Ураноносность осадочных и кристаллических пород Беларуси

УДК [552.5+552.125]:546.791(476)

Москалёв, О. М. Ураноносность осадочных и кристаллических пород Беларуси : монография / О. М. Москалёв ; Нац. акад. наук Беларуси, Ин-т радиобиологии. – Минск : Беларуская навука, 2021. – 209 с. : ил. – ISBN 978-985-082798-2.

Данная монография является первой публикацией по урановой проблеме геологии Беларуси. В ее основу положены результаты многолетних поисков урановых месторождений на территории республики, а также научная работа, выполненная автором по этой проблеме. Актуальность тематики исследований обусловлена ее высокой практической значимостью (обеспечение 
Белорусской атомной электростанции собственным сырьем). Впервые комплексно рассмотрены 
вопросы геологического строения и минерального состава выявленных урановых рудопроявлений и месторождений в Припятском прогибе и Белорусском кристаллическом массиве. Приведена радиометрическая и радиогеохимическая характеристика урановых руд, рудовмещающих 
пород и водоносных горизонтов. Выделены перспективные на уран площади и рудоносные горизонты пород.
Адресуется геологам, геофизикам, аспирантам, студентам геологических и географических 
факультетов вузов.
Табл. 15. Ил. 59. Библиогр. 60 назв.

Р е ц е н з е н т ы:

академик Академии технологических наук Украины А. Х. Бакаржиев,
доктор геолого-минералогических наук В. Г. Жогло,
доктор геологических наук, доцент О. О. Ремезова,
кандидат геолого-минералогических наук Я. Г. Грибик

ISBN 978-985-08-2798-2 
© Москалёв О. М., 2021
© Институт радиобиологии 
НАН Беларуси, 2021 
© Оформление. РУП «Издательский дом 
«Беларуская навука», 2021

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
5

Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
6

Раздел I. ИЗУЧЕННОСТЬ ТЕРРИТОРИИ БЕЛАРУСИ  
НА РАДИОАКТИВНЫЕ ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ 

Глава 1. Изученность Припятского прогиба . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
12

1.1. Геологическая изученность  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
12
1.2. Радиогидрогеологическая изученность . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
16
1.3. Гидродинамические, палеогидрогеологические и гидрогеохимические условия 
формирования уранового оруденения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
22
1.4. Радиогеохимическая изученность литологических разностей пород . . . . . . . .  
25
1.5. Радиометрическая изученность . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
31

Глава 2. Ураноносность Припятского рудного района . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
34

2.1. Ураноносность Лельчицкой площади . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
34
2.1.1. Болотницкое рудное поле . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
34
2.1.1.1. Первый рудоносный горизонт бобриковской толщи . . . . . . . . . . . .  
38
2.1.1.2. Второй рудоносный горизонт бобриковской толщи. . . . . . . . . . . . .  
42
2.1.1.3. Третий рудоносный горизонт бобриковской толщи . . . . . . . . . . . . .  
43
2.1.1.4. Четвертый рудоносный горизонт бобриковской толщи  . . . . . . . . .  
45
2.1.1.5. Характеристика вещественного состава руд бобриковской толщи  
45
2.1.2. Лельчицкое рудное поле . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
51
2.1.2.1. Тульский рудоносный горизонт . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
51
2.1.2.2. Среднекарбоновый рудоносный горизонт . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
54
2.1.2.3. Результаты геохимических исследований . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
55
2.1.2.4. Заключение по Лельчицкой ураноносной площади . . . . . . . . . . . . .  
57
2.2. Ураноносность Октябрьской площади . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
58
2.2.1. Октябрьско-Малиновское рудное поле  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
58
2.2.2. Вещественный состав руд Октябрьско-Малиновского рудного поля . . .  
61
2.2.3. О состоянии радиоактивного равновесия в рудах . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
64
2.2.4. Структурный и литологический факторы в процессах формирования 
ураново-битумного оруденения в пределах Припятского урановорудного 
района  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
65
2.2.5. Оценка перспектив уранового оруденения «Октябрьско-Малиновского 
типа» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
68
2.3. Поисковые признаки и критерии уранового оруденения экзогенного типа 
в пределах Припятского прогиба . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
69

2.3.1. Горизонты, благоприятные для экзодиагенетического оруденения урана  
77
2.3.2. Горизонты, благоприятные для пластово-инфильтрационного оруденения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
79
2.3.3. Оценка перспектив выявления других рудных месторождений в пределах Припятского прогиба . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
83

Раздел II. ИЗУЧЕННОСТЬ ТЕРРИТОРИИ БЕЛОРУССКОГО  
КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО МАССИВА НА УРАНОНОСНОСТЬ

Глава 3. Ураноносность Белорусского кристаллического массива . . . . . . . . . . . . . . .  
88

3.1. История исследования ураноносности Белорусского кристаллического массива и его склонов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
88
3.2. Радиометрическая изученность Белорусского кристаллического массива . . . .  
90
3.3. Ураноносность осадочного чехла Белорусского кристаллического массива 
и его склонов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
92
3.4. Радиогидрогеологическая характеристика подземных вод дочетвертичных 
отложений Белорусского кристаллического массива и его склонов . . . . . . . . . . . . .  
95
3.5. Возрастная характеристика урановых рудопроявлений и аномалий Белорусского кристаллического массива и его склонов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
97
3.6. Особенности распределения урана и тория в изученных породах фундамента 
Белорусского кристаллического массива . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
99
3.7. Гидротермально-метасоматические изменения кристаллических пород Белорусского кристаллического массива . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
105
3.8. Диабазовое уран-торий-редкоземельное месторождение . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
115
3.9. Ураново-редкоземельная метасоматическая формация зон разломов . . . . . . . .  
126
3.10. Рудопроявления и аномалии Барановичского, Кореличского, Столб цовского 
и других районов  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
128
3.11. Раевщинское рудопроявление . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
132
3.12. Долгиновское рудопроявление . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
134
3.13. Аталезское рудопроявление урана . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
138
3.14. Околовские радиоактивные аномалии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
142
3.15. Скидельская радиоактивная аномалия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
148
3.16. Забродьевская радиоактивная аномалия. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
153
3.17. Оценка перспектив выявления месторождений урана в пределах Белорусского кристаллического массива и рекомендации по дальнейшему направлению 
поисковых работ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
156

Глава 4. Минералогия урана и тория Беларуси . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
160

4.1. Распределение урана в породах и некоторых минералах . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
171

Глава 5. Поведение урана в различных геологических процессах  . . . . . . . . . . . . . . .  
172

Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
179

Принятые сокращения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
182

Список использованных источников  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
183

Приложение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
187

ПРЕДИСЛОВИЕ 

Данная монография является первой публикацией по урановой проблеме 
геологии Беларуси. В ее основу положены результаты многолетних геологоразведочных работ, проведенных Кировским ПГО на территории Беларуси, 
а также научная работа, выполненная автором в РУП «БЕЛГЕО» и РУП «БелНИГРИ» в 2010–2013 гг., главной задачей которых была оценка перспектив 
ураноносности недр Беларуси с целью обнаружения урановых месторождений. В исследовании системно рассмотрены вопросы ураноносности осадочных и кристаллических пород Беларуси, приведены краткая геологическая 
и радиогеохимическая характеристики выявленных урановых, ураноториевых, уранредкоземельных, урано-битумных и урано-угольных рудопроявлений. Дана предварительная оценка их поисковой и промышленной значимости, а также выделены перспективные площади для постановки детальных 
геологоразведочных работ.
В Припятском прогибе выявлено Болотницкое урановорудное поле, подготовленное для постановки опытных работ по подземному скважинному 
выщелачиванию урана из ураноносных песчаников, в Белорусском кристаллическом массиве – Диабазовое уранредкоземельное месторождение, рентабельное для разработки по комплексному извлечению полезных компонентов.
Автор выражает искреннюю благодарность академику Национальной 
академии наук Беларуси, доктору геолого-минералогических наук, профессору Р. Г. Гарецкому за ценные замечания, сделанные в процессе работы над 
книгой, а также рецензентам – академику Академии технологических наук 
Украины, члену экспертной урановой группы МАГАТЭ А. Х. Бакаржиеву, 
доктору геолого-минералогических наук В. Г. Жогло, доктору геолого-минералогических наук О. О. Ремезовой, кандидату геолого-минералогических наук Я. Г. Грибику.

ВВЕДЕНИЕ

Уран – 92-й элемент Периодической системы Д. И. Менделеева, открытый 
в 1789 г. М. Г. Клапротом. Это основной элемент атомной энергетики и сырье 
для получения другого энергетического элемента – плутония (самого дорогого из технически важных металлов, который в десятки раз дороже серебра, 
золота и платины). Один грамм урана выделяет энергию, эквивалентную 5 т 
каменного угля [13, с. 361, 363].
Атомная масса природного урана составляет 238,03, что соответствует 
средней массе трех изотопов урана: 238U, 235U и 234U. В природном уране содержится 99,28 % урана-238; доля урана-235 достигает 0,71 % и урана-234 – 
0,006 %. Температура плавления – 1132 °С [15, с. 4]. В чистом виде уран представляет собой серебристо-белый металл. На воздухе он медленно покрывается черной пленкой, «тормозящей» дальнейшую коррозию. При нагревании 
окисление ускоряется. Плотность урана – 19,05 г/см3; электропроводность – 
(2–4) · 104 (Ом ∙ см)–1.
Известны 3 модификации металлического урана: α-уран устойчив при 
температуре до 662 °С, орторомбический; β-уран устойчив в интервале 662–
769 °C, тетрагональный; γ-уран устойчив с 769 °С до температуры плавления, 
кубический с гранецентрированной решеткой. Атомный радиус α-урана – 
0,138 нм.
При высоких температурах металлический уран хорошо волочится и куется. Средняя твердость литого металла составляет 200–220 по Бринеллю. 
Предел прочности на растяжение, в зависимости от обработки, – от 35 до 
164 кг/мм2.
Периоды полураспада природных изотопов урана следующие: 238U – 
4,51 ∙ 109 лет; 235U – 8,91 ∙ 108 лет; 234U – 2,235 ∙ 105 лет.
Вследствие разных констант распада соотношение изотопов природного 
урана в геологическом времени непостоянно.
Металлический уран химически высокоактивен. Он легко реагирует со 
всеми металлоидами. Со многими металлами (ртутью, оловом, медью, свинцом и др.) образует интерметаллические соединения. В виде тонкой пыли на 
воздухе самовозгорается. При 100 °С медленно разлагает воду. В присутствии 
окислителей растворяется в кислотах, в щелочах не растворим.

В соединениях уран проявляет валентность 2+, 3+, 4+, 5+, 6+. До недавнего 
времени считалось, что в природных соединениях уран бывает только четырех- и шестивалентным. В последние годы доказано, что в некоторых природных оксидах и фосфатах (нингиоит) часть урана находится в пятивалентном 
состоянии. Природные соединения 2- и 3-валентного урана неизвестны. Ионные радиусы U3+ – 0,103 нм, U4+ – 0,093 нм, U5+ – 0,087 нм, U6+ – 0,083 нм.
Большой размер иона U4+ в сочетании с высокой валентностью обусловливает его амфотерность. В кислой среде он ведет себя как слабое основание, 
а в щелочной – как слабая кислота. Ионный радиус U4+ близок к радиусам Th, 
Y, Ca, Mn, TR, и уран способен изоморфно замещать их (и замещается ими) 
в решетках природных минералов.
В интервале температур от 25 до 300 °C наиболее устойчивыми комплексными соединениями уранила в водном растворе являются уранил-карбонатные. Согласно А. П. Виноградову, среднее содержание урана (кларк) в земной 
коре составляет 2,5 ∙ 10–4 % [15, с. 18].
В начале XX в. применение урана ограничивалось использованием в небольших количествах в стекольной и керамической промышленности, а также в фотографии в качестве красителя. Разработка урановых месторождений 
осуществлялась исключительно с целью извлечения сопутствующего радия. 
Однако уже к середине 1930-х гг. радиевый рынок оказался в достаточной мере насыщенным, и в разработке урановых месторождений наметился спад. 
В 1942–1943 гг. в США и Великобритании начались первые опыты по использованию атомной энергии в военных целях. С этого момента уран приобрел 
значение важнейшего стратегического сырья, являвшегося в то время весьма 
дефицитным. С окончанием Второй мировой войны поиски, разведка и освоение урановых месторождений были развернуты во всем мире в невиданных масштабах. В 1960 г. годовая добыча урана в развитых странах достигла 
40 тыс. т. Потребности военной промышленности к этому времени были удовлетворены, поэтому производство урана стало сокращаться.
Новый подъем урановой промышленности был стимулирован становлением атомной энергетики, являющейся основным потребителем урана и в настоящее время. Начало развития атомной энергетики было положено пуском 
в СССР в 1954 г. первой в мире атомной электростанции. Однако до середины 
1960-х гг. мировые темпы строительства АЭС оставались невысокими, и общая мощность действующих станций едва достигла 4 ГВт.
Активный импульс строительству атомных энергоустановок дал мировой 
энергетический кризис, возникший в начале 1970-х гг. Он наглядно продемонстрировал, что в условиях возрастающего энергопотребления и истощения 
ресурсов ископаемого топлива (в первую очередь нефти) атомной энергетике 
альтернативы нет.
Доля АЭС в общем энергопроизводстве во Франции и Бельгии превысила 
60 %, в ряде стран (Финляндия, Германия, Швеция и др.) достигла 30–40 %, 
в США – 20 %.

Расход природного урана на 1 МВт установленной мощности в сооружаемых в настоящее время реакторах на тепловых нейтронах достаточно велик 
и составляет около 200 кг в год.
На рис. В1 и В2 показано процентное соотношение объемов мировой добычи урана по видам горных работ и график изменения мировых цен на него 
в 1982–2012 гг.

 

1
2
3
4

Рис. В1. Распределение объемов мировой добычи урана по видам горных работ:  
1 – карьерами; 2 – шахтами; 3 – подземным выщелачиванием; 4 – попутная добыча

Рис. В2. График изменения мировых цен на уран в 1982–2012 гг.  
(по данным сборника «Uranium 2014: Resources, production and demand»)

Аргументацией оптимистичного прогнозирования и развертывания геологоразведочных работ на уран на территории Беларуси является ряд геолого-структурных критериев ураноносности и выявление при предшествующих 
работах серии рудопроявлений с промышленными или близкими к таковым 
параметрами (мощность и содержание) уранового оруденения.
Особенно следует подчеркнуть, что на перспективность работ по урановой тематике указывает сам факт многолетней работы Кировского Производственного геологического объединения (ПГО, г. Киев), в частности, интенсивные поисковые работы на территории Припятского прогиба.
В результате геологических работ по изучению ураноносности территории Беларуси (1956–1994 гг.) было установлено, что перспективы выявления 
залежей урана в регионе следует связывать с положительными, претерпевшими разновозрастную активизацию, структурами кристаллического фундамента, базальными горизонтами отложений платформенного чехла, связанными 
со стратиграфическими несогласиями и перерывами осадконакопления, с горизонтами, обогащенными органическими веществами.
Все выявленные рудопроявления и аномалии урана на территории Беларуси относятся к двум генетическим типам:
1) гидротермальные жильные рудопроявления в фундаменте Белорусского 
кристаллического массива (БКМ) – Раевщинское, Долгиновское, Диабазовое, 
Аталезское и многочисленные урановые и ториевые аномалии;
2) эпигенетические инфильтрационные рудопроявления в осадочном чехле – на Октябрьско­Малиновской площади: Малиновское, Заречное, Журавлиное, Октябрьское; на Лельчицкой площади – Боровое, Болотницкое, Юбилейное, Калиновское.
Поисково-оценочные работы на уран выполнены Кировским ПГО (г. Киев) 
в 1960–1988 гг. [11ф, 22ф] на двух крупных региональных структурах территории Беларуси в западной части Припятского прогиба и Белорусском кристаллическом массиве – объектах с наибольшим потенциалом выявления урановых месторождений промышленного масштаба.
Ураноносность Припятского прогиба отличается многоярусностью и пестротой литолого-фациального состава осадочных пород, что привело к контрастному перераспределению урана, поступавшего из разрушавшихся пород 
фундамента, обрамлявших эту депрессионную структуру. Различавшиеся как 
по знаку, так и по интенсивности тектонические движения локальных блоков сложнопостроенного прогиба обеспечили сопряжение образований сероцветной, пестроцветной и красноцветной формаций на его территории с соответствующими геохимическими барьерами. Формированию этих барьеров 
со сменой окислительной обстановки на восстановительную, где подвижные 
шестивалентные ионы урана переходили в четырехвалентные малоподвижные формы, способствовала обогащенность осадочных пород органическим 
веществом (углистым, детритовым, битумным) в визуально фиксируемых количествах. Наиболее благоприятными для формирования залежей урана при 

этом являлись базальные горизонты, особенно на площадях их залегания на 
подстилающих отложениях со стратиграфическим несогласием. 
Согласно накопленному к настоящему времени массиву фактического 
материала и сложившихся на его базе геологических представлений, прежде 
всего специалистов партий № 32, 37 и 49 Кировского ПГО, на территории 
Припятского прогиба сформировалось девять горизонтов, где проявилось накопление урана [22ф]:
– в базальных слоях волынской серии (V1vč);
– в базальных слоях всей девонской толщи (Д1–3);
– в надсолевой сланценосной толще (Д3–С1);
– в среднекарбоновом горизонте;
– в бобриковском горизонте нижнего карбона (С в
1);
– в тульском горизонте нижнего карбона (С t
1);
– в базальных слоях пермо-триасовых отложений (Р–Т);
– в среднеюрском горизонте (J2);
– в неогеновых отложениях (N).
Ураноносность другой региональной структуры – Белорусского кристаллического массива, подвергнутой изучению в ходе проведения работ, связана 
с образованиями как гидрогенного, так и гидротермального генезиса в породах чехла и фундамента. Интенсивные изменения его протопород фундамента 
в процессе регионального метаморфизма и ультраметаморфизма, внедрения 
разновозрастных комплексов интрузивных пород разнообразного литолого-петрографического состава, неоднократная тектономагматическая активизация привели к широкому распространению в его структуре зон, выполненных различными метасоматитами. К этим образованиям и приурочен ряд уже 
выявленных проявлений радиоактивных минералов, а также прогнозируется 
обнаружение новых объектов с урановой, ураново-ториевой, золотоурановой 
и уранредкоземельной минерализацией.

Глава 1

ИЗУЧЕННОСТЬ ПРИПЯТСКОГО ПРОГИБА

1.1. Геологическая изученность

Данные о геологической изученности Припятского прогиба и развитии 
представлений о его строении изложены в работах А. С. Махнача, Р. Е. Айзберга, Р. Г. Гарецкого, А. А. Махнача, В. К. Голубцова и других исследователей [3].
Региональные геологические исследования здесь впервые были начаты 
в 1937 г. с целью оценки перспектив выявления нефти, газа, соли. Пробуренной до войны единственной колонковой скважиной у д. Давыдовка были открыты мощные залежи каменной соли. 
После Великой Отечественной войны региональные геологические исследования возобновились в 1946 г. В северо-западной части прогиба первой же 
глубокой скважиной в 1949 г. были открыты залежи калийных солей. Впоследствии было установлено, что верхнедевонские соленосные отложения распространены на площади более чем 25 тыс. км2 и образуют один из крупнейших в мире Припятский соленосный бассейн.
В ряде скважин до 1953 г. были отмечены нефте- и газопроявления в девонских отложениях. С 1953 г. были широко развернуты поисково-разведочные работы на нефть и газ. Однако в связи с отставанием региональных геологических исследований с применением геофизических методов в первый 
период поиски не давали положительных результатов.
В 1961–1964 гг. в пределах прогиба было пройдено 8 региональных сейсмических профилей, вдоль которых пробурено более 20 параметрических 
скважин глубиной до 5000 м.
На значительной части площади также проведены комплексные геолого-гидрогеологические съемки масштаба 1 : 50 000 в основном с целью обеспечения мелиоративных работ.
Основные геологические исследования в Припятском прогибе базируются 
на данных бурения нефте- и солеразведочных скважин.
Заметный вклад в геологическое изучение западной части прогиба внесено поисковыми и рекогносцировочными буровыми работами Кировского 
ПГО, выполнявшимися партиями № 32 и 37 в 1960–1968 гг. и партией № 49 
в 1981–1990 гг. с целью поисков урана [22ф, 31ф].
Всего в пределах рассматриваемой западной части в Припятском прогибе 
на 2012 г. пробурено 3095 скважин на нефть и газ глубиной от 1000 до 5800 м,