Геохимическая модель накопления урана в русле реки Семизбай (Северо-Казахстанская урановорудная провинция)

Abstract

Актуальность исследования состоит в необходимости поиска дешевых источников урана вблизи потенциальных уранов орудных зон Северного Казахстана на основе изучения современных процессов миграции и накопления урана. Цель: построение геохимической модели выщелачивания, миграции и накопления урана в русле реки Семизбай на основе определения состава воды и донных отложений в речных и озерных резервуарах, а также состава гранитов Жаман-Койтасского массива и коры выветривания как коренного источника урана при его выщелачивании. Объекты: современная кора выветривания по лейкогранитам восточной части Жаман-Койтасского массива; русловые отложения рек Семизбай и его притока Шат; прирусловые ключевые, речные и озерные воды рек Семизбай, Селеты и озера Жамантуз; донные отложения озера Жамантуз. Методы: рентгенофлуоресцентный анализ, масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой, рентгеноструктурный анализ, классические методы определения катионно-анионного состава воды. Результаты. Определены высокие содержания урана в ключевых прирусловых водах (0,32 мг/л) и водах водохранилища (0,047 мг/л), а также повышенные содержания урана в прирусловых почвах (8,6-13 г/т) и донных отложениях водохранилища (23-24 г/т) в верхнем течении реки Семизбай. На основании полученных данных предложена модель выщелачивания урана из лейкогранитов Жаман-Койтасского массива, его миграции и накопления в русле реки Семизбай, современные фации которой являются геохимическим барьером на пути распространения урана в экосистему Ишимской степи. Концентрация урана в русловых отложениях нижнего течения реки (1,9-2,7 г/т), в воде (0,0029 мг/л) и донных отложениях (4,6 г/т) озера Жамантуз, являющегося конечным сточным водоемом для реки Семизбай, отвечает фоновым содержаниям урана, характерным для Западной Сибири.

The relevance of the research is caused by the need of exploration of cheap uranium sources near potentially uranium ore bearing areas of Northern Kazakhstan based on studying modern processes of migration and accumulation of uranium. The main aim is to propose a geochemical model of leaching, migration and accumulation of uranium in the Semizbay riverbed based on determining water and bottom sediment composition of river and lake reservoirs, and composition of the Zhaman-Koytass massif and its weathering crust as a primal source of uranium. Objects: modern weathering crust of leucogranites of the eastern part of the Zhaman-Koytass massif; bed sediments of the Semizbay river and its tributary Shat river; riverbed spring, river and lake waters of the Semizbay, Selety rivers and Zhamantuz lake; bottom sediments of the Zhamantuz lake. Methods: x-ray analysis, inductively coupled plasma mass spectomerty, x-ray crystallography, classic methods of determination of cation and anion composition. Results. High concentrations of uranium in spring riverbed waters (0,32 mg/l) and artificial reservoir (0,047 mg/l) as well as elevate d concentrations of uranium in riverbed soil (8,6-13 ppm) and bottom sediments of artificial reservoir (23-24 ppm) in the upper course of the Semizbay river were found. Based on the collected data the authors have proposed the geochemical model of uranium leaching from leucogranites of the Zhaman-Koytass massif, its migration and accumulation in the Semizbay riverbed, the modern facies of which act as the geochemical barrier on the way of uranium migration to ecosystem of the Ishim steppe. Uranium concentrations in riverbed sediments in lower course of the Semizbay river (1,9-2,7 ppm), as well as in water (0,0029 mg/l) and bottom sediments (4,6 ppm) of the Zhamantuz lake, which is the final discharge waterbody of the Semizbay river, represent background uranium concentrations in Western Siberia.