On the formation of the vein-type uranium „Yellow Ores“ from the Schwarzach Area (NE-Bavaria, Germany) and on the behaviour of P, As, V and Se during supergene processes

Zusammenfassung

Die meisten Uranvorkommen am Westrand der Böhmischen Masse zeigen in ihren oberflächennahen Lagerstättenteilen eine mehr oder minder intensive U-Gelberzführung. Ausgehend vom Nebengestein und dem Erzkörper über die Verwitterungszone und die Paläoböden wird die Wanderung der Elemente (P, As, V und Se) in die sekundären Uranminerale vorgestellt. Der Phosphorgehalt steht in enger Beziehung zu hydromorphen Paläoböden. Von dort gelangt er in die oberflächennahen Teile der gangartigen Strukturen.

Es konnte bisher keine laterale Verarmung an P oder Apatit im Umkreis dieser Gangstrukturen festgestellt werden. Arsen wird in seiner Verteilung durch unterlagernde Sulfidanreicherungen und das Vorhandensein reduzierender Bedingungen kontrolliert, wogegen V in enger Beziehung zur Zusammensetzung des umgebenden Nebengesteins steht. Granite erzeugen z. B. wegen ihres geringen Anteiles an mafischen Bestandteilen auch niedrige V-Gehalte in den Sekundärmineralien.

Neben den Uranerzen des Schwarzachgebietes wurden auch Proben aus anderen U-Vorkommen mit untersucht. Einige dieser Uranvorkommen sind zweifellos durch aszendente Lösungen entstanden, und ihre Oxidationszonenminerale sind als Abkömmlinge der unterlagernden „Schwarzerze“ zu verstehen. Es gibt jedoch auch eine ganze Reihe, wo diese Bestimmung nicht mit dieser Klarheit durchgeführt werden kann. Diese enthalten sowohl Charakteristika, die auf eine „per ascensum“-Entstehung hindeuten (z. B. Sulfide), als auch Kennzeichen, die mehr für „per descensum“ Einfluß sprechen (geringe Teufe, hoher U-VI-Mineralanteil). In einigen Fällen können alpidisch oder variszisch entstandene Erzmineralisationen das reduzierende Milieu, das zur Fixierung des Urans notwendig ist, schaffen. Die Unterscheidung zwischen hypogen oder supergen wird damit sehr schwer. Es ist im Verlaufe kontinentaler Bedingungen durch die Verwitterung freigesetzt worden. Nachfolgende Umlagerungsprozesse im Verlauf blocktektonischer Verstellung und Änderung im fluviatilen Regime können zur Verbesserung oder auch Zerstörung bestehender Uranmineralisationen beitragen. Diese Vorgänge ähneln in ihrem Mechanismus dem von Roll-Front-Lagerstätten i. w. S., wobei jedoch im Kristallin nicht die Porosität, sondern die Klüftigkeit entlang großer lineamentärer Störungszonen den Grundwasserstrom kontrolliert.

Abstract

Most of the U occurrences situated at the western edge of the Bohemian Massif show in their upper parts secondary U minerals. The immigration (P, V, As and Se) from the country rocks and the ore body, via saprolite and paleosoils into the secondary ore minerals is investigated. The P content is suggested to be closely related to hydromorphic paleosoils. From those intermediate stages it may have been brought into the upper parts of the vein structures. No laterogenic impoverishment in the wall rocks with respect to phosphorus or apatite could be determined. The arsenic distributions is also governed as at other sulfide deposits by underlying sulfides and reducing conditions of a primary hypogene ore zone, whereas vanadium content in U secondary minerals is closely related to the enclosing country rocks. Granites, on account of their low content in mafic minerals, have low V contents in U secondary minerals.

Besides the Schwarzach Area, U ore mineralisations from other U occurrences have been investigated. Some of the U deposits are certainly of “per ascensum” origin and their secondary U mineralisation can well be interpreted as having been derived from the underlying primary “black ores”.

However, some mineralisations cannot be classified with certainty as being “per ascensum”. They include some properties pointing to “per ascensum” (e. g. sulfide association) as well as characteristics typical for “per descensum” (small depth, large amounts of U-VI minerals). The mode of formation may in some cases be as follows: Variscan or Alpine ore mineralisations of no economic significance may have formed a reducing environment and caused U to be concentrated. Younger redistribution processes influenced by modern tectonics (uplifting) and the fluviatile drainage pattern have taken place and in some cases destroyed the primary deposits or enhanced the ore mineralisation. These processes roughly resemble those described from sandstone — hosted roll front deposits.

Résumé

La plupart des gisements d'uranium de la bordure occidentale du massif de Bohème montrent dans les parties superficielles plus ou moins de minéraux secondaires uraniféres. Nous montrerons au cours de ce travail la migration des éléments (P, As, V et Se) depuis la roche encaissante et l'appareill minéralisé vers la zone d'altération météorique et les sols fossils, pour aboutir anse minéraux uranifères de formation secondaire. La teneur en phosphore est étroitement liée aux sols fossils hydromorphes. De là, il atteint les parties superficielles des structures filoniennes.

Un appauvrissement latéral en P ou en apatite autour des structures filoniennes n'a pu être établi. L'arsenic est contrôlé dans sa répartition par les concentrations des sulfures sous-jacents et la présence d'un milieu réducteur, alors que le V dépend strictement de la composition de la roche encaissante. Les granites, par exemple, n'apportent, en raison de leur faible contenu en produits mafitiques, que de faibles quantités de vanadium aux minéraux secondaires.

Les examens ne se sont pas limités aux minéraux de Schwarzach. Les minéraux secondaires uranifères des filons divers ont été étudiés. Certains de ces gites uranifères ont été indubitablement formés par des solutions descendantes et les minéraux de leur zone d'oxydation doivent être interprétés comme des produits du «minerai noir» sous-jacent. Il existe cependant tout une série d'exemples ne permettant pas une interprétation aussi définitive. En effet, ceux-ci comportent aussi bien des caractères d'ascendance (sulfures) que de descendance (faible profondeur du gite, teneur élevée en U-VI). Dans certains cas, des minéralisations varisques ou alpidiques non exploitables peuvent induire le milieu nécessaire à la fixation de l'uranium. Il a été libéré par l'altération mété orique de ces roches au cours des phases continentales. Des remaniements subséquents provoqués par les dislocations tectoniques et les changements des régimes fluviatiles peuvent contribuer à l'enrichissment ou à la destruction des minéralisations uranifères déjà existantes. Ces phénomènes ressemblent au fond à ceux des gites de «roll-front», avec la différence que, dans roches cristallines, le contrôle de l'écoulement des eaux souterraines est assumé, non par la porosité, mais par la fissuration le long de grandes zones de dislocation linéaires.

Краткое содержание

Болыненство месторо ждений урана на запад ном крыле богемского массива, залегающих в верхних горизонтах его, оказы ваются более, или менее интен сивными носителями урановой желтой руды. При изуче нии побочных пород

и рудного тела над зон ой выветривания, а так же палеопочв, удалось ус тановить схему миграции отдел ьных элементов во вто ричных ураносодержащих минералах. (Р, As, V и Se). Содер жание фосфора явно св язано с гидроморфными палеопочвами. Оттуда он проникает в поверх ностные части жильных структур.

В латеральном прости рании в данном районе уменьшения фософра, или апатита не наблюдает ся. Распределение мыш ьяка зависит от залегающи х под ними отложений, об огащенных сульфидам и, и наличия восстановительных условий среды, зато ра спределение ванадия тесно связано с окружающим и породами. Напр.: гранит ы, благодаря их незнач ительному участию в мафических компоне нтах, ответственны за низкое содержание ванадия в о вторичных минералах.

Наряду с пробами уран а из Шварцвальда иссл едовали также пробы из других его месторожд ений. Некоторые из эти х месторождений возни кли, бессомнения, под влиянием восходя щих растворов, и минер алы их окислительной зоны являются произв одными подлежащей „ч ерной руды“. Существует также целый ряд месторожде ний, где такие исследо вания не дают конкретных резу льтатов. Они характеризуются чертами, указывающим и на происхождение, как в результате восх ождения растворов (на пр.: сульфиды), так и снисхо ждения (незначительные глуб ины, большое количест во U₆). В некоторых случаях они могли возникнуть во время альпийского, или варисского горообра зовательного процесса при минерал изации в восстановит ельной среде, необходимой для отложения урана. П оэтому здесь очень тр удно провести границу между гипо- и суперген ным происхождением у рановых руд. Они могли оказаться подвергнутыми вывет риванию. Последующие процессы переложения при тектоническом пе ремещении блоков и из менения флювиального режима могли улучшить, или на рушить имеющиеся усл овия минерализации урана. Эти процессы напомин ают таковые в Roll-Front-Lagerstätten, одн ако потоки грутновых вод регули руются в кристаллике не пористостью, а трещин оватостью вдоль больших зон нар ушений, похожих на лин еаменты.