Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
34
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ ГІРНИЧИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Рузіна Марина Вікторівна
УДК 553.21/.24(477)
ЗАКОНОМІРНОСТІ РОЗПОВСЮДЖЕННЯ І
РУДОНОСНІСТЬ ПОЛІХРОННИХ МЕТАСОМАТИЧНИХ
ФОРМАЦІЙ СЕРЕДНЬОПРИДНІПРОВСЬКОГО
МЕГАБЛОКУ УКРАЇНСЬКОГО ЩИТА
Спеціальність
04.00.11 – «Геологія металевих і неметалевих корисних копалин»
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
доктора геологічних наук
Дніпропетровськ
2008
Дисертацією є рукопис
Робота виконана на кафедрі геології і розвідки родовищ корисних копалин Національного гірничого університету Міністерства освіти і науки України (м. Дніпропетровськ)
Науковий консультант:
доктор геолого-мінералогічних наук, професор Євтєхов Валерій Дмитрович, завідувач кафедри прикладної екології, мінералогії і раціонального використання надр Криворізького технічного університету Міністерства освіти і науки України
Офіційні опоненти:
доктор геолого-мінералогічних наук, професор Бобров Олександр Борисович, заступник директора з наукової роботи Українського Державного геологорозвідувального інституту Міністерства охорони навколишнього природного середовища України (м. Київ);
доктор геолого-мінералогічних наук, професор Сіворонов Альберт Олексійович завідувач кафедри загальної і регіональної геології Львівського Національного університету імені Івана Франка Міністерства освіти і науки України
доктор геолого-мінералогічних наук, старший науковий співробітник Загнітко Василь Миколайович, професор кафедри геології родовищ корисних копалин Київського Національного університету імені Тараса Шевченка Міністерства освіти і науки України
Захист відбудеться «28» травня 2008р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 08.080.05 при Національному гірничому університеті Міністерства освіти і науки України (49005, м. Дніпропетровськ, проспект Карла Маркса, 19, тел. (0562) 47-24-11)
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного гірничого університету Міністерства освіти і науки України за адресою: 49005, м. Дніпропетровськ, проспект Карла Маркса, 19
Автореферат розісланий квітня 2008 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради Д 08.080.05
кандидат геолого-мінералогічних наук, доцент А.Л. Лозовий
Актуальність теми дисертації визначена необхідністю вдосконалення методів прогнозу і пошуків корисних копалин з метою забезпечення стійкого розвитку мінерально-сировинної бази України. Метасоматично змінені породи поширені в більшості рудних провінцій, де супроводжують гідротермальні родовища металевої і неметалевої мінеральної сировини в якості навколоколорудних змін. В межах Середньопридніпровського мегаблоку (СПМБ) Українського щита (УЩ) встановлені рудопрояви рідкісних, дорогоцінних, кольорових металів, неметалевої мінеральної сировини гідротермального генезису. Встановлений поліхронний характер їх утворення, а також просторовий зв'язок із зонами прояву метасоматичних процесів. Разом з цим детальне вивчення петрології, геохронології метасоматичних формацій, рудно-метасоматичної зональності було проведене для метасоматитів, що контролюють зруденіння благородних металів у межах окремих зеленокам`яних структур (ЗКС) або в зв'язку з визначенням перспектив металоносності граніт-мігматитових комплексів порід. Зіставлення метасоматичних утворень, виявлених у різних геологічних структурах, з метою визначення їх формаційної приналежності і зв'язку метасоматитів зі зруденінням, необхідне для розробки критеріїв рудоносності, не проводилось. У зв'язку з цим особливо актуальними є проблеми типізації і класифікації поліхронних метасоматичних формацій з метою розробки критеріїв рудоносності.
Наявність протяжних метасоматичних поясів є однім з найважливіших геологічних індикаторів, що використовуються для ідентифікації зон глибинних розломів. Вивчення складу навколорудних метасоматитів у поєднанні з їх металогенічною спеціалізацією, дозволить оцінити рівень ерозійного зрізу ендогенних гідротермальних родовищ, які характеризуються типоморфною будовою вертикальних рудно-метасоматичних колон.
Зв'язок з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана у відповідності з тематикою науково-дослідних робіт (НДР) Національного гірничого університету в рамках Державної програми «Золото України», затвердженої постановою Кабінету Міністрів України № 532 від 16.05.1996 р. і Національної програми розвитку мінерально-сировинної бази України на період до 2010 р. Автор дисертації є одним з виконавців і співавторів звітів про виконання НДР (№№ держреєстрації 0194U009469, 0197U016032, 0198U005340, 0101U001544, 0103U001292, 0105U000508, У-04-100/19). Окремі розділи дисертації підготовлені на основі досліджень, проведених автором в період роботи з 1985 по 1994 рр. у Новомосковській геологорозвідувальній експедиції. Автор дисертації є одним із виконавців звітів (№№ держреєстрації У-39-82-107/36, У-39-89-84/6, У-39-84-8/30), виконаних у відповідності з пооб`єктними планами КП «Південукргеологія».
Мета і задачі досліджень. Метою дисертації є визначення умов формування, закономірностей розміщення і металогенічної спеціалізації рудоносних метасоматитів СПМБ. Для досягнення поставленої мети були визначені наступні задачі досліджень:
1) розробити класифікацію метасоматичних формацій, яка враховує склад вихідних порід, характеристику новоутворених мінеральних парагенезів і їх розповсюдження в межах СПМБ;
2) використовуючи принципи металогенічного аналізу, з'ясувати роль різних геологічних чинників – вікового, структурно-тектонічного, магматичного, метаморфічного – у формуванні і розподілі метасоматичних формацій СПМБ;
3) виконати узагальнене петрологічне вивчення основних різновидів метасоматичних формацій;
4) визначити металогенічну спеціалізацію різних типів метасоматичних формацій і виявити критерії рудоносності метасоматитів;
5) оцінити практичне значення досліджень метасоматичних формацій.
Об'єктом досліджень є рудоносні метасоматити СПМБ.
Предмет досліджень – закономірності локалізації, петрографічний склад, зональність, металогенічна і мінерагенічна спеціалізація метасоматичних формацій.
Основна ідея роботи полягає в теоретичному обгрунтовуванні ролі основних металогенічних чинників – вікового, літолого-петрографічного, структурно-тектонічного, магматичного, метаморфічного у формуванні і розподілі рудоносних поліхронних метасоматичних формацій у межах СПМБ.
Методи досліджень. Основним методом досліджень послужило петрографічне вивчення близько 15000 прозорих і 3000 полірованих шліфів. Застосовані також: напівкількісний емісійний спектральний аналіз 11542 проб (Центральна лабораторія КП «Південукргеологія»), кількісний полярографічний аналіз 270 проб на золото (Томський політехнічний університет), сцинтиляційний спектральний аналіз 2300 проб на золото, срібло, платину, паладій, родій (Інститут геохімії РАН, Іркутськ), квантометричний експрес-аналіз (Центр аналітико-технологічних досліджень Національного гірничого університету). Використані результати лазерного мікроспектрального аналізу (Інститут геології Дніпропетровського національного університету), визначення вмісту вільного вуглецю (Центральна лабораторія КП «Південукргеологія»), термічного аналізу проб карбонатів (Український державний хіміко-технологічний університет), рентгеноструктурного аналізу проб вуглецевих метасоматитів (Національна металургійна академія України), хімічного, спектрозолотометричного методів аналізу, результати петрохімічних розрахунків, а також геологічне вивчення понад 80000м керну свердловин. При геологічній інтерпретації матеріалів і оцінці перспективних рудопроявів був використаний порівняльно-геологічний метод.
Основні наукові положення, які захищаються в дисертації.
1. Поліхронні метасоматичні формації СПМБ, з якими пов'язані рудопрояви благородних, кольорових, рідкісних металів і неметалевої мінеральної сировини, представлені 17 формаційними типами пневматолітово-гідротермального, метаморфогенно-гідротермального, плутоногенно- і вулканогенно-гідротермального генезису.
2. Структурно-тектонічний контроль метасоматичних формацій виявляється в приуроченості ділянок метасоматозу до зон систем глибинних розломів з азимутами простягання 0º і 270º, 17º і 287º, 35º і 305º, 45º і 315º, 62º і 332º, 77º і 347º. Рівень їх контролю нерівнозначний: найбільш активізованою і проникною є система 77º і 347º, найменш активізованою – система 35º і 305º. З вузлами перетину систем розломів просторово пов'язані формації телескопічних метасоматитів з комплексним складом зруденіння.
3. Неодноразове відновлення ендогенної активності у вузлах перетину глибинних розломів мало подвійне значення для рудоносності метасоматитів:
– з одного боку, обумовлювало прояв корисної мінералізації комплексного складу і сприяло формуванню вторинних концентрацій корисних компонентів (благородні метали, мідно-кобальтова із золотом, сурм`яно-миш`яково-цинкова, золото-миш'якова мінералізації);
– з іншого боку, спричиняло розубожування концентрацій і зниження якості корисних копалин, пов'язаних з більш ранніми стадіями метасоматичних процесів (заміщення хроміту гістерогенним магнетитом при серпентинізації гіпербазитів, хризотил-азбесту тальком при епігенетичному оталькуванні);
4. Кожна метасоматична формація СПМБ характеризується певною металогенічною спеціалізацією, що дозволяє використовувати метасоматити в якості регіональних пошукових критеріїв на низку корисних копалин: альбітити – U; феніт-сієніти – Ва, Sr, Be; грейзени – Rb, Cs, W, Mo, Au, Ag; егіриніти – благородні метали, U, вторинні концентрації Fe; пропіліти – Ni, Co, Cu; родингіти – Au, Ag, Ni, Co, Cu; хлоритоліти – Ni, Co, Cu; вуглецеві метасоматити – благородні метали; лиственіти і березити – Au, Ag, Pb, Zn, Cu; ейсити – U, Pb, Zn, амфіболові метасоматити – Cu, Au.
Наукова новизна результатів дисертаційних досліджень визначена наступним:
1) вперше для СПМБ розроблена класифікація 17 типів метасоматичних формацій, що враховує склад вихідних порід, найстійкіші новоутворені мінеральні парагенезиси, рухливість компонентів і розповсюдження метасоматитів у межах району досліджень;
2) виконано узагальнене петрологічне вивчення виявлених різновидностей метасоматитів, основане на результатах особистих досліджень автора з урахуванням результатів попередніх досліджень метасоматичних процесів у межах СПМБ;
3) на підставі виявлення реліктово-псевдоморфних структур метасоматично змінених порід вперше встановлені метакоматиїти зі структурою «спініфекс» в розрізі михайлівської світи Конкської ЗКС, що підвищує перспективність цієї структури для пошуку нових проявів нікелевої і золоторудної мінералізації;
4) вперше в межах СПМБ встановлено формацію вуглецевих метасоматитів;
5) встановлено, що ділянки метасоматозу контролюються системами глибинних розломів, що підтверджує правомірність використання виявлених метасоматичних формацій як геологічних індикаторів зон глибинних розломів;
6) показано, що з вузлами перетину глибинних розломів просторово пов’язані формації телескопічних метасоматитів з комплексним складом зруденіння.
Практичне значення дисертації полягає у визначенні металогенічної спеціалізації метасоматичних формацій, яка може бути використана як пошуковий критерій різних видів металевої і неметалевої мінеральної сировини в СПМБ. Петрографічні описи метасоматичних порід, виконані автором, використані при складанні 3 виробничих звітів і 7 звітів про виконання НДР. Колекції зразків, прозорих і полірованих шліфів метасоматитів, зібрані автором, використовуються при викладанні дисциплін «Корисні копалини» і «Лабораторні методи досліджень корисних копалин» в Національному гірничому університеті.
В процесі досліджень автором складені різномасштабні карти-схеми зіставлення ділянок метасоматозу з системами глибинних розломів, які передані для впровадження в КП «Південукргеологія» (підтверджено актом впровадження від 12.03.2008р.).
Обгрунтованість і достовірність наукових положень, висновків і рекомендацій підтверджена значним обсягом фактичного матеріалу і багаторічним досвідом роботи здобувача з комплексами порід, що досліджувалися, застосуванням комплексу сучасних методів досліджень, необхідного і достатнього для вирішення задач, поставлених в дисертації. Результати дисертаційної роботи пройшли апробацію на міжнародних конференціях і міжвідомчих нарадах.
Фактичний матеріал і особистий внесок здобувача. Вихідний матеріал збирався і досліджувався автором протягом 20 років. На першому етапі роботи (1985-1994 рр.) основним методом досліджень було геологічне вивчення керну розвідувальних свердловин, виконане, переважно, протягом роботи автора на посаді геолога польових геологозйомочних загонів Новомосковської ГРЕ, а також петрографічне дослідження шліфів, виготовлених з порід геологічних формацій Софіївської, Чортомлицької, Верхівцевської ЗКС і Оріхівсько-Павлоградської структурно- формаційної зони (СФЗ), виконане автором при складанні виробничих звітів.
Протягом другого етапу досліджень – в період роботи автора в складі тематичних груп Національного гірничого університету були вивчені колекції зразків і шліфів, виготовлених з порід Белозерської, Сурської, Конкської ЗКС і Криворізької СФЗ. На основі аналізу і узагальнення результатів попереднього вивчення метасоматичних формацій і за результатами власних досліджень автора розроблена на формаційній основі класифікація всіх виявлених різновидів метасоматитів.
Проведене просторове зіставлення зон метасоматозу з системами глибинних розломів. На підставі аналізу і узагальнення геохімічних даних визначена металогенічна спеціалізація метасоматичних формацій. Оцінена роль провідних металогенічних чинників – структурно-тектонічного, літолого-петрографічного, магматичного, метаморфічного, геохронологічного у формуванні і розподілі метасоматичних формацій.
Апробація результатів дисертації. Основні наукові положення і практичні результати були представлені на 6 конференціях і міжвідомчих нарадах: «Геологічна наука і освіта в Україні на межі тисячоліть: стан, проблеми, перспективи» (Львів, ЛНУ, 2000), «Регіональні геологічні дослідження в Україні і питання створення Держгеолкарти – 200» (Гурзуф, 2001), науково-технічній нараді «Стан, перспективи і напрямки геологорозвідувальних робіт на алмази в Україні» (Київ, 2003), «Мінерально-сировинна база благородних металів України: стан геологорозвідувальних робіт на метали платинової групи і їх аналітичного забезпечення» (Київ, УкрДГРІ, 2005), міжнародній науково-технічній конференції, присвяченій 50-річчю УкрДГРІ «Прикладна геологічна наука сьогодні: досягнення і проблеми» (Київ, УкрДГРІ, 2007), науково-виробничій нараді геологів-зйомщиків України «Геологія и питання геологічного картування і вивчення докембрійських утворень Українського щита» (Дніпропетровськ-Кривий Ріг, 2007).
Публікації. За темою дисертації опублікована 31 наукова робота, в тому числі – 23 в спеціалізованих за вимогами ВАК України виданнях, 8 – тези доповідей наукових конференцій і міжвідомчих нарад, самостійних публікацій – 11, у тому числі – 10 статей в спеціалізованих виданнях і 1 – тези доповідей.
Структура і обсяг роботи. Дисертація складається зі вступу, семи розділів, висновків. Загальний обсяг дисертації становить 272 сторінки машинописного тексту, з яких 252 сторінки основного тексту. Наведено 32 таблиці, 54 малюнка і список використаної літератури з 250 найменувань.
Автор глибоко вдячна світлої пам'яті Вчителю, доктору геолого-мінералогічних наук, професору В.М. Кравченку. Його чуйність, увага, цінні поради і навички рудної школи сприяли виконанню роботи.
Теоретичному осмисленню результатів значною мірою сприяли консультації докторів геолого-мінералогічних наук О.Ф. Коробейникова (Томський політехнічний університет), К.Ф.Тяпкіна, В.В. Соболєва, В.Ф. Приходченка (Національний гірничий університет), І.С. Паранька (Криворізький технічний університет), Г.В. Артеменка (Інститут геохімії, мінералогії і рудоутворення НАНУ), кандидатів геолого-мінералогічних наук В.М. Іванова, Н.Ф. Дуднік, (Дніпропетровський національний університет), В.М. Кічурчака (ДГЕ «Дніпрогеофізіка»), В.С.Монахова (Інститут геохімії, мінералогії і рудоутворення НАНУ), провідного геолога О.М. Бестужева (КП «Південукргеологія»).
В роботі враховані критичні зауваження і цінні поради докторів геолого-мінералогічних наук О.Д. Додатка і П.М. Баранова. Велику допомогу в оформленні роботи надали кандидат геологічних наук І.В. Жильцова, наукові співробітники Н.В. Білан, О.А. Терешкова.
Автор глибоко вдячна науковому консультанту доктору геолого- мінералогічних наук професору В.Д. Євтєхову за наукові консультації, доброзичливе відношення і практичну допомогу на всіх етапах підготовки дисертаційної роботи.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Вивченість метасоматичних формацій Середньо-придніпровського мегаблоку Українського щита і
обгрунтовування задач досліджень
В першому розділі наведений огляд сучасних уявлень про процеси метасоматозу, відмінність метаморфізму і метасоматозу, про основні принципи виділення метасоматичних формацій, на підставі чого виконане обгрунтовування вибору метасоматитів як об'єкту досліджень. В другій частині розділу наведені відомості про вивченість закономірностей розповсюдження метасоматичних формацій в межах СПМБ, на підставі яких визначені задачі досліджень.
Метасоматичні формації були предметом досліджень В.Є. Тарасенка (1901), Ю.І. Половинкіної (1949), О.П. Нікольського (1956), П.М. Каніболоцького (1946), Я.М. Бєлєвцева, А.І. Стригіна (1958), В.М. Кравченка (1981, 1996, 2000), М.О. Єлісєєва, В.Г. Кушева (1961) та багатьох інших дослідників. До числа фундаментальних робіт, присвячених дослідженню метасоматозу в межах УЩ, відносяться роботи М.П. Семененка зі співавторами (1975, 1977), в яких розглянута роль метасоматозу при розробці критеріїв прогнозування родовищ УЩ і його обрамлення, дано опис найголовніших геохімічних епох метасоматозу в межах УЩ, а також дослідження І.П. Щербаня (1996), Ю.В. Кононова (1970).
Питаннями рудоносності метасоматитів УЩ займалися С.М. Рябоконь (1966), І.О. Гаєв і Н.М. Гаєва (1970, 1971, 1977), В.А. Стульчіков (1973, 1991), О.Б. Бобров (1993,1998), В.Д. Ладієва (1976), В.А. Буряк (1981), В.М.Загнітко, В.С. Монахов (1986), В.І. Ганоцький (1991) і багато інших дослідників. В роботах цих авторів наведені дані по геохронології головних геохімічних епох метасоматозу і металоносності, зональності метасоматитів, а також розглянуті умови формування родовищ метаморфогенно-гідротермального типу.
Цілеспрямоване вивчення проявів метасоматозу в межах окремих ЗКС СПМБ проводилося М.П. Семененком (1973, 1974, 1977), В.А. Стульчіковим (1988), В.С. Монаховим (1989), О.Б. Бобровим (1998). В роботах цих авторів наведені відомості про склад метасоматично змінених порід, розглянуті стадії мінералізації метаморфізму і метасоматозу, петрохімічні особливості і металоносність метасоматитів в межах окремих ЗКС СПМБ.
Оцінюючи загальну вивченість метасоматичних проявів, слід зазначити, що вона дуже нерівномірна як для СПМБ так і в цілому для УЩ. Вивчення метасоматичних процесів, які відбувались в товщах метаморфічних порід Сурської, Чортомлицької, Верхівцевської, Білозерської ЗКС проводилось, переважно, в зв'язку з визначенням перспектив їх золотоносності. Зв'язок метасоматитів з іншими видами мінеральної сировини вивчений недостатньо. Зональність проявів метасоматичних процесів детально досліджена для Сурської і Верхівцевської ЗКС, для решти аналогічних структур подібні відомості відсутні. Дослідження метасоматозу в межах інших ЗКС вимагає подальшого вивчення. Існує також потреба в складанні зведених узагальнюючих робіт.
Слабко вивчені також важливі особливості геологічної позиції, речовинного складу, фізико-хімічних умов утворення метасоматитів Середнього Придніпров'я. До пріоритетних проблем слід віднести: 1) визначення формаційної приналежності метасоматитів різних структур; 2) вивчення вертикальної зональності метасоматитів; 3) визначення структурно-тектонічних закономірностей розповсюдження метасоматитів; 4) визначення генезису, рудоносності і геохронологічної послідовності утворення метасоматичних формацій.
Враховуючи вищевикладене, а також той факт, що за останні 15-20 років був накопичений значний об`єм нового матеріалу, що не увійшов до раніше опублікованих робіт, однією з першочергових задач слід вважати складання комплексної, узагальнюючої класифікації метасоматитів СПМБ, яка охопила би більшість відомих і низку раніше невідомих метасоматичних формацій. Оскільки метасоматити відносяться до найважливіших геологічних індикаторів зон глибинних розломів, однією з головних задач досліджень є виявлення закономірностей взаємного розташування зон метасоматозу і систем розломів, що виділяються в межах СПМБ.
В другому розділі наголошується, що дисертаційна робота базується на результатах досліджень автора, опублікованих у 31 науковій роботі, а також використаних при складанні 3 виробничих звітів і 7 звітів про виконання науково-дослідних робіт. В роботі узагальнені, проаналізовані і використані дані з 250 літературних і фондових джерел.
На першому етапі підготовки дисертаційної роботи (1985-94рр.), перебуваючи на посаді геолога польових геологозйомних загонів Новомоськовськой ГРЕ, автор дисертації використала як основний геологічний метод досліджень узагальнення і аналіз результатів вивчення близько 80 000 п.м керну картувальних, пошукових і розвідувальних свердловин. Проводилось також петрографічне вивчення шліфів, виготовлених з порід геологічних формацій Софіївської, Чортомлицької, Верхівцевської ЗКС і Оріхово-Павлоградської СФЗ, яке було використане автором при складанні виробничих звітів. Протягом другого етапу досліджень (1995-2007рр.), який співпав з роботою автора як петрографа при виконанні тематичних робіт Національного гірничого університету, було проведене детальне вивчення зразків, прозорих і полірованих шліфів, виготовлених з метасоматитів і вміщуючих порід Білозерської, Сурської, Конкської ЗКС і Криворізько-Кременчуцької СФЗ. Суттєве доповнення склало вивчення архівних колекцій шліфів Білозерської ГРЕ, Янцівської ГСП, ГСП-14. Допоміжним методом досліджень було вивчення архівних матеріалів польової геологічної документації свердловин, фондових матеріалів КП «Південукргеологія», ДГЕ «Дніпрогеофізика» ДГП «Укргеофізика».
Для оцінки рудоносності метасоматичних формацій автор використала дані напівкількісного спектрального аналізу, (Центральна лабораторія КП «Південукргеологія»), кількісного полярографічного аналізу проб на золото (Томський політехнічний університет), сцинтиляційного емісійного спектрального аналізу на золото, срібло, платину, паладій, родій (Інститут геохімії РАН, Іркутськ), квантометричного експрес-аналізу (Центр аналітико-технологічних досліджень Національного гірничого університету), атомно-абсорбційного аналізу (Інститут геології Дніпропетровського національного університету), а також виконане автором мінераграфічне вивчення понад 3000 полірованих шліфів. Основним методом досліджень протягом понад 20 років роботи автора як петрографа було вивчення 15000 прозорих шліфів, виготовлених з порід зеленокам`яних структур СПМБ з метою дослідження мінерального складу формацій, визначення стадійності мінералоутворення, вивчення структурних особливостей і зв'язків метасоматитів із зруденінням.
Для вивчення різних генерацій мінералів в зонах прояву метасоматозу використані дані термічного аналізу проб (Дніпропетровський хіміко-технологічний університет), декрепітаційного аналізу (Національний гірничий університет, Інститут геохімії, мінералогії і рудоутворення НАН України). Використовувались також дані рентгеноструктурного аналізу (Національна металургійна академія України). Для визначення вікових взаємовідношень метасоматичних формацій були залучені результати геохронологічних визначень за даними уран-свинець-торієвого, калій-аргонового, рубідій-стронцієвого методів, виконані в Інституті геохімії, мінералогії і рудоутворення НАН України. Для визначення рухливості компонентів в процесі метасоматозу були використані результати хімічних аналізів (Центральна лабораторія КП «Південукргеологія»), а також дані виконаних з їх використанням петрохімічних розрахунків.
При дослідженні структурно-тектонічних закономірностей контролю метасоматичних формацій проводилось зіставлення карт систем глибинних розломів, які виділяються в межах СПМБ, з геологічними формаційними картами в системно-ієрархічній послідовності: від масштабу 1: 1000 000 через проміжні масштаби 1: 500 000 і 1: 200 000 до масштабу 1: 50 000 для окремих зеленокам`яних структур.
Геологічна будова СЕРЕДНЬО ПРИДНІПРОВСЬКОГО
мегаблоку Українського щита
В третьому розділі наведені відомості про геологічну будову дослідженого регіону. СПМБ розташований у південно-східній частині УЩ. В західній частині СПМБ обмежений субмеридіональними Криворізько-Кременчуцьким і Західно-Інгулецьким глибинними розломами, між якими розташована Інгулецько-Криворізька шовна зона (ШЗ), яка відокремлює СПМБ від Інгулецького мегаблоку. Потужність земної кори в межах Інгулецько-Криворізької зони складає 50-58 км. Східна межа СПМБ представлена Оріхівсько-Павлоградськой ШЗ. В межах СПМБ потужність земної кори змінюється від 36 до 50 км. За особливостями тектонічної будови, Середньопридніпровська граніт-зеленокам`яна область (ГЗО) відповідає купольно-депресійному типу, що проявлено синформною, рідше моноклінальною будовою ЗКС, які розділені гранітними куполами і валами і обмежені розломами вищих порядків. В межах Середньопридніпровської ГЗО виділяються 3 структурні поверхи: дозеленокам`яний (палеоархейський, зеленокам`яний (мезоархейський) і післязеленокам`яний (палеопротерозойський). Нижній структурний поверх представлений гнейсово-мігматитовою товщею з реліктами порід аульської серії архею. Другий структурний поверх складають зеленокам`яні породи конкської, білозерської серій і теплівської товщі, яка завершує розріз зеленокам`яних утворень в Теплівській синкліналі Верхівцевської ЗКС. Третій структурний поверх, проявлений у західній частині мегаблоку в межах Криворізько-Кременчуцької субмеридіональної структури, складають вулканогенно-осадові товщі криворізької серії і глеюватської світи.
Найбільш ранні інтрузивні і ультраметаморфічні утворення представлені, відповідно, базит-ультрабазитами олександрівського і плагіогранітоїдами дніпропетровського комплексів. Метаморфізовані вулканогено-осадові породи конкської і білозерської серій спільно з когенетичними їм інтрузивними комплексами утворюють вулкано-плутонічні асоціації низки ЗКС. Вулканогенно-осадові утворення криворізької серії і глеюватської світи палеопротерозойського віку беруть участь у будові ЗКС, розташування яких контролюється Криворізько-Кременчуцьким глибинним розломом.
Метаморфізм стратиграфічних формацій СПМБ представлений трьома геолого-генетичними типами: регіональним, контактовим і дислокаційним. Регіональний динамотермальний метаморфізм проявлений в межах всієї площі мегаблоку, в тому числі в зонах глибинних розломів. В геологічних комплексах аульської серії регіональний метаморфізм обумовив утворення мінеральних парагенезисів амфіболітової фації, тісно пов'язаних з продуктами ультраметаморфізму. В поточний час тільки в межах Славгородського блоку виявлені реліктові парагенезиси, які відповідають гранулітовій фації динамотермального метаморфізму.
Породи конкської серії зонально метаморфізовані в умовах амфіболітової, епідот-амфіболітової і зеленосланцевої фацій. Встановлене зниження ступеню динамотермального метаморфізму від крайових до центральних частин ЗКС. В межах Білозерської ЗКС виявлені ознаки діафторичного накладення парагенезисів епідот- амфіболітової на парагенезиси амфіболітової фації.
Контактовий метаморфізм поширений в ореолах інтрузивних тіл. Найчастіше він представлений незначними за потужністю і глибиною мінералогічних змін зонами загартування в зальбандах дайок різного складу. Іноді зони термального метаморфізму можуть досягати розмірів крупних ореолів.
Дислокаційний метаморфізм, за даними В.М. Кравченка (2001), помітною мірою проявлений лише в межах зон глибинних розломів. Достовірно прояви дислокаційного метаморфізму встановлені в зонах Криворізько-Кременчуцького і Конксько-Білозерського розломів I рангу в межах Саксаганського, Північно- і Південно-Білозерського залізорудних полів. Імовірно, прояви дислокаційного метаморфізму зон глибинних розломів також встановлені в південній частині Сурської ЗКC.
Метаморфізм всіх зазначених типів в межах СПМБ був проявлений неодноразово. Продукти метаморфічних змін порід, у тому числі діафторити, в зонах глибинних розломів просторово суміщені. В результаті характерною особливістю метаморфічних утворень в межах зон глибинних розломів є їх поліхронність і полігенність при нерівномірній інтенсивності прояву різних типів метаморфізму.
Геолого-петрологічні особливості, генезис і
класифікація метасоматитів Середньо-придніпровського мегаблоку
В четвертому розділі наведені результати петрологічного вивчення метасоматитів, геохімічної спеціалізації процесів метасоматозу, представлена також розроблена автором класифікація різних типів метасоматичних формацій, виявлених в межах СПМБ за більш ніж 30-річний період їх вивчення.
Класифікація базується на врахуванні складу вихідних порід, новоутворених мінеральних парагенезисів, даних про рухливість хімічних компонентів при метасоматозі, умов генезису, а також відомостей про розповсюдження метасоматичних формацій в межах СПМБ. В результаті проведених досліджень встановлені 17 типів метасоматичних формацій об’єднаних у три групи – високо-, середньо- і низькотемпературних метасоматитів.
Група високотемпературних метасоматитів СПМБ об'єднує 6 формацій рудоносних метасоматитів: альбіт-мікроклінову, калішпатову, амфіболову, амфібол-плагіоклазову, калішпат- і альбіт-турмалінову.
Альбіт-мікроклінова формація поділяється на 2 підформації – альбітитів і фенітів. До альбітитів віднесені лейкократові породи, склад яких на 50-96 об’ємн.% представлений альбітом. Альбітити утворювались внаслідок метасоматичних процесів післямагматичної стадії шляхом заміщення магматичних, метаморфічних і осадових порід. У відповідності з петрографічним кодексом України, альбітити віднесені до підкласу лужних метасоматитів (pН – 7-12) і високотемпературної групи метасоматичних утворень (з температурою формування понад 450ºС). Температура утворення альбітитів 550-400ºС. Провідні рухомі компоненти процесу альбітизації – Na+, O2, CO2.
Альбіт метасоматичних альбітитів, на відміну від альбіту подібних за складом гранітоїдів, більш лужний (№ 2-4), в той час як альбіт гранітоїдів більш основний (№ 6-10). Альбітити складені, головним чином, порфіровими виділеннями мікрокліну і кварцу на фоні основної тонкозернистої маси альбітового складу. Найбільш стійкий мінеральний парагенезис – альбіт+мікроклін+кварц. Присутні також зерна рибекіту, рідше егірину, іноді – гідрослюд, хлориту, епідоту. Акцесорна і рудна мінералізація представлені апатитом, цирконом, титан-вміщуючими мінералами, оксидами і сульфідами заліза. Найбільш поширені в межах СПМБ високотемпературні альбітити, які утворювались шляхом заміщення гранітів, гнейсів, сланців. Альбітити встановлені в породних комплексах Конкської, Білозерської, Верхівцевської, Дерезуватської ЗКС і Криворізько-Кременчуцької СФЗ.
Феніти (сієніт-порфіри) встановлені в розрізі Конкської ЗКС (Веселянська ділянка). Сієніт-порфіри утворилися в умовах високотемпературного лужного метасоматозу, коли стійкими залишаються альбіт і калієвий польовий шпат. Мінеральний склад фенітів характеризується присутністю, переважно, призматичних і неправильної форми порфіровидних кристалів плагіоклазу і калієвого польового шпату. Прояви фенітів виявлені також у межах Східно-Конксько-Щербаківської зони (східна частина Південної ділянки Конкського району) в зоні контакту метабазитової товщі з гранітами (В.Д. Ладієва, 1982).
Калішпатова формація (калішпатити) СПМБ представлена, головним чином, мікроклінітами з вмістом мікрокліну до 95 об’ємн.%. Відносяться до ранньої лужної стадії метасоматичного процесу, утворювались під впливом високотемпературних розчинів, збагачених лугами, фтором, хлором. Вихідними породами, які зазнавали мікроклінізації, були граніти, гнейси і, на відміну від альбіт-мікроклінової формації – базити. Найбільш стійкий мінеральний парагенезис представлений асоціацією мікроклін+альбіт±біотит (апогранітові калішпатові метасоматити), або мікроклін+альбіт±біотит±рогова обманка (апобазитові калішпатити). Термодинамічні інтервали прояву мікроклінізції: Т = 650-550ºС, pН = 7-12. Процес супроводжувався інтенсивним приносом калію і кремнезему при еквівалентному зменшенні кількості інших хімічних компонентів. В межах СПМБ прояви калішпатитів встановлені в Криворізько-Кременчуцькій СФЗ, Софіївській і Конкській ЗКС. Метасоматити цієї формації знаходяться у тісному просторовому зв'язку з альбітитами, причому останні є більш пізніми і більш низькотемпературними утвореннями. Наведені дані дозволяють припустити, що метасоматити обох формацій утворювались унаслідок еволюції єдиних порцій калій-натрієвих гідротермальних розчинів.
Амфіболова і амфібол-карбонатна формації виявлені В.С.Монаховим (1986) в межах Сурської ЗКС. Амфіболові метасоматити встановлені також автором дисертації в розрізі комплексу порід Софіївської ЗКС. В межах Сурської ЗКС амфіболізовані породи зустрінуті на Зеленогайській ділянці, де вони знаходяться в асоціації з пропілітами, утворюючи з ними поступові переходи. Вихідні породи представлені дрібнозернистими роговообманко-плагіоклазовими амфіболітами. Амфіболові метасоматити, які формувались, заміщуючи ці породи, спостерігаються у вигляді прожилків і смуг різного орієнтування, іноді згідних з напрямом загальної сланцюватості порід. Співставлення хімічних аналізів вихідних порід і метасоматитів свідчить про принос метасоматизуючими розчинами магнію, дво- і тривалентного заліза, лугів, води і виніс титану, алюмінію і кремнію. Тремоліт-карбонат-кварцові і тремоліт-кварцові метасоматити найбільш поширені в межах Сергіївського родовища Сурської ЗКС і є перспективними на золоте зруденіння.
У межах Софіївської ЗКС автором дисертаціїї встановлені також амфіболові метасоматити, які замістили апогаброві і аподолеритові амфіболіти. Новоутворений мінеральний парагенезис представлений асоціацією альбіт+сублугова синьо-зелена рогова обманка, голчасті кристали якої утворюють радіальнопроменисті агрегати. Амфібол спостерігається у вигляді 3 генерацій: звичайна рогова обманка, амфібол із зональним забарвленням (зелений в центральних і бурувато-зелений в периферійних зонах кристалів) і актинолітоподібний амфібол сублугового складу, який заміщував кристали амфіболу двох більш ранніх генерацій. Відносно генезису амфіболових порід існують такі точки зору: 1) амфіболові породи є гетерогенними утвореннями; 2) амфіболові породи можуть бути підрозділені на: а) власне коложильні метасоматити; б) метаморфогенні утворення типу альпійських жил; в) складні багатостадійні гідротермально-метасоматичні утворення, в яких амфіболвміщуючі парагенезиси відіграють провідну роль (О.Ф.Коробейніков, 1988).
Амфібол-плагіоклазова формація представлена двома підформаціями – базавлукітів і токітів. Мінеральний склад базавлукітів біотит-плагіоклаз-кварцовий і амфібол-плагіоклаз-кварцовий. Вони сформувалися внаслідок прояву барій-залізо-кальцій-натрієвого метасоматозу по гранітах, мігматитах, пегматитах, аплітах і амфіболітах. Найбільш інтенсивно ці процеси проявлені в Кам’янсько-Токівській, Солонянській, Чумаківсько-Олексіївській, Малософіївській ділянках (М.П. Семененко, В.Л. Бойко, 1975). Прояви базавлукітизації виявлені автором дисертації в розрізах Чортомлицької і Верхівцевської ЗКС (вихідні породи тут представлені кератофірами).
Токіти, названі за місцем їх знаходження в Токівському кар'єрі (М.П.Семененко, 1975), є своєрідними епідот-плагіоклазовими породами. В парагенезисі з епідотом і ортитом присутні плагіоклази високої основності (бітовніт-анортит №75-86). Токіти формують малопотужні (1-2м) тіла з підвищеним вмістом Sr, Ba, Ga. Генезис токітів і базавлукітів – плутоногенно-гідротермальний.
Калішпат-турмалінова і альбіт-турмалінова формації виявлені в межах Сергіівської ділянки Сурської ЗКС і в Білозерській ЗКС. Метасоматити цієї формації представлені олігоклаз(альбіт)-кварцовими і андезин-кварцовими турмалін-вмісними навколотріщинними і жильними метасоматичними тілами, розвинутими в зоні субширотного розлому на Сергіївській ділянці Сурської ЗКС. Вихідні породи, які зазнали заміщення, представлені кварцовими кератофірами і метатуфами (В.С.Монахов, 1984).
При вивченні стадійності мінералоутворення метасоматитів було встановлено, що ранні перетворення кератофірів характеризуються заміщенням їх основної тканини польовим шпатом з розчиненням дрібних кварцових зерен, порфірові вкрапленими кварцу зберігались. Відбувалось укрупнення зерен плагіоклазу основної тканини, із зміною складу плагіоклазу від олігоклазу до андезину. З наближенням до кварцових прожилків спостерігається розчинення також крупних кристалокластів кварцу.
В метасоматитах приконтактових зон з турмалін- кварцовими прожилками і кварцовими жилами присутній турмалін. Зіставлення хімічного складу незмінених і слабозмінених кератофірів зі складом метасоматично перетворених різновидів, свідчить про винесення з порід кремнезему, заліза, магнію і принесення кальцію, алюмінію і натрію.
В межах Білозерської ЗКС турмалінізація, за даними автора дисертації, супроводжувала процес окварцування філітоподібних сланців. Новоутворений мінеральний парагенезис представлений асоціацією біотит+турмалін+кварц. Метасоматичні породи з новоутвореним мінеральним парагенезисом кварц+біотит+турмалін як у Сурській так і в Білозерській ЗКС просторово пов'язані з зонами грейзенізації. Генезис метасоматитів пневматоліто-гідротермальний.
Група середньотемпературних метасоматитів СПМБ поєднує 9 формацій. Серед них: монокварцова (вторинні кварцити), кварц-мусковітова, кварц-біотит-мусковітова (грейзени і грейзенізовані породи), егірин-альбіт-рибекітова, хлоритова (хлоритоліти), мусковіт-турмалінова, вуглецева, карбонатна, везувіан-гросулярова (родингіти).
Монокварцова формація (вторинні кварцити), згідно з Н.І. Наковником (1968), а також з урахуванням сучасних уявлень,– це формація гідротермально змінених вулканогенних порід, які формуються вздовж контактів субвулканічних гранітоїдних інтрузивів і ефузивних порід покрівлі і які нерідко містять вкраплене зруденіння. Формування метасоматитів відбувається під впливом постмагматичних розчинів і супроводжується поступовим збагаченням вихідних порід кварцом і збідненням кольоровими мінералами і плагіоклазами внаслідок винесення, в першу чергу, кальцію і магнію. Всі мінеральні різновиди вторинних кварцитів характеризуються постійною присутністю кварцу, рутилу, сульфідів або оксидів заліза.
В межах СПМБ, за даними автора, вторинні кварцити встановлені в межах Білозерської, Верхівцевської ЗКС і Криворізько-Кременчуцької СФЗ (Жовторіченська і Східно-Ганнівська залізорудні смуги). Вихідні породи представлені вулканітами основного складу, філітами, метапісковиками, гранітами і мігматитами.
У Верхівцевської ЗКС виділені 5 різновидів вторинних кварцитів: 1) алюмокварцити по метабазитах (Алферівська ділянка); 2) вторинні кварцити з проявами міді по метабазитах (Краснобалківська ділянка); 3) вторинні кварцити з проявами міді по туфопісковиках і філітах (Варварівська ділянка); 4) вторинні кварцити з золотом по кератофірах (Алферівська ділянка); 5) безрудні вторинні кварцити по мігматитах і гранітах (В.А.Стульчиков, 1991).
Грейзенова формація, за даними автора дисертації, поширена в межах Верхівцевської, Чортомлицької, Білозерської ЗКС, а також встановлена в гранітоїдах Апостолівсько-Олександрівської, Кам’янсько-Токівської і Сухохуторської ділянок (Базавлуцький пояс метасоматитів, за даними В.Л. Бойка, 1988) у вигляді продуктів кислотного вилуговування і окварцування – слюдяних грейзенів. В розрізах Кам’янсько-Токівської і Апостолівсько-Олександрівської ділянок потужність зон грейзенізації досягає 15 м.
Склад їх, переважно, мусковіт-кварцовий з незначною домішкою флогопіту. Іноді відзначається присутність флюориту (Підстепнянський кар'єр) і молібденіт. Процес грейзенізації відбувався в температурному інтервалі 300-500ºС при обов'язковій участі летких компонентів (фтор, бор, хлор) при широкому діапазоні тиску і при еволюції розчинів від кислих до лужних. В генетичному відношенні процес грейзенізації пов'язаний з гранітними інтрузіями переважно середніх і помірних глибин. Згідно з петрографічним кодексом України, грейзени відносяться до підкласу кислотних метасоматитів (pН = 3-7).
Хлоритова формація (хлоритоліти) СПМБ виділена в межах Сурської (В.С. Монахов, 1986), а також, за даними автора дисертації, Чортомлицької, Білозерської і Конкської ЗКС. Метасоматити цієї формації містять як головний породоутворюючий мінерал хлорит (до 90 об’ємн.%). Новоутворений мінеральний парагенезис представлений наступними найстійкішими мінеральними асоціаціями: кварц+хлорит, хлорит+турмалін, хлорит+магнетит. Як другорядні супутні мінерали в окремих метасоматичних зонах виділяються серицит і біотит. Вихідні породи, які зазнавали хлоритизації в межах СПМБ, представлені пісковиками, гранодіоритами, карбонатними породами, філітоподібними сланцями. Генезис хлоритолітів – метаморфогенно- і магматогенно-гідротермальний. В межах СПМБ з метасоматитами хлоритової формації пов'язані підвищені концентрації нікелю, міді, кобальту, заліза, золота.
Егірин-альбіт-рибекітова формація в межах Середньо-придніпровського мегаблоку встановлена в розрізах Білозерської ЗКС і Криворізько-Кременчуцької СФЗ. Мінеральний склад метасоматитів визначений складом порід, що заміщуються. В межах Північно-Білозерського родовища метасоматоз відбувався шляхом заміщеня магнетитових кварцитів з утворенням магнетитових егіринітів. Процес супроводжувався повним заміщенням кварцу як нерудних гематит-кварцових, так і рудних кварц-магнетитових прошарків. Куммінгтоніт-магнетитові кварцити змінювались егірин-рибекіт-магнетитовими. В хлоритових прошарках при цьому з'являвся альбіт. У верствах хлоритових сланців формувались суттєво альбітові породи.
До новоутворених мінералів відносяться також спекулярит, мушкетовіт, пірит, одиничні зерна родуситу і кроситу. Термодинамічні умови формування натрієвих метасоматитів детально вивчені і відтворені експериментально. За даними В.Д. Євтєхова (1992), для эгіринових метасоматитів температура утворення складає 450º-550ºС, тиск 100-200 МПа, для рибекітових – температура – 300º-500ºС, тиск – 50-200 МПа.
Результати петрохімічних перерахунків за кисневим методом Т.Барта, дозволили визначити баланс елементів при метасоматозі. Встановлена практична «нерухомість» заліза, кальцію, марганцю, титану і калію. Виразно проявлено винесення кремнезему і принесення магнію і натрію, незначною мірою – сірки і фосфору. Генезис метасоматитів – метаморфогенно-гідротермальний.
Везувіан-гросулярова формація (родингіти) встановлена в Білозерській ЗКС в межах силоподібного інтрузиву ультрабазитів, залягаючого в ядрі Південо-Білозерської складки. Мінеральний склад родингітів на 80-95% представлений гросуляром і везувіаном, решту об'єму складає пенін, кількість якого коливається в межах 5-15%. Виявлені релікти авгіту і прожилки хризотилу. Характерна форма залягання – у вигляді дайок з різкими контактами. Присутність серед метасоматитів реліктів габро-долеритів і безпосередні контакти родингітів з ними свідчать про метасоматичну природу родингітів, які успадкували форму дайок вихідних габро-долеритів (В.І. Ганоцький, В.М. Кравченко та ін., 1992).
В ендоконтактах родингітів спостерігаються малопотужні перехідні зони до серпентинітів. Мінеральний склад перехідної зони досить різноманітний, представлений хлоритом, реліктовим авгітом, гросуляром, діопсидом, андрадитом, магнетитом, присутні фрагменти серпентиніту і габро-долериту.
Відносно умов утворення родингітів існує декілька точок зору. Деякі автори вважають, що ці породи є гранатитами магматичного походження, деякі відносять їх до гідротермальних утворень, проте більшість дослідників відносить везувіан-гросулярові родингіти до метасоматитів, просторово і генетично пов'язаних з гіпербазитами.
Везувіаніти і гросулярити є крайніми членами єдиного ряду порід. Перехідні різновиди представлені гранат-піроксеновими, хлорит-гранатовими, везувіан-хлорит-цоїзитовими і іншими різновидами. Просторовий зв'язок родингітів з серпентинітами дозволяє вважати родингіти продуктами кальцієвого метасоматозу, тобто результатом інтенсивного винесення оксиду кальцію гідротермальними розчинами до бокових порід на заключній стадії серпентинізації ультрабазитів. Температурний інтервал утворення родингітів коливається в межах 250-450ºС.
Формація карбонатних метасоматитів встановлена Г.Ф.Гузенко (1971), у межах Північно-Білозерського родовища і автором дисертації виявлена у межах Переверзівського родовища. Положення зон карбонатизації контролюється крупними складчастими вигинами залізорудного горизонту і пов'язаними з ними розривними порушеннями, міжшаровими брекчіями і мікроскладками. Ступінь динамотермального метаморфізму вміщуючих залізистих порід відповідає зеленосланцевій фації. При карбонатизації суттєво змінювались кількісні співвідношення мінералів і текстурно-структурні форми їх виділення. Вміст карбонату збільшувався до 40-50%, іноді до 60-70%, кількість кварцу і магнетиту суттєво зменшувалась. Зміни хімічного складу вихідних порід при карбонатизації детально вивчені. Встановлено інтенсивне винесення кремнезему. Вміст глинозему і заліза майже не змінювався. Зростав вміст магнію і марганцю. Відбувався перехід тривалентного заліза в двохваленту форму. Умови карбонатизации відповідають глибинам 2000-4000 м і температурному інтервалу 300-500ºС.
Основною причиною виділення вуглекислоти з розчинів є падіння температури, при якому різко знижується розчинність CO2. Відповідність складів первинних і новоутворених карбонатів дозволяє припустити, що джерело вуглекислоти знаходилось у вміщуючих породах і обумовлено їх декарбонатизацією на глибоких горизонтах. Така можливість розглянута М.А. Ярощук (1974) на прикладі Криворізького басейну, розвіданого свердловинами до глибини понад 2600 м. На цій підставі можна вважати процес карбонатизації середньотемпературним метаморфогенно-гідротермальним.
Вуглецева метасоматична формація вперше виявлена автором дисертації в межах Конкської і Білозерської ЗКС. Вихідні породи тут представлені метапелітами і кварцовими сидеритолітами (кварц-сидероплезитовими породами). Новоутворений мінеральний парагенезис має склад серицит+графіт при заміщенні метапелитів в зоні мілонітизації, а також мономінеральний графіт при заміщенні кварцових сидеритолітів.
Із зонами прояву вуглецевого метасоматозу просторово пов'язані підвищені концентрації благородних металів.
У поточний час відомості про метасоматити вуглецевої формації наведені у низці робіт, головним чином, у зв'язку з приуроченістю до них проявів гідротермальної золоторудної мінералізації. Низка авторів відзначає, що головна відмінність вуглецевих метасоматитів від золотоносних чорних сланців полягає в тому, що в метасоматитах самородні метали знаходяться безпосередньо у виділеннях самородного вуглецю.
Встановлено також, що сланці містять як біогенний, так і ендогенний вуглець і часто супроводжуються платиновою мінералізацією. Подібні особливості М.М. Константінов (2000) пояснює тим, що в період формування цих порід в басейни осадконакопичення вздовж зон зім`яття поступали мантійні вуглеводневі металоносні флюїди. В чорних сланцях Білозерської ЗКС також спостерігаються дві форми вуглецю: антраксоліт, присутній у вигляді розсіяної вкрапленості в сланцях, і графіт, характерний для зон прояву вуглецевого метасоматозу по зонах дислокаційного метаморфізму.
В поточний час не існує однозначної думки відносно генезису продуктів вуглецевого метасоматозу. Низка авторів вважає подібні утворення результатом автометасоматичного перерозподілу вуглецевої речовини метапелитів, що, вірогідно, є правомірним відносно до метасоматично змінених філітів. Проте така точка зору не обгрунтовує розвиток новоутвореного графіту по сидеритолітах. Згідно з даними П.М. Татарінова (1963), графіт може формуватися за рахунок дисоціації карбонатних порід при контактово-метасоматичних процесах. В зоні контакту виділяється значна кількість вуглекислоти, яка реагуючи з воднем, що виноситься з магми, дає воду і вуглець, який кристалізується у формі графіту.
При вивченні вертикальної зональності глибинних розломів відзначається наявність вуглецевих метасоматитів, які супроводжують прояви мінералізації благородних металів. Прояви епігенетичних форм графіту і шунгіту в зонах глибинних розломів представлені січними прожилками, виповненням тріщин кливажу, плівками на поверхні сланцюватості порід. Таким чином, допускається можливість формування подібних утворень шляхом відкладення з мантійних флюїдів.
Для доказу ендогенного походження вуглецю в метасоматитах приводяться наступні аргументи: 1) величезний вертикальний розмах процесу відкладення вуглецю в архейських і протерозойських структурах; 2) просторовий зв'язок зон найбільш інтенсивної вуглецевості з зонами глибинних розломів і ареалами магматизму; 3) синхронність утворення маловуглецевих шунгитів з процесами розсланцювання порід в режимі аспідно-філітового ступеню метаморфізму (аналогічно проявам вуглецевого метасоматозу в Конкській і Белозерській структурах); 4) формування покладів високовуглецевих порід у дислокованих і розсланцьованих складчастих породах, синхронне з вкоріненням силів габро-діабазів (П.Ф. Іванкін, 1986).
Умови для прояву ендогенної графітизацїї виникають, переважно, на рівні гіпабісальних глибин в ареалах інтенсивного базитового і базит-гіпербазитового магматизму, де відбувається тривала інфільтрація глибинних відновних газів в динамічно активних зонах і в породах з відповідними каталітичними властивостями.
Згідно з ізотопною класифікацією графітів В.Г. Яценка (1996), діапазон варіацій δ13С для контактно-реакційних і гідротермальних утворень УЩ складає -8-22‰. Подібні значення узгоджуються з величинами ізотопного складу вільного вуглецю в графіті зон вуглецевого метасоматозу Конкської та Білозерської ЗКС, такими, що дорівнюють -11,7-17,8‰ (аналізи виконані в лабораторії Томського політехнічного університету).
В.М. Кравченко (2001) обгрунтував правомірність віднесення новоутво-реного графіту до числа типоморфних мінеральних новоутворень зон дислокаційного метаморфізму. З цими даними узгоджуються також мікроструктурні форми проявів графітизації, встановлені автором дисертації: трасування графітом мікротріщин кліважу, лінзочок розсланцювання філонітів, стилолітоподібних утворень, що є свідченням прояву стресового тиску – одного з головних чинників зон дислокаційного метаморфізму глибинних розломів. Іноді спостерігається розподіл новоутвореної вуглецевої речовини уздовж зон розсланцювання, за контурами стилолітоподібних утворень. З зонами вуглецевого метасоматозу просторово пов'язані прояви золоторудної і платинової мінералізації.
Серицит-графітові метасоматити, за аналогією з іншими регіонами, є індикаторами наскрізних рудоконцентруючих структур.
Група низькотемпературних метасоматитів об'єднує 3 формації: епідот-хлорит-кварц-альбітову (пропіліти), серицит-карбонатну (лиственіти і березити) і альбіт-карбонатну (ейсити).
Епідот-хлорит-кварц-альбітова формація (пропіліти) є однією з найпоширеніших в СПМБ. Вона встановлена в Сурській, Чортомлицькій, Верхівцевській ЗКС і детально вивчена автором дисертації в розрізах Білозерської, Конкської, Софіївської ЗКС. У відповідності з петрографічним кодексом України, пропіліти віднесені до низькотемпературних утворень (Т нижче 350ºС) підкласу кислотних метасоматитів (pН = 3-7).
Найбільш стійкий мінеральний парагенезис зон пропілітизації має склад епідот+кварц+хлорит+альбіт. Відносно постійні другорядні мінерали пропілітів – калієва гідрослюда, пірит, кальцит, актиноліт. Генезис пропілітів – метаморфогенно-гідротермальний.
Серицит-карбонатна формація представлена лиственітами і березитами. До лиственітів віднесені породи карбонат (брейнерит, магнезит)-кварцового складу з домішкою тальку, хлориту, епідоту, актиноліту, фукситу, магнетиту, рутилу, актиноліту. Головною відмінністю лиственіта від березиту є наявність карбонату. Згідно з петрографічним кодексом України, лиственіти відносяться до підкласу кислотних метасоматитів (pН=3-7), групи низькотемпературних метасоматитів (температура утворення нижче 350ºС). До березитів віднесені гідротермально змінені навколожильні породи, що складаються з кварцу і серициту з домішкою піриту і рутилу.
Березити формувалися за рахунок метасоматичного перетворення кислих алюмосилікатних порід, а також вторинних кварцитів, грейзенів і пропілітів. Вони відносятся до продуктів низькотемпературного метасоматозу. Провідні рухомі компоненти процесів лиственітизації і березитизації – K+, CO2, H2S. В межах СПМБ метасоматити серицит-карбонатної формації встановлені в розрізах Конкської, Верхівцевської, Білозерської, Сурської ЗКС.
Альбіт-карбонатна формація (ейсити) об`єднує метасоматично змінені породи низькотемпературної стадії постмагматичного процессу, пов`язаного с гранітоїдами помірних глибин. Мінеральний склад метасоматитів представлений альбітом, кварцом, карбонатом, апатитом, піритом. Відмінність ейситів від високотемпературних альбітитів полягає в тому, що у складі ейситів відсутні лужні амфіболи, піроксени і відмічається стійка асоціація альбіт+карбонат.
В теперішній час виділено дві фації ейситів: альбіт-карбонатна і альбіт-хлоритова. Вихідні породи представлені метаріолітами, гранітами, діабазами, пісковиками. Найважливіша характерна ознака ейситизації – поява червоного забарвлення, внаслідок присутності гематиту, а в деяких зонах – яблучно-зеленого забарвлення, обумовленого присутністю гідрослюди та хлориту. У межах СПМБ метасоматити формації ейситів встановлені за даними автора дисертації в Білозерській і Сурській ЗКС по метаріодацитах.
Новоутворені мінеральні парагенезиси представлені асоціаціями: кварц+карбонат+альбіт+гематит; кварц+карбонат+альбіт+ гідрослюда, іноді присутні пірит и серицит. Головною відмінністю ейситів від лиственіт-березитів є наявність альбіту, гематиту та гідрослюди. Ейсити завершують метасоматичний процес і формуються пізніше грейзенів і березитів, і, таким чином, можуть служити своєрідним індикатором при визначенні послідовності утворення метасоматитів.
В процесі ейситізації відбувається винос калію и привнос натрію, кальцію, вуглекислоти. Стійка асоціація кальциту та альбіту дозволяє вважати ейсити низькотемпературними метасоматитами. Для систематизації метасоматичних формацій автором була розроблена класифікація метасоматитів Середньопридніпровського мегаблоку, наведена в таблиці 1.
Таблиця 1
Класифікація метасоматичних формацій Середньопридніпровського мегаблоку
|
№ п п |
Група |
Назва формації |
Умови формування |
Рухомі компоненти |
Вихідн породи |
Новоутворений мінеральний парагенезис |
Генетичний процес |
Розповсюдження в Середньому Придніпров`ї |
|
1 |
ВИСОКОТЕМПЕРАТУРНА |
Калішпатова (калішпатити) |
t=650550 pH=7-12 |
Привнос K, SiO2 |
Граніти, гнейси метабазити |
Мікроклін ± альбіт, кварц |
Лужно-магматичний, ультраметаморфічний |
Криворізька СФЗ, Конкська, Софіївська ЗКС |
|
2 |
Альбіт- мікроклінова (альбітити, феніти) |
T=550440 pH=7-12 |
Na, O2, CO2,K, при фенітизації – винос SiO2 |
Граніти, мігматити, кварц-альбіт- серицитові сланці, кислі ефузиви, джеспіліти, егірин- рибекітові породи |
Альбіт + мікроклін+ +кварц± апатит, Циркон, егірин |
Лужно-магматичний |
19
Конкська, Біло-зерська, Верхів-цевська, Чортом-лицька ЗКС, Криворізька СФЗ
|
3 |
Калішпат- альбіт-турмалінова |
t>450 |
Привнос Ca, Na, B, Al2O3 |
Кварцові кератофіри, метатуфи |
Олігоклаз, андезин++турмалін±кварц |
Пневматолітово-гідротермальний |
Сурська ЗКС |
|
4 |
Амфіболові |
t>450 |
Привнос Fe, Mg, H2O винос Al, Si, Ti |
Роговообманково-плагіоклазові сланці |
Амфібол трьох генерацій±кварц |
Метаморфогенно-гідротермальний |
Сурська, Чортомлицька, Софіївська ЗКС |
|
5 |
Амфібол-карбонатна |
t>450 |
Привнос Fe, Ca, Na |
Екзоконтакт дайкових тіл кератофірів із зеленокам`яними породами |
Кварц+амфібол+ +карбонат+біотит, хлорит |
Плутоногенно-гідротермальний |
Сурська ЗКС |
|
6 |
Амфібол-плагіоклазова (базавлукіти, токіти) |
t>450 |
Привнос Ba, Fe, Ca, Na, винос K |
Граніти, мігматити, пегматити, апліти, амфіболіти |
Гіалофан, цельзіан+ +рогова обманка± ±епідот, ортит |
Плутоногенно-гідротермальний |
Чортомлицька, Верхівцевська ЗКС, Чумаківско- Олексіївська і Малософіївська ділянки |
Подовження табл. 1
|
№ п п |
Група |
Назва формації |
Умови формування |
Рухомі компоненти |
Вихідн породи |
Новоутворений мінеральний парагенезис |
Генетичний процесс |
Розповсюдження в Середньому Придніпров`ї |
|
7 |
Монокварцова (вторинні кварцити) |
t>450 pH=37 |
привнос Si, винос Ca, Mg |
Вулканіти кислого, основного складу, філіти, метапіско-вики, граніти |
Кварц + рутил+ сульфиди, оксиди заліза |
Вулканогенно-гідротермальний |
Верхівцевська ЗКС, Криворізька СФЗ |
|
|
8 |
СЕРЕДНЬОТЕМПЕРАТУРНА |
Кварц- мусковітова (біотитова) – грейзени і грейзенізовані породи |
t=300500 pH=37 |
Привнос K, B, Al2O3, Fe2+, винос Si, Fe3+, Ca |
Граніти, пегматити, апліти, серпентиніти, амфіболіти, метапісковіки |
Кварц + мусковіт+ флогопіт + біотит ± кварц, альбіт, апатит, цоїзит, циркон |
Пневматолітово-гідротермальний |
20
Сурська, Біло-зерська, Конксь-ка, Верхівцевська ЗКС, Апостолів-сько-Олександ-рівська, Кам`янсько- Токівська, ділянки
|
9 |
Хлоритова (хлоритоліти) |
не визн. |
однозначно не встановлені |
Метапісковики, грано-діорити, карбонатні породи, філіти |
Кварц+хлорит+турмалін, хлорит++магнетит+біотит, серицит |
Метаморфогенно та магматогенно- гідротермальний |
Білозерська, Чортомлицька, Сурська ЗКС |
|
10 |
Егірин-альбіт-рибекітова |
t=300540 |
привнос Mg,Na, S, P винос SiO2 |
Магнетитові кварцити |
Егірин+рибекіт±хлорит, спекулярит, мушкетовіт, кросит, карбонат |
Метаморфогенно-гідротермальний |
Білозерська ЗКС, Криворізька СФЗ |
|
11 |
Карбонатні метасоматити |
t=300500 |
Привнос Mg, Mn, перехід Fe3+ в Fe2+ вынос SiO2 |
Залізисті кварцити, кварцові сидеритоліти |
Карбонат (сидероплезит, кальцит, мезитит) ± ± пірит, спекулярит, хлоритоїд |
Метаморфогенно-гідротермальний |
Білозерська ЗКС |
|
12 |
Везувіан-гросулярова |
t=250450 |
Винос CaO |
Гіпербазити в конта-кті з серпентинітами |
Везувіан + гросуляр |
Гідротермальний автометаморфізм |
Білозерская ЗКС |
|
13 |
Мусковіт- турмалінова |
t=350450 |
Привнос K, B |
Гранодіорити, метапісковики |
серицит + турмалін +апатит, магнетит |
Пневматолітово-гідротермальний |
Чортомлицька ЗКС |
|
14 |
Серицит-графітова(вуглецева) |
t=350450 |
Привнос С, К |
Метапеліти, кварцо-ві сидеритоліти |
Серицит + графіт, Графіт + пірит |
Метаморфогенно-гідротермальний |
Білозерська, Кониська ЗКС |
Подовження табл. 1
|
№ п п |
Група |
Назва формації |
Умови формування |
Рухомі компоненти |
Вихідн породи |
Новоутворений мінеральний парагенезис |
Генетичний процесс |
Розповсюдження в Середньому Придніпров`ї |
|
15 |
НИЗЬКОТЕМПЕРАТУРНА |
Епідот-хлорит-альбітова (пропіліти) |
t<350 pH=37 |
Привнос Ca, Mg, CO2, Al2O3 винос SiO2 |
Метабазити |
Епідот + кварц+ +хлорит + альбіт± ±гідрослюда, пірит, кальцит, актиноліт |
Метаморфогенно-гідротермальний |
21
Білозерська, Сурська, Верхівцевська, Конкська, Софіївська ЗКС
|
16 |
Серицит-карбонатна (лиственіти і березити) |
t<350 pH=37 |
Привнос K, CO2, H2S |
Серпентиніти, метабазити, залізисті кварцити |
Карбонат + серицит± ±кварц, тальк, фуксит |
Магматогенно- і метаморфогенно-гідротермальний |
Білозерська, Сурська Конкська, Верхівцевська, Чортомлицька ЗКС |
|
17 |
Ейсити |
t<350 |
Привнос Na, CO2, Ca винос K |
Ріоліти |
альбит + карбонат ± ±гідрослюда, гематит, пірит |
Метаморфогенно-гідротермальний |
Білозерська, Чортомлицька ЗКС |
Закономірності розповсюдження метасоматитів СЕРЕДНЬОПРИДНІПРОВСЬКОГО МЕГАБЛОКУ
В п`ятому розділі розглянуті структурно-тектонічні, вікові закономірності розподілу досліджених метасоматичних формацій, наведені результати вивчення проявів рудно-метасоматичної зональності в межах СПМБ.
Для встановлення закономірностей просторового розподілу метасоматичних формацій автором дисертації було виконане зіставлення ділянок прояву метасоматичних процесів, виявлених за геологічними даними протягом понад 30-річного періоду їх вивчення, з картами систем розломів, виділених К.Ф.Тяпкіним у межах СПМБ.
Відповідно до системно-ієрархічної послідовністі субпідрядності елементів структурного контролю було виконане зіставлення ділянок прояву метасоматичних процесів з системами глибинних розломів на картах масштабу 1: 1000000, 1:500000 і 1:200000, а також для окремих ЗКС у масштабі 1:50000. В результаті проведеного зіставлення встановлені наступні закономірності структурно-тектонічного контролю зон метасоматозу:
1) положення метасоматичних формацій СПМБ контролюється системами розломів з азимутами простягання 0º і 270º, 17º і 287º, 35º і 305º, 45º і 315º, 62º і 332º, 77º і 347º; це дозволяє вважати метасоматити геологічними індикаторами зон розломів;
2) з вузлами перетину глибинних розломів просторово пов'язані формації телескопічних золотоносних метасоматитів (лиственіт-березитів) з комплексним складом зруденіння і своєрідним сітчастим, ортогональним малюнком серицитових новоутворень;
3) зіставлення систем глибинних розломів з ділянками розповсюдження метасоматитів різного віку дозволяє зробити висновок, що система 77º і 347º є найбільш активізованою і найбільш проникною для метасоматичних розчинів, а система 35º і 305º – якнайменш активізованою.
При вивченні геохронологічних закономірностей контролю метасоматитів на основі узагальнення результатів визначення абсолютного віку метасоматитів (за даними ІГМР НАНУ), виявлені наступні закономірності: 1) метасоматичні процеси СПМБ генетично зв'язані з гранітизацією зеленокам`яних товщ; 2) вікові інтервали прояву метасоматичних процесів відповідають періодам 3000-3500 млн.р, 2700-3000 млн.р, 2300-2700 млн.р, 2000-2300 млн.р, 1700-2000 млн.р., 1500-1700 млн.р. (за даними уран-свинець-торієвого, свинцевого і калій-аргонового методів абсолютної геохронології).
При вивченні будови метасоматичних колонок золоторудних проявів встановлено, що в Сурській, Верхівцевській, Білозерській і Конкській ЗКС аномалії золота приурочені до лиственіт-березитів, які спостерігаються в складі верхніх зон типоморфних вертикальних рудно-метасоматичних колон гідротермальных родовищ. Це дозволяє припустити невеликий рівень ерозійного зрізу і стійке розповсюдження руд на глибину. З наближенням до золоторудних тіл Сурської і Білозерської ЗКС спостерігається ускладнення кристаломорфології піриту і зміна кубічного піриту на пентагондодекаедричний, що, за аналогією з іншими регіонами, може бути використане як типоморфна пошукова ознака, яка свідчить про можливу близькість рудних тіл.
Рудоносність метасоматичних формацій
В шостому розділі наведені результати визначення металогенічної спеціалізації досліджених метасоматичних формацій СПМБ. Аналіз їх рудоносності дозволив встановити низку закономірностей відносно зв'язку метасоматичних процесів і зруденіння.
1. Кожна метасоматична формація СПМБ характеризується певною металогенічною спеціалізацією; альбітити – U, феніт-сієніти – Ва, Sr, Be; грейзени – Rb, Cs, W, Mo, Au, Ag; егіриніти – благородні метали, U, вторинні концентрації Fe; пропіліти – Ni, Co, Cu; родингіти – Au, Ag, Ni, Co, Cu; хлоритоліти – Ni, Co, Cu; вуглецеві метасоматити – благородні метали; лиственіти і березити – Au, Ag, Pb, Zn, Cu; ейсити – U, Pb, Zn, амфіболові метасоматиті – Cu, Au.
2. Просторове поєднання (телескопіювання) різних типів метасоматичних процесів у вузлах перетину глибинних розломів СПМБ мало подвійне значення для рудоутворення:
– з одного боку, обумовлювало появу корисної мінералізації комплексного складу і сприяло формуванню вторинних концентрацій корисних компонентів (мінералізація благородних металів, мідно-кобальтова з золотом, сурм’яно-миш’яково-цинкова, золото-миш’якова);
– з іншого боку, вело до розубожування концентрацій і зниження якості корисної копалини, пов'язаної з більш ранніми стадіями метасоматичних процесів (заміщення хроміту гістерогенним магнетитом при серпентинізації гіпербазитів, хризотил-азбесту тальком при епігенетичному оталькуванні).
3. Рудні поклади локалізуються, переважно, в центральних зонах метасоматичних тіл; найкрупніші рудні тіла супроводжуються найбільш значними за масштабами зонами метасоматозу.
4. Найбільш перспективними є метасоматити з повним набором зон, включаючи внутрішні, оскільки це визначає інтенсивність і тривалість прояву гідротермально-метасоматичного процесу.
5. Рудоносність метасоматичних порід пов’язана зі складом первинних порід, який визначає характер зруденіння, металогенічну спеціалізацію, масштаби проявів, умови залягання і перспективи розповсюдження.
Основні чинники контролю і критерії рудоносності метасоматичних формацій
В сьомому розділі наводиться теоретичне обгрунтування чинників розподілу і рудоносності метасоматичних формацій. Основні закономірності розподілу метасоматичних формацій Середньопридніпровського мегаблоку обумовлені взаємодією структурно-тектонічного, магматичного, літолого-петрографічного, метаморфічного і геохронологічного чинників контролю.
Структурно-тектонічний контроль регіонального рівню полягає в просторової приуроченості рудоносних метасоматитів СПМБ до зон глибинних розломів і вузлів їх перетинання. Найбільш активізованою і проникненою є система з азимутами простягання 77º і 347º. Імовірність появи родовищ підвищується з ростом числа розломів, які перетинаються. Вузли перетинання систем глибинних розломів є своєрідними регіональними рудоконцентруючими структурами (М.А. Фаворская, 1986), – рудними кластерами, з довготривалим режимом ендогенного розвитку: неоднократною тектоно-магматичною активізацією, зміною геодинамічних режимів і етапів мінералоутворення.
Літолого-петрографічний контроль полягає в приуроченості метасоматичних формацій до певних різновидів вихідних порід. Спостерігається також просторова приуроченість ділянок метасоматозу до зон перешарування порід різної компетентності. При цьому особливо важливою є присутність серед пластичних теригенно- сланцевих порід верств кварцових сидеритолітів, залізистих кварцитів, метавулканітів, відмінних крихкістю шарів, які вибірково деформуються з утворенням проникних зон.
Магматичний контроль проявлений у парагенетичному зв'язку рудоносних метасоматитів з палінгенно-гранітоїдним магматизмом граніто-гнейсових куполів, дайками і субвулканічними тілами базитів, граніт-порфірів, альбітофірів.
Метаморфічний контроль. В межах СПМБ встановлена група рудоносних метасоматичних формацій, генетично пов'язаних із проявами дислокаційно-гідротермального внутрішньо- і прирозломного метаморфізму. Відсутність зв`язку рудоносних метасоматитів цієї групи з проявами інтрузивного магматизму підтверджена значною просторовою віддаленістю метасоматитів від інтрузивних тіл, відсутністю корисної мінералізації, характерної для метасоматитів, у складі вихідних магматичних порід, локалізацією рудоносних метасоматитів у межах розломних структур.
На мікроскопічному рівні в метасоматитах встановлені прояви різних форм мікродеформацій порід – наявність, мілонітів, філонітів, стилолітоподібних утворень, катакластичних структур альпійських кварцових жил (мікрогрануляція біля тріщин, двійникування зерен, «хмарне» згасання і регенерація роздроблених індивідів). У складі філонітів відмічено присутність новоутвореного турмаліну, що свідчить про участь летких компонентів в процесі метасоматичного заміщення вихідних порід. При відсутності просторово-парагенетичного зв`язку рудоносних метасоматитів із інтрузивним магматизмом і локалізації метасоматитів у межах розломних зон, ці обставини дозволяють допустити, що джерелом гідротермальних розчинів був дислокаційний метаморфізм зон глибинних розломів.
Геохронологічний контроль полягає в прояві метасоматичних процесів протягом певних металогенічних епох, які мають наступні вікові інтервали: 3000-3500 млн. р., 2700-3000 млн.р., 2300-2700 млн.р., 2000-2300 млн.р., 1700-2000 млн.р., 1500-1700 млн.р. Найбільш давні прояви метасоматитів представлені базавлукітами з віком 2900 млн.р.; наймолодші – лужними метасоматитами з віком 1500-1700 млн.р. Кожна метасоматична формація СПМБ характеризується певною металогенічною спеціалізацією, що дозволяє використовувати метасоматити в якості регіональних пошукових критеріїв низки корисних копалин.
Дисертація є завершеною науково-дослідною роботою, в якій розв'язана актуальна проблема типізації і класифікації поліхронних метасоматичних формацій СПМБ, досліджені закономірності їх розповсюдження і обгрунтовані критерії їх рудоносності. Проведені дослідження дозволили сформулювати наступні висновки, які визначають наукове і практичне значення роботи.
1. Метасоматично змінені породи характеризуються значним розповсюдженням в межах СПМБ, мають просторовий і генетичний зв'язок з рудопроявами рідкісних, благородних, кольорових металів і неметалевої мінеральної сировини. Основні різновиди метасоматитів представлені 17 формаційними типами пневматоліто-гідротермального, плутоногенно-гідротермального, вулканогенно-гідротермального і метаморфогенно-гідротермального генезису.
2. Основні закономірності локалізації метасоматичних формацій у межах СПМБ обумовлені структурно-тектонічним, літолого-петрографічним і магматичним чинниками контролю при другорядній ролі геохронологічного і метаморфічного.
Структурно-тектонічний контроль проявлений в приуроченості ділянок метасоматозу до зон глибинних розломів з азимутами простягання 0º і 270º, 17º і 287º, 35º і 305º, 45º і 315º, 62º і 332º, 77º і 347º; це дозволяє вважати метасоматити геологічними індикаторами зон розломів. Найбільш активізованою і проникненою є система з азимутами простягання 77º і 347º. З вузлами перетину глибинних розломів пов'язані формації телескопічних метасоматитів з комплексним складом зруденіння. Магматогенний контроль виражений в генетичному зв'язку рудоносних метасоматитів з проявами гранітизації. Літолого-петрографічний контроль проявлений в приуроченості метасоматичних формацій до певних різновидів геологічних формацій, що заміщуються. Метаморфогенний контроль підтверджений зв'язком групи метасоматичних формацій із зонами дислокаційно-гідротермального внутрішньо- і прирозломного метаморфізму, який виявляється за поєднанням структурно- формаційних і мінералого-петрографічних змін порід.
3. Просторове поєднання (телескопіювання) різних типів метасоматичних процесів у вузлах перетинання глибинних розломів СПМБ мало подвійне значення для рудоутворення:
– з одного боку, обумовлювало появу корисної мінералізації комплексного складу і сприяло формуванню вторинних концентрацій корисних компонентів (мінералізація благородних металів, мідно-кобальтова з золотом, сурм’яно-миш`яково-цинкова, золото-миш'якова);
– з іншого боку, спричиняло розубожування концентрацій і зниження якості корисної копалини, пов'язаної з більш ранніми стадіями метасоматичних процесів (заміщення хромиту гістерогенним магнетитом при серпентинізаціі гіпербазитів, хризотил-азбесту тальком при епігенетичному оталькуванні).
4. Кожна метасоматична формація характеризується певною металогенічною спеціалізацією: альбітити – U, феніт-сієніти – Ва, Sr, Be; грейзени – Rb, Cs, W, Mo, Au, Ag; егіриніти – благородні метали, U, вторинні концентрації Fe; пропіліти – Ni, Co, Cu; родингіти – Au, Ag, Ni, Co, Cu; хлоритоліти – Ni, Co, Cu; вуглецеві метасоматити – благородні метали; лиственіти і березити – Au, Ag, Pb, Zn, Cu; ейсити – U, Pb, Zn, амфіболові метасоматити – Cu, Au. Це дозволяє використовувати метасоматити СПМБ як пошукові критерії низки корисних копалин.
5. Прояви метасоматозу у межах СПМБ характеризуються широким віковим інтервалом 3000 – 1500 млн.р., що значно розширює перспективи пошуків корисних копалин, пов'язаних з певними типами метасоматичних процесів. Процеси утворення золотовміщуючих метасоматитів в межах СПМБ в основному приурочені до вікового інтервалу 3200-2800 млн. р, більш пізні і менш значущі періоди концентрації золота відповідають приблизно віку 1750 млн.р.
6. Склад мінеральних парагенезисів, стійких у внутрішніх зонах метасоматичних колонок, є одним з головних критеріїв, що визначають формаційну приналежність метасоматитів. Вертикальна і горизонтальна зональність метасоматичних тіл є характерним структурним елементом метасоматичних формацій, що виділяються.
При зіставленні проявів вертикальної зональності метасоматитів Сурської, Верхівцевської і Білозерської ЗКС встановлений зв'язок золоторудних проявів з лиственіт-березитами, характерними для верхніх частин типоморфних рудно-метасоматичних колон гідротермальних золоторудних родовищ, що можна розцінити як свідчення незначного ерозійного зрізу і стійкого розповсюдження руд на глибину. Досвід дослідження рудно-метасоматичної зональності, встановленої в межах найбільш вивчених зеленокам`яних структур, може бути використаний для визначення рівня ерозійного зрізу в межах маловивчених зеленокам`яних структур СПМБ.
7. Детальне вивчення петрологічних особливостей метасоматично змінених порід, дозволило вперше для СПМБ розробити класифікацію метасоматичних утворень на формаційній основі, в якій враховані: склад вихідних порід, генезис, рухливість хімічних компонентів в процесі метасоматозу, новоутворені мінеральні парагенезиси і розповсюдження у вивченому регіоні. Запропонована класифікація може бути використана для визначення формаційної приналежності метасоматичних порід інших районів УЩ.
Основні положення дисертації опубліковані в наступних роботах:
Статті у фахових виданнях:
1. Коробейников А.Ф., Жулид В.П., Рузина М.В. Генетические причины аномального фона благородных металлов в верхнеархейской вулканогенно-терригенной формации белозерской серии Украинского щита // Геохимия. – 2000. – №7.– С.777-779.
2. Исходный минеральный состав ультрамафитов Южно-Белозерского массива и распределение благородных металлов / М.М. Ильвицкий, Н.Ф. Дудник, С.Е. Поповченко, Л.Г. Шукайло, М.В. Рузина // Науковий вісник НГА України. – 2000.– №4. – С.19-20.
3. Рузина М.В., Жильцова И.В., Пикареня Д.С. Перспективная оценка комплекса полезных ископаемых, сопутствующих железорудным месторождениям в Белозерском железорудном районе // Науковий вісник НГА України.– 2001.– №4. – С.60-61.
4. Рузина М.В. Грейзенизированные породы в вулканогенно-терригенной формации михайловской свиты // Сборник научных трудов НГА Украины. – 2001. – Т.1, № 12. – С.280-283.
5. Рузина М.В., Жильцова И.В. О проявлении эйситов в пределах Белозерской зеленокаменной структуры // Збірник наукових праць Донецького НТУ. – 2001.– Вип.32. – С.183-184.
6. Кравченко В.М., Орлинская О.В., Рузина М.В. Рудоконтролирующая роль глубинных разломов Среднего Приднепровья в размещении и образовании минерализации редких и благородных металлов / «Рідкісні метали України – погляд у майбутнє» // Київ: Збірник наукових праць Інституту геологічних наук НАН України. – 2001. – С.68-69.
7. Рузина М.В. Рудогенерирующая роль разломных структур в формировании минерализации благородных металлов в Белозерской зеленокаменной структуре Украинского щита // Науковий вісник НГА України.– 2002.– № 4. – С.25-27.
8. Рудоконтролирующая и рудогенерирующая роль систем глубинных разломов Приднепровского гранит-зеленокаменного блока Украинского щита / В.М. Кравченко, М.Ю. Дыщук, О.В. Орлинская, М.В. Рузина, И.В. Жильцова // Сборник научных трудов НГА Украины. – 2002. – Т.4., №13. – С.27-31.
9. Рузина М.В. Метасоматические формации Среднеприднепровского мегаблока // Сборник научных трудов НГУ. – 2003. – Т.1, №17. – С.576-578.
10. Кичурчак В.М., Рузина М.В., Жильцова И.В. Парагенетические типы и вещественный состав пегматитов Шевченковского редкометального месторождения // Науковий вісник НГУ.– 2004.– №2. – С.25-27.
11. Рузіна М.В., Бестужев О.М., Жильцова І.В. Металогенічна спеціалізація метасоматичних формацій Середньопридніпровського блоку Українського щита // Вісник Київського Національного університету імені Тараса Шевченка.– 2004.– №31-32. – С.79-80.
12. Дудник Н.Ф.. Рузина М.В. О находке карбонатитов в Приазовье // Сборник научных трудов НГУ. – 2005.– №23. – С.59-64.
13. Рузина М.В. К вопросу о перспективах алмазоносности Среднеприднепровского мегаблока // Сборник научных трудов «Качество минерального сырья». – Кривой Рог, 2005. – С.369-373.
14. Рузина М.В. Минерагеническая оценка перспектив алмазоносности Среднеприднепровского мегаблока // Науковий вісник НГУ.– 2005. – № 6.– С.41- 43.
15. Рузина М.В., Барг И.М., Жильцова И.В. Минерагеническая оценка перспектив проявлений полезных ископаемых, сопутствующих железорудным месторождениям в Белозерской зеленокаменной структуре Украинского щита // Науковий Вісник НГУ.– 2006.– №10. – С.27-29.
16. Петрохимические особенности пегматитов Шевченковского редкометального месторождения / В.М. Кичурчак, В.Н. Иванов, П.И. Пигулевский, М.В. Рузина, И.В. Жильцова // Науковий вісник НГУ. – 2006. – №7. – С.32-37.
17. Рузина М.В. Низкотемпературные метасоматиты формации эйситов Среднеприднепровского мегаблока Украинского щита // Геолого-мінералогічний вісник.– 2007. – № 1(17). – С.83-85.
18. Рузина М.В. Метасоматиты хлоритовой формации Конкской и Белозерской зеленокаменных структур Среднеприднепровсокго мегаблока Украинского щита // Геолого-мінералогічний вісник. – 2007. – № 2 (18). – С.79-81.
19. О проявлении метакоматиитов со структурой спинифекс в Конкской зеленокаменной структуре Среднеприднепровского мегаблока (Украинский щит) / М.В. Рузина, А.М. Бестужев, И.В. Жильцова, В.М. Кичурчак // Науковий вісник НГУ.– 2007. – №2. – С. 34-36.
20. Рузина М.В. О проявлении рудоносных углеродистых метасоматитов в Среднеприднепровском мегаблоке // Науковий вісник НГУ. – 2007.– № 12.– С.54-56.
21. Рузина М.В. Структурно-тектонические закономерности распределения метасоматических формаций Среднеприднепровского мегаблока // Науковий вісник НГУ. – 2007. – №11. – С.73-77.
22. Рузина М.В. Эволюция процессов гидротермально-метасоматического рудообразования в зонах тектоно-магматической активизации систем глубинных разломов Среднеприднепровского мегаблока Украинского щита // Науковий вісник НГУ. – 2008. – №1. – С.51-53.
23. Рузина М.В., Жильцова И.В. Структурные особенности метасоматических пород Среднеприднепровского мегаблока. – Науковий вісник НГУ.– 2008. – №2. – С.55-56.
Наукові праці, тези доповідей:
24. Кічурчак В.М., Рузіна М.В., Пігулевський П.І., Про комплексність мінералізації в метаконгломератах Дібровського рідкіснометалевого родовища // Матеріали наукової конференції «Геологічна освіта і наука в Україні на межі тисячоліть: стан, проблеми, перспективи» (27-28 жовтня 2000р.).– Львів: Львівський національний університет ім.Івана Франка, 2000. – С.92-93.
25. Кичурчак В.М., Некряч А.И., Рузина М.В. Докембрийские структуры несогласия Приазовья: строение, металлогения, перспективы // Тези доповідей 1 Науково- виробничої наради геологів-зйомщиків України «Регіональні геологічні дослідження в Україні і створення держгеолкарти – 200» (17-22 вересня 2001р.).– Київ: Укр ДГРІ, 2001. – С.161-163.
26. Кічурчак В.М., Пігулевский П.І., Рузіна М.В. До питання алмазоносності метаконгломератової формації дібровської світи // Матеріали науково-технічної наради «Стан і перспективи геологорозвідувальних робіт на алмази в Україні» (19-22 травня 2003р.).– Київ: УкрДГРІ, 2003. – С.63-64.
27. Вихідний мінеральний склад ультрамафітів Південно-Білозерського масиву ультрамафітів і розподіл дорогоцінних металів / М.М. Ільвицький, Н.Ф. Дуднік, С.Є. Поповченко, Л.Г. Шукайло, М.В. Рузіна // Вісник Київського Національного університету імені Тараса Шевченка. – 2004. – №31-32. – С.83-85.
28. Рузина М.В., Бестужев А.М., Жильцова И.В. Металлогеническая специализация метасоматических формаций Среднего Приднепровья // Матеріали міжвідомчої наради «Мінерально-сировинна база благородних металів України: стан геологорозвідувальних робіт на метали платинової групи та їх аналітичного забезпечення» (22-24 листопада 2004р.). – Київ: УкрДГРІ, 2005. – С.69-71.
29. Метакоматииты со структурой «спинифекс» Конкской зеленокаменной структуры Среднеприднепровского мегаблока (Украинской щит) / М.В. Рузина, А.М. Бестужев, И.В. Жильцова, В.М. Кичурчак // Матеріали міжнародної науково-технічної конференції, присвяченої 50-річчю УкрДГРІ «Прикладна наука сьогодні: здобутки та проблеми» (8-12 жовтня 2007р.). – Київ: УкрДГРІ, 2007. – С.138-140.
30. Рузина М.В., Жильцова И.В. Рудоносность метасоматитов грейзеновой формации Среднеприднепровского мегаблока Украинского щита // Збірник матеріалів науково-технічної наради геологів-зйомщиків України « Геологія та питання геологічного картування і вивчення докембрійських утворень Українського щита» (8-12 жовтня 2007р.).– Кривий Ріг: КП «Південукргеологія», 2007. – С.163-165.
31. Рузина М.В. Углеродистые метасоматиты Конкской и Белозерской зеленокаменных структур Среднеприднепровского мегаблока Украинского щита // Збірник матеріалів науково-технічної наради геологів-зйомщиків України «Геологія та питання геологічного картування і вивчення докембрійських утворень Українського щита» (8-12 жовтня 2007р.). – Кривий Ріг: КП «Південукргеологія», 2007.– С.123 -125.
Особистий внесок автора в роботах, опублікованих у співавторстві: 1, 3, 5, 11, 15, 19, 23, 29-30 – збір вихідного матеріалу, виконання петрографічних і мінераграфічних досліджень, написання статей, 2, 12 – збір вихідних даних, узагальнення результатів, виконання петрографічних досліджень; 6,8 – виконання графічного аналізу співвідношення систем розломів, зеленокам`яних структур і проявів благородних металів, узагальнення результатів; 10, 16 – виконання петрохімічних і петрографічних досліджень, узагальнення результатів, участь у написанні статей, 24-28 – збір вихідних даних, літологічні і петрографічні дослідження геологічних формацій, участь у написанні статей.
АНОТАЦІЯ
Рузіна М.В. Закономірності розповсюдження і рудоносність поліхронних метасоматичних формацій Середньопридніпровського мегаблоку Українського щита.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора геологічних наук за спеціальністю 04.00.11 – «Геологія металевих і неметалевих корисних копалин». Національний гірничий університет, 2008.– Рукопис.
Дисертація присвячена теоретичному обгрунтуванню геологічних факторів, які обумовили закономірності розповсюдження і рудоносність метасоматичних формацій Середньопридніпровського мегаблоку Українського щита. Встановлено, що головними чинниками формування і розповсюдження метасоматичних формацій слід вважати структурно-тектонічний, магматичний, літолого-петрографічний при другорядній ролі метаморфічного і вікового. Показаний просторовий зв`язок формацій телескопічних метасоматитів, які супроводжуються комплексним зруденінням, з вузлами перетину систем глибиних розломів. Встановлено подвійну роль метасоматозу в зв`язку з неодноразовою активізацією глибиних розломів – позитивну для формування комплексних благороднометальних, мідно-кобальтових із золотом, сурмя’но-миш`яково-цинкових аномалій і негативну для проявів хромітових і хризотил-азбестових проявів). Визначено металогенічну спеціалізацію метасоматичних формацій, що дозволяє використовувати метасоматити як пошукові критерії для певних типів мінеральної сировини Середньопридніпровського мегаблоку. Вперше для регіону встановлені метасоматити вуглецевої формації, пов`язані з проявами дорогоцінних металів.
Вперше на основі петрологічних даних розроблена класифікація метасоматичних формацій Середньопридніпровського мегаблоку з урахуванням складу вихідних порід, мінеральних парагенезів метасоматичних тіл, рухомості компонентів при метасоматозі і розповсюдження метасоматитів у межах Середнього Придніпров`я. Результати досліджень впроваджено в практику геологорозвідувальних робіт і застосовано для широкого переліку задач, актуальних для сучасних геологічних досліджень.
Ключові слова: метасоматит, генезис, зеленокам`яна структура, розлом, фактори рудоутворення, критерії прогнозу руд.
АННОТАЦИЯ
Рузина М.В. Закономерности распространения и рудоносность полихронных метасоматических формаций Среднеприднепровского мегаблока Украинского щита.
Диссертация на соискание научной степени доктора геологических наук по специальности 04.00.11. – «Геология металлических и неметаллических полезных ископаемых». Национальный горный университет, 2008.– Рукопись.
Диссертация посвящена теоретическому обоснованию геологических факторов, определяющих закономерности распространения и рудоносности метасоматических формаций в пределах Среднеприднепровского мегаблока Украинского щита. Установлено, что главными факторами формирования и распределения метасоматических формаций являются структурно-тектонический, магматический, литолого-петрографический, при второстепенной роли метаморфического и геохронологического. Структурно-тектонический контроль проявлен в приуроченности участков метасоматоза к зонам систем глубинных разломов. Установлено, что система разломов с азимутами простирания 77º и 347º является наиболее активизированной и проницаемой, а система 35º и 305º наименее активизированной и проницаемой.
Показана пространственная связь формаций телескопированных рудоносных метасоматитов с узлами пересечения систем глубинных разломов. Установлена двойственная роль метасоматоза в связи с неоднократной активизацией глубинных разломов (положительная для формирования комплексных аномалий благородных металлов, медно-кобальтовых с золотом, сурьмяно-мышьяково-цинковых и отрицательная для платиносодержащей хромитовой формации и хризотил-асбестовых проявлений).
Выявлена металлогеническая специализация метасоматических формаций, позволяющая использовать метасоматиты в качестве поисковых критериев определенных видов минерального сырья в Среднеприднепровском мегаблоке. Впервые для региона установлены метасоматиты углеродистой формации, контролирующие проявления благородных металлов и определяемые в других регионах как индикаторы сквозных рудоконцентрирующих структур. С зонами углеродистого метасоматоза пространственно связаны проявления минерализации благородных металлов.
На основании изучения реликтово-псевдоморфных структур метасоматически измененных пород впервые выявлены метакоматииты с реликтовой структурой спинифекс в разрезе михайловской свиты Конкской зеленокаменной структуры, что повышает перспективность данной структуры в отношении новых проявлений никелевой и золоторудной минерализации.
Выполнено сопоставление проявлений вертикальной и горизонтальной зональности метасоматитов различных зеленокаменных структур. Для Сурской, Белозерской и Верховцевской зеленокаменных структур установлена связь золоторудных проявлений с метасоматитами лиственит-березитовой формации, характерными для верхних зон типоморфных рудно-метасоматических колонн гидротермальных месторождений других регионов. Это можно расценить как свидетельство незначительного эрозионного среза и устойчивого распространения руд на глубину.
Опыт исследования рудно-метасоматической зональности, установленной в пределах наиболее изученных зеленокаменных структур может быть использован для определения уровня эрозионного среза в малоизученных зеленокаменных структурах Среднеприднепровского мегаблока.
Впервые на основании детального петрологического изучения выполнена типизация и разработана классификация высоко-, средне- и низкотемпературных метасоматических формаций Среднеприднепровского мегаблока с учетом состава исходных пород, новообразованных минеральных парагенезисов внутренних зон метасоматических колонок, подвижности компонентов и распространения в пределах Среднего Приднепровья. Предложенная классификация может быть использована для определения формационной принадлежности метасоматических пород в других районах Украинского щита.
Полученные результаты внедрены в практику геологоразведочных работ и использованы для широкого перечня задач, актуальных для современных геологических исследований.
Ключевые слова: метасоматит, генезис, зеленокаменная структура, разлом, факторы рудообразования, критерии прогноза руд.
SUMMARY
Ruzina M.V. Regularities distribution and ore-bearing роlychronic metasomatites formations Middle Pridneprovie megablock in Ukrainian shield. – Manuscript.
Dissertation on competition for doctor geological science degree on speciality 04.00.11 - Geology metallic and non- metal types raw materials. National mining University, 2008.
Dissertation is devoted to theoretical substantiation geological factors, which determine regularities distribution and ore-bearing of metasomatites formations within Middle Pridneprovie megablock in Ukranian shield. It is established that main factors for distribution and metasomatites formation are structural-tectonic, magmatical, lithology-реtrographical. Spatial relation telescopic ore-bearing metasomatites formations with junction deep faults intersection is showed. It is determined dual role metasomatism on depending deep fault system асtivization (роsitive for complex noble-metal, сорper-cobalt-gold, antimony-arsenic-zinc anomalies and negative for platinum-bearing chromitic formation and chrisotile-asbestos mineralization). Metalogeny specialization of different metasomatic formations are determined. Carbonaceous metasomatites which control noble metal mineralization ascertained in region for the first time.
Classification of different types metasomatic formations is elaborated on basis detail реtrological investigation with due regard initial rock composition, paragenesis internal zones metasomatic columns, component mobility and distribution in Middle Pridneprovie. Classification may be used for determing formational fittings metasomatic rocks in different regions Ukrainian shield.
Тhe results of investigations were inculcated into the practice of geological survey works and used for the wide list of tasks that are actual for modern geological researches.
Key words: metasomatite, genesis, green-stone structure, fault, factors ore-formation, criteria ore prognosis.
Рузіна Марина Вікторівна
ЗАКОНОМІРНОСТІ РОЗПОВСЮДЖЕННЯ І
РУДОНОСНІСТЬ ПОЛІХРОННИХ МЕТАСОМАТИЧНИХ
ФОРМАЦІЙ СЕРЕДНЬО ПРИДНІПРОВСЬКОГО
МЕГАБЛОКУ УКРАЇНСЬКОГО ЩИТА
(Автореферат)
Підписано до друку 16.04.2008. Формат 60*90/16
Папір офсет. Ризографія. Ум. друк. арк. 1,8
Обл.-вид. арк. 1,8. Тираж 100 прим. Зам. №
Національний гірничий університет
49005, м. Дніпропетровськ, просп. Карла Маркса, 19