Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Геохимическая специализация и фазы минерализации Чертомлыкско-соленовского района Центральной части Украинского щита

ВАК РФ 04.00.02, Геохимия

Автореферат диссертации по теме "Геохимическая специализация и фазы минерализации Чертомлыкско-соленовского района Центральной части Украинского щита"

г I и

и '' '" '' НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК УКРАИНЫ

ИНСТИТУТ ГЕОХИМИИ, МИНЕРАЛОГИИ И РУДООБРАЗОВАНИЯ

На правах рукописи

Экз._¿Г___

УДК .553.41...

ИВАНОВ АЛЕКСАНДР СЕРГЕЕВИЧ

ГЕОХИМИЧЕСКАЯ СПЕЦИАЛИЗАЦИЯ И ФАЗЫ МИНЕРАЛИЗАЦИИ ЧЕРТОМЛЫКСКО-СОЛЕНОВСКОГО РАЙОНА ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ УКРАИНСКОГО ЩИТА

Специальность 04.00.02-геохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Киев 1995

Работа выполнена в Институте геохимии, минералогии и рудообразования

HAH УКРАИНЫ

Научные руководители: -академик HAH Украины

Н. П.Семененко -доктор, геол.-мин. наук Н.Н.Зинчук

Официальные оппоненты: -доктор, геол.-мин. наук В.Н.Загнитко

-кандидат геолого-минералогических наук, Ярощук Э.А.

Ведущая организация: Киевский государственный университет, г. Киев. Защита состоится '6 1995 г.

в /О часов на заседании специализированного совета Д. 50. 08. 01 при Институте геохимии, минералогии и рудообразования HAH Украины (252680, г.Киев-142 проспект Палладина 34).

С диссертацией мохно ознакомиться в библиотеке ИГМР HAH Украины. Автореферат разослан "6 " .f, 1995 г.

Ученый секретарь специализированного Совета доктор геолого-минералогических наук

С. Г. Кривдик

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Изучение геохимической специализации и фаз минерализации потенциально рудоносной Чертомлыкской структуры было обосновано на фактах, которые свидетельствуют, что в зеленокаменных поясах древнейших щитов мира выявлено и разрабатываются большое количество разнообразных месторождений руд цветных и благородных металлов. Почти 50% всех золотых запасов сосредоточено в зеленокаменных поясах докембрия. Не менее значительны по количествам находящегося в них рудного вещества медно-колчеданные месторождения, локализованные , в породах плагиодацит-риолитовой вулкано-плутонической формации тона-лит-зеленокаменных комплексов. Украинский щит не является исключением из общего списка древнейших образований. В плагиогранит-амфиболитовых и тоналит-зеленокаменных комплексах щита обнаружены золоторудные месторождения.

Цель и задачи работы. Цель настоящей работы - всесторонне изучить состав пород и руд по данным структурного профильного бурения, выявить геохимические и петрологические признаки рудной минерализации в Чертомлыкской структуре. В соответствии с поставленной целью конкретными задачами являлись: 1) детальное изучение геохимических особенностей различных по составу пород; 2) выявление основных фаз минерализации; 3) определение взаимозависимости геохимических признаков и фаз минерализации; 4) установление главных факторов рудной минерализации; 5) разработка методик математического анализа и статистической обработки геохимических и петрохимических данных.

Фактический материал и методы исследования. Работа выполнена на каменном материале, который автор собрал во время полевых работ в Днепропетровской области (1984-1988гг.). Керн скважин по профильному бурению предоставил Н.В.Кушинов (Днепропетровская ГРЭ). При подборе образцов для детального петрографо-геохимического исследования описано 37 скважин по главному структурному профилю. Изучены и описаны 2ООО прозрачных шлифов по методике ВСЕГЕИ (Шатов и др. 1990г.). Многочисленные данные спектральных анализов, пробирных анализов золота, хими-

ческих анализов пород (240 проб) обработаны на корреляционный, факторный, кластерный анализ. Для диагностики минералов широко применялась электронная микроскопия и микрозондовый анализ. Определение породообразующих и рудных минералов автор проводил на приборе фирмы JEOL JCXA-733. По объекту исследования выполнено более 1000 микрозондовых анализов. Анализы изотопного состава кислорода в магнетитах и серы в сульфидах предоставлены ЮЛ.Фоминым. Датирование пород района помог осуществить акад. HAH Украины Н.П.Щербак. По аналитическим определениям собрана база данных на ПК, построены графики распределения содержаний химических элементов и сопутствующей эпигенетической минерализации по главному профилю Чертомлыкской структуры.

Научная новизна. Впервые для района проведено детальное изучение породообразующих и рудных минералов. Изучен изотопный состав кислорода в магнетитах, его примесные элементы, парагенетическое минеральное окружение в системе "вмещающие породы - рудные зоны". На основании изученного материала определены физико-химические условия рудообразо-вания. Впервые установлен характер и последовательность минерализации редких земель в золоторудных зонах района. В центральной части изученной структуры определена повышенная аномальная концентрация золота и выявлены геохимические барьеры его осаждения. Установлены основные и второстепенные минераль, концентраторы благородных элементов в рудных зонах структуры. Предложена новая вулканоплутоническая модель формирования Чертомлыкской зеленокаменной структуры.

Практическое назначение и реализация результатов исследования. Практическое значение работы состоит в том, что получена существенно новая информация по минералогии минералов концентраторов золота. Нахождение структурной примеси золота в арсенопиритах (до шести весовых процентов'), а также обнаружение его в магнетитах и сульфидах, предполагает необходимость применения комплексных методов для оценки запасов металла в рудах и технологических приемов его извлечения. Работа выполнена в соответствии с планом научных исследований ИГМР HAH Украины. Полученные в процессе работы над диссертацией данные использованы при

• г

разработке научно-исследовательской темы "Фазы минерализации и геохимическая специализация осадочно-вулканогенных формаций Украинского щита "(№ гос. регистрации 0001984-3) и написании по ней заключительного отчёта. Сделанные автором выводы о потенциальной рудоносности Чер-томлыкской структуры вошли в основу отчёта и послужили рекомендациями для проведения целенаправленных поисковых работ на золоторудные месторождения.

Основные защищаемые положения.

1. Геохимическая специализация Чертомлыкской структуры определяется повышенным аномальным содержанием золота в центральной части района наряду с такими химическими соединениями как КгО, Р2О5, ЭОз, НгО, СОг. Геохимический барьер аномальных концентраций рудных элементов формировался в экзоконтактах гранитных иньекций сурского комплекса и субинтрузивных массивов соленовской свиты.

2. Физико-химические условия образования аномальных и рудных зон в районе характеризуются восстановительными условиями при слабощелочном характере рудообразующих растворов. Магнетиты рудных зон обогащаются в процессе рудообразования легким изотопом кислорода и примесными элементами, такими как: Аи, Ад, ЕЙ, Те, РЬ.

3. Торий-редкоземельная минерализация подвижна в зонах метасоматоза и предшествует золоторудной, в едином процессе становления рудных гон.

Апробация работы. Основные положения работы были доложены на геологическом совещании в Днепропетровской ГРЭ в 1986г. В 1987г. автором переданы рекомендации в Мингео Украины по перспективности района на золоторудные месторождения. В последующие годы геологами Кировской экспедиций были оконтурены и подсчитаны запасы ряда перспективных рудопроявлений, в том числе и месторождение Балка Широкая. В 1994г. работа рассматривалась на расширенном заседании отделов ИГМР НАН Украины.

Опубликовано десять научных работ, из них по теме диссертации -шесть работ.

1 1

Объём работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения общим объемом 130 страниц текста, в том числе содержит 20 таблиц и 35 иллюстраций. Список литературы включает 67 наименований.

Автор выражает глубокую признательность за помощь при обработке материала академику HAH Украины Н.П.Семененко, доктору геол.-мин. наук Н.Н.Зинчуку, чл.-корр. HAH Украины Р.Я.Белевцеву, а также кандидатам геол.-мин.наук В.J1.Бойко, В.С.Монахову, Ю.А.Фомину.

Обоснование основных защищаемых положений.

1. Геохимическая специализация Чертомлыкской структуры определяется повышенным аномальным содержанием золота в центральной части района наряду с такими химическими соединениями как КгО, Р2О5 ,SÖ3, Н2О, СО2. Геохимический барьер аномальных концентраций рудных элементов формировался в экзоконтактах гранитных иньекций сурского комплекса и субинтрузивных массивов соленовской свиты.

Современные сведения о геологическом строении района. Район расположен в Днепропетровской области и именуется по названию главных рек Чертомлыка и Соленой. В геологическом отношении большинством геологов трактуется как крупная брахисинклиналь с размахом крыльев до 18 км, расположенная на южном окончании Базавлукского синкли-нория. Самые древние в Чертомлыкской структуре породы аульской серии -3.9 млрд. лет возраст их определен по породе самарий-ниодимовым изохронным методом. Эти породы сохранились в виде останцов в северных днепропетровских плагиомигматитах. Формирование пород конской серии началось на рубеже 3.2 и закончилось -2.7-2.6 млрд. лет. В районе работ эта серия пород представлена тремя свитами. Завершается этап формирования эеленокаменных поясов рубежом 2.6-1.7 млрд. лет., Как и в большинстве зеленокамеьных поясов он начинается с толщи основных пород и заканчивается на гранитоидах. Возраст голубокварцевых гранит-порфиров, образующих диапировые интрузии в центральной части структуры, определен U-Pb методом по цирконам-3.175 млрд. лет, можно считать их древними гранитными обрамлениями (Щербак 1989г.). С этими интрузиями ассоциирует золоторудное месторождение Балка Широкая. Исследователи

, t

львовской школы относят их к сурскому субинтрузивному гранитоидному комплексу (Сиворонов и др. 1990г.). Датирование возраста наложенной минерализации по Pb-Pb (галениту), показало, что процессы минералооб-разования подновлялись и в палеозое (300 млн. лет).

Главный профиль через Чертомлыкско-Солёновскую структуру. Пробурен он по предложению ИГМР HAH Украины. Длина разреза 19 км. Проходит разрез субмеридиально, конфигурация продиктована необходимостью пересечения наиболее интересной в геолого-поисковом отношении центральной части массива. В целях классификации по типам вскры-. ваемых пород разбит на 22 петрохимических пояса. Вскрывает он сложно чередующиеся метаморфизованные породы, с которыми в контакте находятся на юге микроклин-плагиоклазовые полимигматиты (пояс 1), а на севере - плагиоклазовые граниты (пояс 22). Метаморфическая толща сложена на крыльях эвгеосинклинали породами метабазитового состава, которая сменяется ультрабазитами. В ядре структуры получили развитие алюмоси-ликатные породы. В Чертомлыкской чешуе (пояса 2-3) между метабазитами и алюмосиликатными породами развиты железисто-кремнистые породы. В ядре структуры получили развитие голубокварцевые гипабисальные плагиоклазовые гранит-порфиры.

Метаморфизм толщ представлен эпидот-амфиболовой вплоть до гней-со-амфиболовой ступени с гранитными замещениями на сэверном крыле структуры. На южнсм крыле структуры широкое развитие получил метаморфизм роговиково-микрогнейсовой ступени на контакте с полимигматитами. В центральной частях структуры преобладают аспидная и филлитовая ступени метаморфизма. В участках обрамления плагиоклазовых порфировых гранитов степень метаморфической переработки повышается до ступени двуслюдяных роговиков и микрогнейсов, с мощным каг.ьций-магний-жьлезистым метасоматозом. Эти процессы метасоматоза получили развитие по борту игнимбритов, образующих ядро структуры и на северном крыле вблизи контактов с днепропетровскими плагиогранитами. В породах, вскрытых структурным разрезом, автором выявлены зоны метасоматической переработки: линии кислотного выщелачивания и грейзенизации, пропилити-

зации, березитизации, кальций-магний-железистого метасоматоза и реже щелочной полешпатизации. С процессами магматизма, метаморфизма и метасоматоза прослежено 16 фаз новообразованной минерализации. С фазами минерализации метасоматоза линии кислотного выщелачивания связаны повышенные содержания Аи, Ад, Мо, ЫЬ, Си, 2п, В1 (Иванов, Семененко, 1987г.). Для сравнения пород южного и северного крыла разреза автор применил петрохимические диаграммы с развернутой демонстрацией на профиль разреза (рис.1).

= С

ь пояса 3: 4 разре 5 за по хнмичсс -.6 7 - ким аналшам В 9 10 11 1* • _ .

9 ! - чАи; «И» 8 Я?; «*_ 1 '* •

I' * * « ! « +М\ •> ! ■58* * 0

я

^^НПвь

•эй*

ЮГ

гсяЬа струйурсго разреза йэолсайю север щпюов

рис.1 Петрохимические кластерные диаграммы АСРМ по поясам структурного разреза Чертомлыкского района.

По разбросу точек химических анализов на диаграмме (АСЯМ-структурный разрез) южное крыло отличается от северного наличием железистокремнис-тых пород. Отличие северного крыла демонстрируется наличием прослоев пород с высокой известковистостью и с повышенными содержаниями №гО. Объяснить это можно влиянием северных плагиогранитов на мета-соматические процессы в породах. Центральная часть разрез а на диаграм-

I I

мах отличается преобладанием пород алюмосиликатного состава, что обьяснятся влиянием иньекций гранит-порфиров сурского комплекса.

Факторная диаграмма геохимических и петрохимических данных позволяет отобразить направленность процессов (от выщелачивания к золоторудному отложению). На диаграмме определяются главные факторы аномальной концентрации золота в Чертомлыкско-Соленовском районе (рис.2).

рис.2 Диаграмма главных факторов по результатам химического и спектрального анализа поясов структурного разреза Чертомлыкского района.

На предложенной выше диаграмме по аналитическим данным поясов структурного разреза определяется узкий тренд от показателей железо-магнезиальности пород (М, РМ) к щелочным элементам с золоторудной концентрацией (Р, 11, К20, ЯЬ, Ва + Аи). В поле золоторудной минерализации расположены показатель известковистости - С и другие химические соединения и элементы, а также пояса пород структурного разреза с повышенной аномальной концентрацией золота (16, 20 и др.).

Построены распределения средних значений изученных аналитических данных по поясам главного структурного разреза (рудных и щелочных элементов, петрохимических коэффициентов, новообразованных минеральных фаз). Такое графическое построение выше перечисленных данных помогло определить их взаимозависимость, а также установить новую геохимическую модель формирования Чертомлыкской структуры (рис.3).

V

асаю

V,

V

и

л

/\

V

.К!

,1-

Ю

23 56 7<

\ Л

V *

гаа

л 1 \

РРИ

НЕ

у®

01ЕВИББ17ВМ)22

Рис. 3 Диаграммы распределения средних содержаний Аи, №20, К20, Н20+С02 по поясам структурного расреза Чертомпыкского района.

Содержания химических элементов даны в граммах на тонну породы, петрохимические характеристики представлены коэффициентами значений Фасы эпигенетической минерализации определены автором при описании пород в прозрачных шлифах, фиксировались по пяти бальной градации (С% проявления, 5%, 25%, 50%, 75%). Диаграммы построены на ПК по фактическому материалу - 30 графиков. По характеру распределения (с учетом корреляционного анализа) определен геохимический и петрохимический контроль аномальной концентрации золота в вулканоплутонической Чертомлыкской структуре. Повышения концентраций золота и химических соедине-

ний (С02, К20, Р205 и др.) в центральной части структуры подтверждаются статистическими расчетами и демонстрируются на предложенных выше диаграммах.

Геологическая колонка с детальным спектральным анализом фрагмента центральной части массива по разрезу пояса-19 (составлена автором по результатам петрографических и аналитических данных) подтверждает наличие геохимического барьера на контактах пород. Этот разрез пересекает гранит-порфировые инъекции в центральной части структуры (таблица 1). Геологическая схема и данные спектральных анализов скважины 358 пояса 19 структурного разреза.

Таблица 1

пп колонка характеристика пробы пород пород и зон

химические элементы в гр. на тонну Au Мо Си Zn Ni Со Сг U

3* 5* 6* 7*8* 9* 10*14* 15* 16* 17* 18* 19* 26* 27* 28* 29*30*

I / / ! > I ! / /

сланцы

V t "\ VIII !

зона экзоконтакта

¡ + + ¡ Гранитные

|+ + + ! инъекции

¡ + + ¡ центральной

|+ + +! части

¡ + + ¡ Чертомлыкской

\+ + + ¡ структуры

'/ / / / ¡ зона экзоконтакта '////i

V /

сланцы

0.0 0.0 0.1 0.003 0.02 0.003 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.03 0.03 0.01 0.0

50 40 10 80. 5 400 40 10 60. 10 20 0. 10 15 10. 10 15 60. 10 200 60 15 100. 10 100 60 15 60. 8

1. 10

0. 5 2.80 100 30

1. 20 30 40

0. 30 80 40

1. 30 0. 5 0. 10 0. 10 0. 20

0. 30 0. 8

1. 60

60 30 8 60 30 8 80 40 8 30 40 8 80 40 10 100. 60 50 20 1. 30 100 8 2 0.50 400 100 80 0.80 100 60 30 0.40 100 10020 0.20 100 30 2

80. 10 80. 1С 80. 10 10. 10 10 60. 10 10. 10 80. 10 80. 10 80. 10 50. 10

На диаграмме принципиальных компонентов химических анализов пород структурного разреза определяется геохимическое становление структуры (рис.3).

рис.3. Диаграмма главных компонент химических анализов структурного разреза.

Поле пород с повышенным содеожанием Ре203 отличается по природе образования и относится к хемогеноосадочным железисто-кремнистых образованиям. Остальная область на диаграмме определяет метаморфические породы, которые образовались на контактах гранитоидов северного, центрального и южного направления разреза. Центральная часть структуры, предстаьляет собой гранитное древние обрамление, на экзоконтакгах которого формировались золоторудные отложения в породах метасоматически преобразованных.

Из рассмотренного материала можно сделать следующие выводы:

а) геохимическая специализация Чертомлыкской структуры определяется повышенным аномальным содержанием золота в центральной части района наряду с такими химическими соединениями как КгО, Р2О5, ЭОз, НгО, СОг,

б) геохимический барьер аномальных концентраций рудных элементов формировался в экзоконтактах гранитных иньекций сурского комплекса и субинтрузивных массивов соленовской свиты;

в) процессы концентраций происходили на этапах становления кварц-карбонатных прожилков и сульфидообразования;

г) золото преимущественно осаждалось после процессов выщелачивания в мафитовых и ультромафитовых измененных породах.

2. Физико-химические условия образования аномальных и рудных зон характеризовались восстановительными условиями при слабощелочном характере рудообразующих растворов. Магнетиты рудных зон обогащались в процессе рудообразования легким изотопом кислорода и химическими элементами, такими как: Аи, Ад, Б/, Те, РЬ .

Учитывая то, что магнетит "сквозной" минерал, было важным рассмотрение изотопного состава кислорода в нем в системе "вмещающие породы-тектсно-метасоматические зоны". Исследуемый магнетит характеризует метаморфогенный и метасоматический типы минерала Чертомлыкской и Сурской структуры. По примесному составову магнетитов из вмещающих пород и рудных зон проведен математический анализ главных компонент, на диаграмме прослеживается линейный тренд содержаний примесных элементов от вмещающих пород к рудным зонам (рис.4).

рис.4 Диаграмма главных компонент минерализации магнетитов из рудных и околорудных пород зеленокаменных структур центральной части Украинского щита.

Изучены три участка. Анализы на диаграмме каждого участка образуют линейные тренды от группы элементов Сг, Мд, Си к группе Аи, Ад, и незначительное рассеяннее проб по направлению изменения содержаний Ре,Со-Т1,Мп. В результате анализы магнетитов из золоторудных зон из различных объектов УЩ попадают в единое поле-1, что определяет идентичную геохимическую обстановку концентрации золота в магнетатах.

На золоторудном месторождении Балка Широкая автором изучены два основных типа оруденения: золото-джеспилитовое оруденение приурочено к контакту горизонта тектонически нарушенных хлорит-карбонат-магнетитовых кварцитов с березитизированными метабазитами и золото-

полиметаллическое оруденение магнетит-карбонат-хлорито-кремнистых сланцах (кварциты количественно подчинены) (Иванов, Фомин, 1995г.). Кислород магнетита золото-полиметаллических руд значительно легче, чем кислород магнетита золото-джеспилитового оруденения. Минимальным значением тяжелого изотопа кислорода (18 О) характеризуется метасомати-ческий магнетит, выделенный из апометабазитов (таблица 2).

Изотопный состав кислорода магнетита в рудной зоне Балка Широкая.

Таблица 2

Число дельта (18 0),%о

Геологическая характеристика проб -------------------

:вариации

Чертомлык 1. Джеспилиты неизмененные

магнетпт-сидероплезитоЕые(5)

+6.5...+2.5

среднее

+ 4 . 4

2.Джеспилиты слабоизмекенные в зоне А^Бе руд Балки Широкой

3.Джеспилиты катаклазированные с сульфидам:! там же

■5.Магнетитсодержащие железисто-кремнистые слз'шы катакл-зированные там же

5.Золоторудные брекчии по дже-стшитзм с переотложенным магнетитом там же

6.Нагнетитсодержащие железисто-кремнистые сланцы слабо измененные, вмещающие Аи-Ад-РЬ-2п уды Балки Широкой 7 . Тот же -ланей п джеспелиты в зоне к.- гзклзза и бер'езитпза-цпи с пес-еотложенным магнетитом там же - . Ркрапл'=-чып у.зг.четпт внешних зон ор ..та березитО'В б мета-базитаг: и сланца:-: там же

+ 4.4 ...+2 . 4 +2.3...-1.2 •+1.2...+0.5

+2.1...-1.0

-1.1.

. -1. (

+ Л . 4

+ 1. о + 0.8

+ 0.1

+ 1 . 4

-1. 4

8

8

2

2

С

Изотопное исследование магнетита обнаруживает отчетливую тенденцию обогащения минерала легким изотопом кислорода в системе "вмещающие породы - тектоно-метасоматические зоны". Степень облегчения во всех зонах приблизительно одинакова и составляет величину для тяжелого изотопа кислорода (18-0) от 3.4 до 4.1%, причем максимальным

количеством легкого изотопа кислорода (0-16) характеризуется вновь образованный магнетит внешних частей метасоматических ореолов. На становление изотопно-кислородных соотношений в исходном магнетите существенное влияние оказывал минеральный парагенезис: содержание в минерале тяжелого изотопа возрастает пропорционально количеству в метаморфической породе сидерита (сидероплезита-10%).

В системе РеСОз - Рез04 между карбонатом и магнетитом устанавливается изотопно-кислородное равновесие, которое обеспечивается (в условиях "сухой" системы) парциальным давлением С02 и СО по реакции: 3 РеСОз = Ре304 + 2С02 + СО.

Тектоническая нарушенность пород сопровождается падением давления СОг и СО и выносом из зон нарушения вместе с СОг части тяжелого изотопа кислорода (рис.5).

ГеСОз карб,4« ОГ|

дельта ¡18 О) Мд1:,%

-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

рис.5 Диаграмма зависимости между изотопным составом кислорода магнетита и желе-зистостью сосуществующих с ним карбонатов.

На диаграмме сплошной и пунктирной линиями показаны тренды изменения дельты тяжелого изотопа кислорода (18- О) магнетита в зависимости от железистости существующих с ним карбонатов в метапородах (джеспи-

литах и сланцах). Стрелками обозначены тенденции изменения дельты тяжелого изотопа кислорода (18- О) магнетита в метасоматических зонах.

В присутствии воды (в условиях гидротермальной системы) возможен изотопно-кислородный обмен при взаимодействии магнетита с водой.

Ре304 + Н20 = ЯезСи + Н20,

а также превращение сидерита в магнетит:

ЗРеСОз + Н20 = Ре304 + ЗС02 + 2Н .

С последним согласуется факт преимущественной пространственной связи метасоматического магнетита во всех золоторудных зонах с карбонатами, (чаще всего с анкеритом и кальцитом), в которой содержание сидери-товой молекулы уменьшается по сравнению с карбонатами метасоматических ассоциаций. В обоих случаях изотопный состав кислорода магнетита определяется составом кислорода воды, а понижение температуры и возрастание рН системы усиливает процесс изотопно-кислородного обмена (Рай, Омото 1977).

Автором изучены на микроанализаторе также составы сульфидов, арсе-нопиритов, сульс^осолей серебра, самородного висмута и золота. Составы пиритов из двух типов руд Балки Широкой на диаграмме образуют два поля на линии содержаний Со-№. Учитывая разницу сродства к кислороду Со и

следует отметить, различие в окислительно-восстановительных условиях двух типов оруденения (Иванов, Монахов, Фомин 1995).

Из рассмотренного материала вытекают следующие особенности:

а) в изученных зонах облегчения кислорода магнетита свидетельствует об изотопном постоянстве воды рудообразующих флюидов, причем "воды существенно более легкой по сравнению с метаморфогенной;

б) магнетит тектоно-метасоматических зон концентрирует наряду с "П, V, Сг, Мд, Со, Бг, также элементы золоторудной ассоциации Аи, Ад, Вг, РЬ, Те;

в) обнаруживается отчетливая тенденция обогащения минерала легким изотопом кислорода в системе вмещающие породы-рудные зоны, степень облегчения во всех зонах одинакова (для изотопа кислорода-18 от 3.4 до 4.1%);

г) процессы изотопного обмена с учетом состава магнетита и типа минеральных парагенезисов согласуется о восстановительной обстановкой ми-нералообразования при слабощелочном характере рудообразующих растворов.

3. Торий-редкоземельная минерализация подвижна в зонах метасоматоза и предшествует золоторудной, в едином процессе становления рудных зон.

Рудная зона Балка Широкая по своей природе является тектоно-метасоматической и связана с катаклазированным и дроблённым контактом между метабазитами и горизонтом магнетит-хлоритовых (с карбонатом) железистых кварцитов. Околорудные метасоматиты представлены березитами (кварц, карбонаты, хлорит, светлые слюды, железистый биотит, пирит и другие сульфиды). В составе руд, кроме кварца, карбонатов, главным образом, сидероплезита, железистого доломита, хлорита, установлены, халькопирит, сфалерит, ферротетраэдрит и самородное золото. Комплекс геологических, минералого-геохимических исследований свидетель^гзуют об эпигенетическом гидротермальном характере рудоофазующей системы.

Торий-редкоземельная минерализация, представленнэя фторсодержащим монацитом с тончайшими включениями фторапатита, установлена в наиболее богатых золотом брекчиях железистых кварцитов на кварц-карбонат-сульфидном цементе. Монацит образует редкие субизометричные или неправильной формы зёрна размером 0.5-0.6 мм как в сульфидной (крупноблоковый пирит), так и в лейкократовой (кварц-карбонаты) составляющих.

В первом случае монациту (+апатит) сопутствует хлорит (рипидолит) следующего состава (вес.% здесь <-. ниже):

ЭЮ2 22.42-23.44, ТЮ2 0.02-0.10, А12Оз 19.29-20.81, Сг2Оз 0.02-0.08, Сум. РеО 30.66-32.44, МпО 0.01-0.07, МдО 10.89-11.20, К20 0.02-0.03, Н20 11.02-11.10.

Взаимоотношения минералов с крупноблоковым пиритом свидетельствуют о том, что они (во всяком случае монацит и апатит), являются допиритовы-ми. Пирит непосредственно в этом интервале золотоносен. Кроме Аи(до 0.07%) он концентрирует Со(до 0.12%), N¡(0.01-0.06%), АЩдо 0.03%),Ад(до 0.18), редко РЬ(до 0.18%) и ЗЬ(до 0.02%). Сидероплезит, по взаимоотношению поздний, кроме обычной катионной части (РеО 52.39-53.39, СаО 0.65-2.10, МдО 1.16-1.86, МпО 0.48-0.73) он содержит примесь, с одной стороны: халькофильных Со(0.03-0.07%) и гпО(до 0.03%), а с другой редкоземельных элементов (СегОз до 0.04%, М203 до 0.04%).

Во втором случае монацит (+апатит) ассоциирует с альбитом (ЭЮ2 66.28%, ТЮ2 0.02%, А120з 19.21%, Сум.РеО 0.26%, МпО 0.02%, СаО 0.10%, №20 11.66%, К20 0.02%), кварцем и тонкозернистым хлоритом. Сидероплезит (Ре 53.32%, СаО 2.79%, МдО 1.46%, МпО 0.42%) образовался после альбита и хлорита (сечёт их) и поблизости от этого фрагмента содержит многочисленные включения золота.

Выполненные на электронном микроскопе фотографии в режиме фазового контраста демонстрируют зональное строение зёрен монацита, причём зональность проявляется и в близи включений в нём апатита и хлорита. Внешние зоны отличаются от центральных повышенным количеством ториевых (+уран) составляющих (Ни,СИ), а также большим содержанием Ыс! ;более тяжёлого из РЗЭ) и меньшим - Се, 1а, Рг (лёгких РЗЭ) в составе собственно монаци"овой фазы. Важно подчеркнуть различия в составе монацита в зависимости от окружения. Монацит в пирите характеризуется повышенной железистостью, причем более в центральных зонах. Монацит в альбите содержит больше силиката и фосфата тория. Состав фторапатита(СаО 52.3, Р205 42.1, Се203 1.61, 1.а2Оз 0.23, МгОз 0.46, Р 3.8, С1 0.1) согласуется с принадлежностью к единой с монацитам ассоциации.

Из приведённых по взаимоотношению минералов, вариациям их состава и характеру зональности данных, вытекают две важные особенности:

а) минералы не являются реликтовыми, они как и альбит, хлорит, кварц, карбонаты, сульфиды, золото сформировались метасоматическим путём в

процессе становления рудной зоны, что говорит о подвижности редких земель, а также Р, ТЬ, и, У в зонах изменения, связанных с архейскими золоторудными залежами;

б) торий-редкоземельная (№, Са, Р, ТР*, У, ТЬ, и, Р) и золоторудная (Аи, Ад, Со, N1, Си, РЬ, Z^c\x Аэ, БЬ, Б) минерализации скорей всего разобщены во времени. В пределах единого процесса метасоматоза и рудообразования первая предшествовала второй.

Заключение

Исследованный материал по структурному профильному бурению позволил определить геохимическую специализацию и последовательность минера-лообразования в породах, при формировании вулканоплутонической Чер-томлыкской постройки. На основании изученного материала можно сделать сделать следующие выводы:

1. Геохимическая специализация Чертомлыкской структуры определяется повышенным аномальным содержанием золота в центральной части района наряду с такими химическими соединениями как ^О.РгОв.ЗОз.НгО.СОг;

2. Геохимический барьер аномальных концентраций рудных элементов формировался в экзоконтактах гранитных инькций сурского комплекса и субинтрузивных массивов соленовской свиты;

3. Процессы концентраций происходили на этапах становления кварц-карбонатных прожилков и сульфидообразования;

4. Золото преимущественно осаждалось после процессов выщелачивания в мафитовых и ультромафитовых измененных породах;

5. В изученных рудных зонах облегчения кислорода магнетита свидетельствовало об изотопном постоянстве воды рудообразующих флюидов, причем воды существенно более легкой по сравнению с метаморфогенной;

6. Магнетит тектоно-метасоматических зон концентрировал на ряду с "П, V, Сг, Мд, Со, Эг, также элементы золоторудной ассоциации Аи, Ад, В!, РЬ, Те;

< •

7. Нахождение структурной примеси золота в арсенопиритах-6%, магнети-тах, а также возможное его присутствие в лиритах и халькопиритах, содержащих до 0,09 мас.%, определяет необходимость применения комплексных методов для оценки запасов металла в рудах и технологических приемов его извлечения.

8. В системе вмещающие породы-рудные зоны обнаруживается отчетливая тенденция обогащения минерала легким изотопом кислорода. Степень облегчения во всех зонах одинакова (для изотопа кислорода-18 от 3.4 до 4.1%);

9. Процессы изотопного обмена с учетом состава магнетита и типа минеральных парагенезисов согласуется о восстановительной обстановкой ми-нералообразования при слабощелочном характере рудообразующих растворов.

10. Наблюдаемые минералы монацита не являются реликтовыми, они как и альбит, хлорит, кварц, карбонаты, сульфиды, золото сформировались метасоматическим путём в процессе становления рудной зоны, что говорит о подвижности редких земель, а также Р,ТЬ,и,У в зонах изменения, связанных с архейскими золоторудными залежами;

11. Торий-редкоземельная (Ыа, Са, Р, ТР, У, ТЬ, и, Р) и золоторудная (Аи, Ад, Со, Ыг, Си, РЬ, ¿п, Аэ, БЬ, 5) минерализции скорей всего разобщены во времени. В пределах единого процесса метасоматоза и рудообразования первая предшествовала второй

Основные опубликованные работы по теме диссертации.

1. Система и кристаллогенеэис циркона в РТ условиях гранулитового метаморфизма. Доп HAH Украины., 1992 г., № 5., стр.15-16. Соавторы: Степа-нюкЛ.М., Яковлев Б.Г.

2. Петрология Чертомлыкского зеленокаменного массива. Мин. журнал, 1995Y., №<£, стр. 55-66. Соавторы: Белевцев Р.Я., Яковлев Б. Г.

3. Золото в арсенопирит-содержащих рудах Сергеевское месторождение. Мин.журнал, 1994г., №©., стр. 22-25. Соавторы. Монахов B.C.

4. Пирода магнетита зеленокаменных структур Среднего Приднепровья. Мин. журнал, 19äir., №3 стр. 54-53. Соавторы: Фомин Ю.А.

5. Торий-редкоземельная минерализация в архейских золотожелезистых рудах балки Широкой. Доп HAH Украины 1995г.,№ ,4., стр. 123-125. Соавторы: Фомин Ю.А.

6. Сульфоссли проявлений золотой минерализации в докембрии Среднего Приднепровья Доп.HAH Украины-1995г., № стр. 27-30. Соавторы: Монахов B.C., Фомин Ю.А., Синицын В.А.

Иванов А.С. Геохимическая специализация и фазы минерализации Чертомлыкско-Соленовского района центральной части Украинского щита.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук по специальность 04.00.02-геохимия. Институт геохимии, минералогии и рудообразова-ния НАН Украины, г.Киев, 1995.

Геохимическая специализация определяется повышенным аномальных содержаний золота в центральной части района. Геохимический барьер концентраций рудных элементов формировался в экзоконтактах сурских гранитных иньекций. Изотопный и примесный составы магнетита и сульфида с учетом парагенетических минеральных ассоциаций раскрывают физико-химические условия образования рудных зон. Фазовая неоднородность состава монацита и его крисгалломорфологические взаимоотношения характеризуют условия и последовательность рудообразования.

1ванов О.С. Геох'1М1чна спефал'юац'ш i фази мЫералЬацП Чортомликсько-Сольожвського району центрально!' частини Укра'жського щита.

Дисертац|я на здобуття вченого ступеня кандидата геолого-мтерлопчних наук по спе-фапьносл 04.00.02 - reoxiMta. 1нститут reoxiMii, MiHepanoni та рудоутворення НАН УкраТни, м.Кшв, 1995.

TeoxiMWHa спец1ал1зац|'я визначаеться пщвищеним bmIctom золота в центральной частим району. Гeoxi/шчний бар'ер золоторудних концентраций формувався в 30Hi екзокон-такта ¡н'екцш сурських гранитш. 1зотопний та примюний склад магнетита i сульфща пояс-нюе фЬико-хшчы обставини формування рудних зон. Фазова нер1вновага складу монацита та його кристало-морфолопчж сполучення з мшералами характерезуе умови i послщовнють рудоутворення.

Ivanov A.S. Chertomlyk-Solona Ukrain shield centre part ragion geochamical spaciphication and minerals phases.

Dissertation for searching of academic degree of the Candidate of the geology-mineralogist sciences by speciality 04.00.02 - geochemistry. Institute of Geochemistry, Mineralogy and Ore Formation NASU, Kiev, 1995.

The geochemical spesification are define the gold anomaly consentration in the region centre part on the Sursk granite injection exocontact. The izotopical and admixture composition of the magnetite and sulfide are open the physicochemical condition and character the ore formation. The unhomogeneous phases of the monozite ahd him crystall position with other minerals are show the ere condition and phases.

ИВАНОВ Александр Сергеевич

ГЕОХИМИЧЕСКАЯ СПЕЦИАЛИЗАЦИЯ И ФАЗЫ МИНЕРАЛИЗАЦИИ ЧЕРТОМЛЫКСКО-СОЛЕНОВСКОГО РАЙОНА ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ УКРАИНСКОГО ЩИТА

ЯНИГП ЦНИГРИ АК АЛМАЗЫ РОССИИ-САХА Зак. 6 Тир. 100 20.09.95г.