Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Метаморфизм мафит-ультрамафитовых комплексов западной части Уш (Днестровско-Бугский р-н) и образование сульфидных руд

ВАК РФ 04.00.08, Петрография, вулканология

Автореферат диссертации по теме "Метаморфизм мафит-ультрамафитовых комплексов западной части Уш (Днестровско-Бугский р-н) и образование сульфидных руд"

! ; О

АКАДЕМИЯ НАУК УКРАИНЫ ИНСТИТУТ ГЕОХИМИИ,МИНЕРАЛОГИИ И РУД00ЕРА30ВАНИЯ

На правах рукописи

ВАСИЛЕНКО Алла Филипповна

УДК 552:553.2:549.3(477 45)

МЕТАМОРФИЗМ МАФИТ-УЛЬТРАМАФИТОВЫХ КОМПЛЕКСОВ ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ УЩ (ДНЕСГРОВСКО-БУГСКИЙ Р-Н) И ОБРАЗОВАНИЕ СУЛЬФИДНЫХ РУД

Специальность 04.00.08 - петрография,

вупканологля

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учгноя степени кандидата геолого-минералогических наук

;'.ев - 1993

Робота выполнена в Институте геохимии, минералогии и рудообразования АН Украины.

Научный руководитель: член-хсрреспонденг АН Украины, доктор геолого-минералогических наук Р.Я.Белевцев

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук И.Б.Щербаков (ИГМР АН Ук- . раины) ;

докто р геол ого-йин ерал огич еских наук , профессор, А.А.Сиворопов (Львовский университет)

Ведущая организация: ГГП "Гбопрогноз" (г.Киев)

Защита состоится " SÓ ",¡{tíld/i^t 199^ г. в Cf час. аа заседании специализированного ученого Совета Д.016.17.01 при Институте геохимии, минералогии и рудообразовшия АН Украины (2526В0, Киев,142, пр.Палладина, 34)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИГМР АН Украины

Автореферат разослан "_" 1993 г.

Ученый секретарь специализированного Совета доктор геолого-минералогических наук

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы обуславливается: I) важной ролью ме-таморфогенного рудообразования в минерально-снрьевом балансе Древних щитов; 2) овязыо медно-никелевого сульфидного и золотого оруденения с метаморфо-метасоматическими процессами в ультрама-» фит-мафитовых породах гранулитового комплекса Среднего Побужья; 3) слабой изученностью околорудных изменений.

Цель работы - изучение пространственно-временной связи мезду метаморфо-метасоматическими и рудорегенерируощими процессами в породах древних ультрамафит-мафитовых серий.

Задачи исследования: I) петрогенетическая корреляция парагенезисов породообразующих и рудных минералов в зонах мета-морфо-метасоматичеокого преобразования ультрамафит-мафитовых пород; 2) определение РТ-условий рудогенных процессов по данным изучения газово-жидких включений; 3) уточнение минералого-петрогра-фических признаков, указывающих на присутствие сульфидных медно-никелевых и золоторудных сегрегации в зонах метасоматоза.

■ Фактический материал и методика исследований. Работа выполнялась по аспирантскому плану л отделе метаморфических про* цессов ИГМР АН Украины. Основу работы составили полевые и лабораторные исследования в период 1976-1969 г,г. В ходе последних изучено около 1000 прозрачных шлифов и 300 аншлифов, Петрохими-ческие корреляции опираются на 115 результатов химического ана* лиза горных пород. Выделены и проанализированы 80 монофракций породообразующих минералов. Методом рентгеноопектральиого микроанализа проведено 71 определение химического состава сульфидных минералов. Для выявления условий образования золота проведено 30 геотермобврометрических иоследований газово-жидких включений в золотоносном кварце. Сопоставление кварца из эндербит-мигматитов и метасомагических зон проводилось по данным изучения парамагнитных центров в 41 образце.Отмеченные комплексные исследования минералов и горных пород выполнялись в лабораториях ИГМР АН Украины,

Научная новизна: I) впервые для описания условий гипер-о'азит-базитового магматизма Среднего Побуиья использован метод многомерной регрессии экспериментальных данных, который позволил ( в первом приближении ) РТ-параметры становления мафит-ультрама-фитов сопоставить с результатами изучения никеле- и золотоноеннх

пород зеленокаменных поясов Канады и Западной Австралии; 2) приведены доказательства прогрессивного регионального метаморфизма • амфиболитовой фации в ультрамафит-мафитовых комплексах гкейсо-гранулитовы* ареалов Днестровско-Бугского района, которые в условиях низкотемпературной (эеленосланцевой) стадии испытали глубокие гидротермальные изменения; 3) по результатам изучения флюидных включений приведены новые данные ой условиях локализации золотого оруденения в гидротермально-измененных мафитовых породах Демовяр-ского массива; А) впервые проведены исследования типоморфннх особенностей кварца (спектров, характеризующих парамагнитные центры) в безрудных (экдербит-мигматигы) и золоторудных (метасоматиты) его сегрегациях.

Практическая значимость работы заключается в следующем:

1. Микералого-петрографические признаки создают дополнительные . возможности для прогнозирования поисков сульфидных медно-никеле-* . вых залежей. Такие признаки были использованы для рекомендаций, представленных Правобережной экспедиции ГГП "Севукргеология";

2. Анализ условий, сопровождавших образование золотого оруденения, расвшряет перспективы Побужского рудного района-за счет зон развития метаморфизма низких ступеней и кислотного выщелачивания.

ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ГОЖШШ

1. Ассоциации ульграмафиг-мафитовых пород в гранулито-вом комплексе Среднего Побужья по условиям формирования коррелируйте« с никеле- и золотоносными эффузивными и субвулканическими формациями архейских зеленокаменных поясов: ультраосновные-основные комплексы пород являются следствием "закалочного" затвердевания и частичной дифференциации перегретых комагиитовых и примитивных толеитовых магм, субвулканические аналоги которых преобра зовыэались в дифференцированные гипербазит-пироксенит-базиговые массивы,

2. Метаморфогенные залежи медно-никелевых сульфидов и золота, в высокометаморфизованных ульграмафиг-мафитовых породах связаны с моноциклическим прогрессивным метаморфизмом, условия которого изменялись от амфиболитовой до зелекосланцевой фации; метаморфические процессы контролировались флвидопроводяяими зонами глубинных деформаций.

3. Регенерация сульфидных медно-никелевых руд и золота обусловливалась постмигматитовым метасоматозом, который вызывало;

- э -

водно-углекислым флюидом; на ранних стадиях метасоматоза развивались зоны графитизации, контролирующие сульфидное медно-никелевое оруденение (Т-500-600°С, POÖB=WO-500 МПа), на поздних - зоны кислотного выщелачивания и окверцевания "(Т-200-~50°С, Poöa)=I00-1^0 МПа), определяющие локализаций золота.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на Республиканской конференции молодых ученых (г.Алушта, 1965); на Всесоюзном совещании "Метаморфогенное рудообразование низких фаций метаморфизма складчатых областей фанерозоя" (г.Ужгород, 1986); на Всесоюзном совещании по металлогении докембрия и метаморфогенному рудообразовании (г.Киев, 1990); на заседании группы отделов ИГМР ан Украины (май, 1993). Многие другие результаты работы обсуждались на НТС ГГП "Севукргеология" и освещены в 5 производственных отчетах.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из пяти глав, введения и заключения; общий объем составляет 16*» страницы машинописного текста. В тексте приводятся 22 иллюстрации, 4 таблицы и 9 приложений. Список литературы включает 112 наименований.

Осношые положения диссертации обсуждались с член-корр. АН Украины Р.Я.Белевцевым, ст.н.согр, Б.Г.Яковлевым, вед.спец. тематической партии ГГП "Севукргеология" Г.Д.Лепиговым, вед.спец. ГГП "Геопрогноз" А.Я.Каневским, которым автор выражает глубокув признательность. Большая благодарность выражается специалистам по особым методам анализа минерального вещества - ст.н.сотр. Д.К.Воэняку, А.Л.Ларикову, Л.Г.Самойловичу,

глава i. связь метаморфических процессов с медно-

никелевой и золоторудной минерализацией 3 докембрии древних щетов

По материалам отечественных и зарубежных публикаций последних лет рассмотрено влияние процессов метаморфизма на образо~ вание медно-никелевых и золоторудных месторовдений. Сопоставляются общие закономерности их пространственного размещения, приуроченность к структурам определенного типа, их связи с мафит-ульт-рамафитовыми .формациями. Детально рассмотрен процесс рудорегене-рации (по Г.Шнейдерхену, 1957) сульфидных медно-никелевых руд. В главе дается характеристика золоторудных месторождений архейс-. ких зеленокаменных поясов Африки, Австралии, Индии и Канады, имеющих существенные черты сходства с ультрамафит-мафитовыми комп-

лексами Побужья. Особое внимание уделено золоторудным месторождениям коматиитовой формации.

ГЛАВА 2. ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ЛОКАЛИЗАЦИИ МАФОТ-УЛЬТРАМФИГОВЫХ ГОРОД ГРАНУЛИГОВОГО КОМПЛЕКСА ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ УЦ , По геоструктурно-формационной схеме (Львовокий госуниверситет, 1984; ГГП "Геопрогноз",1984) докембрий Среднего Побужья разделяется на архейскую, метабазит-гранулитовую (днестровс-ко-бугская серия) и архей-нижкепротерозойскую, гнейсово-гранули-товую (бугская серия) группы формаций,'

В составе метабазит-гранулитовой группы формаций (Е.М.Лазько, В.П.Кирилюк, А.А.Сиворонов, Г.М.Яценко, 1984),сла-гающей нижний структурный этаж, различаются формации двупироксе-новых гнейсов и крисгаллосланцев (метавулканитовал) и кинцигито-вая (метао садочная). Гнейсово-гранулитовая группа формаций представляет верхний структурный этаж и состоит из высокоглиноэемис-гой кварцитовой, железорудно-гнейсовой и кондалитовой (углероди-. стой) формаций. Породы нижнего структурного этажа (в среднем) относятся к возрастному рубежу 3,4 млрд.лет, породы верхнего структурного этажа определяются как архей-нижнепротерозойские (2,4-2,6 млрд.лет; 2,0 млрд.лег). Различия мевду породами геологических формаций этих структурных этажей существенно маскируются архейско-нижнепротерозойским прогрессивным метаморфизмом ам-фиболитовоя фации, с которым связано широкое развитие мигматитов и небольших тел гранитов.

Сопоставление стратифицированных геологических формаций и ультрамафит-мафитовых комплексов, залегающих в верхнем и.нижнем структурных этажах Среднего Побужья, позволяет провести некоторые аналогии с последовательностью чередования пород в первичных и. вторичных эеленокаменных поясах Западной Австралии, Канады и Южной Африки.

В настоящее время трудно проследить реальные пути развития основного-ультраосновного магматизма на ранних этапах эволюции древней мантии. Сложность геологического строения первичных и вторичных эеленокаменных поясов обуславливает отсутствие четких признаков формационной типизации древнейших продуктов ги-пербаэит-базитового магматизма и многообразие представлений о возможных механизмах генерации и кристаллизации этих магм. В

основу большинства петрогенетических схем положена корреляция ультрамафит-мафитовых тел с тремя из шести главных геоструктурннх типов гипербаэитов: расслоенные интрузии, офиолиговые ассоциации коматиитовые комплексы.

Несколько лет назад модель коматиитовсго вулканизма била особенно популярна при геологическом описании мафит-ультрамактовых пород в связи с открытием ультраосновных лав в Южной Африке, Канаде и Австралии. Отдельными авторами эти породи были описаны в Днестровско-Бугском районе (Каневский А.Я., 1981; Фомин А.Б., 1980,1984 и др.). Унифицированные критерии для выделения метамор-физованных аналогов коматиитов в областях проявления гранулито-вой и амфиболитовой фаций отсутствуют. В то лее время в пользу существования этих, пород в Днестровско-Бугском районе говорят следующие факты: I). Изотопный возраст толщ, в которых выделены ко-матииты, определен в диапазоне 2,6 - 3,4 млрд.лет. Он характерен для архейских зеленокаменных поясов реликтовой природы, сложенных большей частью существенно ультрамафит-мафитовыми эффузивными комплексами. 2). Поля ультрамафитов, выделенные в качестве коматиитов, подстилаются породами хащевато-завальевской свиты. То обстоятельство, что в лежачем боку ультрамафит-мафитовых тел залегают продукты седиментации, служит доказательством, что в древние времена лежачий бок ультрамафит-мафитовых пород располагался на дневной поверхности; 3). Температура кристаллизации оливинов и высокомагнезиальных пироксенов (1300 - 1590°С) свидетельствует о значительной перегретости магм. 4). Присутствие в разрезах скважин однородных реликтов магматических пород (ультрамафитовые гра-нулиты), подтверждает предпосылки о том, что до метаморфизма эти породы представляли собой не дифференцированные, примитивные уль-траосновнне вулканиты, 5). Петрохимическая характеристика: м§0> 9?, СаО/А1гоэ> I. , кго<о,9?. б)'. Сводный разрез бугской серии сопоставим со сводными разрезами близких по возрасту зеленокамен-них поясов Южной Африки, Западной Австралии и Канады. Ультрамафит-мафитовые вулканиты Днестровско-Бугского района отличаются от них тем, что в процессе метаморфизма гранулитовой и амфиболйтовой фаций они были преобразованы в мафитовие гронулигы, ультрамафиговыо амфиболиты, кристаллосланцы.

Наряду с эффузивами мафит-ультрамафитового состава в регионе распространены интрузивные тела гипербазитового комплекса

- б -

которые локализованы в центральной части Голованевского блока. Здесь установлено 28 гипербаэитовых тел с рудопроявлениями хромита.

ГЛАВА 3. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ

ГКПЕР БА.ЗИТ-БАЗКГ0 Ш X МАГМ .

Петрохимические методы изучения магматических пород раз- . вивались в период 1920 - 1940 г.г. 3 то время результаты петрохи-мических исследований использовались для решения проблем пути кристаллизации, изменения состава магм в рамках ликвации, степени соответствия магматических пород составу родоначальных магм.

В последние годы ряд «сследовагелей обратил внимание на огромный фонд экспериментальных донных по плавлению и кристаллизации природных магматических пород (Маракуивв A.A., Кутолин В.А., Перчук Л.Л., Редер П., Эмсли Р. и др.), содержащих результаты об условиях выделения и фракционирования фаз. Поскольку температуры кристаллизации ряда минералов по экспериментальным данным обнаруживали четкую корреляцию с содержанием петрогенных окислов, то оказывалось возможным получить уравнение регрессий, которые связывают условия выделения минералов из расплава с химическим составом пород. Температуры ликвидуса и солидуса оливина, орто- и кли-нопироксена, плагиоклаза и шпинели связываются с химическим составом породы через уравнения многомерной регрессии. Одни уравнения отражают поля первичной кристаллизации, другие - на различных ступенях затвердевания магм. Оказалось, что в поле первичной кристаллизации оливин выделяется при температурах указывая на перегретость магм. Если допустить развитие обезвоженных магм, то перэовыделение магнезиального авгита будет происходить в интервале температур 1340 - 1360°С. Отсюда следует, что в зоне закалки оба минерала могут образовывать;. структуры типа спинифекс, В тех породах, которые мы относим к базальтовым коматиитам Яковлевым Б.Г. (1984) установлены магнезиальные пижониты и расчитаны условия их образования, которые как и полагается, попадают по температуре точки первовыделения ассоциации магнезиопижонит-магне-зиоавгит-энсгатит в промежуток между точками в поле первичной кристаллизации оливина и магнезиального авгита. Далее отчетливо выделяется суб лик виду сная стадия (1200 - 1260°С), представленная фракционными дунитами и малоглиноземистыми гарцбургитами. Эта стадия сменяется кристаллизацией примитивных толеитовых базальтов,

для которых "точка кристаллизации всех фаз" (по терминологии йо-дера) находится в пределах Т>1150-П90°С. В этих условиях происходила субсолидусная стадия становления фракционных дунитов и перидотитов. Поскольку данные полученные «о уравнениям регрессии, по термодинамическим расчетам и фазовым диаграммам, соответствуют друг другу, то принципиальная схема, предполагающая внедрение или излияние примитивных перегретых ультраосновных-основных магм, представляется наиболее предпочтительным вариантом.

Петрохимические диаграммы позволяют провести хорошую корреляцию между породами мафит-ультрамафитового комплекса Среднего Побужья и вулканических серий Южной Африки. Сопоставление дунит-гарцбургитовых интрузий с коматиитами указывают на их близость химического состава. Небольшие различия в содержаниях и . тю2 укладываются в рамки различий обычных для интрузивных образований и их вулканических аналогов.

ГЛАВА РЕГИОНАЛЬНЫЙ МЕТАМОРФИЗМ И ПРОЦЕССЫ ФОРМИРОВАНИЯ МЕДНО-НИКЕЛЕВЫХ РУД И ЗОЛОТА На территории Днестровско - Бугского района различают три основных этапа регионального метаморфизма, разобщенных во времени: раннеерхейский метаморфизм греяулитовой фации (более 3,4 млрд.лет); поздкеархейский - раннепротерозойский прогрессивный метаморфизм амфиболитовой фации (2,6 - 2,8 млрд.лет); поздний метаморфизм гранулитовой фации (2 млрд.лет).

Многостадийная переработка нафит-ультрамафитовых комплексов раннего докембрия'в большинстве случаев "стерла" следи пег-рогенегических процессов магматического згапа. Однако, здесь ог- ■ ромное значение имеет один из наиболее известных геологических феноменов, проявляющийся в том, что среди продуктов регионального метаморфизма сохраняются реликты не только более ранних минеральных равновесий, но и исходных пород.

Раннеархейский гранулитовый метаморфизм Украинского щита поданным Белевцева Р.Я. (1985), Щербакова И.Б. (1962), Яковлева Б.Г. (1985) претерпевал эволюцию физико-химических условий которые отразились в непрерывной смене одних субфаций другими: - двупироксен-плагиоклазовая, которая характеризуется очень высокими температурами метаморфизма (900 - 1000°С) и умеренными давлениями (700 - 600 МПа); в составе флюида содержалось мало воды, вероятно преобладала углекислота, водород и инертные

газы; Флюид бил в значительной степени восстановленным;

- двупироксен-роговообманковая, протекавшая в.режиме высокотемпературной гидратации при 810 - 870°С и довольно высоком парциальном давлении воды (600 - 1200 МПа);

- ультраметагенный этап (эндербитизация метабазитов), который протекал в широком температурном интервале (от двупироксен-плагиоклазовой до двупироксен-роговообманковой субфации), но преобладал в двупироксен-роговообманковой субфации;

- субфации РГ-условий перехода от гранулитовой к высокотемпературной амфиболитовой фации, в обстановке которой раннеар-хейский гранулитовый метаморфизм завершался. •

На изучаемой территории широко представлены породы гней-сово-мигматитового комплекса. Региональная мигматизация связываете с постепенным исчезновением пород мафитового ряда, которые вследствие окварцевания и микроклинизации переходят в биотит-амфиболо-вие гнейсы, а затем исчезают вовсе.

Из работ Д.С.Коржинского, А.А.Маракушева, Г.Рамберга, О.С.Соболева, НЛ.Добрецова и Р.Я.Белевцева, посвященных региональному метаморфизму, следует, что кавдое из таких проявлений эндогенной активности характеризуется специфическим кульминационным • этапом развития палингенно-анатектических и иных мигматитов. Последние могут возникать в широком интервале РТ-условий от гранулитовой до "низкой" амфиболитовой фаций. В обстановке гранулитовой фации формируются зндербити - пироксеновие плагиомигматиты. По данным Н.П.Щербака и др. (Геологическая шкала докембрия Украинского щите. - Киев:' Наук, думка, 1989) верхний возрастной предел их образования составляет 3,0 млрд.лет, а нижний (по результатам более поздних исследований) - около 3,4 млрд.лет. Зндербитовые мигматиты, не содержат первичного калиевого полевого шпата. Он находится в них в виде антипергитов замещения и метасоматических зере! замещающих плагиоклаз. Следовательно, для ультрамегагенных преобразований древних эндербитов и эндербито-гнейсов в условиях амфиболитовой фации был необходим привнос калия и воды, которые сильнс понижает температуру плавления гнейсов (Н.Ф.Шинкарев "Фиэико-хими-ческая петрология", 1981). Скорее всего такие условия достигались э период самостоятельной фазы метаморфизма амфиболитовой фации. Последний широко проявлялся в породах росинско-тикичской серии, где мигматиты представлены звенигородским комплексом (2,580 -

2,596 млрд.лет). По данным Б.Г.Яковлева (автореферат дисс. "Эволюция гранулитового метаморфизма, гипербазит-баэитовых комплексов раннего докембрия", 1992) э амфиболито-гнейсовых комплексах этой серии содержатся реликты пород гранулитовой фации. Вместе с тем, в гранулитовом комплексе Среднего Побужья устанавливаются полосовид-ные зоны развития минеральных парагенезисов амфиболитовой фоция и мигматитов, которые по всем признакам идентичны таковым в пределах росинско-тикичского региона. Это обстоятельство служит основанием для объединения побужских и росинско-тикичских проявлений амфиболитовой фации в единую зону метаморфизма (Брусилов-Одесская зона).

В пределах Среднего Побужья устанавливаются минеральные парагенезисы, которые по химическому составу и ассоциации минералов характерны для высоко- и средиетемпературной области амфиболитовой фации - Кум+Рог+Пл, (НедА1 )+Рог+Пл, Гр+.рог+Мт-Пл, Гр+Рог+ +Мп+Пл, Аит+Рогмд+ШпА1 , Гр+Би+Пл+Кв+Гф * (табл.1). Эти парагенезисы приурочиваются к Талыювской и Центрально-Бугской зонам региональных деформаций, которые контролировали синдеформационный кристаллобластез и мигматизацию 2,6 млрд.лет тому назад.

Вероятно, повышение температуры происходило на значительно больших площадях, однако в незатронутых деформациями блоках метаморфические и метасоматические-процессы протекали слабо в силу низкой пористости высокометаморфизованных пород. Развитие глубинных региональных деформаций обусловило циркуляция флюида и-активизации метаморфических реакций. Проникновение флюида вдоль локальных деформаций в блоках гранулитового комплекса вызывало вилообразное развитие минеральных парагенезисов амфиболитовой фации, перенос и отложение рудных компонентов, графитизации пород.

Изменение условий метаморфизма прослеживается в минеральных парагенезисе« мафитовых, ультрамафитовых и железистых пород, сохранившихся в виде слабогранитизированных пачек в мигматитогией-совых полях Среднего Побужья. Примером пространственно-временных взаимоотношений между продуктами прогрессивного метаморфизма амфи-

Примечание*. Символы минералов: Ант - антофиллит; Би -биотит; Гр - гранат; Гф - графит; 1ед - жедриг; Кв - кварц; Кум -куммингтонит; Мп - клиногсироксен; Мт - магнетит; Ол - оливин; Пл - плагиоклаз; Рог - роговая обманка; Рп - ортопироксен.

Таблица I

Минеральные парагенезиса

: Реликтовые п/п : (гранулитовая фация)

Наложенные (амфиболитовая фация)

Примечание (скв., участок)

I. Рпзз^п^+Рог^+Плдд

2. Рп+Рог+ПлСа

3' Рп М8+РогМ3 +ПлСа

4. Рп+Мп+Рог+Пл

5. Рп+Мп+Рог+Пл

6. Рпре +Рогре +Пл5д

7. Рп^+Мп+Рог+Пл^

8. Рпад+-Пл36+Кв+Би

9. Р п^ +Плзд+Кв+М п+Би 10. Рп+Пл+Кв+Би

Рог^+Пл^ Жед^+Рог31+Пл80 1ед^ >Рог2^+Пл7б Кум59+Рог38+Пл30

Кум 5з+Р°г1|б+Плз8 Грц^+Рог^+Пл^чМ п Гр87+Рогад+Плм

Гр^д+Еи^^+Пл^д+Кв

Гр76+Еи/Й+Пл+Кв+Гф

Грбд+Бизб+Пл+Кв

схв.15024,Чемирпольский уч-к скв.15025,

скв.15036,Полянецкий уч-к обнажение, р.Синица скв.44, Демовярский уч-к обнажение, с.Теплик 1

н

■ „ О

скв.101б-а, Демовярский уч-к ,

с.Колодистое

с.Молдовка

пгт Звенигородка

болитовой фации и более раннего гранулитового комплекса служат ме-табазиты Чемирпольского участка. Он расположен на западе Перзомай-ско-Голованевского блока, сложен амфиболитами, гранатовыми амфиболитами, куммингтонит-роговообманковыми и жедрит-гаагиоклаз-рогово-обманковыми породами. Зти образования чередуются с гнейсами и мигматитами, которые испытали процессы глубокого кислотного выщелачивания. Важно отметить, что Чемирпольский участок окружается другими массизами, где широкого развития парагенезисов амфиболитовой фации не отмечается. Преобладающая масса метаморфических пород прогрессивной амфиболитовой фации появилась за счет перекристаллизации более ранних образований гранулитового комплекса. Так в амфиболитах установлены реликты орто- и клинопироксена, которые ассоциировали с роговой обмянкой, а потом замешались акгинолитом. Микрозондовое изучение реликтов пироксенов обнаруживает их иденти-. чность с мафитами в составе гранулитового комплекса Среднего Побу-жья. Плагиоклаз в этих гетерогенных минеральных ассоциациях характеризуется зональным строением: более кальциевое "ядро" находилось -в равновесии с обыкновенной роговой обманкой, обогащенная альбито-вым компонентом кайма - с актинолитовой. 3 новообразованных пара-генезисах всегда присутствуют равновесные пары: роговая обманка -плагиоклаз, температура равновесия которых установлена а интервале 620 - 640°С.

РТ-условия прогрессивной амфиболитовой фации в метабази-тах определялись также по локальным равновесиям парагенезиса роговая обманка+клиноцоизиг-эпидот+хлорит+плагиоклаз, л котором состав минералов от одной фазы кристаллобластеза к другой претерпевал большие изменения. Расчеты проводились по методике К.Трибуле и К.Од-рена ( lietemorphic Geology > 1988 .-б-р.II7-I33), которые програ-дуировали реакции:

(1) 13 эденит + 12 клиноцоизит + 7 клинохлор ■ 25 Ms-роговая обманка + 13 альбит;

(2) тремолит + альбит = эденит.

Реакции (I) и (2) характеризуются разнозначными объемными эффектами и их линии пересекаются на РТ-диаграмме под большими углами. Благодаря этим свойствам реакций (I) и (2) их константы равновесия чувствительны к изменению температуры и (или) давления (при постоянном калибровочном давлении воды - 150 МПа). По этим данным кристаллобластез развивался в обстановке понижения температуры (от 620 до 400оС) и давления (от 420 до 280 МПа).

- 12 -

8 пределах развития гнейсово-мигматитового комплекса присутствуют небольшие линзы гранат-биотитовых плагиогнейсов. Температура равновесия между гранатом и биотитом определяется интервалом 620 - 660°С (Остапенко Г.Т., Яковлев Е.Г., 1964), что хорошо согласуется с нашими данными.

Прогрессивный метаморфизм обусловил резкую гидратацию продуктов метаморфизма гранулитовой фации. В новых физико-химических условиях уже не происходит образование равновесных ассоциаций минералов. В участках синдеформационного кристаллобластеза более . высокотемпературные силикаты замещаются фазами стабильными при низких температурах и высоком парциальном давлении воды. Ортовдро-ксен, например, замещается куммингтомитом; клинопироксен - сине-зеленой (по не ) роговой обманкой. Точно таким же кальциевым амфиболом замещаются гастингситовые роговые обманки двупироксен-ро-говообманковых кристаллосланЦев и чермакитовые роговые обманки ультрамафитовых амфиболитов. Чермакитовые амфиболы также нередко окаймляются амфиболами ряда актинолит-тремолит. Развитие этих псевдоморфоз сопровождается образованием актинолит-тремолитовой роговой обманки, насыщенной тончайшими включениями зеленой железисто-магнезиальной ипинели. Характерно развитие хрупких пластических деформаций, по которым образуются обособления графита. К последним приурочены парагенезисы сульфидных минералов. Поскольку явления графитизации сравнительно хорошо■ проявлены в породах верхнего структурного этажа (Демовярский, Тарноватский, Кумаровский, Де-ренвхинский и др. участки), тя можно предположить, что углерод и сера составляли характерные компоненты флвидких систем.

Развитие прогрессивной амфиболитовой фации сопровождалось в начале широко проявленной мигматизацией, а завершилось интенсивным кислотным выщелачиванием. В процессе кислотного выщелачивания новообразованный мусковит вытесняет биотит с образованием полных псевдоморфоз. В отдельных участках процесс кислотного выщелачивания сопровождает интенсивную тремолитизацию пород. К заключительному этацу выделенной фазы метаморфизма низкотемпературной амфиболитовой фации приурочено образование кварцевых жил.

Образование сульфидных никелевых руд

Сульфидная минерализация присутствует как в мафигах гак и в ультбам афитовых породах. Однако, никельсодержащие сульфиды приурочены в большинстве случаев к реакционно-метаморфическим зо-

нам, возникавшим на границе метабазитов и обособлений исходных ультрамафитовых пород.

Распределение сульфидных минералов в реакционно-метаморфических зонах крайне неравномерно. В ядре исходного ультрамафита они практически отсутствуют. Совместно с минеральным парагенезисом Ол+Рп+Мп^-Рог+Мт встречено до 10% сульфидных минералов. Сульфиды распределены в породе равномерно, цементируют породообразующие минералы (гипидиоморфнозернистая структура), имеют идиоморфный облик, размеры 0,1 - 0,3 мм и представлены гексагональным высокотемпературным пирротином (Т=б90 - 7Ю°С) реже - халькопиритом и пиритом. Содержание полезных компонентов составляет: никель - 0,053!, медь - 0,01$, кобальт - 0,008^. Судя по температуре образования пирротина, его идиоморфной форме, равномерному распределению в породе, можно предположить, что в этой части разреза сульфидные минералы образовались путем отделения сульфидной жидкости в первичном магматическом расплаве.

Основная часть сульфидов встречена совместно с минеральным парагенезисом Рп+Мп+Рог+Пл. Сульфиды в виде гнезд, вкрапленников, густой сети прожилков, сростков неправильной формы достигают размера 3-4 мм в поперечнике. Они образуют интерстициальнуа структуру и представлены пирротином, никелевым пирротином, пенг-ландитом, халькопиритом и пиритом.Сульфидная минерализация приурочена к зонам наложенной графитизвдии. Графит в виде пластинок размером 0,5 - 0,8 мм имеет изогнутую форму, что свидетельствует о наличии пластических деформаций. Содержите сульфидных минералов достигает 40$, содержание полезных компонентов составляет: никель - 0,38%, кобальт - 0,138^, медь - 0,7%. Температура пирит-пирротинового равновесия в этой части разреза составляет 500 -50°С. Выше по разрезу графит исчезает, содержание рудных минералов уменьшается до 15$. На порядок уменьшается содержание полезных компонентов.

Исследование сульфидов при помощи электронного микроанализатора показали, что никелевые пирротины представляют собой более позднюю минерализацию чем железистые. Зерна последних окаймляются твердым раствором никелевого пирротина. Это служит непосредственным доказательством немагматического генезиса никелевых гшрротшов. Очевидно, образование кайм никелевого пирротина происходит за счет высвобождения никеля из силикатных минералов

(оливинов, пироксенов). О немагматическом происхождении никелевых сульфидов свидетельствует одновременность их образования с амфиболами ряда актинолит-тремолит, а также процессы рудного метасоматоза.

Формирование золоторудных зон

Региональная типизация золоторудных проявлений Среднего Побужья, проведенная С.В.Нечаевым и др. (Золоторудная минерализация Среднего Побужья, ДАН Украины, 1992, ЮЗ) показывает, что золото в метабазитах и метаультрабазитах связывается со скарнированием. Полученные автором петрографические данные позволяют отметить, что скарновые. ассоциации в пределах Демовярского участка пользуются ограниченным распространением, в то время как окварцевание, контролирующее золотопроявление по масштабам развития преобладает. Этот тип изучен еще слабо. Далее приводятся данные детальных исследований, которые до некоторой степени позволяют восполнить этот проб ел.

Регрессивная ступень метаморфизма амфиболитовой фации характеризуется интенсивной гидротермальной деятельностью. На Демо-вярском участке она установлена в образовании кварцевых жил мощностью от нескольких сантиметров до нескольких десятков метров, образуя мощные зоны окварцевания. Зоны окварцевания содержат 95 -100» кварца, реликты орто- и клинопироксена, граната,амфибола, а также возникшие в процессе становления жил: графит, хлорит, карбонат, мусковит, рудные минералы. Рудные минералы представлены пиритом, халькопиритом, арсенопиритом. Концентрация рудных минералов а зонах окварцевания достигает 30$, а в неокварцованных - Ъ-Ъ% (Рис. I). По результатам пробирного и спектрозолотометрического анализов (проведенных С.В.Нечаевым и др.,1984) в зонах окварцевания установлены содержания золота 4,7 - 19,9 г/т.

. . Типоморфные особенности кварца обнаруживают существенные различия между безрудными (эндербиты) и золоторудными (метасомати-ты) его сегрегациями. Это проявляется в изменении структурного состояния кварца, в различиях значения коэффициента деффектности.

Изучение радиоспектроскопии кварца показало, что золотое ор.уденение приурочено к зонам метасоматического преобразования по типу кислотного выщелачивания. Низкотемпературный процесс кислотного выщелачивания (согласно классификации Бойля, 1979) относится к мусковит-кварцевой Фации.

о

еЛ б

го

60 80 100 120 "ао 160

" И111

-*- II ¡1

— |

¡1

ищи II

1 II111 II

360 360

Ш «О-

460 •=<80 500520 Й0 560580-м

\ >

30 с. ¿10

то

160 «о 200220-2ЬО 260-

280-м

20 ¡0

(.21 о ю го за

е. 24

>

* \ Ч\

V' -V

— —* \

/

60 8С-100 120-ло-160180-

ГГТТТП

Г.1ПП11 ПХПШI

л

м |

10 20%

«а во. -- ¡г". ||

60- -- 1

1111 пг \/—

м м

120-

1<(П ГП 1 1 ! И

I

Рис. Осооенности распределения сульфидов в зонах окварцевания мафит-ультр&масритового комплекса,

]-гнейсы и кристаллические сланцы гранат-гжроксеновые;2-то же даупироксеновые;3-то же оио-тит-гранатовые-, ^-амар ибо литы-, 5 -метаооматитьг, 6- зон а. оквари,еьания-,7-кри5а.я распределения пирротина;8-то же пирита. . -

- 16 -

По включениям флюидов термобарометрические параметры золотого оруденения составляют 200-?30°С, давление - 140-100 МПа. Среда минералообразования характеризуется гетерогенным состоянием Сводный раствор + жидкий со2 ) и является благоприятной для отложения золота.

ГЛАЗА 5. КРИТЕРИИ И ПЕРСПЕКТИВЫ РУД0Н0СН0С1И

золота и сульфидного никеля

Анализ фактического материала по золотоносности изучаемого района подтверждает его высокую перспективность. За последние , годы здесь установлено 14 проявлений золота. Наиболее перспективными для поисков золота являются Голованевский блок и Тальновская зона разломов, где максимально развиты золотоматеринские и золото-вмещающие породы (мафиг-ультрамафиговые вулканиты), претерпевшие метаморфизм амфиболитовой фации и в условиях низкотемпературной зеленосланцевой стадии испытали глубокую переработку по типу кислотного выщелачивания (Демовярский массив). Отсутствие месторождений сульфидного никеля натерритории Северо-Западной части УЩ обусловлено не отличием геологического строения последнего, а неправильной ориентацией геолого-разведочных работ, которые были направлены на поиски сингенетичных руд в придонных частях ультра-мафит-мафитовых массивов. Сингенетические руды, типичные для нижних частей разрезов эеленокаменных поясов Австралии и Канады, на данной территории не могут быть встречены, т.к. наблюдается несоответствие ожидаемых месторождений их положению в разрезе рудоносной толщи. Ультрамафитовые гела маломощны, они переслаиваются с железисто-кремнистыми породами, что не характерно для достаточно крупных месторождений сульфидного никеля. Следующим негативным фактором является многофазный метаморфизм, который влияет на перераспределение никеля.

Перемещение первоначальных концентраций никеля из силикатных минералов в процессе метаморфизма определены в настоящей ра-5оте. По своей сути они близки к процессам, установленным для сульфидного никеля в ряде других регионов (Попов Ю.В., Чайка В.М., р85; Соколова В.Н., Рундквист Д.В., 1985). Таким образом, Побуж-ский рудный район, известный ранее как специализированный на силикатный нинель, получает дополнительную характеристику как тер-г ритррия перспективная на поиски эпигенетических никелевых руд.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

итоги изучения метаморфизма мафит-ультракафитовых комплексов и сульфидных руд Днестровско-Бугского района можно сформулировать в следующем виде:

1. В изученном районе ультрамафит-мафитовые породы развиты в составе эффузивных комплексов и субвулканических интрузий. Петрологические данные указывают на малую глубинность их становления (РТ - условия равновесия оливин-ортопироксен; присутствие магнезиального пижонита в пироксенитах; однородный минеральный и химический состав пород; согласное залегание с породами осадочной толщи; локальный характер расслоенности магм). Тектоническая позиция, возраст, петрохимические данные, характеристика разрезов сопоставимы с породами зеяенокаменных поясов Сжной Африки, Канады и Австралии, для которых характерно широкое развитие основного и ультраосновного вулканизма. Особенностью вулканитов Среднего Побужья является то, что в процессе гранулитовой и амфиболитовой фаций метаморфизма они были преобразована в ультрамафитовые гранули-ты, двупироксен-роговообманковые кристаллосланцы и ультрамафитовые амфиболиты,

2. Региональные корреляции метаморфических парагенезисов из мегабазигов Среднего Побужья, претерпевших перекристаллизацию

в условиях амфиболитовой фации и локальное развитие гранитных мигматитов, показывают, что прогрессивный метаморфизм проявлялся иэ~ бирательно, вдоль зон крупных деформаций. Вероятно, повышение температуры- происходило на значительно больших площадях и затрагивало гранулитовые блоки-останцы, которые обтекались зонами деформаций (в частности Голованевский блок). Однако, в незатронутых деформациями блоках метаморфические и метаморфо-метасоматические реакции протекали слабо в силу низкой пористости высокометаморфизо-ванных пород. Развитие зон глубинных деформаций и оперяющих их разломов вызывали дислокации в минералах, способствовали циркуляции флюидов и активизации химических реакций. В новых физико-химических условиях равновесные ассоциации минералов не наблюдаются. Отмечается широкое развитие актинолитв, тремолт^ куммингтонита, хлорита, карбоната. Вдоль зон синмегаморфических деформаций развит графит, а также отмечена сульфидная никелевая минерализация, представленная гнездами, вкрапленность« и системой сложных прожилков.

Регрессивная ступень метаморфизма амфиболитовой фации-характеризуется интенсивной гидротермальной деятельностью, Гидро-термально-метасоматическая деятельность установлена в образовании зон окварцевания, содержащих реликты хлорита, карбоната, тремолита, сульфидных минералов. Наблюдается повсеместное замещение биотита мусковитом. В зонах окварцевания установлено золото.

3. Образование никель содержащих сульфидов в высокомета-морфизованных мафит-ультрамафитовых комплексах Днестровско-Бугско-го района нельзя объяснить несмесимосгыо, сульфидного и силикатного расплавов. Рудные парагенезисы образовались в результате флюидно-гидротермальной переработки мафит-ультрамафитовых пород. Это обстоятельство создает предпосылки для поисков никеля во вмещающих породах, не ограничиваясь разбуриванием ультрамафиговых тел.

Золотое оруденение Демовярского массива приурочено к зонам мегасоматических преобразований, протекающих по типу кислотного выщелачивания. Участки интенсивного метасоматоза сопровождаются повышенными концентрациями золота и сложены основными и ультраосновными породами. Это обусловлено сидерофильными свойствами' золота, проявляющимися в его повышенном кларковом содержании в этих породах по сравнению с кислыми.

Анализ условий, сопровождавших образование золотого оруденения, расширяет перспективы Побужского рудного района за счет зон развития метаморфизма низких ступеней и кислотного выщелачивания.

список основных работ опубликованных автором го теме диссертации

I, Каневский А.Я., Рябоконь А.Ф. К вопросу о потенциальной никеленосности мафит-ультрамафитовых пород центральной и северо-западной частей УЩ // Геологический журнал. - 1984.^6,с.99-110.

.2. Каневский А.Я., Рябоконь А.Ф. К вопросу о потенциальности габбро Северо-запада Украинского щита на сингенетичные руды никеля // Геология, журнал. - 1985. №4, с. 30-36.

3. Лепигов Г .Д ., Рябоконь А.®. Некоторые особенности металлогении Белоцерковского мегаблока // Геологич. журнал. - 1986. »5, с. I05-II0.

Рябоконь А.Ф. Особенности локализации золота и медно-никелевого оруденения в высокометаморфизованных мафит-ультрамафитовых породах УЩ // Метаморфогенное рудообразование низких фаций

метаморфизма. Тез. докл. У Всесоюзн. совещания. Ужгород. 1986, с. 173-174.

5. Рябоконь Л.Ф. Эволюция метаморфизма и особенности локализации золота в шсохометаморфизованннх мафит-ультрам офитовых коматексах Украинского щита // Геологам, журнал. - 1988. И,

с, 26-30.

6. Рябоконь А.Ф. Метаморфогенное рудообразование никеля в мафит-ультрамафитовых комплексах Западной части Украинского щита // Геологич. журнал. - 1989. №2, с. 103-106.

7. Возняк Д.К., Василенко А.Ф. Условия локализации золотого орудекения а високонетаморфизованних мафит-ультрамафитовых комплексах Украинского щита (по данным изучения флюидных включений) // Доклад и Академии наук Украинской ССР. Сер. Б. - 1989.142, с. 3-5. *

8. Василенко А.5. Особенности металлогении Побужского чарнокит-гранулитового пояса (Украинский щит) // Металлогения докембрия и метаморфогенное рудообразование. Тез. докл. Всесоюзного совещания. Киев. 1990, ч.II, с. 97.