Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Петрогенезис жильного выполнения трещин в гранитоидах Криворожского и Коростенского районов.

ВАК РФ 04.00.08, Петрография, вулканология

Автореферат диссертации по теме "Петрогенезис жильного выполнения трещин в гранитоидах Криворожского и Коростенского районов."

Сї>

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ ІНСТИТУТ ГЕОХІМІЇ, МІНЕРАЛОГІЇ ТА РУДОУТВОРЕННЯ

ОД

Співак Світлана Дмитрівна

УДК 552.08+553.22.065

ПЕТРОГЕНЕЗИС ЖИЛЬНОГО ВИПОВНЕННЯ ТРІЩИН У ГРАНІТОЇДАХ КРИВОРІЗЬКОГО ТА КОРОСТЕНСЬКОГО РАЙОНІВ

Спеціальність 04.00.08 - петрологія

АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата геологічних наук

Київ - 2000

Дисертацією є рукопис

Робота виконана у Державному науковому центрі радіогеохімії навколишнього середовища НАН України та МНС України

НАУКОВИЙ КЕРІВНИК: доктор геолого-мінералогічних наук, член-

ОФІЦІЙНІ ОПОНЕНТИ:

- доктор геолого-мінералогічних наук, професор Щербаков Ігор Борисович

(Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення НАН України, зав. відділом петрології);

- доктор геолого-мінералогічних наук Бухарєв Володимир Павлович (Державний

науковий центр радіогеохімії навколишнього середовища НАН України, зав. відділом екологічної геології)

ПРОВІДНА УСТАНОВА:

Київський державний університет імені Т.Г. Шевченка, геологічний факультет, Міністерство освіти України, Київ.

Захист відбудеться «. » кіІо< Г>іИ£[_ 2000 р. о год. на засіданні

спеціалізованої вченої ради Д26.203.01 при Інституті геохімії, мінералогії та рудоутворення НАН України за адресою: 03680, Київ-142, Палладіна, 34.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Інституту геохімії, мінералогії та рудоутворення за адресою: 03680, Київ-142, Палладіна, 34.

Автореферат разісланий

«,£<?» "Ьг/^ЗНЯ-ІШр.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради

кореспондент НАН України Бєлєвцев Рудольф Якович (Державний науковий центр радіогеохімії навколишнього середовища НАН України, головний науковий співробітник відділу космоекології та космічної мінералогії)

кандидат геол.-мін. наук

Томурко Л.Л.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Дана робота є складовою частиною петрологічних досліджень, що проводилися по тематиці НДР ІГМР НАН України у відділі метаморфічних процесів із 1985 р. під керівництвом доктора геол.-мін. наук член - кор. НАН України Бєлєвцева Р.Я. і продовжуються з 1997 р. по теперішній час у ДНЦ РНС НАН України.

Актуальність теми. Мінералого-петрографічні особливості жильного виповнення тріщин у гранітоїдах Українського щита, його систематика та фізико-хімічні умови утворення були слабко вивчені. Формування гідротермального жильного комплексу фіксує визначений етап геолого-петрогенетичної еволюції гранітоїдів, який є наступний за кристалізацією кислої магми, консолідацією молодих гранітних плутонів, або за метаморфічною переробкою древніх гранітоїдів. Гідротермальні жили та біляжильні метасоматити іноді супроводжуються рудною мінералізацією. По жильному комплексу можна оцінити проникність гранітного масиву для підземних вод, що є дуже важливим для характеристики гранітоїдних масивів як можливого середовища ізоляції радіоактивних відходів.

Для вивчення жильних виповнень тріщин обрані об'єкти - Криворізький і Коростенський гранітоїдні масиви, оскільки вони є найбільш представницькими як, відповідно, архейські і протерозойські утворення Українського щита, а також у зв'язку з тим, що є достатньо повний геологічний матеріал по глибинній їх будові і складу (за даними глибокого і надглибокого буріння).

У Криворіжжі, на підставі матеріалів, отриманих при бурінні Криворізької надглибокої свердловини (КНГС) у центральній частині Криворізької структури, отримана велика інформація про тріщинуваті зони та жильні їх виповнення. До глибини 2360 м - розкритий розріз порід криворізької серії, а глибше - плагіограніти архейського фундаменту до глибини 5432 м.

Гранітоїди Коростенського плутону в Чорнобильській зоні відчуження розглядаються як можливе середовище ізоляції радіоактивних відходів. Був вивчений керн свердловини, пробуреної до глибини 578 м, біля м. Народичи.

При виконанні даної роботи використані такі методи:

- мінералого-петрографічні дослідження;

- мікрозондові дослідження мінералів (Сошевах, Сеоі);

- хімічний аналіз порід;

- спектральний аналіз порід;

- термобарогеохімія;

- ізотопна геохімія;

- мінералогічні геотермометри.

Всі аналізи виконані в ІГМР НАН України, мікрозондові аналізи в Техцентрі та ІМЗ НАН України.

Мста, задачі. Мета даної роботи - петрогенезис жильного виповнення тріщин у гранітоїдних масивах Криворізького і Коростенського районів.

Досягнення цієї мети розуміє виконання таких задач:

- мінералого-петрографічне вивчення жильного виповнення тріщин;

- систематика жил у залежності від їх складу і віку;

- фізико-хімічні умови утворення жильного комплексу.

Особисто автором виконане мінералого-петрографічне вивчення жильного виповнення тріщин у гранітоїдах Криворізького і Коростенського районів. Проведено дослідження зміни оптичних властивостей мінералів у залежності від радіаційного і термічного впливу мікроскопічними методами, в результаті чого отримане авторське посвідчення на засіб пошуку рудної мінералізації. За даними аналізу мікрозондових досліджень вивчений хімічний склад мінералів. Оброблено й узагальнені отримані дані.

Основні положення, що захищаються:

1. Виділяються три основні типи жил, що виповнюють тріщини в гранітоїдни) масивах і відрізняються за складом і відносним віком. У Криворізькому районі кварцові, анкеритові, кальцит-гідрослюдисті. У Коростенському районі: флюорит-кварцові, хлорит-кальцитові, гематитові жилки.

2. Утворення жильного виповнення тріщин у гранітоїдних масивах пов'язане як : інфільтрацією глибинних гідротерм, так і з міграцією метеорних вод. Кварцові і анкеритові жилки в плагіогранітах Криворізького району утворилися прі гідротермальному процесі (температура 200-300°С і гідростатичний тиск) Низькотемпературні (менше 100°С) кальцит-гідрослюдисті жилки самі пізні. Боні частково заліковують і сучасні тріщинні порожнини.

У Коростенських гранітах самі древні гідротермальні флюорит-кварцов жилки, утворені при температурі 100-200°С. Самі пізні сучасні гематитові ті гетитові жилки утворені при нисхідній фільтрації багатих киснем поверхневих вод.

3. Дослідження жильного виповнення тріщин дозволяє зробити негативниі висновок про можливе захоронення радіоактивних відходів у плагіогранітни; масивах Криворізького району, у зв'язку з їх високою тектонічною тріщинуватістк

з

і проникністю для підземних вод, а також через збагачення гідроксилвміщуючими і карбонатними мінералами.

Навпаки, Коростенський масив, бідних темнокольоровими мінералами рапаківівидних гранітів, є сприятливим середовищем захоронення радіоактивних відходів на глибинах більш 350-450 м, із яких спостерігається заліковування тріщин і зменшення проникності масиву.

Новизна роботи. Вперше детально охарактеризований петрографічно та петрогенетично жильний гідротермальний комплекс гранітоїдів Українського щита; дана систематика і визначені умови утворення цього жильного комплексу.

Практичне значенпя. Проведені дослідження дали інформацію про проникність, міграцію компонентів і утворення жил у тріщинних зонах гранітоїдних масивів при низькотемпературних гідротермальних потенційно рудоносних процесах.

Дано об'єктивну оцінку двох великих масивів гранітоїдів з погляду захоронення в них радіоактивних відходів, що особливо актуально для України. Результати досліджень викладені в дисертації можуть бути облічені в зацікавлених організаціях.

Апробація результатів дослідження. Основні результати досліджень доповідались на 11 Всесоюзному симпозіумі по термодинаміці в геології, що проходив у 1988 р. у м. Міассі, а також на науково-технічному семінарі “Проблеми прикладної геохімії” у квітні 1999 р. у Києві.

Публікації. Результати досліджень опубліковані в 10 наукових працях.

Структура й обсяг роботи. Дисертація загальним обсягом 125 сторінок, складається з ВСТУПУ, 4 РОЗДІЛІВ, ВИСНОВКІВ і містить 31 малюнок і 17 таблиць. Список використаних джерел складає 64 найменування.

Робота виконана в Державному науковому центрі радіогеохімії навколишнього середовища НАН України. Автор висловлює особливу подяку науковому керівнику ч леї [-кореспонденту НАН України Рудольфу Яковичу Бєлєвцеву за постійну увагу, консультації та поміч на всіх етапах виконання роботи. Автор щиро вдячний В.П. Семененко за ради та всебічну підтримку при виконанні роботи. Автор вдячний академіку НАН України М.П.Щербаку за увагу та підтримку; Б.Г. Яковлєву, В.М. Загнітко, М.С. Курлову і B.C. Дудко за консультації; Г.Я. Терець, О. ІО. Співаку, О. М. Донському, О.В. Цьонь, А.Л. Гіріч і Т.М. Горовенко за допомогу при виконанні роботи.

ЗМІСТ РОБОТИ

РОЗДІЛ 1. СТАН ПРОБЛЕМИ.

Утворення жильного виповнення тріщин у гранітоїдних масивах Українського щита є слабко вивченим. Цій проблемі присвячено досить багато публікацій, але вони відбивають епізодичні дослідження. Проблема є важливою й актуальною оскільки гідротермальні жипи й біляжильні метасоматити іноді супроводжуються рудною мінералізацією.

АЛ. Загянський (1936) вперше згадує про присутність золота в Кривбасі Відповідно до його даних, золото в незначній кількості утримується в піриті гідротермальних жил. Г.Г. Бурой і В.М. Куделіним (1957) золото зустрінуте у вигляді дрібних роз'єднаних лусочок і їх скупчень у піриті з гетито-гематитових руд.

Ю.Г. Гершойгом (1932, 1934) вперше описаний піротин, виявлений ) кварцових жилах з піритом. Гідротермальний кварц є головним мінералом большості жил, а також утворюється в зонах метасоматозу. За даними Ю.Г. Гершойга відзначалася вкрапленність галеніту в жильних виділеннях марганцевистого анкерит) в талькових сланцях.

П.М. Каніболоцький (1946) у монографії виділяє декілька генерацій утворенню гематиту. У зонах метасоматозу й у гідротермальних жилах часто утримуєтьс* крупнолускуватий гематит в асоціації з кварцом і сульфідами.

У незначній кількості молібденіт відзначався О.І. Стригіним (1958) ) гідротермальних прожилках в асоціації з халькопіритом, галенітом і іншимр сульфідами. Він виділяє гідротермальний генетичний тип арсенопіриту, приуроченні до прожилків у зонах розривних порушень. Утворення арсенопіриту зв'язується : циркуляцією гідротермальних розчинів.

Б.І. Горошніков (1956) відзначає, що турмалін, який метасоматичне розвивається, широко розвинутий у грейзенах, сланцях, тальк-карбонатних породах жильних проявах.

В роботі О.М. Винар, ВА. Калюжного, І.М. Наумко й О.Д. Матвієнкс наведені результати досліджень газово-рідких включень у мінералах жильних порід визначені РТ умови їх утворення (1987).

У зв'язку з бурінням КНГС у Кривбасі перші дослідження тріщинних зон жильних їх виповнень до глибини 5,5 км були подані в роботах Р.Я. Бєлєвцева та М.С Курлова (1990,1997).

По Коростенському гранітному масиві в статті Р-Я. Бєлєвцева й ін.(1996), ще

охоплює широкий спектр проблем, представлені результати мінералого-петрографічних досліджень тріщинних жильних виповнень.

Детальна мінералого-петрографічна характеристика найголовніших різновидів гранітів була зроблена ІЛ. Личаком (1983).

У той же час виникло багато нових питань, що потребували додаткових детальних досліджень. Це відноситься до мінералого-петрографічного і геохімічного вивчення жильного виповнення тріщин, його систематиці та фізико-хімічним умовам утворення.

РОЗДІЛ 2. МІНЕРАЛОГО-ПЕТРОГРАФІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ ТА УМОВИ УТВОРЕННЯ ЖИЛЬНОГО КОМПЛЕКСУ ГРАНІТОЇДІВ КРИВОРІЗЬКОГО РАЙОНУ (ЗА ДАНИМИ БУРІННЯ КРИВОРІЗЬКОЇ НАДГЛИБОКОЇ СВЕРДЛОВИНИ).

При бурінні КНГС і сусідніх глибоких свердловин (свердл. 22350 і ін.) у Кривбасі були пересічені такі основні різновиди метаморфічних порід: тоналітові плагіогнейси (біотит-кварц-андезипові часто з гранатом, роговою обманкою, мусковітом, силіманітом), метаконгломерати, залізисті породи (магнетитові кварцити і сланці з кумінгтонітом, гранатом, гіперстеном, біотитом, сидеритом), метаультрабазити (хлорит-тремоліт-доломітові сланці з тальком, пентлантидом, флогопітом), метабазити (амфіболіти і сланці з роговою обманкою, плагіоклазом, біотитом, клінопіроксеном), гнейсо-плагіограніти біотитові і мусковіт-біиотитові, мусковітові кварцити і сланці з біотитом, андалузитом, силіманітом, дістеном, ставролітом, гранатом; силікатно-карбонатні породи - мармури тремолітові і флогопітові і скарноїди з діопсидом, актинолітом, плагіоклазом, кварцом, кальцитом, доломітом, мікрокліном, сфеном, рутилом, гранатом, кліноцоїзитом, епідотом, флогопітом, хлоритом, сульфідами.

У роботі головна увага виділена плагіогранітам. Вони тектонічно перероблені й у значній мірі розсланцьовані і містять жилки виповнення.

КНГС пройшла з 2300 м до глибини 5420 м по архейським плагіогранітам з ізотопним віком по цирконах 3 млрд. років. К-Аг радіогенний вік метаморфічних мусковітів і біотитів із сланців, кварцитів і плагіогранітів складає 1800-1900 млн. років.

Проведено мінералого-петрографічне дослідження жильного виповнення тріщин у гранітоїдах. Виділено типи жильного виповнення тріщин, що різняться в складі і відносному віці.

Самими давніми жилками, що виповнюють тріщинки в катаклазованих

плагіогранітах і гнейсах, є кварцові жилки. Вони частіше усього горизонтальні і похилі, рівнобіжні сланцюватості породи, іноді, деформовані, розтягнуті будиніровані. Потужність жилок від 0,1 до 0,5 мм, рідко до 2-4 см. Контакти жилки чіткі, злегка звивисті. Жилки заліковані. Кварцові жилки являють собоїс мономінеральні агрегати, розмір зерен кварцу біля 0,1 мм. Колір жильного кварц) світло- і темно-сірий. У біляжильних оторочках, потужністю до 0,1 мм розвиваютьс? карбонат, хлорит, серицит, сульфіди.

Кварцові жилки січуться карбонатними анкеритовими жилками, більїі пізніми і ширше поширеними. Анкеритові жилки переважно мають вертикальне вертикально-похиле, рідше горизонтальне залягання. Іноді спостерігається мереж; тріщинок, що січуть породу в різних напрямках. Часто зустрічаються карбонати звивисті жилки. Анкеритові жилки заліковані, рідше зустрічаються полузаліковані Потужність анкеритових жилок від 0,1 мм до 1-2 мм, рідше до 3 см. Ці мономінеральні виповнення тріщинок із чіткими контактами з вміщуючою породою Анкерит поданий ізометричними зернами та дрібно-агрегатними скупченнями, і також іноді добре гранованими кристалами. Розмір зерен від 01 до 0,2 - 0,5 мм. Колі{ молочно-білий, сірий, зеленуватий, рожевий. У оторочках карбонатних жилок потужність 0,1 мм і більш, спостерігаються серицитізація плагіоклазу і хлоритизацію біотиту з виділенням голчастих і зірчастих зростків рутилу (сагенітова структура) Спостерігаються також гніздовидні скупчення сульфідів. Самі пізні жилки, складен кальцитом і гідрослюдою, звичайно лише частково виповнюють тріщини порожнини, у тому числі і сучасні. Анкеритові і кварцові жилки січутьсі кальцитовими жилками.

Низькотемпературний гідротермальний процес проявився як в утворенн окремих жилок різного орієнтування, так і іноді в майже суцільному заміщенн породи хлорит-серицит-анкеритовим матеріалом. Потужність таких метасоматитів п< плагіогранітам складає від сантиметрів до декількох метрів. Калій-аргоновиі ізотопний вік мусковітів із метасоматитів складає 1848-1875 млн. років. (Щербак М.П Пономаренко О.М. - усне повідомлення).

Фізико-хімічні умови утворення жильного комплексу визначалис: різноманітними методами. Методом термобарогеохімії - за даними вивчення газово рідких включень у кварці (Гостяєва Н.М.) визначена температура утворенн: жильного кварцу - 220-300°С і тиск 500-900 атм., що є гідростатичним. Температур; пірит-піротинової рівноваги в кварц-карбонатних жилках складає 250-350 °С (п< вмісту N1 і Со у пириті і піротині). Температура рівноваги анкериту з залізистостьк

вмісту 1МЇ і Со у пириті і піротині). Температура рівноваги анкериту з залізистостью (50-60 ) і брейнериту (60-80) - 200-300°С (по Мартинову К.В.). По магнезіальності кальциту, рівноважного з анкеритом визначена температура 150-280 °С (табл. 1).

По ізотопному складу вуглецю карбонатів (Сіз = - 8 - 9 - дані Загнітко В.М.) можна зробити висновок про те, що в гідротермальному процесі брав участь глибинний СОг.

Самі пізні - фанерозойські і сучасні жилки лише частково виповнені кальцитом і гідрослюдою. Вони утворилися при температурі нижче 100°С.

РОЗДІЛ 3. МІНЕРАЛОГО-ПЕТРОГРАФІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ І УМОВИ УТВОРЕННЯ ЖИЛЬНОГО КОМПЛЕКСУ ГРАНІТІВ КОРОСТЕНСЬКОГО РАЙОНУ.

Жильне виповнення тріщин (жильний комплекс) особливо розвинутий у зонах катаклазу і тектонічної тріщинуватості в гранітах Коростенського плутону, и-РЬ вік яких по цирконах складає 1750 млн. років. Активність цього плутону, що зафіксована по втраті мінералами радіогенного аргону, продовжувалася ще в рифеї -1300-1700 млн. років тому (Скобелев, 1987).

Коростенський плутон складається переважно рапакивівидними амфібол-біотитовими та лейкократовими гранітами (60% площі). Менше поширені основні породи - габронорити, анартозити, габро, піроксеніти.

Граніти-рапакиві Коростенського плутону біля м. Народичи (ділянка Бабиничи в 6 км на захід м. Народичи), за даними буріння параметричної свердловини до глибини 578 м, складені однорідними за вмістом і структурно-текстурним особливостям гранітами.

Тріщинуватість гранітів нерівномірна і досить значна на перших 200 м, далі з глибиною зменшується й особливо значно глибше 350-450 м. Тріщини спостерігаються як закриті, так і відкриті. Про тріщинуватість і проникнення по них підземних вод у граніти свідчить почервоніння мікрокліну уздовж цих тріщинок або систем тріщин. У породі звичайно мікроклін сірий, білий або зеленуватий. Червоний колір граніту може служити ознакою зон проникності для підземних вод.

Жилки в основному субвертикальні та похилі, меридіонального і широтного простягання. Існує декілька разновікових жил, виповнених кварцом, кальцитом, гематитом або гетитом (до глибини 100-150 м).

Самі древні - кварцові жилки з флюоритом, потужність яких в основному не перевищує частки міліметра, рідше 1- 5 мм до 5 - 6 мм у поперечнику. Кварцові жилки

Таблиця 1

РТ Умови утворення жильних порід у гранітоїдах ________________Криворізького району_________ _______________

Свердл. глиб. Парагенезис мінералів V породі Мінеральні рівноваги Т°С Р.бар Н.км Література

КНГС 3762м Жилки в амфіболіті-Плзі9+Кв+Хл62+Сєр+ АНК52^0+СИД80+ІЛ+ Бібо+ Мт+Сф+Рут Анкщ+Сидзо+Мг 250-350 8-12 км Мартонов КВ.,1991

КНГС 2500- 3500м Газово-рідкі включення в Кв зміненого плагіограніту (Пл+Кв+Бі+Анк+ Сф+Хл) Флюїд СО2-Н2О Мін. 10-20% ХСО2 0,5-0,7 ХНгО-О.З-0,4 220-300 500- 900бар(5 9км) Гостяєва Н.М., 1990

КНСГС 1995м Прожилки в Гр-Кум сланці - Кв+Карб+ Пірр+Пір.Хп Пірит-Піротан розподіл Со-№ поміж піритом і піротином 250-350 8-12км (34,3кб) Безмен Н.І., 1975

с.22350 2264м Жилка у вуглистому сланці з Кум -Ка+Піоо+Пір

с. 22350 2565м Жилка сульфіда в Кум-Пірр сланці -Пірр+Пір+Хал

С.22350 1775м ГНЄЙС (БІ55+ПП29+Кв) 3 жилкою АНК33+ СиДбо- 70+Му+Хп АнКзз+СиДед 250 8км Мартинов К.В., 1991

с.22350 2020м Зональний метасома-тит (Пл45+Д8+Трем10з КПШ) з прожилком -Анк+Сер+Ка+Сф Анкед+Сер+Ка (0,21 ваг.% МдО або 0,5 мол% Мгз) 150 5км Gordon Т.М., 1970

с.22350, 1347,5м Гнейс (Бі+Пп+Кв)з прожилком - Хл+Ка+ Анк. Апат. Пірит Анк+Ка (0,42 ваг.% МдО або 1.1 мол.%Мпз) 200 6,5км Gordon Т. М., 1970

с.22350, 2240м Тремоліт-карбонатна порода (Ді-Тремз-Флг-Тал) з прожилками Долг+Ка Дол+Ка (0,72 ваг.% МдО або 1,9мол.%Мпв) 280 9км Gordon Т.М., 1970

Примітка: Кв-кварц; Пл - плагіоклаз; КПШ - калієвий польовий шпат; Ка- кальцит;

Анк-анкерит, Сид - сидерит; Дол-доломіт, Карб - карбонат; Бі-біотит; Му - мусковіт; Трем - тремоліт; Кум - кумінггоніт; Ді - діопсид; Фл -флогопіт; Хл -хлорит; Сер -серицит; Апат -апатит; Тал -тальк; Сф - сфен; Рут - рутил; Мг - магаетит; Пір-пірит; Пірр - піротин; Хал - халькопірит.

частіше усього складають штокверкові зонки жилок. Потужність таких зонок - до декількох сантиметрів або дециметрів. Вони містять також хлорит, епідот, серицит. Більш пізні хлорит-кальцитові жилки часто січуть кварцові жилки. Потужність їх звичайно менше одного міліметра. Самі пізні, у тому числі і сучасні, жилки складаються з гематиту, рідко із гетиту. Вони часто полузаліковані і містять гідрослюду.

Утворення кварцових і кальцит-хлоритових жилок у Коростенських гранітах пов'язане з низькотемпературним гідротермальним процесом, а гематитових і гетитових жилок - із фільтрацією метеорних вод. Низькотемпературний гідротермальний процес відбувався при підйомі глибинних флюїдів, збагачених кремнеземом і фтором. У результаті флюорит-кварцові жилки в тріщинних порожнинах відкладалися при зниженні температури (до 100-200°С по газово-рідких включеннях у кварці - визначення Є.Є. Назаренко) і гідростатичного тиску (глибина 35 км).

Більш пізні хлорит-кальцитові прожилки і псевдоморфози по темноколірних мінералах також утворилися при підйомі гідротермальних флюїдів, при низьких температурах. Самі пізні - сучасні гематитові, гетитові жилки. їх утворення пов'язане з низхідною фільтрацією багатих киснем поверхневих вод.

РОЗДІЛ 4. ГЕОЕКОЛОГІЧНЕ ЗНАЧЕННЯ ВИВЧЕННЯ ЖИЛЬНОГО КОМПЛЕКСУ.

Проведені дослідження жильного виповнення тріщин у гранітоїдах, дають можливість підійти ближче до вирішення проблеми захоронення радіоактивних відходів (РАО) у кристалічних породах.

Утворення жильного комплексу визначається проникністю гранітного масиву для глибинних гідротерм і поверхневих вод, що є дуже важливою характеристикою гранітоїдних масивів як можливого середовища захоронення радіоактивних відходів.

Причому особливо важливі відкриті і напіввідкриті сучасні тріщінні зони. Важливим моментом також є кількість темноколірних мінералів і карбонатів у складі порід.

Протягом багатьох років, разом із В.П. Іваницьким і інш., проводилися експериментальні роботи про вплив радіаційного опромінення на структуру і склад рогової обманки і біотиту, що пов'язана з активізацією радіаційно-хімічних реакцій окислення октаедричного заліза. Спостерігалася зміна фізико-хімічних і оптичних властивостей мінералів. У результаті радіаційного опромінення збільшувалася

пористість як самого мінералу, так і пористість породи. Розраховано, що пористість породи при цьому збільшується на 6-7 %.

При детальному вивченні керну по розрізу КНГС були встановлені численн субвертикальні, похилі і горизонтальні тріщини, що визначають пористість проникність порід масиву. Кристалічні породи на глибинах 1500 до 2000 м розбит субвертикальними тріщінними зонами. У інтервалі 2000 до 3500 м переважають похил тріщини і плагіограніти відносно менше проникні, а глибше 3500 м у ни> відзначається значне разущільнення по положистих і похилих зонах тріщинуватості Сучасні відкриті і напіввідкриті тріщинки виповнені кальцитом і гідрослюдою Також необхідно відзначити, що спостерігається по КНГС значний водообмін, ще йде як знизу нагору, так і зверху вниз (Курлов та інш., 1997), що є негативнок ознакою для захоронення радіоактивних відходів. На цій підставі можна зробиті висновок про те, що захоронення радіоактивних відходів у Кривбасі недоцільне через високу тектонічну та гідрогеологічну активність масиву гранітоїдів цьогс району.

Значно більш сприятливим середовищем для захоронення радіоактивнії; відходів, є граніти тектонічно стабільного Коростенського плутону, котрі стійкі де термічного та радіоаціного впливу, оскільки містять незначну кількісті темноколірних мінералів і карбонатів, відносно слабко деформовані і водонасичені.' глибиною тріщинуватість порід зменшується особливо з 350-450 м. Тому Коростенськ граніти є підходящим геологічним середовищем для спорудження підземногс сховища радіоактивних відходів, глибше 350-450 м від денної поверхні.

ВИСНОВКИ

Основні результати проведених досліджень.

1. У результаті вивчення жильного виповнення тріщин у гранітоїда: Українського щита можна зробити висновок про те, що, гідротермальні жилкі виповнення супроводжуються лише малопотужними метасоматичним! оторочками.

2. Склад жильного виповнення тріщин не залежить від складу вміщуючо породи і від глибини.

3. Виділено основні типи жильного виповнення тріщин у гранітоїдах, як от: по Криворізькій надглибокій свердловині - 1 тип — кварцові жилки; 2 тип — анкеритові жилки; 3 тип — кальцит-гідрослюдисті жилки. По Коростенськом;

плутону: 1 тип — флюорит-карцові жилки; 2 тип — хлорит-кальцитові жилки; З тип — гематитові жилки.

4. Древні кварцові й анкеритові жилки завжди заліковані. Більш пізні, у тому числі сучасні кальцит-гідрослюдисті та гематитові жилки, бувають як заліковані, так і полузаліковані.

5. Утворення жильного комплексу в гранітоїдах пов'язане з низькотемпературним гідротермальним процесом (1 і 2 типи жилок), тобто пов'язане як із висхідною інфільтрацією глибинних гідротерм (температура 100300° С), так і зі спадною міграцією метеорних вод (3 тип жилок)(температура нижче 100 °С).

6. Захоронения РАО в гранітоїдному масиві Криворізького району недоцільно, через високу тектонічну та гідрогеологічну активність цього масиву, а також широкого розвитку хлориту, гідрослюд і карбонатів у жильному комплексі.

7. Більш сприятливим середовищем захороненння РАО є граніти тектонічно стабільного Коростенського плутону, котрі стійки до термічного та радіоактивного впливу та малопроникливі для підземних вод, особливо глибше 350-450 м.

8. Результати вивченості жильного комплексу мають важливе значення для пошуків ендогенних родовищ, а також для розуміння геологічної еволюції гранітоїдних масивів Українського щита від раннього докембрію до сучасності.

ПУБЛІКАЦІЇ ПО ТЕМІ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Белевцев Р.Я., Курлов Н.С., Спивак С.Д., Скорбун Г.В. Минералогопетрографические данные по КСГС // Железисто-кремнистые формации докембрия Европейской части СССР: 6 Т. - К.: Наук, думка, 1989. - 50-53 с.

2. Иваницкий В.П., Литвин А.Л., Остапенко С.С., Ильченко Е.А., Спивак С.Д., Пасальская Л.Ф. Влияние термической обработки на структуру и физикохимические свойства гастингситовой роговой обманки // Минерал, журн. - 1994. -16,№3,4. -С. 57-70.

3. Белевцев Р.Я., Петько В.Н., Дудко B.C., Леденев Ю.Н., Иванов А.С., Спивак С.Д., Яковлев Б.Г. Петрология Чертомлыкского зеленокаменного массива (Украинский щит) // Минерал, журн. - 1995. - 17, № 2. - С. 56-66.

4. Белевцев Р.Я., Дудко B.C., Спивак С.Д., Чуприна И.С., Яковлев Б.Г., Яковлев Е.А., Герасименко А.Е., Белевцев А.Р. Коростенский плутон -

петрогенезис, перспективы рудоносности, проблемы изоляции радиоактивны отходов // Минерал, журн. - 1996. - 18, № 6. - С. 30-57.

5. Иваницкий В.П., Калиниченко А.М., Матяш И.В., Банзаракшее Н.Ю., Спивак С.Д. Изучение процессов термического и радиационного окислени и дегидроксилация роговой обманки спектроскопическими методами // Геохимии

- 1977. -№ 7.-С. 1073-1083.

6. Матяш И.В., Иваницкий В.П., Калиниченко А.М., Куделя В.К., Багму Н.Н., Банзаракшеев Н.Ю., Спивак С.Д., Гамарник М.Я. Спектроскопическо исследование процессов термического окисления, дегидроксилации и фазовы превращений тетраферрифлогопита. // Вопросы региональной и генетическоі минералогии. - К.: Наук, думка. 1977. - С. 141-150.

7. Белевцев Р.Я., Спивак С.Д., Равновесия с сидеритом в глиноземисты сланцах железорудной толщи Криворожского бассейна // Тр. 11 Всесоюзног симпозиума «Термодинамика в геологии». - 1988. - Т. 1. -С. 42-43.

8. Бєлєвцев Р.Я., Співак С.Д., Жовинський Е.Я., Белевцев О.Р. Вивченн вертикальної геохімічної зональності в гранітоїдах масивів Українського щита , Збірн. Доп. “Проблеми прикладної геохімії,” К.: Карбон ЛТД, 1999. - С.21-26.

9. Иваницкий В.П., Матяш И.В., Спивак С.Д., Пасальская Л.Ф., Дерски Л.С., Банзаракшеев Н.Ю. Влияние радиационной обработки на процессі термического преобразования Са - Na амфиболов / НАН Украины, Ин-геохимии, минералогии и рудообразования. - Препр. - Киев, 1986. - 31 с.

10. Литвин А.Л., Иваницкий В.П., Остапенко С.С., Ильченко Е.А., Спива С.Д. Влияние термической обработки на структуру и физико-химические свойств гастингситовой роговой обманки из гранитов рапакиви Коростенского плутона НАН Украины, Ин-т геохимии, минералогии и рудообразования. - Препр. - Киеі 1993.-55 с.

АНОТАЦІЯ

Співак С.Д. Петрогенезис жильного виповнення тріщин в гранітоїда Криворізького та Коростенського районів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата геологічних наук спеціальності 04.00.08 - петрологія - Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворенн НАН України, Київ, 2000.

Представлені результати дослідження жильного виповнення тріщин

гранітоїдах Українського щита. Одержана велика петрографічна, мінералогічна інформація, яка має важливе значення для оцінки проникності гранітоїдних масивів і міграції флюїдів через них при низькотемпературних гідротермальних процесах. Виділяються три основні типи жил, які виповнюють тріщини в гранітоїдах і різняться за складом та відносним віком. Утворення жильного комплексу в гранітоїдах пов’язане з інфільтрацією глибинних гідротерм, так і з фільтрацією метеорних вод. Більш давні кварцові та анкеритові жилки заліковані. Більш пізні та сучасні кальцит-гідрослюдисті та гематитові спостерігаються як заліковані, так і напівзаліковані. Для проблеми захоронення радіоактивних відходів особливо важливі сучасні відкриті та напіввідкриті тріщинні зони. Гранітоїди Криворізького району значно водопроникливі і не є сприятливим середовищем для захоронення РАВ. Граніти Коростенського району стійки до радіоактивного впливу, малопроникливі (особливо глибше 350-450 м) і можуть бути рекомендовані для захоронення РАВ. Вивчення гідротермального жилоутворення має значення також для рудоутворення.

Ключові слова: жилоутворення, жилки, тріщинки, комплекс, гранітоїди, вік, метасоматоз, захоронення.

ANNOTATION

Spivak S. D. Petrogenesis of the vein filling gapings in granitoids of Krivoy Rog and Korosten areas. - Manuscript.

Dissertation for searching of academic degree of the Candidate of the geologist sciences by speciality 04.00.08 - petrology, NASU, Kiev, 2000.

Results of investigation of the vein filing gapings in granitoids of Ukrainian Shield are introduced. Large amount of petrographical and mineralogical information that is important for estimation of permeability of granitoid terrains and fluids migration through them at low-temperature gydrothermal processes is received. Three basic types of veinlets, which fill gapings in granitoids, are distinguished by composition and relative age. Formation of gangue complex in granitoids is connected with low-temperature hydrothermal process both infiltration of deep fluids and filtration of meteor fluids. Older quartz and ankerite veinlets are healed. Younger and modem calcite-hydro-micas and goethits veinlets are both healed and half-healed. Opened and half-opened vein zones are especially important for the problem of disposal of the radioactive wastes. The Krivoy Rog granitoide massif is high water permobilited and not favouralle for disposal of radioactive waste. The Korosten granite pluton is small water permobilited and is

favourable for disposal of radioactive waste. Study of the hydrothermal gangue forming has tht large value for ore-formning.

Key words: veining, vein, gaping, complex, granitoids, geological age, metasomatism

disposal.

АННОТАЦИЯ

Спивак СД. Петрогенезис жильного выполнения трещин в гранитоида; Криворожского и Коростенского районов. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата геологических наук п< специальности 04.00.08 - петрология - Институт геохимии, минералогии i рудообразования НАН Украины, Киев, 2000.

Представлены результаты исследования жильного выполнения трещин i гранитоидах Украинского щита, для изучения которых выбраны обьекты -Криворожский архейский и Коростенский протерозойский гранитоидные массивы.

В Криворожье на основании данных бурения Криворожской сверхглубоко! скважины и других глубоких скважин, получена большая информация о архейски: плагиогранитах, вскрытых до глубины 5432 м. Граниты Коростенского плутона i Чернобыльской зоне отчуждения были изучены по керну скважины, пробуренной н; глубину 578 м, около г. Народичи.

Проведено минералого-петрографическое исследование жильноп выполнения трещин в гранитоидах. Выделены типы жильного комплекса различающиеся по составу, относительному возрасту и условиям образования. П< Криворожскому району самыми древними жилками, выполняющими трещины i катаклазированных плагиогранитах и гнейсах, являются кварцевые жилки. Они чащ всего параллельны сланцеватости. Кварцевые жилки секутся более поздним! карбонатными анкеритовыми жилками. Анкеритовые жилки преимущественш имеют вертикальное, наклонное, реже горизонтальное залегание. Иногд; наблюдается сеть трещинок, секущих породу в разных направлениях. Кварцевые i анкеритовые жилки залеченные. Самые поздние жилки, сложенные кальцитом i гидрослюдой, обычно лишь частично выполняют трещинные полости в том числе 1 современные. Образование жильного комплекса в гранитоидах связано инфильтрацией низкотемпературных гидротерм, а также с фильтрацией метеорны: вод.

Коростенский плутон сложен однородными по составу и структурно

екстурным особенностям гранитами рапакиви. Трещиноватость гранитов

меныиается и они маловодопроницаемы, особенно значительно глубже 350-450 м. 'рещины наблюдаются как залеченные, так и открытые. Жилки в основном убвертикальны и наклонны меридионального и широтного простирания. Существует несколько разновозрастных жил, выполненных кварцем, кальцитом и ематитом. Самые древние жилки кварцевые с флюоритом. Кварцевые жилки чаще сего тонкие (до нескольких мм в поперечнике) штокверковые субпараллельные онки. Мощность таких зонок до нескольких сантиметров или дециметров. Более юздние хлорит-кальцитовые жилки. Они часто секут кварцевые жилки. Самые юздние, в том числе и современные жилки, состоят из гетита и гематита. Они часто юлузалечены и содержат гидрослюду. Образование кварцевых и кальцит-лоритовых жилок в Коростенских гранитах связано с низкотемпературным идротермальным процессом, а гематитовых и гетитовых жилок - с фильтрацией югатых кислородом метеорных вод.

Для проблемы захоронения радиоактивных отходов особенно важны овременные открытые и полуоткрытые трещинные зоны, проницаемые для юдземных вод. Захоронение радиоактивных отходов в гранитоидном массиве Сриворожского района нецелесообразно, из-за высокой тектонической и идрогелогической активности этого массива, а также широкого развития хлорита, идрослюд и карбонатов в жильном комплексе. Благоприятной средой захоронения вдиоактивных отходов являются граниты тектонически стабильного Коростенского [лутона, которые стойки к термическому и радиоактивному влиянию и (алопроницаемы, особенно глубже 350-450 м.

Результаты изученности жильного выполнения трещин имеют важное начение для поисков эндогенных месторождений, а также для понимания еологической эволюции гранитоидных массивов от раннего докембрия Украинского пита до современности.

Ключевые слова: жилообразование, жилки, трещинки, комплекс,

ранитоиды, возраст, метасоматоз, захоронение.

[еравномерная и довольно значительная на первых 200 м, далее с глубиной

Здобувач

С.Д. Співак