Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Типоморфизм сульфидных минералов рудных формаций Украины

ВАК РФ 04.00.20, Минералогия, кристаллография

Автореферат диссертации по теме "Типоморфизм сульфидных минералов рудных формаций Украины"

о ^

НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК УКРАИНЫ ИНСТИТУТ ГЕОХИМИИ, МИНЕРАЛОГИИ И РУДООБРАЗОВАНИЯ

На правах рукописи

ГАЛИ И Святослав Аверкиевич

УДК 549.3:553.4 (477)

ТИПОМОРФИЗМ СУЛЬФИДНЫХ МИНЕРАЛОВ РУДНЫХ ФОРМАЦИЙ УКРАИНЫ

Специальность — 04.00.20 — минералогия, кристаллография

АВТОРЕФ ЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора геологических наук

КИЕВ — 1935 г.

Диссертацией является рукопись

Работа выполнена в отделе спектральных методов исследования минерального вещества Института геохимии, минералогии и рудообразования НАН Украины

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических

наук Ю.А.Полканов

доктор геолого-минералогических наук, профессор Б.И.Пирогов

доктор геолого-минералогических наук, профессор В.И.Скаржинский

Ведущая организация : геологический факультет Львовского государственного университета им. И.Франко (г.Львов, Украина)

i StetaDK1995 г.,в /4

Защита состоится-уг.,в /7 час. на заседании специализированного совета jÜ^ SV, 0^0 f при Институте геохимии, минералогии и рудообразования HAH Украины (252142, г. Киев-142, просп. Пал,л длина, 34)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИГМР HAH Украины

Автореферат разослан C-^/Jißjj 1995 г.

Ученый секретарь специализированного совета

доктор геолого-минералогических наук / , С.Г.Кривдик

L ( 7

- 1 -ВВЕДЕНИЕ.

Диссертация посвящена изучению типоморфных особенностей сульфидных минералов в полиметаллических, золоторудных и сульфидных медно-никелевых месторождениях и рудопроявлешшх Украины.

Актуальность темы исследования. Задачи, стоящие перед государством Украина диктуют необходимость создания собственной минерально-сырьевой базы. В первую очередь это касается создания сырьевой базы цветных и благородных металлов, импортируемых в настоящее время. В научном плане решение таких задач тесно связано с оценкой перспектив территории Украины на данные виды минерального.сырья и разработкой научных основ прогнозирования, поисков и оценки рудных месторождений. Одним из эффективных инструментов в решении этих задач является типоморфный анализ минералов известных месторождений и рудопроявлений, в том числе.ведущих рудных минералов, которые в своих конституционных особенностях, морфологии и свойствах содержат важную информацию о процессах развития рудообраэующих систем. Изучение их типоморфизма позволяет эффективно оценивать генетические особенности месторождений и рудопроявлений и разрабатывать минералогические поисково-оценочные критерии.

Исходя из этого, актуальность данной работы обуславливается необходимостью детального изучения и систематизации типоморфных признаков широко распространенных рудных минералов, значимостью генетической информативности сульфидов для реконструкции рудообраэующих систем. Кроме того, она определяется возможностью использования типоморфизма минералов для

- г -

рудно-формационного анализа и разработки минералогических поисковых признаков и оценки рудных образований.

Цель работы - систематизация данных по типоморфиэму широко распространенных рудных минералов, анализ обусловленности типоморфных признаков сульфидов физико-химическими условиями рудообразующих процессов, а также оценка возможности использования типоморфных признаков сульфидных минералов в качестве генетических индикаторов и поисково-оценочных критериев на примере рудных месторождений Украины.

Основные задачи исследований были:

1) установление и систематический анализ типоморфных особенностей сульфидных минералов из месторождений и рудоп-роявлений Украины;

2) исследование природы и направленности изменения типоморфных признаков минералов как отражения эволюции физико-химических параметров рудообразующих процессов;

3) использоваание типоморфного анализа минералов для конкретизации рудных формаций;

4) разработка минералогических поисково-оценочных критериев на основе типоморфного анализа сульфидных минералов.

Фактический материал и методы исследований. Объектами исследований были сульфидные минералы (пирит, сфалерит, галенит, арсенопирит, пирротин) полиметаллических, золоторудных и сульфидных медно-никелевых месторождений Украины. .

Для решения поставленных задач применялся комплекс методов современной минералогии, в том числе минераграфичес-кие, онтогенические, кристалломорфологические, рентгеност-руктурные, термобарогеохимические и минералотермэметртеские исследования, изучение спектроскопических, люминесцентных и

термоэлектрических свойств минералов. В процессе аналитических исследований выполнено 660 микрозондовых анализов, 2800 количественных спектральных, лазерных микроспектральных и атомно-адсорбционных определений элементов-примесей, а также 240 определений изотопного состава серы сульфидов. '

Новиана и научная значимость : •

Результаты исследований представляют собой решение важной научной проблемы: разработка тиломорфного анализа рудных минералов,а также генетическая и рудно-формационная типизация полиметаллических, золоторудных и медно-никелевых месторождений и рудопроявлений Украины. Впервые детально проанализированы, обобщены и систематизированы результаты изучения типоморфизма сульфидных минералов в разных генетических и формационных типах рудных образований. Установлены физико-химические условия формирования рудных парагенеэисов. Впервые конкретизирована взаимосвязь формационных типов месторождений и типоморфных особенностей минералов ведущих рудных парагенеэисов. На основе типоморфного анализа сульфидных минералов разработаны минералогические признаки оруденения и критерии оценки рудоносности.

Практическое значение работы определяется важнейшей ролью минералогенетической информации в решении конкретных геологопоисковых и геологоразведочных задач:

1) установлены физико-химические параметры формирования рудных парагенеэисов и факторы их эволюции, определяющие изменения типоморфных признаков минералов;

2) охарактеризована минералогическая зональность полиметаллических, золоторудных и сульфидных медно-никелевых месторождений и рудопроявлений Украины;

3) проведена рудно-формационная типизация полиметаллического, золоторудного и сульфидного медно-никелевого оруде-нения Украины;

4) разработаны минералогические признаки оруденения и критерии оценки перспектив рудоносности на основе типоморф-ных признаков ведущих сульфидных минералов;

5) практические рекомендации по применению поисковых минералогических критериев приняты к внедрению в Житомирской и Черкасской ГРЭ ГГП "Севукргеология".

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на международном семинаре "Генетическая интерпретация структур и текстур руд" (ЧССР, Спишска Нова Вес,1981), XIII и XIV Конгрессах КБГА (Краков,1985 и София, 1989), Всесоюзном совещании "Геохимия гидротермального рудообразования" (Москва,1979), V Всесоюзном вулканологическом совещании (Тбилиси,1980), VI сьезде Всесоюзного минералогического общества (Ленинград,1982), III Всесоюзном минералогическом семинаре "Минералогическое картирование рудных полей и месторождений (Миасс,1983), III совещании по типо-морфиэму минералов (Москва,1983), I Всесоюзной конференции "Условия образования и закономерности размещения стратиформ-ных месторождений цветных, редких и благородных металлов"- (Фрунзе, 1985)-, Всесоюзном совещании "Геохимия и критерии рудоносности базитов и гипербазитов" (Иркутск,1990), IÍ Всесоюзном совещзнии "Теория минералогии" (Сыктывкар,1991), совещании "Геология и генезис месторождений платиновых металлов" (Москва,1992), VII Международном платиновом конгрессе (Москва,1994), XVI сьезде ММА (Пиза,1994).

По теме диссертации опубликовано 65 работ, в том числе

б монографий.

Все научные выводы диссертации выработаны и сформулированы автором диссертационной работы.

Основные защищаемые положения.

1.Типоморфизм сульфидных минералов реализуется в особенностях ■ их кристалломорфологии и анатомии, состава и свойств как адекватное отражение эволюции рудообразующих систем в пространстве и времени. Важнейшими типоморфными признаками изученных сульфидов, отражающими физико-химические условия рудообразования (изменение кислотности-щелочности и окислительно-восстановительного потенциала среды, фуги-тивности серы и температуры кристаллизации) являются:

- для пирита - морфология кристаллов, концентрация As и отношение Со/Ni, содержание ОН-групп в структуре, тип проводимости, степень структурного совершенства и величина энергии активации;

для сфалерита - крнсталломорфология, харзктер изоморфных замещений, система оптически активных центров и политипизм ;

- для галенита - морфология кристаллов, концентрация изоморфных примесей (As, Bi, Sb, Cd) и тип проводимости;

- для арсенопирита - эволюция габитусных типов кристаллов, отношения As/S и Fe/As+S и тип проводимости;

- для пирротина - вариации фазового и химического состава и термоэлектрических свойств, характеризующие изменение фугитивности серы, температурный режим рудообразования и сте пень дифференцировзнности рудоносных интрузивов.

2.Тнпоморфные особенности сульфидных минералов ведущих рудных парагенезисов являются основой рудноформационного

анализа. Такой подход попользован при конкретизации формаци-онных типов полиметаллических (3 типа), золоторудных (3 типа) и сульфидных медно-никелевых (1 тип) месторождений и ру-допроявлений Украины.

3. Тшгоморфный анализ сульфидных минералов является эффективным методом выявления минералогической зональности, выражающейся в закономерных изменениях минеральных парагене-зисов, кристалломорфологии, состава и свойств минералов. Установленная в рудных месторождениях Украины совмещенность моно- и полиасцендентной зональности определяется пространственно-временной эволюцией рудогенеза, а проявление ритмично-волновой зональности обусловлено неравновесностью минера-лообразования из пересыщенных растворов в термостатированных условиях.

4.В качестве основных минералогических критериев оценки рудоносности выделяются:

1 - для полиметаллических руд - совместное развитие тетраэдрических и додекаэдрических кристаллов сфалерита, кубических и октаэдрических кристаллов галенита, параллельное изменение типа проводимости пирита и галенита, специфические комбинации оптически активных центров в сфалерите, высокие значения индикаторных отношений Ag/Sb и Ag/Bl в галените, Cd/Mn и Fe/Cd в сфалерите;

2 - для золоторудных образований - преобладающее развитие пирита кубопентагондодекаэдрического, пентагондодека-эдрического и икосаэдрического габитуса, повышенное содержание структурных ОН-групп в пирите, изменчивость типов проводимости (Dp) пиритэ, парагенезис n-арсенопнрита и р-пирита и коэффициент телескопированнссти руд;

3 - для сульфидных медно-никелевых руд в интрузивных мафит-ультрамафитах - присутствие троилита в сульфидных па-рагенезисах, высокие содержания N1 в пирротинах и моносульфидных твердых растворах, а также высокие значения коэффициента распределения N1 в сосуществующих оливинах и моносульфидных твердых растворах (КсМ1 > 5).

Структура работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов и содержит 240 страниц текста, 80 таблиц, 60 рисунков и фотографий. Список литературы включает 282 наименования.

Автор выражает благодарность доктору геол.-мин.наук, профессору В.И.Павлишину и доктору геол.-мин.наук, профессору А.Н.Платонову, за постоянное внимание, ценные советы и обсуждение результатов исследований.

Автор искренне признателен доктору геол.-мин. наук С.В.Нечаеву за ценные советы и обсуждение работы.

Автор благодарен за помощь в проведении исследований В.С.Мельникову, В.Н.Кваснице, Б.И.Смирнову, В.С.Монахову, В.М.Крочуку, Г.В.Кузнецову, В.А.Коваленкеру, С.А.Козаку, В.М.Попивняку, В.К.Куделе, З.И.Ковалишину, Л.П.Дручок, К.В.Когуту, Н.К.Ширинбекову, М.В.Курило.

Содержание работы

Глава 1. ПРОБЛЕМЫ ТИП0М0РФИЗМА РУДНЫХ МИНЕРАЛОВ.

В данной главе рассмотрены имеющиеся данные об основных проблемах типсморфизма рудных минералов. Важнейшие достижения в учении о типоморфизме минералов связаны с именами

A.Е.Ферсмана, Ф.В.Чухрова, Н.П.Юшкнна, Е.К.Лазареш:а,

B.И.Павлишина и др.

В большинстве работ типоморфньш анализ базируется ня

исследовании породообразующих и акцессорных минералов. Типо-морфные признаки рудных минералов изучены недостаточно, хотя отдельные аспекты данной проблемы освещены в известных работах Н.В.Петровской, Т.Н.Шадлун, Н.Н.Мозговой, Н.З.Евэиковой, А.Д.Генкинз, В.А.Коваленкера и других исследователей.

В учении о типоморфизме рудных минералов развививаются следующие направления :

- кристалломорфологическое и онтогеническое, рассматривающее зависимость морфологии, анатомии, особенностей роста ■и взаимоотношения индивидов в агрегатах от физико-химических условий рудообразования;

- химическое, исследующее связь между составом минералов, в том числе концентрацией и распределением элементов-примесей, и условиями минералооСраэования;

- изотопное, занимающееся изучением изотопных соотношений элементов, в первую очередь серы, в минералах;

- структурное, рассматривающее взаимосвязь структурных особенностей минералов, их дефектности и фазовых переходов с условиями реального минералообразования;

- кристаллофизическое, исследующее особенности оптически активных центров, магнитных свойств минералов, плотности, твердости и электрофизических свойств (термо-ЭДС, эффект Холла, электропроводность и др.)

Глава 2. КРАТКАЯ РУДНО-ФОРМАЦИОННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ И РУДОПРОЯВЛЕНИЙ УКРАИНЫ.

В данной главе проведена рудно-формационная классификация золоторудных, полиметаллических и сульфидных медно-никелевых месторождений и рудопроявлений. При этом, под рудной формацией подразумевается группа месторождений и рудопроявле-

ний со сходными устойчивыми минеральными парагенезисами, образовавшиеся в близких геолого-тектонических условиях и обладающих генетическим подобием.

2.1. Полиметаллические месторождения и рудопроявления. Выделены три основные формационные группы. К первой, объединяющей рудные'образования в карбонатных и терригенных породах относятся рудопроявления в карбонатных породах Северного Донбасса (Марковское, Вейделеевское), солянокупольных структурах северо-западного Донбасса - (Адамовское, Корульское), кальцифирах северо-западной части УЩ (Курчицкое), Трускавец-кое месторождение, а также рудопроявления в песчаниках и фосфоритах Приднестровья.

Вторая группа формаций объединяет месторождения, локализованные в силикатных (изверженных и терригенных) породах. К ней относятся полиметаллические месторождения Нагольного кряжа (Донбасс), Береговское и Беганьское месторождения и рудопроявление Баня (Закарпатье).

Третья группа представлена полиметаллическими рудопро-явлениями в метаморфизованных силикатных породах, к которым относятся Раховское и Кобылецкая Поляна. К этой группе можно отнести и рудопроявления Чивчинских гор.

2.2. Золоторудные месторождения и рудопроявления. Выделено три основных формационных типа золоторудных объектов. К золото-кварцевой формации относятся рудопроявления Побужья (Майское, Капитановское, Демовъярсксе) и Приазовья (Осипен-кавское). К золото-сульфидно-кварцевой формации относятся месторождения и рудопроявления зеленокаменных структур Среднего Приднепровья (Балка Золотая, Балка Широкая, Сергеевское, Аполлоновское), а также Клинцовское месторолдение в

- 10 -

центральной части УЩ и Саулякское в Раховском массиве.

К золото-сульфидной (золото-полиметаллической) формации относятся Бобриковское и ОстроСугорское рудопроявления Нагольного кряжа, а также Береговское месторождение.

2.3.Сульфидные медно-никелевые рудопроявления УЩ приурочены к зонам платформенной тектоно-магматической активизации и генетически связаны с перидотит-пироксенит-габбронори-товой формацией. Оруденение локализуется в полнодифференци-рованных расслоенных мафит-ультрамэфитах.

Глава 3. ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ ТИПОМОРФИЗМА МИНЕРАЛОВ.

Данная глава посвящена экспериментальным результатам исследования типоморфных особенностей ведущих сульфидных минералов рудных парагенезисов.

3.1. Пирит. Анализ онтогенических и кристалломорфологи-ческих особенностей минерала из различных месторождений позволяет сформулировать основные черты его кристаллогенезиса:

- развитие габитусных граней куба -(100> характеризует ми-нералообразование в слабокислой среде при близкой активности' Fe и S;

- доминирующая роль граней пентагондодекаэдра {210} обусловлена повышением fS2 при возрастании щелочности среды, а также увеличением содержания изоморфного As;

- преобладающее развитие граней октаэдра -till} отражает повышенную основность среды, снижение fS2 при увеличении концентрации изоморфных примесей N1 и Со;

- появление удлиненных и уплощенных кристаллов обусловлено влиянием симметрии среды минералообразования.

По химическому составу пирит явлется дальтонидом с сингулярной точкой и вариациями состава от FeSi.go до FeS2.io-

Характер концентрации и распределения элементов-примесей позволяет выделить следующие их основные группы:

- изоморфные примеси (Ы1,Со,Аз, отчасти БЬ и Си);

- эпитаксические срастания и твердые включения, определяемые' парагенеэисами пирита (РЬ, 2п, Ае, отчасти Си и БЬ);

- примеси, концентрирующиеся в дефектах структуры, в том числе сорбируемые поверхностями в процессе-роста (Мп, Т1, Сг, отчасти Ае и Аи).

Решающее влияние на формирование геохимических систем элементов-примесей.и их распределение оказывают ' кислотность-щелочность и окислительно-восстановительный потенциал минералообразующей среды.

Вхождение изоморфных примесей Ш и Со увеличивают параметр элементарной ячейки согласно уравнению:

ао =. 0,54175 + 0,0004 ( Хщ + Хсо )., где Хщ + Хсо ~ содержание Ш и Со в пирите (мас.%).

Увеличение параметра ячейки от содержания изоморфной примеси Аэ апроксимируется уравнением:

ао 3 0,54175 + 0,0002 Хдз. где Хдз - содержание Аэ в пирите (мас.Х).

Информативность исследования совершенства кристаллического строения пирита подчеркивается возможностью учета размеров блоков когерентного рассеяния и величиной "относительных микроискажений решетки и определяется расчетами интег-■ ральной ширины дифракционных линий (440), (521) и (620) по формуле: Кекс - 1«1: Оппп х 0с*1)

Установлено закономерное увеличение КСкс от колломерф-ных и криптозернистых агрегатов пирита в осадочно-диагенети-ческих образованиях, параморфозах и метаколлоидах до крис-

таллических агрегатов его в высокотемпературных рудах, сформированных на средних и больших глубинах. Низкие величины Кекс присущи пириту продуктивных стадий, что отражает неравновесность условий минералообраэования, приводящих к возрастай!® дефектности структуры и уменьшению размеров кристаллитов. Формирование пиритов с высоким Кекс характеризует стабильные условия рудогенеза при медленном росте кристаллов.

Образцы пирита из руд различных месторождений обнаруживают электронную (п-тип), дырочную (р-тип) и смешанную проводимость. При этом для высокотемпературных его выделений в метасомзтитах и медно-никелевых рудах характерен п-тип, а для ниэкотемпратурных - р-тип. Формирование дырочной проводимости обусловлено избытком серы, а электронной - ее дефицитом. Установлено, что изоморфное вхождение Ш и Со, являющихся донорными примесями увеличивает величину электронной проводимости, а Аэ, как акцепторной примеси - дырочной 'проводимости.

С увеличением примеси Ая возрастает термо-ЭДС р-дири-та, а с увеличением N1, Со, Си возрастает коэффициент термо-ЭДС п-пирита. Высокая фугитивность серы во флюидах в интервале 100-375°С приводит к образованию р-пирита, при более высокой температуре и низкой фугитивности серы формируются п-пириты. Характер проводимости пирита определяет его электрохимический потенциал. В-золоторудных объектах р-пирит, являясь катодом, обогащается Аэ и сорбирует золото из комплексов АиСЦ, тогда как п-пирит обогащается Со. Локализация золота приурочена к границам зерен различной проводимости (р-пирит + п-арсенопирит) и к р-п-переходэм в пирите, что

обусловлено возникновением микрогальванических пар и определяет рудолокализующую роль сульфидов.

В структуре пирита установлено присутствие водорода в виде ОН-групп, фиксируемое по широким линиям с Д!ЬЗ Гс, на спектрах протонно-магнитного резонанса. Отмечается прямая корреляционная зависимость золотоносности пирита и интенсивности сигнала ПМР.

Установлено, что энергия активации пирита, определяемая по точке перегиба на спектрах диффузного отражения по формуле: Ее (эв) = 1,234/ Х-г.п.(нм)

изменяется от 0,92 до 1,25 эв. Изменение энергии активации (ширины запрещенной зоны) пирита определяется температурой его формирования. Максимум основного поглощения смещается в коротковолновую область по мере увеличения температуры мине-ралообразования.

3.2.Сфалерит. Анализ онтогенических и морфологических особенностей позволил установить его кристаллогенезис :•

- развитие кристаллов тетраэдрического габитуса характерно для высоко- и среднетемпературных флюидов с высокой активностью железа, высокой фугитивностью серы при высоком восстановительном потенциале;

- кристаллы псевдооктаэдрического габитуса с одинаковым развитием {111} и<111> образуются в условиях высоких и средних температур при низкой активности железа, высокой фуги-тивности серы и высоком окислительном потенциале;

- ромбододекаэдрический гайитуо кристаллов характерен для низко- и среднетемпературных образований при низкой активности железа, низкой фугнтивности серы и высоком огаюли-тельном потенциале.

- 14 -

Характер распределения элементов-примесей в сфалеритах различных месторождений позволил систематизировать их как:

- элементы, содержание которых определяется режимом кислотности-щелочности, фугитивности серы и частично температурой рудогенеза (Ге, Сс1, Бе);

- .элементы, концентрация которых определяется величиной окислительно-восстановительного потенциала (Мп, Си);

- элементы, характеризующие продолжительность рудообра-зования (1п, (За);

- элементы, определяющие регионально-геохимические и формационные особенности рудогенеза (Т1, Бп, Ае).

Параметр элементарной ячейки сфалерита зависит от содержания основных изоморфных примесей. В рудах близповерх-ностных месторождений Украины установлено наличие гексагональных (2Н и 4Н) политипов (Береговское и Раховское месторождения) и ромбоэдрических (91? и 151?) политипов (Беганьское месторождение и рудопроявление Баня). Развитие их определяется кислотным характером флюидов при высоком окислительном потенциале,-высокой активности Ре и Мп и низкой 13г.

Исследование окраски показало, что для желтоокрашенных сфалеритов характерна интенсивная полоса переноса заряда 52+ -» Ре2+. При изменении окраски до красной и буроватой в длинноволновом крае спектра фиксируются полосы поглощения наиболее отчетливы - 635 и 825нм. Причина зонального распределения окраски по зонам роста обусловлена вариациями фугитивности серы и активности железа. Зеленая окраска сфалерита с полосами поглощения 660, 697, 720 и 1000 им обусловлена поглощением Со2+в тетраэдрнческсй координации при низких содержаниях Ге2+.

- 15 -

Фиолетовая окраска сфалеритов с интенсивной полосой поглощения 540 нм обусловлена переносом заряда Ре2+ -» Ре3*", что отражает минералогенез при высоком окислительном потенциале.

Серовато-синяя окраска сфалеритов с полосами поглощения 420 и 620 нм обусловлена квазимолекулярными центрами СиВаБг, ассоциирующих с вакансиями Ъп и характеризующие специфику минералообрааования на стадиях позднего диагенеза и катагенеза.

Анализ экспериментальных данных по люминесценции сфалерита с учетом интерпретации установленных моделей позволяет констатировать, что люминесценция, имеет активаторную природу. Полосы в коротковолновой части спектра обусловлены простыми центрами излучения, связанными с активагорными примесями меди (460 нм) или серебра (380 и 450 нм) или донорно-акцепторными парами (Чгп - 6а3+2п. Чхп ~ С1з, Си+ - С1~з).

Полосы в зеленой (560 нм) и в желтой (590 нм) области связаны с простыми центрами излучения интерстиционных ионов Сиг+ и ионов Мп2*, а также донорно-акцепторных пар Уз-Си+ и Уз - Ае+. Полосы в области 600-630 нм характеризуют центры излучения донорно-акцепторных пар А£+ - 6а+3(1п+э), в области 640-680 нм - СиМп+3 (ба^.Зп'"1) в области 700-860 нм - Си+гп - Си+1, Си^гп - Т13+ (Т13+").

Гермолюминесценцид в диапазоне 90 и 250-290°С обусловлена ионами переходных металлов (Со,Си,Ге,Ы1), в диапазоне 230-250 и 375°С - ионами Сс1 или Нг, а в диапазоне 230 -260°С - вакансиями серы (Уз), не имеющими локальной компенсации. Отсутствие люминесценции объясняется гасящим воздействием изоморфного железа и поглощением излучения в полосе

переноса заряда.

3.3.Галенит. Анализ онтагенических и кристалломорфоло-гических особенностей позволяет констатировать, что развитие габитусиых форм -(100} характеризует повышение температуры формирования галенита при значительной активности Bi в рудо-образующих флюидах. Доминирующая роль грани Ч111> характеризует снижение температуры ыинералообразования при высокой щелочности флюидов и снижении фугитивности серы. Увеличение изоморфной примеси Bi при. компенсационном воздействии Ag или вакансии серы приводит к формированию кубических кристаллов галенита.

По химическому составу галенит относится к дапьтонидам с вариациями от Pbo, oeS до Pbi, 03S. Характер концентрации и распределения элементов-примесей позволяет выделить следующие их группы:

- элементы, определяемые температурным режимом минералов образования ( Mn, Cd, Си);

- элементы, концентрация которых определяется режимом кислотности-щелочности (Ag, Sb, Bi);

- элементы, характеризующие регионально-геохимические и рудно-формационные особенности рудогенеза (Sn, kg, Mn).

Отношения Sb/Bl в галените могут использоваться как относительный показатель температуры и давления процессов рудогенеза, при этом максимальные значения (1-5) характерны для низкотемпературных близповерхностных месторождений,тогда как минимальные (0,01-0,1) присущи галенитам высокотемпературных образований средних и больших глубин.

Параметр элементарной ячейку закономерно уменьшается с увеличением концентрации изоморфных примесей Sb, Bi н Ag.

- 17 -

Экспериментальные данные показывают, что электропроводность и термо-ЭДС галенита определяются его стехиометрич-ностью и наличием примесей. При этом вакансии свинца выступают акцепторами, а серы - донорами. В качестве акцептора выступает примесь Аг, тогда как 5Ь, ЕЙ и Си - являются донорами. Смена электронной проводимости галенита дырочной обусловлена высокой фугитивностыо кислорода, что приводит к образованию вакансий серы и изоморфным замещением О2- Бг~ .

Установлена зависимость термо-ЭДС от содержания изоморфных примесей 2Ь, В1, Ад; без видимой связи о температурой минералообразования. В близповерхностных месторождениях Закарпатья установлена зависимость термо-ЭДС галенита от глуби■ ны формирования руд.

3.4.Арсенопирит. Онтогенические и кристапломорфологи-ческие исследования показали, что изменение габитусных типов арсенопирита определяется температурным режимом и соотношением активности серы и мышьяка в процессе минералообразования. Изменение габитуоной роли отдельных простых форм в ряду {101} -» {120} -» {010} -».-{210} обусловлено изменением концентрации Аб и 3 в плоских сетках при различной скорости их нарастания. Наиболее высокотемпературные арсенопириты образуют кристаллы иэометричного облика с равномерным развитием призмы {340} и пинакоидов {101} и {012}. В среднетемператур-ных образованиях арсенопириты более уплощены за счет развитых пинакоидов 1101}, {101} и призм (120} и {210}. Низкотемпературные арсенопириты ртутных руд отличаются значительным удлинением по {010} и длиннопризматическим габитусом за счет максимального развития пинакоидов {101} и {101}.

Состав арсенопирита варьирует в широких пределах. При

чтем содержание железа колеблется от 0,77 до 1,35, мышьяка изменяется от 0,71 до 1,49, а серы - от 0.67 до 1,45 формул! них единиц. Максимальные концентрации мышьяка характерны для высокотемпературных парагенеаисов арсенопирита, а серы -для низкотемпературных его выделений. Б составе арсенопирита выделяются элементы-примеси, изоморфно входящие в структуру (Го, N1, УЬ), а также элементы, входящие в дефекты структуры и сорбируемые поверхностями растущих индивидов (Си, Мп, Т1, Лч) и элементы, концентрация которых, обусловлена мнкропара-генезнсами (РЬ, А£, 2п, отчасти Си и 5Ь). Для арсенопирита золоторудных параген^рисов характерен избыток железа по срарнению с анионной частью и присутствие золота в его составе.

Арсенопирит с дефицитом мышьяка и избытком серы обладает электронной проводимостью, а с избытком мышьяка и дефицитом серы или при субстехисметрнческом составе - дырочной.

Учитывая, что состав арсенопирита определяется температурой его формирования, установлена зависимость термо-ЭДС от температуры рудообразования, характеризующаяся кривей с точ- • ками перегиба в области 470-490°С при Аз'5 - 1,15, обусловленной увеличением дефектности структуры.

3.5.Пирротин. Онтогенические и кригталлсмсрфологические исследования показали, что для полиметаллических, ртутных и золоторудных месторождений характерны таблитчатые кристаллы пирротина. ГаОитусно? значение принадлежит пинакоиду, призме 41010> и бипирамиде 41011} и 42021}. В сульфидных модно-никелевых рудах развиты столбчатые икдиридн ^ габитуснычи гранями 40001}, 42021), 41011} и 41010). в кзрбонзтитя.4 фиксируются таблитчатые и столбчатые кристаллы с габитусными гра-

ними <0001),.{1011}, <1010}. Появление удлиненных по (осип кристаллов свидетельствует о росте их при высоких пересыще ниях и высоких температурах.

Пирротины полиметаллических, ртутных и колчеданных мес торождений и рудопроявлении представлены моноклинной и гек сагональной разностями FevSa- FegSio, а в золотсрудных -иногда фиксируются ромбические модификации состава Гею5ц - Fei2Si3. В сульфидных медно-никелевых рудах установлена широкая гамма минералов группы пирротина - от суСстехиомс-т-рического троилита до моноклинной разности. Для кярбонатиток характерно развитие гексагональных ii ромбоэдрических фаз пнрротинов FeoSjo - Fei2Si3.

Концентрация элементов-примесей в пйрротинах гСуслпвяе-на следующими.причинами:

- изоморфное замещение элементов в клти<-'НН0Й (fu, Mi, Со) и анионной (As) подрешетках структуры;

- сорбция примесей в процессе кристаллизации и их локачи зация в дефектах структуры (i.ín. Ti, v, fr»;

- эпитаксичеокие срастаниям и тьердие вклпчгнин сооу ществуюгдих минералов (РЬ, Ag, Ni, le, Hi , Pt , M)

Нахождение платиноидов в пирро-мча" i с.уляпвли!. > наличи ем твердых растворова караелахитя, лч.ч!;«н'шга, ма.-ловита и др. Характер накопления их определи -iv-1 . тиюнш г> лтипео КОГО сродства г сульфидными 1ссиппн-н К 'г "<;1нг'й лиф

фузией.

Изменение отн'.я'-ни;! и тч; гинах отражает ко

лебания fи t'Oy. в проц...рудоген-пч.

Концентрации H'»-nr>wir наряда, определяют."':) величину ды рочной электропроводности и т-puo-НД'\ прппорци.шалмш д^Фи

циту железа в Ре1-Х3. Это характеризует экспоненциальную зависимость термо-ЭДС от состава пирротина с уменьшением его от троилита до моноклинной фазы.

Глава 4. ПРИКЛАДНОЕ ЗНАЧЕНИЕ ТИП0М0РФИЗМА СУЛЬФИДНЫХ МИНЕРАЛОВ.

Информация по типоморфизму минералов является основой для создания генетических моделей рудных месторождений и решения задач поисковой минералогии. Типоморфизм минералов используется при построении минералогических карт, оценке минералогической зональности и уровня эрозионного среза рудных тел.

4.1.Типоморфизм минералов - основа построения генетических моделей рудных месторождений. Создание генетических моделей базируется на данных о физико-химических параметрах минералообраэования, источнике вещества и механизме образования рудных тел.

4.1.1. Изотопный состав серы сульфидов. Изотопный состав серы сульфидов полиметаллических и ртутных месторождений Закарпатья по величине б343 колеблется в пределах ± 4°/оо » отражая отсутствие контаминации глубинной серой серы биогенного генезиса. Это характерно для сульфидов областей активного вулканизма, являющихся продуктом взаимодействия абиогенной серы с металлами гидротермальных флюидов. Близкий к стандарту состав серы сульфидов Трускавецкого месторождения объясним восстановлением ее от постоянного сульфатного уровня с участием жидких' углеводородов.

Утяжеление серы сульфидов рудопроявлений северо-западного и северного Донбасса, Приднестровья указывает на процессы сульфат-редукции. Преобладание изотопа в сульфида:-:

месторождений Нагольного кряжа - следствие участия в рудоге-неае изотопно-легкой биогенной серы образующейся из керогена при окислении органического вещества. Облегчение серы поздних генераций сульфидов обусловлено фракционированием при окислении серы вследствие эволюции флюидов в условиях открытой системы.

Высоким восстановительным потенциалом минералообразова-ния обусловлено преобладание З43 в сульфидах Курчицкого полиметаллического рудопроявления, Клинцовского и Саулякского золоторудных проявлений. Для золоторудных проявлений Среднего Приднепровья характерно утяжеление серы в сульфидах продуктивных парагенезисов, что объяснимо восстановительным характером рудогенеза. Изотопный состав серы сульфидных мед-но-никелевых руд характеризуется небольшими колебаниями в343 (0,8-3,8°/оо). отражающими гомогенный подкоровий источник серы при восстановительных условиях рудогенеза.

4.1.2.Физико-химический режим формирования оруденения. Анализ минералогических исследований показал, что формированию полиметаллических руд в месторождениях Закарпатья (Еере-говское, Беганьское, Баня) предшествовал этап пропиллитиаа-ции. В дорудную стадию формируются кварц-адуляр-серицит-пиритовый и кварц-серицит-пиритовый парагенезисы в температурном интервале 450-300°С при кислотном характере 'флюидов (рН 6,5-6,0). Основные рудные парагенезисы сформировались в течении II и III продуктивных стадий рудогенеза в диапазоне 260-150°С при гетерогенизации флюидов.

Сходный режим минералообразовзиия характерен для месторождений Нагольного кряжа. При этом основные рудные парагенезисы сформировались при 250-200°С, фугнтлвности серы

- 22 -

ш"0 - 1СГ12 МПа и возрастании щелочности растворов.

Низкие температуры формирования присущи полиметаллически рудам из цемента песчаников, а также рудам Трускавецкого месторождения.

Для оценки относительных величин показателя pH и Eh использован состав сосуществующих галенита и сфалерита. При этом элементы переменной валентности (Sn, Sb, As, Си, Мп) в наиболее окисленной фэрме замешают Zn в ZnS, а в минимальной - РЬ в PbS. Коэффициент обогащения ZnS этими элементами является показателем Eh рудообразования. Оценка-pH рудообразо-вания проведена на основе обрзтной зависимости между логарифмами концентраций элементов сульфидов, растворимых в кислотах и прямой - для растворили в щелочах.

Эволюция рудогенеза полиметаллических месторождений характеризует увеличение щелочности с кислотной инверсией на завершающей стадии. Эти данные подтверждаются изучение распределения Cd в ZnS. Уменьшение отношения Co/Mi в пиритах ме-тассматитов золоторудйых проявлений характеризует снижение температуры и увеличения щелочности флюидов.

Формирование сульфидной медно-никелевой миерализацин обусловлено ликвационным расщеплением сульфидно-силикатного расплава. Образование сульфидных пзрагенезисов происходит в интервале 730-350°С. При этом максимальные температуры присущи парагенезисам с моноклинным пирротином в наиболее основных разностях пород.

Образование сульфидной минерализации в карбонатитач происходило при 550-350°С из сульфидной жидкости, отделившейся от кзрбонатно-сшшкатного расплава.

4.2.Типоморфизм минералов как основа рудно-формационно-

го анализа месторождении и рудопроявлений Украины. .Объективным критерием рудно-формационного анализа, наряду с геолого-структурным положением оруденения,является наличие устойчивых минеральных парагенезисов и ведущих рудных ассоциаций.

Типоморфизм сульфидных минерзлов, адекватно отражающий условия рудогенеза, является важнейшим инструментом рудно-формационного анализа и позволяет объективно проводить детализацию формационных типов рудных месторождений.

4.2.1.Типоморфние особенности минералов полиметаллических рудных формаций. В месторождениях и рудопроявлениях первой формационнной группы, представленных галенит-сфалерито-выми формациями в песчано-глинистых и карбонатных породах сфалериты характеризуются крайне низкими содержаниями Ге и 1п, отсутствием Бп при повышенных концентрациях ве и Т1. Максимальные содержания Т1 обычно присущи скрытокристалли-ческой разности связанной с рассольным рудогенезом

(эвапорит-сульфидная формация). Для сфалеритов характерна люминесценция с интенсивными'полосами 590-600 и 800-830 нм. Галенитам из рудных образований данного формационного типа присущи низкие содержания БЬ и Аг при отсутствии В1. Сульфиды отличаются преобладанием 34Б при широком разбросе значений 5345.

Вторая группа обьединяет формации в силикатных (изверженных и терригенных) породах. Сфалериты месторождений данного типа характеризуются высоким содержанием Мп, увеличенными концентрациями (За, Си, Бп, Аг и Сс1 при отсутствии Т1 и. Ве. Сфалеритам присуща люминесценция с максимальным проявлением полос 460-590, 660 и 830 нм. Галенитам присущи высокие концентрации БЬ и В1. Отдельное рудные объекты характерна'

- 24 -

стоя повышенным содержанием Бп и Сс1.

Третья формационная группа объединяет полиметаллические формации в метаморфизованных силикатных породах. Сфалеритам данных руд присущи высокие концентрации 1п, Ас и Мп при повяленных содержаниях Ре, отсутствтт Т1 и ве. Для галенитов характерны высокие концентрации ЗЬ, Аг, Си и Мп при отсутствии 5п и С<1. Изотопный состав серы сульфидов II и-III фор-мационных типов близок к метеоритному стандарту, а разброс Й-'^З обусловлен фракционированием при эволюции рудогенеэа.

Факторный анализ типоморфных признаков сфалеритов и галенитов (МГК) обособляет их в виде полей, соответствующих рудно-формяционным типам. Основные факторы, определяющие изменчивость систем типоморфных признаков обусловлены температурным режимом и величной рН рудообрззуюших флюидов (I фактор), а тзкже окислительно-восстановительным потенциалом и глубинностью рудогенега (11 фактор)

4.2.2.Типсморфные признаки сульфидов золоторудных формаций. Анализ состава пиритов показал"обособление полей различных формационных типов на факторной диаграмме. При этом выделяется тренд, связывающий пириты золоторудных объектов и тренд, объединяющий месторождения с серебряной минерализацией, что характеризует направленность эволкции процессов формирования рудных парагенезисов.

Анализ типоморфных признаков пирита золоторудных месторождений и рудопроявлений различных формационных типов позволил установить их объективные различия. По данным факторного анализа поля типоморфных признаков пирита подчиняются двум трендам развития. Первый из ни:-: соответствует пирита.'.', золото-полиметаллических руд и определяется изменением кон-

центрации Мп, Аэ и ЗГ'5 с одной стороны и Со, Си и Кскс - с другой стороны. Второй - характеризует пнрпты золото-кварцевой и золото-сульфидно-кварцевой формаций, а определяющими его направленность являются З43, Си, N4, 71 н V, ас другой стороны - Со, АЭ И Кскс.

Положение полей пиритов различных рудных обьектоз определяются воздействием режима кислотности-щелочности рудоге-неэа (I фактор), а также окислительно-восстановительного потенциала и глубины рудообразования (II фактор). Эти параметры подтверждаются термобарогеохгаичесгагми построениям!.

4.2.3.Сульфидные медно-никелевые проявления. Исследованные рудоносные мафит-ультрзмафитовые комплексы относятся к типу расслоенных анорогенных образований. Все изученные комплексы (Прутовский, Иелезняковский, Каменский) являются однофазными, а петрографическая их неоднородность связана с фракционной кристаллизацией я аккумуляцией минералов в интервале 1500-500°С.

Рудоносные интрузивные образования относятся к перидотит* ппроксенит-габброноритовой формации. Характерна приуроченность оруденения к полнодпфференцированным интрузивам с кристаллизацией магмы в умеренно-восстановительных условиях (в поле стабильности магнетита) и насыщенность магмы летучими компонентами и серой.

Типоморфным минералом рудных тел является троилит, про-

о

явление которого обусловлено субсолпдусными превращениями высокожелезистых моносульфпдных твердых растворов. Появление троилита в составе рудных пзрзгенезпсов указывает на высокую дп^еренцпрсЕэяногть рудно-магматических систем'и потенциальную рудсноснссть комплексов.

- 28 -

Типоморфной особенностью пирротинов сульфидных медно-никелеЕых руд является концентрация никеля, максимальная для моноклинных разностей.

Глава 5.ТИП0М0РФИЗМ МИНЕРАЛОВ - КРИТЕРИЙ ОЦЕНКИ МИНЕРАЛОГИЧЕСКОЙ ЗОНАЛЬНОСТИ.

5.1.Минералогическная зональность рудных месторождений.

Формирование ее является отражением дискретности развития минералообразующих процессов во времени и пространстве и реализуется в изменении типоморфных особенностей минералов.

Для Карпатского региона установлено существование единой латеральной рудной зональности развития различных форма-ционных типов оруденения. Развитие их от внутренней части (Внутрикарпатская область) до внешней (эпигеосинклиналь Карпат и Предкарпатья) характеризует последовательность: ыезо-термальные золото-полиметаллические и полиметаллические •» эпитермальные ртутные телетермальные сурьмяно-мышьяковые и. свинцово-цинковые осадочно-диагенетические медные месторождения и рудопроявления.

5.1.1.Полиметаллические месторождения Закарпатья. Минералогическая зональность в месторождениях Закарпатья является комплексной вследствие совмещения моноасцендентной (фаци-альной) и полиаоцендентной (пульсационной). По латерали ведущие сульфиды рудных парагенезисов приурочены к центральным частям рудных тел. Для вертикальной зональности характерны следующие закономерности:

- постепенная смена с глубиной доминирующей роли галенита - сфалеритом, затем - халькопиритом при возрастании количества пирита ;

- концентрация Аи и Аб в рудах о глубиной уменьшается

и связана прямо пропорциональной зависимостью с содержанием галенита и сфалерита ;

- развитие сульфосольной и акцессорной теллуридной минерализации характеризует центральные части рудных тел и приурочено к верхним их горизонтам.

В целом на месторождениях фиксируется геохимическая прямая вертикальная и расходящаяся горизонтальная прогрессивная зональность (по Д.В.Рундквисту):

Те,Си -» гп.РЬ - РЬДп (Аг.Аи) Аи,Ва (Нг). Проявление ее фиксируется закономерными изменениями конституции и свойств ведущих-сульфидов. Вертикальная кристалломор-фологическая зональность пирита соответствует последовательности формирования:

<100> - {100>-К210> - <210> - -(210>+{111> - <111).

I

Фланги рудных зон характеризуются кубическими кристаллами пирита, сменяющимися пентагондодекаэдрическими к центральным частям рудных зон, а октаэдрические кристаллы характеризуют нижние части рудных тел. Контрастным показателем зональности явлется изменение отношений Со/Ш в пирите, возрастающее с глубиной от 0,1 до 3,0 и БЬ/В1 в РЬБ уменьшающееся от 25 до 0,3. Максимальные значения Ре/Мп в гпБ (80-100) характеризуют центральную и глубинную часть рудных тел, уменьшаясь к флангам и по восстанию до 5-10, а отношение . Мп/Бп уменьшается с глубиной от 100 до 0,5-1.

Зональность месторождений фиксируется тзже по изменению характера проводимости и величины термо-ЭДС минералов. Так, на глубоких горизонтах и на флангах рудных тел развит преимущественно пирит с электронной проводимостью, тогда как верхние части рудных тел характеризуются развитием пиритов с

дырочной и смешанной проводимостью. Для галенитов зональность подчеркивается сменой дырочной проводимости в близпо-верхносткых (<100 м) частях рудных тел смешанной (100-200 м) и электронной на глубоких горизонтах (> 200 м) с возрастанием ее абсолютных значений.

5.1.2.Полиметаллические месторождения Нагольного кряжа. Вертикальная зональность развития оруденения практически не проявлена, что объясняется, вероятно, термэстатированностью минераюобразующей системы при глубинном рудогенезе. Установлен коэффициент телескопированности золоторудных минеральных парзгенезнсов, выражающийся отношением суьо.ш сфалерита, галенита, тетраэдрита и бурконита к суше пирита и арсенопири-та. Еелнчина его колеблется от 0 до 10 на флангах до 1,5-2,5 в продуктивных частях рудных тел.

Отсутствие вертикальной температурной зональности обь-ясняется термостатированностью минералбсСраэукщей системы при глубинном рудогенезе.

Анализ индикаторных отношений 111 /Со в пиритах, СЬ/В1 в галенитах и Ре/Мп в сфалеритах в вертикальных разрезах показывает наличие ритмично-волновой зональности, которая проявляется также в изменении термо-ЭДС пирита, галенитз и зрсе-нопирита. Возникновение ее обусловлено направленной кристаллизацией сульфид"В из пересыщенных растворов. Изменение физико-химических параметров рудообрззующей системы происходили при встрече восходящих потоков гидротермальных флюидов с вадозными водами. Учитывая фрагменты полиасцендентнсй зональности, предполагается наличие геохимической расходящейся горизонтальной зональности: АБ.Ре т» РЬ, гп.Си (Аи) -> 5Ь,РЬ,Си,Аи,Аег Со,N1 №,1_1).

- 29 -

5.1.3.Золоторудные проявления Среднего Приднепровья. Наличие зональных метасоматических колонок в рудопроявлениях эеленокаменных поясов предполагает контрастную минералогическую зональность. Установлено зональное развитие различных габитусных типов пирита в околорудных метасоматитах и рудных телах, определяемое по показателю кристалломорфологичес-кого "омоложения". При этом учитывалась общая схема эволюции: {100> - {210>+<100> - {210Ж100Ж111} - И11>

Внепшие зоны метасоматитов характеризуются кубическими 1фисталлами пирита, а внутренние зоны и рудные тела - икоса-эдрическими и пентагондодекаэдрическими кристаллами.

Минералогическая зональность фиксируется по закономерному изменению отношения М1/Со и содержания Аэ в пирит,эх, которые соответствуют возрастанию концентрации золота ео внутренних частях колонок и рудных, телах и отражают фильтрационную зональность. Характерно изменение ЬЦ/Со от 0,1-1 во внешних зонах колонок до 5-7 в рудных зонах. Зональный характер терма-ЭДС пирита устанавливается по Бр (отношению количества р-пирита к общему количеству замеров), изменяющейся, от 0-30 во внешних зонах колонок до 100-707. - в рудных телах.

5.1.4.Сульфидные медно-никелевые руды в мзфит-ультрамафи-товых интрузивах. Установлена латеральная и вертикальная зональность в рудных телах. Она выражается: 1) в изменении состава пирротина от высокосернистой моноклинной фазы по периферии до высокожелезистых гексагональных фаз и троилита -в центральных частях рудных тел; 2) возрастании роли троилита и гексагонального пирротина в "медистом" парагенезисе (пентландит-кубанит-халькопирит-пирротин), характеризующем нижние части рудных залежей.

Концентрация никеля в пирротине снижается с увеличением доли гексагональной разности и трошшта. Фиксируется, расслоение сульфидного расплава во вкрапленных рудах.

Установлена температурная зональность формирования рудных залежей, .выражающаяся в увеличении температуры кристаллизации сульфидных парагенезисов от кровли к подошве рудных тел. Это подчеркивается сменой высокотемпературного парагенезиса (730-550°С) моноклинного пирротина с халькопиритом и никелистым пентландитом (Fe/Ni - 1,0-0,93) более низкотемпературной ассоциацией (500-150°С) троилита с гексагональным пирротином, халькопиритом, кубанитом, путбранитом и железистым пентландитом (Fe/Ni ¿ 1,0-1,4).

Исследованиями изменения фазового состава пирротинов установлено, что троилит и гексагональный пирротин приурочены примущественно к центральным частям рудных тел, тогда как в кровле преобладают срастания моноклинной и гексагональной фаз, а в подозве - доминирует моноклинный пирротин.

Глава 6. МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ ОРУДЕНЕНИЯ И КРИТЕРИИ 0ЦЕНЮ1 РУДОНОСНОСТИ

Минералогические приэнзки оруденения - непосредственные показатели наличия ценных минералов и сопутствующих орудене-нию образований.Они являются индикаторами рудной минерализации и играют ведущую роль в процессе геологосъемочных работ.

Минералогические критерии оценки перспективности рудо-носкости - особенности минералов и их парагенезисов, характеризующее концентрацию рудных компонентов в геологических объектах. Они являются определяющими на стадии поисковых и разведочных работ.

Различия месторождений одного формационного типа обус-

ловлена физико-химическими параметрами рудогенеза. Хзрактер-но, что крупные месторождения характеризуются наиболее сложным составом, свидетельствующем о значительной мобилизации и дифференциации вещества. Резкое изменение РТХ- параметров, величины рН и Ей в малоглубинных месторождениях благоприятствуют развитию аномальных минералогических полей и формированию рудных столбов. С возрастанием глубины увеличивается термостатированность рудно-минеральных систем, что обуславливает проявление ритм;пно-волновой зональности. Глубинность рудообразования приводит к упрощению минерального состава руд. Пространственная совмещенность разновременных парагенэ-зисов или наложение ассоциаций различного формационного типа служит показателем масштабности орудененпд. Изучение рудно-магматических систем показало, что содержание Си и 1И в маг-матогенных сульфидах прямо пропорционально их концентрации в исходной магме. Коэффициент распределения »1 между сульфидной жидкостью и силикатами (оливин, клинолироксен) используется для оценки потенциаль ной рудоносности мафит-ультрамафи-товых интрузивов, в которых КоМ1 больше 5. Характерно, что присутствие в силикатном расплаве Б2-, обуславливает увеличение степени его коннссти за счет связи элементов группы железа в кластеры типа металл-сера. Это препятствует выделе-н:м твердых фаз и способствует более полной камерной дифференциации, что является важным поисковым критерием сульфидного медно-никелевого оруденения в интрузивных мафит-ультра-мафитач.

Эти дзнные в комплексе с информативными типоморфными признака».«! сульфидов положены в основу минералогических признаков и критериев оценки рудоносности (табл.).

Таблица

МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ И КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ РУДОНОСНОСТИ

1 |Ми- 1 1 |Типо- 1 ■ ....... IМинералогичес- Минералогиче- 1 Прикладное |

|не- |морф- |кие признаки ские критерш! значение |

|рал |ные I признаки |оруденения 1 1 рудоносности

| 1 1 2 1 3 4 5 1

|Пи- |Мор- ¡Нахождение кри- Наличие нес- Оконтуривание |

|рит |фоло- сталлов различ- кольких гене' перспективных |

Iгичес ного габитуса, рзций.Измене- плошадей и зон |

|кие |изменение га- ние габитус- проводится по |

1 1 |битусных типов. 1 ных типов в рудных телах. развитию крис- | таллов пента- |

1 Кон- . |Повышенная ко- Изменение ко- гондодекаэдри- |

|сти- нцентрация ми- нцентрации ческого и ку- |

Iтуци- |кропарагенези- примесей и бопёнтагондо- |

Iонные |са элементов зональность декаэдрическо- |

1 |5Ь,Ш,Со,Аз, их распрост- го габитуса, а |

1 1 |Си,РЬ,гп. 1 ранения. также по рас- | пространению |

1 |Наличие пере- Смена типов пирита перемен- |

1 менной прово- проводимости ной проводимости|

1 1 1 1 димости. 1 1 1 и характер распределения Ир. градиенту Кекс. 1 отношениям Co/Nl{ и содержанию As.| Для золоторуд- |

1 (Наличие сигна- Высокая инте- ных объектов |

_Продолжение табл.

1 2 3 4 5 1

ла ПМР (0Н)~- нсивность си- значимо развитие|

групп. гнала ПМР комбинационного |

(ОН)"-групп. морфологического|

типа, интенсив- |

ность сигнала |

ПМР(ОН)"-групп, |

характер изме- |

нения состава |

примесей и |

термо-ЭДС (По). |

Сфа- Морфо- Нахождение кри- Наличие Нес- Смена габитусных|

ле- логи- сталлов тетра- кольких гене- типов характерна!

рит ческие эдрического и раций4прост- для промьяяленно-1

ромбододекаэд- ранственно- го оруденения. |

рического габи- временная зо- Широкие вариации|

туса, вариант нальность ра- окраски и люмине|

гайитусных ти- звития морфо- сцентных свойств!

пов. тйпов. определяют мзсш-|

Кон- Изменение сос- Значительная табность рудооб-|

ститу- тава агрегатов. дисперсия со- разующих процес-|

цион- держания при- сов. Концентращм |

ные месей, отноше- элементов-приме-|

ний ге/са, сей указывает на|

Сс1/Мп и Мп/Бп формационный тип|

руд,а дисперсия |

Обнаружение Нахождение содержант! - на !

индивидов и зонально ок- их геохимический!

- 34 -

Продолжение табл.

1112 3 1 4 5 1

1 - 1 агрегатов |шенных крис- спектр и опреде-|

1 1 различной таллов и аг- ляет их перепек-|

1 1 окраски. регатов, широ- тивность и комп-|

1 1 I кий диапазон лексность.Веки- |

1 1 |изменения пание флюидов |

1 1 |окраски. характерно для |

1 1 Вариация люми- |Обнаружение "рудных столбов"|

1 1 несцентных (различных ти- и является одним|

1 1 свойств. |пов люминес- из критериев ло-|

1 1 ценции. кализации руд. |

| |Термо- Наличие гетеро- IПроявление

| |баро- генных углекис- I вскипания ми-

| |геохи- лотно-водных Iнералообразу-

| |мичес- включений. |ювд!х флюидов.

I |кие 1

|Гал-|Морфо- Нахождение ку- |Пространст-' Смена габитусных|

|енит|логи- бических и ок- |венно-време- типов определяет!

I |ческие таэдрических |нное измене- вертикальный рз-|

1 1 кристаллов, из- ние' габитус- эмах оруденения.|

1 1 менение габи- |ных форм. Закономерное из-|

1 1 туса. 1 менение отноше- I

1 1 1 ний БЬ/В1,БЬ/Аг,I

1 1 1 В1/А£ коррелиру-|

1 1 1 ется с масштаб- |

| |Кон- Колебания |Закономерное ностью орудене- I

| |ститу- отношений |изменение ния. Богатые ру-|

I |цион- БЬ/де, В1/Ае. |конценрации ды характеризуй |

1 1 1 г 3 4

|ные примесей в

Вариация ко- рудных телах.

эффициента Пространст-

темо-ЭДС. венно-времен-

ная эволюция

термо-ЭДС.

|Струк- Изменение па-

|турные раметра эле-

ментарной

ячейки.

|Ар- (Морфо- Обнаружение Наличие нес-

|се- логи- кристаллов кольких ге-

|но- ческие призматичес- нераций, эво-

|пи- кого габиту- люция габи-

|рит са. туса {101}-*

{010>-{210>.

|Кон- Вариации отно Закономерное

|ститу- шений As/S и изменение

| цион- Fe/As+S. состава,нали-

|ные чие примеси

золота.

1 1 Наличие элек- Зональность

1 тсннои и сме- распределе-

_Продолжение табл.

5__

ются широкой дисперсией термо-ЭДС. Концентрация примесей указывает на формационный тип руд, дисперсия значений определяет их геохимический спектр, комплексность и перспективность. Кристаллы определенного габитуса и отношения As/S, Fe/As+S указывают нз возможный формационный тип руд Эволюция габитус-ных типов характеризует размах ору-денения. Золоторудное объекты характеризуются парагенезисом п- и р-арсенопирита, п-арсенопирита и р-

4

I |шаннои прово-|ния термо-

| | димости. |ЭДС.

I I I

|Струк-|Положение на |Изменение ре-|турные|дифрактограм-|нтгенострук-I |ме di31. |турных пара-| | |метров.

.1.

пирита, отношение As/S в пределах 0,9-1,1, наличием структурной примеси Au. Вариации состава и термо-ЭДС указывают на масштабность ору-денения._

Пир-|Морфо-|Наличие раэли|Эволюция мор-ро- |логи- |чных мофологи|фологических тин |ческие|ческих типов.|типов. I I I

I ' ' I I

II I

|Кон- |Изменение от-¡Наличие нес-|отиту-|шения Fe/S, |кольких гене-|цион- | наличие приме- раций, вариа-|ные |си Ni,Co,Cu, |ции содержз-| |Pt,Pd. Харак-|ния примесей

I |тер распреде-¡Величина Kdn | ¡ления приме- ¡между сосуще

I |сей между ¡минералами.

¡ствующими си-|ликатами(оли |вин и гшрок-|сен) > 5:

Продолжение табл. б

эволюция морфоти-пов с преимущественным развитием призматических кристаллов. Парагенезис пирротина и "зернистого" пентландита определяет перспективность Си-Ш руд. Дифференцирован-ность рудномагыа-тических систем и масштабность ору-денения коррелиру-ется с набором фаз в ряду троилит-пирротин. Возрас-

Структурные

Вариации значений термо-ЭДС.

Наличие нескольких структурных модификаций

Наличие нескольких групп с различной величиной тер мо-ЭДС.Вариации термо-ЭДС в рудных телах.

Широкие вариации структу-ных модификаций от троили та до монокли иной фазы. За кономерное из менение соотношений фаз в рудах.

„Окончание табл. 5

тание содержания N1 в пирротинах и Мэз указывает на перспективность оруденения.Большая дисперсия тер мо-ЭДС и состава пирротинов характеризует промышленное оруденение Наличие троилита характерно для сульфидных Си-Ш руд в дифференцированных мафит-ультрамафитах.Величина К°щ>5 между сосуществующими силикатами и Мээ характеризует наличие N1 в исходной магме и накопление его в сульфидной жидкости, что указывает на перспективость оруденения._

- 38 -ВЫВОДЫ

1.Анализ типоморфных особенностей ведущих сульфидных минералов позволил установить их генетическую информативность и возможность использования в качестве минералогических признаков оруденения и критериев оценки рудоносности месторождений и рудопроявлений Украины различных формационных типов. Пространственно-временная эволюция типоморфных особенностей сульфидов определяется генетической направленностью рудообразующих процессов и изменениями физико-химических уо-ловий минералообразования - кислотно-щелочным и окислительно-восстановительным режимом, вариациями ГБг, и температур рудообразования.

2.Важнейшими типоморфными признаками сульфидов являются морфология кристаллов, состав и концентрация элементов-примесей, электрофизические и спектроскопические свойства. Существенное значение для пирита имеет концентрация структурной примеси ОН-групп, степень совершенства кристаллического строения и величина энергии активации. Для сфалерита важными являются также системы оптически активных центров,и политипизм, а для пирротина - особенности фазового состава.

3.Генетические особенности рудных месторождений и их руд-ноформационная принадлежность могут быть обьективно оценены на основе комплексного анализа типоморфизма минералов основных рудных парагенезисов. Основными критериями служат особенности изоморфных замещений, изотопный состав серы и конституционные особенности сульфидов, определяемые физико-химическими параметрами рудообразования. Исследование комплекса типоморфных признаков сульфидов дало возможность детапизиро-

вать рудно-формационную систематику полиметаллических, золоторудных и сульфидных медно-никелевых месторождении и рудоп-роявлений Украины.

4.Анализ типоморфных признаков сульфидов лежит в основе выявления минералогической зональности рудных месторождении, фиксируемой в закономерных изменениях минеральных пара-генезисов, конституции и свойств минералов. Пространственно-временная эволюция рудообразующих систем обуславливает проявление моно- и полиасцендентной зональности в полиметаллических месторождениях Закарпатья, что дает возможность оценивать уровень их эрозионного среза. Для глубинного рудо-генеза в термостатированных условиях характерно проявление ритмично-волновой зональности, фиксируемой в месторождениях Нагольного кряжа. Данный факт существенно повышает перспективность этих объектов, учитывая значительный вертикальный размах рудных зон.

Формирование Трускавецкого полиметаллического месторождения и рудопроявлений солянокупольных структур северо-западного Донбасса связано с процессами рассольного рудогене-за. Типоморфные особенности минералов и физико-химические параметры рудообразующих процессов на этих рудных объектах сопоставимы с рудами из современных термальных рассолов полуострова Челекен.

Минералогическая зональность золоторудных проявлений Среднего Приднепровья имеет фильтрационную*природу и характеризуется как симметричная, повторяющаяся и обусловлена эволюцией гидротермально-метзсоматических процессов.

Зональность сульфидных медно-никелевых рудопроявлений реализуется в закономерном изменении морфологических типов

руд, состава пирротина и температур кристаллизации сульфидных парагенезисов Си-Mi руд .

5.Минералогические критерии полиметаллического оруденения определяются нахождением различных морфогенетическмх типов кристаллов, вариацией отношений Fe/Cd, Mn/Sn и Cd/Mn в сфалерите, Sb/Bi, Sb/Ae, Bi/Ag в галените, изменением проводимости галенита, пирита, арсенопирита, структурными особенностями сульфидных минералов . Критерием оценки золоторудных образований является изменение кристалломорфологических типов пирита и арсенопирита, контрастные изменения отношения Co/Ni, высокая концентрация As и ОН~-групггв пирите, парагенезис п- и р-пирита, п-арсенопирита и р-пирита, а также величина коэффициента телескопированности руд. Для сульфидных Cu-Ni-проявлений критерием оценки рудоносности является, наличие троилита в рудных парагенезисах, высокие содержания N1 в пирротинах и моносульфидных твердых растворах и высокие значения коэффициента распределения N1 в сосуществующих оливинах и моносульфидных твердых растворах. Перспективность рудоносности коррелируется с уровнем дифференцированности рудномагматических систем и расслоенности пород и руд.

ОСНОВНЫЕ ОПУБЛИКОВАННЫЕ^РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1.Лаааренко Е.К..Лавриненко Л.Ф..Бучикская п.И.,Галий С.А. и др. Минералогия Приззовья. - Киев, Наук.думка,1981, 432о.

2.3ациха Б.В..Квасница В.Н..Галий С.А..Матковский О.И. Типоморфизм минералов полиметаллических и ртутных месторождений Закарпатья. - Киев, Наук.думка, 1984, 168с.

3.Галий С.А., Грицык В.В., Егорова Л.Н: и др. Минералы

Украинских Карпат. Простые вещества, теллуриды и сульфиды. -Киев, Наук.думка, 1990, 152с.

4.Галий С.А. Сульфиды. - в кн.¡Минералы Украины: Крат-кии справочник. - Киев, Наук.думка, 1990, с.41-76.

5.Скобелев В.М., Яковлев Б.Г., Галий С.А. и др. Петро-генезис никеленосных габброидных интрузий Волынского мегаб-лока Украинского щита. - Киев, Наук.думка, 1991, 140с.

6.Галий С.А., Курило М.В. Роль сфалеритов в качестве индикаторов физико-химических условий рудообразования (на примере Бобриковского участка в Нагольном кряже). - Минерал, журнал, 1980, N3. Т.2, с.86-91.

7.Галий С.А., Курило М.В. Термобарометрические исследования сфалеритов Нагольного кряжа (Донбасс). - Докл.АН УССР, сер.Б, 1980, N5, с.9-12.

8.Галий С.А. Квасница Б.Н., Вовк П.К. Морфология кристаллов сфалерита из месторождении и рудопроявлений Украины. -Зап. Всесоюз. минерал, об-ва, 1981, вып.5, с.572-580.

9.Галий С.А.,Вишняков H.A..Вишневский А.А.,Шаркин О.П. Генетические особенности пирита и пирротина рудопроявления Кутки. - Минерал.сб.ЛГУ, 1983, N37, вып.2, с.46-51.

10.Галий С.А., Крочук В.М. Генетические особенности сульфидов из карбонатитов Украинского щита. " - Минерал.журнал, 1984, т.7, N5, с.46-51.

11.Галий С.А., Курило М.В. Типоморфные особенности минералов и особенности формирования Трускавецкого свинцово-цинкового месторождения. - В кн.: Геология Советских Карпат. Киев, Наук.думка, 1984, с.36-46.

12.Галий С.А., Курило М.В., Бурмистрова В.В. Новые данные о сульфидах осадочно-диагенетических образований. -

- 42 -

Зап.Всесоюз.минерал.об-ва, 1985, вып.6, 0.682-687.

13.Галий С.А., Монахов B.C., Козак С.А., Квасница В.М. Типоморфизм минералов и минералогическая зональность метасо-мзтитов Среднего Приднепровья. В кн.: Минералогическая кристаллография и ее применение в практике геолого-разведочных работ. — Киев, Наук.думка, 1986, с.37-48.

14.Галий С.А., Кузнецов Ю.А. Термоэлектрические свойства сульфидов Донбасса. - Минерал.сб.ЛГУ, 1988, N42, вып.2, с.33-37.

15.Галий С.А..Костенко Н.М..Стеценко Н.С.и др. Сульфидное медно-никелевое оруденение Прутовскогб массива. - Докл. АН УССР, сер.Б, 1989, N5, с.7-10.

16.Галий С.А., Когут К.В., Котвицкий Л.Ф. и др. Сульфидная минерализация в базит-ультрабазитовых породах обрамления Букинского массива. Докл. АН УССР, сер.Б, 1989, N6, с.9-12.

17.Галий С.А., Кузнецов Ю.А., Слипченко Б.В. Геохимические системы элементов-примесей в галенитах и сфалеритах Нагольного кряжа (Донбасс). - Минерал.cö.ЛГУ, 1989, N43, вып.2, с.61-68.

18.Галий С.А., Когут К.В., Чернышов Н.М. и др. Типизация рудно-магматических систем мафит-ультрамафитовых комплексов северо-западной части Украинского щита. - Геохимия рудных элементов в базитах и гилербаэитах. Критерии прогноза. Материалы Всесоюз.совещ. "Геохимия и критерии рудоноснос-ти базитов и пшербазитов". Иркутск, ИГ СО АН СССР, 1990, 0.117-120.

19.Галий С.А., Ширинбеков Н.К., Бухарев С.В.и др. Золото-сульфидная минерализация в центральной части Украинского

- 43 -

щита. - Докл. АН УССР, сер.Б, 1990, N3, с.3-5.

20.Галий С.А., Зинченко О.В., Глухов А.П. и др. Новый тип полиметаллического оруденения в карбонатных породах докембрия Волынского мегаблока. - Докл. АН УССР, сер.Б, 1990, N11, с.7-11.

21.Галий С.А. Типоморфиэм галенитов и сфалеритов как критерий формационного анализа полиметаллических месторождений и рудопроявлений Украины. - Минерал.журнал, 1991, т.13, N4, с.75-84.

22.Гал1й С.А., Шир1нбеков Н.К. Генетичн! особливост1 эолоторудно'1 м1нерал!эад11 центрально! частини Укра'1нського щита. - М1нерал. зб. ДДУ, 1993, N56, вип.1, с.39-50.

23.Галий С.А..Крочук В.М. Новые данные по типоморфизму арсенопирита. - Минерал.журнал, 1994, т.16, N2, с.84-96.

24.Галий С.А.Догут К. В. .Ширгабеков Н.К. Платиноиды в сульфидных рудах северо-западного блока Украинского щита. -Минерал.журнал, 1994, т.16, N3/4, 1994, с.21-28.

25.Горошников Б.И., Галий С.А., Курило М.В. Физико-химические условия рудообразования на Трускавецком свинцо-во-цинковом месторождении. В кн.: Стратиформные месторождения цветных и редких металлов.- Фрунзе, изд. Фрунз.политех, института, 1979, с.122-136.

26.Калиниченко A.M., МатяшИ.В., Галий С.А.и др. Протонный магнитный резонанс в пиритах различных генетических типов. - Геохимия, 1981, N5, с!765-763.

27.Квасница В.Н., Галий С.А. Пирит Украинских Карпат. -Geologicky zbornik - Geologica Carpathica, 1984, v.35, N6, p.683-692.

28.Когут К.В.,Галий С.А..Скобелев В.М.и др. Петрология

и никеленосность дифференцированного Каменского массива (северо-западная часть Волынского мегаСлока Украинского щита). - Геол.журнал, 1992, N6, с.109-118.

29.Кузнецов Ю.А., Галий С.А. Геохимические особенности пирита Донецкого бассейна. В кн.: Минералогия рудных месторождений Украины.- Киев, Наук.думка, 1984, с.76-84.

30.Курила М.В.,Галий С.А.,Бурмистрова В.В. Особенности внутреннего строения сфалерита и галенита различных генетических типов. - Докл. АН УССР, сер.Б, 1984, с.14-18.

31.Курило М.В., Галий С.А., Бурмистрова В.В. Формы вхождения серебра в галенитах Нагольного кряжа (Донбасс). -Докл. АН УССР, 1984, Т.276, N2, 0.455-458.

32.Монахов B.C., Галий С.А. Минералы зон гидротермальных изменений как индикаторы проявления золорудной минерализации. - В кн: Минералогические критерии поисков редких и цветных металлов в пределах Украинского щита. - Киев, Наук, думка, 1977, о.99-104.

33.Монахов B.C., Галий С.А., Куделя В.К. Типоморфные особенности пирита ореолов околорудного изменения пород Украинского щита. - Минерал.сб.ЛГУ, 1980, N34, вып.2, с.37-42.

34.Науменко В.В., Галий С.А. Стратиформное оруденение в структуре палеозоны Беньофа.- В кн.: Геология Советских Карпат. - Киев, Наук.думка, 1989, с.135-142.

Зб.Хрущов Д.П., Байбаков С.А., Галий С.А. и др. Рудооб-разование, связанное с некоторыми осадочными и наложенными процессами в соленосных'бассейнах, ч.П. Препринт ИГФМ АН УССР, Киев, 1979, 56с.

Зб.Хрущов Д.П., Байбаков С.А., Галий С.А. и др. Основные черты геохимии "кластофильных" элементов галогенных, фор-

маций и некоторые процессы рудообразования в районах развития соленосных'толщ. - В кн.: Новые данные по геологии, геохимии, подземным водам и полезным ископаемым соленосных бассейнов.- Новосибирск, Наука, 1982, с.82-89.

37.Хрущов Д.П., Бугаенко В.Н., Галий С.А. Генетические особенности Яблуновского цинкового рудопроявления (Днепровс-ко-Донецкая впадина). - Докл. АН УССР, сер.Б, 1981, N9, с.33-36.

38.Галий С.А. Генетическая классификация текстур и структур руд месторождений Советских Карпат. - Geneticka interpretada struktur a textur rud. Tezy referatov 2 vedeckoho seminara. Sp.N. Ves, Cingov, 1981, p.36-37.

39.Галий С.А., Зациха B.B. Минералогическая зональность ртутного и полиметаллического оруденения Закарпатья. Proceeding reports of the XIII Congress of KBGA, part II, Cracov,1985, p.55-58.

40.Таращан A.H..Минчева-Стефанова Й.,Галий С.А..Платонов A.H. Люминесценция сфалеритов из полиметаллических месторождений Болгарии и Советских Карпат. - Тезисы докл. XIV Конгресса КБГА, София, 1989, с.45-48.

ГАЛИЙ С.А. Типоморфизм сульфидных минералов рудных формаций Украины.

Диссертация на соискание ученой степени доктора геологических наук по специальности - 04.00.20. - минералогия, кристаллография. Институт геохимии, минералогии и рудообрааования НАН Украины. Киев, 1995.

Защищается 65 научных работ, которые содержат результаты исследования типоморфизма минералов рудных парагенезисов полиметаллических, золоторудных, медно-никелевых месторождений и рудопроявлений Украины. Установлено, что зависимость типо-морфных признаков от физико-химических 'условий рудогенеаа могут быть использованы для создания генетических моделей месторождений, оценки зональности руд и детализации рудных формаций. Системный анализ типоморфизма минералов определяет минералогические признаки оруденения и критерии оценки ру-доносности.

Ключов! слова:

типоморф!ам, сульф1ди, рудоутворення, критери! прогнозу- . вання.

Galy S.A. Typomorphism of sulphide minerals of the ore formations of the Ukraine.

Doctor of geological sciences degree dissertation on speciality 04.00.20 - mineralogy 'and crystallography, Institute of Geochemistry, Mineralogy and Ore Formation, National Academy of Sciences of the Ukraine, Kiev, 1995.

65 scientific publications of results of investigation of mineral typomorphism of ore paragenesys of the polymetal, gold - and copper-nickel deposits and ore-occurences of the

Ukraine are defended. It Is established that relaction of typomorphic signs and the physical-chemical conditions of ore-formation can be used for creation of the genetic models of deposits, estimation of ore-zone distribution and detailing of ore formations. The system analysis of mineral typomorphysm defines mineralogical indications of ores and criterions of ore-bearing estimation.

Key words:

Typomorphysm, sulphides, ore-formation, criterions of prognosis