Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Закономерности размещения оруденений железа, германия и вольфрама в метаморфических толщах Правобережного paйона (Украинский щит)

ВАК РФ 04.00.11, Геология, поиски и разведка рудных и нерудных месторождений, металлогения

Автореферат диссертации по теме "Закономерности размещения оруденений железа, германия и вольфрама в метаморфических толщах Правобережного paйона (Украинский щит)"

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ МІНІСТЕРСТВО З НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЙ УКРАЇНИ ДЕРЖАВНИЙ НАУКОВИЙ ЦЕНТР ^ РАДІОГЕОХШІЇ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА

§ £ -

ЛАШКО СЕРГІЙ ПЕТРОВИЧ

УДК 553.078:[553.493.57’31+553.463](477)

ЗАКОНОМІРНОСТІ РОЗМІЩЕННЯ ЗРУДЕНІНЬ ЗАЛІЗА, ГЕРМАНІЯ ТА ВОЛЬФРАМУ В МЕТАМОРФІЧНИХ ТОВЩАХ ПРАВОБЕРЕЖНОГО РАЙОНУ (УКРАЇНСЬКИЙ ЩИТ)

Спеціальність 04.00.11 — геологія металевих і неметалевих . корисних копалин

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата геологічних наук

Київ - 1997

Дисертацією є рукопис

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

Натовпи керівник: доктор геолого-мінералогічних наук Глеваський Євген Борисович, гол. н. с. ДНЦ РНС НАН та МНС України, м. Київ

Офіційні опоненти: член-кореспондент НАНУ та РАН,

доктор геолого-мінералогічних наук, професор Куліш Євген Олексійович, зав. відділом ДНЦ РНС НАН та МНС України, м. Київ

кандидат геолого-мінералогічних наук Войновський Анатолій Семенович, зав. відділом Геоінформ України, м. Київ

Провідна установа: Київський державши! університет

ім. Т.Г. Шевченка

Захист відбудеться ” № 1997 р. о Ш годині

на засіданні Спеціалізованої вченої ради Д 01.89.01 при ДНЦ РНС НАН та МНС України за адресою: Україна, 252680, м. Київ-142, пр. Палладіна, 34.

З дисертацією можна ознайомитись V бібліотеці ДНЦ РНС НАН та МНС України ‘

Автореферат розіслано “ІУ ” 9___________ 1997 р.

Вчений секретар

Спеціалізованої вченої ради //

доктор геолого-мінералогічних наук В.П. Бухарєв

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Тривалий час Правобережний район Українського щита (УЩ) розглядався як допоміжна сировинна база чорної металургії Спочатку він видавався потенційно перспективним на багаті залізні рудії, потім на заіізисті кварцити, що потребують збагачення.

Зважаючи на перевалено незначні розміри залізорудних об’єктів такий розгляд можливостей регіону втратив свою актуальність. В даний час на перішш план висувається необхідність комплексної перспективної оцінки геологічних структур, а крім того — більш високі вимоги до пізнання геології район}' в цілому. Адже відомо, що докембрійські щити світу включають поряд із залізорудними численні родовища інших корисних ко паши г (Аи, Мп, 11, Си, N1, IV, V, Ті, алмазів ...).

В останнє десятиріччя у Правобережном}' районі інтенсивно проводилися пошуково-розвідувальні роботи. Виявлено велику кількість аномалій і рудопроявів кольорових, рідкісних, благородних металів, нові продуктивні товщі залізистих порід, ділянки розвитку графітовмісних кристалосланців. Набуто значний фактичний матеріал по структурно-речовинно,'иу наповненню докембрійського метаморфічного комплексу. З’явилася нагода по-новому оцінити геологічну позицію даної території та

0 перспективи.

Мета і задачі досліджень. Головна мета досліджень — характеристика геологічної будови Правобережного район}' та виявлення на цій основі особливостей розміщення і закономірностей локалізації потенційно промислових типів металозруденінь. У зв’язку із специфікою території при цьому вирішувались такі часткові завдання: 1) уточнення стратиграфічних схем інгуло-інгулешької та криворізької серій регіону';

2) вивчення петрохімічких і мінералогічшк особливостей залізистих порід; 3) кореляція залізорудних товщ у просторі та в часі; 4) мілералого-геохімічне вивчення стратифоршпіх проявів вольфрам}' та германію; 5) визначення пошукових критеріїв і можливого генезису стратиформних докембрійських руд — вольфрамових, залізо-германієвих і багатих магнетитових.

Фактичний матеріал і методика досліджень. В основу дисертації закладені результати багаторічних (1984 - 1996 рр.) досліджень автора на північних ділянках Правобережного району' — Кам’яно-Потідькій, Іванівській, Мар’ївській, Миколаївській, Млинківській, Успенівській. При цьом}' використані нові матеріали Криворізької ГРЕ, що були отримані в процесі геологічної зйомки і глибинного геологічного картування

З

південних планшетів району, а також літературні та архівні дан попередніх досліджень. Загалом автором вивчено та опробувано керн 142 свердловин, пробурених Кременчуцькою ГРЕ в період 1985 - 1993 рр (близько 43500 м), описано 1300 шліфів і 230 аншліфів, опрацьоване результати понад 10000 напівкількісних і 1313 кількісних спектральню визначень, понад 1500 хімічних аналізів групових проб, 171 мінералогічних аналізів, 2780 скорочених фазових аналізів. (Усі аналізі виконані у Центральній лабораторії ДГП “Південукргеологія”) Поставлені задачі вирішувались головним чином із застосуванням літолого-стратиграфічного, металогенічного, петролого-геохімічного. кореляційного аналізів, а також методів математичної статистики.

Положення, що захищаються.

1. Правобережний район характеризується як мінімум трьома

стратиграфічними рівнями розвитку продуктивних залізистих порід. При цьому різним рівням залізонакопичення відповідають і різні генетичні тіши залізисто-кременистих . формацій: вулканогенно-осадочний тіш

асоціює із зеленоріченською світою ігауло-шп’лецької серії (залізисто-кременисто-метабазитова формація); хемогенно-осадочиш — артемівською світою інтуло-ітулецької серії і саксаганською світою крігоорізької серії (залізисто-кременпсто-сланцева формація); а хемогенно-осадочно-кластогенний — родіонівською світою інгуло-ініулецької серії та гданцівською світою крішорізької серії (залізнето-кременисто-карбонатно-піщано-сланцева формація). Розділення різновікових залізисто-кременистих лтвореїгь, подібних, за текстурно-структурними, мінералогічними і петрохімічли.мп даними, можливе на основі морфологічних, стратиграфічних та парагенетичних відмінностей.

2. Особливості розподіл^7 германію в розрізі типових залізорудних світ району — артемівської і саксаганської — співпадають, що свідчить, певно, ігро одночасність і близькі умови їх накопичення.

Головна особливість розподілу германію полягає у закономірному підвищенні його кількості вверх по розрізу до інтервалу пікових концентрацій. Видасться, що ця закономірність притаманна всім залізисто-кремнистим формаціям, відповідаючим саксаганській світі криворізької серії, і може бути використана як у кореляційних цілях, так і в якості пошукового критерію залізо-германієвого зруденіння.

3. Стратиформна вольфрамова мінералізація району представлена двома головними типами зруденінь, що пов’язані з відкладами різного віку. Сульфідко-шеєлітовий мінеральній тіш локалізований в утвореннях зеленоріченської світи інгуло-інгулецької серії, а сульфідно-кварц-

вольфрамітовий — в породах родіонівської світи інгуло-інгулецької серії та гданцівської світи криворізької серії. Співпаданля деяких геохімічних особливостей свідчить про імовірність генетичного зв’язку' різновікових мінералізацій.

Наукова новизна. 1) По-новому розглянуто геологічну7 будову Правобережного району, з уточненням стратиграфічних схем інгуло-інгулецької та криворізької серій. 2) Детально досліджено профіль германієносності типових залізорудних світ району, що дозволило вперше установити загальну закономірність розподілу германію в залізисто-кременистих товщах раїпіього протерозою. 3) Запропоновано нову гіпотезу відносно природи рудоконцентрацій германію в залізорудних родовищах, а також нові критерії стратиграфічної кореляції. 4) Вперше показано можливість застосування закономірностей розподіл)7 германію для коректувашїя седіментогенного профілю залізисто-кременистих формацій. 5) Вперше виявлено і досліджено прояви стратнформної вольфрамової мінералізації району. 6) Визначено пошукові критерії високотехнологічних істотно магнетитових кварцитів, багатих магнетитових руд, а також ділянок рудоконцентрації вольфраму' та германію.

Теоретичне й практичне значення роботи в першу7 чергу' полягає у розпшфровці металогенічних аспектів ^ратифікованих та стратиформних докембрійських руд району' — залізних, залізо-германієвих, вольфрамових. Окрім того: установлені автором закономірності розподілу германію придатні в якості критерію стратиграфічної кореляції залізорудних товщ раннього протерозою; нова гіпотеза щодо природи рудоконцентрацій германію в залізистих породах розширює можливості для удосконалення технології збагачення залізо-германієвих руд; а уточнені стратіпрафічні схеми штуло-їнхулецької та криворізької серій можуть бути рекомендовані як базові при проведенні у Правобережному районі геологічної зйомки і глибинного геологічного картування.

Головні положення дисертації використані Кременчуцькою ГРЕ при виконанні держбюджетних геолого-розвідувальнпх робіт 1985 - 1996 рр., а також враховані у перспективних планах ДГП “Південукргеологія".

Апробація роботи і публікації. Окремі розділи дисертації доповідалися на науковій конференції “Проблеми геологічної науки та освіта в Україні” (Львів, 1995) і на засіданнях науково-технічної ради ДГП “Південукргеологія” (Дніпропетровськ, 1989, 1990, 1991, 1993, 1996). Результати досліджень викладено в 4-х наукових статтях і 5-ти виробничих геологічних звітах.

Структура та обсяг роботи. Дисертація складається із вступу, чотирьох розділів і висновків. Її повний обсяг має 138 сторінок друкованого тексту, включаючи 20 таблиць і 32 малюнки. Список літератури містить 113 найменувань на 13 сторінках.

На всіх етапах роботи над дисертацією автор незмінно отримував дійову допомогу від свого наукового керівника доктора геол.-мін. наук Є.Б. Глеваського, постійно відчував увагу, підтримку та високу вимогливість з його боку. Багато з проблем, що повставали у науковому процесі, обговорювалися з РЛ. Белєвцевим, О.Г. Бобирем, В.П. Бухаре-вим, А.Ф. Гончаруком, Ю.М. Єпзтком, Г.П. Єремеєвим, Г.О. Земсковим, Г.І. Каляєвим, В.М. Кобзарем, М.А. Козарем, О.М. Комаровим, О.О. Кра-маром, Ю.М. Коптюхом, Л.М. Політаєвою, В.В. Решетняком, В.І. Скар-жинським, А.М. Сніжко, К.Г. Сущук, Ю.О. Фоміним, В.М. Шипіловим, Б.Г. Яковлевим, М.О. Ярощук, корисні поради та зауваження котрих враховано. Фактичний матеріал для досліджень було зібрано і оброблено за сприяння геологів-внробничншсів O.K. Жемчужно! та Л.Й. Зелін-ського. Оформлення рукопису дисертації та автореферату проведено при значній допомозі А.П. Лашко і Н.Д. Шаповал.

Автор щиро вдячний всім названим особам.

1. ОСНОВНІ РИСИ ГЕОЛОГІЧНОЇ БУДОВИ РАЙОНУ.

Правобережний район розміщений на західній окраїні Середньо-придніпровського геоблоку УЩ в межах Криворізько-Кременчуцького крайового прогибу (Каляев, 1965). Східна його частіша відповідає внутрішній (власне Криворізько-Кременчуцькій) зоні прогибу, а західна — зовнішній (Західно-Інгулецькій) зоні.

Структурний план західної частішії району визначають граніт-мігматіггові купола і ваші (Каляев, 1965) з останцями глибоко метаморфізованих утворень інгуло-інгулецької серії. Останні виповнюють між купольні простори і формують, як правило, синкліналі або монокліналі, орієнтовані переважно в субмеридіональному та північно-західному напрямках. Східна частіша району, яка складена відносно слабо метаморфізованими породами криворізької серії, представлена рядом спряжених моноклінальних структур субмеридіонального простягання, контрольованих зоною Криворізько-Кременчуцького глибинного розлому.

В стратиграфічних схемах інгуло-інгулецької та криворізької серій району' виділяється по три світи (знизу вверх): відповідно

зеленоріченська, артемівська, родіонівська і с.келеватська, саксаганська, гдалцівська. .

Згідно нових даних, получених в результаті геолого-розвідувальшк зобіт останнього десятиріччя, зеленоріченську (вулканогенно-осадкову) :віту інгуло-інгулецької серії можна розділити на чотири пачки (знизу зверх): 1) нижню метабазігтову (амфіболіти та амфіболові і амфібол-Зіотитові плагіогнейси); 2) кварцито-гнейсову або метатеригенну "слюдисті, часто сидіманітовмісні, гнейси і кварцити); 3) залізисто-феменисту (кварцитового складі'); 4) верхню метабазитову (амфіболіти і 5іотит-амфіболові кристалосланці з підпорядкованим розвитком білих кварцитів і метаультрабазитів — перидотитів, піроксенітів, піроксен-шфіболових, олівін-піроксен-амфіболових та інших порід).

У повному розрізі артемівської (залізорудної) світи фіксується дість горизонтів (знизу вверх): перший малорудніш (кварцито-

;ланцевіш) — перший залізорудний (кварцитовий) — другий малорудний 'кварцито-сланцевий) — безрудний (кварцито-гнейсовий) — третій налорудний (кварцито-сланцевшї) — друпш залізорудний (кварцитовий). Гри нижні горизонти утворюють нижній залізорудний пласт світи, а два зерхні — відповідно верхній залізорудній пласт.

Родіонівську світу в цілому формують чотири різнорідні товщі 'знизу вверх): 1) кварцитова (мономінеральні та слюдисті кварцити з шастами біотіпових гнейсів і магнетитовмісшіх кварцитів); 2) <альцифіро-гнейсова (верствування графіт-біотитових, біотлтових, мтманіт-біотитових і гранат-амфібол-біотитових кристачосланців з гарбонатними породами); 3) залізисто-кремениста (залізисто-кварцитова);

і) гнейсова (біотитові та гранат-біотіпові кристалосланці з іідпорядковандми прошаркаші кварцитів, карбонатов місти порід і шфібол-біотитових чи графіт-біотитових гнейсів).

В основі криворізької серії району знаходиться пачка білих шодистих кварцитів скелеватської світи, відповідаючих по своєму місцеположенню конгломератам і аркозовим пісковикам відомого :тратотшіічного розрізу Саксаганського район)'. Верхіія частіша цієї ж ;віти представлена тачьк-хлорит-карбонатовмісними породами з ірошарками філітовидних сланців.

Для саксаганської (залізорудної) світи загалом характерні такі ■оризонти (знизу вверх): перший сланцевій (кварц-слюдяні, хлорит-штатові та амфіболові сланці) — перший залізистий (силікатно-залізисті кварцити з прошаркаші силікатних і алюмосилікатних сланців) — другий :ланцевій (кварц-слюдяні, рідше — амфіболові, сланці) — друпш юлізистий (подібніш за складом до першого залізистого) — перший сварцито-сланцевий (черіування магнетитовмісних кварц-силікатних :ланців із слюдистії?, ш і магнетит-амфіболовими кварцитами) — третій

сланцевий (графітовмісні кварц-біотитові сланці) — друпш кварцито-сланцевий (силікатовмісні кварцити з прошарками кварц-біотитових сланців і магнетит-мартит-амфіболових кварцитів) — третій залізистий (переважно гематитові і магнетит-гематитові кварцити). При цьому перший та друпш залізисті і другий сланцевий горизонти відповідають нижній залізорудній пачці світи, а третій залізистий — верхній залізорудній пачці.

Розріз гданцівської світи району складають п’ять пачок (знизу вверх): 1) кварцитова (білі кварцити з лінзами серицитових сланців);

2) сланцева (кварц-слюдяні ірафітовмісні та ставроліт-слюдяні сланці з прошаркаші карбонатних утворень); 3) нижня кальцифіро-сланцева (карбонатні породи з підпорядкованою кількістю графітовмісних кварц-слюдяних сланців); 4) кварцито-залізисто-кремениста (залізисті та карбонатовмісні кварцити); 5) верхня кальцифіро-сланцева (верствування кварц-слюдяних, кварц-ірафіт-слюдяних і кварц-карбонат-силікатних сланців із кварц-карбонатними породами). .

Аналіз геологічних матеріалів дозволяє паралелізувати інгуло-інгулецьку та криворізьку серії Правобережного району практично в повному обсязі, за виключенням ліпне нгокньої метабазіпової пачки зеленоріченської світи, стратиграфічне положення якої відповідає, певно, новокриворізькій світі Кривбасу. Проте не виключена також можливість кореляції утворень нижньої метабазитової пачки з амфіболітами і амфіболовими плагіогнейсами конксько-верховцівської серії архею.

2. ЗАКОНОМІРНОСТІ ЛОКАЛІЗАЦІЇ ЗАЛІЗНИХ РУД.

Основний залізорудний потенціал району становлять залізисті кварцити, так звані бідні руди, що потребують збагачення. Представлені воші головним чином амфібол-магнетігговими, піроксен-амфібол-магнетитовими, магнетитовими та гематитовими відмінностями і в сукупності з іншими залізисто-кремнистими породами формують стратифіковані пласти і пластоподібні поклади серед утворень інгуло-інгулецької та криворізької серій. Всі пласти залягають моноклінально, як правило, з крутими кутами падіння — до 70-90°; їхня потужність змінюється від 10 до 30-60 м, дуже рідко досягає 100-150 м.

Відмітною ознакою залізисто-кремнистих формацій інгуло-ішулецької серії є: 1) високий ступінь метаморфізму (амфіболітова і гранулітова фації); 2) наявність іранітизованих порід (у тому числі залізистих); 3) переважно однопластовий характер залізорудних пачок;

і) слабо проявлена аутигенно-мінералогічна зональність залізистих 'орнзонтів; 5) парагенезис високоглиноземних та високозалізистих :илікатів у силікат-магаетитових кварцитах (Кисельов, Монаков, 1981);

3) розміщення залізорудних об’єктів по периферії купольних :труктур; 7) площадний характер зони окислення порід, дуже рідко іеревшцуючої 10-20 и і в цілому пропорціональної з потужністю зони зивітрювання вміщуючих амфіболітів, гнейсів, кварцитів, гранітоідів.

В межах теріпорії розвитку інгуло-інгулецької серії (західно-шулецька частіша району) виділяються три залізорудні поля: Злімпіадівсько-Зеленівське (південно-західне), Червонофедорівсько-Зибківське (північне) і Миколаївсько-Камчатське (південно-східне).

Родовища та рудопрояви Олімпіадівсько-Зелеківського рудного поля розміщуються по периферії відносно великих (5-8 х 15-20 км) (суполоподібних структур, створюючи склади}'’ (мозаїчну) картину розташування залізистих пластів у плані. Проте на загальному фоні зізиоорієнтованих тіл все-таки переважають пласти субмеридіонального [іростягання, співпадаючого з орієнтуванням видовженості купольних ;труктур.

Червонофедорівсько-Зибківське рудне поле формують три переривчасті (орієнтовані на північний захід) генеральні смуги залізистих порід, з нечітко проявленими проміжними смугами (Мечніков, 1983). При цьому більш значна по площі північно-західна частіша рудного поля змішена відносно його південно-східної частини на 6-8 км у північно-бідному напрямку. Де зумовлено, мабуть, поперечним правостороннім зсувом. Поряд із північно-західним простяганням смуг зрідка відмічаються також пласти субширотно-північно-східного орієнтування, притаманні, як правило, крайній західній частіші району (Іванівська їіляика).

Залізисті породи Миколаївсько-Камчатського рудного поля эблямовують субмеріщіональшш іранітоіднші “вал”, ускладнений невеликими (0.5-1 х 2-5 км) купольними структурами, а том}' орієнтовані :убмеридіонально. В цьому районі у напрямку з півночі на південь прямолінійні в плані залізисті пласти, що “супроводжують” валоподібні купольні структури, поступово змінюються переривчастими лінзовидно-эвальними тілами, які в загальних рисах повторюють конфігурації гліпсоподібних куполів по всьому периметру останніх (Камчатські цілянки).

В східній (криворізько-кременчуцькій) частині району, що в плані має вигляд видовженої субмеридіональної полоси і представляється (Мечніков, 1983) як одне рудне поле — Жовтянсько-Успенівське, всі

залізорудні об’єкти відповідають криворізькій серії. Воші відрізняються: 1) низьким ступенем метаморфізму (з переважанням зеленосланцевої фадії); 2) багатопластовим характером залізорудних пачок; 3) яскраво проявленою аутигенно-мінералогічною зональністю залізистих горизонтів;

4) широким розвитком тонкосмугастих істотно гематитових кварцитів;

5) наявністю багатих мартг-гемаппових руд, сформованих, мабуть, в умовах “стародавнього короутворення” (Доброхотов, 1973; Половко, Грицьков, 1959 та ін.); 6) чітким лінійним характером структур, вмішуючих залізисті породи; 7) малопотужною площадкою корою вивітрювання залізистих кварцитів (10-20 м) і значної потужності — понад 300 м — лінійною зоною окислення окремих залізорудних горизонтів.

В результаті кореляції залізорудних товщ району установлено, що промислові концентрації заліза відповідають трьом стратиграфічним рівням. Причому залізисто-кременисті утворення різних рівнів практично ідентичні як за структурно-текстурними, так і за петрохімічними характеристиками. їх розподіл може грунтуватися на аналізі структурного

і стратиграфічного положення залізистих пластів, на порівнянні головних членів породного парагенезису вміщуючих товщ, а також — на особливостях внутрішньої будови залізорудних пачок.

Нижній рівень залізонакопичення пов’язаний з утвореннями зелепоріченської світи інгуло-інгулецької серії. Його характерні ознаки: 1) асоціація залізистих порід з метабазитами (амфіболітами і біотит-амфіболовиші гнейсами), розвинутими як у підрудній, так і в надрудній товщах; 2) однопластовий характер залізисто-кременистої пачки і

3) невидержаність останньої по простяганню. Підвалини рудного пласта складають, як правило, силіматтовмісні біотитові і гранат-біотнтові гнейси, з горизонтом слюдистих кварцитів і кварцито-гнейсів.

Середній рівень залізонакопичення — це фактично в повному обсязі артемівська світа інгуло-інгулецької серії та саксаганська світа криворізької серії. Загальними особливостями цих формацій є:

1) первинно вулканогенний склад підстеляючої товщі (амфіболіти, біотит-амфіболові гнейси, метаультрабазитн чи тальк-карбонатні утворення) і метаосадковий склад перекриваючих комплексів (метапісковикн, високовуглецеві кристалосланці, карбонатні породи); 2) хороша видержаність залізистих пластів як по простяганню, так і по падінню порід; 3) два мезоритми осадконакопичення, відповідаючі підсвітим: в нижніх частинах розрізів — повні цикли (з максимальною концентрацією заліза в середині мезоритму), а в верхніх — незакінчені цикли (відзначені тенденцією до збйгьшення вміст}г заліза у більш пізніх утвореннях). При

цьму слід уточнити, що повнота розрізу кожної із формацій на різних ділянках різна

Індивідуальність артемовської світи виражена: в переважно

однопластовій будові формації (дуже рідко — двопластовій); в практичній відсутності глиноземних сланців: а також в упорядоченності будови верхнього залізорудного, горизонт}', що проявляється у послідовній зміні по профіт снлікат-магнетитових кварцитів магнетитовими силікатовмісними і вище — магнетитовими безсилікатними. Інколи колонку доповнюють, а відповідно і завершують, багаті магнетитові руди або магнетнт-мартитові кварцити, причому, як правило, лише на ділянках, де вони перекриваються (звичайно з різким контактом) білими слюдистими кварцитами родіонівської світи.

Важливо підкреслити, що істотно магнетитові кварцити прикровельної частини артемівської світи, як правило, середньо-крупнозернисті, масивної або • п’ятнисто (вкраплено)-орієнтованої текстури, часто з крупними (до 5 мм) кристалами магнетиту у вигляді правильних октаедрів. Цю особливість світи, поряд із відсутністю в повних розрізах перекриваючої “малорудної облямівки”, можна розглядати в якості стратиграфічного критерію.

Саксаганська світа відрізняється багатопластовим характером формації (при наявності звичайно від двох до п’яти залізистих горизонтів) та нерівномірним розподілом по розрізу глинистої похідної. Нижня частина світи (силікатно-залізисто-кременисто-сланцева) представлена верствуванням двох-чотирьох силікатно-залізистих і трьох -п'яти так зваїшх сланцевих горизонтів, верхня (залізисто-кремениста) — має однопластову будову і сформована лише залізистими утвореннями (здебільшого безсилікатнимп). Породшш склад усіх силікатно-затзистих пластів практично ідентичний. Головним чином це амфібол-магнетитові кварцити і мапіетит-амфіболові кварцито-сланці з підпорядкованими прошарками алюмосилікатних сланців. Особливість верхнього залізистого пласта світи полягає: в переважанні у розрізі тонкосмугастих магнетит-гематитових і гематитових кварцитів з пониженим вмістом А1203. Г^О, СаО і К20; в практичній відсутності сланцевої складової; а також в приуроченості до покрівлі формації (до контакт}' з перекрнваючтпі кварцито-пісковиками гданцівської світи) покладів багатих мартит-гематнтових руд.

Верхній рівень залізонакопичення фіксується серед порід зодіонівської світи інгуло-інгулецької серії та гданцівської світи фиворізької серії. Відмітними рисами цього рівня є: 1) однопластовнй іарактер залізистих пачок і крайня невидержаність іх потужності по

простяганню; 2) первинно осадковий склад вміщуючих відкладів як у підрудній, так і в надрудній товщах (нерідко з розвитком кластогенних фацій); 3) асоціація залізисто-кременистих порід з вуглецевими, високоглиноземниші та карбонатними утвореннями; 4) часта фаціальна мінливість порід по профілю і по латералі; 5) піритизація пршсонтактних ділянок залізистого пласта з вуглецевими і високоглиноземними нашаруваннями. '

. Окрім того, залізисто-кремениста формація родіонівської світи характеризується: 1) відносно рівномірним розподілом заліза по профілю;

2) локальним розвитком малорудних відмінностей порід (причому, як правило, лише в основі розрізу); 3) наявністю всередині залізистої пачки прошарків амфібол-карбонатних утворень.

Залізорудні об’єкти гданцівської світи теж мають індивідуальні особливості. Це: 1) практична відсутність у розрізі алюмосилікатних сланців; 2) наявність карбонатовмісних різновидів залізистих кварцитів;

3) різко зменшений вміст А1203, СаО, N^0 і К20 в породах (подібно утворенням верхнього залізистого пласта саксаганської світи);

4) пластоподібно-лінзовидна форма покладів та швидка зміна їх потужності на глибину; 5) розвиток на “головах” залізистих пластів багатих сидерит-гьотит-гематит-мартитових руд залишково-гіпергенного тішу, формування яких пов’язується із зоною окислення постпротерозойської кори вивітрювання (Семененко та ін., 1978).

3. ОСОБЛИВОСТІ РОЗПОДІЛУ ГЕРМАНІЮ В ЗАЛІЗНИХ

РУДАХ. .

Підвищеною германієносністю відзначаються практично всі залізисті породи район}', незалежно від їх стратиграфічного рівня. Проте найбільші концентрації германію характерні для утворень артемівської світи інгуло-ішулецької серії та саксаганської світи криворізької серії. Саме з цим (другим) етапом залізонакоиичення пов’язано формування залізо-германієвих руд район}'.

Дослідження геохімічного профілю артемівської та саксаганської світ показано, що в цілому їм властиві і єдині особливості розподілу' германію. Це проявляється: 1) в закономірному підвищенні вмісту германію вверх по розрізу до інтервал}' пікових концентрацій (причому незалежно від мінерального складу залізистих порід); 2) в прнуроченності залізо-германієвого зруденіння до покрівлі нижніх залізорудних пачок світ і 3) в пониженій германієносності утворень верхньої частини товщ. Відмічена подібність є, по-перше, ще одним підтвердженням можливості паралелизації артемівської та саксаганської світ, а по-друге, вказує,

мабуть, на загальне для гак джерело германію (звісно, за умови єдиного басейну седиментації). Суттєво, що стратиграфічне положення інтервалу пікових концентрацій (обмеженого, до речі, рамками нижніх залізорудних пачок) на різних ділянках різне і відповідає, як правило, ступеню максимальної герианієносності конкретно взятої ділянки. Останній показник є, найімовірніше, відображенням віддаленості об’єкт}’ (осадконакопичення) від первинного джерела германію.

Необхідно відзначити ще деякі особливості. Так, в розрізі верхньої залізорудної пачки артемівської світи, де відмічається чітка тенденція до зменшення вмісту германію в напрямку покрівлі, розподіл цього елементу' є фактично обернено-пропорціональгаш залізистості порід. Відповідна пачка саксаганської світи в цілому характеризується відносно рівномірним розподілом германію. Породи, що її формують (як магнетитові, так і гематитові відмінності), за вмістом германію майже не відрізняються. Проте певна диференціація в розподілі германію по профілю все ж помітна У нижній частині розрізу, де переважають силікат-магнетитові кварцити, дещо підвищені концентрації германію відмічаються в породах, розвинутих безпосередньо в підошві цієї пачки. У верхній частині розрізу, що складена гематитовими і магнетит-гематитовими кварцитами, більш германієносними є перші утворення, внаслідок чого тут наблюдається зворотна кореляція між вмістом германію і магнетитового заліза. Враховуючи приуроченість германію переважно до магнетитових відмінностей порід у порівнянні з гематитовими (Григор’єв, 1971 та ін.) в останньому випадку можна припустити вторинне (гіпергенне) накопичення германію.

До сказаного вище слід додати, що осоолшіості розподілу германію в залізистих породах Правобережного район}' (в том}' числі і головна особливість — закономірне підвищення вмісту' германію вверх по розрізу до інтервалу пікових концентрацій) є, мабуть, загальними для всіх залізорудних товщ раннього протерозою, які відповідають саксаганській світі криворізької серії. На це, зокрема, вказують позитивні результати зіставлення первинних геоглого-геохімічних матеріалів Правобережного району, Аннівського родовища Крігобасу, Горішнє-Плавнінського, Лавриківського та Біланівського родовищ Кременчуцького району. Аналогічний характер розподілу германію установлено і в нижній частіші розрізу верхньої підсвіти білозерської світи в межах Південно-Білозерського родовища

Паралельно з дослідженням металогенічних аспектів залізо-германієвого зруденіння ми проаналізували можливі геохімічні зв’язки германію з головними компонентами залізистих порід, вірогідність чого

продиктована в першу чергу відсутністю власне германієвих мінералів (Григор’єв, 1971; Іванов та ін., 1984). Проте результати кореляційного аналізу не підтвердили попереднього припущення. Згідно получених даних у межах Правобережного району германій не проявляє стійких геохімічних зв’язків ні з кремнієм, ні з залізом, що тільки підкреслює невідповідність закономірностей їх розподілу.

Так чому ж і яким чином германій накопичується в залізорудних родовищах? На думку В.М. Гркгор’єва та ін. для цього необхідне поєднання двох сприятливих умов: 1) джерело германію в період седиментації паралорід та 2) відновне середовище, в якому германій зможе проявити свої сидерофільні якості, щоб ізоморфно замістити Ее' в його кисневих сполуках. Проте наведених умов, мабуть, недостатньо, щоб пояснити відсутність хоча б трохи підвищеної концентрації германію в інших залізовмісних утвореннях, наприклад, в амфіболітах і біотит-амфіболових кристалосланцях, оточуючих залізорудні ділянки. Не знаходить пояснення і відносна германієстерильність родовищ чисто сидеритових руд.

Аналіз літературних даних показує, що ділянки концентрації германію приурочені не просто до залізорудних родовшц, а, як правило, до родовшц магнетитових руд. Є всі підстави пов’язувати первинну концентрацію германія в залізистих породах не з двовалентним катіоном заліза, а в цілому з магнетитом, що підтверджується приуроченістю германія саме до цього мінералу (Григор’єв. 1971 та ін.). Більш того, відомо (Григор’єв, 1971 та ін.), що германієносшсть різних генерацій магнетиту теж різна. Так, максимальний вміст германію відмічається у великих порфіробластах магнетиту в основному октаедричного габітусу. Згідно з даними рентгеноструктурного аналізу (Шрамко, 1965) абсолютні розміри структурної комірки такого магнетиту становлять 0.843 нм. В той же час інші різновиди магнетиту (тонкорозсіяний та прошарковий, що розвинуті поряд із порфіробластовим) мають приблизно в два рази менший вміст германію і характеризуються при цьому меншими розмірами структурної комірки — 0.839 і 0.840 нм.

Якщо підвищену германієносшсть порфіробластів магнетиту ще можна пояснити перерозподілом германію в результаті перекристалізації зерен тонкорозсіяного магнетиту (Григор’єв, 1971), то для зміни параметрів структурної комірки цього, мабуть, не досить. Більш імовірно, що великі індивіди магнетиту формувалися одночасно з основною рудною масою. Відрізнялися, мабуть, тільки їх “стартові" можливості: тонкорозсіяний магнетит кристалізувався так би мовити з “нуля”, а порфіробластовій у своєму' розвитку використовував раніше утворені

мінеращі (“затравки”) з близькиші для нього кристалоформами. Можна передбачити, що в даному випадку такими мінералами були гідрооксиди германію типу стоттіта Рег+[С)е(С)Н)6], які характеризуються

исевдооктаедричним виглядом кристалів і утворюються в умовах помірно

кислого середовища і окисної обстановки. В процесі метаморфізму відбувався, мабуть, частковій перерозподіл германію:- спочатку — в порфіробластах (з трансформацією системи магнетит + стоттіт у твердіш розчин), а потім — у породі (з виносом германію із великих зерен магнетиту і накошгченням у тонкорозсіяному магнетиті і силікатах у вигляді ізоморфного домішку). Причому в залежності від окисно-відновного середовища поряд із сндерофільними могли проявлятися і літофільні властивості германію, на що, зокрема вказує зіставлення хімічних формул стоттіту і кумінгтоніту, якщо зобразити їх у вигляді оксидів, відповідаючих реальному співвідношенню хімічних елементів у мінералі: ГеО х ве02 х ЗН20 — стоттіт;

7(1^, Ре)0 х 85і02 х Н20 — кумїнгтоніт.

Про нерівномірність розподіл}' германію усередині порфіробластів магнетиту свідчать результати збагаченій залізистих порід товщі РК; Горішнє-Плавнінського родовища (Шрамко, 1961 та ін.).

Ділянки підвищеної концентрації германію, де на самих перших етапах діагенезу осадків міг кристалізуватися стоттіт, відповідати, імовірно, найбільш глибоководним областям ранньопротерозойського басейну. Цей висновок грунтується на дослідженнях розподілу германію в сучасних відкладах океанів (Страхов, 1963), згідно яким вміст германію в пелагічних глинистих іпах перевищує аналогічний показник для шельфових глин майже у чотири рази. Суттєво, що германій головним чином пов’язаний із тонкою фракцією глин: його відносний вміст підвищується в міру зменшення діаметру частинок, а отже — у напрямку берег-море.

Таким чином, оскільки накопиченню германія в залізистих породах сприяло відновне середовище (Григор’єв, 1971 та ін.), то не виключено, що в профілі залізисто-кременистої формації саме зона закиси;о: фацій була найбільш глибоководною.

4. ОСОБЛИВОСТІ ВОЛЬФРАМОВОЇ МІНЕРАЛІЗАЦІЇ.

Виявлені в районі аномалії вольфрам}', з одного боку, контролюються тектонічними зонами та ділянками метасоматичних змін порід, а з іншого — приурочені до малопотужних (до 75 м) і протяжних (понад 10 км) літостратиграфічних горизонтів. У складі останніх переважають магнетит-гранатовмісні амфіболові, амфібол-біотитові, біотитові різновиди кристалосланців і кварцито-гнейсів. Усі воші різною

мірою граніті ізовані, окварцьовані, часто сульфідизовані та карбонатизовані. Потужність найбільш багатих пластів (із вмістом вольфраму 100-10000 г/т) коливається від 3-6 до 10-20 м.

Вольфрамова мінералізація пов’язана з відкладами двох стратиграфічних рівнів і представлена або шеєлітом, або вольфрамітом; як правило, супроводжується підвищеними концентраціями Мо, Си, ИЬ, Со, Ві, А& V, Мі, Аи.

Особливістю шеєлітової мінералізації є: 1) локалізація в утвореннях зеленоріченської світи інгуло-інгулецької серії, в зонах екзоконтакту ранньопротерозойських (?) гранітоідів; 2) приуроченість до горизонтів висококальцієвих порід; 3) асоціація з піритом, піротином, халькопіритом, молібденітом, апатитом, лейкоксеном; 4) зосередженість у цілій серії роз’єднаних, кулісоподібно розміщених рудних тіл; 5) переважання в хімічному складі порід кальцію над магнієм і натрію над калієм; 6) пряма кореляція вольфраму з петрогешшми компонеіггами (СаО, Ка20, Ті02. Р205); 7) підвищена на один-два порядки золотоносність вміщуючої товщі у порівнянні з фоновими показниками; 8) зональний характер геохімічних аномалій; 9) наявність постійних супутників вольфраму — серебра, молібдена, вісмут а; 10) наявність поперечної геохімічної зональності зруденінь: \¥, (Мо, Ві), А§, (V, Си, Бп), Zn; 11) неодинакове зміщення по профілю ореолів різних елементів відносно поля ранньопротерозойських (?) гранітоідів. Для найбільш контрастних елементів-інднкаторів шеєлітового зруденіння останнє можна відобразити схематично так (у напрямку від гранітоідів):

Бп, Мо, Ві —> Ag, —» Си.

Вольфрамітова мінералізація району приурочена до порід родіонівської світи інгуло-інгулецької серії та гданцівської світи криворізької серії. її особливості: 1) асоціація з піритом, піротином, халькопіритом; 2) зосередженість у поодиноких рудних тілах; 3) переважання у хімічному складі порід магнію над кальцієм і калію над натрієм;

4) відсутність кореляції вольфрам}' з петрогенними компонентами, за виключенням поєднання інтервалу максимального окварцювання порід із піком концентрації вольфрам}'; 5) дещо підвищений вміст ніобію в утвореннях продуктивного горизонт}'; 6) лінійний характер геохімічних аномалій (що в сукупності з іншими факторами свідчить про формування мікрорудних фацій у процесі седиментогенезу); 7) відсутність постійних супутників вольфраму, а також поперечної геохімічної зональності зруденінь; 8) наявність вертикальної зональності, яка фактично співпадає з напрямком падіння порід (зверху вниз):

У - (РЬ, - Бп - V - Мо - - Ві

Порівняльній! аналіз розподіл}' малих елементів, а також зіставлення рядів зональності шеєлітової та вольфрамітової мінералізацій показали, що типоморфні властивості молібдена, вісмута і серебра, як головних індикаторів рудного зрізу, зберігаються в різновікових утвореннях (незважаючи на просторове розділення цих металів у товщі родіонівської та гданцівської світ). Це вказує, на можливість генетичного зв'язку різнотішних мінералізацій.

В той же час індикатори надрудної частини вольфрамітового і шеєлітового зруденінь відрізняються. У першому випадку такими індикаторами визначені ітрій, свинець, цинк (див. ряд вертикальної зональності); у другому — здогадно олово та берилій, що підтверджується відсутністю або мінімальними розмірами їх ореолів на рудному та підрудному зрізах вольфрамових аномалій (аналогія з еталонними родовищами скарново-шеєлітової формації Тирниауз і Восток - 2).

Викладені в цьому розділі дані дозволяють припускати первшше накопичення вольфраму в породах зеленоріченської світи. Причому привнесення металу слід пов’язувати як з вулканічними, так і седиментаційними процесами (Апельцин, 1981; Нечаев, 1988 та ін.). Перерозподіл і рудоконцентрація вольфраму відбувалися, мабуть, в результаті ультраметаморфізму таких товщ, що на думку І.Р. Плімера (Ріітег, 1980), С.В. Нечаева (1986, 1988) та ін. сприяє формуванню шеєлітового зруденіння. Можливість привносу рудогенних елементів із ультраметаморфічіпк очагів дуже малоймовірна. Супроти цього свідчать: 1) стерильність мігматитів відносно вольфрам}'; 2) вольфрамоносність 'шеелітоносність) останців амфіболітів серед мігматитів; 3) ідентичність vIiкpoeлeмeш'нoгo склад}' гнейсів зеленоріченської світи і мігматитів по ним.

Не виключено, що в глибинних зонах ультраметаморфізму — областях виникнення анатектичних розплавів — відбувалося зідокремлення вольфраму від його постійних супутників — молібдена, зісмута, серебра (у зв’язку із відмінностями в їх диференціальній зухливості). Подібна ж ситуація створює умови для формування юстмагматичного вольфрамітового зруденіння (Плімер, 1980; Нечаев та н., 1986). Якщо припустити, що становлення вольфрамітоносгасс

ранітоідів завершилося не пізніше артемівсько-саксаганського часу, то іродукти їх зруйнування могли бути одним із джерел вольфраму для осадочних відкладів родіонівської і гданцівської світ. У таком}' разі рудні ■гінераші стратнформної вольфрамітової мінералізації матимуть сластогенне походжешш.

висновки

Головні висновки проведених досліджень відповідають положенням, що захищаються (с. 4). Серед інших висновків можна виділити такі:

1. Перспективи розвитку гірничодобувної промисловості Правобережного району в першу чергу пов’язані з родовищами та проявами залізних, залізо-германієвих і вольфрамових руд осадочно-метаморфогенного генезису.

2. В межах район}' виділяються чотири залізорудних поля, що

відрізняються структурними особливостями і характером розміщення залізистих пластів у просторі: Олімпіадівсько-Зеленівське (південно-західне), Червонофедорівсько-Зибківське (північне), Миколаївсько-Камчатське (південно-східне) та Жовтянсько-Успенівське (східне). Цілком імовірно, що структурні відмінності рудних полів відображають певні етапи історичного розвитку регіону. • '

3. Практично всі залізисті породи району, за виключенням окислених відмінностей, характеризуються підвищеним вмістом германію. Разом з тим рівню комплексних залізо-германієвих руд відповідають тільки утворення артемівської світи інгуло-інгулецької серії та саксаганської світи криворізької серії. Ділянки рудоконцентрації германію обмежуються Миколаївсько-Камчатським і Жовтянсько-Успенівським залізорудними полями.

4. Проблема концентрації германію в залізорудних родовищах знаходить пояснення в гіпотезі формування великих октаедрів магнетиту на базі центрів кристалізації стоттіту, що узгоджується з даними попередніх досліджень про переважне концентрування германію у великих порфіробластах магнетиту та з висновками про імовірне збагачення германієм центральної частини цих утворень. Не виключено, шо накопичення осадків з максимально підвищеним вмістом германію відбувалося в найбільш глибоководних областях басейну седиментації, оскільки це відповідає особливостям розподілу германію в сучасних відкладах океанів.

5. Специфічними особливостями вольфрамового зруденіння району служать: його сталі причинно-наслідкові зв’язки з певними геологічними формаціями і тектонічними елементами; підпорядкування до малопотужних і протяжних літо-стратиграфічних горизонтів; стратиформний характер покладів при вкраплено-прожилковому типі мінералізації; асоціація з підвищеними концентраціями Мо, Си, №, Со, Ві, Ag, V, N1 та Аи.

6. Потенційно промислові поклади стратпфоршшх вольфрамових руд в перш}' черг}' можна прогнозувати на ділянках Миколаївсько-

Камчатського залізорудного поля. Тут же передбачаються найбільш значні накопігчення комплексних залізо-германієвих руд, що відповідають покрівлі нижньої залізорудної пачки артемівської світи.

Перспективи традиційної корисної копалини район}' — заліза — можуть бути підвищені за рахунок високотехнологічних істотно магнетитових кварцитів і багатих магнетитових руд, що локалізуються в межах верхнього залізистого горизонт}' артемівської світи на контакті з перекриваючими білими кварцитами родіонівської світи.

7. Артемівська світа інгуло-інгулецької серії формувалася на протязі двох циклів седиментації, що відповідають підсвітам. Першій цикл — повніш, з максимальною концентрацією заліза в середній частині мезорігтму, а другий — незакінчешпі, з тенденцією до підвищення вміст}' заліза у більш пізніх утвореннях.

Кріперієм повного розрізу артемівської світи може бути відсутність малорудішх відмінностей порід у покрівлі формації при одночасному розвитку там високозалізистих істотно магнетитових кварцитів.

8. Інгуло-інгулецька та криворізька серії раннього протерозою, найімовірніше, є седиментами різних (нині тектонічно поєднаних) частин одного перикратонного басейн}' осадкоііакопичення. Про це свідчать: схожість речовинного складу і послідовності накопичення порід обох серій; чітке порівняння потужності окремих їх пачок у Правобережному районі; подібність геохімічної спеціалізації відповідних горизонтів (у тому' числі ідентичність особливостей розподілу' германію по фаціальному профілю артемівської та саксаганської світ — мабуть, формацій-аналогів).

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ РОБІТ ПО ТЕМІ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Стратиформна вольфрамова мінералізація район}' Правобережних магнітних аномалій //Проблеми геологічної науки та освіти в Україні: Тез. докл. наукової конференції (Львів, 19-21 жовтня 1995 року). — Львів, 1995. — с. 241-242.

2. Особенности вольфрамовой минерализации Правобережного района (Украинский іщп) //Минерал, журн. — 1995. — 17, №6. — с. 40-48.

3. Геология, минеральные парагенезисы и стратиграфия северных участков Правобережного района (Украинский щит) //Минерал, журн. — 1997. — 19, №1. — с. 82-98.

4. Особенности распределения германия в железных рудах Правобережного района (Украинский щит) //Минерал, журн. — 1997. - 19, №2. - с. 33-42.

АННОТАЦИЯ

Лашко С.П. Закономерности размещения оруденений железа, германия и вольфрама в метаморфических толщах Правобережного района (Украинский щит).

Диссертация (рукопись) на соискание ученой степени. кандидата геологических наук по специальности 04.00.11 — геология металлических и неметаллических полезных ископаемых. Государственный научный центр радиогеохимии окружающей среды НАН и МЧС Украины, Киев, 1997. '

Металлогенический анализ включает: характеристик}' шшералого-геохимических особенностей железных, железо-германиевых и вольфрамовых руд Правобережного района; отличительные признаки разных возрастных уровней развития этих руд; уточненные стратиграфические схемы ингуло-ингулецкой и криворожской серий района; общие закономерности распределения германия в железистокремнистых формациях раннего протерозоя; а также предложенную гипотезу о природе концентраций германия в железорудных месторождениях.

ABSTRACT

Lashko S.P. The location peculiarities of the iron, germanium and tungsten mineralizations in the metamorphic series of the Right-В auk Region of the Ukrainian Shield.

The dissertation (manuscript) for Candidate Degree of geological sciences on the speciality of 04.00.11 — The geology of metallic and non-metalliferous commercial minerals. The State Scientific Center of Environmental Radiogeochemistiy of the Ukrainian National Academy of Sciences and Ministry of Extremal Situation of Ukraine, Kiev, 1997.

The metallogenic analysis includes: the characteristic of mineralogical and geochemical peculiarities of the iron, iron-germanium and tungsten ores of the Right-Bank Region; the distinctive signs of the different age levels of these ores; the fractional stratigraphic schemes of the Ingulo-Inguletskian and Krivoy Rog series of the region; the general peculiarities of germanium distribution in the. iron-silicon formations of the early Proterozoic; as well as

new ideas on the genesis of the germanium accumulation in the iron-ore deposits.

Ключові слова: залізо, вольфрам, германій, елемент, порода, руда, формація, світа, серія, район, закономірність, особливість, мінералізація, розподілення.