Особливості генезису та термобарогеохімічні критерії золотого зруденіння - Автореферат

Стан мінерально-сировинної бази золота в Україні характеризується різкою диспропорцією між достатньо високими потенційними перспективами надр та недостатньою їхньою вивченістю. Ця методика ґрунтується на ТБГХ вивченні флюїдних включень у мінералах, що дає змогу пізнати закономірності просторово-часової еволюції фізико-хімічних умов утворення родовищ золота як підґрунтя для генетичного моделювання золоторудних процесів та виявлення нових показників зональності, чинників, що впливають на концентрацію металу, його поширення по латералі та вглиб. Напрям виконаних досліджень збігається з головними завданнями програми “Золото надр України”, є складовою частиною програм фундаментальних досліджень Міністерства освіти та науки України, що виконуються у Львівському національному університеті імені Івана Франка (тема Гк-18Б та ін.), а також госпдоговірних робіт з ДГП “Кіровгеологія”, виконавцем яких є дисертант. Головна мета досліджень - зясувати фізико-хімічні умови формування вивчених золоторудних родовищ на підставі комплексного просторово-часового термобарогеохімічного моделювання та розробити пошуково-оцінні критерії прогнозування золотого зруденіння. Наукова новизна роботи має геологічні (а), методологічні (б) та прикладні (в) аспекти: а) вперше за результатами комплексного просторово-часового ТБГХ-моделювання виявлено фізико-хімічні умови мінералоутворення на досліджуваних золоторудних обєктах Східного Саяну та України;Геологічні умови формування ендогенних золоторудних родовищ вивчало багато дослідників; цими роботами доведено, що важливі промислові типи золоторудних родовищ повязані з ділянками впливу великих орогенних гранітоїдних масивів, зонами тектономагматичної активізації, гранітно-зеленокамяними областями, вулканогенними поясами, зонами інтенсивного розсланцювання та зминання тощо. Застосування методів термобарогеохімії дає змогу виявляти характер і спрямованість еволюції мінералотворних флюїдів, сприяє відтворенню фізико-хімічної суті рудогенезу; їх застосовують безпосередньо у практиці пошуків та оцінки ендогенних родовищ (Лазько та ін., 1992; Ляхов та ін., 1995; Попівняк, 1998, 2002; Павлунь, 2003). Визначення генетичної належності включень у межах окремого кристала чи препарату здійснювали на підставі відомих класичних ознак, таких, як їхня первинність чи вторинність, перенаповнення (Калюжний, 1982) та статистичні узагальнення (побудова гістограм або варіаційних кривих за даними визначення температури гомогенізації, за величиною тиску тощо). Для визначення генетичної належності включень у межах рудних тіл, родовищ або рудогенерувальних палеосистем загалом виділяли їхні особливі генетичні сукупності - генерації включень, які формувалися з єдиної порції мінералотворних флюїдів протягом однієї стадії мінералоутворення (Попівняк, 2002). Флюїдні включення, сингенетичні з кварцом-І (перша генерація включень), зазвичай, азональні, простежуються у вигляді невеликих обємних “роїв”, або це поодинокі включення.На Барун-Холбинському еталонному золоторудному родовищі вперше здійснено термобарогеохімічне часове і просторове моделювання процесів мінералоутворення, зясовано фізико-хімічні умови відкладення золота, розроблено пошуково-оцінні критерії золотого зруденіння та прогнозні рекомендації. За результатами часового моделювання процесів мінералоутворення зясовано, що формування барун-холбинських руд відбувалося стадійно-дискретно в широкому діапазоні температури (500-70°С) й тиску (160-20 МПА). Золото відкладалося з вуглекислотно-водних хлоридно-гідрокарбонатних з Na , Ca2 , Mg2 флюїдів за температури 260-200°С під час їхнього інтенсивного кипіння, спричиненого різким зниженням тиску в системі мінералоутворення, що водночас зумовило швидку зміну густини флюїдних фаз від 0,869-0,671 г/см3 на нижніх рівнях досліджуваних рудних стовпів до 0,303 г/см3 на верхніх. Зясовано, що мінералотворні флюїди продуктивної порції надходили до рівнів локалізації руд у вигляді палеопотоків, у структурованих системах яких розміщені промислові скупчення золота. Зясовано, що на різних рівнях Барун-Холбинського родовища фізико-хімічні умови формування золотого зруденіння відрізнялися: на нижніх рівнях золоте зруденіння, приурочене до рясносульфідизованих пачок порід, формувалося за температури 340-200°С і тиску 160-100 МПА; на середніх рівнях родовища, де поширені крутоспадні малосульфідні кварцові жили й лінзи, воно утворилося за температури 280-160°С та тиску 120-20 МПА; на верхніх горизонтах формувалися прожилково-вкраплені руди за температури 220-150°С та тиску 40-20 МПА.

2.ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

На Барун-Холбинському еталонному золоторудному родовищі вперше здійснено термобарогеохімічне часове і просторове моделювання процесів мінералоутворення, зясовано фізико-хімічні умови відкладення золота, розроблено пошуково-оцінні критерії золотого зруденіння та прогнозні рекомендації.

1. За результатами часового моделювання процесів мінералоутворення зясовано, що формування барун-холбинських руд відбувалося стадійно-дискретно в широкому діапазоні температури (500-70°С) й тиску (160-20 МПА). Золото відкладалося з вуглекислотно-водних хлоридно-гідрокарбонатних з Na , Ca2 , Mg2 флюїдів за температури 260-200°С під час їхнього інтенсивного кипіння, спричиненого різким зниженням тиску в системі мінералоутворення, що водночас зумовило швидку зміну густини флюїдних фаз від 0,869-0,671 г/см3 на нижніх рівнях досліджуваних рудних стовпів до 0,303 г/см3 на верхніх. На підставі вивчення речовинного складу, морфоструктурного типу й умов локалізації барун-холбинські руди можна зачислити до помірносульфідної золото-кварцової формації середніх глибин (за класифікацією Н.В. Петровської). Загалом на підставі результатів детального геолого-структурного, мінералого-генетичного та термобарогеохімічного дослідження Барун-Холбинське золоторудне родовище віднесене нами до плутоногенно-гідротермальних мезотермальних утворень середніх глибин.

2. За результатами просторового палеотемпературного моделювання виявлено, що модель палеотемпературного поля, побудована за даними декрепітації включень, подібна за своєю конфігурацією до моделі теплового поля, створеної на підставі результатів гомогенізації включень. Отже, загальні тенденції мінливості головних характеристик палеотемпературного поля можна виявляти не тільки методом гомогенізації, а й методом декрепітації (з відомою мірою наближення до реального).

Зясовано, що мінералотворні флюїди продуктивної порції надходили до рівнів локалізації руд у вигляді палеопотоків, у структурованих системах яких розміщені промислові скупчення золота.

Визначено палеотемпературний градієнт у центральній частині флюїдних палеопотоків І та ІІ, який, на підставі даних гомогенізації включень, становить 16-18°С/100 м на глибинних рівнях флюїдної колони і 20-22°С/100 м - на верхніх; ступінь термостатування палеотемпературного поля від нижніх горизонтів родовища до верхніх поступово знижується.

3. Зясовано, що на різних рівнях Барун-Холбинського родовища фізико-хімічні умови формування золотого зруденіння відрізнялися: на нижніх рівнях золоте зруденіння, приурочене до рясносульфідизованих пачок порід, формувалося за температури 340-200°С і тиску 160-100 МПА; на середніх рівнях родовища, де поширені крутоспадні малосульфідні кварцові жили й лінзи, воно утворилося за температури 280-160°С та тиску 120-20 МПА; на верхніх горизонтах формувалися прожилково-вкраплені руди за температури 220-150°С та тиску 40-20 МПА. Отже, сучасний ерозійний зріз розкриває верхні рівні досліджуваного обєкта.

4. Аналіз водних витяжок із кварцу-IV, відібраного вздовж шляхів надходження флюїдних палеопотоків від нижніх горизонтів родовища до верхніх, дав змогу виявити в цьому напрямі головну тенденцію геохімічної еволюції середовища мінералоутворення, яка полягає у зниженні ролі сильних кислот (головно Cl-) та іонів лужних металів (зокрема, К ) за підвищення вагомості слабких кислот (HCO3-) та іонів лужноземельних елементів (Са2 , Mg2 , Ва2 ).

5. На підставі вивчення газометричних моделей виявлено пряму кореляцію між умістом золота й СО2.

6. Виявлені за допомогою часового та просторового моделювання фізико-хімічні умови мінералоутворення, що визначили просторове положення підвищеного вмісту золота на еталонному родовищі, взяті за основу розробки термобарогеохімічних критеріїв прогнозування ендогенного золотого зруденіння. Найважливіші позитивні термобарогеохімічні ознаки та критерії такі: поширення в межах досліджуваних рудних зон мінеральних асоціацій, які характеризуються наявністю включень водно-вуглекислотного складу (з різноманітними кількісними співвідношеннями фаз), повна гомогенізація яких відбувалась за температури <260°С;

інтенсивна гетерогенізація вуглекислотно-водних розчинів;

низькі ( 0,3 г/см3) значення густини СО2 у складі продуктивних вуглекислотно-водних флюїдів;

підвищений уміст СО2 у складі газових витяжок ( 85 %);

порівняно невисока загальна мінералізація флюїдів у поєднанні з середніми значеннями співвідношень (Na K )/(Ca2 Mg2 ) = 4-1 та Na /K = 7-1.

На підставі перелічених критеріїв і результатів термометричних досліджень на Барун-Холбинському родовищі здійснено прогнозну оцінку перспектив його глибоких горизонтів і флангів, а також розроблено рекомендації щодо подальшого вивчення вглиб окремих рудних стовпів.

6. Уперше під час вивчення рудопроявів Липнязького рудного вузла: виконано термобарогеохімічне дослідження стадійності процесів мінералоутворення;

зясовано умови виділення золота;

попередньо оцінено рівні ерозійного зрізу рудопроявів “Овражний”, “Контактовий”.

Генезис і температурний режим золотого зруденіння Липнязького рудного вузла зображено за допомогою шестистадійної схеми процесу мінералоутворення, що відбувався у три етапи. На підставі отриманих даних золоте зруденіння Липнязького рудного вузла зачислено до малосульфідної золото-кварцової формації, а також до порівняно термостатованих середньобаричних золотоконцентрувальних гідротермальних систем за класифікацією Ю.В. Ляхова та М.М. Павлуня. Аналогами досліджуваного обєкта в межах Українського щита можна вважати Східно-Юріївське та Клинцівське родовища. Припускаємо постмагматичну модель формування зазначених родовищ і рудопроявів; рудоносні флюїди відділялись під час диференціації гранітоїдів Новоукраїнського масиву (Бєлєвцев, 2002). Очевидно, геохімічним барєром для формування сульфідних руд були збагачені органічною речовиною вмісні породи, що створювали відновні умови.

У межах Липнязького рудного вузла сприятливі умови для відкладання золота існували на рівнях фракціонування мінералотворних вуглекислотно-водних флюїдів, які розділялися на власне водні та власне вуглекислотні порції при температурі 280-220°С і тиску 145-25 МПА.

Попередню оцінку рівнів ерозійного зрізу рудопроявів Липнязького рудного вузла здійснено на підставі: термометричних даних (у межах досліджених рудопроявів палеотемпературний градієнт становить 8,5-8,8°С/100 м);

газометричних досліджень, які виявили пряму кореляцію між умістом золота і СО2 .

Визначено припустимий вертикальний розмах палеотемпературних зон, сприятливих для золотого зруденіння, який становить у межах рудопрояву “Овражний” 1100 м, а в межах рудопрояву “Контактовий” - 900 м углиб від рівня сучасного ерозійного зрізу. Термометричні дослідження свідчать про більшу еродованість рудопрояву “Контактовий” порівняно з “Овражним”, що побічно підтверджують знахідки метану у валових газових витяжках у межах рудопрояву “Контактовий”.

Статті у наукових фахових виданнях

Фізико-хімічні умови та послідовність формування руд Східно-Юріївського родовища (за даними вивчення включень у мінералах) / Попівняк І.В., Ніколенко А.Є., Пізнюр А.В., Маківчук О.Ф., Карамишева (Павлюк) Т.О., Кирянов М.М., Ковалевський В.А., Коваль А.І., Попов М.І., Савицький В.І., Шестаков Ю.П. // Мінерал. зб. - 1995. - № 48, вип.1. - С. 84-98.

Павлюк Т.О., Попівняк І.В. Моделювання просторової мінливості палеотемпературних умов мінералоутворення Барун-Холбинського золоторудного родовища (Східний Саян) // Мінерал. зб. - 2000. - № 50, вип.1. - С. 107-113.

Павлюк Т.О. Фізико-хімічні умови мінералоутворення Барун-Холбинського золоторудного родовища (Східний Саян) // Мінерал. зб. - 2000. - № 50, вип. 2. - С. 95-106.

Павлюк Т., Попівняк І., Ніколенко П. Фізико-хімічні умови формування та оцінка перспективності золотого зруденіння Липнязького рудного вузла // Вісн. Львів. ун-ту. Сер. геол. - 2001. - Вип. 15. - С. 83-93.

Павлюк Т., Попівняк І. Еволюція хімічного складу мінералотворних флюїдів Барун-Холбинського золоторудного родовища // Мінерал. зб. - 2002. - № 51, вип. 2 - С. 69-78.

Металлогения золота Центральной области золоторудной провинции Украинского щита / Яценко Г.М., Гурский Д.К., Бабынин А.К., Сливко Е.М., Марченко Ю.Ф., Росихина А.И., Яценко В.Г., Павлюк Т.А. // Мін. ресурси України. - 2003. - № 1. - С. 14-20 .

Тези доповідей

Опыт перспективной оценки глубоких горизонтов некоторых золоторудных объектов Урик-Китойского рудного узла (Восточный Саян) / Попивняк И.В., Карамышева (Павлюк) Т.О., Ковалевский В.А., Рогов Ю.Г., Игошин Ю.А., Бухаров В.Я., Гончарук С.Г., Деревенец В.Г., Глянько Н.К. // Термобарогеохимия геологических процессов. - М.: МГП “Геоинформмарк”, 1992. - С. 161-162.

Карамишева Т.О. Особливості генезису та термобарогеохімічне прогнозування золотого зруденіння Холбинської групи родовищ (Східний Саян) // Проблеми геологічної науки та освіти в Україні: Матер. наук. конф. Львів, 19-22 жовтня 1995 р. - Львів, 1995. - С. 253.

Комплексування методів прикладної термобарогеохімії та геоіндикаційного дешифрування космоаерознімків під час вивчення рудогенеруючих систем / Попівняк І.В., Колодій О.М., Ніколенко А.Є., Єхіванов В.А., Карамишева (Павлюк) Т.О., Ковалевський В.А. // Проблеми геологічної науки та освіти в Україні: Матер. наук. конф. Львів, 19-22 жовтня 1995 р. - Львів, 1995. - С. 124-125.

Павлюк Т. Особливості генезису та термобарогеохімічне прогнозування золоторудного зруденіння Барун-Холбинського родовища (Східний Саян) // Геологічна наука та освіта в Україні на межі тисячоліть: стан, проблеми, перспективи: Матер. наук. конф., присвяч. до 55-річчя геол. ф-ту ЛНУ. Львів, 27-28 жовтня 2000 р. - Львів, 2000. - С. 88-89.

Фізико-хімічні умови мінералоутворення та перспективи золотоносності Липнязького рудного вузла (за даними дослідження флюїдних включень у мінералах) / Попівняк І., Павлюк Т., Колодій О., Ніколенко П., Ковалевський В. // Геологічна наука та освіта в Україні на межі тисячоліть: стан, проблеми, перспективи: Матер. наук. конф., присвяч. до 55-річчя геол. ф-ту ЛНУ. Львів, 27-28 жовтня 2000 р. - Львів, 2000. - С. 87-88.

Размещено на .ru