МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНА ГІРНИЧА АКАДЕМІЯ УКРАЇНИ

ШУБІН Юрій Павлович

УДК 553.44+549.3

ГЕОЛОГІЧНІ КРИТЕРІЇ ОЦІНКИ СХОВАНОГО ГІДРОТЕРМАЛЬНОГО ЗРУДНЕННЯ ПІВНІЧНОЇ АНТИКЛIНАЛІ ДОНБАСУ

Спеціальність 04.00.11. – “Геологія металевих і неметалевих корисних копалин”

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата геологічних наук

Дніпропетровськ - 2001

Дисертацією є рукопис

Робота викона на кафедрі геології і маркшейдерської справи Донбаського гірничо-металургійного інституту (м. Алчевськ) Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник – доктор геолого-мінералогічних наук, професор

ГОРОВОЙ Анатолій Федорович,

Донбаський гірничо-металургійний інститут (м.Алчевськ),

Міністерства освіти і науки України, завідуючий

кафедрою геології та маркшейдерської справи.

Офіційні опоненти: - доктор геолого-мінералогічних наук, професор

КОРЧЕМАГІН Віктор Александрович,

Донецький національний технічний університет

(м. Донецьк), Міністерство освіти і науки України,

професор кафедри геології і розвідки корисних копалин.

- кандидат геолого-мінералогічних наук,

ІВАНОВ Віктор Миколайович,

директор інституту геології Дніпропетровського

національного університету (м. Дніпропетровськ),

Міністерство освіти і науки України.

Провідна установа – Кримське відділення Українського державного геолого-

розвідувального інституту (м. Симферополь) Міністерства

екології та природних ресурсів України.

Захист відбудеться “ 22 ” березня 2002 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 08.080.05 по захисту дисертацій при Національній гірничій академії України Міністерства освіти і науки України за адресою: 49027, м. Дніпропетровськ-27, пр. К. Маркса, 19.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національної гірничої академії України Міністерства освіти і науки України (49027, м. Дніпропетровськ-27, просп. Карла Маркса, 19).

Автореферат розісланий “ 19 ” лютого 2002р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради

Д 08.080.05, канд. г.-м. наук, доцент А.Л. Лозовий

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. У Донбасі відомі Микитівське і Дружковсько-Ко-стянтинівське ртутнорудні поля, поліметалеві та Au-поліметалеві родовища і рудопрояви Нагольного кряжу. Геологічними роботами всановлено декілька пер-спективних ділянок на сховане гідротермальне зруднення, однією з котрих є Пів-нічна антикліналь, геологічна будова котрої дозволяє припускати існування тут промислового гідротермального комплексного сульфідного зруднення.

Зв’язок з науковими програмами, планами і темами. Дисертаційна ро-бота виконана згідно з тематикою координаційного плану науково-дослідних робіт “Дослідження і науковий прогноз закономірностей розміщення і формування родовищ корисних копалин України” на 1996-1998 р. (наказ Міністра освіти про затвердження №37 від 13.02.96.).

Метою роботи є визначення перспектив рудоносності Північної антиклі-налі Донбасу на основі аналізу структурно-тектонічних і мінералого-геохімічних критеріїв і їх зіставлення з геологічними умовами відомих родовищ і рудо-проявів суміжних районів Донбасу, одержання рекомендацій з підвищення ефек-тивності пошукових і розвідувальних робіт.

Головні задачі досліджень:

1.

2.

3.

Ідея роботи – встановлення геологічних критеріїв оцінки схованого гідротермального зруднення в межах Північної антикліналі Донбасу на основі аналізу комплексної геологічної інформації.

Об’єкт дослідження - Північна антикліналь, в межах котрої відомі багаточисленні прояви Hg, Li і Pb-Zn зруднення.

Предмет дослідження - структурно-тектонічні і літологічні особливості, гідротермальна мінералізація Північної антикліналі.

Методи досліджень. Структура проведених досліджень обумовлена по-слідовністю польових, лабораторних і камеральних робіт з наступною інтер-претацією отриманих результатів. Узагальнені дані з тектоніки кристалічного фундаменту (за даними глибинного сейсмозондування (ГСЗ)), літологія і структура осадового чьохла, виявлені найбільш перспективні зони для можливого проникнення гідротермальних розчинів і рудовідкладення, узагальнені і проаналізовані матеріали з мінералого-геохімічних особливостей Північної антикліналі і Центрального Донбасу вцілому. У відібраному на проявах жильної мінералізації Північної антикліналі кам’яному матеріалі вивчений мінеральний склад, кристаломорфологічні, структурно-текстурні особливості, вікові взаємо-відносини, наведений їх мікроскопічний опис, діагностика мінералів завірена рентгенівським, спектральним фазовим, мікрозондовим аналізами, вивчений хімічний склад мінералів і вміст элементів-домішок, виконане їх зіставлення з родовищами і рудопроявами Головної антикліналі. Використане вчення про типоморфізм мінералів і онтогенічний підхід до вивчення геологічних об’єктів.

Достовірність результатів роботи. Достовірність наукових положень, вис-новків і рекомендацій підтверджується великим об’ємом фактичного матеріалу, використанням апробованих методик відбору і обробки проб, виконанням аналітичних досліджень в атестованих лабораторіях Луганської і Артемівської ГРЭ, ІГРР НАН України, збігом теоретичних положень і отриманих результатів.

У роботі захищаються наступні наукові положення:

1.

2.

3.

4.

Новизна і наукова значущість визначається наступними результатами:

1.

2.

3.

Практичне значення роботи полягає у наступному:

1.

2.

3.

Впровадження результатів дисертації. Результати дисертації впроваджені у Державному регіональному геологічному підприємстві “Восток” (акт впро-вадження від 05.06.2001р.).

Особистий внесок автора - формулювання мети і задач досліджень, наукових положень, які захищуються, висновків і рекомендацій, встановлення геологічних пошукових критеріїв схованого гідротермального зруднення, оцінка перспектив рудоносності Північної антикліналі.

Апробація результатів роботи. Результати дисертаційної роботи допові-дались на науковій конференції, присвяченій 80-річчю з дня народження Є.К.Ла-заренко (м. Львів, грудень 1992), на міжнародних конференціях "Глибинна будова літосфери і нетрадиційне використання надр Землі” (м. Київ, травень 1996), на ІІ Науково-практичній конференції “Нестеренківські читання” (м. Дні-пропетровськ, червень 2001), на науковій конференції “Актуальні проблеми гео-логії, пошуків і розвідки родовищ корисних копалин” (м. Донецьк, вересень 2001) і щорічних науково-технічних конференціях ДГМІ (м. Алчевськ, 1993-2001).

Публікації. Основні положення виконаних досліджень викладені у 12 наукових працях: 5 – у фахових наукових виданнях, 5 матеріалах і тезах наукових конференцій, 2 депонованих рукописних роботах.

Структура і об’єм дисертації. Дисертація, загальним об’ємом 189 сто-рінок (126 основного тексту), складається з вступу, 6 розділів, висновків і списку використаних джерел (125 найменувань), містить 21 малюнок і 36 таблиць.

Автор вдячний д. г-м. н. А.Ф.Горовому за постійну увагу і науково-методичну допомогу, геологам Луганської ГРЭ – А.І.Кисилю, А.Г.Лучінкіну за консультації і поради, А.Н.Таращану, Д.К.Возняку, І.Н.Бондаренко, С.А.Козаку (ІГМР НАН України) за допомогу у проведенні експериментальних досліджень.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Розділ 1. Геологічна вивченість.

Систематичні дослідження Північної антиклиналі були початі колишнім Геолкомом під керівництвом Л.І. Лутугіна, продовжені його учнями. У наступні роки найбільший вклад у вивченні геології і рудоносності району внесли О.П.Фісуненко, В.А.Жулід, А.Г.Лучінкін, В.М.Ткач та ін.

Методами ГСЗ встановлена розломно-блокова структура кристалевого фундаменту, виявлений Південно-Ворошиловградський глибинний розлом, який з’єднується у нижній частині консолідованої кори з глибинним розломом Головної антикліналі (Бородулін М.І. та ін., 1969).

Разом з цим недостатньо висвітлена роль глибинної тектоніки в утворенні ендогенного зруднення і розривних структур осадового чьохла в локалізації гідротермальної мінералізації, в загальних рисах досліджений мінеральний склад гідротермальної мінералізації, не встановлені критерії її оцінки.

Розділ 2. Геологічна будова Північної антикліналі.

В межах Північної антикліналі розташовані XI, XII, XIY профілі ГСЗ (Бородулін М.І. та ін., 1969-1972). Тут поверхня Мохо розташована на глибині біля 45км (занурені на захід), Конрада - біля 30км (на сході не простежується), гра-нітного слою - 10км і більше. Підйом фундаменту обмежований Волновахсько-Чьорнухінським (з заходу) і Білокалитвенським (зі сходу) глибинними розломами. Вищє залягає товща RF-D(?) потужністю 3км.

На профілях XI і XIV у кристалічному фундаменті відмічений Південно-Ворошиловградський глибинний розлом довжиною понад 100км з крутим па-діння на південь, який у нижній часині консолідованої кори зчленовується з Осевим глибинним розломом Головної антикліналі і є північною межою розповсюдження осадово-метаморфізованого комплексу докарбонових відкладів. У палеозойській товщі над цим розломом розташована Північна антикліналь, на поверхні палеозойських порід розділяє зону дрібної складчатості від зони великих лінійних складок, фіксується Червоногайським вскидом (Лучінкін А.Г., 1976).

Палеозойський поверх складений дислокованими відкладами нижнього (світа С(С) і середнього карбону. Для світ С-С характерний одноманітний літолого-фаціальний склад відкладів (алевроліти і аргілліти), флішоїдний тип розрізу, збагаченість вуглистою органікою. Решта товщі характеризується пере-шаруванням піщано-глинистих відкладень з пластами вугілля і вапняку.

Північна антикліналь – складно побудована складка порядку, довжиною 175км, яка відокремлює північну зону дрібної складчатості від зони великих лі-нійних складок, ускладнена складками і розривними порушеннями, які містять гідротермальну мінералізацію. Вона складається (з заходу на схід) з Городищенської, Фромандиєрівської ї Колпаковської кулісоподібно розташованих антикліналей ІІ порядку, розділених поперечними Тимирязівським і Казаковським зміщеннями. Гідротермальна мінералізація сукупчена в межах останньої.

Городищенська антикліналь – куполовидна складка субширотного простягання і крутими крилами, яка відноситься до групи штампових (за Ю.М. і В.М. Нагорними, 1995), ядро складене відкладеннями світ С і С.

Фромандиєрівська антикліналь – вузька асиметрична складка (падіння пів-нічного крила 15-30о, південного – 40-50о) північно-західного простягання, ускладнена брахискладками, в районі м.Петровське роздвоюється з утворенням правокулісного продовження – Петровської антикліналі (падіння південного крила 60о, північного – 20-40о). У склепінні розвинені відклади світ С і С.

Колпаковська антикліналь асиметрична, північно-західного, на сході суб-широтного простягання. Її ось ускладнена брахіантикліналями ІІІ порядку, південне крило - кулісовидно розташованими флексурами (азимут простягання 70-720). Склепіння Колпаковської антикліналі має М-образну будову з північною і південною антиклінальними гілками, до котрих приурочена розривна сіть. Серед подовжніх диз’юнктивів Колпаковської антикліналі виділені розриви склепеневої частини – Краснополянський, Мечеткінський, Щьотівський та інші (південне падіння (50-85о), амплітуди зміщень 100-600м, потужність зони роздріблення до 80м), північного - Оріхівський, Червоногайський, Ведмежанський, Ляховський (північне і південне падіння (45-80о), довжина 20-25км, ам-плітуди зміщень 100-800м, потужність зони роздріблення 60-200м) і південного крила – Картушинський, Колпаковський, Новодубовський, Прохолодний і Калинівський (південне падіння (70-900), амплітуди зміщень 100-500м, зони роздріблення потужністю 30-40м) з рясною гідротермальною мінералізацією.

У склепінні Городищенської і Фромандієрівської антикліналей проявлені субвертикальні розриви (довжиною до 4км, амплітуди зміщень до 50м і зони роздріблення до 30м). На заході Городищенської антикліналі розвинені складчасті і розривні порушення (довжина до 14км, амплитуди зміщень до 100м, південне і північне (35-70о) падіння) північно-східного простягання.

Ровенецьке поперечне підняття у палеозойському структурному поверсі відбиває поперечне горстоподібне підняття фундаменту, обмежоване Щьотів-сько-Єсаулівським і Ведмежансько-Тарасівським розломами, яке є довгоживучою глибинною структурою наскрізного типу завширшки у 40 км, яка січе кристалічний масив, складчасту область, контролює розміщення вузлів і родовищ різного віку і спеціалізації.

Найбільш порушене склепіння Колпаковської антикліналі, безперервно супроводжується серією подовжніх розломів, у районі села Червона Поляна утворюючи М-образну структуру, затухаючу на захід. Ось южної гілки антикліналі здійнята в районі сіл Курячє і Червона Поляна, супроводжуючись інтенсивними ореолами Hg, Au, Zn і Pb. Розрывні нарушення утворюють серії наближених подовжніх розломів, скупчених вздовж склепіння і крил південної гілки Колпаковської антикліналі, утворюючи суцільну розривну сіть завширшки у 3-5км.

У східній частині Колпаковської антикліналі простежені Павлівська и Све-рдловська лінійні зони позитивних гравітаційних аномалій (простягання 31-320) і зони деформацій гравітаційного поля (простягання 5-10о), котрі фіксуються здій-манням осей, кулісовидним зчленуванням, вигинами або згасанням складок, вигинами розривних нарушень, проявом поперечних скидів, геохімічними Hg і гідрогеохімічними аномаліями Ag, Hg, Li, F, Ba і Pb, проявами водню і гелію у розчинених газах підземних вод.

В межах Колпаковської антиклінали, в місцях перетину подовжніх і поперечних структур розташовані Щьотівський (на перетині Щьотівської антикліналі Щьотівсько - Єсаулівським глибинним розломом), Східнокартушинський (Мечеткінська і Ребриківська антикліналі, на ділянці зближення подовжніх диз’юн-ктивів, коліновидного вигину Ведмежанського диз’юнктиву), Ведмежанський північно-західний (північне крило Курячівської антикліналі, на ділянці S-об-разного вигину Ведмежанського скиду), Ведмежанський південно-східний (на перетині Курячівським скидом Нагорної антикліналі в зоні розвитку Павлівської поперечної зони), Східнокурячівський (на S-образному вигині Курячівського скиду, між Курячівською і Свердловською поперечними зонами), Дорожній (на вигині Червоногайського вскиду), Провальский (на перетині синклінального елементу Північної антикліналі зі Східною поперечною зоною), Калинівський (на вигині Калинівського вскиду) вузли з сукупченою гідротермальною мінера-лізацією. На Городищенській площі гідротермальна мінералізація найбільш скупчена на Тимирязівській ділянці (західне замикання Петровської антикліналі).

Розділ 3. Особливості розміщення гідротермальної мінералізації.

Гідротермальна мінералізація встановлена в межах Городищенської (Городищенська і західна частина Фромандієровської антикліналі), Краснополянської (східна частина Фромандієровської і західна Колпаковської антикліналей) і Свердловської (східна частина Колпаковської антикліналі) площах.

На Городищенській площі виявлені Ящиківський прояв і точки мінералі-зації ртуті: Вергулівська, Чьорнухінська, Селезнівська, с.Артема, м.Петровське, с.Іванівка, №4, №22 - 25, №50 - 52, №62 і срібла - №84. Шліхові ореоли кіноварі широко розповсюджені (Софіївські і Вергулівські складки, Городищенська, Петровська, і Фромандієровська антикліналі, зона Мануїлівського, Геофізичного, Софіївського і Чьорнухінського насувів, Оріхівська синкліналь) з піритом і баритом, рідше з галенітом, сфалеритом, арсенопіритом, антимонітом, халько-піритом та зігенітом. Галеніт виявлений у корінному заляганні (зона Мануїлівського і Чьорнухінського насувів, склепіння Фромандиєровської, Петровської та Іванівської антикліналей), у шліхах (крила Північної антикліналі). Сфалерит встановлений на північному крилі Петровської і Фромандиєровської антикліналей, зігеніт – у зоні Мануїлівського насуву, антимоніт з арсенопіритом і киноваррю у шліхах – на північному крилі Фромандиєровської антикліналі. Геохімічні і шліхові ореоли Hg просторово не співпадають, перші приурочені до склепіння Північної антикліналі, другі – до її крил. Мінеральний склад Городищенської площі простіше, потужність і довжина жил менша, ніж іншої частини Північної антикліналі, жильна мінералізація скупчена у склепінні Північної антикліналі. На Городищенскій площі максимум Li встановлений у зоні зміщення Петровської і Городищенської антикліналей, Ag– у склепінні і на південному крилі Північної антикліналі, F і Ag – Мануїлівскому насуві, Hg – на західному замиканні Іванівської і в склепінні Фромандієровської антикліналей. Встановлені знаки проявів (у корінному заляганні) Pb – в ядрі Іванівської синкліналі, Co (0,01%) у склепінні, а Li (0,1%) на північному крилі Петровської антикліналі.

На Краснополянскій площі встановлені точки мінералізації – Hg: №76-79, №87, №101-102, Новобулаховська і Щьотівська, Li – 8 точьок (Щьотове-Курячє), Zn і Co - Краснополянська, Co – Картушинська, Ag -№84-85, №103-106, Hg-Li - Картушинська, №81 Hg-Pb-Zn, №83 – Hg-Li-Pb-Zn, вздовж південного крила Північної антикліналі (світи С-С) прояви Pb, Zn, Hg і Li, вздовж північного (світа С) – прояви поліметалів.

На Свердловскій площі відмічені точки мінералізації – Hg: Верхньо (№38) і Середньопровальска, Li – Червоногайська, As – Верхньодеревеченська (№24), Au – Королівська (№39), Hg-Pb-Zn х.Дубового, Pb-Zn Ведмежанської ділянки (Pb-Zn №1, №3-5, Hg-Li-Pb-Zn №2 б.Крутої), Північнодолжанське Hg-Li поле.

На Краснополянскій (Щьотівська ділянка), Свердловській (Ведмежанська і Свердловська ділянки) площах встановлені прояви комплексної гідротермальної мінералізації (Hg, Li, Pb, Zn, As, Co, Au), разміщеної в зонах подовжніх розривів північного крила (Червоногайський, Оріхівський, Ляхівський, Ведмежанський), склепіння (Краснополянський, Мечеткінський, Щьотівський, Орловський, Про-вальський, Курячевський) і південного крила (Картушинський, Колпаковський, Новодубовський, Прохолодний, Калинівський).

Спільні минерали (у корінному заляганні) трьох груп диз’юнктивів Колпаковської антикліналі - пірит, галеніт, сфалерит, кіновар, діккит, донбасит, ректорит і барит, відрізнювальні склепіння – самородне золото, арсенопірит, халькопірит і зігеніт, північного крила – самородне золото, арсенопірит, халькопірит і Ag-тетраедрит, південного – арсенопірит, халькопірит, міллерит і кіновар. Спільні мінерали шліхових ореолів – пірит, галеніт, барит і кіновар, відріз-нювальні склепіння – халькопірит і арсенопірит, північного крила – арсенопірит, південного крила – сфалерит. Геохімічні ореоли і точечні аномалії першої групи диз’юнктивів різноманітні і інтенсивні (Au, Ag, Pb, Zn, Cu, Co, Ni, As, Li, Hg, Mo, Mn) порівняно з такими другої (Hg, Li, Ba, Au, As, Ni, Co і Pb) і третьої (Hg, Li, Au, Ag, Pb і Zn) груп. Гідрогеохімічні ореоли першої групи диз’юнктивів – Zn, Li, Ba, Pb, Ag, Cu, Sr, Sb, F і Ti, другої – Zn, Ba, Pb, Ag, Cu, F, Ti і Hg, третьої – Ba, Pb, Ag і F. Вздовж склепіння Колпаковської антикліналі з заходу на схід збільшується роль халькопіриту, самородного золота, диккіту, донбаситу і ректориту, вздовж північного крила – зігеніту, Ag-тетраедриту і кальциту, південного – халькопіриту, міллериту та ректориту.

В напрямку від Краснополянської до Городищенської площі різко знижуються інтенсивність і масштаби геохімічних і шліхових ореолів, корінної мінералізації, зменшується кількість жильних мінералів. В місцях перетину подовжніх і поперечних структур виділені вузли мінералого-геохімічних аномалій (Щьотівський, Східнокартушинський, Ведмежанський північно-західний, Ведмежанський південно-східний, Східнокурячевський, Дорожний, Провальський, Калинівський). Вздовж склепіння Колпаковської антикліналі с заходу на схід збіль-шується роль халькопіриту, золота, диккіту, донбаситу і ректориту, вздовж північного крила – зигеніту, Ag-тетраедриту і кальциту, південного – халькопіриту, міллериту і ректориту, гідротермальна мінералізація (диккіт, ректорит, самородне золото і халькопірит), геохімічні (Au, Ag, Hg і Li) і гідрогеохімічні ореоли охоплюють склепіння і крила Колпаковської антикліналі. Геохімічні ореоли Сu, Pb і As розташовані вздовж північної гілки поля мінералого-геохімічних аномалій, яке розширюється на схід, Zn – вздовж південної.

Розділ 4. Речовий склад гідротермальної мінералізації.

Гідротермальні мінерали Північної антикліналі наведені у таблиці.

Таблиця

Розповсюдження гідротермальних мінералів Північної антикліналі

Мінерали | Головні | Другорядні | Рідкі

Нерудні | кварц | кальцит | доломит

анкерит | діккит | родохрозит

донбасит | апатит | магнезит

ректорит | барит

Mg-Fe хлорити | каолінит

Рудні | пірит | кіновар | аргентотетраедрит

арсенопірит | цинк | цинкіт

галеніт | халькопірит | прустит

сфалерит | міллерит | самородне золото

зігеніт | вюртцит

Примітка. Підкреслені мінерали вперше виявлені автором на Північній антикліналі.

Самородне золото встановлене у зоні Оріхівського, Картушинського та Прохолодного розривів у вигляді дрібних (до 0,1мм) виділень, збагачене сріблом (до 23%), відносно-низькопробне (Au до 77,8%), утворене на малих-середніх глибинах (Латиш І.К., 1997).

Пірит представлений кристалами (у центральній частині гексаедрами і пентагондодекаедрами, на периферії – гексаедрами та октаедрами), агрегатами і гніздами. У зоні Щьотове-Ведмежанка пірити найбільш збагачені елементами-домішками (%): Ni (до 0,03), Co (до 0,09), As (до 0,5), Ag (до 0,03), Sb (до 0,02) і мають високі (до 6) Co/Ni співвідношення, характерні для гідротермальних піритів Нагольного кряжу і біляповерхневих Au-Ag родовищ.

Галеніт утворює кубічні і кубоктаедричні кристали і агрегати, містить домішки (%): Mn (до 0,006), Cu (до 0,07), Zn (до 0,48), Cd (до 0,06), Sb (до 0,07), що вказує на малі і середні глибини утворення. Максимальний вміст Ag і Sb встановлений у галенітах Ведмежанської ділянки.

Сфалерит утворює тетраедричні і октаедричні кристали. Темно-коричне-вий мінерал з емульсиєвидною вкрапленістю халькопіриту, містить домішки (%) Fe (до 6,8), Сd (до 2,5), Mn (до 0,17), Cu (до 0,04), Ag (до 0,04), зелений - Ag (до 0,04), Cd (до 1,8), Fe (до 2). Світлозабарвлені різновиди асоціюють з кіноваррю та баритом.

Халькопірит утворює зерна і тетраедричні кристали з підвищеним вмістом (%) Ag (0,04), Sb (до 0,08) і Co (до 0,04), не характерними для мінерала Нагольного кряжу.

Кіновар встановлена у вигляді кристалів пінакоїдального, зплощеноромбо-едричного, гостроромбоедричного і ромбоедричного габітусів. У бордовій кіноварі містяться домішки (%) Zn (до 0,5) і Ag (до 0,13), в алій – Zn (до 0,2).

Низький вміст As (29,3-31,0 атом.%) і підвищений - S (36,2-37,4 атом.%) зближує арсенопірити Північної антикліналі і Микитівського рудного поля. Постійно містяться домішки (%) Ni (до 0,42) і Co (до 0,32), іноді Sb (до 0,12) і Ag (до 0,05). Співвідношення As/S мінерала (0,785-0,856) близькі до таких Микитівського рудного поля (0,78-0,83), проміжні між сульфідами Микитівського рудного поля і Нагольного кряжу і свідчать про низькотемпературне утворення. За сумою металів (Fe+Ni+Co) арсенопірити Північної антикліналі близькі до таких поліметалевих і Au-поліметалевих родовищ і рудопроявів Нагольного кряжу.

Zn-Ag-тетраедрит вперше встановлений на Північній антикліналі у протолочках жильного матеріалу Ведмежанської ділянки у зростках з арсенопіритом і широко відомий у Нагольному кряжі. Хімічний склад мінералу, всановлений за результатами мікрозондового аналізу (Cu8,19Ag1,25Zn1,26Fe0,68Sb4,09S13,21) близький до складу тетраедритів Нагольного кряжу. Переважання Sb над As у бляклих рудах відображає лужне, відновлююче середовище мінералоутворення.

Цинкіт вперше виявлений на Північній антикліналі (Північнодолжанське ртутнорудне поле) і Донбасі в цілому у терриконі шахти “Червоний Партизан” у вуглистих аргіллітах у вигляді жил потужністю 1см, складених тонкодисперсною сумішшю кальциту (3,842; 3,030; 2,492; 2,281; 2,091; 1,910; 1,873 A) і цинкіту (2,809; 2,593; 2,474; 1,620; 1,477; 1,379 Е) – ?алькоцинкіту цегляно-червоного кольору, містить (%): Zn (0,5), Ca (10), Pb (0,015), Ba (0,1), Ti (0,15), Mg (0,7), Mn (0,05) та інші. Рентгенометрично діагностований прустит (2,227; 2,545; 2,749; 3,267 Е).

Кварц заповнює згідні і cікучі жили. Зерна кварцу ізометричні, стовбчасті і стебельчасті, границі зерен гранні, рівні, ступінчасті і хвилясті. Виділяються шестуватий і зернистий кварци. У першому містяться вторинні ГРВ овальної, округлої, рваної і вугловидної форм, форми негативних кристалів розміром до 0,02мм, наповненням - 80-95%, Тгом=125-1400С, 160-180оС. Він утворює лінзи, жили і прожилки у пісковиках, характеризується симетрично-смугастою ізоструктур-ною змичною і асимитрично-смугастою ізоструктурною попарнозмичною, симетрично-смугастою ізоструктурною розмичною текстурами. Друзовий кварц розвинений у склепінні Північної антикліналі, несе сліди внутри і пост-мінералізаційних зрушень. У пізніх зонах росту кристалів розвинені карбонати, апатит, хлорит і кіновар, ранніх - сфалерит, у друзових порожнинах – галеніт і донбасит. Максимально насичений ГРВ (вторинні, вуглекислотно-водні, округлі, овальні, наповнення 80-90%, Тгом 110-2200С) – сульфідоносний кварц. Зернистий кварц асоціює з сульфідами, гірським кришталем, анкеритом, апатитом, хлоритом, несе сліди тектоничних зрушень, характеризується полігональною неструктурованою рівно і нерівнозернистою і полігональною пойкілітовою структурами. Текстури – літоблокова базальна, літоблокова решітчаста, літоблокова крустифікаційна і літоцементна лінійно-смугаста. Насичений ГРВ кварц з сульфідами (Тгом 110-1350С і 210-2250С). На кристалах розвинені грані ромбоедрів, гексагональної призми, рідше - тригональної дипіраміди {111}. Габітус - призматичний, призморомбоедричний і ромбоедричний. Кристали рудного кварцу призморомбоедричні і призматичні з гексагональним поперечним перетином, кришталеносного - призматичні і подовженопризматичні з тригональним поперечним перетином. На західному замиканні Північної антикліналі розвинені призморомбоедричні і ромбоедричні кристали триклинного вигляду, сірі з жирним блиском, з включеннями вуглеводнів. Гірський кришталь часто роздріблений і регенерований, що негативно для виявлення родовищ п’єзокварцу. Двійники дофінейскі і бразильські. На гранях ромбоедрів переважають зплощені пірамідки типу. У жильних кварцах встановлені: Mg, Ni, V, Cr, Zr, Ge, Ti, Fe, Mn, Ca і Al.

Каолініт відомий на західному замиканні Північної антикліналі і в північній зоні дрібної складчатості в ассоціації з кварцем, диккітом, піритом, марказитом, сфалеритом, галенітом і халькопіритом, діагностований рентгенометрично.

Диккіт заповнює прожилки і гнізда, утворює присипки на кварці і анкериті, оторочки вздовж зальбандів жил, наліти і присипки на стінках тріщин, мітелчасті агрегати подовжених кристалів. Ртутне зруднення кварц-диккітового типу супроводжують укорочені, ізометричні кристали (l/b до 2). На Щьотівській і Ведмежанскій ділянках утворює ізометричні (l/b до 2) і подовжені (l/b до 5) луски.

Донбасит розвинений у зонах тектонічних нарушень, заповнює друзові порожнини у кварцових і кварц-анкеритових жилах, утворює примазки на дзеркалах сковзання, має тонкозернисту, лускувату і радіально-проміневу будову, блідо-зелений з голубуватим відтінком, утворює прожилки у зальбандах жил і оторочки навколо уламків вміщуючих порід або кристалів анкериту. У зонах обілення асоціює з гідрослюдою мусковітового ряду модифікації 2М1.

Хлориты (Mg-залізисті і залізисті) утворюють оторочки кварцових жил і прожилків, крустифікують уламки вміщуючих порід, виповнюють гнізда у кварцових жилах, утворює радіально-проміневі і червеобразні агрегати. Хлорит шахти “Червоний Партизан” є сумішшю Mg-Fe хлориту і диоктаедричної слюди.

Ректорит встановлений у кварцових і кварц-анкеритових жилах склепеневої частини Північної антикліналі у тектонічних тріщинах, цементує ділянки катаклазу і роздріблення жил, у зоні зім’ять глинистих сланців в асоціації з донбаситом, зеленим сфалеритом, галенітом, халькопіритом, зігенітом і кіноваррю.

Апатит встановлений у кварцових, кварц-анкеритових, кварц-хлоритових жилах. Мінерал білий, безколірний, рожевий, утворює таблитчасті (за рахунок граней пінакоїда {000}) кристали розміром 0,1-5мм, деформований, корро-дований кварцом, донбаситом і диккітом. Пізній апатит товстотаблитчастий і ізометричний. Домінують також грані дипіраміди {102}, слабо розвинені грані призми {100}. Біля зальбандів кварцових жил кристали більш ранні (зплощені, пластинчасті), порівняно простої огранки. За результатами заміра показника заломлення мінерал відноситься до фторапатиту (No=1,6320,002; Ne=1,629 0,002). Блідо-рожевий колір і зплощені таблитчасті кристали – типоморфні ознаки рудних жил Донбасу. Такий апатит встановлений на Північній антикліналі.

Характеристика інших мінералів наведена за літературними даними.

Мінеральний склад гідротермальної мінералізації Головної і Північної антикліналей близькі. Інтенсивність і різноманітність сульфідної мінералізації останньої менша (не встановлені марказит, антимоніт, буланжерит, джемсоніт, бурноніт, пірротин, ульманіт, герсдорфіт, аргентит та інші). Це може бути пояснене більш слабкою вивченістю Північної антикліналі де вперше виявлені Zn-Ag-тетраедрит, цинкіт і прустит. Мінеральні комплекси, кристаломорфологічні, конституційні і термобарогеохімічні особливості гідротермальних мінералів Північ-ної антикліналі свідчать про середньо-низькотемпературні умови мінерало-утворення середньо-малих глибин і близькі до таких Головної антикліналі.

Типоморфні ознаки гідротермального зруднення обумовлені мінеральним складом, структурними, кристаломорфологічними, конституційними, термобарогеохімічними особливостями окремих мінералів, текстурними ознаками мінеральних агрегатів, мінеральними парагенезисами. Рудний кварц характеризується зернистими і друзовими агрегатами, гексагональним перетином призматичних кристалів, максимальною флюїдонасиченістю і широким діапазоном температур гомогенізації ГРВ. Рудний пірит утворює пентагондодекаедричні і кубопентагондодекаедричні кристали з підвищеним вмістом Co, Ni, Cu, As, Mn, Sb і Ag. Зігеніт і міллерит - типоморфні мінерали ртутних проявів кварц-ректоритового типу в Донбасі. Різке переважання Sb над Bi у галенітах свідчить про невеликі глибини кристалізації (невеликий рівень ерозійного зрізу) і можливості прогнозування зруднення на глибину. Розвиток декількох генерацій сфа-лериту і кіноварі збільшує перспективи виявлення промислового зруднення. Мінеральні асоціації, кристаломорфологія, хімічний склад арсенопіритів Пів-нічної антикліналі проміжні між ртутними і поліметалевими родовищами і рудопроявами Головної антикліналі і тому на Північній антикліналі ймовірне встановлення комплексного ртутно-поліметалевого зруднення. Розвиток само-родного золота, Ag-тетраедриту і пруститу на фоні широкого розповсюдження галеніту, сфалериту та кіноварі також позитивно для виявлення комплексного зруднення. Низький вміст Ge у кварцах Північної антикліналі - негативна ознака на виявлення ртутного зруднення кварц-диккітового типу. Скульптура граней ру-дного кварцу відмінна від кришталеносного кварцу. Підвищений вміст елементів-домішок у мінералах Ведмежанського і Щьотівського вузлів вказує на інтенсивне проявлення гідротермальної мінералізації і підвищену металоносність мінералоутворюючих розчинів. Підвищенний вміст Hg, Li, Cd і Bi у диккіті, донбаситі та ректориті відзеркалює схожу металоносну спеціалізацію мінерало-утворюючих розчинів, схожий тип зруднення. Фторапатит Північної антикліналі подібний до такого з рудних жил Нагольного кряжу. Підвищений вміст деяких елементів-домішок у карбонатах (анкерит - Pb і Co, кальцит - Pb, Ag i Mo, родохрозит – Ag, Zn, Co i Ni) важливо для пошукових цілей.

Розділ 5. Ізотопно-геохімічні особливості і фізико-хімічні умови формування гідротермальної мінералізації.

Значення ізотопних відношень вуглецю (‰РДВ -5,4…-1,0), кисню (‰ SMOW +24) у гідротермальних карбонатах проміжні між поліметалевими ро-довищами Нагольного кряжу і Sb-Hg Микитівського рудного поля. Значення ?13С кальцитів кварц-хлорит-кальцитових жил Північної антикліналі (+2,7…+10,2), а магнезіт-доломітових (?13С -7,0…-7,4). Ізотопний склад вуглецю у карбонатах зони Ровенецького підняття “найлегкіший”. Ізотопно-свинцеві співвідношення у галенітах (B+J) близькі до таких Головної антикліналі (B i J+B).

Для рудоносних кварців Щьотівської і Ведмещанської ділянок характерні максимальна флюїдонасиченість (до 10%), підвищена доля газової фази у ГРВ (до 20%), трубчаста і субізометрична форма ГРВ, максимальні температури го-могенізації та їх розкид (110-220оС).

У кварцах Північної антикліналі різко переважають вторинні включення, відзеркалюючі процеси накладення більш пізньої мінералізації, для них ха-рактерна гетерогенізація гідротерм, яка супроводжувалась закипанням розчинів (на Павлівському прояві при 192-193С і тиску 45-48 мПа, за А.І.Зінчуком, 1984).

Гідротермальна мінералізація Північної антикліналі сформувалась із середньо-низькотемпературних розчинів за температур 170-250оС і тиску 45-48мПа (за А.Ф.Горовим). Розчини, які формували кварц-анкеритові жили були насичені СО2, а кварц-кальцит-хлоритових і кварц-ректоритових - водні, утворились з во-дних розчинів (рідинної СО2 не виявлено) за температур 217-245оС. За Ю.Г.Май-ським (1973) температура утворення кіновар-донбаситової мінералізації до 120С.

Вміст СО2 у ГРВ кварців Північної антикліналі, Нагольного кряжу, Микитівського і Дружковсько-Костянтинівського рудних полів близькі між собою (за А.Ф.Горовим, 1986). Для деяких кварців кварц-ректоритових і кварц-хлорит-диккітових жил характерні вуглеводневі включення (за Д.К. Возняком, 1976).

Розділ 6. Критерії оцінки схованого гідротермального зруднення Північної антикліналі.

Нами розглянуті літологічний, структурно-тектоничні і мінералого-геохімі-чні критерії оцінки схованого гідротермального зруднення Північної антикліналі.

Літологічний критерій – із збільшенням ступеня метаморфізму вирівню-ються фізико-механічних властивості гірських порід і гідротермальна мінера-лізація заповнення тріщин може розміщуватись серед піскових і глинистих порід. Відносна однорідність складу вміщуючих порід Північної антикліналі (світи С-С) і фізико-механічних властивостей, їх хімічна інертність обумовили розвиток мінералізації виповнення тріщин із слабо вираженими ореолами навколо-жильного метасоматозу і значною розтягнутістю мінералізації по вертикалі.

Структурно-тектоничні критерії оцінки зруднення проявлені на трьох рівнях. Рівень глибинної тектоніки – глибинні розломи кристалевого фундаменту (подовжній Південно-Ворошиловградський і поперечні Ровеньковської структу-ри) грали роль рудопідводячих каналів. Рівень регіональної тектоніки осадового чохла – сполучення великої (Північної) антикліналі, яка виконує концентруючу роль по відношенню до висхідних гідротермальних потоків з подовжніми (Щьо-тівський, Ведмежанський, Мечеткінський та інші) і поперечними диз’юнктивами, виконуючими рудопідводячу, рудоросподіляючу і рудолокалізуючу роль. Рівень локальної тектоніки – системи малоамплітудних скидів, поперечно і діагонально орієнтованих тріщинних систем і систем тріщинуватості, зони деструкції, зім’ять, роздріблення, розлистування вміщуючих порід як правило примикаючі до великих диз’юнктивів виконували рудолокалізуючу роль.

Мінералого-геохімічні критерії встановлені на основі порівняння особливостей гідротермальної мінералізації родовищ та рудопроявів Нагольного кряжу і Микитівського рудного поля з одного боку і гідротермальної мінералізації Пів-нічної антикліналі, з іншого боку. Порівняння виконане за мінеральним складом, кристаломорфологією і конституцією окремих мінералів, структурно-текстурни-ми особливостями кварцу, геохімії мінералів (мікродомішки), термобарогеохімії кварцу і карбонатів, ізотопно-вуглецевим, ізотопно-кисневим (у кальцитах) та ізотопно-свинцевим (у галенітах) відношенням. Співпадаючими або близькими були: мінеральний склад, кристаломорфологія мінералів (кварц, диккіт, пірит, арсенопірит, галеніт, сфалерит, халькопірит і кіновар), структури кварцу, хімічний склад (пірит, арсенопірит) та елементи-домішки (самородне золото, пірит, арсенопірит, галеніт, сфалерит, тетраедрит, диккіт), термобарогеохімія ква-рцу і карбонатів, ізотопні відношення вуглецю у карбонатах і свинцю у галенітах.

Спільний осередок, приуроченість до генетично споріднених глибинних розломів, єдиний структурний контроль мінералізації, близькість мінералого-геохімічних особливостей гідротермальної мінералізації Головної і Північної антикліналей дозволяє вважати останню перспективною по виявленню схованого гідротермального зруднення подібного походження і складу.

ВИСНОВКИ

Дисертаційна робота є закінченим самостійним науковим дослідженням, в котрому на основі теоретичних і експериментальних досліджень вирішена актуальная задача з оцінки рудоносності Північної антикліналі Донбасу, що дозволяє цілеспрямовано і ефективно проводити в її межах пошуково-розвідувальні роботи.

Під час виконання роботи отримані наступні результати.

Наукові результати. Гідротермальна мінералізація Головної і Північної антикліналей має спільний рудогенеруючий осередок, в межах котрого зчлено-вуються Осевий і Південно-Ворошиловградський глибинні розломи. Головним рудопідводячим каналом для проникнення рудоносних гідротермальних розчинів слугував Південно-Ворошиловградський глибинний розлом кристалічного фундаменту.

Встановлені спільні і специфічні мінерали корінного залягання і шлі-хових ореолів, хімічні елементи геохімічних і гідрогеохімічних ореолів у по-довжніх диз’юнктивах і у вузлах мінералого-геохімічних аномалій, розташованих на перетині різноорієнтованих диз’юнктивів. Рудопідводячими і рудорозподіля-ючими каналами в осадовому чохлі були подовжні диз’юнктиви склепіння і крил Північної антикліналі. Встановлені особливості просторового розповсюдження гідротермальної мінералізації, елементів геохімічних і гідрогеохімічних ореолів.

В зоні Щьотівського і Ведмежанського диз’юнктивів, особливо у вузлах перетину їх поперечними порушеннями, найбільш скупчена гідротермальна мі-нералізація (до 15 мінералів), шліхові (до 6 мінералів), літогеохімічні (до 8 еле-ментів) і гідрогеохімічні (до 7 елементів) ореоли, ореоли піритизації та аргіллізації.

У складі гідротермальної мінералізації Північної антикліналі вперше опи-сані цинкіт, Zn-Ag-тетраедрит і прустит, наведені нові відомості про самородне золото, пірит, галеніт, сфалерит, халькопірит, кіновар, арсенопірит, кварц, диккіт, донбасит та інші хлорити, ректорит та апатит.

Типоморфні ознаки гідротермального зруднення обумовлені мінеральним складом, структурними, кристаломорфологічними, конституційними, термоба-рогеохімічними особливостями окремих мінералів, текстурними ознаками міне-ральних агрегатів, мінеральними парагенезисами.

Мінеральні комплекси, кристаломорфологічні, конституційні і термобаро-геохімічні особливості окремих мінералів (кварц, арсенопірит, галеніт, сфалерит, самородне золото) гідротермальних проявів Північної антикліналі свідчать про середньо-низькотемпературні умови мінералоутворення середньо-малих глибин і близькі до таких Головної антикліналі.

Вироблені літологічний, структурно-тектоничні і мінералого-геохімічні критерії оцінки гідротермальної мінералізації Північної антикліналі.

Літологічний - відносна однорідність складу і фізико-механічних вла-стивостей вміщуючих порід, їх хімічна інертність обумовили розвиток мінера-лізації виповнення тріщин із слабо вираженими ореолами навколожильного метасоматозу і значною її розтягнутістю по вертикалі. Структурно-тектоничні критерії проявлені на трьох рівнях (глибинна, регіональна і локальна тектоніка).

Мінералого-геохімічні критерії основані на співпадінні і близькості мі-нерального складу, кристаломорфології мінералів (кварц, диккіт, пірит, арсено-пірит, галеніт, сфалерит, халькопірит і кіновар), структур кварцу, хімічного скла-ду (пірит, арсенопірит) і вмісту елементів-домішок (самородне золото, пірит, арсенопірит, галеніт, сфалерит, тетраедрит, диккіт), термобарогеохімії кварцу і карбонатів, ізотопних відношень вуглецю у карбонатах і свинцю у галенітах родовищ і рудопроявів Нагольного кряжу і Микитівського рудного поля з одного боку і гідротермальної мінералізації Північної антикліналі, з іншого боку.

Схожість мінерального складу, кристаломорфологічних, конституційних, термобарогеохімічних і ізотопногеохімічних особливостей окремих мінералів Північної і Головної антикліналей свідчать про близкість умов мінералоутво-рення і підтверджує єдину генетичну природу (наявність єдиного рудогенеру-ючого осередка) гідротермальної мінералізації цих структур і дозволяє пози-тивно оцінювати перспективи виявлення в межах першої промислових рудних об’єктів комплексного типу.

Практичні результати. Побудована карта прогнозу гідротермального зруднення Північної антикліналі, в межах котрої на основі аналізу геологічних критеріїв вказані найбільш сприятливі ділянки для проведення пошуково-розвідувальних робіт.

Основні положення та результати дисертації опубліковано в роботах:

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.