Міністерство освіти i науки України

Львівський нацiональний університет

імені Iвана Франка

УДК 553.21/.24

На правах рукопису

Павлунь Микола Миколайович

Фiзико-хiмiчні умови і зональність

розвитку молібден-вольфрамових та

золоторудних формацій

(за результатами термобарогеохімічних

досліджень)

Спеціальність 04.00.11 геологiя

металевих i неметалевих корисних копалин

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора геологічних наук

Львів-2003

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Львівському нацiональному університеті імені Iвана Франка на кафедрі корисних копалин.

Офiцiйнi опоненти:

-

-

-

Провідна установа – Український державний геологорозвідувальний інститут Міністерства екології та природних ресурсів України (м.Київ)

Захист відбудеться 26 червня 2003 р. о 12.00 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д  .051.04 у Львівському нацiональному університеті імені Івана Франка за адресою: 79005 м. Львів, вул. Грушевського, 4, ауд. 219.

З дисертацією можна ознайомитись у науковій бібліотеці Львівського нацiонального університету іменi Iвана Франка за адресою: 79005 м. Львів, вул. Драгоманова, 5.

Автореферат розісланий 21 травня 2003 р.

Учений секретар

cпеціалізованої вченої ради,

кандидат геол.-мін. наук Є.М. Сливко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність роботи полягає у необхідності створення на власній мінерально-сировинній базі золотодобувної та рідкіснометалевої галузей промисловості України, що спонукає до оперативної розробки системи науково обґрунтованих та ефективних методів великомас-штабного прогно-зування зруденіння, розшуків перспективних площ та оцінки наявних родовищ на основі рудноформаційного аналізу з урахуванням сучасних даних про фізико-хімічний режим ендогенного рудоутворення. Особливо плідним напрямом такого комплексного під-ходу до вирішення проблеми є критичне узагальнення сучасної термо-барогеохімічної (ТБГХ) інформації про закономірності зонального роз-витку відповідних груп рудних формацій у вигляді їхніх кількісно-метрич-них просторово-часових геолого-генетичних моделей [12] – на рівні окремих рудних тіл, родовищ, полів та металоге-нічних провінцій. Лише за такої умови – “з мірою та вагою” – виявляються головні риси та чинники ТБГХ-зональ-ності рудних по-лів, особливості флю-їдного режиму процесів рудоутворення та концен-трації корисних компо-нентів у різноглибинних геолого-структурних і фізико-хімічних зонах. З’яв-ляється реальна можливість впевнено діагнос-тувати ТБГХ-ознаки рудних формацій при їх конвергенції, рудному гібри-дизмі чи наявності перехідних типів родовищ, що складають споріднені рудноформаційні групи та ряди (Рундквист, 1979).

Розкриття генетичної сутності рудної формації разом з обґрунтуванням закономірностей поширення родовищ, їхньої поперед-ньої оцінки і здійснення великомасштабного прогнозування зруденіння на різних етапах їхнього вивчення та освоєння є одним із найголовніших завдань сучасного наукового аналізу рудоносних територій. Фактично йдеться про формування та розвиток принципово нової області метало-генічного аналізу – ТБГХ-моде-лювання, діагностику та прогнозування рудних формацій.

Представлена робота присвячена проблемі теоретичного обґрунту-вання та системної реалізації названих вище підходів до розв’язання пошуково-оцінювальних та розвідувально-експлуатаційних проблем молібден-вольф-рамового (Мо-W) зруденіння грейзенової формації Цен-трального Казахстану, золоторудних (Au) формацій Східного Узбе-кистану та багато в чому унікальних геолого-генетичних і формаційних типів Au-родовищ України, що поширені в різних структурно-формаційних комплексах (СФК) Укра-їнського щита (УЩ) і, частково, у фанерозойських структурах Карпат, Закарпаття й Донбасу.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження в рамках дисертаційної роботи здійснювались у руслі вико-нання Державної програми “Золото надр України” на 1996–2005 рр., затвердженої Постановою КМУ за № 532 від 16.05.1996 р., Концепції розвитку МСБ, затвердженої Постановою КМУ за № 338 від 09.03.1999 р., Спільного рішення Колегії Мінпрому та Геолкому від 23.06.1993 р., науково-дослідної програми досліджень проблеми міне-ральних ресурсів України на 1993–1999 рр. (Постанова президії НАНУ за № 159 від 17.08.1993 р.); вони є також складовою частиною програм фундаментальних досліджень Міністер-ства освіти та науки України, що виконувались і виконуються у Львівському національному універ-ситеті імені Івана Франка (ЛНУ) під науковим керів-ництвом (спів-керівництвом) автора даної роботи, а також реалізову-вались на підряд-них засадах із геологорозвідувальними експедиціями об’єднань “Центрказ-геологія”, “Таш---кентгеологія, КП “Кіровгеологія”, “Південьукргео-логія”.

Об’єкти досліджень – металогенічно спеціалізовані на золоте і молібден-вольфрамове зруденіння регіони, рудні райони, поля, родовища, що є генотипними одиницями відповідних формацій, добре розкриті гірничо-буровими виробками на глибину і фланги. Перелік конкретних об’єктів подано нижче у пункті “Фактичний матеріал”.

Основнi завдання роботи:

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

Головна мета досліджень – на базі статистично вагомих мате-ріалів комплексного і системного ТБГХ-вивчення еталонних (генотип-них) родовищ із реставрацією фізико-хімічного режиму процесів їхньо-го зонального розвитку здійснити геолого-генетичне моделювання типових Mo-W і Au-формацій, з’ясувати специфічні особливості й загальні закономірності термо-динамічного режиму їхнього онто- і філо-генезу, рудолокалізувальну роль головних фізико-хімічних чинників і дати кількісну оцінку ТБГХ-показникам, що сприяли масштабному розвитку власне продуктивного зруденіння; науково обґрун-тувати принципово нову комплексну систему формаційно-ТБГХ-прогно-зування зруденіння та експресної оцінки родовищ на різних стадіях їхнього вивчення, розвідки й експлуатації.

Наукова новизна одержаних результатів:

1.

2. Традиційно формаційний аналіз розвитку магматогенно- і, особ-ливо, метаморфогенно-гідротермальних родовищ ґрунтується на розгляді геоло-гічних і речовинних ознак, без розкриття фізико-хімічних умов і типу ТБГХ-зональності зруденіння. У даній праці шляхом порівняль-ного аналізу важливих параметричних показників флюїдного режиму розвитку формацій (температура, тиск, фазово-компонентний тип, агре-гатний стан і густина розчинів, їхня соле-газонасиченість, градієнти і тренди зміни та ін.) автор уперше намагається ліквідувати цю теоретичну й методологічну прогалину.

3. Для визначених у роботі формацій вперше в якості важливого класифікаційного таксона чільне місце відведено поняттю “термо-ста-тування гідротермальних систем”, що є подальшим розвитком ідей Н.В. Пет-ров-ської (1973–1976), теоретично-методологічних уявлень і напрацювань Ю.В. Ляхова та В.О. Нарсєєва (1985 та ін.). На цьому підґрунті автором разом із Ю.В. Ляховим уперше для України виділено шість головних геноти-пів золотоконцент-рувальних флюїдних систем із розгорнутою фізико-хімічною характе-ристикою режиму рудоутворення (зокрема, для об’єктів УЩ вперше доведено, що всі вони високобарні, високо-серед-ньотемпературні, гідротермальні, а не пневматолітово-гідротермальні, сильно- і помірнотер-мостатовані тощо) і його причинно-наслідкових, у тім числі успадкованих, зв’язків з петрогенезисом.

4. Фанерозойські родовища золота України зачислено до власне вулкано-генних гідротермальних утворень з проявами інтенсивного кипіння дегазованих розчинів низької сольової концентрації (<1–4 мас. % NaCl, Мужієве) або з періодичним закипанням слабко газосоленасичених розчинів (9–11 мас. % NaCl, Берегове). На більшій глибині фіксуються пневмато-літово-гідротермальні, імовірно плутоногенні риси процесів з обмеже-ним відокремленням CO2 (Бобрикове). Порівняння флюїдного режиму формування золоторудних родовищ фанерозою, поширених здебільшого в межах вулканічних поясів на теренах України та інших регіонів, за низкою виявле-них ТБГХ-показників рудоутворення дало змогу суттєво скоригу-вати традиційні уявлення щодо формаційної приналежності герцинсь-ких родовищ золота Бельтау-Кура-мінського вулкано-плутонічного поясу (ВПП) в Узбекистані, а також багато в чому переглянути усталені погляди щодо металогенії цього регіону.

5. З’ясовано динаміку розвитку фізико-хімічних процесів рудоут-ворення в просторі й часі, кількісно оцінено градієнтні зміни температу-ри на кожних 100 м на глибину й по латералі (?Т), а також у часі – за відношенням до тиску (?Т/ДР), що надало цим усередненим показни-кам разом із абсолютними величинами РТ-параметрів процесу належ-ної роздільної здатності при типізації родовищ як прямої функції ступе-ня термостату-вання палеогідросистем і відображення їхньої глибин-ності.

6. Для еталонних родовищ Mo-W формації грейзенової групи (Акчатау, Аксай) на підставі виявлених особливостей генотипу міне-ральних видів і низки типоморфних особливостей мінералів (топаз, пірит, флюорит) розкрито деякі мінералогічні аспекти рудноформаційного аналізу, що суттєво конкретизує речовинне обличчя родовищ відповідної формації, поглиблює уявлення щодо її природи.

7. У методологічному плані вирішено проблему раціонального виконання мас-спектро-метричних досліджень хімізму газової фази флюїдних включень у мінералах і шляхи підвищення достовірності результатів аналізів. Уперше розкрито генетичні та деякі інші чинники, що впливають на результати валового мас-спектрометричного аналізу газової фази флюїдних включень, і запропоновано методику й техно-логію виконання аналізу з урахуванням цих чинників.

8. Унаслідок комплексного аналізу закономірностей фізико-хіміч-ного режиму і зонального розвитку Mo-W і Au-формацій визначено досить вузькі інтервали ТБГХ-показників, що є оптимальними для формування продуктивного Mo-W і Au-зруденіння. На цьому підґрунті розроблено науково аргументовані ТБГХ та деякі мінералогічні критерії дистан-ційного прогнозування, розшуків та оцінки зруденіння. Важ-ливо, що роз-роблені автором комплекси ТБГХ-критеріїв та мето-дологія їхнього практичного застосування має загальне значення, у зв’язку з чим їх можна успішно використовувати для відповідних формацій у межах рудоконцентру-вальних геотектонічних зон різних регіонів. Наведено конкретні приклади апробації цих критеріїв, висока ефектив-ність яких підтвердилася під час розшуково-розвідувальних і навіть експлуатаційних робіт на багатьох рудних полях Централь-ного Казахстану і Східного Узбекистану.

Фактичний матеріал. База даних найважливіших параметричних ТБГХ-показників флюїдного режиму формування вивчених родовищ створена автором або за його участю за результатами кількох десятків тисяч визначень температури мінералоутворення методом гомогеніза-ції, сотень визначень величини і флуктуацій тиску (за включеннями СО2, NaCl і киплячих водних розчинів), кількох десятків тисяч термо-звукової і термо-вакуумної декрепі-тації, близько 150 мікрохімічних аналізів потрійних водних витяжок і понад 500 аналізів складу газів включень методом хроматографії та мас-спект-рометрії, кількох тисяч неглибоких охолоджень пластинок для діагностики наявності СО2 і визначення його густини, здійснено вивчення десятків включень у вольфраміті методом ІЧС, проаналізовано близько 60 ізотопно-геохімічних характеристик ?18О, ?14S, д13С, виконано близько 10 000 вимірів термо-е.р.с. мінералів-напівпровідників тощо. Обстеженнями, докумен-тацією та опробуванням керна свердловин і підземних виробок (штреків, штолень та ін.) за безпосередньою участю автора охоплено десятки родовищ відповідних рудних формацій (Mo-W: Акчатау, Караоба, Північний і Східний Коунрад, Скорпіон, Нура-Талди, Коктенколь, Верхнє Кай-ракти, Байназар, Акмая, Катпар та ін. в Центр. Казахстані; Au: Кизил-Алма, Кочбулак, Гульдурама, Пірміраб, рудопрояви Кочбулак-Сегенецького і Огалік-Гуш-сай-ського рудних районів у Сх. Узбекистані, в Україні – Балка Золота, Балка Широка, Сергіївське, Майське, спора-дично – Клинці, Бобриківське, Мужієвське, Сауляк, низка рудопроя-вів у різних СФК УЩ, Донбасу та на Закарпатті). Враховані і критично, під певним кутом зору, опрацьовані численні фактологічні й теоретичні мате-ріали, що є у працях багатьох авторів, список яких наведено в дисертації.

Методи досліджень. Застосовано методи польового топомінералогічного картування (вивчення речовинного складу, тексту-рно-структурних особливостей і вікових співвідношень руд, руд-ної зо-нальності, мікроскопічна діагностика й мінералого-парагенетич-ний ана-ліз), онтогенії і кристаломорфології (топаз, флюорит, пірит); викорис-тано головні методи ТБГХ-досліджень флюїдних вклю-чень у мінералах: типізацію включень за складом, агрегатним станом і часом утворення щодо мінералу-господаря, статичну й динамічну (гомо-генізація) фазометрію, барометрію, водну й газову витяжки, газову хроматографію і мас-спект-рометрію, визначення сольової концентрації, ізотопних характеристик елементів; виміри значень термо-е.р.с. мінералів-напівпровідників. Оптичне поглинання, термо-висвітлювання, фото- і рентге-но-лю-мі-несценцію флюориту досліджували на сертифікованих типових установках і приладах.

Практичне значення роботи. Визначені автором ТБГХ-парамет-ричні характеристики профільних мінеральних комплексів вивчених родовищ слугують надійним критерієм розпізнавання формацій, рудноформаційних рядів і груп, що їх зазвичай виявляють на основі геолого-структурних і мінералого-геохімічних досліджень. Це має вкрай важли-ве прикладне значення, адже саме ряди (чи набори) рудних формацій визначають металогенічний профіль тих чи інших геотектонічних структур, структурно-формаційних зон і дають змогу прогнозувати від-сутні (або ще не знайдені) члени ряду. Запропоновані нові методоло-гічні підходи до аналізу розвитку рудних формацій надають вагому можливість з випередженням розпізнавати рудноформаційну прина-лежність родовищ із оцінкою вірогідних масштабів і параметрів зруде-ніння, часто-густо навіть на етапі розшуково-оцінних робіт. На-решті, розроблені ТБГХ-критерії забезпечують вирішення цілої низки інших прикладних завдань, зокрема, визначення ознак потенційної рудоносності різновікових інтрузій (для локалізації площ опошуку-вання), оцінки перспективності різних ділянок і блоків, рівня їхнього ерозій-ного зрізу і витриманості зруденіння з глибиною, виявлення характеру й амп-літуди пострудних (епігенетичних) блокових переміщень, просте-ження і оконтурювання золотоносних рудних стовпів типу бонанців [1] та ін. Матеріали дисертації автор використовує під час читання циклів лекцій з таких курсів: “Металоге-нія”, “Рудні формації”, “Геологія родовищ корисних копалин”.

Особистий внесок здобувача полягає у: багаторічному проведен-ні польових досліджень і здійсненні аналітичних визначень ТБГХ-пара-метрів самостійно або ж у творчій співпраці з колегами по кафедрі корисних копалин, проблемній лабораторії та НДЧ геологічного факультету ЛНУ, часто за його науково-організаційного, координацій-ного та наукового керівництва, інколи – співкерівництва. Левова частка діаграм, схем стадій-ності та ТБГХ-зональності тощо побудовані влас-норуч, як і особисто здійснено відбір численних проб, аналіз, інтер-претацію і узагальнення вихідного польового і лабораторно-аналітич-ного матеріалу. Результати роботи (дослідження, наукові ідеї) опублі-ковані автором у власних і колективних публікаціях різного рівня.

Публікації і апробація роботи. За темою дисертації опубліковано одну монографію, 37 статей у наукових фахових виданнях, 33 тез доповідей на вітчизняних і міжнародних нарадах, симпозіумах тощо, троє методичних указівок. Матеріали дисертації використані в 14 наукових і науково-виробничих звітах (бюджетна та госпдоговірна тематика).

Результати робіт автора та головні положення дисертаційної праці у міру її формування як цілісної наукової концепції доповіда-лися та обговорювалися на щорічних наукових конференціях ЛНУ (1976–2002), засі-даннях НТР низки виробничих геологічних орга-нізацій колишнього СРСР: Акчатауського ГЗК та колегії МКМ Казах-стану, ГРЕ “Центрказ-геологія”, СКГРЕ та КГПЕ “Ташкентгеологія”, КП “Кіровгеологія” та “Південь-укргеологія”, на VII Всесоюз. нараді “Термобарометрия и геохимия рудооб-разующих флюидов” (Львів, 1985), II Всесоюз. нараді “Генетиче-ские модели эндоген-ных рудных формаций” (Новосибірськ, 1985), наук. конф. “Теория и методология минералогии” (Сиктивкар, 1985), “Формационный анализ как основа крупномасштабного прогноза и поисков месторождений цветных, редких и благородных металлов” (М., 1986), “Комп-лексное использо-вание вольфрамовых месторождений в СССР” (Л., 1986), V Середньоазіатській петрограф. нараді (Душанбе, 1988), ХІІ Всесоюз. симпоз. зі стабільних ізо-топів у геохімії (М., 1989), Всесоюз. семінарі “Использование ТБГХ-мето-дов при локальном прогнозе, поисках и оценке рудных месторождений” (М., 1989), наук.-практ. конф. “Минерагения и прогно-зная оценка на твердые полезные ископаемые” (К., 1991), V Всесоюз. нараді по вольфраму (Л., 1991), V між-від. нараді “Критерии поисков и перспективы промышленной золотоносности Украины” (Одеса, 1992), VІІІ нараді з термоба-рогеохімії “Тер-мобарогеохимия геологических процессов” (М., 1992), роб. нараді “Перс-пективи золотоносності України” (Львів, 1993), міжнар. нараді “Fluid incluresearch” (Virginia, USA, 1993), наук. конф. “Проблеми геологічної науки та освіти в Україні” (Львів, 1995), міжнар. конф. “Современные проблемы геологии, поисков, разведки и оценки месторож-дений по-лезных ископаемых” (М., 1997), ХІV симпоз. ECROFI (Нансі, Фран-ція, 1997), конф. з геохімії (Олександрія, Єгипет, 1997), міжнар. конф. “Полезные ископаемые – формирование, прогноз, ресурсы” (СПб., 1999), міжнар. нараді “Precambrian gold in the Fennoscandian and Ukrainian Shield and related areas” (Трондхейм, Норвегія, 1999), міжнар. наук. конф. “Наукові основи прогнозу-вання, пошуків та оцінки родовищ золота” (Львів, 1999), ІХ і Х міжнар. конф. з термобарогеохімії (Александров, РФ, 1999, 2001), наук. конф. “Геологічна наука та освіта в Україні на межі тисячоліть: стан, проблеми, перспективи” (Львів, 2000), міжнар. симпоз. “Металогенія докемб-рійських щитів” (К., 2002) та ін.

Обсяг та структура роботи. Дисертація викладена на 253 сторінках, складається зі вступу, чотирьох розділів і висновків, ілюст-рована 66 рисунками, 21 таблицею, список використаних джерел містить 423 найменування.

Автор радий можливості висловити щиросердечні слова вдячності коле-гам і вчителям, з якими йому довелося працювати й у спілкуванні з якими об-го-ворювались численні дискусійні наукові і жит-тєві питання. На превели-кий жаль, деякі з них не дочекалися завершен-ня цієї роботи в цілісному ви-гляді, але – я переконаний – були б раді цьому. Це професори Є.М. Лазько, А.В. Пізнюр, В.В. Глушко, Я.О. Кульчицький, В.О. Горецький, Д.П. Рєзвой; доценти Л.І. Кол-тун, В.М. Куземко, М.Г. Го-ловченко, І.О. Марушкін, Ю.Ф. Мис-ник, А.В. Алєк-сєєнко, Б.І. Олексів, В.Г. Шеремета; ст. наук. співро-бітники Ж.О. Сім-ків, В.О. Фаворов, В.М. Краснощок; інженери В.О. Кос-тін, М.О. Клю-фас, С.М. Гетьман.

Низько схиляю голову і зичу добра та творчих успіхів професорам Ю.В. Ляхову, А.О. Сіворонову, О.Б. Боброву, О.І. Матковському, Г.Ю. Гри-горчуку, З.В. Бартошинському, Г.М. Яценку; доце-нтам Ю.П. Дорошенку, А.М. Лисаку, Г.О. Луньову, Н.І. М’язь, І.В. Попівняку, І.Т. Бакуменку, С.М. Бекеші, Л.З. Скакуну, Ю.І. Федоришину.

Виконанню цієї роботи доброзичливо й неупереджено сприяли гео-логи-розвідники й керівники геологічних служб багатьох ГРЕ в Казах-стані, Узбекистані, Україні. Всім уклін і побажання доброго здоров’я і нових звершень у нелегкій праці.

Неоціненну допомогу автору надали працівники кафедри корисних копалин і НДЧ, які разом із ним здолали цю тернисту дорогу від забою штреку до чистового аркуша дисертації. Щиросердно завдячуючи їх-ньому альтруїзмові, висловлюю добрі слова подяки Ю.О. Пахнющому, О.Р. Литвино-вичу, А.І. Костенку, М.М. Коломієць, Л.П. Фуртак, Л.І. Фе-доренко, С.І. Ціхо-ню, О.В. Шваєвському, В.М. Шевчуку, С.І. Кондрахі-ну, М.П. Горіну.

ОСНОВНИЙ ЗМIСТ РОБОТИ

Розділ 1. Обґрунтування вибору об’єктів досліджень.

Теоретичні та методологічні засади рудно-

формаційної типізації родовищ на

термобарогеохімічній основі

Для ТБГХ-досліджень родовища Мо-W формації грейзенової групи – украй вдалий об’єкт. Адже на їхньому прикладі можна просте-жити весь просторово-часовий хід взаємопов’язаних процесів магма-тичної дистиляції і постмагматичних процесів у фізико-хімічному діа-пазоні від пневматолітових до телетермальних. Родовища формації просторово, структурно і генетично пов’язані з посторогенними алох-тонними інтрузіями лейкогранітів акчатауського комплексу (Щерба, 1966, 1985). Разом з тим уся переконливість аргументів на користь оче-видного генетичного зв’язку зруденіння з інтрузіями далеко не завжди підкріплена безпосередніми ознаками такого зв’язку, а лише свідчить про його принципову можливість. Саме тому актуальними є дані про характер зв’язку реальних родовищ з конкретними гранітоїдними інтрузіями (комплексом інтрузій), який однозначно виявляється під час ТБГХ-досліджень фізико-хімічних умов і динаміки розвитку рудо-творних процесів, генетичного типу і градієнтного аналізу конфігурації і трендів ТБГХ-зональ-ності розвитку даної формації. Оскільки Центр. Каза-хстан – типова рідкіснометалева провінція, то це переконує, що вибра-ні генотипні об’єкти достатньо представницькі як для з’ясування цієї проблеми, так і для розкриття параметричних ТБГХ-характеристик самої формації.

Ще складніша ситуація з Au-формаціями (Петровская, 1973; Пет-ровская, Сафонов, Шер, 1976). Au-зруденіння, часто маючи досить тісний геолого-геохімічний зв’язок із рідкіснометалевим, особливо з Мо, яке на Au-родовищах зазвичай передує формуванню власне Au, ба навіть наявні родовища екзотичної Au-Мо формації (Давенда, Сх. За-байкалля), утворюються в значно різноманітніших геотектонічних і фізико-хімічних умовах і в усі металогенічні епохи (від AR до KZ), що розкриває великі можливості перед ТБГХ в контексті реферованої проблеми. Разом із термобарогеохімічно добре вивченими (Ляхов, 1985, 1988) Au-кварцовими родовищами формації середніх глибин, які часто парагенетично пов’язані з малими інтрузіями, що вкоренилися на середніх і завершальних стадіях становлення складчастих областей (ГСО), а також під час тектономагматичної активізації (ТМА), велику групу утворюють представники малоглибинної Au-Аg формації. Вони поши-рені в поясах субаерального пізньоорогенного андезит-дацитового (іноді базальтового) вулканізму і в зонах ТМА. Донедавна малогли-бинні Au-Аg родовища вважали “типоморфними” лише для мезо-кайнозойського вулканізму молодих альпійських рухомих поясів, через що у назві формації вживають слово “юна”, одначе зараз вони відомі у зв’язку із середньо-пізньопалеозойським вулканізмом у герцинідах Казахстану і Середньої Азії, в Магаданській області Росії, у Сх. Австралії. За ресурсним потенціалом ці родовища посідають важливе місце у світовому балансі запасів Au: в період експлуатації так званих бонанцевих родовищ США лише п’ять із них забезпечували понад 20 % золоторудної бази країни, а деякі з них мали запаси 595 т (Кріпл-Крік). Звідси і велике прагматичне зацікавлення такими родовищами, що зумовлює необхідність геолого-генетичної і рудноформаційної типізації, особливо неординарних герцинських, у тім числі східно-узбекистанських об’єктів, системне ТБГХ-вивчення яких започатко-вано і реалізовано нами [36, 41, 49, 61, 71], тоді як альпійські аналоги формації обстежені досить детально (Borkos’, Manillici, 1965; Савул, Помирлеану, 1969; Гончаров, Сидоров, 1979; He, Yuan, Xu, 1988; Ляхов, 1988, 1990 та ін.), що створило коректне теоретичне й фактологічне підґрунтя для їхнього зіставлення. І вже зовсім особливе місце посідають Au-родовища здебільшого формації великих глибин, поширені в металогенічних провінціях архейських щитів, у тім числі на УЩ. Відкинувши грандіозну формацію докембрійських Au-конгломератів, яку ми не досліджували, зазначимо, що Au-кварцові формації архейських структур і фанерозойських ГСО не зіставні за геолого-економічними показниками ([30]; табл. 1).

Таблиця 1

Деякі геолого-економічні показники золото-кварцової формації

докембрію та фанерозою

Геолого-економічні

показники | Родовища

щитів | фанерозойських ГСО

Вертикальний розмах зруденіння | 500–700–2000 м,

іноді до 3000 м | 400–700 до 1000–1300 м

Запаси металу | 800–1300–1800 т | 240–325–695 т

Пробність золота | 990–850 | 950–750

З усвідомленням величезного, а для УЩ і визначального ресурс-ного потенціалу родовищ у докембрії (понад 25 % світових запасів про-ти 10 % для фанерозойських об’єктів) слід сказати про найскладнішу і найвагомішу актуальну проблему – проблему метаморфогенного зруде-ніння включно із Au (Горжевский, Козеренко, 1965; Буряк, 1975, 1977; Белевцев, 1977; Коновалов, 1985; Лазько, Сиворонов, 1986; Сіворонов, Малюк, Бобров, 1992; Бобров, Сіворонов, 2001 та ін.). Особливо склад-ним і далеко не до кінця з’ясованим є питання причинно-наслідкових зв’язків різних формаційних типів Au-зруденіння з процесами метамор-фізму й ультраметаморфізму, вулканічними і плутонічними формація-ми. Потребують ТБГХ-досліджень термодинамічний режим і динаміка процесів міграції та концентрації Au, багато чого не з’ясовано про типи багатокомпонентних флюїдних систем рудоутворення, особливості й причини інверсій їхнього агрегатно-щільнісного стану, чинники і шляхи геохімічної еволюції в часі та просторі, механізми трансляції і криста-лізації золота.

Уже зроблені певні кроки щодо геолого-генетичної, гео-лого-промислової і формаційної типізації родовищ (Аверин, 1992; Бабынин, Гурский, 1992; Галецкий и др., 1994; Нечаев, 1994; Бобров та ін., 1997; Гурський та ін., 1997; Яценко и др., 1998; Галецький, 1999; [20, 25] та ін.), одначе й досі існують різні та все ще не досконалі погляди на ці й інші проблемні питання. Це свідчить як про неодно-типність перебігу процесів і складність їхнього поєднання в різних, часто з автономним розвитком СФК УЩ, так і про очевидний дефіцит передовсім ТБГХ-інформації щодо пізнання генетичної і формаційної сутності Au-зруденіння. Адже часто-густо зв’язок Au-зруденіння з породними комплексами певного складу ще зовсім не означає їхньої одновіковості, а самі процеси рудогенезу можуть бути відірвані в часі або ж зовсім не пов’язані з петрогенезисом. І тут суттєву допомогу надають дослідження в напрямі реконструкції ТБГХ-зональності і трендів її розвитку, як це було, приміром, реалізовано щодо полів поширення вулканоплутонічної асоціації (ВПА) в Сурській зеленока-м’яній структурі (ЗС) [20].

Більше того, як засвідчує досвід досліджень представницької кількості Au-формацій у геотектонічних зонах різного віку й будови, багато важли-вих аспектів цієї стратегічної концептуально-базової науково-приклад-ної проблеми сучасної геології України може бути успішно вирішено саме за допомогою спеціалізованого застосування усього арсеналу методів сучасної ТБГХ (Лазько, Ляхов, Пизнюр, 1981; [1, 15]).

Це відкриває шлях до пізнання кардинальних закономірностей просторово-часової еволюції фізико-хімічних умов утворення родовищ як основи генетичного моделювання процесів і виявлення принципово нових показників зональності, глибини розвит-ку різних формаційних типів зруденіння і його перспективності. Базо-вими слугують матеріали геолого-мінералогічного і ТБГХ-картування рудних полів, родовищ, зон, тіл з побудовою моделей розподілу термо-баричних, концентрато-кріометричних, іонно-газометричних, агрегат-но-фазометричних та інших показників за флюїдними включеннями у мінералах (Ляхов, 1982, 1996; Лазько, Ляхов, Пизнюр, 1990; [26, 27, 31, 32, 62]).

Стисло теоретичні засади та методологія застосування ТБГХ-дослід-жень зводяться до такого. Геолого-генетична типізація та формаційний аналіз власне гідротермальних і метаморфогенно-гідротер-мальних родовищ Аu ґрунтуються (праці М.Б. Бородаєвської, Г.П. Воларовича, К.О.Радкевич, І.С. Рож-кова, А.А. Сидо-рова, М.О.Шила та ін.) на розгляді геологічних та мінералого-геохіміч-них чинників. Разом з тим плідні уявлення про вирішальну роль чинника глибинності (Петров-ская, 1973), вплив якого позначався на головних, у тім числі фізико-хімічних особливостях розвитку Au-зруде-ніння. Ідея Н.В. Пет-ровської про закономірне зниження ступеня “тер-мо-ста-тування гідро-термальних систем” з наближенням до синрудної палеоповерхні коре-люється з результатами термобароградієнтного аналізу флюїдних пале-осистем різних, у тому числі Au-родовищ (Ляхов, 1982, 1987; [28, 35, 69]).

Як коректно з’ясо-вано, у загальному випадку величина палеотемпературного градієнта (Т) й діапазон його зміни знижувалися з переходом від малоглибин-них (до 1,2 км) зон зруденіння (вертикальний – 40–20, латеральний – 7–10С/100 м) до середньоглибинних – 1,2–2,5 км (вертикальний – від 20–10 до 7–6, латеральний – 10–3С/100 м) та більш глибинних (вертикальний – 10–5, латеральний – до 1С/100 м). Надійними індикаторами різноглибиннос-ті Au-формацій є показники тиску (від 350–200 до 20–2 МПа), початкова температура флюїдних фаз (від >600–500 до 370–50С), концентрація розчинених солей (від 50–60 до 4–9 мас. % екв.-NaCl, Na+/K+ у середньому 7,0–1,3), хлору і СО2, високий вміст яких є типоморфним для флюїдних включень у мінералах глибинних родовищ. Показові та-кож межі варіацій температурних інверсій (від 5–20 до 110–150С) та Т (у середньому від 5–10 до 25–30С/100 м), мінімальні на віднос-но великих глибинах і суттєво більші з тенденцією до різкого зро-стан-ня в малоглибинних та, особливо, приповерхневих зонах зруде-ніння. Специфічні агрегатно-густинні особливості гідротермальних сис-тем, про які вже на ранньому етапі вивчення руд можна скласти уявлення за на-явністю у мінералах відповідно різних типів включень: у приповерх-невих зонах періодично киплячого водного розчину з низькою концент-рацією солей та газів, у середньоглибинних – термобаронадкритичного флюїду з помірним соле-газонасиченням (чіткі ознаки пневматолізу), на ще більших глибинах – значно щільнішого флюїду з ознаками пере-насичення СО2 та солями, передовсім NaCl – так звана система трифазо-вої гетерогенізації [20, 25, 29, 51, 68].

Геолого-мінералогічні дані в поєднанні з термобарогеохімічною інформацією засвідчують, що специфічні риси фізико-хімічного режи-му та динаміки розвитку золоторудних процесів визначалися головно ступенем термостатування гідротермальних систем. Цей ступінь, на відміну від не завжди геологічно вірно визначеної глибини зруденіння, можна відобразити за допомогою середньої величини Т конкретної гідросистеми; методику обчислення таких градієнтів за ТБГХ-даними неодноразово обговорювали (Лазько и др., 1981; Ляхов, 1982 та ін.). Системний аналіз власних і літературних матеріалів (Дави-денко, 1975; Гончаров, Сидоров, 1979; Коновалов, 1985; Гамянин, 1991; [10, 21, 27, 42]) з урахуванням праць з рудних провінцій Румунії (Borcos’, Manillici, 1965; Savul, Pomerli1969), Західної Австралії (Rithie, 1963), Канади, США, Японії (Cole-man, 1957; Roedder, 1971) дає підстави дійти висновку, що найменш термостатовані системи рудоутворення характерні, головно, для вулканогенно-гідротермальних родовищ із низько- і помірнобарним режимом (нижче 20–22 МПа). Помірнотермо-статовані типові для переважної більшості плутоногенно-гідротер-мальних формацій середніх глибин, включно із золоторудними родови-щами в теригенних вуглецьвмісних товщах. Риси помірно- та сильнотермостатованого типу систем виявлені в деяких високо- і гіпербарних метаморфогенно-гідротермальних утвореннях, здебільшо-го пов’язаних із зеленокам’яними формаціями докембрію щитів [28, 35].

Здійснена у дисертації генетична і рудноформаційна типізація на підставі порівняльно-параметричного ТБГХ-аналізу палеогідросистем вивчених родовищ, завдяки об’єктивності і порівняній екс-пресності кількісної оцінки головних фізико-хімічних показників різно-глибинних рудогенерувальних систем, робить цей новий напрям – термобарогеохімічне моделювання, діагностика та прогнозування рудних формацій – особливо перспективним (Формационный анализ…, 1986) як з погляду розробки теоретичних засад процесів рудогенезу, так і потреб прикладної геології.

Розділ 2. Фізико-хімічні умови розвитку молібден-вольфрамових і золоторудних формацій

2.1. Мо-W формація Центрального Казахстану. Отримані в цьому напрямі головні результа-ти узагальнені в табл. 2, з аналізу якої випливає, що спільність схем ста-дійності процесів мінералоутворення на родовищах і однотипний склад сформованих комплексів руд, як це добре ілюструє схема стадійності і флюїдного режиму формування еталонного родовища формації (рис.1), засвідчує їхню приналежність до єдиної генетичної і рудноформацій-ної групи.

Таблиця 2

Термобарогеохімічна характеристика* мінералотворних розчинів, що формували Mo-W родовища Центрального Казахстану

Родовища | Стадії мінералізації | молібденіт-кварцова (І) | комплексна

рідкісно-металева (ІІ) | вольфраміт- (шеєліт)-

кварцова (ІІІ) | сульфідно-кварцова (ІV) | кальцит-флюорит-

кварцова (V) | Акчатау | Не виявл. | 180–60 | Східний Коунрад | Не виявл. | 145–65 | Караоба | 360–190 | 160–55 | Джанет | Не виявл. | 155–70 | Нура-Талди | 400–320 | 380–320

21–8 | Не виявл. | Не вивч. | Верхнє Кайракти | 195–55 | Коктен-коль | 430–310 | 400–250 | 205–75 | Байназар | Не виявл. | 265–180 | Не вивч. | Скорпіон | Не виявл. | Не виявл. | 290–150 | 145–75 | Акмая | Не виявл. | 365–260 | Не виявл. | 290–150 | 175–85 | *

Як бачимо, на вивчених родовищах агрегатний стан мінералотворних розчинів змінювався неодноразово, проте загалом усі вони належать до пневматолітово-гідротермальних утворень. Мінералотворна діяльність газоподібних розчинів виявлялась тільки в ранній період рудного процесу, коли починали кристалізуватися мінеральні парагене-зиси молібденіт-кварцової (Mo-Q) і комплексної рідкіснометалевої стадій (RC), або ж услід за вкоріненням інтрарудних дайок, які здебіль-шого передували RC.

Зі зниженням температури і збільшенням густини розчини закономірно трансформувалися в гідротермальні шляхом гете-рогенного (конденсація, кипіння), зрідка – гомогенного (в надкритичних умовах) перетворення мінералотворної системи, що підтверджується наявністю відповідних типів включень у мінералах. Верхня темпера-турна межа гетерогенного стану розчинів, з якими пов’язаний початок розпаду транспортованих комплексних (вірогідно, гідрооксофторидних для W) сполук металів і кристалізації їхніх мінералів, фіксується критичними явищами і становить для відповідних морфоструктурних типів родовищ 445–440–435–425С (жильні утворення), для надінтрузив-них штокверків вона не перевищує 425С. Наступні за часом і досить поширені на родовищах епізоди пневматолізу у власне гідро-термальному процесі (ретроградне закипання), зумовлені адіабатич-ним приростом об’єму середовища при неодноразовому тріщиноутво-ренні, супроводжувалися синхронною дегазацією летких, реактивним зниженням температури, що стимулювало рудовідкладання [5 та ін.]. На вивчених родовищах, незалежно від їхнього морфострук-турного типу, ретроградна гетерогенізація спостерігалась при 420–415–400–395–380–375–360–345С. Продуктивні мінеральні комплекси криста-лізувалися при >440–300С на фоні флуктуацій Р від 165 до 40 МПа. Лише інтенсивно проявлена шеєлітова мінералізація Верхньо-Кайрактинського штокверку була сформована в більш низькотемпературному діапазоні – при 380–260С. Це не виключає її постері-орного розвитку по більш ранньому і високотемпературному вольфра-міту RC [10]. Мінералотворні розчини власне гідротермаль-ного етапу мінералоутворення, коли кристалізувалися головно мінераль-ні парагенезиси постпродуктивних стадій мінералізації, мали Т 320–75С й перебували під тиском 50–25 МПа і нижче.

Аналіз парагенетичних асоціацій мінералів i складу водних і газо-вих витяжок із розчинів включень свідчить, що в ранній високотемпера-турний пневматолітово-гідротермальний період їхнього формування найак-тивніша роль у розчинах належала Cl, F, CO2 і, частково (Акчатауське родовище), – бору. Для власне гідротермальних середньо-низько-тем-ператур-них процесів ці компоненти майже не характерні або ж узагалі не спостерігаються, хіба що в період кристалізації поліметалевих (Pb+Zn) асоціацій мінералів, коли знову виявляється активність СО2. Загалом же особливості хімізму розчинів раннього, продуктивного етапу мінералоутворення полягають у лужно-галогенному (хлоридно-нат-ровому для Mo-Q стадії і фторидно-хлоридно-калій-натровому – для RC) складі зі змінним, однак повсюдним вмістом гідросилікат-іонів. У середньотемпературних умовах суттєву роль відіграє СО2, тоді ж з’яв-ляється гідрокарбонат-іон. “Наскрізним” іоном є Na+, що дає підста-ви передбачати його важливу роль у формуванні комплексних сполук не тільки молібдену, але й Zn і Pb. Порівняння іонних співвідношень (%-екв.) головних компонентів розчинів виявляє деякі кількісні відмінності для різночасових стадій продуктивного етапу мінералогенезу і для різних родовищ. Так, Na+/K+ коливається від 9,0 до 3,0; (Ca2++Mg2+)/(Na++К+) – 0,07–0,04; F–/Cl– – 0,16–0,03; HSiO3–/(F–+Cl–) – 1,6–0,2 (Mo-Q стадія) і, відповідно, Na+/K+ – від 8,0–6,8 до 5,4–4,3; (Ca2++Mg2+)/(Na++К+) – 0,30–0,02; F–/Cl– – 0,43–0,25; HSiO3–/(F–+Cl–) – 0,55–0,15 (RC). Наведені співвідношення близько-анало-гічні для різних морфоструктуpних типів родовищ (конвергентність складу). Вміст головного компонента газової складової – СО2 – зростає від ранніх до пізніх стадій, максимальний його вміст (до 97 об. %) притаманний періоду формування постпродуктивного сульфідного комплексу мінералів. Кількість N2 та інших газів змінюється від 2 до 12 об. %; вміст СН4 і його гомологів невеликий і знижується від ранніх до пізніх стадій мінералізації. Найвища концентрація солей у розчинах проявля-ється на ендоконтактових родовищах: для Mo-Q стадії вона змінюється від 42 до 26 мac. % NaCl i від 65 до 27 мac. % NaCl – для RC. Ця особлива властивість розчинів продуктивних стадій виявляється у фазовому складі сингенетичних включень: вони вміщують до 14–17 розчинних со-лей хлоридів Na і K та інших, наразі не діагностованих сполук, у тім числі нерозчинних рудних мінералів (вольфраміт тощо), що чітко відрі-зняє їх від розчинів включень інших, у тім числі постпродуктивних стадій, де домінує СО2. На надінтрузивних штокверках для розчинів зазначених стадій сольова концентрація здебільшого не перевищує 26 мac. %, через що включення із мінералами-“в’язнями” тут трапляються зрідка і не так масово. Розчини, з яких кристалізувалися гале-ніт-сфалерит-кварцова і кальцит-флюорит-кварцова асоціації, мали порівняно невисоку сольову концентрацію – відповідно 10–4 і >3 мас. % NaCl (Банщикова, 1965; Павлов, Шарапов, 1972).

Отже, для описаних родовищ в історії і фізико-хімічних умовах формування виявляється дуже багато спільного, що дає підстави розглядати їх як результат діяльності причинно-взамопов’язаних і закономірно проявлених рудно-магматичних процесів, спряжених у часі та просторі зі становленням алохтонних масивів аляскітових гранітів верхньогерцинського акчатауського комплексу. Що стосується виявленої тенденції зниження ролі високотемпературних пневматолітових процесів рудоутворення і загальної сольової концентрації розчинів від ендо-контактових до надінтрузивних родовищ, то вона може бути зумов-лена різною глибиною формування рудосполучених гранітних масивів і зруденіння в жорстких каркасних (жильні ендоконтактові родовища) і лінійних рухомих (Успенська зона зминання, штокверки) геотектонічних структурах земної кори Центр. Казахстану, з одного боку, і може свідчити про різну інтенсивність денудаційних процесів у після-пермський час – з іншого. Таке передбачення підтверджується тим, що з часом формування ендоконтактовий тип мінералізації “росте” догори і переходить у екзоконтакт, а екзоконтактовий – вниз, дуже часто досяга-ючи апікальних частин рудогенерувальних інтрузій. На сучасному ж ерозійному зрізі кожний із морфоструктурних типів може мати самостій-не значення або ж формує перехідний – жильно-штокверковий тип (Лаумулин, 1973; [4–6]).

2.2. Фізико-хімічні умови розвитку золоторудних формацій

Золоторудні формації Східного Узбекистану. У генетико-форма-ційних класифікаціях родовища Au Середньої Азії (Кочбулак, Кизил-Алма та ін.) займають місце серед гідротермальних приповерхневих утворень вулканогенної групи (Петровская, Сафонов, Шер, 1976). Такі уявлення щодо їхньої формаційної приналежності загальноприйняті і є підґрунтям переважно ортодоксальних прогностично-металогенічних побудов, які зазвичай не виходять за межі даної концепції і реалізуються на багатьох перспективних ділянках, що підлягають детальному опошукуванню та оцінці. ТБГХ великомасштабне картування родовищ виявило такі параметричні ТБГХ-показники розвитку фізико-хімічного процесу рудоутворення, які дали змогу по-новому підійти до вирішення питання про рудноформаційну приналежність родовищ золота регіону і піддати сумніву їхню малоглибинну природу [36, 41, 49, 71 та ін.].

Уже за складом і текстурними особливостями руд родовища дуже прикметні, оскільки на них розвинені розмаїті текстури, притаманні різноглибинним формаціям: масивні, смугасті, крустифікаційні і крустифікаційно-смугасті, брекчійові і брекчієподібні, перетинання, кокардові, друзові, прожилкові, прожилково-вкраплені, прожилково-сму-гасті, прожилково-крустифікаційні та ін. Усе це засвідчує складну й динамічну історію їхнього формування, в якій разом із кристалізацією речовини в порожнинах важливе значення мали процеси вилуговування й метасоматозу. Мінерали руд складають різноманітні й помітно контрастні парагенетичні асоціації. Для Кочбулака, з урахуванням даних В. Коваленкера (1984), ми виділяємо їх п’ять, на Кизил-Алмі розмежовано два типи руд,