МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНА ГІРНИЧА АКАДЕМІЯ УКРАЇНИ

РУЗІНА Марина Вікторівна

УДК 553.21/. 24(477)

РУДОНОСНІСТЬ СТРАТОТИПУ БІЛОЗЕРСЬКОЇ СЕРІЇ

В БІЛОЗЕРСЬКІЙ ЗЕЛЕНОКАМ`ЯНІЙ СТРУКТУРІ

УКРАЇНСЬКОГО ЩИТА

Спеціальність:

04.00.11

неметалевих корисних копалин”

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата геологічних наук

Дніпропетровськ

2000

Дисертацією є рукопис

Робота виконана на кафедрі загальної i структурноi геології

Національної гірничої академії України Міністерства освіти і науки України (м.Дніпропетровськ)

Науковий керівник - доктор геолого-мінералогічних наук, професор, професор кафедри загальної i структурноi геології Національної гірничої академії України Міністерства освіти і науки України (м.Дніпропетровськ) Додатко Олександр Дмитрович

Офіційні опоненти:

доктор геолого-мiнералогiчних наук, професор, професор кафедри геології і розвідки родовищ корисних копалин Криворізького технічного університету Міністерства освіти і науки України Каталенець Анатолій Іванович

кандидат геолого-мінералогічних наук, провідний геолог ДГЕ “Дніпрогеофізика” ДГП “Укргеофізика” Міністерства екології і природних ресурсів України

Берзенін Борис Зосімович

Провідна установа - Донецький державний технічний університет Міністерства освіти і науки України , кафедра корисних копалин та екологічної геології

Захист відбудеться 5 жовтня 2000 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д.08.080.05 при Національній гірничій академії України Міністерства освіти і науки України (49027, м.Дніпропетровськ, пр.Карла Маркса, 19).

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національної гірничої академії України Міністерства освіти і науки України за адресою: 49027, м.Дніпропетровськ, пр.Карла Маркса, 19

Автореферат розісланий 4 вересня 2000 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Д 08.080.05,

кандидат геолого-мінералогічних

наук, доцент А.Л.Лозовий

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми дисертації визначена необхідністю всестороннього розвитку мінерально-сировинної бази України (МСБУ) в умовах незалежності. Комплексний підхід особливо важливий у зонах потужних гірничодобуваючих підприємств з розвинутою економічною інфраструктурою, до яких відноситься Запорізький залізорудний комбінат (ЗЗРК), котрий розташований у центрі дослідженої Білозерської зеленокам’яної структури (БЗКС). Це створює необмежені можливості комплексного освоєння надр Білозерського району за рахунок розвідки та залучення в експлуатацію додаткових до залізних руд, але мало вивчених видів мінеральної сировини. При цьому освоєння нових видів мінеральної сировини можливе без супутніх екологічних ускладнень та великих капітальних затрат.

Робота виконана відповідно до державної програми "Золото України", котра затверджена Постановою Кабінету Міністрів України № 532 від 16.05.1996 р., Протокольним рішенням Кабінету Міністрів України № 43 від 29.12.1997 р. про розробку концепції розвитку мінерально-сировинної бази України та Координаційним планом Міністерства освіти і науки України № 35 "Дослідження та науковий прогноз закономірностей розташування та утворення родовищ корисних копалин України", а також на основі щорічних тематичних планів держбюджетних науково-дослідних робіт Національної гірничої академії України за пріоритетним напрямком наукових досліджень Міністерства освіти і науки.

Мета і задачі досліджень. Мета досліджень полягає у визначенні умов формування, закономірностей розташування та оцінці практичного значення всього маловивченого комплексу корисних копалин, котрий є супутнім для розвіданих та експлуатованих родовищ залізних руд. Для її досягнення треба було вирішити задачі: 1) уточнити склад, будову та взаємовідношення геологічних формацій білозерської серії як індикатора сингенетичних та вміщуючого середовища епігенетичних рудних формацій; 2) вивчити склад та взаємовідношення вперше виявлених формацій гідротермальних метасоматитів, котрі розкривають генезис епігенетичних рудних формацій; 3) визначити відносну роль дислокаційного метаморфізму в утворенні ендогенних видів мінеральної сировини; 4) розділити виявлені в Білозерській зеленокам’яній структурі прояви різних за складом корисних копалин на такі, котрі заслуговують пошукової оцінки та безперспективні.

Основна ідея роботи полягає в теоретичному обгрунтуванні геологічних передумов рудоносності стратотипу білозерської серії у межах Білозерської зеленокам’яної структури.

Методи досліджень. Основним методом послужило вивчення під мікроскопом в прохідному та відображеному світлі 1020 шліфів і 290 аншліфів. Застосовані: сцинтиляційний емісійний спектральний аналіз (СЕСА) 2793 проб на золото, платину, паладій, родій та срібло (Інститут геохімії РАН, Іркутськ); напівкількісний емісійний спектральний аналіз (НЕСА) 2580 проб на 21 мікроелемент ЦЛ КП "Південукргеологія", м. Дніпропетровськ) і кількісний полярографічний аналіз на золото 212 проб (Томський політехнічний університет).

Допоміжну роль зіграли: лазерний мікроспектральний аналіз 47 крапкових проб рудних мінералів (Інститут геології Дніпропетровського державного університету); визначення вмісту вільного вуглецю в 24 пробах сульфідів, оксидів та карбонатів (Відділення металогенії ІГМР НАНУ), термічний аналіз 32 проб карбонатів і силікатів (Дніпропетровський хіміко-технологічний університет), рентгеноструктурний аналіз 4 проб сидероплезиту. У геологічній інтерпретації цих матеріалів та оцінці перспективних рудопроявів широко використовувався порівняльно-геологічний метод.

Основні наукові положення, які захищаються в дисертації:

1. Рудовміщуюча флішоїдна формація михайлівської (нижньобілозерської) світи на 96% складена комплексом із 5 гранулометричних типів кластогенних порід у вигляді симетрично побудованих ритмів потужністю 3-22 м. У ній відсутні поліміктові метаконгломерато-брекчії. Кількісні відношення типів порід уперше встановлені на безперервному інтервалі 55% потужності світи замість раніше доступних 10%.

2. Епігенетичні рудні формації в михайлівській (нижньобілозерській) світі розміщуються в середині зон раніше невідомих в ній середньо- та низькотемпературних метасоматитів - грейзенізованих порід, хлоритолітів, лиственіт-березитів, березитів і ейситів.

3. В утворенні ендогенних епігенетичних типів зруднення Білозерської зеленокам’яної структури головна роль належить дислокаційному метаморфізму зон глибинних розломів.

4. Рудоносність білозерської серії представлена комплексом із 14 рудних формацій 9-ти видів мінеральної сировини, котрі утворюють серії сингенетичних і епігенетичних рудопроявів та родовищ магматичного, осадового, метаморфогенно-гідротермального, гіпергенного і полігенетичного генезису. Їх практичне значення нерівноцінне.

Наукова новизна визначена дослідженням раніше недоступних частин стратиграфічного розрізу білозерської серії, що дозволило визначити кількісні відношення її порідних компонентів, виявити типи ритмів теригенних формацій, уточнити їх фаціальний склад; виявити невідомі раніше типи гідротермальних метасоматитів, котрі супутні зрудненню благородних металів і неметалевим видам мінеральної сировини, а також оцінити геологічні передумови знаходження нових рудних формацій. Уперше для району складена генетична класифікація корисних копалин і застосовано рудно-формаційний аналіз при оцінці маловивчених рудопроявів.

Практична цінність роботи полягає в обгрунтуванні пошуків та пошукової оцінки проявів міді, комплексу благородних металів (БМ), азбесту, тальку та магнезиту в межах гірничого відводу ЗЗРК при від'ємному висновку щодо постановки таких робіт для проявів хроміту, апатиту та сірчаноколчеданих руд.

Підтвердження цих рекомендацій може внести певний вклад у розвиток МСБУ, особливо в частині гостродефіцитних тальку, магнезиту та відкритих недавно рудопроявів БМ. Освоєння добутку додаткових корисних копалин повинно сприяти підвищенню рентабельності діючого ЗЗРК та зниженню навантаження на інші райони України, котре неминуче при освоєнні нових родовищ обговорюваних видів мінеральної сировини.

Дослідження проводились у тісному контакті з геологічними відділами ЗЗРК і Білозерської ГРЕ. При цьому проміжкові результати й виконані доручення геологічної служби щодо визначення складу порід і руд передавались відділам безперервно протягом чотирьох років. Кінцеві наукові результати ти практичні рекомендації стосовно пошукових та пошуково-оцінюючих робіт на БМ в межах перспективних ділянок, котрі були підготовлені за безпосередньої участі автора дисертації тематичною групою НГАУ, передані у вигляді звітів ЗЗРК і Білозерській ГРЕ. Вони прийняті ними для використання (підтверджено актами № 2 про сумісне завершення пошуково-ревізійних робіт від 22.02.1999 р. та 29.02.1999 р.)

Обгрунтованість та вірогідність наукових положень підтверджена фактичним матеріалом, який накопичувався і досліджувався автором упродовж 14 років. На першому - підготовчому етапі (1985-1994 рр.) - у складі геологозйомочних загонів Новомосковської ГРЕ у ролі петрографа вивчені колекції із кількох тисяч зразків порід геологічних формацій Софієвської, Криничуватської, Конкської, Чортомликської та Верхівцевської зеленокам’яних структур, а також південної частини Оріхово-Павлоградської структурно-формаційної зони. Це дозволило обдумано обгрунтувати вибір теми дисертації і сприяло її розкриттю на регіональному рівні.

На другому - основному етапі навчання в аспірантурі та роботи в ролі петрографа тематичної групи Проблемної лабораторії № 1 НГАУ (1994-1999 рр.) досліджені колекції зразків порід і руд Білозерської зеленокам’яної структури, відбір яких був орієнтований на оцінку перспектив мінералізації БМ. При цьому систематичну і детальну основу дисертації склала рівномірно відібрана колекція зразків і геохімічних проб, яка характеризує безперервний розріз основної частини михайлівської світи на інтервалі 55% її потужності, а також повне перетинання Південнобілозерського масиву ультрабазитів. Обидва перетинання розкриті магістральними квершлагами ЗЗРК на горизонтах 640, 740 і 840 метрів з загальним простяганням 2100 м.

Суттєве доповнення до них склали сучасні та архівні матеріали геологічної документації, мінералогічного і геохімічного випробування гірничих виробок і збереженого керну свердловин, котрі були представлені для вивчення геологічними відділами ЗЗРК і БГРЕ, у тісному співробітництві з якими працювала група НГАУ, а також архівні колекції шліфів геологозйомочних загонів НГРЕ, БГРЕ та тематичної групи ДГІ, котрі були доповнені усними свідченнями та консультаціями спеціалістів, які проводили дослідження району в 1978-1989 роках. Для інформації щодо геології та корисних копалин БЗКС, крім опублікованих робіт, були залучені матеріали геологічних фондів ГРЕ "Дніпрогеофізика", БГРЕ, КП "Південукргеологія".

Особистий внесок визначений розподілом обов'язків, об'єктів і питань для вивчення в середині тематичної групи ПНДЛ-1 НГАУ у відповідності з професійною спеціалізацією співвиконавців. При цьому автором дисертації виконано основний обсяг петрографічних та значний - мінераграфічних спостережень, досліджено склад метаосадових і магматичних порід, проведено графічне узагальнення та співставлення масових визначень вмісту БМ з вихідним складом порід та з раніше невідомими гідротермальними метасоматитами, котрі їх замістили. На цій основі виявлено генетичні групи рудної мінералізації і оцінена роль дислокаційного метаморфізму.

Незалежно від задач тематичної групи, за допомогою реферативного пошуку автором дисертації визначені типи рудних формацій та аналоги оцінюваних рудопроявів. У підсумку складена їх генетична класифікація і проведено розділення рудопроявів на такі, котрі заслуговують уваги та безперспективні.

Апробація роботи. Основні положення, наукові та практичні результати доповідались і обговорювались на другій регіональній науковій конференції "Современные проблемы геологии и минералогии железисто-кремнистых и вмещающих их формаций" (м. Кривий Ріг, 1997 р.); на другій міжнародній конференції "Благородные и редкие металлы - БРМ-97" (м. Донецьк, 1997 р.); на нараді "Осадочные формации докембрия и их рудоносность" (м. С-Петербург, 1998); на міжнародній науково-технічній конференції "Проблемы комплексного освоения недр" (м. Дніпропетровськ, 1998 р.).

Публікації. Основні положення дисертації опубліковані в 7 статтях, у т.ч. 4-х фахових виданнях, 3-х тезах доповідей на конференціях і нарадах - усього в 10 наукових роботах.

Структура та обсяг роботи. Дисертація складається із Вступу, шести розділів та Висновків. Вона вміщує сторінок тексту, 6 таблиць на 6 сторінках, 16 малюнків на 16 сторінках, список використаних джерел із 140 назв на сторінках і в цілому займає обсяг сторінок.

Порядок розділів підпорядкований послідовності рішення задач.

Виконання та завершення досліджень було б нереальним без постійної та енергійної допомоги у зборі вихідних матеріалів зі сторони колег-співвиконавців з тематичної групи - С.Є.Поповченко, І.В.Жильцової, Д.С.Пікарені (НГАУ), В.П.Жулід (ЗЗРК). У багатому цьому допомагало доброзичливе відношення та сприяння в організації досліджень і поданні необхідних матеріалів зі сторони головних геологів ЗЗРК і БГРЕ Ю.О.Павлюченка, В.О.Ліпіліна, а також начальника партії Є.Н.Жданова.

Теоретичному осмисленню результатів досліджень у великій мірі сприяли консультації докторів геолого-мінералогічних наук О.Ф.Коробейнікова (ТПУ), І.Н.Новгородової та Г.О.Тананаєвої (ІГЄМ РАН), кандидатів геолого-мінералогічних наук Е.Ф.Березеніної, Н.Ф.Дудник, М.М.Ільвіцького, геологів О.М.Бестужева, А.І.Некряч (КП "Південгеологія"), В.Ю.Коваленко, В.М.Кічурчака (ДГЕ "Дніпрогеофізика"), а також критичні зауваження доктора геологічних наук О.В.Орлінської.

Вважаю своїм обов'язком виразити глибоку вдячність за допомогу усім названим колегам і співробітникам.

Особливу подяку виражаю науковому керівникові - професору О.Д.Додатко за наукові консультації та постійну підтримку при підготовці дисертації, а також старшому викладачеві кафедри мінералогії та петрографії НГАУ - В.І.Ганоцькому - незмінному протягом 12 років наставнику та консультанту в методах і проблемах петрографічних спостережень.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

РОЗДІЛ 1. Стан представлень про геологію стратотипу білозерської

серії в БЗКС

У вивчення геології Білозерського залізорудного району, котрий відповідає доступній дослідженням і основній по площі північній частині Білозерської ЗКС, упродовж 40 років особливо видатний вклад внесли розвідники залізних руд П.Є.Вінниченко, І.Г.Голобородько, Є.М.Качанов, Е.О.Лапицький, В.О.Ліпілін, М.В.Міткеєв, В.Ф.Халло; працівники геологозйомочних та геофізичних експедицій Б.З.Берзенін, Є.Н.Жданов, В.Ю.Коваленко, В.О.Корнілова, М.В.Кушинов, А.Г.Насад, В.М.Пелюшенко, В.П.Саковцев; співробітники НДІ та ВУЗів: Г.В.Артеменко, Я.М.Белевцев, Г.П.Єремеєв, М.М.Ільвицький, М.Г.Коваленко, Н.О.Корнілов, Л.І.Коршевер, М.М. і С.М.Доброхотови, М.О.Доморацький, В.І.Ганоцький, Г.Ф.Гузенко, В.Д.Ладієва, А.І.Ніконов, І.С.Паранько, Є.Г.Полякова, Т.О.Скаржинська, В.Б.Сологуб, О.М.Струєва, З.І.Танатар-Бараш, Г.Ф. Тохтуєв, З.В.Туробова, Л.Я.Ходюш, Р.А.Частій.

Їхніми зусиллями створено сучасні уявлення щодо регіонального положення та геологічної будови БЗКС, котрі складають основу рудоконтролюючих факторів та передбачень рудоносності білозерської серії. Але огляд цих уявлень, який виконаний у цьому розділі, показав, що майже кожне із важливих питань геології району не має єдиного, а інколи і вірогідного рішення. Як правило, вони находять відображення у декількох рівноправних співіснуючих варіантах. Дискусійний стан уявлень визвав необхідність вибору найбільш обумовлених варіантів. Вибір зроблено на основі аналізу опублікованих статей та фондових матеріалів з частковим залученням власних досліджень. У підсумку обміркування прийняте наступне.

Білозерська ЗКС - одна із дев'яти структур в Середньопридніпровському граніт-зеленокам’яному мегаблоці Українського щита, котра виділяється найбільш повним стратиграфічним розрізом неоархейських утворень. Основу структури утворює аульська серія граніто-гнейсів (3550-3400 млн. років) - одне із джерел кластогенного матеріалу вищележачих серій. Нижня частина стратиграфічного розрізу Білозерської ЗКС складена суттєво вулканогенними формаціями конкської серії потужністю 7000-7500 м (3200-3050 млн. років). Його верхню частину утворює білозерська серія потужністю 5500-6500 м (3015-2955 млн. років) у складі трьох світ: нижньої - михайлівської (2000-2200 м), середньої - запорізької (залізорудної - 100-450 м), та верхньої - переверзівської (3000-4000 м).

У середині БЗКС серії та частково світи розділені розломами на три тектонічних блоки. Західний складений сурською світою із залізорудною формацією алгоманського типу, а північно-східний - соленівською світою конкської серії. У південному блоці зосереджений стратотип білозерської серії з розвіданими родовищами залізних руд серед залізистих кварцитів. Розділення цієї серії на три світи та загальне падіння на схід під кутами 60-80 обумовило вибір моноклінального варіанту структури дослідженого південного блоку.

При цьому асиметрична (однокрила) Південнобілозерська складка, по аналогії з Саксаганською "синкліналлю" Криворізького басейну, розглядається як прирозломна структура, котра виникла внаслідок лівостороннього скидо-сдвигу поздовж субмеридіонального розлому, який відділяє західну частину серії з михайлівською та запорізькою світами від східної частини, яка зайнята переверзівською світою. На фоні цих основних структур південного блоку розвинутий повний комплекс розривних, складчастих та будинаж-структур підпорядкованих порядків, впритул до мікроскопічного рівня, характерний для зон глибинних розломів, ширина яких коливається в межах 13-21 км, котрі перетинають БЗКС. Серед них основну роль грає Конксько-Білозерський розлом (ПС 17)

Формаційний тип та літолого-фаціальний склад суттєво теригенних михайлівської та переверзівської світ склали предмет досліджень і тому обмірковані в третьому розділі. Склад і будова запорізької світи, котра складена вулканогенно-сланцевою формацією перехідного - білозерського типу, загальновідомі і розбіжностей не викликають.

Довідки про час прояву магматизму в БЗКС та її обрамленні мають скісний характер. При цьому тільки етап синхронного накоплення білозерської серії та проявлення магматизму в формі спряжених ефузивно-покрівної та кореневої дайкової фацій метаріодацитів підкріплений геохронологічними даними в межах 3015-2955 млн. років. До постседіментаційних проявів інтрузивного магматизму віднесено: 1) формування розшарованого Південно-Білозерського масиву ультра-базитів із спряженими в його контурах дайками габбро-долеритів; 2) впровадження дайок доскладчастих або зіскладчастих епідиабазів; 3) появу умовно палеопротерозойських дрібних штоків сієнітів та граносієнітів. Із п’яти фаз регіонального гранітоїдного магматизму активний вплив на білозерську серію могли мати тільки дві: сурська плагіогранітна (3010-2950 млн. років) та мокромосковсько-токівська - калієвих гранітоїдів, якими завершується кратонізація мегаблоку в період 2850-2800 млн. років.

Метаморфізм порід конкської серії відповідає умовам амфіболітової фації з ознаками діафторезу епідот-амфіболітової. Білозерська серія метаморфізована в умовах зеленосланцевої фації. У обох серіях широко виявився дислокаційний метаморфізм глибинних розломів. Форми його прояву та роль у рудоутворенні обмірковані в 5-му розділі.

Гипергенні перетворення порід проявились у двох формах різного віку: 1) глибинних зон окислення умовно ріфейського віку в залізистих кварцитах запорізької світи і 2) тріщинно-площинний ріфей-палеозойської кори вивітрювання на поверхні кристалічних порід. Обидві форми вміщують різні за значенням відклади багатих дисперсногематит-мартитових руд.

РОЗДІЛ 2. Вивченість рудоносності, обгрунтування задач та вибір

методів досліджень

Дискусійний характер уявлень щодо геологічних передумов рудоносності БЗКС обумовлений недостатньою загальногеологічною вивченістю внаслідок ряду причин. У їх числі: велика глибина залягання архейського фундаменту (200-400 м); дуже нерівномірне розташування розвідкових та картувальних свердловин, зосереджених у межах залізорудних родовищ і рідких у східній половині структури, котра складена соленівською та переверзівською світами; відсутність кондиційних геологічних зйомок на переважній частині південного блоку БЗКС, яка зайнята білозерською серією; нерівна увага до різних сторін геології району, особливо слабка у відношенні питань магматизму, геохронологічного датування подій та стратиграфічного розчленування формацій.

Не зважаючи на це, за 40 років активної розвідки та освоєння залізорудних родовищ району рядом його дослідників попутно виявлено комплекс корисних копалин, котрий характерний для архейських зеленокам'яних структур у складі чорних, кольорових, благородних та рідкісних металів, а також неметалевих видів мінеральної сировини. Більшість проявів можна вважати приуроченими до білозерської серії південного блоку БЗКС, вони характеризуються недооціненими в практичному відношенні рудопроявами, корисною мінералізацією та геохімічними аномаліями. Внаслідок явної нерівноцінності вони потребують розділення на такі, що заслуговують уваги та безперспективні.

За винятком залізистих руд, така оцінка затруднена обмеженістю інформації щодо конкретних рудопроявів, але ій в багатому допомагає звичайно висококваліфіковане описання виконавцями робіт характерних об'єктів та вміщуючого їх середовища, котре дозволяє визначити генетичний тип, рудну формацію та знайти аналоги оцінюваних видів мінеральної сировини. З цією метою всі обговорені прояви розділені на сингенетичну та епігенетичну серії за відношенням до вміщуючих порід, оскільки кожна серія принципово відрізняється від іншої умовами залягання та факторами контролю рудних тіл.

У підсумку розподіл серії дозволив сформулювати реальні для виконання та забезпечені доступним, у т.ч. новим матеріалом основні задачі:

1) уточнити уявлення про літолого-фаціальний склад та формаційний тип порід білозерської серії як індикатора встановлених та ймовірних у ній сингенетичних та вміщуючого середовища епігенетичних рудних формацій;

2) вивчити склад колоруднозмінених вміщуючих порід, у т.ч. вперше виявлених формацій гідротермальних метасоматитів як індикаторів генезису епігенетичних видів корисної мінералізації;

3) визначити відносну роль ендогенних процесів, у т.ч. дислокаційного метаморфізму у формуванні епігенетичної серії корисних копалин;

4) визначити генетичний, рудно-формаційний тип та аналоги всіх виявлених у білозерській серії маловивчених видів мінеральної сировини (крім розвіданих залізних руд).

Вибір методів досліджень продиктований характером перерахованих задач та реальними умовами їх вирішення. В їх числі були традиційні методи досліджень речовинного складу корисних копалин та вміщуючих порід, які перераховані у відповідному пункті загальної характеристики роботи.

У досягненні основної мети дисертації провідну роль виконав порівняльно-геологічний метод визначення аналогів геологічних та рудних формацій як один із головних методичних прийомів оцінки практичного значення маловивчених проявів корисних копалин та визначення передумов відкриття можливих типів мінеральної сировини.

РОЗДІЛ 3. Формаційний та фаціальний склад білозерської серії та спряжених з нею магматичних формацій

Розділ вміщує обгрунтування 1-го положення, котре захищається: про формаційний склад білозерської серії як вміщуючого середовища спряжених з нею рудних формацій. При цьому вперше використовувалась можливість вивчити безперервний розріз флішоїдної формації михайлівської світи на розкритій квершлагом ЗЗРК відстані 1300 м, що відповідає охопленню 55% її потужності.

У результаті уточнено літологічний та фаціальний склад порід михайлівської світи і вперше оцінено їх кількісне відношення, котре для основних типів складає: метапеліти (філітовидні та чорні вуглецеві сланці) - 70%, метаалевроліти - 6%, метапсаміти (метапісковики кварцеві, поліміктові) - 20%, кварцеві сидерітоліти - 2%, метаріоліти (кератофіри) - 2%.

Усі гранулометричні різновидності теригенних порід утворюють симетрично побудовані седиментаційні ритми 1-го порядку потужністю 3-22 м, котрі підтверджують флішоїдний тип формації. Виняток складає тільки верхня частина розрізу потужністю до 150 м, де відзначено два ритми з асиметричною-градаційною верствуватістю та декілька верств внутріформаційних метаосадових брекчій, котрі займають не більше 0,02% обсягу формації. Такий склад і будова світи підтверджують висновок С.М.Доброхотова та О.М.Струєвої (1998) щодо накопичення її порід в пелагічних та частково прибрежно-морських умовах.

Підтверджено переважно згідне залягання ефузивних верств метаріодацитів, які складають стійкий парагенезис з верствами хемогенно-осадових кварцевих сидерітолітів, котрий незалежний від ритмичної будови терригенних компонентів формації. При цьому альбітизація олігоклазових вкраплеників свідчить про підводний вилив покривних метаріодацитів (кератофірів). Поряд з цим відзначена підпорядкована роль метаріодацітів, котрі перетинають верствуватість, інколи спряжених з їх згідними верствами у формі кореневих дайок.

Склад та тип формації михайлівської світи визначили обмежений розвиток у неї сингенетичних рудних формацій, але при цьому звернено увагу на її аналогію геологічної формації, котра вміщує епігенетичне рудне поле Хомстейк (США) та чорносланцевим формаціям офіолітових поясів.

Вивчення парагенетичних асоціацій метапелітів у складі кварц-серицит-хлорит-біотит свідчить про метаморфізм порід в умовах біотитової субфації зеленосланцевої фації за С.П.Кориковським (1967). Приведені результати вивчення літологічного складу порід використані при виявленні колорудних метасоматичних змін, котрі супроводжують утворення епігенетичних рудних формацій.

Формаційний тип, склад і будова детально вивченої попередніми дослідниками запорізької (залізорудної) світи в складі двох сланцевих та розділяючого їх залізорудного горизонтів прийняті за даними опублікованих робіт.

У зв'язку з обговореною в ряді публікацій потенційною золотоносністю метапсефітів білозерської серії особлива увага була приділена внутрішньоформаційним седиментаційним метаконгломератобрекчіям переверзівської світи та порівнянням їх із складом порід михайлівської світи. На основі аналізу опублікованих В.Ю.Коваленко, М.В.Кушиновим, А.І.Ніконовим, О.М.Струєвою та іншими авторами довідок показано, що вони завжди мають поліміктовий склад та різко відмінну ступінь обкатанності уламків. При цьому В.Ю.Коваленко підкреслено, що у фаціальному профілю ці породи утворюють багатократні асиметричні ритми, котрі повторюються і мають властиву їм градаційну верствуватість.

Обидві ознаки свідчать про близькість цих порід до складу турбідітів, а можливо і олістостром. Важливо, що такі метапсефіти вміщують уламки сидероплезит-магнетитових кварцитів запорізької світи та відсутні в михайлівській світі, тому цю різницю можна розцінити як підтвердження правомірності прийнятого НСК України виділення в складі білозерської серії третьої - переверзівської світи.

Неоархейський вік і уточнений формаційно-фаціальний склад білозерської серії в цілому дозволив рахувати її аналогом нижньої частини розрізу системи Вітватерсранд (світи Хоспітел-Хілл та Гавернмент-Ріф). За повної відсутності в білозерській серії кварцових конгломератів ця аналогія суттєво обмежує очікувані раніше перспективи знаходження в Білозерській зеленокам’яній структурі формації золотоносних конгломератів, оскільки в басейні Ранд вони приурочені в основному до верхньої половини розрізу неоархейських утворень.

РОЗДІЛ 4. Гідротермальні метасоматити і зруднення

У приведеному розділі обгрунтоване друге положення, яке захищається: про склад та роль метасоматитів в епігенетичному утворенні в БЗКС.

Показано, що у формуванні та розташуванні значної частини епігенетичних рудних формацій (благородні метали, тальк, магнезит) велику роль відіграли процеси колорудних метасоматичних змін порід, котрі розповсюджені на всій площі Білозерської зеленокам’яної структури. Крім раніше відомих лиственітів та родингітів в серпентинітах, пропілітів в амфіболітах, лужних та карбонатних метасоматитів у залізистих кварцитах, уперше виявлено комплекс гідротермальних метасоматичних формацій у вулканогенно-теригенних породах михайлівської світи. У послідовності переходу від середньо- до низькотемпературних фацій він може бути поданий таким чином: грейзенізовані породи хлоритоліти лиственіт-березити березити ейсити.

Склад метасоматитів залежить від вихідного складу порід, що заміщуються. Вони супроводжують різні типи корисної мінералізації, мають різний вік, але часто просторово сумісні (телескопіровані) у межах загальних структурних зон, котрі насичені різноманітними формами мікродеформацій порід. Наявність гідротермальних метасоматитів пояснює аномально високий для теригенних порід місцевий геохімічний фон благородних металів (БМ), котрий тільки для золота складає 10-15 мг/т замість нормальних 3-5 мг/т.

Аналіз складених автором дисертації окремих графіків вмісту паладію, платини, золота та срібла у порівнянні із складом вихідних та перетворених метасоматозом порід у межах вивченого інтервалу 1300 м квершлагу ЗЗРК дозволив виявити кілька генетичних типів корисної мінералізації благородних металів. В їхньому числі виявились:

1) монометальні аномалії золота та платини в незмінених метапісковіках і кварцевих гравелітах імовірно кластогенного походження; 2) також монометальні аномалії золота в грейзенизованих сланцях та метапісковіках; 3) комплексні за складом благородних металів аномалії в лиственіт-березитах.

РОЗДІЛ 5. Дислокаційний метаморфізм в епігенетичному рудоутворенні в Білозерській зеленокам’яній структурі

У цьому розділі обгрунтоване третє положення, що захищається: про провідну роль дислокаційного метаморфізму в ендогенному епігенетичному рудоутворенні. Такий висновок підтверджується:

- відсутністю ознак не тільки генетичного, але і парагенетичного зв'язку зруднення та вміщуючих гідротермальних метасоматитів з інтрузивним магматизмом;

- розташуванням БЗКС у вузлі перетину трьох систем регіональних розломів шириною 13-21 км з азимутом простягання 17-287, 35-305 і 45-315, котрі обумовили тривалий режим ендогенної активності;

- спряженням рудної мінералізації і супутніх метасоматитів зі складчасто-розломними структурами різних ієрархічних рівнів - від регіонального до мікроскопічного;

- поширенням одноманітних проявів комплексної мінералізації по всій площі Білозерської зеленокам’яної структури незалежно від типу геологічних формацій та складу вміщуючих порід;

- мікроструктурними ознаками інтенсивної деформації порід та появою в них специфічних новоутворених мінеральних фаз (графіт);

- структурним положенням білозерської серії над потужним комплексом суттєво вулканогенних формацій конкської серії, котра могла служити джерелом рудних елементів;

- прямим свідченням проявів дислокаційного метаморфізму у вигляді ендогенного осаду залізистих кварцитів з утворенням багатих магнетитових руд;

- аналогією структурно-геологічних особливостей ендогенного зруденіння Білозерської зеленокам’яної структури родовищам аналогічних рудних формацій в інших, добре вивчених районах (Хомстейк, Морро-Велью та ін.)

Третє положення дозволило орієнтовано визначити рівень ерозійного зрізу рудної колонки метасоматитів та можливої глибини поширення найбільш перспективної комплексної мінералізації благородних металів (1000-1300 м від поверхні фундаменту).

РОЗДІЛ 6. Рудні формації білозерської серії та оцінка їх перспективності

В останньому розділі дисертації розкривається зміст четвертого положення, що захищається: оцінка практичного значення відомих, але мало вивчених та передбачуваних корисних копалин білозерської серії (крім розвіданих родовищ залізних руд). За відсутності достатньої інформації для співставлення з кондиціями така оцінка виконана на основі рудно-формаційного аналізу, визначення генетичних типів та аналогів, виявлених попередніми дослідниками протягом 40 років проявів різних видів мінеральної сировини.

З цією метою автором складена генетична класифікація родовищ та проявів корисних копалин, котрі присутні в білозерській серії. Вони розділені на серії сингенетичних, метаморфізованих та епігенетичних утворень щодо відношення до вміщуючих порід. У кожній серії виділені генетичні групи, класи та рудні формації з родовищами - аналогами. При цьому відзначено нерівноцінне значення врахованих видів мінеральної сировини.

Скажімо, в сингенетичній серії, крім визначених промислових родовищ залізистих кварцитів, вірогідно практичне значення може мати тільки формація мідноколчеданних руд у верхньому сланцевому горизонті запорізької світи. Прояви метаосадового апатиту і вулканогенно-осадового сірчаного колчедану у філітах та метапісковіках михайлівської світи безперспективні із-за низької якості руд, малої потужності та несприятливого типу рудовміщуючої геологічної формації. Лікваційні накоплення хроміту в серпентинітах не мають практичного значення із-за інтенсивного заміщення хромпікотиту магнетитом та виносу платиноїдів при серпентинізації. Пізномагматична мінералізація апатиту в сієнітах також безперспективна із-за низької концентрації Р2О5 та незначних розмірів апатитоносних сієнітових тіл.

В епігенетичній серії, крім експлуатованих метаморфогенно-гіпергених родовищ багатих дисперсногематит-мартитових залізних руд, перспективні в промисловому відношенні:

1) гідротермально-дислокаційно-метаморфічна комплексна мінералізація благородних металів у теригенних породах михайлівської світи - на основі близькості її складу та геологічних особливостей до малосульфідної золото-сульфідно-кварцевої рудної формації та подібності геолого-структурних особливостей з родовищами золоторудного поля Хомстейк та комплексним зруденінням благородних металів у чорносланцевих формаціях офіолітових поясів Східного Казахстану;

2) метаморфогенно-гідротермальні прояви гостродефіцитного тальку та магнезиту в серпентинітах - за аналогією з Правдинським родовищем Українського щита;

3) метаморфогенно-гідротермальні прояви хризотил-азбесту - за аналогією з Лабінським формаційним типом таких руд.

ВИСНОВКИ

Дисертація - закінчена науково-дослідна робота, в якій дане теоретичне обгрунтування геологічних причин наявності в білозерській серії комплексу одновікових з нею та більш пізніших видів корисних копалин .

Основні наукові та практичні результати полягають у наступному:

1. Уперше досліджено склад та будову михайлівської світи, котра залягає в основі білозерської серії на головному інтервалі її розрізу, який обіймає 55% потужності замість доступних раніше 10%. При цьому, виходячи з ритмічної будови світи, підтверджена її відповідність флішоїдному типу та визначені обмежені перспективи розповсюдження сингенетичних рудних формацій.

2. На основі міжрегіональної кореляції показано відповідність формації білозерської серії нижній частині розрізу системи Вітватерсранд. Відсутність у БЗКС аналогу найбільш рудоносної - верхньої частини цієї системи, а також фації кварцових конгломератів вказують на обмежені у порівнянні з очікуваними перспективи відкриття тут рудної формації золотоносних конгломератів.

3. Відкриті та оцінені за значенням в ендогенному рудоутворенні Білозерської зеленокам’яної структури невідомі тут раніше формації середньо- та низькотемпературних гідротермальних метасоматитів серед вулканогенно-теригенних порід михайлівської світи.

4. Обгрунтована провідна роль дислокаційного метаморфізму в утворенні ендогенних епігенетичних рудних формацій Білозерської зеленокам’яної структури.

5. На основі розробленої автором генетичної класифікації та за допомогою рудно-формаційного аналізу здійснено розподіл маловивченого комплексу корисних копалин, котрі являються супутніми для розвіданих родовищ залізних руд на перспективні для наступної оцінки об'єкти та прояви, котрі не мають практичного значення. Обгрунтовані межі ділянок, котрі рекомендовані для пошуково-оціночних робіт.

6. Досвід дослідження рудоносності стратотипу білозерської серії може бути використаний для інших зеленокам’яних структур, котрі її вміщують. Наприклад, найбільш сприятливою у перспективі уявляється сусідня з Білозерською Конкська зеленокам’яна структура, яка знаходиться в зоні перетину шести підсистем глибинних розломів Українського щита і в цьому відношенні наближається до найбільш рудоносної - Сурської зеленокам’яної структури.

СПИСОК ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ АВТОРОМ ПО ТЕМІ ДИСЕРТАЦІЇ:

1. Кравченко В.М., Жулид В.П., Рузина М.В. Металлогеническое значение белозерской серии докембрия Украинского щита (УЩ)// Вісник Дніпропетровського університету. - Серия Геологія та географія. - 1998. - № 1. - С. 3-10.

2. Формационный фактор комплексной минерализации благородных металлов (БМ) в магнетитовых кварцитах/ В.М.Кравченко, Д.С.Пикареня, С.Е.Поповченко, М.В.Рузина// Сб. научн. трудов НГА Украины. - № 2. - Днепропетровск: РИК НГА Украины. - 1998. - С. 139-141.

3. Факторы накопления и критерии оценки минерализации благородных металлов в железистых кварцитах/ В.М.Кравченко, Д.С.Пикареня, С.Е.Поповченко, М.В.Рузина// Наук. вісник НГА України. - 1998. -№ 2. - С. 47-52.

4. Рузина М.В. Дислокационный метаморфизм и гидротермальное рудообразование в Белозерской зеленокаменной структуре Украинского щита// Наук. вісн. НГА України. - 1998. -№ 3. - С. 28-31.

5. Рузіна М.В. Зв’язок мінералізації благородних металів з проявами прирозломного дислокаційного метаморфізму в Білозерському залізорудному районі Українського щита// Відомості Акад. гірн. наук України. - 1997. - № 4. - С. 101-102.

6. Рузина М.В. Биотитизация пород в зонах аномалий благородных металлов Белозерской зеленокаменной структуры Украинского щита// Відомості Акад. гірн. наук України. - 1997. - № 4. - С. 103-104.

7. Кравченко В.М., Рузина М.В. Роль региональных разломов Среднего Приднепровья в размещении проявлений благородных металлов среди зеленокаменных структур// Відомості Акад. гірн. наук України. - 1997. - № 4. - С. 104-105.

8. Комплексная минерализация золота, платиноидов и серебра в разломах зеленокаменных структур/ В.М.Кравченко, А.Д.Додатко, С.Е.Поповченко, Д.С.Пикареня, М.В.Рузина// Благородные и редкие металлы: Сб. информ. матер. 2-ой межд. конф. "БРМ-97". - Донецк: ДонГТУ. - 1997. - Ч. 1. - С. 35-36.

9. Кравченко В.М., Рузина М.В. Околорудные изменения пород в зонах комплексной минерализации благородных металлов Белозерской зеленокаменной структуры (БЗКС) Украинского щита// Сб. информ. матер. 2-ой межд. конф. "БРМ-97". - Донецк: ДонГТУ. - 1997. - Ч. 1. - С. 124-125.

10. Рузина М.В. Рудоносность и металлогеническое значение позднеархейских формаций белозерской серии Украинского щита// Тез. докл. Всеросс. сов. "Осадочные формации докембрия и их рудоносность". - Санкт-Петербург: ИГГД РАН. - 1998. - С. 62.

Особистий внесок автора у роботи, котрі опубліковані у співавторстві, полягає у наступному: [2, 3, 8] - визначення складу рудних формацій і оцінка ролі метаморфізму в накопленні мінералізації благородних металів; [7] - виконання графічного аналізу співвідношення зеленокам’яних структур Середньопридніпровського блока з системами регіональних розломів і узагальнення результатів; [1, 9] - літологічне розчленування геологічних формацій білозерської серії і характеристика рудних формацій.

АНОТАЦІЯ

РУЗІНА М.В. Рудоносність стратотипу білозерської серії у Білозерській зеленокам’яній структурі Українського щита. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата геологічних наук за спеціальністю 04.00.11. - Геологія металевих і неметалевих корисних копалин. Національна гірнича академія України, 2000.

Дисертація присвячена теоретичному обгрунтуванню геологічних факторів утворення комплексу корисних копалин, супутніх родовищам залізних руд у межах Білозерської зеленокам’яної структури. Виділені геологічні формації білозерської серії і визначена їх роль як індикаторів сингенетичної і вміщуючого середовища епігенетичних рудних формацій. Уперше відкриті формації середньо- та низькотемпературних метасоматитів у межах михайлівської світи білозерської серії. Встановлена провідна роль дислокаційного метаморфізму в епігенетичному рудоутворенні. Розроблена генетична класифікація комплексу корисних копалин стратотипу білозерської серії.

Ключові слова: зеленокам’яна структура, дислокаційний метаморфізм, метасоматити, благородні метали.

SUMMARY

RUZINA M.V. The ore-bearing of stratigraphic type of belozerskaya series in Belozerskaya greenstone structure of Ukrainian shield. - Manuscript.

Dissertation for the degree of candidate of geological sciences on speciality 04.00.11. - "Geology of metal and non-metal types of raw materials". National Mining University of Ukraine, 2000.

Dissertation is devoted to theoretical substantiation of ore-controls for complex raw materials , which accompany iron-stones in Belozerskaya greenstone structure. The geological formations of belozerskaya series are picked out. A role of geological formations in Belozerskaya series as indicators of singenetic and containing environment of epigenetic ore formations is showed. The formations of middle- and low-temperature metasomatites were discovered for the first time in mikhailovskaya suite of belozerskaya series. A leading role of dislocation metamorphism in epigenetic ore-formations is established.

The genetic classification of raw materials complex for stratigraphical type of belozerskaya series is elaborated.

Key words: greenstone structure, Ukrainian shield, dislocation metamorphism, metasomatites, noble metals.

АННОТАЦИЯ

РУЗИНА М.В. Рудоносность стратотипа белозерской серии в Белозерской зеленокаменной структуре Украинского щита. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата геологических наук по специальности 04.00.11. - "Геология металлических и неметаллических полезных ископаемых". Национальная горная академия Украины, 2000.

Диссертация посвящена теоретическому обоснованию геологических факторов, определяющих присутствие комплекса полезных ископаемых белозерской серии в пределах Белозерской зеленокаменной структуры.

Впервые исследовано геологическое строение белозерской серии на интервале 55% мощности. Выполнено уточнение фациального состава пород белозерской серии и произведено их разделение на сингенетическую и эпигенетическую группы по отношению к вмещающим породам. Выявлены типы ритмов терригенных формаций. На основании ритмично-слоистого строения михайловской свиты подтверждено ее соответствие флишоидному типу. Впервые открыты и оценены по значению в эндогенном рудообразовании формации средне- и низкотемпературных метасоматитов (грейзенизированных пород, хлоритолитов, лиственит-березитов, березитов и эйситов) в пределах михайловской свиты белозерской серии. Подтверждена связь метасоматических преобразований с проявлениями минерализации благородных металлов. Проведено сопоставление содержаний благородных металлов с составом метасоматитов и исходных пород. Выделены 3 типа аномалий благородных металлов: монометальные аномалии золота и платины в неизмененных метасоматозом терригенных породах; монометальные аномалии золота в грейзенизированных породах; комплексные по составу благородных металлов аномалии в лиственит-березитах. Определена ведущая роль дислокационного метаморфизма в образовании эндогенных видов минерального сырья. На основе межрегиональной корреляции показано соответствие формаций белозерской серии нижней части разреза Витватерсранд. Впервые для района составлена генетическая классификация комплекса полезных ископаемых сопутствующих разведанным месторождениям железных руд. С помощью рудно-формационного анализа осуществлено разделение полезных ископаемых на перспективные по значению (рудопроявления меди, комплекса благородных металлов, талька, магнезита, хризотил-асбеста) и бесперспективные (проявления апатита, серного колчедана, хромита). Показано, что опыт изучения рудоносности стратотипа белозерской серии в Белозерской зеленокаменной структуре может быть применен для других зеленокаменных структур Среднего Приднепровья.

Рузіна Марина Вікторівна

Рудоносність стратотипу білозерської серіі в Білозерській зеленокам`яній структурі Українського щита

(Автореферат)

Підписано до друку 30.08.2000 р. Формат 30х 42/4. Папір Polspeed.

Ризографія. Умовн. друк. арк. 0,9. Обл.-видавн. арк. 0,9.

Тираж 120 прим. Зам. № .

Безкоштовно.

РВК НГА України

49027, Дніпропетровськ,27, пр. К. Маркса, 19