ЗОЛОТОНОСНІСТЬ ОЛЬХОВАТСЬКОЇ АНТИКЛІНАЛІ (ЦЕНТРАЛЬНИЙ ДОНБАС)
Геологічна будова антикліналі
Ольховатська антикліналь - це лінійна складка другого порядку, що входить до складу Головної антикліналі Донбасу. Раніше вона виділялась під назвою Ольховатсько-Волинцевської антикліналі, але потім було доведено, що остання складається з двох антикліналей: Віровсько-Оленівської, яка простягається майже на 12км, і Ольховатської, що кулісоподібно змінює її на південному сході і має протяжність близько 40км. Північно-західне замикання Ольховатської антикліналі стає по віровським пісковикам моспінської світи (С22), а на південному сході антикліналь замикається по вапняку F15 мандрикінської світи (С21). В склепінні Ольховатської антикліналі на протязі майже 35км на поверхню виходять відклади верхів амвросієвської світи (С20).Ширина смуги цих відслонень не більше 1км.
Довгий час Ольховатсько-Волинцевська антикліналь вважалась практично безрудною, хоч вона розташована між Горлівською антикліналлю (Микитівське ртутнорудне поле ) на північному заході і антикліналями Нагольного кряжу (Єсаулівсько-Нагольчанський золото-срібло-поліметалічний рудний вузол) на південному сході. На підставі рудноформаційного аналізу [5] в 1982р було показано, що Ольховатсько-Волинцевська антикліналь повинна вміщувати зруденіння золотомиш’якової і золотосурм’яної субформацій золотосульфідної формації. В наслідок наступних пошуків бурінням, що виконувалось Горлівською експедицією ДГП "Донбасгеологія", був виявлений Ольховатський (Михайлівський) золотопіритовий рудопрояв [6], що зумовило необхідність подальшого вивчення як рудопрояву, так і Ольховатської антикліналі вцілому. Всі золотопрояви, відомі в даний час в межах Ольховатської антикліналі, приурочені до верхньої частини відкладів С20 (нижче вапняку F1), розкритих свердловинами на потужність 560м. Ціла потужність амвросієвської світи, мабуть, близько 1000м. На Михайлівському рудопрояві в межах вивченої товщі С20, що складається переважно з чорних аргілітів різної мірою алевритистих, виявлено 6 верств пісковиків потужністю від 15 до 65м і 6 прошарків вапняків (від E91 до Е81 ) потужністю від 0,2 до 4,7м. Найбільш потужний шар меффертівських пісковиків добре простежується на поверхні в межах Михайлівського рудопрояву, а також на північно-західній і південно-східній перикліналях. Вони переважно дрібно-середньозернисті, в нижній частині різнозернисті, іноді з гравієм. На Михайлівському рудопрояві пісковики міцні, окварцовані і вміщують багато кварцових прожилків. Крила і перикліналі Ольховатської антикліналі складаються з порід світи С21, подібних породам підстелюючої світи С20. Потужність її, одначе, дорівнює 500м. На поверхні в ній виявлено З верстви дрібно-середньозернистих пісковиків потужністю 30-50 м і 3 витриманих малопотужних прошарки вапняку.
Відклади амвросієвської світи в межах Ольховатської антикліналі знаходяться в зоні метагенезу, а мандрикінської світи -переважно в зоні пізнього катагенезу. В зоні метагенезу віділяються дві підзони - початкового і пізнього метагенезу. Границя між підзонами розташована не згідно нашаруванню порід, а занурюється з заходу на схід. Приблизно в центральній частині Михайлівського рудопрояву породи підзони пізнього метагенезу виходять на допліоценову поверхню, далі на схід (свердловина №4653) вони знаходяться нижче 380-390м, а на східному фланзі рудопрояву свердловини, пробурені до глибини 500м, розкрили тільки породи підзони початкового метагенезу. Таким чином, на протязі майже 3км границя між зонами раннього і пізнього метагенезу, яка відповідає палеоізотермі близько 175°С, занурюється на глибину більше 500м (протилежно зануренню шарніру антикліналі), немов би облямовуючи вірогідну приховану інтрузію, що викликала термометагенез (Михайлівский "термальний купол").
Враховуючи ці данні, В.В.Гордієнко побудував теплову модель надр для періоду давньокімерійської тектономагматичної активізації, з якою пов'язане рудоутворення [3]. Параметри цієї моделі використані для інтерпретації гравітаційного поля регіону, що дозволило виключити (як поміхи) ефекти аномалій щільності, зумовлених ката-метагенетичними зміненнями порід карбону внаслідок регіонального герцинського і локального кімерійського прогрівів і підвищеною тріщинуватістю порід в зонах розломів. Температури в осадовій товщі карбону визначались як сума ефектів кондуктивного і конвективного теплопереносу, причому другий підключався тільки на останній стадії гідротермальної активності. Погана сбереженість свердловин не дозволила провести детальне вивчення теплового потоку (ТП) Михайлівського рудопрояву. В його центральній частині виявлено три значення ТП (після введення поправок вони практично співпадають - близько 80 мВт/м2): на відстані близько 0,5км від вісі Головної антикліналі визначено ТП - близько 60 мВт/м2, на відстані 0,85-1,8км - 4ТП (46-54 мВт/м2). Очевидна аномалія теплового потоку інтенсивністю 30 мВт/м2 на фоні близько 50 мВт/м2.
З Михайлівським "термальним куполом" співпадає позитивна гравіметрична аномалія. Приблизні границі Михайлівського "куполу" підібрані шляхом моделювання його досить складної структури. Крім гранітоїдної інтрузії, що припускається під Михайлівським "термальним куполом", в районі віддаленої південно-східної перикліналі (поблизу р.Міус) відомо близько 30 даєк лампрофірів переважно субдовготного (10-20°) простягання. Уламки піроксенових діабазів були виявлені в балці Должик біля с.Грабово [7], тобто на центральному відрізку Ольховатської антикліналі.
Структура Ольховатської антикліналі досить проста: простягання вісі близько 290°, падіння північно-східного і південно-західного крил під кутом 60°, склепіння гостре, ускладнене зоною Вісьового розлому. На крилах також відмічаються уздовжні відносно вісі розривні порушення, з яких найбільшу амплітуду вертикального зміщення (блізько 300м) має Орловський "насув" (вскидо-зсув). Горизонтальна амплітуда зміщення не виявлена, здогадно вона досягає 5 км. Крім Вісьового і паралельних йому розломів досить широко (особливо в південно-східній частині антикліналі) розвинуті структури субширотного (в середньому близько 70°) простягання. Вони є насувами ї вскидами, що переродилися потім в зсуви.
Досить часто зустрічаються субдовготні зони тріщинуватості (малоамплітудні зсуви).Всі описані розривні порушення маркируються кварцовими і анкерит-кварцовими прожилками, а зона Вісьового розлому - також кварцовими брекчіями на піритовому (гетитовому) цементі, швами з мілонітом або глинкою тертя.
Золотоносність Ольховатської антикліналі
Майже на всьому протязі антикліналі уздовж її вісі виявлені три типи гідротермальних метасоматитів, які вивчені на Михайлівському рудопрояві [1,6]. Березити, з якими на Михайлівському рудопрояві тісно пов'язані пластові поклади вкрапленого золотоносного піриту, простежені від Західної ділянки рудопрояву до хутора Корінного на сході, охоплюючи до 2км ширини склепіння антикліналі, тобто весь тектонічний блок між Північним і Грабовським розломами. У відкладах С22-С23 вони заміняються слабо проявленими дикіт-карбонатними зміненнями порід (західна перикліналь Ольховатської антикліналі). Березити розвинуті переважно по повздовжнім розривним структурам, але виявлені і уздовж субширотних розривних порушень. В більшості випадків березитизація порід (переважно пісковиків) досить слаба, кількість новоутворених мінералів не перевищує 10-15%.
Більш інтенсивна березитизація є характерною для Михайлівского рудопрояву, зони Вісьового розлому від балки Грабово до балки Три Дуба, а також для зони субширотного розлому в верхів'ях балки Кручик. Інтенсивна березитизація характеризується розвитком метасоматичного кварцу (>20%) і серициту (до 20%) з акцесорними мінералами - новоутвореними турмаліном, більш рідко - апатитом. В цілому з полем інтенсивно березитизованих порід співпадає площа поширення шліхогеохімічних аномалій золота в четвертинних породах. Останні, мабуть, зумовлені присутністю на глибині миш’яковистого піриту (вміст золота в піриті в середньому 27 г/т), а на поверхні - золотомістячих гідроксидів заліза, що заміщують пірит. Донбасит-анкеритові метасоматити, які на Михайлівському рудопрояві супроводжують зони кварц-анкеритових прожилків з дрібною вкрапленістю галеніту, сфалериту, халькопіриту, тетраедриту та інших сульфосолей, також розвинуті вздовж вісі антикліналі. Однак вони звичайно утворюють обмежені за протяжністю зони, приурочені до розривних структур повздовжнього і субширотного простягання, тільки в західній і східній частинах антикліналі ці метасоматити утворюють крупні зони, які відповідають Михайлівському рудопрояву (на заході) і Андріївському прояву золотої мінералізації (на сході). Звичайно для донбасит-анкеритових метасоматитів характерні помірні змінення порід (<5% донбаситу, 5-10% анкериту), проте в ряді випадків, переважно на золотоносних ділянках, характерна більш значна анкеритизація (20-40%). Рідкісні прожилки з вкрапленістю галеніту і сфалериту, зустрінуті на поверхні в центральній і східній частинах Ольховатської антикліналі, також приурочені до порід, що піддані донбасит-анкеритовому метасоматозу.
Аргілізити (кварц-дикіт-каолінітові метасоматити) розвинуті найбільш локально. Інтенсивність їх звічайно незначна (кварц 1-2%, дикіт до 5%, каолініт 1-2%). На західній і східній ділянках рудного поля зони аргілізації більш протяжні. Тут вони розвинуті уздовж розривних структур не тільки повздовжнього (більш рідко субширотного) простягання, але і уздовж розривніх порушень субдовготного і північно-східного простягання. На Михайлівському рудопрояві з зонами арплізащї пов язані прояви кіноварі, антимоніту і кварц-анкеритові прожилки з буланжеритом і червоним сфалеритом. Подібні прояви виявлені також на західній перикліналі (св.5043) і в Андріївскій золотоносній зоні (прояв ртуті, виявлений раніше під час геологічної зйомки). Характерно, що в зонах інтенсивної аргілізації часто розвинуті прожилки кріптозернистого, халцедоноподібного кварцу, а кількість дикіту і каолініту досягає 30%.
Крім гідротермально-метасоматичних змінень порід в склепінні Ольховатської антикліналі зустрічаються малопотужні кварцові жили, поширені нерівномірно. їх найбільша кількість тяжіє до перикліналей. Вони часто зустрічаються на Михайлівському рудопрояві, включно на Західній ділянці, а також уздовж Андріївської золотоносної зони, особливо в північному крилі антикліналі. Оцінка бурінням промислових перспектив золотовміщуючої мінералізації проводилась лише на невеликій площі ділянки Гостра, могила: Свердловинами глибиною до 500м в склепінні антикліналі розкрито 6 рудних горизонтів, приурочених до шарів пісковиків. Рудоносна площа не оконтурена. Вміст золота в субстратиформних тілах вкрапленого піриту звичайно низький - перші грами на тону породи. Більш високий вміст тяжіє до січних зон зім яття і мілонітизації порід і часто супроводжується вкрапленістю і дрібними (до 2см) скупченнями антимоніту. Чіткий літолого-структурний контроль золоторудної мінералізації і широке розповсюдження рудосупроводжуючих метасоматитів на площі Ольховатської антикліналі дозволяють припускати тут такий же широкий розвиток бідного золотого зруденіння, пов'язаного з березитами, і, можливо, спорадичні прояви більш багатих руд, пов'язаних з аргілізитами.
В зв'язку з цим на цілій площі склепіння Ольховатської антикліналі проведене опробування делювіальних відкладів на золото з мережею 250х50м. З проб, вагою 8-10кг кожна, відмивали сірий шліх, який вивчали під бінокулярним мікроскопом, а потім хімікоспектральним аналізом в ньому визначали вміст золота. В наслідок цього уздовж вісі Ольховатської антикліналі виявлені обширні геохімічні аномалії золота (>0,6 г/т в шліху), витягнуті переважно уздовж шарів березитових пісковиків. Опробування відслонень пісковиків підтвердило наявність підвищеного вмісту золота - від цілих грамів на тону на ділянках Західна і Гостра могила до 0,1-0,3 г/т в межах Андріївської золотоносної зони на східній перикліналі. Часто аномалії золота в корінних породах супроводжуються геохімічними аномаліями миш'яка (~1% на Західній ділянці і до 0,2% в Андріївській зоні) і ртуті (5,10* 10-4 % на Західній ділянці і 1,34* 10-4 % в Андріївській зоні).Ореоли ртуті з вмістом >1*10-5 % в корінних породах витягнуті уздовж вісі Ольховатської антикліналі, підтверджуючи тісний просторовий зв'язок з розривними порушеннями.
Ізотопногеохімічна зональність
Визначення температур гомогенізації ГРВ в мінералах з керну свердловин на ділянці Гостра могила і прожилків на поверхні іншої частини антикліналі показали, що існує певна зональність в розподілі палеотемператур гідротермального процесу. Ця зональність в цілому співпадає з розміщенням переважаючих типів гідротермальних метасоматитів уздовж вісі антикліналі. На західній перекліналі, з Західною ділянкою Михайлівського рудопрояву включно, максимальні температури гомогенізації газоворідких включень (ГРВ) в 8 пунктах складають від 158 до260°С, що в цілому відповідає температурам утворення прожилків, які супроводжуються донбасит-анкеритовими метасоматитами. На Михайлівському рудопрояві, як згадувалось раніше [2], поширені прожилки, пов'язані з метасоматитами всіх типів, але тут різко переважають максимальні температури гомогенізації ГРВ двох груп: 305-340°С (березитової) і 180-250° (донбасит-анкеритової). На схід від рудопрояву (від балки Попасна приблизно до устя балки Церковної) переважають температури гомогенізації ГРВ в кварці з прожилків від 197 до 275°С. Ще далі на схід - аж до східної перикліналі температури гомогенізації змінюються від 113 до 153°С, відповідаючи мінералізації, пов’язаній з широко поширеними тут аргілізитами.
Таким чином, найвисокі температури гомогенізації ГРВ в кварці є характерними для центральної частини Михайлівського рудопрояву і на схід від нього до балки Церковної. Вони закономірно зменьшуються на захід і схід, причому най низькі температури утворення кварцових прожилків характерні для найбільш віддаленої східної перикліналі. Враховуючи також найбільш високий ступінь метагенезу в районі Михайлівського рудопрояву, це може свідчити про наявність в цій частині антикліналі прихованої інтрузії магматичних порід, а також обумовленої нею конвективної гідротермальної комірки, яка існувала в епоху рудоутворення. Ізотопний склад кисню води мінералізуючих розчинів визначено за жильним кварцом.
Виходячи з отриманих результатів, можна зробити висновок, що уздовж вісі Ольховатської антикліналі з заходу на схід, до балки Грабово (проба 13/17), відбувається збільшення ізотопної ваги кисню води розчинів, якими утворені сульфідно-кварцові прожилки, що супроводжуються донбасит-анкеритовим зміненням порід, а потім далі на схід знову відбувається зменшення d18О. Враховуючи значне поширення донбасит – анкеритових метасоматитів на заході і сході антикліналі, можна припустити більшу тектонічну проникливість цих частин Ольховатської антикліналі під час рудоутворення, а, відповідно, і більший ступінь розбавлення розчинів метеорними водами.
Для аргілізуючих розчинів спостерігається зворотня картина: в напрямку до перикліналей відбувається деяке збільшення ізотопної ваги кисню води. Істотна різниця ізотопного складу вод донбасит-анкеритових і аргілізитових асоціацій можна пояснити присутністю значної кількості діоксиду вуглеця в перших, який, як відомо, є «носієм» важких ізотопів кисню в розчинах. Після масового осадження анкериту (і сидериту) з флюїдів, які зв'язали «важкий» діоксид вуглецю, більш низькотемпературні розчини, що залишились; мали «полегшений» ізотопно-кисневий склад. Як було показано раніше [4], в низькотемпературних розчинах діоксид вуглецю майже відсутній.
Висновки
На підставі комплексу виконаних досліджень виявлено, що в межах Ольховатської антикліналі широко розвинуті березити, які супроводжуються розсіяною золото-піритовою мінералізацією, що приурочена переважно до пісковиків в світах С20 - С21. Найзначна тектонічна переробка антикліналі відмічається на західній і східній перикліналях, де породи претерпіли інтенсивні процеси березитизації, донбасит-анкеритового метасоматозу і аргілізації, вміщують найбільшу кількість кварцових жил і прожилків, характеризуються геохімічними аномаліями золота, миш’яку і ртуті. При цьому на заході переважають донбасит-анкеритові змінення, які, звичайно, супроводжують зони прожилків з сульфідно-сульфосольною мінералізацією, а на сході - аргілізити, з якими на Михайлівському рудопрояві пов язана ртутносурм яна мінералізація і більш високий вміст золота. Ізотопно-палеотемпературна зональність, яка виявлена в наслідок вивчення кварцових прожилків, дозволяє припустити існування теплового вогнища, обумовленого прихованою інтрузією вивержених порід.
Дослідження виконувались за підтримкою проектом 6.4/2 Державного фонду фундаментальних досліджень.
Література
1. Александров А.Л., Гордиенко В.В.,Деревская Е.И. и др.Глубинное строение, зволюция флюидо-магматических систем и перспективи зндогенной золотоносности ЮВ части Украинского Донбасса. Препринт ИФИ, Киев, 1996.-74с.
2. Субботин А.Г., Деревская Е.И., Шумлянский В.А., Прожилковая минерализация Михайловского золотопиритового рудопроявления в Донбассе, Украина // 1997, р. 189-193.
3. Шумлянский В.А. Киммерийская металлогеническая зпоха на территории Украины. К: Наук.думка, 1983.-220с.
4. Шумлянский В. А. Литогенез и гипогенное рудообразование: Препринт, ИФИ-94.-Киев.-Изд. ИФИ Укр. науч. ассоц. – 1994.-75с.
5. Шумлянский В.А., Заря В.Ф. О рудных формациях Ольховатско-Вольшцевской антиклинали Донбасса // Доклады АН УССР, сер.Б, 1982, №11, с.26-29.
6. Шумлянский В.А., Заря В.Ф., Ивантишина О.VI., Дудар Т.В. Первая находка золото-сульфидной минерализации в карбоне Ольховатско-Вольшцевской антиклинали // Геол.журн., 1991, № 1, с. 72-76.
7. Якжин А.А. Геологическое строение и некоторьіе вопросьі минерализации Нагольного кряжа // Труды Ин-та геолог.наук. Вып. 65. Серия рудных м-й (№14). 1952.М.:Изд-во АН СССР.- 60с.