Вопросы прогнозирования месторождений являются весьма актуальными в геологии. Систематизация фактов и разработка основ формационного анализа привели к выявлению ряда критериев, определяющих перспективность территорий на выявление месторождений определенных видов полезных ископаемых. Важная роль при этом отводится минералого-геохимическому критерию, способствующему решению вопросов генезиса, геохимической специализации и оценке потенциальной рудоносности пород.
В Приазовье широко распространены метаморфические, ультраметаморфические и интрузивные комплексы докембрия, характеризуемые определенным набором и содержаниями акцессорных минералов. Наиболее древние архейские породы представлены переслаивающимися вулканогенными и осадочно-вулканогенными породами западноприазовской и центральноприазовской серий, метаморфизованных в условиях амфиболитовой и гранулитовой фаций регионального метаморфизма. Сюда относятся амфибол-биотитовые, пироксен-амфибол-биотитовые, гранат-амфибол-биотитовые гнейсы, амфиболиты, кристаллические сланцы. Несмотря на крайне пестрый состав пород, подвергавшихся метаморфизму и мигматизации, состав акцессорных минералов достаточно однообразен . Во всех разновидностях гнейсов, кристаллических сланцев и мигматитов присутствуют апатит, циркон, магнетит в количестве от единичных знаков до 1-5 г/т [1] . В двупироксеновых кристаллосланцах несколько выше содержание апатита - 19 г/т. Для биотитовых, гранатовых, высокоглиноземистых и графитовых гнейсов, а также полевошпатовых и слюдистых кварцитов в акцессорную ассоциацию дополнительно входят монацит, ильменит, пирит. Обычно содержания этих минералов не превышают 100 г/т. В амфиболсодержащих разностях гнейсов и мигматитах дополнительно появляется сфен (1-2 г/т), в пироксенсодержащих – рутил и ортит ( до 1 г/т), в биотитовых гнейсах - монацит [2]. Первично-магматические ассоциации акцессорных минералов имеют достаточно равномерный характер распределения. Особенностью древнейших образований архея является широкое распространение процессов гранитизации. Геохимически это выражается привносом щелочей и кремнезема и выносом Ca, Mg, Fe, Ti, Mn, Al и рудных элементов - Cr, Sc, V, Ni, Co, Cu. Минералогически это проявляется в том, что в зависимости от интенсивности процесса гранитизации меняются не только содержание акцессорных минералов, но и их парагенезис. Так, например, содержание магнетита, достигающее 9300 кг/т в слабо измененных ультрабазитах, снижается до 280 г/т в актинолит-тремолитовых породах. На некоторых участках отмечено повышение содержаний апатита (до 20%), циркона (до 623 г/т), ксенотима (до 109 г/т). Акцессорный парагенезис становится более разнообразным : в незначительных количествах появляются флюорит, корунд, гранат, рутил, галенит. В процессе этих преобразований меняется характер распределения акцессорных минералов, который становится крайне неравномерным.
Широким распространением в докембрии Приазовья пользуются гранитоиды различного состава. Их принято делить на две большие серии, отражающие разные этапы формирования щита и его Приазовского блока . На ранних этапах его развития в результате ультраметаморфизма и гранитизации формировались автохтонные палингенно-анатектические и аллохтонные интрузивные, а в платформенный этап – интрузивные гранитоиды. К первой серии гранитоидов в Приазовье относятся токмакский, обиточненский, салтычанский и анадольский комплексы нижнего и среднего протерозоя, а ко второй – хлебодаровский, южнокальчикский, октябрьский и каменномогильский комплексы верхнего протерозоя. Ассоциация акцессорных минералов этих пород отличается как составом, так и содержаниями.
Среди редкометальных акцессорных минералов различных комплексов докембрийских пород Приазовья к наиболее распространенным относятся циркон, ортит, в меньшей степени - монацит. Основной особенностью применения минералого-геохимических критериев при локальном прогнозировании является учет того, что акцессорная минерализации определяется не только химизмом и условиями образования отдельных массивов, составляющих стратиграфические комплексы, но и степенью их более поздних преобразований. В этих процессах изменяются главные минералы редких элементов: происходит замещение одних минералов другими, меняется типоморфизм кристаллов, усложняется химический состав этих минералов. Для измененных пород отмечается не только повышение ранних генераций акцессориев, но и появление новых редкометальных минералов, таких как флюорит, топаз, турмалин, бастнезит, колумбит-танталит. Именно с этими генерациями связана концентрация редких элементов в промышленных масштабах. Характер и источник этих преобразований устанавливается по ряду более детальных минералого-геохимических критериев, позволяющих выяснять физико-химические условия кристаллизации отдельных генераций минералов .
Циркон является одним из наиболее широко распространенных редкометальных минералов Украинского щита. Он отмечен во всех стратиграфических и интрузивных комплексах Приазовского блока. Это обеспечивается исключительной стойкостью этого минерала к различным химическим и физическим воздействиям. Известно, что циркон, несмотря на его простую структуру, является мощным концентратором многих редких и рудных элементов: Hf, U, Th, Nb, Ta, TR, Y, Sc и др. Содержание циркона в различных разновидностях пород определяется, главным образом, изменением кислотности-щелочности среды минералообразования [2]. К числу наиболее существенных примесей в цирконии относится, в первую очередь, гафний. Соотношение этой пары элементов является одним из индикаторов геохимических процессов. Для большей части цирконов УЩ характерен существенно иттриевый состав [7]. В сиенитах южно-кальчикского комплекса выявлено наиболее высокое содержание циркона, составляющее 330-1600 г/т [4]. Химический состав циркона из различных фазовых дифференциатов этого комплекса значительно усложняется при переходе от ранних к более поздним, что проявляется в повышении содержаний Hf, Nb, Ta, TR. При этом изменяется форма и цвет его кристаллов. Особенно ярко это проявляется на месторождениях редких металлов, где химический состав акцессорных минералов отражает геохимические особенности месторождения.Ортит наиболее широко распространен в гранитоидах Украинского щита, но распределен крайне неравномерно (табл 2). При кристаллизации он выделяется вместе с биотитом, одним из первых среди акцессориев, и характерен для более основных разностей, обогащенных кальцием. Как правило, это роговообманковые, биотитовые граниты, гранодиориты и диориты. Особенно четко это прослеживается в пегматитах, где наибольшие его концентрации приурочены к краевым частям жил, обогащенных темноцветными минералами. Для ортитов УЩ характерен исключительно цериевый состав редких земель (табл 3). Наиболее выдержанно содержание церия [6]. Ортиты Приазовья характеризуются наиболее полным составом редких земель [2]. Однако преобладание цериевых лантаноидов бесспорно. Ортиты из гранитов обогащены лантаном, а из пегматитов – празеодимом, неодимом, гадолинием, частично иттрием. В альбитизированных и грейзенизированных гранитах ортит замещается вторичными фторкарбонатами редких земель [2].
Бритолит на Украинском щите установлен только в Приазовье [7]. В качестве акцессориев в докембрийских комплексах Приазовья встречается весьма редко. Впервые он установлен в мариуполитах Октябрьского массива, содержит включения альбита, эгирина, лепидомелана, флюорита и вместе с цирконом и пирохлором составляет рудную ассоциацию. Для пород южнокальчикского комплекса бритолит встречается в полевошпатовых метасоматитах контактовой зоны граносиенитов, где он формировался в заключительную стадию формирования этих пород. Это подтверждается наличием в нем включений кварца, полевых шпатов, циртолита, тесно ассоциирует с флюоритом, иногда развивается по чевкиниту [4]. По составу редких земель бритолит относится к комплексным минералам (табл.3). В его составе постоянно присутствует торий [2]. Минералого-геохимические критерии потенциальной продуктивности пород на редкие металлы используют прежде всего для оценки суммарного эффекта деятельности кристаллохимического и эманационного факторов рудообразования. Повышение содержаний акцессорных минералов в 5-10 раз выше величины региональных кларков для этих пород может свидетельствовать о накоплении редких элементов в остаточных расплавах и дальнейшей, возможно промышленной, их концентрации в поздне- и постмагматических фазах. Появление новых акцессорных ассоциаций, нехарактерных для большей части пород данного комплекса, является необходимым условием для начала целенаправленных поисков месторождений редких металлов и требует решения генетических вопросов. Содержание и состав редких земель в различных акцессорных минералах являются важным признаком генезиса гранитоидов. Акцессорные минералы, выделяющиеся в позднемагматическую и постмагматическую стадии, а также минералы вторичных образований (псевдоморфозы по бритолиту, монациту, ортиту) обогащены иттрием и TRY, что неоднократно отмечалось многими исследователями [2,6,7]. На Азовском месторождении происходит резкое повышение концентраций редкоземельных минералов в сравнении с материнскими породами. Преобладание иттриевых лантаноидов и уровни содержаний редких земель в самих минералах повышаются в среднем в 2 раза. Характерно то, что этими элементами обогащаются не только рудные минералы, но и породообразующие, что свидетельствует о максимальном насыщении ими минералообразующей среды. Максимальная концентрация редких земель в породообразующих минералах отмечается для пироксенов и амфиболов, составляя в рудах около 1000 г/т. Это значительно превышает кларковые уровни их концентраций. Должна быть проведена также оценка интенсивности действия мобилизационного фактора, связанного с извлечением из минералов примесей редких и рудных элементов . Этот процесс сопровождается уменьшением концентраций этих элементов в породах соседних участков. Именно эта причина объясняет факт в целом пониженного содержания редких земель в породах южнокальчикского комплекса. Неравномерность распределения акцессорных минералов и большие дисперсии концентраций затрудняют достоверную количественную оценку их содержаний. В этом случае целесообразно привлечение, в качестве дополнительного критерия потенциальной рудоносности, разнообразие видового состава акцессорных и вторичных минералов, а также состав редкоземельных элементов в них . Более четко это отражается геохимическими характеристиками фазовых дифференциатов комплекса. Критерием рудоносности пород магматического генезиса является значительное повышение содержаний акцессориев и уровней концентрации ими редких элементов в ряду последовательно формировавшихся фазовых дифференциациатов . Для гранитоидов габбро-сиенитовой формации южнокальчикского комплекса, которые являются материнскими породами для Азовского месторождения, значительного действия фактора дифференциации не наблюдается (табл.2,3), что ранее отмечалось и в литературе [4]. При локальном прогнозировании в пределах одного региона, характеризующегося определенной историей геологического развития, толкование минералого-геохимических показателей на более детальных уровнях не всегда однозначно и требует привлечения дополнительных критериев. Положение интрузий этого и многих других комплексов Приазовья характеризуется приуроченностью к зонам крупных разломов и узлам пересечения разнонаправленных тектонических нарушений, что является дополнительным критерием рудоносности этих комплексов. Именно такое геолого-структурное положение участков повышенных концентраций редкометальных акцессориев может обеспечить возможность их промышленных масштабов, создавая энергетическую обеспеченность дополнительных поставок рудного вещества в породы докембрийских комплексов Приазовья.