АВТОРЕФЕРАТ МАГІСТЕРСЬКОЇ РОБОТИ
Тема: "Структурні та мінералого-геохімічні особливості Грабовської ділянки Ольховатсько-Волинцевської антикліналі у звязку з оцінкою золотоносності"
Кафедра "Корисні копалини та екологічна геологія"
Виконав: Осетров В.В.
Науковий керівник: доцент кафедри Альохін Віктор Іванович
Актуальність теми. Сьогодні однією з головних проблем промислового комплексу України є забезпечення його кольоровими металами. Історично так склалось, що на території України скупчені потужні комплекси чорної та кольорової металургії, тяжкого машино будівництва. Якщо запаси чорних металів в Україні значні, то ситуація з кольоровими металами на сьогодення просто катастрофічна. На території України відомі невеликі рудопрояви свинцю, цинку, міді, але вони не можуть сьогодні повністю забезпечити потреби промисловості країни. Наряду з подальшими пошуками рудопроявів цих металів велику увагу приділяється також пошукам рудопроявів золота – одного з стратегічно найважливіших та коштовних металів. Золото в Україні було відоме ще до нашої ери. При загальній неповній вивченості золотоносності, в Україні виявлені 240 рудопроявів, відокремлено 3 золотоносних регіони: Український щит, Карпати, і Донбас. Розвідано та підготовлене до експлуатації Мужиївське родовище (Карпати). За масштабами прояву та рівнем промислового вмісту золота та срібла, Донбас відноситься до перспективних золотоносних регіонів України. Прогнозні ресурси золота Донбасу складають 10% усіх прогнозних ресурсів України. Високоперспективні площі з зруденінням благородних металів займають декілька сотень квадратних кілометрів. Однією з таких площ, де у теперішній час тривають пошуки золота, є Михайлівська, та прилягаюча до нього Грабовська ділянка, які знаходяться на вісі Ольховатсько – Волинцевської антикліналі (донецька область, Шахтарський район). Пошуково – оціночні роботи на Михайлівській ділянці були завершені у 1998 р., на основі яких були відокремлені геохімічні ореоли з промисловим вмістом золота, підраховані запаси. У зв’язку з позитивними результатами була обґрунтована перспективність подальших пошуків на території Грабовської ділянки.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Результати наукових досліджень, які надані в роботі, отримані у процесі виконання науково – дослідницьких робіт на кафедрі «Корисні копалини та екологічна геологія» Донецького національного технічного університету.
Ціль та основні завдання досліджень. Ціль магістерської роботи: на основі даних про вміст золота, отриманих в результаті пошукових робіт на Грабовській та Михайлівський ділянках, а також даних тектонічної будови та мінералогічного складу рудоносних порід провести аналіз їх взаємозв’язку та оцінити степінь впливу цих факторів на золотоносність. В основу експериментальних досліджень лягли дані по результатам спектрального аналізу елементів – супутників, а також спектрозолотометричного та пробірного аналізів проб, відібраних з керну свердловин, пробурених на Михайлівській ділянці, а також польові дослідження структурно – тектонічних особливостей ділянки. Досягненню цілі сприяло рішення таких задач:
- виявлення геологічних факторів, які впливають на розподіл вмісту золота в мінералізованих жилах;
- вивчення закономірності між концентрацією золота та геологічними факторами та прогноз їх розповсюдження на площу Михайлівської та Грабовської ділянок.
- розробка показників для комплексного геохімічного картування перспективних ділянок;
- розробка прогнозного картування для подібних рудопроявів Ольховатсько – Волинцевської антикліналі;
- розробка методології використовування нових комп’ютерних технологій для прогнозу золотоносності на ділянках з урахуванням їх тектонічної будови, мінерального складу рудовміщуючих зон та інших геологічних факторів.
Об’єкт досліджень – ділянка «Михайлівська» золотого рудопрояву Ольховатсько – Волинцевської антикліналі.
Предмет досліджень – вивчення розподілу золота в осадових породах карбону Ольховатсько – Волинцевської антикліналі.
Методи досліджень. Для рішення поставлених задач застосовувався такій комплекс методів:
1) статистичні методи обробки даних скорочених лабораторних аналізів для виявлення та встановлення характеру зв’язків між геологічними факторами та вмістом золота;
2) побудова мап, які відображають розподіл золота в погоризонтному плані;
3) структурно – тектонофізичний аналіз масиву порід.
Практичне значення отриманих результатів. 1) Розробка та обґрунтування комплексних критеріїв відокремлення перспективних ділянок;
2) Впровадження методики комп’ютерної обробки геологічної інформації, з використовуванням показників розподілу золотого зруденіння для побудови прогнозних мап золотоносності на рудопроявах Ольховатсько – Волинцевської антикліналі.
Особистий вклад автора. В основу роботи покладені матеріали, зібрані автором на протязі другої виробничої практики, яка проходила на Грабовській та Михайлівський ділянках. Автором проведений статистичний аналіз, виявлені кореляційні зв’язки між вмістом золота та концентрацією елементів – супутників, побудовані мапи рудо розподілу з застосуванням комп’ютерних програм для інтерпретації результатів досліджень.
Публікації. Автор має одну публікацію за темою досліджень (див. перелік посилань).
Структура роботи. Магістерська робота складається з трьох розділів, висновків, переліку посилань та доповнень.
Основний зміст роботи
1. Геологічна характеристика Ольховатсько – Волинцевської антикліналі
1.1 Літологія
Ольховатсько – Волинцевська антикліналь є лінійною складкою другого порядку, яка входить до складу Головної антикліналі Донбасу. В зводі антикліналі на протязі понад 35 км на поверхню виходять відкладення амвросієвської світи, котрі у плані утворюють смугу завширшки 1 км. Світа представлена чорними аргілітами, в різній мірі алеврит ситих, виявлено 6 горизонтів пісковиків потужністю від 0,2 до 4,7 м. Найбільш потужний шар мефертовських пісковиків добре простежений в межах Михайлівського рудопрояву. Вони мілко – середньозернисті, в нижній частині різнозернисті, іноді з гравієм. Крила та перекліналі антикліналі складені породами світи С21, подібно породам амвросієвської світи, потужність яких 500 м. Всі відомі сьогодні рудопрояви золота антикліналі, концентруються у верхній частині відкладень амвросієвської світи (нижче вапняку F1), потужність яких сягає 560 м.
На основі результатів вивчення теплових потоків Михайлівського рудопрояву була виявлена аномалія, співпадаюча з позитивною гравіметричною аномалією. Це дає припущення існування під Михайлівським рудопроявом гранітоідної інтрузії.
1.2 Тектоніка
Структура антикліналі має наступні особливості: простягання осі біля 290°, падіння північно – східного та південно – західного крил під кутом 60°, звід складки ускладнений зоною Осьового розлому. На крилах також відмічаються витягнуті вздовж осі розривні порушення, з котрих найбільшу амплітуду має Орловський вскидо – зсув. Крім осьового та паралельних йому розломів широко розвинуті структури субширотного простягання (біля 70°). Це насуви та вскиди, котрі трансформувались в здвиги. Досить широко розвинуті субпаралельні зони тріщинуватості (мало амплітудні здвиги). Все розривні порушення виконані кварцовими та анкеріт - кварцовими прожилками, а зона Осьового розлому – також кварцовою брекчією на пірит – гетитовому цементі, мілонітом, та глинкою тертя. Породи антикліналі насичені кварцовими жилами та прожилками. Менш розповсюджені жильні утворення кальцитового та іншого складу.
Основна маса жил приурочена к осьовій зоні антикліналі. Іноді вони згруповуються у штокверк (район трігопункта «Андріївський»).
Менш виразно проявлені кососекущі жили. Слабо розвинуті кварцові жили по нашаруванню.
1.3 Особливості зруденіння.
Узагальнена модель формації, складена на фактичному матеріалі численних родовищ і рудопроявів різних регіонів світу, визначається наступними особливостями:
1. Приуроченість до товщ піщано-глинистих порід різного віку в різній мері збагачених вуглеродистою речовиною й у різної степені змінених від катагенезу до амфіболітової фації метаморфізму.
2. Чітко виражений структурний контроль промислового зруденіння- приуроченість родовищ до зон регіональних розломів і пов'язаних з ним структурних елементів, підлеглих порядків (прирозломні складки, зони зминання, дробіння й т.д.).
3. Наявність у рудовміщуючих породах сингенетичної сульфідної мінералізації, переважно піриту, рідше арсенопіриту.
4. Вибірний характер золотоносності сульфідів – збагаченість золотом найбільш пізніх генерацій, пов'язаних з накладеними процесами мінералізації, у тому числі метасоматичного типу.
5. Прожилково-, прожилково-вкраплений морфогеничний тип зруденіння, часто в сполученні з підпорядкованими жилами.
Загальною особливістю мінералізованих порід є присутність головним чином піриту в супроводі (у невеликих кількостях) арсенопіриту, галеніту, сфалериту, антимоніту, бляклих руд. Кількість сульфідів звичайно не перевищує 5-13%. По змісту золота руди відносяться до розряду бідних, але зі значними запасами. Як правило, учасниками концентрації сульфідів є зони розшарування, зминання, трищінуватості - зони вигину осей й шарнірів.
Золото-сульфідне зруденіння тісно переплітається з метасоматозом, що розвивався на тлі загального локального прогріву рудовміщуючої товщі при послідовному зниженні температури. Під мінералізованою зоною передбачається інтрузивне тіло як причина виникнення температурного поля.
Малюнок 1. Схема процесу циркуляції рудної рідини в масиві порід Ольховатсько - Волинцевської антикліналі.
Рудні тіла являють собою складні утворення без чітко визначених границь й оконтурювання за даними пробірного аналізу з певною величиною бортового змісту. Рудна мінералізація тіл представлена піритом декількох генерацій різних по золотоносності. Візуально золотоносний пірит погано відрізняється від незолотоностного, що варто мати на увазі при випробуванні. Пірит насичує породу, утворюючи особливий різновид пирітизованих сланців або піщаників, що залягають у вигляді окремих прошарків, які, імовірно, простежуються на значні відстані.
Зруденіння здійснювалося, найбільш імовірно, за рахунок фронтального вертикального підйому флюїдів по рассланцованої схиловій частини антикліналі, чим і визначена многоярусність мінералізації. При цьому не виключається збагачення порід золотом у процесі седиментації і його наступної концентрації в структурі в умовах теплового поля.
Формування гідротермальної мінералізації в районі здійснювалося в три стадії на тлі спаду температури від 360° С (жилки кварцу 1) до 160-170° С (пелюстковий кальцит). Найбільш високий вміст золота пов'язаний з березитами, утворення яких відбувалося в діапазоні температур 360-260 С.
Схема стадійності мінералізації представляється так:
1 стадія: жилки кварцу 1 (360-295° С) і анкериту 1 (290-260° С) тісно пов'язані з березитизацієй;
2 стадія: прожилки кварцу 2 (260-180 С) з донбаситом, анкеритом 2 (240-185 С), сфалеритом галенітом, буланжерітом, бурнонітом, гірським кришталем (180-135° С), сидеритом, кіновар'ю, піритом, марказитом, диккітом;
3 стадія: прожилки кальциту й виділення пелюстковидного кальциту (170-160° С) на кристалах гірського кришталю в порожнечах жил.
2. Геолого – структурні особливості Михайлівської ділянки
Михайлівська ділянка розташована в межах Головної антикліналі Донбасу в східній частині Ольховатсько – Волинцевської антикліналі. Золотовміщуючими породами на ділянці є відкладення верхньої частини світи С20 від вапняку Е91 потужністю біля 500 м. Характерною особливістю стратиграфічного розрізу є переважання алевролітів та глинистих сланців.
Зводова частина Ольховатсько – Волинцевської антикліналі порушена системою розривних порушень прокольного напрямку. В західній частині ці порушення виділені під назвою Осьового недвигу. Фактичний матеріал, отриманий по результатам пошуково – розвідочних робіт показав, що Осьовий насув є переривистою структурою. Найбільш детально зона Осьового недвигу вивчена на Михайлівській ділянці, де він простежений свердловинами з поверхні до глибини 500 м. Встановлено, що осьова частина антикліналі порушена серією розривів, утворюючих широку (до 100м) зону деформацій. В межах ділянки вона представлена трьома субвертикально падаючими плоскостями зміщення, які мають тенденцію к зливу у приповерхній частині. Схема розвитку розривів в об’ємі антикліналі з досить змінними елементами (амплітудами та напрямками зміщень) однозначно говорять об утворенні розривів в умовах расплюскування, в результаті інтенсивного бокового тиску при формуванні антикліналі, як складки поздовжнього вигину.
3. Геохімічні особливості Михайлівської ділянки
Вздовж осі Ольховатсько – Волинцевської антикліналі виявлені обширні геохімічні аномалії золота, витягнуті вздовж шарнірів березитових пісковиків. Опробування пісковиків підтвердило явність підвищеного вмісту золота – від цілих грамів на тону на ділянці Західна та Гостра могила до 0,1 – 0,3 г/т в гранітах Андріївської золотоносної зони на східній перекліналі. Часто аномалії золота в корінних породах супроводжуються геохімічними аномаліями миш’яку та ртуті. Ореоли ртуті в корінних породах витягнуті вздовж осі Ольховатсько – Волинцевської антикліналі, підтверджують тісний просторовий зв'язок з розривними порушеннями. [5].
На західній ділянці Михайлівського рудопрояву були визначені максимальні температури гомогенізації газо – рідинних включень (ГРВ), котрі в 8 пунктах складають від 158 до 260° С, що відповідає температурам утворення прожилків, котрі супроводжуються донбасит – анкеритовоми метасоматитами.
На Михайлівському рудопрояві розвинуті прожилки, пов’язані з метасоматитами всіх типів, але тут різко переважають максимальні температури гомогенізації ГРВ двох груп: 305 – 340° С березитової) та 180 – 250° С (донбасіт – анкеритової). Найвищі температури гомогенізації ГРВ в кварці притаманні для центральної частини Михайлівської ділянки. Вони закономірно зменшуються на захід та схід, причому найменші температури утворювання кварцових прожилків характерні для найбільш віддаленої східної перекліналі. Враховуючи також найбільш високу ступінь метагенезу в районі Михайлівської ділянки, це може казати про існування в цій частині антикліналі інтрузії магматичних порід, а також обумовленої нею конвективної гідротермальної камери, котра існувала під час рудо утворювання. [5].
Висновки
В межах Михайлівського рудопрояву є явним літологічний контроль зруденіння. Основні концентрації золота пов’язані з пачками пісковиків, які виділяються в розрізі підвищеною потужністю до поліфаціальних генезисів. Цим Михайлівський рудопрояв наближується до мінералізації Центральних Кизилкумів, де вміст золота зростає від сланців до пісковиків. Контролю зруденіння з боку окремих розривних порушень не спостерігається.
Золото – сульфідне зруденіння тісно перетинається з метасоматозом, який розвивався на фоні загального локального прогріву рудоносної товщі при послідовному зниженні температури. Під мінералізованою зоною припускається існування інтрузивного тіла, яке може бути причиною виникнення температурного поля.
Переважання тектонічних порушень скидового типу є доказом головної ролі умов розтягнень у процесі формування тріщино – розривних структур, що є благодійним фактором для виникнення золоторудної мінералізації.
Лiтература
1. Александров А.Л., Гордиенко В.В., Деревская Е.И. и др. Глубинное строение, эволюция флюидо – магматических систем и перспективы эндогенной золотоносности ЮВ части Украинского Донбасса. ИФИ, Киев, 1996, 74 с;
2. Дудник В.А., Воевода Б.И., Осетров В.В. Геоэкологическое значение геодинамических зон и их локализация с использованием тектонофизических методов исследований. Збірник матеріалів І Міжвузівської науково – практичної конференції «Розвиток географічної науки України та Донбасу в XXI столітті». Донецьк, 2005, с 208-212;
3. Дудник В.А., Корчемагин В.А., Панов Б.С., Жикаляк В.Н. Трещинно – разрывные структуры перспективного на золотое оруденение участка «Грабовский» с. 53-57; 5. Шумлянський В.О., Деревська К.І., Александров О.Л., та ін.. Золотоносність Ольховатської антикліналі (Центральний Донбас) «Мінеральні ресурси України», №2, 2000 г., с. 25-27;
6. Шумлянский В.А., Ивантишина О.М., Загнитко В.И. и др. Золото – пиритовые руды Ольховатской антиклинали: состав, условия образования, перспективы использования. Научные труды ИФИ. Киев: «Знание», 2000, с.104-121;
7. Шумлянский В.А., Дудар Т.В., Ивантишина О.М., Безуглая М.В. Типоморфизм золотоносного пирита из каменноугольных отложений Ольховатско – Волынцевской антиклинали Донбасса//Доклады АН Украины. Математика, естествознание, техн. науки. №6, 1993, с. 117-123;
8. Шумлянский В.О., Жикаляк М.В, Белявський В.В. Івантишина О.М. Деревська К.І., Безугла М.В. Александров О.Л. Золоторудна мінералізація Донецької складчастої споруди (ДСС)//Наукові праці ІФН. – К.: Знання. – 1998, с. 124-131;
9. Шумлянский В.А., Заря В.Ф., Ивантишина О.М., Дудар Т.В. первая находка золото- сульфидной минерализации в карбоне Ольховатско – Волынцевской антиклинали// Геол. журнал. №1, 1991, с.72-76;
10. Шумлянский В.А., Заря В.Ф. О рудных формациях Ольховатско – Волынцевской антиклинали Донбасса//Доклады АН УССР, сер.б, №11, 1982, с.26-29;
11. Отчёт о поисках благородных металлов в восточной части Ольховатско – Волынцевской антиклинали (Центральный Донбасс). Том 1 / Заря В.Ф. и др. // Артёмовск, 1998, 208с.
