Месторождения полезных ископаемых Кировоградского рудного района Украинского щита: связь с глубинным процессом
Умови формування комплексів магматичних порід і родовищ корисних копалин центральної частини Інгульського мегаблока визначаються існуванням двох осередків плавлення в мантії і корі, а також глибинної проникної «трансформной» зони — тектонічного шва Херсон—Смоленськ. Глибинна трансформна зона забезп...
Saved in:
| Published in: | Геофизический журнал |
|---|---|
| Date: | 2013 |
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України
2013
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/100100 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Месторождения полезных ископаемых Кировоградского рудного района Украинского щита: связь с глубинным процессом / О.В. Усенко // Геофизический журнал. — 2013. — Т. 35, № 6. — С. 128-145. — Бібліогр.: 23 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859594280221278208 |
|---|---|
| author | Усенко, О.В. |
| author_facet | Усенко, О.В. |
| citation_txt | Месторождения полезных ископаемых Кировоградского рудного района Украинского щита: связь с глубинным процессом / О.В. Усенко // Геофизический журнал. — 2013. — Т. 35, № 6. — С. 128-145. — Бібліогр.: 23 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Геофизический журнал |
| description | Умови формування комплексів магматичних порід і родовищ корисних копалин центральної частини Інгульського мегаблока визначаються існуванням двох осередків плавлення в мантії і корі, а також глибинної проникної «трансформной» зони — тектонічного шва Херсон—Смоленськ. Глибинна трансформна зона забезпечує поповнення розплавами і флюїдами, наявність корового осередку забезпечує змішування раніших розплавів з новими порціями, що надходять з мантії. Змінення складу глибинного флюїду, а також його трансформація в розплавах обох осередків плавлення зумовлюють склад родовищ, які формуються біля поверхні. З водними хлоридно-калієвими флюїдами, що супроводжували формування палінгенних кіровоградських гранітоїдів, пов’язане утворення кварцових золоторудних жил. Збільшення лужності флюїду в мантійному осередку приводить до активністі елементів, які можуть потрапити у розплав в лужному середовищі, — титану й урану. Поступове розчинення залишкових корових розплавів фторидно-натрієвим флюїдом зумовлює появу літієвих пегматитів, що містять рідкіснометалеву мінералізацію. Накопичення Li, Сs, Ве, Nb та інших елементів спричинене зміною коефіцієнтів розподілу між твердими фазами і гранітним розплавом за наявності фтору. В процесі формування Корсунь-Новомиргородського плутону і альбітитів лужність глибинного флюїду зростає. У коровому осередку він розводиться водою, що приводить до зниження лужності і підвищення окисного потенціалу. Стає можливим осадження бранериту та оксидів урану.
Conditions of magmatic rocks complexes and mineral deposits formation of the central part of the Ingul block are determined by existence of two melting sources in the mantle and the crust as well as by the deep permeable «transform» zone — tectonic suture Kherson—Smolensk. Along the deep transform zone supply of the mantle source by melts and fluids is realized and the existence of the crust source provides mixing of earlier melts with new portions added from the mantle. Changing of composition of the deep fluid as well as its transformation in the melts of both sources of melting causes the composition of deposits produced near the surface. Production of quarts gold ore veins is related to water chloride-potassium fluids accompanying formation of palingenetic Kirovograd granites. Increase of fluid alkalinity in the mantle source predetermines activity of the elements which are able to be brought to melt in alkaline environment — titanium and uranium. Gradual dilution of residual crust melts with fluoride-sodium fluid leads to appearance of lithium pegmatite with rare metal mineralization. Accumulation of Li, Сs, Ве, Nb et al. is related to changing of distribution coefficients between solid phases and granite melt in presence of fluorine. During the process of Korsun-Novomirgorod pluton and albitite formation, alkalinity of deep fluid increases. In the crustal source its dilution by water takes place that leads to decrease of alkalinity and increase of oxidation potential. Deposition of brannerite and uranium oxides becomes possible.
Условия формирования комплексов магматических пород и месторождений полезных ископаемых центральной части Ингульского мегаблока определяются существованием двух очагов плавления в мантии и коре, а также глубинной проницаемой "трансформной" зоны - тектонического шва Херсон-Смоленск. По глубинной трансформной зоне мантийный очаг пополняется расплавами и флюидами, существование наличие очага обеспечивает смешение более ранних расплавов с новыми порциями, поступающими из мантии. Изменение состава глубинного флюида, а также его трансформация в расплавах обоих очагов плавления обусловливает состав месторождений, формирующихся у поверхности. С водными хлоридно-калиевыми флюидами, сопровождавшими формирование палингенных кировоградских гранитоидов, связано образование кварцевых золоторудных жил. Увеличение щелочности флюида в мантийном очаге определяется активность элементов, которые могут попасть в расплав в щелочной среде, - титана и урана. Постепенное разбавление остаточных коровых расплавов фторидно-натриевым флюидом приводит к появление литиевых пегматитов, содержащих редкометалльную минерализацию. Накопление Li, Сs, Ве, Nb и других элементов вызвано изменением коэффициентов распределения между твердыми фазами и гранитным расплавом в присутствии фтора. В процессе формирования Корсунь-Новомиргородского плутона и альбититов щелочность глубинного флюида возрастает. В коровом очаге происходит его разбавление водой, что приводит к понижению щелочности и повышению окислительного потенциала. Становится возможным осаждение браннерита и окисидов урана.
|
| first_indexed | 2025-11-27T18:25:29Z |
| format | Article |
| fulltext |
О. В. УСЕНКО
128 Геофизический журнал № 6, Т. 35, 2013
Введение Поиск источников тепла и веще-
ства гидротермальных систем — задача, ре-
шение которой имеет множество плоскостей
применения.
При интерпретации аномальных значений
теплового потока предполагается поиск ис-
точника тепловой энергии, обеспечивающего
функционирование гидротермальной системы.
УДК 551.14
Месторождения полезных ископаемых
Кировоградского рудного района Украинского щита:
связь с глубинным процессом
© О. В. Усенко, 2013
Институт геофизики НАН Украины, Киев, Украина
Поступила 3 сентября 2012 г.
Представлено членом редколлегии О. Б. Гинтовым
Умови формування комплексів магматичних порід і родовищ корисних копалин централь-
ної частини Інгульського мегаблока визначаються існуванням двох осередків плавлення в
мантії і корі, а також глибинної проникної «трансформной» зони — тектонічного шва Хер-
сон—Смоленськ. Глибинна трансформна зона забезпечує поповнення розплавами і флюїдами,
наявність корового осередку забезпечує змішування раніших розплавів з новими порціями,
що надходять з мантії. Змінення складу глибинного флюїду, а також його трансформація в
розплавах обох осередків плавлення зумовлюють склад родовищ, які формуються біля поверх-
ні. З водними хлоридно-калієвими флюїдами, що супроводжували формування палінгенних
кіровоградських гранітоїдів, пов’язане утворення кварцових золоторудних жил. Збільшення
лужності флюїду в мантійному осередку приводить до активністі елементів, які можуть по-
трапити у розплав в лужному середовищі, — титану й урану. Поступове розчинення залиш-
кових корових розплавів фторидно-натрієвим флюїдом зумовлює появу літієвих пегматитів,
що містять рідкіснометалеву мінералізацію. Накопичення Li, Сs, Ве, Nb та інших елементів
спричинене зміною коефіцієнтів розподілу між твердими фазами і гранітним розплавом за
наявності фтору. В процесі формування Корсунь-Новомиргородського плутону і альбітитів
лужність глибинного флюїду зростає. У коровому осередку він розводиться водою, що при-
водить до зниження лужності і підвищення окисного потенціалу. Стає можливим осадження
бранериту та оксидів урану.
Conditions of magmatic rocks complexes and mineral deposits formation of the central part of
the Ingul block are determined by existence of two melting sources in the mantle and the crust as
well as by the deep permeable «transform» zone — tectonic suture Kherson—Smolensk. Along the
deep transform zone supply of the mantle source by melts and fluids is realized and the existence of
the crust source provides mixing of earlier melts with new portions added from the mantle. Changing
of composition of the deep fluid as well as its transformation in the melts of both sources of melting
causes the composition of deposits produced near the surface. Production of quarts gold ore veins
is related to water chloride-potassium fluids accompanying formation of palingenetic Kirovograd
granites. Increase of fluid alkalinity in the mantle source predetermines activity of the elements which
are able to be brought to melt in alkaline environment — titanium and uranium. Gradual dilution of
residual crust melts with fluoride-sodium fluid leads to appearance of lithium pegmatite with rare
metal mineralization. Accumulation of Li, Сs, Ве, Nb et al. is related to changing of distribution
coefficients between solid phases and granite melt in presence of fluorine. During the process of
Korsun-Novomirgorod pluton and albitite formation, alkalinity of deep fluid increases. In the crustal
source its dilution by water takes place that leads to decrease of alkalinity and increase of oxidation
potential. Deposition of brannerite and uranium oxides becomes possible.
Повышение температуры вблизи поверхности
не превышает первый десяток градусов, одна-
ко решение тепловой задачи приводит к не-
обходимости введения интрузивного тела, для
появления которого следует привлекать допол-
нительные источники тепла и вещества, рас-
полагающиеся в коре и мантии [Усенко, 2002].
Действительно ли нужна столь длинная цепоч-
МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ КИРОВОГРАДСКОГО РУДНОГО РАЙОНА ...
Геофизический журнал № 6, Т. 35, 2013 129
ка передачи и рассеяния тепловой энергии для
объяснения локального повышения темпера-
тур в пределах разломных зон? Действительно
ли необходимо привлекать источники тепла,
каждый последующий из которых располага-
ется глубже предыдущего, отбрасывая вероят-
ность возникновения локальных флуктуаций
температуры вблизи поверхности?
Тепло — характеристика физического со-
стояния системы, которая не позволяет ее инди-
видуализировать. Например, размещение оча-
гов плавления при формировании Новоукраин-
ского массива и Корсунь-Новомиргородского
плутона близкое. В процессе их становления
фиксируется постоянно возобновляющаяся ги-
дротермальная деятельность. С большой долей
вероятности можно говорить, что -условия
дифференциации расплавов обоих массивов,
как и функционирования гидротермальных
ячеек, сходные [Усенко, 2013]. Однако и маг-
матические породы, и гидротермальные ме-
сторождения, с ними связанные, различны.
От начала формирования Новоукраинского
массива и до заключительных этапов развития
Корсунь-Новомиргородского плутона наблю-
дается трансформация состава как расплавов,
так и приповерхностных гидротермальных
растворов.
Эволюция состава мантийной и коровой
астеносфер отражается в эволюции магмати-
ческих пород. Если существует корреляция
изменения состава глубинных флюидов и маг-
матических расплавов с изменением состава
гидротермальных растворов, образующих ме-
сторождения, можно утверждать, что теплом и
веществом ячейку питает не только интрузив-
ное тело, но и очаги плавления в коре и мантии.
Тогда ее функционирование — конечное звено
в цепи процессов, обеспечивающей диссипа-
цию внутренней энергии планеты.
В геологии полезных ископаемых долгое
время считалось, что во многих случаях ис-
точниками вещества месторождений служат
породы, залегающие вблизи поверхности.
Очевидно, что экстракция компонентов рас-
творами, имеющими относительно невысокие
температуры при низком давлении из относи-
тельно небольшого объема пород, — процесс
малоэффективный. Последнее время преоб-
ладает мнение, что источники рудного веще-
ства эндогенных месторождений могут быть
мантийными и коровыми (с мантийным про-
тоисточником), а первичная концентрация
рудного вещества происходит при образова-
нии мантийных магматических расплавов и
флюидных потоков. Коровыми источниками
рудного вещества могут быть как магмати-
ческие расплавы, поступающие из мантии и
образующиеся в коре, так и толщи консоли-
дированных пород. Первичные содержания
рудных элементов могут быть кларковыми и/
или повышенными, в том числе соответствую-
щими погребенным рудным месторождениям.
Мобилизация рудного вещества из консоли-
дированных пород может происходить в ходе
ассимиляции последних внедряющимися маг-
мами, а также при палингенном магмообразо-
вании, зарождении внемагматических потоков
растворов и на путях миграции флюидов раз-
личной природы [Эндогенные…, 1991].
Представление о рудообразовании как о
конечном звене в цепочке процессов, начина-
ющихся в мантии, предполагает, что при фор-
мировании всех видов эндогенных месторож-
дений, в том числе гидротермальных, важны-
ми факторами являются физико-химические
взаимодействия, происходящие на кровле слоя
плавления (астеносферы). Поэтому при уста-
новлении условий накопления, перенесения и
отложения в минеральном виде компонентов
важен системный подход. «В его основе лежат
представления о неразрывности функциональ-
ных (причинных) взаимосвязей любых магма-
тических, тектонических, метаморфических,
седиментационных и любых иных цикличе-
ских процессов, одно их крайних завершений
которых — формирование эндогенных рудных
месторождений. Отсюда с позиций системного
подхода принципиально недопустим генетиче-
ский анализ любого из этих процессов в отры-
ве от остальных» [Недумов, 1988, с. 9].
Флюиды и их роль в формировании глу-
бинных расплавов. В работах [Усенко, 2011,
2012] на примере геологических объектов было
обосновано мнение, что химический состав
флюида, сопровождающего дифференциацию
расплавов от 250 до 20 км, зависит от давления,
температуры, количественного соотношения и
химической активности компонентов флюида
и расплава.
Флюид — газ, сжатый при надкритиче-
ской температуре до состояния жидкости. С
физической точки зрения объединяет свой-
ства жидкости и газа — обладая структурой,
соответствующей жидкости, стремится к
разуплотнению подобно газу. С химической
точки зрения флюиды — несиликатная часть
расплава, представленная смесью соединений
азота, водорода, углерода и кислорода, чутко
реагирующая на смену - и окислительно-
О. В. УСЕНКО
130 Геофизический журнал № 6, Т. 35, 2013
восстановительных условий. Обязательно
присутствие щелочей и галогенов, соединений
серы, фосфора и т. д. Эти свойства объясня-
ют активную роль флюида в формировании
силикатных расплавов при высоких темпе-
ратурах и давлениях. Развитие глубинного
очага плавления, возникающего в мантии или
коре, обогащение расплава полезным компо-
нентом осуществляются при участии флюида,
который выступает в качестве растворителя и
таким образом определяет состав компонен-
тов, экстрагируемых из окружающих пород
в расплав астеносферы. Не менее важной
представляется его роль как комплексообра-
зователя, обусловливающего подвижность по-
лезного компонента при данных -условиях,
окислительно-восстановительном потенциале
и кислотности-щелочности среды.
Вместе с расплавом и/или флюидом, от-
деляющимся с кровли астеносферы, полез-
ный компонент выносится непосредственно
к поверхности. Может накапливаться как
в магматической породе (подобно титану в
Корсунь-Новомиргородском плутоне), либо
переносятся далее с гидротермальным раство-
ром (подобно золоту или урану в Кировоград-
ском рудном районе). В этом случае речь уже
идет не о флюиде, а о водно-солевом, водно-
карбонатном растворах. Вблизи поверхности
вода является не реагентом, а транспортиров-
щиком рудных компонентов и анионных ком-
плексов. Гидротермальный раствор практиче-
ски всегда содержит соединения азота, кар-
бонат (гидрокарбонат)-ионы, углеводороды,
кальций, щелочи и галогены в различных про-
порциях. Таким образом, источники вещества
рудных месторождений — это источники руд-
ного компонента и флюида, мобилизующего
его в расплав. Они не обязательно совпадают.
Можно выделить несколько главных трен-
дов дифференциации расплавов, протекающих
при участии глубинных (мантийных) флюидов.
1.Окислительные условия при дифферен-
циации расплавов характерны для глубин,
давление на которых превышает 4,5 ГПа, и
всего диапазона глубин в архее. Колебания
кислотности-щелочности среды изменяются
от кислой до нейтральной. Активны О2–, Н2О,
СО2 и НCl. При высоких давлениях расплавы
и флюиды обогащены Mg, Fе, Сr, при умень-
шении давления и окислительного потенциала
— Са и Na. И расплавы, и флюиды содержат
очень незначительные количества К, характер-
ной особенностью является отсутствие Тi.
2.В протерозое и палеозое наблюдаются два
основных типа флюидов, сопровождающих
дифференциацию расплавов в мантии (при
давлении выше 4,5 ГПа):
смесь карбонатно-кальциевого и фторид-
но-натриевого щелочного флюида с низ-
кой активностью воды (кислорода). При
~4,5 ГПа смесимость карбонатной и сили-
катной фаз резко снижается, при ≤3 ГПа
происходит разделение на несмесимые
фазы: карбонатную и силикатную. При-
сутствие фтора в глубинном расплаве при-
водит к «осушению» его силикатной части.
Кислород в мантийных очагах расходует-
ся на окисление углерода. Из силикатной
образуются щелочные и ультращелочные
породы с фельдшпатоидами, для которых
характерно появление восстановленных
форм углерода, а из карбонатной — кар-
бонатиты;
смесь хлоридно-калиевого и водно-сили-
катного флюидов характеризуется мень-
шей щелочностью (до слабокислых усло-
вий) и большей окисленностью. Углерод
присутствует преимущественно в виде
СО2. При снижении давления появляются
НСО3
– и СН4. В нейтральной — слабокис-
лой среде преобладает НСО3
–, в щелочной
— СН4. Присутствие хлора обеспечивает
смесимость не только воды и кремнезема,
но силикатной и карбонатной составляю-
щих.
Выделенные тренды представляют собой
идеализацию условий, всегда присутствует
смесь. В дальнейшем, когда говорится о со-
ставе флюида или раствора, имеются в виду
только те компоненты, активность которых
определяет направление протекания взаимо-
действия на рассматриваемом этапе процесса,
а не его полный состав. Химические свойства
среды зависят от количественных соотноше-
ний компонентов и -условий. Однако в каж-
дом случае можно четко установить главный
тренд, определяющий направление эволюции
системы на этапе дифференциации.
Различное поведение хлора и фтора в при-
сутствии воды, кремнезема и карбонатной
составляющей обусловлено различием хими-
ческих свойств самих элементов, их кислот и
растворов их солей. Экспериментально изуче-
но поведение водно-солевых систем с повыше-
нием температуры и давления [Котельникова,
Котельников, 2002]. В насыщенных растворах
NаF и Nа2СО3 наблюдается пересечение кри-
тической кривой и кривой давления насыщен-
ного пара, что говорит о наличии критических
МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ КИРОВОГРАДСКОГО РУДНОГО РАЙОНА ...
Геофизический журнал № 6, Т. 35, 2013 131
явлений. Для Н2О-NаСl, Н2О-КСl установлено
отсутствие такого пересечения, а критические
явления имеют место только в недосыщенных
растворах.
Условия дифференциации расплавов, фор-
мирующих Новоукраинский массив и Кор-
сунь-Новомиргородский плутон, рассмотре-
ны в работе [Усенко, 2013] и представлены в
табл. 1.
Протекание глубинного процесса предпо-
лагает, что в обоих случаях дифференциация
расплавов начальных этапов происходила на
границе кора—мантия (возможно, на глубине
около 40 км при ~1,3÷1,5 ГПа), затем возник
слой плавления в коре. Его появление вызвано
проникновением расплавов в кору. Производ-
ными коровых расплавов являются интрузив-
ные тела гранитоидов.
Граниты кировоградского комплекса — па-
лингенные, т. е. образуются вследствие плавле-
ния пород ингуло-ингулецкой серии и подсти-
лавших ее образований, на поверхности не со-
хранившихся. Повышение температуры вызва-
но внедрением в кору расплавов, образующих
основные породы Новоукраинского массива.
Астеносфера (в данном случае — слой плавле-
ния), кровля которой размещалась на границе
коры и мантии, обеспечивала кондуктивный
прогрев и поступление мантийных расплавов.
В них растворен водный хлоридно-калиевый
флюид, определяющий состав кислых магм,
формирующихся в коровом очаге. Граниты,
аналогичные кировоградским, известны на
всем Украинском щите.
Перед началом и в процессе формирования
Корсунь-Новомиргородского плутона коровый
очаг плавления сокращается, поступление
расплавов и флюидов в кору осуществляется
по проницаемым разломным зонам, а место-
рождения полезных ископаемых тяготеют к
узлам их пересечения. Водные расплавы глу-
бинной астеносферы сменяются карбонатно-
кальциевыми, а калиевая щелочность — на-
триевой.
Инверсия состава флюида, поступающего
в мантийную астеносферу, происходит после
второго этапа гранитизации. Резкого разделе-
ния на две и три несмесимые фазы, как при диф-
ференциации близких по возрасту щелочно-
ультраосновных расплавов Черниговского
комплекса карбонатитов Приазовского блока
Украинского щита (УЩ) (ассоциации мельтей-
гиты — альвикиты, оливинит-мельтейгиты —
бефорситы — фоскориты), не происходит. При
образовании расплавов, формирующих поро-
ды Корсунь-Новомиргородского плутона, ска-
зывается влияние флюида, который на конти-
нентах является относительной редкостью. Он
содержит и фтор, и воду. Слабое проявление
ликвации в магматических очагах (расслоение
силикатного расплава на «анортозитовую» и
«габбро-норитовую» жидкости), «пошаговое»
изменение состава свидетельствуют о посте-
пенном смешении расплавов, разбавлении
флюидов в мантийном и коровом очагах, су-
ществовании проницаемых зон, по которым
происходит подъем новых порций расплава из
мантийного очага в коровый и далее к поверх-
ности. В работе [Усенко, 2013] выдвинуто пред-
положение, что появлению подобного флюида
способствует глубинное строение — наличие
проницаемой трансрегиональной зоны Хер-
сон—Смоленск, контролирующей расположе-
ние массивов и протекание глубинного про-
цесса. Эти два фактора способствуют тому,
что расплавы, содержащие водно-хлоридно-
Т а б л и ц а 1. Сопоставление глубинного развития при формировании Новоукраинского и
Корсунь-Новомиргородского плутонов и кировоградских гранитов [Усенко, 2013]
Новоукраинский плутон Корсунь-Новомиргородский
плутон
Глубина
дифференциации
расплава, км
Основные породы габбро-
монцонитовой формации
Анортозиты, полевошпатовые
ультрамафиты
Жильные нориты
50
Кварцевые монцониты, сиениты,
пироксеновые граниты Монцониты 50 20
Граниты гранат-биотитовые,
биотитовые, известково-щелочные Рапакиви 20
Кировоградские граниты Граниты 20
О. В. УСЕНКО
132 Геофизический журнал № 6, Т. 35, 2013
калиевый флюид, активный при формирова-
нии всех пород Новоукраинского массива и
палингенных кировоградских гранитов, по-
степенно разбавляются новыми порциями, со-
держащими карбонатно-фторидно-натриевый.
Сохранению смесимости в присутствии
фторидно-натриевого флюида способствуют
присутствие хлоридно-калиевых водных рас-
солов в расплавах астеносферы и относительно
невысокие давления, так как процесс протека-
ет под корой и, главным образом, в коре. Соот-
ношение Na2O/К2O в мантийном очаге, а затем
в коровом увеличивается постепенно. Поэтому,
несмотря на присутствие фтора, щелочность
повышена несущественно — на ликвидусе
расплавов, дифференцированных на границе
кора—мантия, образуется плагиоклаз, в основ-
ных породах отсутствует отрицательная анома-
лия европия, что говорит о нейтральной среде
и присутствии воды в расплаве. Карбонатная
(возможно, гидрокарбонатная) фаза, вероятно,
также присутствует, однако растворена в рас-
плаве и не оказывает определяющего влияния
на процесс его дифференциации.
Концентрация карбонатно-кальциевого и
фторидно-натриевого флюидов максимальна
при формировании гематит-карбонат-хлори-
товых, гематит-карбонат-рибекит-эгириновых
и гематит-карбонат-флогопитовых альбититов.
Синхронное появление альбититов на зна-
чительной площади — от Голованевской до
Ингулецко-Кременчугской шовной зоны, по-
стоянная приуроченность к зонам разломов
мантийного заложения привели многих авто-
ров к выводу о мантийном источнике флюидов,
из которых они образованы [Вольфсон, Коро-
лев,1990]. Эти флюиды «сухие» и щелочные,
обогащены магнием и кальцием, что также
говорит об их глубинном источнике. Их раз-
бавление водой происходит в остаточных ко-
ровых очагах и у поверхности.
Выводы, сделанные автором на основе изу-
чения эволюции состава магматических пород,
подтверждаются анализом состава флюидных
включений в кварце вмещающих пород и ме-
тасоматитов, приведенным в работе [Метамор-
фогенное…, 1985]. Результаты химического
анализа водных вытяжек из кварца показыва-
ют, что содержание калия максимально в квар-
це гранитов и минимально в альбититах как
рудных, так и нерудных. В кварце альбититов
более высокие содержания натрия и НСО3
–. В
гранитах и сиенитах зафиксированы опреде-
ляемые количества хлора и на порядок более
низкие содержания НСО3
–. В кварце альбити-
тов был установлен состав газовой фазы вклю-
чений, отражающий состав рудообразующе-
го раствора. В среднем около 80 % составляет
СО2. На долю Н2S, SО2, НСl и НF приходится
5,5—7,5 % газовой фазы; 7,4—18,6 % составляют
азот и редкие газы. Твердая фаза включений
представлена галитом, иногда присутствуют
сильвин, кальцит, гематит, фториды и фторо-
бораты. Концентрация соли в жидкой фазе не
превышает 50 %, в среднем — 10 %. Наряду с
Nа+ и Сl- часто отмечаются значительные со-
держания К+, Са2+, Мg2+, SО4
2– и незначитель-
ные ВО3
3– , РО4
3–, НSiО3, НСО3
– и СО3
2–.
Т а б л и ц а 2. Последовательность формирования месторождений полезных ископаемых и
комплексов метаморфических и магматических пород Кировоградского рудного района (в
скобках — абсолютный возраст в млрд лет, по [Металлические…,2005; Геохронология…, 2008])
Западная (Братская) часть Центральная часть Восточная (Ингульская) часть
Месторождения ураноносных альбититов (2,0—1,6, максимально 1,79—1,81)
Корсунь-Новомиргородский
плутон (1,725—1,83)
Месторождения титана
Литиевые пегматиты 1,95
Новоукраинский массив
(1,81—2,03)
Кировоградско-Бобринецкий
массив (1,97—2,06)
Месторождения золота
(2,2—1,75)
Граниты ташлыкского комплекса
2,556
Ингуло-ингулецкая серия
Рощаховская,
каменно-костоватская свиты 2,45—2,67
Ингуло-ингулецкая серия
Чечелеевская,
спасовская свиты
МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ КИРОВОГРАДСКОГО РУДНОГО РАЙОНА ...
Геофизический журнал № 6, Т. 35, 2013 133
Месторождения полезных ископаемых Ин-
гульского мегаблока образованы в процессе
становления плутонов (табл. 2). Однозначно
установить время образования минерализа-
ции невозможно, так как отложение рудного
вещества во всех случаях (за исключением
магматических месторождений титана) было
многократным, осуществлялось в одних и тех
же разломных зонах и узлах их пересечения.
Гидротермальные месторождения золота
генетически связаны с гранитоидами киро-
воградского комплекса. Золоторудная мине-
рализация Клинцовского месторождения ло-
кализована в Кировоградской разломной зо-
не (рис. 1). Эпигенетическая по отношению
к гнейсам амфиболитизация (2,41 и 2,21 млрд
лет) предшествует золоторудной минерализа-
ции, последующая трехразовая биотитизация
(1,75; 1,715; 1,64 млрд лет) уже наложена на нее
[Металлические…, 2005].
Юрьевское месторождение расположено в
северо-восточной части Компанеевского ура-
новорудного поля на восточном контакте Но-
воукраинского массива с гнейсами чечелеев-
ской свиты. Оруденение ограничено контуром
останца гнейсов, зажатым между гранитоид-
ными массивами. Структура месторождения
определяется субмеридиональным Кирово-
градским разделом и оперяющей Марьевской
зоной разломов. Овражное рудопроявление на-
ходится на контакте амфиболитов и гнейсов
в северо-западном обрамлении Липняжского
купола. Клинцовское месторождение распо-
ложено в восточной эндоконтактовой части
Новоукраинского массива, контролируется
крутопадающим Клинцовско-Коневским раз-
ломом, с востока примыкающим к Кировоград-
скому. Оруденение тяготеет к пегматоидным
гранитам, которые развиты в биотитовых пла-
гиогнейсах с прослоями диопсид-кварцевого
состава, наложенной амфиболитизацией и
биотитизацией. С гранитоидами сопряжены
калиевые и натриевые метасоматиты, в том
числе ураноносные.
Для восстановления совокупности процес-
сов, связанных с формированием оруденения,
важны следующие особенности [Металличе-
ские…, 2005].
1. Многократное возобновление тектониче-
ских движений с «раскрытием» проницаемых
зон.
2. Связь аномальных содержаний Au и As с
амфиболсодержащими породами, в то время
как в гранат-биотитовых гнейсах наблюдается
фоновое содержание. В пределах рудных зон
фиксируется отсутствие графита, что способ-
ствует их оконтуриванию.
3. На месторождениях (Клинцовском) не-
однократно проявлены брекчирование и при-
внесение вещества различного состава. После-
довательность:
амфиболитизация (2,4—2,2 млрд лет на-
зад);
турмалин-кварцевая и шеелит-кварцевая
минеральные ассоциации (T= 340 °С);
несколько этапов олигоклаз-кварцевой
минерализации золоторудного этапа:
леллингит (FеAs2)-арсенопирит-квар-
цевая с пирротином, пиритом и гер-
Рис. 1. Схема геологического строения Ингульского зо-
лоторудного района [Металлические…, 2005]: 1 — грани-
тоиды новоукраинского комплекса, 2 — гранитоиды киро-
воградского комплекса, 3 — гнейсы и мигматиты ингуло-
ингулецкой серии, 4 — зоны метасоматических преобразо-
ваний пород ингуло-ингулецкой серии, 5 — золоторудные
месторождения и рудопроявления (1 — Клинцовское,
2 — Юрьевское, 3 — Гаевское, 4 — Волошковское, 5 —
Верхнеингульское, 6 — Надия), 6 — разрывные нарушения.
О. В. УСЕНКО
134 Геофизический журнал № 6, Т. 35, 2013
сдорфитом (NiAsS) (присутствует кор-
реляция содержания Au—As) ( =540÷
÷480 °С). Со временем корреляция на-
рушается, а содержание золота увели-
чивается;
арсенопирит-пирротин-кварцевая
с халькопиритом и без леллингита
( =460÷360 °С). Присутствуют сидерит,
сульфиды Со, Zn, Pb, самородные Bi и
As, мальдонит (с Рt);
золотосульфидно-кварцевая с новыми
ассоциациями кварца, арсенопирита,
пирротина, пирита и сидеритом (со-
держание Au до 5 — n·100 г/т) хлори-
тизация ( =360÷240 °С);
карбонат-кварцевая ассоциация с каль-
цитом ( ~230÷110 °С);
альбитовая с ураном;
биотитизация 1,75—1,64 млрд лет назад.
Другими словами, максимальное содержа-
ние золота коррелирует с уменьшением содер-
жания мышьяка, появлением висмута, появ-
лением олигоклаза и осаждением пирротина,
появлением амфибола с сульфидами в зонах
многократного окварцевания, хлоритизацией
амфибола, появлением сидерита на золоторуд-
ной стадии и кальцита на пострудной.
Геохимия золота. Экстракция золота в
расплав возможна только в окислительных
условиях в присутствии хлорид-ионов. Это
подтверждается присутствием галита и силь-
вина в кварце месторождений Чемпион Риф
[Золоторудное…, 1988]. Включения, содер-
жащие до 35 мас. % солей (NaCl эквивалент),
обнаружены в кварцевых жилах гранитоидов
зеленокаменного пояса Рагмари-Ханганд (кра-
тон Дарвар, Индия [Бхаттчарайа, Паниграйи,
2011]. Соли представлены хлоридами натрия,
калия, магния и кальция, присутствуют кри-
сталлы галита.
При температуре около 500 °С раствори-
мость золота в водном флюиде, содержащем
хлор, очень высока [Коваленко и др., 2011].
Комплекс AuСl2
– в растворе НСl+КСl широко
развит при повышенных температурах (300—
500 °С) и относительно невысоких давлениях
(0,1—0,2 ГПа). Также могут формироваться
комплексы Au2Сl6(НСl)2, выпадение золота из
которых осуществляется при падении темпера-
туры до 300—400 °С. При низких температурах
растворимость золота повышается с падением
щелочности. В нейтральной среде образуются
соединения Au (Н2S)2S
2–, в кислой — AuНS0. В
низкотемпературном интервале (300 °С) золото
переносится в виде комплексов Au(AsS3)
2–. По
мере перемещения золотосодержащих распла-
вов и гидротерм, комплексные ионы, в виде ко-
торых переносится золото, могут изменяться.
В расплаве коровой астеносферы перенесе-
ние золота осуществляется в виде хлоридных
комплексов, в гидротермальных флюидах — в
виде гидросульфидных и арсенатных [Золото-
рудное…, 1988].
Осаждение золота может быть следстви-
ем нескольких факторов. Так, по мере подъе-
ма к поверхности и происходит падение
температуры и давления водного флюида, а
окислительно-восстановительные условия
приближаются к гематит-магнетитовому бу-
феру [Эндогенные…, 1991]. При более высо-
ких температурах более устойчивы сульфиды
меди и железа, а самородное золото ассоции-
рует с сульфидами висмута. После кристал-
лизации сульфидов содержание сульфидной
серы падает, а золото и висмут накаплива-
ются в остаточных флюидах. Геохимическая
эволюция рудной зональности (Fe, As Fe, As,
Au Au, Bi) также свидетельствует о восста-
новлении золота пиритом:
2 2
2 2 2 44FeS +6H 4H O 4FeS 7H S SO ,
[ ] +
2 2AuCl +0,5H Au +2Cl +H ,
[ ]2+ 3+
2AuCl +Fe Au +Fe +2Cl .
Исчезновение графита может объясняться
его окислением и восстановлением золота:
[ ] 2 2 2 ,
[ ]+ +
2complex
Au +0,5H Au +2Cl +H .
Реакции приведены по работе [Marsden, House,
2006].
Висмут и мышьяк восстанавливаются угле-
родом с образованием СО и СО2 . Мышьяк
также буферирует кислотность-щелочность
среды:
( ) 3 23 .
При повышении щелочности (рН>8 при
fО2
, соответствующей буферу Ni-NiО) все ком-
плексные соединения золота неустойчивы [Эн-
догенные…, 1991].
Анализ. Если предполагать зеленокаменный
этап развития, на что, по мнению И. Б. Щер-
бакова, может указывать присутствие архей-
ских цирконов на Клинцовском месторож-
дении и петрографические характеристики
метаморфических пород [Щербаков, 2005],
то возможным источником золота могли быть
МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ КИРОВОГРАДСКОГО РУДНОГО РАЙОНА ...
Геофизический журнал № 6, Т. 35, 2013 135
месторождения, связанные с зеленокаменны-
ми структурами, погребенными под толщей
пород ингуло-ингулецкой серии. Подобные
месторождения описаны в Сурском, Чер-
томлыкском и других золоторудных районах
Среднеприднепровского блока УЩ. При об-
разовании корового очага плавления породы
подверглись частичному плавлению, участие
мантийных хлоридно-калиевых флюидов, со-
держащих незначительное количество воды,
привело к экстракции золота.
В процессе кристаллизации микроклино-
вых гранитоидов золото в виде хлоридных
комплексов накапливается в остаточном рас-
плаве. Вынесение к поверхности этих распла-
вов обусловлено постоянно возобновляющейся
тектонической активностью. Вкрапленность
сульфидов (пирита, арсенопирита, халькопири-
та) может свидетельствовать об участии суль-
фидных комплексов в процессе перенесе-
ния золота и буферировании окислительно-
восстановительных условий. Выпадение золота
могло быть вызвано первыми проявлениями
карбонатного флюида, изменением окислитель-
но-восстановительных условий и, главное, ней-
трализацией и незначительным повышением
щелочности гидротермального раствора, на что
указывает присутствие сидерита. Образование
олигоклаза говорит о повышении концентрации
хлоридно-натриевого флюида, а карбонатиза-
ция с исчезновением графита — об окислении
графита и восстановлении золота.
Очевидно, если источник золота дискуссио-
нен, то источник флюида — мантия, а измене-
Рис. 2. Схема размещения редкометалльных полей Шполяно-Ташлыцкого района [Металлические…, 2005]: 1 — редко-
металльные поля, 2 — Корсунь-Новомиргородский плутон, 3 — Новоукраинский массив, 4 — купола и валы гранитов
кировоградского комплекса, 5 — гнейсы, 6 — зона Первомайского разлома, 7 — Днестровско-Бугский мегаблок, 8 —
рудопроявления.
О. В. УСЕНКО
136 Геофизический журнал № 6, Т. 35, 2013
ния его состава связаны с эволюцией глубин-
ного источника флюида и смешением с распла-
вами и флюидами мантийной, затем коровой
астеносфер, а также метаморфогенными и
поверхностными рассолами выше 20 км.
Месторождения титана. Носачевское ме-
сторождение располагается в южной части
Смелянского габбро-анортозитового массива
Корсунь-Новомиргородского плутона (первая
фаза внедрения) и таким образом непосред-
ственно связано с расплавами и процессами,
протекавшими в астеносфере, которая рас-
полагалась под корой (рис. 2). Залежь имеет
линзообразную форму. Рудоносные породы
представлены габбро-норитами и монцо-
габбро-норитами с пластовыми телами богатых
ильменитовых руд. Ильменитовое оруденение
содержат сами габбро-нориты, которые сло-
жены плагиоклазом (№ 40—55), пироксенами
(салит, авгит), оливином (fа 35—45 и fа 50—58),
ильменитом, титаномагнетитом, апатитом, ам-
фиболом, тальком, хлоритом. По мере обога-
щения руд пропадает оливин, увеличивается
содержание ильменита (табл. 3). В массивных
рудах нет апатита, содержание которого в рас-
сеянных и обогащенных составляет 1—3 %.
Геохимия титана. Общность поведения ти-
тана и урана объясняется сходством условий,
определяющих их мобилизацию в расплав.
Попадание титана в расплав происходит в ще-
лочной среде:
2 4 4 2 .
При нейтрализации среды образуются ти-
танаты
4 4 2 4 4 ,
при осушении расплава — оксиды титана
4 4 2 3 2 2 2 .
Таким образом, попадание титана в расплав
возможно в щелочных условиях, а для пере-
носа более благоприятны нейтральные и сла-
бокислые.
Фтор вытесняет хлор из состава комплекса:
4 4 .
В кислой среде образует группировку
2]
2+:
2 2 4 2 2 4 ,
что объясняет образование титанатов урана.
Анализ. В работе [Усенко, 2013] обоснова-
но предположение, что расслоение расплава
на жидкости, по составу соответствующие
анортозиту и габбро-нориту, происходит в
мантийной астеносфере вследствие разделе-
ния на несмесимые фазы, одна из которых
обогащена водно-хлоридно-калиевым, а дру-
гая — карбонатно-фторидно-натриевым (обо-
гащенным фосфором) флюидами. Речь идет не
о ликвации, предполагающей резкую границу
раздела между фазами, а скорее о структури-
зации расплава. Хотя попадание титана в рас-
плав астеносферы, вероятно, происходит при
участии щелочного флюида, его дальнейшее
накопление осуществляется в виде хлоридных
комплексов, что может быть обусловлено боль-
шей активностью воды по сравнению с СО2 в
Корсунь-Новомиргородском плутоне, где со-
держание титана коррелирует с содержаниями
железа и калия.
Для месторождений апатит-ильменитовых
Т а б л и ц а 3. Минеральный и химический состав титановых руд Носачевского месторождения
[Металлические…, 2005]
Минералы
и химические компоненты
Типы руд
рассеянные обогащенные массивные
Плагиоклаз № 4—45
Пироксены (салит и авгит)
Оливин (fа 35—45 и fа 50—58)
Ильменит
Апатит
Амфибол, тальк, хлорит
30—40
20—30
10—20
15—20
1—3
4—7
25—30
20—30
ед. зн.
30—50
1—3
3—5
5—10
10—15
ед. зн.
70—80
ед. зн.
5—7
ТiO2
Р2O5
FeO
Fe2O3
MgO
7,0
50,3
14,9
0,9
4,45
16,1
50,25
17,8
1,4
3,4
34,2
0,06
29,3
1,9
3,95
МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ КИРОВОГРАДСКОГО РУДНОГО РАЙОНА ...
Геофизический журнал № 6, Т. 35, 2013 137
руд Коростенского плутона установлены сле-
дующие температуры и порядок кристаллиза-
ции в интрузивном теле. Ликвидусные темпе-
ратуры расплавов составляют 1020—1045 °С
[Duchesne еt аl., 2006]. Первые ликвидусные
фазы — плагиоклаз и оливин, к которым при-
соединяется авгит и ильменит. Дальнейшее
снижение температуры сопровождается рас-
ширением котектической ассоциации. Обра-
зуются плагиоклаз, оливин, авгит, ильменит,
апатит. При последующем снижении темпе-
ратуры к ним присоединяются титаномагне-
тит, биотит, ортоклаз, кварц. Большая часть
ильменита и титаномагнетита отделяется из
интерстиционного расплава при температурах
780—910 °С на позднемагматической стадии.
Расплавы, участвовавшие в образовании
месторождений Ингульского блока, отлича-
лись меньшей степенью дифференциации
(здесь присутствуют перидотиты), высокими
температурами, а также бόльшим химическим
разнообразием флюидов в мантийном очаге.
Максимальные концентрации титана связаны
с более окисленной частью расплава, концен-
трирующей двухвалентное железо, титан и
магний и практически не содержащей Р2O5,
что свидетельствует о ликвации и присутствии
водно-хлоридного флюида. При некотором
различии в степени дифферен-
циации расплавов, выносящих
титан в северо-западной и цен-
тральной частях УЩ, кристал-
лизационная дифференциация
протекает сходно. Однако на за-
ключительных этапах кристал-
лизации Смелянского массива
опять происходит разделение на
несмесимые жидкости, что про-
является в отрицательной кор-
реляции апатита и ильменита в
массивных рудах (см. табл. 2).
Подвижность титана прояв-
ляется при появлении хлоридно-
калиевого флюида, участвующе-
го в формировании начальных
фаз Новоукраинского массива
и кировоградских гранитов.
Она многократно увеличивает-
ся при появлении смеси глубин-
ных карбонатно-кальциевого
и фторидно-натриевого
флюидов на начальных эта-
пах формирования Корсунь-
Новомиргородского плутона.
Месторождения имеют магма-
тическую природу, титан концентрируется в
основных расплавах, дифференцированных
под корой, с которыми и выносится к поверх-
ности. Источник и флюида, и титана — мантия.
Месторождения урана. Урановые рудные
поля контролируются крупными разрывны-
ми нарушениями, располагаясь в узлах их
изгибов, расщепления, пересечения разры-
вов различного направления (рис. 3). По дан-
ным «Кировгеология» возраст урановых руд
16 объектов следующий: одного — 2,07, 1,67,
0,65; девяти — от 1,79 до 1,81; двух — от 1,74
до 1,76; двух — от 1,66 до 1,67; одного — 1,62 и
еще одного — 1,58 млрд лет [Металлические…,
2005]. Формирование урановых месторожде-
ний неоднократное, а максимальное развитие
связано со временем формирования Корсунь-
Новомиргородского плутона и последующим
процессом альбитизации.
Северинское месторождение контролиру-
ется системой диагональных и субмеридио-
нальных разломов Кировоградской зоны в
юго-западном контакте Лелековского массива
гранитов. На месторождении распространены
пегматоидные граниты, метасоматиты и по-
струдные образования — дайки диабазов, пи-
критовых порфиритов и другие магматические
породы, а также кварцевые и кварц-серицит-
Рис. 3. Схема размещения рудных полей месторождений ураноносных альби-
титов [Вольфсон, Королев, 1990]: 1 — гнейсы, 2 — Новоукраинский массив,
3 — пояса неравномерно-гранитизированных гнейсов, мигматитов, аплит-
пегматоидних гранитов, 4 — Корсунь-Новомиргородский плутон; 5 — ран-
непротерозойские разломы, 6 — среднепротерозойские разломы, 7 — зоны
среднепротерозойских разрывов и даек, 8 — натриевые метасоматиты, 9 —
рудные поля.
О. В. УСЕНКО
138 Геофизический журнал № 6, Т. 35, 2013
карбонатные брекчии. Южнее располагается
Мичуринское рудное поле, сложенное рудовме-
щающими альбититами хлоритового состава.
Ватутинское месторождение находится на
пересечении Звенигородско-Братской зоны
разломов с Субботско-Мошоринской. Альби-
титовые месторождения сложены преимуще-
ственно альбитом (60—95 %), темноцветными
(0—40 %), кварцем (0—35 %). Темноцветные
двух видов: рибекит-эгириновые и эпидот-
хлоритовые. Присутствуют и сиенитоподоб-
ные породы с незначительно повышенным
содержанием урана. Залежи контролируются
разломами.
Изучение тектонических структур, к кото-
рым тяготеют урановые месторождения Ин-
гульского мегаблока, привели большинство
исследователей к однозначному выводу о
первично-мантийном происхождении флюи-
дов, транспортирующих уран к поверхности.
Согласно В. А. Крупенникову
[Геологические…, 1986], об этом
свидетельствуют огромная протя-
женность ореолов ураноносных
натриевых метасоматитов; вы-
держанный характер геохимиче-
ской специализации натриевых
метасоматитов, который не зави-
сит ни от возраста, ни от состава
вмещающих пород; постоянная
приуроченность к зонам глубоко
проникающих разломов подкоро-
вого заложения и др.
Геохимия урана. Главные уран-
содержащие минералы исследуе-
мых месторождений представ-
лены оксидами — уранинитом
(UO2) и настураном (UO2·2UO3) и
сложным оксидом — браннеритом
(U,Са,Тh,Y)(Тi,Fе)2О6.
Эксперименты по изучению по-
лей устойчивости минералов ура-
на в водном растворе показали, что
содержание уранил-иона возрас-
тает с увеличением содержания
карбоната [Вольфсон, Королев,
1990], что и наблюдается в при-
родных условиях. Главными фак-
торами являются концентрации
Nа2СО3 и NаСl, а также темпера-
тура раствора. Без участия Nа2СО3
резко возрастают температуры
кристаллизации урансодержащих
минералов — до 700—800 °С, тогда
как при участии Nа2СО3оптималь-
ные температуры — 300—500 °С при давлении
0,1—0,3 ГПа. Изменение давления в этих преде-
лах не влияет на ход процесса.
Браннерит стабилен в слабокислых сре-
дах в интервале 200—800 °С и 0,02—0,1 ГПа и
неустойчив в термальных щелочных водных
растворах, а также в кислых средах. В щелоч-
ных средах возникают основные титанаты со
структурой пирохлора и UO2. В кислых средах
идет процесс выщелачивания урана и кристал-
лизация ТiО2. В водном растворе в присутствии
NаСl при температуре выше 400 °С наблюдает-
ся разложение браннерита на простые оксиды.
Химические свойства урана определяются
наличием устойчивых валентных состояний +4
и +6, образованием прочной группировки О —
U — О при переходе от +4 к +5 и +6 степеням
окисления, высоким сродством к кислороду.
Ионы U4+ и U6+ обладают высокими потенциа-
лами ионизации и поэтому весьма склонны к
Рис. 4. Соотношения устойчивости между окисными и уранил-
карбонатными комплексными соединениями в воде при 25 °С и 1 атм об-
щего давления как функция рН, Еh и суммы растворенных карбонатных
компонентов [Гаррелс, Крайст, 1968].
МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ КИРОВОГРАДСКОГО РУДНОГО РАЙОНА ...
Геофизический журнал № 6, Т. 35, 2013 139
гидролизу и комплексообразованию. U4+ мо-
жет существовать только в сильнокислой среде
(рис. 4). Степень окисления +4 характерна для
водных растворов в присутствии очень силь-
ных восстановителей: водорода, сероводоро-
да, самородных элементов (железа, графита),
оксиуглеводородов, метана.
U6+ устойчив в гораздо более широком
диапазоне условий. Изучение структуры ура-
новых соединений показало, что почти все
соединения содержат в своем составе не ион
U6+, а группу уранила (UO2)
2+ [Вольфсон, Коро-
лев, 1990]. Реакции восстановления U6+ до U4+
связаны с нарушением целостности группы
(UO2)
2+, в растворах протекают крайне труд-
но. Тенденция урана к образованию группы
уранила очень велика, поэтому в природе при
наличии в породах значительных масс окисли-
теля форма U4+ будет неустойчивой, и основная
миграция урана будет происходить в виде U6+.
В гидротермальных системах U6+ доминирует
и создает прочные комплексы с СО3
2-, НСО3
–,
РО4
3–, SiО4
4–. Шестивалентный уран почти
полностью комплексируется с образованием
уранилдикарбонатных и уранилтрикарбонат-
ных ионных компонентов (см. рис. 4). Такое
комплексообразование протекает настолько
эффективно, что при относительно высоких
содержаниях СО2 поля указанных комплек-
сов вытесняют поле устойчивости UО2 (ура-
нинита).
Область существования ионов
[UО2(СО3)2(Н2О)2]
2– и [UО2(СО3)3]
4–соответ-
ствует кислотности данного типа термаль-
ных вод. Низкие значения окислительно-
восстановительного раствора делают возмож-
ным их нахождение в равновесии с природны-
ми восстановителями, а устойчивость при на-
гревании обеспечивает перенос при повышен-
ных температурах. Такие комплексные ионы
обнаружены в природных урансодержащих
карбонатных растворах, морской воде, ряде
минералов. Обычные высокие концентрации
углекислоты в ураноносных гидротермах и не
слишком низкое значение кислотности среды
обеспечивают достаточную концентрацию
адденда (СО3)
2–, а следовательно, и смещение
равновесия в сторону образования комплекс-
ных анионов:
( ) 4 2 2
2 3 2 33 .
Диссоциация комплексного иона значи-
тельно увеличивается лишь при температурах
выше 200 °С, а реакция значительно смещает-
ся вправо. Комплексные соединения уранила
бикарбонатного и трикарбонатного типа мо-
гут существовать в растворе очень долго без
изменений при наличии некоторого избытка
карбонат- и бикарбонат-ионов.
Современные термальные воды содержат
также высокие концентрации фтора в ура-
ноносных гидротермах. Роль фтора возраста-
ет в слабокислой среде, когда концентрация
(СО3)
2– уменьшается за счет увеличения кон-
центрации (НСО3)
–. Исследования флюидных
включений в палеопротерозойском прослое
Мерфи (Северная Австралия) показали, что на
урановых месторождениях флюидные включе-
ния в кварце представлены газовой фазой (СО2
более 93 мол. %) с небольшим количеством СН4
и N2, а водные включения содержат до 20,8 мас.
% NаСl и до 24,7 мас. % СаСl2, также присут-
ствует LiСl [Мерна, Выгралак, 2011]. Согласно
исследованиям, описанным работе [Метамор-
фогенное…, 1985], наряду с натрием и калием
уранил-карбонатные комплексы могут ста-
билизироваться кальцием, магнием, минера-
лы которых распространены в альбититах, а
также литием, рубидием, цезием, что может
указывать на генетическую связь уранового и
редкометалльного оруденения рассматривае-
мого района.
Таким образом, для образования уранинита
и браннерита необходимо выпадение урана из
комплексов, восстановление до U4+. При под-
кислении облегчается восстановление (т.е.
восстановление происходит при более низком
Еh), в связи с чем кислые барьеры являются и
восстановительными. Наиболее вероятно вос-
становление урана железом:
2Fе3О4+ UO3 UO2 + 2Fе2О3
магнетит растворенный
карбонатный
комплекс
уранинит гематит.
В экспериментах установлена слабокис-
лая—нейтральная область рН, в которой про-
исходит кристаллизация браннерита в гидро-
термальных условиях. При этом среда должна
предотвращать возможное окисление урана,
вызывающее образование фаз с небранне-
ритовой структурой. Одним из необходимых
условий для синтеза оксидов U4+ и Тi.4+ из вод-
ных растворов электролитов является повы-
шение активности гидроксильных ионов в ги-
дротермальной среде, т. е. их формирование
катализируется ионами ОН–.
Анализ. По мнению Ф. И. Вольфсона, вы-
несение урана в кору происходит в составе
слабощелочных хлоридно-калиевых водных
О. В. УСЕНКО
140 Геофизический журнал № 6, Т. 35, 2013
флюидов, сопровождающих формирование
палингенных гранитоидов кировоградского
комплекса [Вольфсон, Королев, 1990]. На это
указывает обогащение самих гранитоидов
ураном. При дефиците воды (например, в ман-
тийных расплавах) наиболее вероятна мигра-
ция урана в хлоридной форме UСl3+, UСl2
2+ до
UСl6
2– и других, в том числе в виде смешанных
комплексных ионов: UО2Сl+ и FеСl2+. Учитывая
длительность формирования урановых место-
рождений, подобное предположение представ-
ляется вполне вероятным. Однако приведен-
ные выше особенности поведения урана де-
монстрируют, что наиболее эффективно его
экстракция в расплав и флюид происходит в
щелочной среде в присутствии карбонатно-
натриевых (фторидно-карбонатно-натриевых)
флюидов, активность которых начинает про-
являться после образования палингенных
кировоградских гранитоидов, усиливается в
процессе формирования пород Корсунь-Но-
вомиргородского плутона, и максимальна на
самых заключительных этапах его формиро-
вания — при образовании альбититов, которе
сопровождается повышением температуры,
привнесением щелочного глубинного флюида.
Именно с его участием наиболее эффективно
проходит экстракция урана из пород и остаточ-
ных расплавов коры. Однако для кристаллиза-
ции браннерита и оксидов урана и титана не-
обходимы противоположные условия — при-
сутствие гидроксил-ионов и нейтральная либо
слабокислая среда. Поэтому для образования
уранинита и браннерита необходима смена
восстановительных условий окисленными и
щелочной среды нейтральной и слабокислой,
а также присутствие восстановителей. И при
экстракция в расплав, и при осаждении из ги-
дротермального раствора уран и титан ведут
себя сходно, что отражает смену щелочных
условий (задаваемых глубинным флюидом) на
нейтральные и слабокислые (в гидротермаль-
ном растворе) и объясняет кристаллизацию
браннерита.
При формировании месторождений ура-
на главную роль играет инверсия поведения
фтора при низких давлениях — фтор «раство-
ряется» в силикатном расплаве [Эндогенные…,
1991]. По зонам пересечения разломов глубин-
ного заложения (Субботско-Мошоринской
и Звенигородско-Братской) происходит по-
ступление глубинного фторидно-натриевого
флюида. В «промежуточном» коровом оча-
ге происходит смешение и разбавление по-
ступающих мантийных флюидов с водными
хлоридно-калиевыми, присутствующими в
коровом очаге плавления. Это приводит к ней-
трализации щелочных глубинных флюидов, а
при падении температур и давлений — к по-
вышению их кислотности. Таким образом,
появление фторидно-карбонатно-натриевого
флюида обусловит повышение концентрации
урана в альбитизирующем растворе, а его
смесимость с водными флюидами в условиях
коры — постепенное его подкисление и окис-
ление (условия, благоприятные для осаждения
оксидов урана вблизи поверхности). Помимо
снижения температуры снижение щелочности
может происходить и вследствие кристаллиза-
ции альбита.
Редкометалльные пегматиты Шполяно-
Ташлыкского района. В период 2,1—1,7 млрд
лет в западном обрамлении Корсунь-Новомир-
городского плутона происходит пегматитооб-
разование. Здесь пространственно сопряжены
урановорудные альбититы, пегматиты с U-Та-
Nb минерализацией и литиевые (с Ве, Та, Nb,
Rb, Cs, Sn) пегматиты, в которых отсутствуют
минералы урана и циркон. Полоховское ме-
сторождение находится в юго-западном об-
рамлении Корсунь-Новомиргородского плу-
тона. Наиболее мощные зоны изменения кор-
диерит-биотитовых гнейсов, вмещающих ред-
кометалльные пегматиты, обусловлены широ-
комасштабным кремнекислотным метасомато-
зом. Плагиоклаз замещается микроклином,
укрупняются индивиды биотита, кварца, гра-
ната, почти исчезает кордиерит. Приурочен-
ность этих процессов к кремнекислотному
метасоматозу привязывает формирование пег-
матитов к ультраметаморфическому этапу (от
2,05 до 1,8 млрд лет назад). Оно происходит до
начала широкомасштабного проявления аль-
битизации. Начало пегматитообразования свя-
зано с остаточными расплавами палингенных
гранитоидов кировоградского комплекса. Вре-
мя преобразования вмещающих гнейсов с об-
разованием турмалин-кордиерит-биотитовых
метасоматитов (содержащих литий в породоо-
бразующих минералах) — 1,905 млрд лет назад.
Мусковит из зоны грейзенизации сподумено-
вых (допеталитовых руд) образован 1,8 млрд лет
назад (К-Аr метод). Сподуменсодержащие пег-
матиты Шполяно-Ташлыкского района связа-
ны с термальным событием, определившимся
внедрением и становлением Новоукраинского
массива, а образование альбит-петалитовых
руд синхронно анортозит-габброидному ком-
плексу Корсунь-Новомиргородского плуто-
на [Металлические…, 2005]. Руда состоит из
МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ КИРОВОГРАДСКОГО РУДНОГО РАЙОНА ...
Геофизический журнал № 6, Т. 35, 2013 141
петалита ((Li,Na)[AlSi4O10]) — 27,6—32,6 %,
альбита (36,3—28,0 %), пертитового калиевого
полевого шпата (19,1—20,9 %) и кварца (15,8—
21,7 %). Основным носителем лития является
петалит. Rb связан с калиевым полевым шпа-
том. Ве, Та, Nb, Sn сосредоточены в собствен-
ных минералах-носителях — хризоберилле
и танатало-ниобатах, касситерите и станине
соответственно, Ве частично связан с кордие-
ритом.
Руда представлена взаимосвязанными и
взаимопереходящими друг в друга кварц-мик-
роклин-альбит-петалитовыми и кварц-мик-
роклин-альбитовыми структурно-минераль-
ными комплексами, которые развились мета-
соматически как по исходному петалитовому
субстрату, так и по вмещающим гнейсам. Ре-
ликты ранних минеральных комплексов пред-
ставлены корродированными блоками микро-
клина и сподумена (LiAl[Si2O6]) с включениями
кварца, блоками гранулированного кварца.
Анализ. Формирование и постепенное обо-
гащение пегматитов литием и другими элемен-
тами происходит все время, пока существуют
коровые расплавы, обеспечивающие повыше-
ние температуры и привнесение метасомати-
зирующих рассолов, состав которых посте-
пенно меняется. Об этом свидетельствует как
замещение сподумена петалитом, так и уве-
личение доли альбита. Присутствие и графи-
та, и карбоната говорит о постепенной смене
условий на восстановительные, а среды — на
щелочную.
Для образования и обогащения пегматито-
вых жил «полезными» компонентами, как и в
случае с ураном, определяющим является по-
ступление глубинного фторидно-натриевого
флюида, разбавление хлоридно-калиевых
флюидов фторидно-натриевыми в остаточных
коровых очагах. При относительно невысоких
давлениях фтор усваивается расплавом, а его
присутствие приводит к целому ряду послед-
ствий. Влияние фтора выражается в пониже-
нии температуры обводненного солидуса до
550 °С. Накопление полезных компонентов в
остаточных расплавах связано с изменением
коэффициентов распределения между твер-
дыми фазами и гранитным расплавом в при-
сутствии фтора [Эндогенные…, 1991]. Для
фторсодержащих расплавов равновесные зна-
чения комбинированных коэффициентов рас-
пределения между кристаллами и расплавом
значительно меньше единицы: Li — 0,14—0,28;
Сs — 0,30—0,50; Ве — 0,08—0,40; F — 02—0,31;
Nb — 05—0,09; Та — 0,02—0,04; W — 0,01—0,20;
Sn — 0,02—0,20. Фракционирование кислой
магмы при значениях комбинированных ко-
эффициентов распределения меньше едини-
цы приводит к накоплению рудного элемента в
остаточном расплаве, что вызывает понижение
комбинированного коэффициента распределе-
ния, а это, в свою очередь, вызывает еще боль-
шее накопление элемента — прогрессивный
рост концентрации элемента в расплаве. Это
приводит к формированию литий-фтористых
гранитов и редкометалльных пегматитов, обо-
гащенных как элементами, способными изо-
морфно замещать калий (Li, Rb), так и перено-
симыми в виде фторидных комплексов (Nb, Та)
на пересечениях проницаемых для глубинного
флюида разломных зон. Это может свидетель-
ствовать о том, что фторидно-натриевый флю-
ид, влияние которого начало проявляться после
гранитизации, является глубинным.
Изменения состава глубинного флюида,
установленные по составу магматических
пород, а затем месторождений полезных ис-
копаемых, подтверждаются дополнительными
параметрами.
Изменение рН в магматических породах и
альбититах Ингульского мегаблока соответ-
ствует установленным зависимостям. Щелоч-
ная среда (рН=8,44) характерна для сиенитов и
нерудных альбититов (рН повышается до 9,13).
Водные вытяжки из кварца рудных альбититов
имеют нейтральную среду (рН=7,02÷7,68). По-
добные значения рН имеют вытяжки из кварца
гранитов [Метаморфогенное…, 1985].
Эволюция состава флюида Ингульского ме-
габлока отражается в изменении состава по-
левых шпатов Северинского и Ватутинского
месторождений. Образование и преобразова-
ние полевых шпатов происходит многократно.
В литературных источниках выделяют ультра-
метаморфический, постгранитизационный
и метасоматический этапы развития [Воль-
фсон, Королев,1990; Фомин, Лазаренко, 2011].
По данным работ [Фомин и др.., 2003; Фомин,
Лазаренко, 2011], на ультраметаморфическом
этапе образованы зональные плагиоклазы.
Происходит раскисление андезина до олиго-
клаза, калиевые полевые шпаты представле-
ны ортоклазом. Их температура образования
640—650 °С. В процессе постгранитизацион-
ного водно-кремнекислотного метасоматоза в
условиях амфиболитовой фации образуются
микроклин-пертиты и альбит при температу-
рах 400—420 и 230—300 °С соответственно.
Последующий щелочной метасоматоз на Вату-
тинском месторождении происходит при более
О. В. УСЕНКО
142 Геофизический журнал № 6, Т. 35, 2013
высоких температурах (320—410 °С) и повы-
шенном содержании газовой фазы (30—50 %).
Олигоклаз-кварцевая минерализация явля-
ется следствием постгранитизационного водно-
кремнекислотного метасоматоза и синхронна
появлению золота. На пострудном (для золота)
этапе формируется карбонат-кварцевая ассоци-
ация, а сидерит сменяется кальцитом. В процес-
се формирования Корсунь-Новомиргородского
плутона все интенсивнее проявляется альбити-
зация. В работе [Фомин и др., 2003] указывает-
ся, что отложение урановых руд Ингульского
мегаблока происходило из щелочных растворов
на фоне падения температуры от 400—260 до
300—120 °С и давления до 90—40 МПа, сниже-
ния рН среды от 8—10 до 7—6 и резкого увели-
чения фугитивности кислорода.
Зависимость состава полевых шпатов от со-
става флюида в магматическом и метасомати-
ческом процессах экспериментально изучена
в работе [Пуртов и др., 2002]. Формирование
основных плагиоклазов происходит в присут-
ствии слабокислого окисленного хлоридно-
водного флюида (до начала рассматриваемого
процесса). Их раскисление и формирование
микроклина — в процессе гранитизации, в
котором по мере падения температуры уве-
личивается доля щелочей и особенно калия.
Повышение температуры и альбитизация
указывают на появление глубинного флюида,
обогащенного натрием во время (накануне)
формирования Корсунь-Новомиргородского
плутона. Затруднительное протекание про-
цесса альбитизации по сравнению с раскис-
лением плагиоклаза объясняется уменьшение
доли водного с хлором и увеличением карбо-
натного с фтором флюида в процессе и после
его образования. Для ураноносных альбититов
характерно наличие карбонатов (кальцита),
практически отсутствующих в неуранонос-
ных натриевых метасоматитах [Метаморфо-
генное…, 1985].
Выводы. Для установления условий нако-
пления урана, воссоздания Еh-рН условий в
очагах дифференциации и гидротермальных
растворах, важна корреляция его поведения
с поведением титана, а последнего с калием.
Так, для архейских окисленных расплавов, из
которых образуются зеленокаменные струк-
туры и гранитоиды Среднеприднепровско-
го мегаблока, не характерно присутствие ни
титана, ни калия. Хлор образует комплексы с
железом, которые в составе водно-силикатного
или водно-карбонатного окисленного и кис-
лого флюида выносятся к поверхности, где
формируют железистые пласты, залегающие
согласно с вулканогенными в зеленокаменных
структурах. Окисленные, преимущественно
водные флюиды архея, содержащие раство-
ренные соли (карбонаты железа и магния,
хлориды натрия), сохраняются только в шов-
ных зонах в период 2,8—2,6 (?) млрд лет назад.
Формируются железорудные провинции.
Около 2,1—2,05 млрд лет назад происходит
резкая смена состава флюида. Его окислитель-
ный потенциал снижается, хотя присутствие
воды еще фиксируется. К началу форми-
рования Новоукраинского массива глубин-
ные флюиды — щелочные водно-хлоридно-
калиевые. Наблюдается подвижность титана
и урана. Для обоих элементов характерно об-
разование кислородных группировок. Железо
концентрируется не в эксгаляционных поро-
дах, а в силикатном расплаве. Его преимуще-
ственно двухвалентная форма указывает на
присутствие воды при дифференциации рас-
плавов обоих плутонов. Происходит разбавле-
ние щелочных глубинных флюидов.
На ультраметаморфическом этапе (табл. 4)
вследствие попадания перегретых и обогащен-
ных флюидом расплавов мантийной астено-
сферы в кору возникает слой плавления в коре.
Этот этап завершается постгранитизационным
водно-кремнекислотным метасоматозом, на
котором отмечаются также проявления калие-
вого гидротермального метасоматоза с Li, Au.
Источником золота могут служить породы
коры, погребенные при формировании ингуло-
ингулецкой серии. Экстракция золота в рас-
плав возможна только в окислительных усло-
виях в присутствии хлорид-ионов, активность
которых наблюдается при формировании мик-
роклиновых гранитоидов новоукраинского и
кировоградского комплексов. Золото накапли-
вается в остаточных расплавах, обогащенных
хлоридно-водно-силикатными флюидами, ко-
торые выносятся к поверхности по проницае-
мым зонам разломов в периоды тектонической
активности. Восстановление и осаждение золо-
та происходит при взаимодействии гидротер-
мального раствора, переносящего комплексы с
вмещающими породами, содержащими графит
и двухвалентное железо в сульфидной форме.
Выпадение золота могло быть вызвано посту-
плением карбонатного флюида, обусловивше-
го незначительное повышение щелочности.
Поступление карбонатно-фторидно-нат-
рие вого флюида приводит к повышению ще-
лочности в мантийном очаге и обусловливает
обогащение расплавов титаном. Расслоение
МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ КИРОВОГРАДСКОГО РУДНОГО РАЙОНА ...
Геофизический журнал № 6, Т. 35, 2013 143
Т
а
б
л
и
ц
а
4
. О
тр
аж
ен
ие
о
со
бе
нн
ос
те
й
гл
уб
ин
но
го
п
ро
це
сс
а
в
с
ос
та
ве
м
аг
м
ат
ич
ес
ки
х
ко
м
пл
ек
со
в
и
м
ес
то
ро
ж
де
ни
й
по
ле
зн
ы
х
ис
-
ко
па
ем
ы
х
Э
та
пы
р
аз
ви
ти
я,
м
аг
м
ат
ич
ес
ки
е
ко
м
пл
ек
сы
М
аг
м
ат
ич
ес
ки
е
по
ро
ды
О
со
бе
нн
ос
ти
м
ет
ас
ом
ат
ич
е-
ск
ог
о
пр
оц
ес
са
О
со
бе
нн
ос
ти
с
ос
та
-
ва
п
ол
ев
ы
х
ш
па
то
в
м
ес
то
ро
ж
де
ни
й
О
со
бе
нн
ос
ти
г
лу
би
нн
ог
о
пр
оц
ес
са
П
ол
ез
ны
е
ис
ко
па
ем
ы
е
(к
ом
по
не
нт
ы
)
Н
ов
оу
кр
аи
нс
ки
й
пл
ут
он
Га
бб
ро
-м
он
цо
-
ни
то
ва
я
ф
ор
м
ац
ия
(2
,0
37
—
м
лр
д
ле
т)
М
он
цо
ни
ты
, с
ие
-
ни
ты
, г
ра
ни
ты
П
ов
ы
ш
ен
ие
к
ал
ие
во
й
щ
ел
оч
но
ст
и
в
м
ан
ти
йн
ом
о
ча
ге
(н
а
гл
уб
ин
е
40
—
50
к
м
).
Вн
ед
ре
ни
е
щ
ел
оч
ны
х
ра
сп
ла
во
в,
о
бо
га
-
щ
ен
ны
х
ка
ли
ем
и
с
ил
ик
ат
но
-х
ло
ри
дн
о-
во
дн
ы
м
ф
лю
ид
ом
в
к
ор
у
У
ль
тр
а
м
ет
ам
ор
ф
и-
че
ск
ий
э
та
п
Гр
ан
ит
ы
п
лу
то
на
(2
,0
36
м
лр
д
ле
т)
К
ир
ов
ог
ра
дс
ки
е
гр
ан
ит
ы
О
тн
ош
ен
ие
К
/N
а
—
1,
5—
1,
9,
г
ра
ни
то
ды
о
бо
га
-
щ
ен
ы
U
, о
бр
аз
ую
тс
я
кв
ар
ц-
по
ле
во
ш
па
то
вы
е
м
ат
ас
ом
а-
ти
ты
с
U
Ф
ор
м
ир
ов
ан
ие
к
ор
ов
ог
о
оч
аг
а
пл
ав
ле
-
ни
я,
о
бо
га
щ
ен
но
го
с
ил
ик
тн
о-
во
дн
ы
м
хл
ор
ид
но
-к
ал
ие
вы
м
ф
лю
ид
ом
, с
н
ес
ко
ль
-
ко
п
ов
ы
ш
ен
ны
м
о
ки
сл
ит
ел
ьн
ы
м
п
от
ен
-
ци
ал
ом
,Т
=6
50
°С
A
u
(U
, Т
i)
П
ос
тг
ра
ни
ти
за
ци
-
он
ны
й
П
ос
тг
ра
ни
ти
за
ци
он
ны
й
во
дн
о-
к
ре
м
не
ки
сл
от
ны
й
м
ет
ас
ом
ат
оз
Зо
на
ль
ны
й
ан
де
зи
н,
го
м
ог
ен
ны
й
ол
иг
ок
ла
з,
м
ик
ро
кл
ин
из
ац
ия
Ра
зв
ит
ие
к
ор
ов
ог
о
оч
аг
а,
у
ве
ли
че
ни
е
до
ли
во
ды
в
с
ил
ик
ат
но
м
х
ло
ри
дн
о-
ка
ли
ев
ом
ф
лю
ид
е,
Т=
54
0÷
48
0
°С
Зо
ло
то
ру
дн
ая
м
ин
ер
ал
из
ац
ия
A
u
Л
ит
ий
-ф
то
ри
ст
ы
е
гр
ан
ит
ы
М
ик
ро
кл
ин
из
ац
ия
, п
ро
яв
ле
-
ни
я
ка
ли
ев
ог
о
ги
др
от
ер
м
ал
ь-
но
го
м
ет
ас
ом
ат
оз
а
с
Li
, A
u
(к
ар
бо
на
т
—
с
ид
ер
ит
)
М
ик
ро
кл
ин
-п
ер
ти
т
с
пе
рт
ит
ам
и
ра
сп
ад
а
(а
ль
би
т)
, э
м
ул
ьс
ия
ал
ьб
ит
а
м
еж
ду
пе
рт
ит
ам
и
С
ок
ра
щ
ен
ие
к
ор
ов
ой
а
ст
ен
ос
ф
ер
ы
. П
о-
яв
ле
ни
е
в
ко
ро
во
м
о
ча
ге
н
ез
на
чи
те
ль
но
го
ко
ли
че
ст
ва
к
ар
бо
на
тн
ой
с
ос
та
вл
яю
-
щ
ей
, п
ов
ы
ш
ен
ие
щ
ел
оч
но
ст
и
ф
лю
ид
а,
Т=
30
0÷
23
0
°С
Li
П
ег
м
ат
ит
ы
1,
83
5
м
лр
д
ле
т
К
ор
су
нь
-
Н
ов
ом
ир
го
ро
дс
ки
й
пл
ут
он
А
но
рт
оз
ит
ы
, п
о-
ле
во
ш
па
то
вы
е
ул
ь-
тр
ам
аф
ит
ы
1,
75
6—
1,
72
5
м
лр
д
ле
т
С
м
еш
ен
ие
щ
ел
оч
но
го
к
ар
бо
на
тн
о-
ф
то
ри
дн
ог
о
ф
лю
ид
а
с
ка
ль
ци
ем
и
н
ат
ри
ем
с
во
дн
ы
м
и
хл
ор
ид
но
-к
ал
ие
вы
м
и.
П
ро
яв
ле
-
ни
е
не
см
ес
им
ос
ти
в
м
ан
ти
йн
ом
о
ча
ге
Тi
М
аг
м
ат
и-
че
ск
ие
м
е-
ст
ор
ож
де
ни
я
ти
та
на
Э
та
п
щ
ел
оч
но
го
м
ет
ас
ом
ат
оз
а
М
он
цо
ни
ты
Ра
па
ки
ви
Гр
ан
ит
ы
1,
75
2
м
лр
д
ле
т
А
ль
би
ти
за
ци
я,
о
бр
аз
ов
ан
ие
ка
рб
он
ат
ов
(к
ал
ьц
ит
а)
и
м
аг
-
не
зи
ал
ьн
ы
х
ал
ю
м
ос
ил
ик
ат
ов
(х
ло
ри
та
, ф
ло
го
пи
та
)
А
ль
би
ти
за
ци
я
м
ик
ро
кл
ин
-
пе
рт
ит
ов
С
м
еш
ен
ие
к
ар
бо
на
тн
о-
ф
то
ри
дн
о-
на
тр
ие
во
го
ф
лю
ид
а,
п
ер
ен
ос
ящ
ег
о
ур
ан
с
во
дн
ы
м
в
к
ор
ов
ом
о
ча
ге
. Н
ей
тр
ал
из
ац
ия
щ
ел
оч
но
го
ф
лю
ид
а.
О
бо
га
щ
ен
ие
п
ег
м
ат
и-
то
в
ли
ти
ем
, Т
=4
10
÷3
20
°С
+L
i
U
У
ра
но
но
сн
ы
е
ал
ьб
ит
ит
ы
1,
75
6—
1,
72
м
лр
д
ле
т
Н
ат
ри
ев
о-
ру
дн
о-
ка
рб
он
ат
ны
й
эт
ап
О
бр
аз
ов
ан
ие
ни
зк
от
ем
пе
ра
ту
рн
ог
о
ал
ьб
ит
а,
С
а-
М
g
ка
рб
он
ат
ов
и
гл
ав
но
й
м
ас
сы
р
уд
ны
х
си
ли
ка
то
в,
т
ит
ан
ат
ов
А
ль
би
ти
за
ци
я
ол
иг
ок
ла
за
,
по
яв
ле
ни
е
ле
йс
то
во
го
а
ль
би
та
ру
дн
ы
х
ас
со
ци
ац
ий
П
ри
вн
ес
ен
ие
N
а,
С
а,
М
g,
р
ед
ки
х
м
ет
ал
ло
в
щ
ел
оч
ны
м
и
ф
то
ри
дн
о-
ка
рб
он
ат
но
-
на
тр
ие
вы
м
и
ф
лю
ид
ам
и,
=2
60
÷2
40
°С
U
О. В. УСЕНКО
144 Геофизический журнал № 6, Т. 35, 2013
расплавов в мантийном очаге происходит при
участии флюида. Карбонатно-фторидно-нат-
риевый, поступающий на их глубины, взаимо-
действует с водно-хлоридно-калиевым. Пер -
вичный расплав расслаивается. В Корсунь-Но -
во миргородском плутоне в «анортозитовой»
фазе концентрируются кремнезем, глинозем,
кальций и щелочи, в габбро-норитовой — эле-
менты, образующие хлоридные комплексы
(железо, магний и титан). Большое значение
для накопления ильменита имеет и дифферен-
циация, протекающая непосредственно при
кристаллизации интрузивного тела.
Месторождения урана формируются на эта-
пе щелочного и натриево-рудно-карбонатного
метасоматоза. Химические свойства урана обу-
словливают достаточно сложное его поведение
в геохимических средах. Для экстракции ура-
на в расплав (раствор) необходимы щелочные
условия — присутствие карбонатно-натриевых
флюидов. Шестивалентный уран почти полно-
стью комплексируется с образованием ура-
нилдикарбонатных и уранилтрикарбонатных
ионных компонентов. Для образования бран-
нерита и уранинита необходимо извлечение
урана из состава комплекса и восстановление
до U4+. Для этого благоприятна слабокислая—
нейтральная область рН, в которой происходит
кристаллизация браннерита в гидротермаль-
ных условиях, повышение активности гидро-
ксильных ионов.
Таким образом, щелочная среда в очаге
плавления, где происходит экстракция урана
карбонатно-натриевыми флюидами, должна
сменится на нейтральную—слабокислую, т. е.
содержать ОН-группы и хлор. При формирова-
нии месторождений урана главную роль играет
инверсия поведения фтора при низких давле-
ниях (подробно рассмотрена в работе [Усенко,
2013]), существование «промежуточного» ко-
рового очага, в котором происходит смешение
мантийных карбонатно-фторидно-натриевых
и коровых водных хлоридно-калиевых флюи-
дов. Это приводит к нейтрализации щелочных
глубинных флюидов, а при падении температур
и давлений — к повышению их кислотности.
Появление фторидно-карбонатно-натриевого
флюида обусловит повышение концентрации
урана в альбитизирующем растворе, а его сме-
симость с водными флюидами в условиях коры
приведет к постепенному его подкислению и
окислению — условиям, благоприятным для
осаждения оксидов урана вблизи поверхности.
Формирование редкометалльных пегмати-
тов Шполяно-Ташлыкского района начина-
ется на постгранитизационном этапе, а далее
связано с изменением состава глубинного
флюида. Пополнение карбонатно-фторидно-
натриевыми флюидами корового очага плав-
ления приводит к накоплению в остаточных
расплавах Li, Сs, Ве, Nb, Та, Sn и обогащению
ими пегматитовых жил.
При образовании месторождений Ингуль-
ского мегаблока источником полезного ком-
понента могут служить расплавы подкоровой
астеносферы, остаточные очаги плавления в
коре, погребенные месторождения. Однако
его экстракция, накопление, перенесение к
поверхности во всех случаях происходят при
участии глубинного расплава и флюида.
Бхаттчарайа С., Паниграйи М. К. Гетерогенность
флюидных характеристик в районе Рамагири-
Пенакачерла восточной части кратона Дарвар:
связь с золоторудной минерализацией // Геоло-
гия и геофизика. — 2011. — 52, № 11. — С. 1821—
1834.
Вольфсон Ф. И., Королев К. Г. Условия формирова-
ния урановых месторождений. — Москва: Не-
дра, 1990. — 288 с.
Гаррелс Р. М., Крайст Ч. Л. Растворы, минералы,
равновесия: Пер. с англ. — Москва: Мир, 1968.
— 368 с.
Геологические структуры эндогенных урановых
рудных полей и месторождений / Крупенни-
ков В. А., Толкунов А. Е., Хорошилов Л. В. и др.
— Москва: Недра, 1986. — 231 с.
Список литературы
Геохронология раннего докембрия Украинского
щита. Протерозой / Под ред. Н. П. Щербака. —
Киев: Наук. думка, 2008. — 240 с.
Золоторудное поле Колар (Индия) / Под. ред.
Ф. В. Чухрова. — Москва: Наука,1988. — 232 с.
Коваленко Н. И., Рыженко Б. Н., Присягина Н. И.,
Бычкова Я. В. Экспериментальное исследование
растворимости уранинита в водних растворах
НСl при 500 °С и 1 кбар // Геохимия. — 2011. —
№ 3. — С. 269—276.
Котельникова З. А., Котельников А. Р. Синтетиче-
ские NаF-содержащие флюидные включения //
Геохимия. — 2002. — № 6. — С. 657-666.
Мерна Т. П., Выгралак Э. С. Исследование флюидных
включений урановых и медных минеральных
МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ КИРОВОГРАДСКОГО РУДНОГО РАЙОНА ...
Геофизический журнал № 6, Т. 35, 2013 145
систем в прослое Мерфи (Северная Австралия)
// Геология и геофизика. — 2011. — 52, № 11. —
С. 1802—1820.
Металлические и неметаллические полезные ис-
копаемые Украины. Металлические полезные
ископаемые / Под ред. Н. П. Щербака. — Киев-
Львов: Центр Европы, 2005. — Т. 1. — 785 с.
Метаморфогенное рудообразование в докембрии.
Физико-химические основы теории метаморфо-
генного рудообразования / Под ред. Я. Н. Белев-
цева. — Киев: Наук. думка, 1985. — 204 с.
Недумов И. Б. Генезис гранитов и гранитогенная
металлогения. — Москва: Наука,1988. — 143 с.
Пуртов В. К., Анфилогов В. Н., Егорова Л. Г. Взаимо-
действие базальта с хлоридными растворами и
механизм образования кислых расплавов // Гео-
химия. — 2002. — № 10. — С. 1084—1097.
Усенко О. В. Глубинное развитие Ингульского
мегаблока Украинского щита в период фор-
мирования Новоукраинского и Корсунь-
Новомиргородского плутонов // Геофиз. журн.
— 2013. — 35, № 3. — С. 54—69.
Усенко О. В. Дифференциация расплавов в условиях
верхней мантии // Геофизи. журн. — 2012. — 34,
№ 1. — С. 78—94.
Усенко О. В. Меденосность и алмазоносность Волы-
но-Подольской плиты // Геофиз. журн. — 2011.
— 33, № 1. — С. 91—103.
Усенко О. В. Тепловой поток и современная акти-
визация Донецкого бассейна // Геофиз. журн.
— 2002. — 24, № 5. — С. 102—111.
Фомин Ю. А., Демихов Ю. Н., Лазаренко Е. Е. Модель
эволюции рудообразующей флюидной системы
Севериновского месторождения урана (Укра-
инский щит) // Геохімія та екологія: Зб. наук.
праць. — Київ: Вид. Ін-та геохімії навколишньо-
го середовища НАН України, 2003. — Вип. 8. —
С. 169—178.
Фомин Ю. А., Лазаренко Е. Е. Полевые шпаты ура-
ноносных альбититов Украинского щита // Доп.
НАН України. — 2011. — № 5. — С. 128—134.
Щербаков И. Б. Петрология Украинского щита. —
Львов: ЗуКЦ, 2005. — 366 с.
Эндогенные источники рудного вещества / Отв.
ред. Ф. В Чухрова. — Москва: Наука, 1991. —
248 с.
Duchesne J. C., Shumlyanskyy L. V., Charlier B. The
Fedorivka layered intrusion (Korosten Pluton,
Ukraine): An example of highly differentiated fer-
robasaltic evolution // Lithos. — 2006. — 89. —
P. 353—376.
Marsden J., House I. The chemistry of gold extraction.
— Socieny for Mining, Metallurgy, and Exploration,
Inc. Littleton, Colorado, USA, 2006. — 655 p.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-100100 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0203-3100 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-27T18:25:29Z |
| publishDate | 2013 |
| publisher | Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Усенко, О.В. 2016-05-15T20:11:01Z 2016-05-15T20:11:01Z 2013 Месторождения полезных ископаемых Кировоградского рудного района Украинского щита: связь с глубинным процессом / О.В. Усенко // Геофизический журнал. — 2013. — Т. 35, № 6. — С. 128-145. — Бібліогр.: 23 назв. — рос. 0203-3100 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/100100 551.14 Умови формування комплексів магматичних порід і родовищ корисних копалин центральної частини Інгульського мегаблока визначаються існуванням двох осередків плавлення в мантії і корі, а також глибинної проникної «трансформной» зони — тектонічного шва Херсон—Смоленськ. Глибинна трансформна зона забезпечує поповнення розплавами і флюїдами, наявність корового осередку забезпечує змішування раніших розплавів з новими порціями, що надходять з мантії. Змінення складу глибинного флюїду, а також його трансформація в розплавах обох осередків плавлення зумовлюють склад родовищ, які формуються біля поверхні. З водними хлоридно-калієвими флюїдами, що супроводжували формування палінгенних кіровоградських гранітоїдів, пов’язане утворення кварцових золоторудних жил. Збільшення лужності флюїду в мантійному осередку приводить до активністі елементів, які можуть потрапити у розплав в лужному середовищі, — титану й урану. Поступове розчинення залишкових корових розплавів фторидно-натрієвим флюїдом зумовлює появу літієвих пегматитів, що містять рідкіснометалеву мінералізацію. Накопичення Li, Сs, Ве, Nb та інших елементів спричинене зміною коефіцієнтів розподілу між твердими фазами і гранітним розплавом за наявності фтору. В процесі формування Корсунь-Новомиргородського плутону і альбітитів лужність глибинного флюїду зростає. У коровому осередку він розводиться водою, що приводить до зниження лужності і підвищення окисного потенціалу. Стає можливим осадження бранериту та оксидів урану. Conditions of magmatic rocks complexes and mineral deposits formation of the central part of the Ingul block are determined by existence of two melting sources in the mantle and the crust as well as by the deep permeable «transform» zone — tectonic suture Kherson—Smolensk. Along the deep transform zone supply of the mantle source by melts and fluids is realized and the existence of the crust source provides mixing of earlier melts with new portions added from the mantle. Changing of composition of the deep fluid as well as its transformation in the melts of both sources of melting causes the composition of deposits produced near the surface. Production of quarts gold ore veins is related to water chloride-potassium fluids accompanying formation of palingenetic Kirovograd granites. Increase of fluid alkalinity in the mantle source predetermines activity of the elements which are able to be brought to melt in alkaline environment — titanium and uranium. Gradual dilution of residual crust melts with fluoride-sodium fluid leads to appearance of lithium pegmatite with rare metal mineralization. Accumulation of Li, Сs, Ве, Nb et al. is related to changing of distribution coefficients between solid phases and granite melt in presence of fluorine. During the process of Korsun-Novomirgorod pluton and albitite formation, alkalinity of deep fluid increases. In the crustal source its dilution by water takes place that leads to decrease of alkalinity and increase of oxidation potential. Deposition of brannerite and uranium oxides becomes possible. Условия формирования комплексов магматических пород и месторождений полезных ископаемых центральной части Ингульского мегаблока определяются существованием двух очагов плавления в мантии и коре, а также глубинной проницаемой "трансформной" зоны - тектонического шва Херсон-Смоленск. По глубинной трансформной зоне мантийный очаг пополняется расплавами и флюидами, существование наличие очага обеспечивает смешение более ранних расплавов с новыми порциями, поступающими из мантии. Изменение состава глубинного флюида, а также его трансформация в расплавах обоих очагов плавления обусловливает состав месторождений, формирующихся у поверхности. С водными хлоридно-калиевыми флюидами, сопровождавшими формирование палингенных кировоградских гранитоидов, связано образование кварцевых золоторудных жил. Увеличение щелочности флюида в мантийном очаге определяется активность элементов, которые могут попасть в расплав в щелочной среде, - титана и урана. Постепенное разбавление остаточных коровых расплавов фторидно-натриевым флюидом приводит к появление литиевых пегматитов, содержащих редкометалльную минерализацию. Накопление Li, Сs, Ве, Nb и других элементов вызвано изменением коэффициентов распределения между твердыми фазами и гранитным расплавом в присутствии фтора. В процессе формирования Корсунь-Новомиргородского плутона и альбититов щелочность глубинного флюида возрастает. В коровом очаге происходит его разбавление водой, что приводит к понижению щелочности и повышению окислительного потенциала. Становится возможным осаждение браннерита и окисидов урана. ru Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України Геофизический журнал Месторождения полезных ископаемых Кировоградского рудного района Украинского щита: связь с глубинным процессом Родовища корисних копалин Кіровоградського рудного району Українського щита: зв'язок з глибинним процесом Mineral deposits of the Kirovograd ore area of the Ukrainian Shield: relation to deep process Article published earlier |
| spellingShingle | Месторождения полезных ископаемых Кировоградского рудного района Украинского щита: связь с глубинным процессом Усенко, О.В. |
| title | Месторождения полезных ископаемых Кировоградского рудного района Украинского щита: связь с глубинным процессом |
| title_alt | Родовища корисних копалин Кіровоградського рудного району Українського щита: зв'язок з глибинним процесом Mineral deposits of the Kirovograd ore area of the Ukrainian Shield: relation to deep process |
| title_full | Месторождения полезных ископаемых Кировоградского рудного района Украинского щита: связь с глубинным процессом |
| title_fullStr | Месторождения полезных ископаемых Кировоградского рудного района Украинского щита: связь с глубинным процессом |
| title_full_unstemmed | Месторождения полезных ископаемых Кировоградского рудного района Украинского щита: связь с глубинным процессом |
| title_short | Месторождения полезных ископаемых Кировоградского рудного района Украинского щита: связь с глубинным процессом |
| title_sort | месторождения полезных ископаемых кировоградского рудного района украинского щита: связь с глубинным процессом |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/100100 |
| work_keys_str_mv | AT usenkoov mestoroždeniâpoleznyhiskopaemyhkirovogradskogorudnogoraionaukrainskogoŝitasvâzʹsglubinnymprocessom AT usenkoov rodoviŝakorisnihkopalinkírovogradsʹkogorudnogoraionuukraínsʹkogoŝitazvâzokzglibinnimprocesom AT usenkoov mineraldepositsofthekirovogradoreareaoftheukrainianshieldrelationtodeepprocess |