Глубинные процессы и золотосульфидное оруденение
Розглянуто процеси формування золотосульфідних родовищ. Використано дані стосовно території України та інших регіонів. Показано зв’язок родовищ з постгеосинклінальною активізацією та аномальне зростання проникності розломних зон. The processes of gold-sulfide deposits formation have been considered....
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Геофизический журнал |
|---|---|
| Дата: | 2013 |
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України
2013
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/98857 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Глубинные процессы и золотосульфидное оруденение / В.В. Гордиенко // Геофизический журнал. — 2013. — Т. 35, № 4. — С. 40-50. — Бібліогр.: 41 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859944723208208384 |
|---|---|
| author | Гордиенко, В.В. |
| author_facet | Гордиенко, В.В. |
| citation_txt | Глубинные процессы и золотосульфидное оруденение / В.В. Гордиенко // Геофизический журнал. — 2013. — Т. 35, № 4. — С. 40-50. — Бібліогр.: 41 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Геофизический журнал |
| description | Розглянуто процеси формування золотосульфідних родовищ. Використано дані стосовно території України та інших регіонів. Показано зв’язок родовищ з постгеосинклінальною активізацією та аномальне зростання проникності розломних зон.
The processes of gold-sulfide deposits formation have been considered. The data for the territory of Ukraine and other regions have been used. The connection of deposits with post-geosyncline activization and anomalous increase of permeability of fault zones has been shown.
Рассмотрены процессы формирования золотосульфидных месторождений. Использованы данные для территории Украины и других регионов. Показана связь месторождений с постгеосинклинальной активизацией и аномальный рост проницаемости разломных зон.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:12:57Z |
| format | Article |
| fulltext |
В. В. ГОРДИЕНКО
40 Геофизический журнал № 4, Т. 35, 2013
Введение. Эта разновидность коренных ме-
сторождений золота рассматривается в связи
с возможностью оперировать данными по из-
вестным автору примерам на территории Укра-
ины. Не оспаривая мнение Х. Тейлора о том,
что «... каждое рудное месторождение пред-
ставляет собой, по-видимому, единственное в
своем роде явление, и это затрудняет обобще-
ние результатов исследований, посвященных
выяснению природы и эволюции гидротер-
мального рудного флюида или рудных флюи-
дов; это особенно верно в отношении большин-
ства гидротермальных жильных месторожде-
ний» [Геохимия…, 1982, с. 232—233], отметим
все же: именно анализируемые ниже процессы
характерны для этого и других типов гидро-
термального оруденения и не только для них.
С золотосульфидными рудами связано бо-
лее 40 % мировых запасов Au [Кузьмин и др.,
1999], оно присутствует преимущественно в
тонкодисперсной форме в сульфидах (пири-
те, пирротине, арсенопирите, халькопирите и
т. д.). В этом смысле они не отличаются от руд
магматической сульфидной Co-Ni-Cu форма-
ции. Например, в промышленных норильских
сульфидных рудах содержится обычно около
1—2 г/т золота.
Рудопроявления и месторождения этого
типа встречаются в различных регионах Укра-
ины, они представлены результатами гидро-
термального процесса (скарновая часть часто
недоступна из-за ограниченного эрозионного
среза [Нечаев и др., 1998]). Минерализация,
как правило, сопровождает крутопадающие
разломы, образующие трещиноватые зоны в
Закарпатье в слаболитифицированных пер-
вично вулканогенно-осадочных толщах. В
УДК 551.24
Глубинные процессы и золотосульфидное оруденение
© В. В. Гордиенко, 2013
Институт геофизики НАН Украины, Киев, Украина
Поступила 9 июля 2012 г.
Представлено членом редколлегии О. Б. Гинтовым
Розглянуто процеси формування золотосульфідних родовищ. Використано дані стосовно
території України та інших регіонів. Показано зв’язок родовищ з постгеосинклінальною ак-
тивізацією та аномальне зростання проникності розломних зон.
The processes of gold-sulfide deposits formation have been considered. The data for the territory
of Ukraine and other regions have been used. The connection of deposits with post-geosyncline
activization and anomalous increase of permeability of fault zones has been shown.
Донбассе степень литогенеза вмещающих по-
род значительно выше, на щите она достигает
зеленосланцевой или амфиболитовой фаций.
На щите и в Донбассе докембрийские и ким-
мерийские проявления этого типа минерализа-
ции возникали в аналогичных породах (только
в докембрии, особенно в архее, в вулканоген-
ной части преобладали основные образова-
ния). Таким образом, в тот или иной отрезок
геологической истории золотосульфидный тип
минерализации проявился на всей северной
части Украины от Донбасса до Закарпатья.
Образование руд. Этой теме в последние
десятилетия посвящены тысячи публикаций,
здесь кратко отмечены только основные поло-
жения сформированной картины мобилизации
гидротермами, переноса и отложения рудного
вещества месторождений. Приложения разви-
ваемой автором адвекционно-полиморфной
гипотезы (АПГ) к проблеме касаются только
части аспектов процесса — его глубинности,
скорости и тепловой модели.
Приводимые ниже данные взяты из работ
[Геохимия…, 1970; 1982; Кривцов и др., 1981;
Рыженко, 1981; Шарапов, 1992; Raffensperger,
Garven, 1995а,б; Старостин, Игнатов, 1996;
Борисов, 2000; Борисенко, 2006; Сясько и др.,
2006; Marsden, House, 2006; Яценко та ін., 2009;
Борисов, Шваров, 2010; Волкова, 2010, и др.].
На моделях, использующих данные о ре-
альных рудных полях, показано, что источни-
ком рудных могут быть вмещающие породы
или входящие в разрез поля. Для образования
месторождений не требуется превышения
кларков соответствующих элементов в мате-
ринских породах. Для рассмотренных полиме-
таллических месторождений единый, наиболее
ГЛУБИННЫЕ ПРОЦЕССЫ И ЗОЛОТОСУЛЬФИДНОЕ ОРУДЕНЕНИЕ
Геофизический журнал № 4, Т. 35, 2013 41
вероятный источник металлов и сульфидной
серы — граниты, в том числе с небольшой
концентрацией сульфидной серы. Область
мобилизации рудных компонентов имеет ло-
кальный характер, и, как следствие, рудные
объекты такого типа относятся к классу сред-
них или даже мелких [Борисов, 2000 и др.]. Для
накопления 1 млн т руды (довольно крупное
месторождение Cu, Pb, Zn) из блока гранита с
размером грани 4—5 км нужно извлечь около
7 % содержащегося в нем металла [Геохимия…,
1970]. Благоприятность сульфидов и арсенидов
металлов для накопления золота общепризнана
[Борисенко, 2006; Геохимия…, 1970 и др.]. При
этом не обязательно оно имеет источником те
же породы, что и металлы сульфидов. Средние
концентрации золота в разных типах пород не-
существенны: ультраосновные 5—6, основные
— 4, средние — 4, кислые — 4—5, сиениты — 4
(в 10–9) [Геохимия…, 1970].
Контактирующий с магмой флюид приоб-
ретает концентрацию хлоридов на порядок
выше имеющейся в расплаве, реально она мо-
жет достигать 40—50 г/л (речь идет о типичных
величинах, встречаются и гораздо большие
концентрации). С понижением температуры
часть хлоридов K и Ca уходит в связи с пре-
образованиями пород, окружающих канал
циркуляции флюида, общая концентрация со-
кращается при увеличении относительного ко-
личества NaCl [Геохимия…, 1970; 1982]. Такие
хлоридные растворы весьма эффективно экс-
трагируют металлы из материнской породы.
На рис. 1 видно, что наиболее распростра-
ненные концентрации солей соответствуют
сделанным выше оценкам и совпадают с ре-
зультатами обобщения автора при опреде-
лении электропроводности рудоносных тер-
мальных вод [Гордиенко, 2001]. Зависимость
концентрации от температуры при объедине-
нии многих данных не видна, слишком сильно
влияние различий других факторов (рис. 1, а).
Сведения по одному месторождению позво-
ляют обнаружить эту зависимость (рис. 1, б).
На примерах сравнительно низкотемпе-
ратурных вод (позволяющих массовое опро-
бование) можно продемонстрировать при-
менимость использованных методик расчета
состава флюида (рис. 2).
Хлоридный (хлоридно-углекислый) флюид
характерен не только для растворов, форми-
рующих месторождения. Украинским прояв-
лениям золотосульфидной минерализации в
Закарпатском прогибе, Складчатых Карпатах
и в Донбассе предшествуют соленосные оса-
дочные породы. Широки и временные рамки
существования таких флюидов: есть основания
считать хлоридными растворы, образовавшие
докембрийские месторождения на Украин-
ском щите [Гордиенко и др., 2005]. Указания
на присутствие хлора в растворах есть и для
породных комплексов месторождений золота
на Дхарварском щите Индийской и Алдано-
Становом щите Сибирской платформ [Золо-
торудное....., 1988; Сясько и др., 2006 и др.], хотя
возраст (архей) и состав вмещающих пород
(зеленокаменные пояса, как и на Среднепри-
днепровском мегаблоке УЩ [Гордиенко и др.,
2005]) резко отличаются от перечисленных
выше случаев.
Изучено влияние вмещающих пород (ре-
акции раствора с ними) на эффективность
осаждения сульфидов. Например, в простом
изотермическом варианте без учета эффек-
та предшествующих порций раствора за счет
Рис. 1. Связь концентрации солей с температурой гомо-
генизации газово-жидких включений в рудных минера-
лах полиметаллических месторождений разных регионов
России (а) [Шарапов, 1992 и др.] и месторождения Джим-
мидон Садонского рудного района Северного Кавказа (б)
[Хетагуров и др., 1986].
В. В. ГОРДИЕНКО
42 Геофизический журнал № 4, Т. 35, 2013
охлаждения из него выделяется 45 % Zn, при
реакции с гранитом, туфобрекчией, слюди-
стым сланцем — 83 %, с амфиболитом, кри-
сталлическим сланцем — 99 %. При этом суще-
ственно изменяется рН раствора, коррелируя
с кислотно-основной характеристикой пород.
Рассмотрены и более сложные варианты раз-
вития событий, в частности, предполагающие
изменение температуры в системе по вертика-
ли [Борисов и др., 2010]. Эти исследования (с
оценками констант диссоциации комплексных
соединений по вариантам уравнения Рыженко
[Рыженко, 1981], энергий частиц водного рас-
твора на основе модели Хелгесона — Киркха-
ма — Флауэрса) включали систему «гранит—
флюид» из 15 независимых компонент, модель
водного флюида — 79 частиц, в том числе 26
рудных элементов. Среди возможных твердых
фаз — 52 минерала, учитывая породообразую-
щие, метасоматические и рудные.
Происхождение водного флюида, форми-
рующего месторождения, по общему призна-
нию смешанное (участвуют поверхностные
и глубинные магматические воды). Для него
детально проанализированы типы барьеров и
их сравнительная роль на разных этапах ру-
Рис. 2. Расчетные и реальные (в подземных термальных водах) концентрации компонентов на диаграмме НСО3–+Na+
[Борисов, 2000]: 1 — линия расчетных равновесных концентраций компонентов в растворе, содержащем 350 мг/л хлора
и взаимодействующем с породой гранитного состава (50 oС, Рco2=102,0, Рн2
=10÷13,9, Рн2s =10÷20 Па), 2 — линия рас-
четных равновесных концентраций компонентов в воде, взаимодействующей с гранитом (50 oС, Рco2=102,0 Па), 3, 4
— концентрации компонентов в термальных водах кристаллических пород бывшего СССР и Болгарии (3 — НСО3-Na
воды, 20—80 oС, 4 — S04(Cl)-Na воды, более 50 oС), 5 — граница между термальными водами, 6 — направление увели-
чения концентраций S04
−2 и температуры вод. На линиях указаны смена геохимических типов равновесных растворов
и значения отношения порода/вода, принятые при расчетах.
ГЛУБИННЫЕ ПРОЦЕССЫ И ЗОЛОТОСУЛЬФИДНОЕ ОРУДЕНЕНИЕ
Геофизический журнал № 4, Т. 35, 2013 43
доотложения. На уровне физико-химического
моделирования доказана геохимическая роль
гидродинамических барьеров.
Концентрация сульфидной серы в раство-
рах выщелачивания составляет n·10–2–3m (где
m — моляльность), этого достаточно для образо-
вания сульфидов рудных элементов при изме-
нении условий. Нет необходимости привлекать
иной источник сульфидной серы для образова-
ния основной массы сульфидов жильных по-
лиметаллических месторождений [Борисов,
2000]. Один из вариантов развития процесса
рудоотложения рассмотрен в работе [Волкова,
2010], результаты приведены на рис. 3 и 4. Как
будет показано ниже, они получены в реальном
диапазоне условий.
В целом можно констатировать, что про-
веденными к настоящему времени исследова-
ниями довольно полно аргументирована точка
зрения на процесс образования рассматривае-
мого типа месторождений в рамках системы,
включающей источники глубинных и поверх-
ностных вод, материнскую породу и место от-
ложения руд.
Возможность формирования месторожде-
ния связывается с длительностью процесса
(количеством «волн», под которыми подраз-
умевается полная замена флюида в поровом
пространстве рудоотложения).
Время существования гидротермальных си-
стем континентов — 103—105 лет [Геохимия…,
1970; Старостин, Игнатов, 1996]. Для обширных
Рис. 3. Валовые содержания минералов по восстанию жилы (от высоких температур к низким) на 15 волне для моделей
с начальными условиями 420 °С, 1 кбар.
Рис. 4. Отложение металлов и серы (мол. % от общего количества отложенного элемента) по интервалам температур
по восстанию модельных жил.
В. В. ГОРДИЕНКО
44 Геофизический журнал № 4, Т. 35, 2013
бассейнов сделан вывод: «…термальные воды
… могут переносить и отлагать сульфиды ме-
таллов, однако скорость такого процесса слиш-
ком низка для образования промышленно-
значимых месторождений. …необходимо, что-
бы благоприятные условия господствовали на
протяжении миллионов и более лет, а не всего
лишь десятки тысяч лет…» [Геохимия…, 1982,
с. 604]. Для значимого рудообразования необ-
ходимы десятки упомянутых выше «волн».
Эндогенный режим и мантийный этаж
процесса. Приуроченность рудообразования
к какому-то этапу развития региона в соответ-
ствии с тем или иным типом эндогенного режи-
ма по АПГ полностью определяет схему тепло-
массопереноса и тепловую модель. По имею-
щимся у автора сведениям рассматриваемые
месторождения фанерозойского возраста (для
которых возможно определить место в преде-
лах проявлений какого-то эндогенного режи-
ма) возникают на этапе постгеосинклиналь-
ной активизации. Они сформировались после
альпийской складчатости Карпат и Балканид
Словакии, Украины, Румынии, Болгарии, на
постгерцинском (киммерийском) этапе акти-
визации Донбасса и Скифской плиты Северно-
го Кавказа; отсутствуют в зонах современной
и киммерийской активизаций регионов докем-
брийской платформы Украины и герцинского
рифта Днепровско-Донецкой впадины и При-
пятского прогиба, современной активизации
Скифской плиты и Донбасса.
Типичная ситуация в соответствующий мо-
мент геологической истории по АПГ предпо-
лагает поступление в кору мантийного мате-
риала, частичное плавление в средней части
коры, подъем кислой магмы до глубин несколь-
ко меньше 10 км [Гордиенко и др., 2011; Старо-
стин, Игнатов, 1996] (возникают и более редкие
и быстро остывающие внедрения на меньшие
глубины) при флюидизации интервала глубин
от 20 км до кровель кислых интрузий. Выше
флюиды поднимаются вплоть до поверхности
(если отсутствуют экраны) над интрузиями по
проницаемым зонам разломов.
Такая схема подразумевает наличие ман-
тийного этажа процесса, возможность мобили-
зации флюидами вещества не только из гранит-
ного интрузива, возникновение интенсивной
аномалии теплового потока над проницаемой
зоной, по которой восходят флюиды и пр. Она
в общем согласуется с распространенными
представлениями [Кривцов и др., 1981 и др.].
Указанием на присутствие мантийного
этажа может служить изотопия гелия подзем-
ных вод рудных полей. Ее количественной
характеристикой обычно служит величина
R=(3He/4He)·108. Фоновое коровое значение
R, указывающее на отсутствие мантийной
составляющей, около 2. В Закарпатском про-
гибе Украины, где располагаются молодые
золото-сульфидные месторождения Берегов-
ского рудного поля, R достигает 200—300 [Гор-
диенко, Тарасов, 2001 и др.]. В водах древних
месторождений мантийная гелиевая метка не
сохраняется. Однако ее можно обнаружить в
породах, долго удерживающих гелий. Таких
Рис. 5. Изотопия гелия в породах Кольской сверхглубокой
скважины [Икорский и др., 1994].
ГЛУБИННЫЕ ПРОЦЕССЫ И ЗОЛОТОСУЛЬФИДНОЕ ОРУДЕНЕНИЕ
Геофизический журнал № 4, Т. 35, 2013 45
данных мало, в качестве примера можно со-
слаться на результаты по Кольской сверхглу-
бокой скважине (рис. 5). Проведенный здесь
уникальный эксперимент [Икорский и др.,
1994], охвативший породы на всех глубинах
от 0 до 12 км, позволил выявить на обычном
фоне (отличие R от 2 не превышает удвоенной
погрешности, сопоставимой с этой величиной
[Гордиенко и др., 2001]) аномалию с R до 10—12.
Анализ возмущения показал, что это связано с
протерозойской проработкой пород глубинны-
ми флюидами, приуроченными к зоне Лучлом-
польского разлома. В этом интервале глубин
встречены сульфидные золотосодержащие
руды, образовавшиеся в рамках нескольких
протерозойских активизаций. Не все случаи
рудообразования сопровождаются аномалия-
ми R. Рудным зонам, вскрытым скважиной на
глубине около 1,8 км, соответствует коровая
изотопия гелия.
Тепловые модели рудных зон. Оценки рас-
хода энергии на образование среднего место-
рождения рассматриваемого типа приводят к
величинам около 1012 Дж. С ними можно согла-
ситься, учитывая приведенные выше данные
о процессе. Однако нельзя принять утверж-
дение, что эта величина в тысячи раз превос-
ходит энергию, выносимую тепловым потоком
за тот же период [Старостин, Игнатов, 1996]. Во
всех геологических процессах приоритетным
является вынос тепловой энергии, остальные
элементы — явления энергетически второсте-
пенные.
Рассмотрим это утверждение для данного
случая. Время формирования отдельных жил
определено [Старостин, Игнатов, 1996] в сот-
ни лет, рудных полей — в десятки тысяч лет.
Оценим время формирования среднего место-
рождения в 1000 лет, площадь — как 100×100 м.
Средний расход энергии на единицу площади
составит 3 мВт/м2, что более чем на порядок
ниже фонового теплого потока (ТП).
Реальные аномалии ТП, соответствующие
процессу, можно обнаружить в том же Закар-
патском прогибе на золотосульфидных место-
рождениях Береговского рудного поля (рис. 6).
Приводимый пример месторождения Великая
Бегань не единичен, подобные возмущения из-
вестны на Мужиевском, Шаянском (вне Бере-
говского рудного поля) месторождениях, но в
этих районах плохо изучен фон, аномальная
величина ТП (близкая по величине к установ-
ленной на месторождении Великая Бегань)
определяется с большой погрешностью.
Аномалии ТП во многих зонах современной
активизации Украины имеют ту же интенсив-
ность (около 25—35 мВт/м2), хотя за пределами
Карпат с ними не связаны рудные месторож-
дения. Это относится и к возмущениям ТП на
киммерийских месторождениях Главной анти-
клинали Донбасса (см. рис. 6) и Нагольного кря-
жа, месторождениям докембрийского возраста
на Украинском щите [Гордиенко, Усенко, 2003].
Интересна ситуация на Никитовском рудном
поле. Здесь известны восемь месторождений
киновари (с заметным содержанием золота),
Рис. 6. Распределение теплового потока на месторождениях Великая Бегань в Закарпатском прогибе [Боев и др., 1977]
(а), на Михайловском на Главной антиклинали Донбасса [Александров и др., 1996 и др.] (б) и на месторождениях Ники-
товского рудного поля (в) [Гордиенко и др., 2002]: 1 — тепловой поток (точки — экспериментальный, линии — расчет-
ный), 2, 3 — данные металлометрии (2 — в почве, 3 — в пепле растений), 4 — рудные зоны, 5 — осевой разлом Главной
антиклинали.
В. В. ГОРДИЕНКО
46 Геофизический журнал № 4, Т. 35, 2013
сгруппированные на трех участках в централь-
ной части антиклинали и на ее крыльях [Лаза-
ренко и др., 1975]. Современное распределение
ТП можно примерно объяснить, разместив на
этих участках аномалии, рассчитанные для со-
временной циркуляционной системы на Ми-
хайловском месторождении.
Таким образом, можно допустить, что раз-
новозрастные активизации используют те же
проницаемые зоны для подъема флюидов. Од-
нако только постгеосинклинальные создают
реальные скопления руд. Хотя небольшие от-
ложения сульфидов, часто со следами золота,
присутствуют в зонах перечисленных выше ак-
тивизаций, происходящих вне постгеосинкли-
нального этапа (и в молодых рудных районах,
например, в Закарпатском прогибе, присут-
ствуют небольшие месторождения углеводо-
родов, распространенные в зонах современ-
ной активизации прогибов с возрастом фун-
дамента от докембрийского до герцинского).
Для распространенных в эти почти безрудные
периоды флюидов характерны существенно
меньшие концентрации хлоридов, появляют-
ся заметные количества фтора [Лукин, 1997,
2004; Шумлянский, 1983, 2007; Шумлянський
та ін., 2003].
Интерпретация аномалий ТП, соответству-
ющих районам интенсивной циркуляции флю-
идов (см. рис. 6 и др.), проведена в виде поис-
ка параметров конвективной ячейки, эффект
которой, будучи добавленным к нормальному
для региона ТП (на момент зарождения ячей-
ки), позволил бы объяснить наблюденное рас-
Рис. 7. Связь проницаемости (К) с пористостью (Р) пород
по [Шарапов, 1992].
Рис. 8. Сравнение расчетных распределений температуры (1) с данными геотермометров по сульфидным месторож-
дениям Закарпатского прогиба [Зациха, 1989] (а), Главной антиклинали Донбасса [Александров и др., 1996](б), Наголь-
ного кряжа [Курило, 1980] (в), Садонского рудного района [Хетагуров и др., 1986] (г), Клинцовского рудного поля (Д) и
других месторождений (е) центральной части УЩ [Марченко, Братчук, 2008]; 2—4 — данные геотермометров (2 — вне
термальных куполов, 3 — в термальных куполах, 4 — по Никитовскому рудному полю Донбасса).
ГЛУБИННЫЕ ПРОЦЕССЫ И ЗОЛОТОСУЛЬФИДНОЕ ОРУДЕНЕНИЕ
Геофизический журнал № 4, Т. 35, 2013 47
пределение. Толщина конвектирующего слоя
— расстояние между поверхностью и кровлей
интрузии — принята равной 7 км. Более под-
робно использованная схема теплопереноса
описана в работе [Александров и др., 1996]. Для
объяснения аномалии оказалась необходимой
узкая ячейка (шириной в первые сотни метров)
с очень большим числом Нуссельта, подразуме-
вающим необычайно высокую проницаемость
пород слоя — около 5·10–13 м2, время стабили-
зации теплового поля — первые десятки тысяч
лет. Для киммерийской активизации в Донбас-
се расчет был несколько усложнен учетом на-
личия в верхней части разреза практически
непроницаемой толщи глин перми мощностью
около 2 км.
Аналогичные расчеты проведены в работе
[Bachler et al., 2002] для одного из разломов
Рейнского грабена. Они привели к практиче-
ски тем же параметрам гидротермальной си-
стемы (ширина проницаемой зоны — 200 м,
глубина подошвы — 5,5 км, проницаемость раз-
ломной зоны — 5·10–13 м2, время стабилизации
теплового поля — 77 тыс. лет). Во всех случаях
удается объяснить интенсивность аномалии
ТП на обычной глубине наблюдения (500—
1000 м) интенсивностью до 20—40 мВт/м2.
Проницаемость пород Главной антикли-
нали Донбасса, лабораторно определенная
при нормальных условиях, соответствует их
небольшой пористости, составляющей около
1 % в самой верхней части разреза и сокра-
щающейся до 0,5 % и менее в остальной толще
[Александров и др., 1996].
Для получения нужного значения необ-
ходимо увеличить ожидаемое по пористости
примерно на 2—3 порядка (рис. 7). Рассмо-
трение влияния роста с глубиной температу-
ры и давления на проницаемость не позволяет
ожидать такого эффекта [Витовтова, Шмонов,
1982 и др.]. Эта особенность перколяционного
увеличения проницаемости прослеживается во
всех задачах такого рода, связанных с гидро-
термами в активизированных районах. Физи-
ческой основой перколяции является местная
сейсмичность, присущая активизированным
зонам [Ромм, 1966; Галимов, 1973]. Тепловые
аномалии в рассмотренных случаях одинаковы
по интенсивности, хотя мощность трещинова-
тых зон в Донбассе гораздо больше.
Тепловые модели недр в центральной части
ячейки (на оси «термального купола») построе-
ны для месторождений, где имеются данные
геотермометров, позволяющие контролиро-
вать результаты расчетов. Различия между
Рис. 10. Распределение наблюденного (1) и расчетного (2)
аномального гравитационного полей над рудными зонами
(3) Клинцовского месторождения.
Рис. 9. Распределение по глубине температур образова-
ния минералов рудных зон и бассейнов термальных вод: 1,
2 — экспериментальные данные (1— термальные воды, 2 —
рудные зоны), 3, 4 — расчетные модели для конвективных
ячеек (3 — термальных вод, 4 — рудных зон).
В. В. ГОРДИЕНКО
48 Геофизический журнал № 4, Т. 35, 2013
расчетными моделями отчасти связаны с из-
менением температуры поверхности Земли по
сравнению с современной в разные периоды
геологической истории. В мезозое на Донбассе
она была на 20 ◦С выше нынешней, для време-
ни формирования месторождений Украинско-
го щита (около 2 млрд лет назад) условно счи-
талась превышающей ее на 40 ◦С. Результаты
сравнения показаны на рис. 8.
Очевидно согласование расчетных (бази-
рующихся на схеме процесса по АПГ) и экс-
периментальных данных. Для месторождений
разного возраста тепловые модели оказывают-
ся очень близки.
Сравним данные о распределении по глуби-
не температур образования минералов рудных
месторождений со сведениями по обширным
бассейнам термальных вод (часто сопряжен-
ным с районами современного или недавнего
магматизма), приводимыми в различных пу-
бликациях [Геохимия…, 1970, 1982; Шарапов,
1992 и др.] (рис. 9).
Расчетное распределение температур для
бассейнов термальных вод характеризует си-
туацию с почти адиабатическим градиентом
в основной части ячейки и двумя ярко выра-
женными погранзонами, в нижней из которых
температура приближается к солидусу грани-
та. Очевидно, что речь идет о свободной кон-
векции до кристаллизации расплава. Логично
считать в данном случае гидродинамическим
барьером верхнюю погранзону небольшой
мощности. Оценки длительности периода со-
хранения расплава у кровли интрузии оказыва-
ются много меньше времени, необходимого для
формирования месторождения. Основная его
часть возникает в последующий период, когда
температура кровли интрузии ниже солидуса.
Уплотнение пород термального купола.
Прогрев недр в пределах месторождения и
в соседних объемах пород может отразиться
на их плотности. В случае формирования руд-
ной залежи в кристаллических образовани-
ях его влияние незначительно. Например, на
Клинцовском месторождении в центральной
части Украинского щита отличия плотности
измененных пород от неизмененных не фик-
сируются. Эффект собственно рудных зон
незначителен. Наличие в районе детальной
гравиметрической съемки позволяет прове-
сти сравнение рельефа расчетного и наблю-
денного полей (рис. 10). Аномалия Δg отсут-
ствует. Наблюдаемые слабые отрицательные
аномалии (по сравнению с расчетной кривой)
могут быть связаны с разуплотненными про-
ницаемыми зонами, которым соответствует
повышение ТП. В породах осадочной толщи,
даже такой катагенетически измененной, как
отложения карбона Донбасса, эффект прогре-
ва в термальном куполе вполне заметен.
Построению плотностной модели для руд-
ного района Главной антиклинали способство-
вала хорошая изученность разными геолого-
геофизическими методами. Катагенетические
изменения пород под влиянием высокого ТП
происходили здесь уже в доскладчатый период,
образование антиклинали с очень большими
углами падения слоев (до 70—80◦), подъем и
эрозия вывели на поверхность плотные поро-
ды. Расчетный эффект антиклинали в ее цен-
тральной части (рис. 11, а) неплохо согласует-
ся с наблюденным полем, что подтверждает
правильность выбранной связи аномальной
плотности и степени катагенеза при разных
температурах. В районе месторождения на
этот эффект наложено влияние кислой ин-
Рис. 11. Расчетные и наблюденные гравитационные поля Главной антиклинали Донбасса (после снятия регионального
фона): а — поле антиклинали вне купола, б — поле на термальном куполе, в — гравитационный эффект рудной зоны;
1 — расчетные значения Δg, 2 — разница между наблюденным полем и эффектом термального купола на Михайловском
месторождении, 3 — средние значения наблюденного поля, 4 — рудная зона.
ГЛУБИННЫЕ ПРОЦЕССЫ И ЗОЛОТОСУЛЬФИДНОЕ ОРУДЕНЕНИЕ
Геофизический журнал № 4, Т. 35, 2013 49
трузии (плотность ее пород меньше, чем вме-
щающих) и проницаемой трещиноватой зоны,
по которой поднимаются флюиды, создающие
современную аномалию ТП. Расчетное поле
оказывается несколько ниже наблюденного
(рис. 11, б). Сравнивая эту разницу с расчет-
ным эффектом рудной зоны (рис. 11, в), убеж-
даемся в их близости по форме и величине.
Таким образом, при достаточно точной и де-
тальной съемке гравитационное поле можно
использовать как диагностический признак
месторождения.
Целесообразным представляется изучение
геоэлектрических моделей перспективных
районов. Речь идет не только о традиционно
используемых в этом случае методиках сопро-
тивления и вызванной поляризации, ориенти-
рованных на небольшие глубины. Интересны-
ми могли бы быть и дополняющие их резуль-
таты глубинной геоэлектрики.
Выводы. Проведенный анализ некоторых
аспектов происхождения гидротермальных
золотосульфидных месторождений позволил
Александров А. Л., Гордиенко В. В., Деревская Е. И.,
Земсков Г. А., Иванов А. П., Панов Б. С., Шум-
лянский В. А., Эпов О. Г. Глубинное строение,
эволюция флюидно-магматических систем и
перспективы эндогенной золотоносности юго-
восточной части Украинского Донбасса. — Киев:
ИФИ УНА, 1996. — 74 с.
Боев Н. И., Гордиенко В. В., Кутас Р. И. Об аномали-
ях теплового потока на месторождениях суль-
фидов // Геофиз. сборник. — 1977. — Вып. 79.
— С. 73—77.
Борисенко А. С., Боровиков А. А., Житова Л. М.,
Павлова Г. Г. Состав магматогенных флюидов,
факторы их геохимической специализации и ме-
таллоносности // Геология и геофизика. — 2006.
46, № 12. — С. 1308—1325.
Борисов М. В. Геохимические и термодинамические
модели жильного гидротермального рудообразо-
вания. — Москва: Научный мир, 2000. — 360 с.
Борисов М. В., Шваров Ю. В. Влияние околожиль-
ных пород на эффективность гидротермального
рудообразования // Геохимия. — 2010. — № 9. —
С. 996—1001.
Витовтова В. М., Шмонов В. М. Проницаемость гор-
ных пород при давлениях до 2000 кг/см2 и тем-
пературах до 600 ◦С // Докл. АН СССР. — 1982.
— 266, № 5. — С. 1244—1248.
показать соответствие этого процесса пред-
ставлениям АПГ и отметить особенности,
объяснение которых затруднительно вне этих
представлений.
1. Приуроченность формирования место-
рождений к периодам постгеосинклинальной
активизации, точнее к периоду кристаллиза-
ции верхних частей связанных с ней малоглу-
бинных интрузий.
2. Наличие мантийного этажа активного
процесса.
3. Оценка энергии, расходуемой процессом,
и ее происхождение.
4. Необходимость перколяционного роста
проницаемости среды для формирования ме-
сторождений и причина такого роста.
5. Расчет тепловых моделей месторожде-
ний, результаты которого совпадают с экспе-
риментальными данными.
Обоснованы возможности использования
геотермических (палеогеотермических), гра-
виметрических и геоэлектрических данных в
качестве поисковых критериев.
Список литературы
Волкова М. М. Сульфидная сера вмещающих пород
и Pb-Zn рудообразование (термодинамическое
моделирование): Материалы с сайта «Все о Гео-
логии». — 2010. — С. 23—26. — http://geo.web.ru.
Галимов Э. М. Изотопы углерода в нефтегазовой гео-
логии. — Москва: Недра, 1973. — 384 c.
Геохимия гидротермальных рудных месторождений
/ Под ред. Х. Барнса. — Москва: Мир, 1970. —
544 с.
Геохимия гидротермальных рудных месторождений
/ Под ред. Х. Барнса. — Москва: Мир, 1982. —
623 с.
Гордиенко В. В. Природа коровых и мантийных про-
водников // Геофиз. журн. — 2001. — 23, № 1.
— С. 29—39.
Гордиенко В. В., Гордиенко И. В., Завгородняя О. В.,
Усенко О. В. Тепловое поле территории Украины.
— Киев: Знание Украины, 2002. — 170 с.
Гордиенко В. В., Гордиенко И. В., Завгородняя О. В.,
Ковальчиков С., Логвинов И. М., Тарасов В. Н.,
Усенко О. В. Украинский щит (геофизика, глу-
бинные процессы). — Киев: Корвін пресс, 2005.
— 210 с.
Гордиенко В. В., Гордиенко И. В., Завгородняя О. В.,
Ковальчиков С., Логвинов И. М., Тарасов В. Н.,
Усенко О. В. Украинские Карпаты (геофизика,
глубинные процессы). — Киев: Логос, 2011. —
128 с.
В. В. ГОРДИЕНКО
50 Геофизический журнал № 4, Т. 35, 2013
Гордиенко В. В., Тарасов В. Н. Современная акти-
визация и изотопия гелия территории Украины.
— Киев: Знання, 2001. — 102 с.
Гордиенко В. В., Усенко О. В. Глубинные процессы
в тектоносфере Украины. — Киев: ИГФ НАНУ,
2003. — 147 с.
Зациха Б. В. Кристаллогенезис и типоморфные осо-
бенности минералов ртутного и флюоритового
оруденений Украины. — Киев: Наук. думка, 1989.
— 192 с.
Золоторудное поле Колар (Индия) / Под ред.
Ф. В. Чухрова. — Москва: Наука, 1988. — 232 с.
Икорский С. В., Каменский И. Л., Смирнов Ю. П. Изо-
топы гелия в разрезе Кольской сверхглубокой
скважины // Докл. РАН. — 1994. — 335, № 1. —
С. 84—87.
Кривцов А. И., Макеева И. Т. Источники рудного ве-
щества эндогенных месторождений. — Москва:
ВИНИТИ, 1981. — 132 c.
Кузьмин В. И., Болохонцева С. В., Ожогина Е. Г.,
Хитаров Д. Н., Горобец Б. С., Горбатов Г. А.,
Руб А. Б. Минералогические методы поисков и
оценки месторождений рудных полезных ис-
копаемых. — Москва: ВИМС, 1999. — 195 с.
Курило М. В. Условия формирования полиметал-
лической минерализации Нагольного кряжа в
Донбассе: Автореф. дис. ... канд. геол.-мин. наук.
— Киев: КГУ, 1980. — 25 с.
Лазаренко Е. К., Панов Б. С., Груба В. И. Минерало-
гия Донецкого бассейна. — Киев: Наук. думка,
1975. — Ч. 2. — 502 с.
Лукин А. Е. Литолого-динамические факторы не-
фтегазонакопления в авлакогенных бассейнах.
— Киев: Наук. думка, 1997. — 224 с.
Лукин А. Е. Глубинная гидрогеологическая инвер-
сия как глобальное синенергетическое явление:
теоретические и прикладные аспекты. Статья 1.
Феноменология и природа глубинной гидрогео-
логической инверсии // Геол. журн. — 2004. —
№ 4. — С. 53—70.
Марченко А. Г., Братчук О. М. Етапи рудоутворення,
мінеральні асоціації та парагенезиси Клинців-
ської рудної зони // Зб. наук. пр. УДГРІ. — 2008.
— № 1. — С. 83—92.
Нечаев С. В., Наумов Г. Б. Региональная зональность
оруденения Украинского щита: современный
план и палеотектонические реконструкции //
Геология рудных месторождений. — 1998. — 40,
№ 2. — С. 124—136.
Ромм Е. С. Фильтрационные свойства трещиноватых
горных пород. — Москва: Недра, 1966. — 271 с.
Рыженко Б. Н. Термодинамика равновесий в гидро-
термальных растворах. — Москва: Наука, 1981.
— 191 с.
Старостин В. И., Игнатов П. А. Геология полезных
ископаемых. — Москва: МГУ, 1996. — 477 с.
Сясько А. А., Гриб Н. Н., Никитин В. М. Сравнитель-
ная характеристика архейских золоторудных ме-
сторождений // Наука и образование. — 2006. —
№ 4. — С. 58—65.
Хетагуров Г. В., Васильева Т. В., Щепетова Л. В.,
Рехвиашвили К. Л., Дарчиева А. Е. Структурно-
геологические и минералого-геохимические ис-
следования в Архоно-Унальском междуречье.
— Орджоникидзе: Изд. Северо-Кавказ. горно-
метал. ин-та, 1986. — 138 с.
Шарапов В. Н. Развитие эндогенных флюидных ру-
дообразующих систем. — Новосибирск: Наука,
1992. — 144 с.
Шумлянский В. А. Киммерийская металлогеническая
эпоха на территории Украины. — Киев: Наук.
думка, 1983. — 220 с.
Шумлянский В. А. Тектонические условия кимме-
рийской эпохи рудообразования на Восточно-
Европейской платформе // Наук. пр. І-ту фун-
дамент. досліджень. — Киев: Логос, 2007. —
С. 50—68.
Шумлянський В. О., Деревська К. І., Дудар В. Т., Іван-
тишина О. М., Суботін А. Г., Безугла М. В., Алек-
сандров О. А. Літогенез і гіпогенне рудоутворен-
ня в осадових товщахУкраїни. — Київ: Знання
України, 2003. — 272 с.
Яценко Г. М., Гайовський О. В., Сливко Є. М., Брат-
чик О. М., Мархай О. І., Якубенко П. Ф., Яцен-
ко В. Г. Металогенія золота протоплатформних
структур Українського щита (Кіровоградський
блок). — Київ: Логос, 2009. — 243 с.
Bachler D., Kohl T., Rybach L. Characteristics of upper
crust convective flow in the Rhine graben: applica-
tion to the Gamma fault at Landau (Germany) // The
Earth’s thermal field and related research methods.
— Mосква: Изд-во Ун-та дружбы народов, 2002.
— P. 10—11.
Marsden J., House I. The chemistry of gold extraction.
— Colorado: Soc. Mineral., 2006. — 655 p.
Raffensperger J., Garven G. The formation of unconfor-
mity-type uranium ore deposits. Coupled ground-
water flow and heat transport modeling // Amer. J.
Sci. — 1995a. — 295. — P. 581—636.
Raffensperger J., Garven G. The formation of un-
conformity-type uranium ore deposits. Coupled
hydrochemical modeling // Amer. J. Sci. — 1995b.
— 295. — P. 639—696.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-98857 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0203-3100 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:12:57Z |
| publishDate | 2013 |
| publisher | Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Гордиенко, В.В. 2016-04-18T16:30:50Z 2016-04-18T16:30:50Z 2013 Глубинные процессы и золотосульфидное оруденение / В.В. Гордиенко // Геофизический журнал. — 2013. — Т. 35, № 4. — С. 40-50. — Бібліогр.: 41 назв. — рос. 0203-3100 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/98857 551.24 Розглянуто процеси формування золотосульфідних родовищ. Використано дані стосовно території України та інших регіонів. Показано зв’язок родовищ з постгеосинклінальною активізацією та аномальне зростання проникності розломних зон. The processes of gold-sulfide deposits formation have been considered. The data for the territory of Ukraine and other regions have been used. The connection of deposits with post-geosyncline activization and anomalous increase of permeability of fault zones has been shown. Рассмотрены процессы формирования золотосульфидных месторождений. Использованы данные для территории Украины и других регионов. Показана связь месторождений с постгеосинклинальной активизацией и аномальный рост проницаемости разломных зон. ru Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України Геофизический журнал Глубинные процессы и золотосульфидное оруденение Глибинні процеси і золотосульфідне зруденіння Deep processes and gold-sulfide mineralization Article published earlier |
| spellingShingle | Глубинные процессы и золотосульфидное оруденение Гордиенко, В.В. |
| title | Глубинные процессы и золотосульфидное оруденение |
| title_alt | Глибинні процеси і золотосульфідне зруденіння Deep processes and gold-sulfide mineralization |
| title_full | Глубинные процессы и золотосульфидное оруденение |
| title_fullStr | Глубинные процессы и золотосульфидное оруденение |
| title_full_unstemmed | Глубинные процессы и золотосульфидное оруденение |
| title_short | Глубинные процессы и золотосульфидное оруденение |
| title_sort | глубинные процессы и золотосульфидное оруденение |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/98857 |
| work_keys_str_mv | AT gordienkovv glubinnyeprocessyizolotosulʹfidnoeorudenenie AT gordienkovv glibinníprocesiízolotosulʹfídnezrudenínnâ AT gordienkovv deepprocessesandgoldsulfidemineralization |