Залежно від складу включень виділяються наступні геохімічні спеціалізації кварцу: алюмінієва (силіманіт), титанова (рутил), кальцій-алюмінієва (епідот), літій-алюмінієва (сподумен), рідкісноземельна (монацит, ільменорутил).

Включення сподумена. Крупномасштабне картування (масштаб 1:10000) протогенетичних, сингенетичних, епігенетичних включень сподумену в Шевченківській структурі дозволило встановити генетичний зв'язок між включеннями і рудними тілами сподуменових пегматитів. В результаті виділено три зони. В кварці рідкіснометальних і керамічних пегматитів встановлені включення силіманіту, андалузиту, сподумену (реліктового, син- і епігенетичного) альбіту, рутилу. Крупномасштабне картування їх в межах пегматитоносної структури дозволило виділити три зони.

Перша зона просторово суміщена з рідкіснометальними пегматитами і виділена по включеннях сингенетичного сподумену в кварці.

Як наступна генерація виділяється прозорий кварц з включеннями силіманіту, на межі якого з вищеописаним встановлюється процес грануляції.

Таким чином, в пегматитах першої зони встановлюється дві генерації кварцу: перша - з літієвою і титановою спеціалізацією мінералоутворюючого середовища; друга - з алюмінієвою, пізніша. Тому типоморфними включеннями є всі перелічені, але кореляційними - тільки сингенетичний сподумен, оскільки решта зустрічається і в інших пегматитах.

Пегматити першої зони встановлюються в південній частині Шевченківської структури і в окремих свердловинах Федірівської. Вміщуючими породами для них є, за даними геологічної зйомки, біотитові, рідше - амфібол-біотитові і піроксен-амфібол-біотитові кристалосланці.

Друга зона ідентифікована по кварцу з включеннями реліктового сподумену і включеннями високощільної вуглекислоти, в яких міститься кристалічна фаза, що досягає 30% об'єму вакуолі. Вона представлена альбітовими і мікрокліновими пегматитами.

Третя зона розташована в північній і центральній частинах структури. Вона визначена по кварцу з включеннями вуглекислоти, які мають правильну форму у вигляді гексагональних біпірамід. Щільність флюїдної фази іноді досягає 0,980 г./см³, розмір включень - 40 мкм. Такі включення практично завжди асоціюють з включеннями епігенетичного рутилу і сингенетичного силіманіту, що знаходяться поряд, і відповідають кварцу з підвищеним вмістом оксиду літію (мікроклінові пегматити).

У геологічній практиці існує безліч пошукових критеріїв для виявлення і оцінки сподуменових пегматитів: геолого-структурні, літологічні, геохімічні. При пошукових роботах геохімічні критерії використовуються частіше за інші. Підвищений вміст рідкіснометалевих елементів звичайно обумовлений реліктовими син- і епігенетичними включеннями сподумену в кварці і польовому шпаті, структурними домішками літію в породоутворюючих мінералах. Розбраковка геохімічних аномалій на стадії геолого-геохімічного картування є надзвичайно важливою задачею, що ускладнюється в районах, перекритих потужними четвертинними відкладеннями, оскільки знижується ефективність використання геолого-структурних і літологічних критеріїв.

Розв'язати цю проблему допомагають виявлені закономірності розподілу включень в межах пегматитоносної структури. Реліктові включення сподумену в кварці зустрічаються в мікроклінових і альбітових пегматитах. Склад твердих включень показує, що останні утворилися за рахунок сподуменових пегматитів і дає підставу для постановки подальших пошукових робіт в пегматитоносній структурі з урахуванням ступеня гранітизації і потужності структури, вважаючи, що сприятливими для локалізації пегматитів є товщі з низьким ступенем гранітизації і відносно великі розміри пегматитоносної структури.

Сингенетичні включення сподумену, що мають східчасту поверхню граней, є прямим пошуковим критерієм сподуменових пегматитів. Суть нового способу пошуку сподуменових пегматитів полягає в наступному: концентрація сингенетичних включень сподумену збільшується при переході від альбітових пегматитів до альбіт-сподуменових (рис. 3). З допомогою запропонованого способу можна по окремих включеннях визначити передрудні пегматити.

Включення епідота в кварці гранітоїдів Західноприазовського і Середньопридніпровського блоків представлені протогенетичними та сингенетичними різновидами. Протогенетичні включення представлені темними, майже непрозорими кристалами з коричневим і жовтим відтінками. Сингенетичні різновиди відрізняються від протогенетичних яскраво-зеленим кольором. Вони утворюють просторово-генетичну зональність від одиничних включень до кварц-епідотових агрегатів. Протогенетичні включення змінюються на сингенетичні через зону, в якій знаходяться обидва види, але в різних зернах кварцу.

Протогенетичні включення епідота характеризують катакластити в тріщинно-жильних зонах, а сингенетичні - мономінеральні секреціоно-метасоматичні жили і прожилки епідота. До проміжних зон відносяться метасоматити в тектонітах тріщинно-жильних зон, масиви метасоматично-змінених гранітоїдів.

Катакластити в тріщинно-жильних зонах представлені брекчіями гранітоїдів, катаклазитами гранітів, кристалічних сланців.

Метасоматити в тектонітах тріщинно-жильних зон представлені епідотизованими кристалосланцями, мілонітами, філонітами.

Змінені кристалічні сланці складають меланосому початкових мігматитів, що спочатку були амфібол-біотіт-плагиоклазовими метаморфічними сланцями. Меланосомові ділянки тектонобластитів мають плямисте, темне брудно-зелене забарвлення, на загальному фоні якого виділяються подекуди червоно-бурі польовошпатові ділянки і мережа гілкоподібних епідозитових прожилків фісташково-зеленого кольору.

Мінеральний склад мілонітів не піддається надійній кількісній оцінці навіть під мікроскопом. Можна лише стверджувати, що ці породи, які є фрагментами тектонобластитів, складені в одних випадках криптокристалічними (0,001-0,03 мм) агрегатами світлокольорових мінералів, що включають окремі уламки кварцу і польових шпатів розміром 0,2-1,0 мм, іноді з значною домішкою епідота, а в інших - сумішшю епідота і кварцу. Перші з них утворилися, ймовірно, в результаті дроблення гранітних ділянок тектонобластитів, останні - епідозита.

Забарвлення мілонітів вельми строкате, обумовлене поєднанням червоно-бурих, темно-зелених, світло- і темно-сірих смуг, лінз і плям. Текстура неясно-смугаста з субпаралельним орієнтуванням порідних компонентів по типу структури бластомілонітів.

Філоніти виконують окремі ділянки в мілонітах. По забарвленню і текстурі вони не відрізняються від вміщаючої породи, але містять до 40-45% серицита. Мікроструктура тектонокластична (бластомілонітова) - порода представлена лінзовидними агрегатами кварцу, серицита і криптокристалічною кварц-польовошпатової масою, що включає уламки плагіоклаза і кварца величиною 0,2-0,3 мм. Всі мінеральні агрегати орієнтовані субпаралельно. Масиви метасоматично-змінених представлені ендербітами, гранітами, гранодіорітами.

Епідотизовані граніти за мінеральним складом розділяються на декілька різновидів: кварцові; кварц-польовошпатові; кварц-хлоритові; кварц-плагіоклаз-роговообманкові; хлорит-плагіоклазові; кварц-мусковітові.

Найпоширені кварцові і кварц-польовошпатові епідозити, значно рідше трапляються кварц-хлоритові й в одиничних випадках зустрічається решта різновидів. Нерідко в одному зразку тектонобластитів або в одній епідозитовій зоні можуть одночасно знаходитися два або більше різновидів, але завжди розділені виразною межею.

Мономінеральні жили епідота зустрічаються практично серед всіх вищеописаних порід. Епідот утворює невеликі прожилки з максимальним розміром до 3 см. Жильний епідот від метасоматичного відрізняється яскравішим зеленим забарвленням і однорідною текстурою. Питома вага епідота складає 3,41-3,45 г./см³. Агрегати зернисті.

Мономінеральна кварцово-жильна порода, що містить невеликі включення чужорідних мінералів (плагіоклаза, біотита, рогової обманки, хлориту, мусковіта), представлена двома різновидами: молочно-білим і рожевим з бурими плямами. Напівпрозорість кварцу обумовлена численними вторинними рідинно-газовими включеннями, розташованими уподовж залікованих тріщин. Забарвлення рожевого кварцу визначається гідроокисами титана, а бурого - гідроокисами заліза.

Геологічна позиція декоративних епідозитів. Епідотизація генетично і просторово пов'язана з тектонічними розломами і гранітоїдами.

Вивчення глибинних розломів і речовинного складу епідозитів, розвинених серед гранітоїдних порід, дозволило обгрунтувати типову модель вертикальної зональності глибинних розломів. З достатньою визначеністю в тектонічних зонах виділяються три структурно-речовинні поверхи глибинних розломів: верхній (катаклазитовий), середній (катаклазито-метасоматичний) і нижній (метасоматичний).

Виділення структурно-речовинних поверхів епідозитів в стратиграфічному розрізі докембрійських утворень УЩ дозволяє намітити перспективні ділянки на каменесамоцвітну сировину. Гемологічна оцінка епідозитів дасть можливість визначити якість сировини в кожному структурному поверсі.

Гемологічна оцінка декоративних епідозитів здійснювалася згідно методиці, розробленій на кафедрі гомології НГУ, що включає 4 етапи: діагностика (декоративних і технологічних властивостей), дизайн, технологія обробки, вартісна оцінка сировини і виробів з нього.

Зі всього різноманіття епідозитів виділяються декоративні різновиди, що розглядаються як мінерально-сировинні ресурси для каменеобробної і ювелірної промисловості. Вони характеризуються особливою красою і високими декоративними властивостями. До таких ресурсів, як слідує з вищевикладеного, відносяться жили епідоту, кварцові епідозити, унакіти, зони контакту епідоту з вміщаючими породами (граніт, кристалосланець, пегматит, кварц). Ці утворення мають особливі умови формування і залягання в геологічних комплексах, а також гемологічні характеристики, які можна виділити у вигляді критеріїв якості сировини.

Геологічні критерії є контролюючими чинниками, що використовуються при пошуках і оцінці корисної копалини: тектонічні, стратіграфічні і речовинні.

Гемологічні критерії визначають якість епідозитової сировини, згідно наступним параметрам: колір, малюнок, поліруємість, тріщинуватість, рідкість.

Економічні критерії визначають вартість сортової епідозитової сировини, придатної для використовування в ювелірній і каменерізній промисловості. Вартість сорту згідно пропонованій методиці визначається прямими і непрямими критеріями.

Прямі критерії, що впливають на вартість сировини: декоративні і технологічні властивості, дизайн, технологія обробки - знаходяться в тісному взаємозв'язку. Так, властивості каменя визначають дизайн, а дизайн дає підставу для розробки технології виготовлення виробів. Оригінальні і якісні вироби, одержані в результаті цього процесу, породжують попит на дану сировину. Таким чином, створюється ринок, що формує вартість конкретного виду сировини і побічно впливає на її величину. В загальному вигляді вартість визначається згідно наступним етапам, які реалізуються в певній послідовності: властивості > дизайн > виготовлення виробу > ринок > вартість. Так історично складалася вартість на багато коштовних і напівкоштовних каменів, у тому числі й на алмаз, рубін, сапфір, смарагд і інші.

У відомих відслоненнях і експлуатованих гранітних кар'єрах, розташованих на території Середнього Придніпров'я і Західного Приазов'я, як правило, зустрічається сортова епідозитова сировина. Проте її цінність не враховується при геолого-экономічній оцінці гранітних буто-щебеневих кар'єрів. Разом з тим, вартість епідозитової сировини істотно впливає на вартість всього родовища в цілому і її попутне видобування дозволить одержувати додатковий прибуток.

Висновки

У дисертаційній роботі розв'язана актуальна проблема геолого-промислової класифікації та оцінки перспективності докембрійських гранітоїдів щодо пошуків літієвих пегматитів на основі вивчення твердих включень в кварці, а також - оцінки каменесамоцвітної мінеральної сировини в гранітоїдних комплексах. В роботі виявлені закономірності, які обґрунтовують наукову і практичну новизну досліджень та їх результатів.

1. Теоретично обґрунтована і експериментально підтверджена модель формування мінералів в твердих, рідких і газових середовищах: живляче середовище - мінералоутворююча зона - кристал, що росте, в послідовності, згідно якої в мінералах утворюються тверді протогенетичні і розплавні включення, котрі є реліктами живлячих середовищ (та водночас відображають агрегатний стан живлячого середовища і його спеціалізацію), а також син- і епігенетичні тверді, газові, рідкі включення, що відображають спеціалізацію мінералоутворюючої зони і її газовий стан. При цьому тверді син- і епігенетичні включення несуть інформацію про металогенічну спеціалізацію мінералу, а рідкі, газові і їх комбінації - про спеціалізацію летючих компонентів.

Геохімічна спеціалізація кварцу гранітоїдів Західного Приазов'я визначається за допомогою твердих включень. Протогенетичні включення метаморфічних мінералів відображають умови росту кварцу в твердому середовищі за рахунок первинних метаморфічних порід, а син- і епігенетичні - геохімічну спеціалізацію кварцутворюючого середовища. Мінеральний склад твердих включень визначається складом метаморфічних порід.

2. Концентрація включень живлячого середовища знаходиться в прямій залежності від розміру мінералоутворюючої зони, а кількість включень мінералоутворюючого середовища - в зворотній.

3. Встановлено закономірний взаємозв'язок між мінеральним складом твердих включень в кварці і видом корисної копалини в гранітоїдних комплексах. Тверді сингенетичні включення сподумену в кварці гранітоїдів Західного Приазов'я визначають генетичний зв'язок з літієвою мінеральною сировиною, а епігенетичні включення - відсутність такого зв'язку. Тверді включення епідоту (прото- і сингенетичні) в кварці генетично пов'язані і просторово суміщені з декоративними тектонітами, епідозитами, рожевим кварцем, письмовими гранітами, рідкіснометалевими пегматитами.

У кварці пегматитів (керамічних, рідкіснометалевих) Шевченківської структури УЩ виділені реліктові і сингенетичні включення сподумену. Реліктові включення встановлені в мікроклінових, олігоклазових пегматитах і відображають формування останніх за рахунок сподуменових пегматитів. Керамічні пегматити розвинені серед гранітоїдів, що містять кварц з алюмінієвою спеціалізацією. Сингенетичні включення сподумену характерні для рідкіснометалевих пегматитів, при переході до мікроклінових пегматитів їх вміст зменшується. Ця закономірність стала основою розробки нового способу прогнозування сподуменових пегматитів. Поля рідкіснометалевих пегматитів просторово суміщені з породами західноприазовської серії. Останні, маючи відносно невисокий ступінь гранітизації, забезпечують збереження сподуменових пегматитів.

Методологічною основою визначення закономірностей розподілу включень мінералів в геологічних комплексах є вивчення їх особливостей у об'єктах ряду природних ієрархічних рівнів: включення - мінерал - гірська порода - геологічний комплекс - рудний район.

Тверді включення (сподумену, епідоту) в кварці гранітоїдів Західноприазовського і Середньопридніпровського блоків УЩ визначають їх мінерагенічну спеціалізацію на літієву і каменесамоцвітну мінеральну сировину.

4. Критеріями геолого-промислового поділу гранітоїдів Західноприазовського і Середньопридніпровського блоків слугують тверді включення (сфену, рутилу, ільменіту, епідоту, силіманіту, сподумену) в кварці, що визначають мінерагенічну спеціалізацію гранітоїдів. Для амфіболітів і біотит-амфіболітових гранітоїдів встановлена титанова спеціалізація кварцу, а для амфібол-біотитових і біотитових гранітоїдів - алюмінієво-титанова, алюмінієва і літій-алюмінієва.

5. Встановлено і практично апробовано принцип послідовності (алгоритм) визначення якості каменесамоцвітної сировини гемологічних об'єктів: гемологічна оцінка окремого зразка самоцвіту (градуювання геометричних, технологічних і декоративних властивостей; дизайн; технологія виготовлення згідно дизайнерського рішення; вартісна оцінка сировини і виробів з нього), класифікація самоцвітів по визначеним групам, складання карт, гемолого-економічне заключення по даному об'єкту - що дозволяє на якісно новому рівні проводити геолого-економічну оцінку родовищ.

6. Зіставлення розрізів басейну р. Гайчур, району Шевченківської структури і зони зчленування Західного Приазов'я з Дніпрово-Донецькою западиною дозволило в межах Західного Приазов'я виділити дві основні групи гранітоїдів: з титановою і алюмінієвою спеціалізаціями кварцу. Роль перших від центральної частини Західного Приазов'я до Дніпрово-Донецької западини зменшується, других - збільшується.

7. Розроблено кореляційну схему гранітоїдів Західного Приазов'я, яка апробована на гранітоїдах Середньопридніпровського блоку УЩ. Схема базується на надійних та однозначних критеріях, що дають змогу створення принципово нових способів реконструкції гранітизуючих процесів для гранітоїдів УЩ.

8. Для визначення якості епідозитової мінеральної сировини розроблено метод гемологічної оцінки, що включає чотири етапи: градуювання гемологічних властивостей зразка, дизайн виробу, складання технологічних карт, вартісна оцінка сировини і виробів з нього.

Список наукових праць, що опубліковані за темою дисертації

1. Берзенина Э.Ф., Кичурчак В.М., Баранов П.Н. О новом Краснокутском массиве Западного Приазовья // Геохимия и рудообразование. - 1988. - Вып.16. - С. 57-61.

2. Сулима Е.В., Баранов П.Н., Жданов Е.Н. Типоморфизм включений в породообразующих минералах гранитоидов Западного Приазовья УЩ // Известия ВУЗов. - Геология и разведка. - 1991. - №7. - С. 53-58.

3. Баранов П.Н., Кичурчак В.М. Типоморфизм включений в кварце сподуменовых пегматитов Украины // Минералогический журнал. - 1992. - №14. - С. 84-87.

4. Баранов П.Н., Соболев В.В., Павлишин В.И. Топология включений в кристаллах кварца // Минералогический сборник. - 1992. - Вып. 2, №467. - С. 94-97.

5. Баранов П.Н., Куцевол М.Л., Камков Р.Б. Минералогия агатов ультраосновных пород Среднего Побужья // Минералогический журнал. - 1995. - Т.17, №3. - С. 74-79.

6. Баранов П.Н., Куцевол М.Л. Камнесамоцветное сырье группы кварца в Среднем Побужье // Науковий вісник НГА України. - 1998. - №2. - С. 45-46.

7. Баранов П.М., Куцевол М.Л., Баранов А.Г. Нове самоцвітне каміння з Середнього Побужжя // Коштовне та декоративне каміння. - 1998. - №3. - С. 5-8.

8. Баранов П.Н., Куцевол М.Л. Камнесамоцветное сырье группы кремнезема на месторождении никеля в Среднем Побужье // Сборник научных трудов НГА Украины. - Днепропетровск: РИК НГА Украины, 1998. - С. 188-189.

9. Баранов П.Н., Шевченко С.В., Хоменко Ю.Т., Камков Р.Б. О декоративно-художественной стоимости драгоценных и полудрагоценных камней // Науковий вісник НГА України. - 2000. - №1. - С. 39-40.

10. Хоменко Ю.Т., Баранов П.Н., Козловский Л.М. Каменесамоцвітна сировина у докембрійських комплексах Середнього Придніпров'я // Сборник научных трудов НГА Украины. - Днепропетровск: РИК НГА Украины, 2000. - С. 12-13.

11. Баранов П.Н. Научные основы геммологии // Науковий вістник НГАУ. - 2001. - №1. - С. 63-67.

12. Куцевол М.Л., Баранов П.Н., Бойко В.Н. К проблеме учета месторождений и проявлений и оценки качества камнесамоцветного сырья // Науковий вісник НГА України. - 2001. - №4. - С. 6-9.

13. Баранов П.Н., Козар Н.А., Стрекозов С.Н., Хоменко Ю.Т., Шевченко С.В., Нетеча М.В. Новый украинский ювелирный камень - нефелиновый кошачий глаз // Науковий вісник НГА України. - 2001. - №4. - С. 53-54.

14. Баранов П.М., Бартоломеу А.Д.П. Декоративно - мінералогічна характеристика Рафалівського родовища // Коштовне та декоративне каміння. - 2002. - №3. - С. 26-28.

15. Баранов П.Н. Корреляционная схема докембрийских гранитоидов Западного Приазовья Украинского щита // Науковий вісник НГА України. - 2002. - №5. - С. 77-79.

16. Баранов П.Н., Шевченко С.В., Гончаренко В.А. Правовой режим драгоценных камней и ювелирных изделий в Украине // Сборник научных трудов НГУ. - 2002. - Т.1, №15. - С. 220-225.

17. Баранов П.Н. Современные представления о геммологии // Науковий вісник НГУ України. - 2003. - №9. - С. 57-60.

18. Баранов П.Н. Типизация гранитоидов Украинского щита: проблемы и пути решения // Науковий вісник НГУ України. - 2003. - №1. - С. 33-35.

19. Куцевол М.Л., Баранов П.Н., Бартоломеу А.Д.П. Типоморфные минералы - спутники агатов вулканогенной формации и коры выветривания // Сборник научных трудов НГУ. - 2003. - №16. - С. 15-21.

20. Баранов П.Н., Шевченко С.В. Дизайн природного камня // Сборник научных трудов НГУ. - 2004. - Т. 1, №19. - С. 17-23.

21. Баранов П.Н., Шевченко С.В., Бартоломеу А.Д.П. Геммологическая оценка агатов Рафаловского месторождения базальтов // Геолог Украины. - 2003. - №3/4. - С. 99-105.

22. Баранов П.Н. Методология геммологической науки // Коштовне та декоративне каміння. - 2004. - №2 (36). - С. 26-28.

23. Куцевол М.Л., Баранов П.Н., Антонио Ф.Г. Самоцветы гранитоидов Среднего Приднепровья: перспективы комплексного использования недр // Науковий вісник НГУ України. - 2004. - №7. - С. 26-28.

24. Баранов П.Н. Минерагения кварца гранитоидных, пегматитовых и вулканических комплексов // Науковий вісник НГУ України. - 2004. - №9. - С. 30-33.

25. Баранов П.Н., Шевченко С.В. Алгоритм геолого-геммологической оценки самоцветов // Науковий вісник НГУ. - 2004. - №11. - С. 38-40.

26. Баранов П.Н. Твердые включения в кварце как критерии минерагенической специализации гранитоидов юго-восточной части Украинского щита на литиевое и камнесамоцветное сырье // Сборник науч. трудов НГУ. - 2005. - №23. - С. 74-80.

27. Баранов П.Н. Геммологическая оценка самоцветов // Материалы IV Международного Симпозиума по истории минералогии и минералогических музеев, геммологии, кристаллохимии и кристаллогенезису, г. Санкт-Петербург, 26-29 июня 2002 г. - С. 304-305.

28. Баранов П.Н. Дизайн самоцветов // Образотворче мистецтво, дизайн та культурознавство в ХХ1 ст.: Тенденции та перспективи розвитку. Тези доповідей. - Дніпропетровськ. - 2002. - С. 23.

29. Баранов П.Н. Критерии оценки качества камнесамоцветного сырья // Материалы конференции «Новые идеи в науках о Земле». - М. - 2003. - Т. 2. - С. 77.

30. Баранов П.Н., Шевченко С.В., Полищук А.С. О необходимости создания алгоритма оценки геммологических объектов // Материалы конференции «Новые идеи в науках о Земле». - М. - 2005. - Т. 2. - С. 10.

31. Баранов П.Н., Шевченко С.В. Особенности оценки камнесамоцветного сырья // 8-я международная конференция «Новые идеи в науках о Земле». - М., 2007. - Т. 4. - С. 37-39.

Размещено на Allbest.ru