Анотація до роботи:

ВОЗНЯК Д.К. Флюїдні включення у мінералах як індикатори ендогенного мінералоутворення. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора геологічних наук за спеціальністю 04.00.20 – мінералогія, кристалографія. Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення НАН України, Київ, 2003.

У роботі висвітлюються нові аспекти використання флюїдних включень у мінералах для відтворення умов формування різних геологічних об’єктів. Як термобарометри вперше використано розтріскані розплавлені включення самородного золота у кварці й стільниковий кварц (параморфоза низькотемпературної модифікації по високотемпературній). Стільниковий кварц може слугувати індикатором рівня ерозійного зрізу різних ділянок поля поширення заноришових пегматитів: із збільшенням температури гомогенізації (в газ) стільникових включень зростає глибина його утворення. Формування Майського золоторудного родовища (Дністерсько-Бузький геоблок) і сподумен-петалітових пегматитів (західна частина Кіровоградського геоблоку Українського щита) відбувалася за участю високотермобаричних ( (1110...1240)С і (820...870) МПа) потоків рідкого СО₂. На основі вивчення флюїдних включень у цирконі кімберлітового типу (Якутія (РФ), ПАР, Бразилія) зроблено висновок про можливий склад рідкої фази астеносфери Землі в районах поширення кімберлітів і причину виверження силікатної магми з глибин мантії до верхніх горизонтів Землі. Вперше у мінералах сподумен-петалітових пегматитів УЩ встановлено явище збереження облямівок сильноаморфізованої речовини навколо включень радіоактивних мінералів у породі, яка зазнала повного метасоматичного заміщення. Воно використано для реконструкції умов їхнього формування.

У дисертації висвітлюються нові аспекти використання флюїдних включень для реконструкції умов мінералоутворення. За їх допомогою значно розширені відомості про формування різних геологічних об’єктів, що важливі у науковому плані і мають прикладне застосування.

1. Як термобарометри здебільшого використовуються флюїдні включення гомогенного захоплення гетерогенної системи мінералоутворювального середовища [Калюжний, 1960, 1982]. Іноді роль термобарометра виконують й флюїдні включення гомогенного походження [Макагон, 1969; Таланцев, 1984 та ін.]. Нами вперше для цієї мети використано флюїдні включення, які зафіксували фазові переходи: а) плавлення включень самородного золота у кварці [Возняк, Бондаренко, Сьомка, 1999, 2000; Возняк, Павлишин, 2001]; б) інверсію кварцу [Возняк, Щириця, 1978; Возняк, 1979; Возняк, Матяш, Брик и др., 1984].

2. У зонах глибинних розломів двох геоблоків УЩ (Дністерсько-Бузькому і Кіровоградському) вперше зафіксовано дію високотермобаричних потоків СО₂.

При формуванні Майського родовища золота (Дністерсько-Бузький геоблок) потоки СО₂ досягали Т 1112С і Р 820 МПа, а метасоматичне заміщення первісних мінеральних асоціацій зі сподуменом магматичного походження дрібнозернистим кварц-альбіт-петалітовим агрегатом – основною рудою літієвих пегматитів західної частини Кіровоградського блоку – відбувалося за участю рідкого СО₂ густиною 0,88 – 0,90 г/см³. Ізохора цієї густини на РТ-діаграмі літієвих мінералів з кварцом [London, 1984] знаходиться в полі стійкості петаліту поблизу потрійної точки “петаліт+сподумен+-сподумен” (680С, 410 МПа). Значно вищі значення РТ-параметрів ( (1180...1240)С, (520...870) МПа потоків рідкого СО₂ встановлені за утворення апоскарнових кварцитів родовища “Надія”.

Розмаїття мінерального складу та структурно-текстурних особливостей пегматитів виникло на метасоматичному етапі їхнього становлення. Потоки СО₂-флюїду проникали по системі з’єднаних тріщин глибинного залягання, які виникали і змінювались протягом тривалого часу. Розташування пегматитів у цій системі макро- і мікропорушень визначило ступінь метасоматичних перетворень мінералів і в кінцевому підсумку – і сучасний вигляд пегматитів.

3. Хімічний склад флюїдних потоків і значення РТ-параметрів дозволяють визначити джерело їхнього походження. Оскільки у вивержених породах включення СО₂ у мінералах пов’язані виключно з основними і ультраосновними породами, то джерелом надходження встановлених на УЩ високотермобаричних безводних потоків рідкого СО₂ є основні і ультраосновні магми з глибин (27...31) км.

На таких глибинах переміщення флюїду можливе лише у вигляді однонаправленого флюїдного потоку: надходження високотермобаричних потоків рідкого СО₂ угору на УЩ відбувалося по системі з’єднаних тріщин глибинних розломів. На Майському родовищі золота воно, ймовірно, здійснювалося по Одесько-Тальнівському глибинному розломі [Нечаев, Бондаренко, Семка, 1994; Bobrov, Merkushin, Sergienko et al., 2002], а становлення літієвих пегматитів, можливо, пов’язано з формуванням Кіровоградського мантійного діапіру, який встановлено геофізичними дослідженнями [Оровецкий, 1990].

4. Надходження високотермобаричних потоків СО₂ на Майському родовищі зафіксовано після відкладання золота, але воно, ймовірно, відбувалося імпульсами протягом тривалого часу формування рудної стадії мінералоутворення [Возняк, Бондаренко, Сьомка, 1999, 2000; Возняк, Павлишин, 2001]. Продуктивні стадії формування золоторудних родовищ середніх і великих глибин відзначаються гетерогенним станом мінералоутворювального середовища – водний розчин + СО₂ (рідкий, газовий) [Ляхов, Павлунь, Пизнюр, Попивняк, 1995 та ін.]. Така система, на наш погляд, виникла внаслідок надходження рідкого СО₂ у водний розчин верхніх горизонтів земної кори, іншими словами, з флюїдними потоками СО₂ у систему мінералоутворення могли надходити нові порції золота. Магматичними газами вулканів поряд з міддю, сріблом виноситься золото [Меняйлов, Никитина, Шапарь и др., 1977] і їхня кількість достатня для формування родовищ.

5. Виявлено нове для природних об’єктів явище: збереження облямівок сильноаморфізованої речовини навколо радіоактивних включень (уранініту та отеніту) у новоутворених мінералах (кварці, альбіті, петаліті) породи, котра зазнала повного метасоматичного заміщення. Таке явище встановлено у мінералах літієвих пегматитів західної частини Кіровоградського блоку. Воно дозволяє: а) за хімічним складом сильноаморфізованої речовини облямівок визначити первісні мінерали, які збереглися в процесі повного метасоматичного заміщення породи; б) оцінити інтервал часу між магматичним і метасоматичним етапами формування літієвих пегматитів; в) передбачати, що вік встановлений за мінералами-включеннями з облямівками аморфізованої речовини у метасоматично зміненій породі, не відповідатиме часу прояву її метасоматичного заміщення.

6. Внутрішня будова кристалів кварцу типу “мармароського діаманту” свідчить, що вони виникли у флюїдному потоці (водо-вуглеводневому). Склад вуглеводневих включень змінюється від істотно метанових до метаново-нафтових, що відповідає природним аналогам – газовим, газоконденсатним і нафтовим покладам. Включення нафти переважно поширені в нафтогазоносних провінціях, проте вони трапляються і у вугленосних регіонах. Речовина кристалів кварцу відзначається відсутністю або дуже малим вмістом водневих дефектів. При цьому завжди виявлялись на ІЧ-спектрах смуги, що спричинюють С-Н зв’язки (2800–3000см^-1).

7. -опромінення вуглеводневих включень у кварці супроводжується зменшенням у них вмісту метану і утворенням важчих вуглеводнів (аж до твердих парафінів), що відбивається на Тг і агрегатному стані включень. Властивість вуглеводневих розчинів включень чутливо реагувати на іонізаційне опромінення можна використати як дозиметр.

8. Незалежно від місця знаходження (Якутія (РФ), ПАР, Бразилія) кристали циркону кімберлітового типу виросли зі специфічного мінералоутворювального середовища. Останнє характеризується широким діапазоном складу – від безводних сольових розплавів, основу яких складає карбонат (кальцит), до багатого водою флюїду. Отже, поширення таких сольових розплавів явище – планетарне і зоною їх знаходження, найбільш імовірно, є астеносфера. Вищезгадані сольові розплави найкраще відповідають тим властивостям, які ставляться до рідкої фази астеносфери Землі: вони залишаються у рідкому стані при відносно низьких температурах, відзначаються малою в’язкістю, високою електропровідністю (сольові розплави являють собою іонні розчини). Зміна складу крайніх типів сольових розплавів у включеннях без води і у збагачених водою відбулася ще до дії чинника, який викликав їхнє обопільне розтріскування, тобто ще до викиду циркону з глибин верхньої мантії на поверхню Землі. Отже, поява води у рідкій фазі астеносфери передувала (і, найімовірніше, спричинила) виверженню силікатної магми й утворенню кімберлітових трубок, дайок, силів.

9. Первинні включення розкристалізованих сольових розплавів у кристалах анортоклазу з олівінових дацитів Чорної Гори (Закарпаття) утворилися за 975 – 1000 ± 15С і тиску 0,20...0,25 МПа. Найімовірнішим поясненням його присутності у породі є вторгнення магматичного розплаву, який сформував стратовулкан Чорна Гора, в осадові породи, що містять галогенні відклади [Лазаренко и др., 1963].

10. Незмішуваність силікатного й рудного (“ільменітового”) розплавів у включеннях фенокристалів кварцу з кварцового порфіру с. Рудня Осошня (Північний захід УЩ) обумовлена, ймовірно, зв’язком розплаву кварцового порфіру з формуванням рудного покладу Рудня-Базарської дайки габро, габро-діабазів. Вздовж західного контакту дайки фіксується магнітна аномалія у вигляді смуги шириною 200 – 300 м. Рудний поклад згідно зі складом проаналізованої рудної речовини включень, імовірно, складений ільменітом.

Публікації автора:

1. Павлишин В.І., Пономаренко О.М., Возняк Д.К. Методи генетичної мінералогії. – К.: Наук. думка, 2002. – 100 с.

   Про включення нафти в “мармароських діамантах” / Возняк Д.К., Грицик В.В., Квасниця В.М., Галабурда Ю.А. // Доп. АН УРСР.–Сер. Б. – 1973. – С.1059 – 1062.

   Типоморфные особенности кварца кристаллов с включениями метановых растворов (Донецкий бассейн) / Лазаренко Е. К., Возняк Д.К., Павлишин В.И., Шелухин В.И. // Докл. АН СССР. – 1976. – 231, №6. – С.1446 – 1449.

   Возняк Д.К., Коваль В.Б., Подлесский В.И. Генезис сотовых кварцев по экспериментальным данным и изучению флюидных включений (на примере пегматитов Волыни) // Докл. АН СССР. – 1977. – 236, №4. – С. 961 – 964.

   Об условиях образования кварцевого порфира с. Рудня Осошня (северо-запад Украинского щита) / Возняк Д.К., Галабурда Ю.А., Легкова Г.В., Котвицкий Л.Ф. // Минерал. журн. – 1982. – 4, №6. – С. 83 – 94.

   Об образовании сотового кварца по данным ЭПР / Возняк Д.К., Матяш И.В., Брик А. Б., Лариков А.Л., Мазыкин В.В. // Геохимия. - 1984.-№4. - С.534 - 540.

   Малюк Г.А., Возняк Д.К. Масс-спектрометрическое определение газового состава включений минералообразующих флюидов в кварце при нагреве его в вакууме // Геохимия. – 1986. – №6. – С. 23 – 25.

   Первая находка включений раскристаллизованного солевого расплава в кристаллах циркона из кимберлитов / Возняк Д.К., Квасница В.Н., Харькив А.Д., Легкова Г.В., Возняк Л.А. // Минерал. журн. – 1988. - 10, №4. - С. 15 - 22.

   Возняк Д.К., Квасница В.Н. Необычные включения минералообразующей среды – включения раскристаллизованного солевого расплава // Геохимия. – 1988. – №11. – С. 1661 – 1664.

   Возняк Д.К., Василенко А.П. Умови кристалізації золотого зрудненіння у високометаморфізованих мафіт-ультрамафітових комплексах Українського щита (за даними вивчення флюїдних включень) // Допов. АН УРСР. – Сер.Б. – 1982. - №12. – С. 3 – 5.

   Минералогические критерии рудоносности гранитов и пегматитов (на примере месторождений и рудопроявлений Украины) / Павлишин В., И. Багмут А.Н., Возняк Д.К., Галабурда Ю.А., Егорова Л.Н., Кузнецов Г.В., Кульчицкая А.А., Мазыкин В.В., Мельников В.С. // Минерал. журн. – 1991. – 13, №3. – С. 3 – 24.

   Возняк Д.К., Квасница В.Н., Кислякова Т.Я. О находке сжиженных газов в природном алмазе // Геохимия. – 1992. – №2. – С. 268 – 273.

   Возняк Д.К., Квасница В.Н. Магматические солевые расплавы и алмазообразование // Минерал. журн. – 1992. – 14, №4. – С. 62 – 66.

   Кульчицкая А.А., Возняк Д.К. Некоторые результаты высокотемпературной пиролитической газовой хроматографии минералов пегматитов // Минерал. журн. – 1992. – 14, №6. – С. 88 – 98.

   Природа, генетическое и геохронологичекое значение радиогенных ореолов в минералах Полоховского месторождения (Украинский щит) / Возняк Д.К., Павлишин В.И., Бугаенко В.Н., Галабурда Ю.А. // Минерал. журн. – 1996. – 18, №5. – С. 3 – 17.

   Возняк Д.К., Галабурда Ю.А., Кравченко Г.Л. Про умови формування золоторудної мінералізації Західного Приазов’я (за флюїдними включеннями) // Минерал. журн. – 1997. – 19, №6. – С. 10 – 19.

   Возняк Д.К., Литовченко А.С., Кульчицька Г.О. Вплив – випромінювання на вуглеводневі включення в кварці // Минерал. журн.–1998. - 20, №3. - С. 22-26.

   18. Анатомія та орієнтовний вік радіоактивних мінералів-включень (на прикладі топазу пегматитів Волині) / Возняк Д.К., Остапенко С.С., Павлишин В.І., Щириця Л.Д. // Минерал. журн. – 1998. – 20, №5. – С. 20 – 31.

   19. Особливості мінерального складу та умов утворення рідкіснометалевих пегматитів західної частини Кіровоградського блоку (Український щит) / Возняк Д.К., Бугаєнко В.М., Галабурда Ю.А., Мельников В.С., Павлишин В.І., Бондаренко С.М., Сьомка В.О. // Минерал. журн. – 2000. – 22, №1. - С. 21 – 41.

   20. Mineralogical specific character of promising rare-metal deposits of Ukraine / Pavlyshyn V.I., Voznyak D.K, Melnikov V.S., Kulchitska G.O., Bugaenko V.M. // Минерал. журн. – 2000. – 22, №5/6.

   21. Возняк Д.К., Бондаренко С.М., Сьомка В.О. Прояви високотермобаричних потоків рідкого СО₂ при формуванні Майського родовища золота (Український щит) // Допов. НАН України. – 2000. – №7. – С. 131 – 134.

   22. Возняк Д.К., Павлишин В.І. Високотермобаричні потоки рідкого СО₂ і їх роль у мінералоутворенні (на прикладі Українського щита) // Минерал. журн. - 2001. – 23, №4. – С. 12 – 18.

   23. Парамагнітні центри у кварці, як індикатори його генезису (на прикладі зонального кварцу заноришових пегматитів Волині / Возняк Д.К., Павлишин В.І., Калініченко А.М., Багмут М.М. // Мінерал. зб. – 2002. – №52, вип.1. – С.109 – 114.

   24. Возняк Д.К. До визначення глибини формування заноришових пегматитів Волині та оцінки потужності зони їх поширення на глибину // Мінерал. журн. – 2003. – 25, №1. – С. 43 – 49.

   25. Возняк Д.К., Квасница В.Н., Галабурда Ю.А. Типоморфные особенности «мармарошских диамантов» // Типоморфизм кварца Украины. – К: Наук. думка, 1974. – С. 79 – 82.

   26. Возняк Д.К., Павлишин В.И., Шелухин В.И. Углеводороды в кварце из жильных образований Донецкого бассейна // Углерод и его соединения в эндогенных процессах минералообразования. – К.: Наук. думка, 1978. – С. 127– 134.

   27. Возняк Д.К. О генезисе сотовых кварцев // Региональная генетическая минералогия. – К.: Наук. думка, вып. 3. – 1979. – С. 39 – 47.

   28. Возняк Д.К. Кварц. // Минералы Украины. Краткий справочник / (Под редакцией Н.П. Щербака) – К.: Наук. думка, 1990. – С. 216 – 221.

   29. Возняк Д.К., Павлишин В.І. Включення в кристалах // В.І Павлишин. Основи морфології та анатомії мінералів: Навчальний посібник. – К.: Київський університет, 2000. – С. 78 – 93.

   30. Возняк Д.К., Павлишин В.І. Використання акцесорних радіоактивних мінералів для визначення віку їх утворення // Акцесорні мінерали. Генезис, типоморфізм, практичне значення. Міжнародна конференція ім. Є.К.Лазаренка (Праці кафедри загальної та морської геології. Вип.3). – Одеса, 2000. – С. 12 – 19.

   31. Возняк Д.К, Павлишин В.И. О кварце с включениями углеводородов из жильных образований Донецкого бассейна // Углерод и его соединения в эндогенных процессах минералообразования по данным изучения флюидных включений в минералах: Тез. Респ. Совещ. – Львов, 1975. – С. 54 – 55.

   32. Возняк Д.К., Щирица А.С. Сотовые включения в кварце и его генезис // Термобарогеохимия и рудогенезис. Тезисы VI Всесоюзного совещания по термобарогеохиими. Т. II. – Владивосток, 1978. – С. 148 – 149.

   33. Возняк Д.К., Горбачева Л.Ю. Установка для извлечения газовых компонентов из минералов и ввода их в хроматограф с использованием двухколоночной схемы // Термобарогеохимия эндогенных процессов. Тезисы докладов. – Благовещенск, 1984. – С. 166 – 168.

   34. Возняк Д.К., Звольский В.С., Горбачева Л.Ю. Установка для хроматографического изучения газов, извлеченных из минералов // Термобарометрия и геохимия рудообразующих флюидов по включениям в минералах. ч.1. Тезисы докладов VII Всесоюзного совещания.-Львов, 1985. – С. 66. – 68.

   35. Возняк Д.К., Павлишин В.И., Горбачева Л.Ю. Использование газовой хроматографии при оценке продуктивности занорышевых пегматитов Волыни // Прикладная термобарогеохимия. Материалы межведомственного семинара 2-4 июня 1987г., г. Алма-Ата. – Алма-Ата: Наука Каз. ССР, 1987.- ч.2.-С.20-23.

   36. Voznyak D.K., Kvasnitsa V.N. Magmatic saline melts and diamond formasion // PACROFI IV. Fourth Biennial Pan-American Conference on Research on Fluid Inclusions, Lace Arrowheed, U. S. A., may 21-25, 1992 – P. 88.

   37. Возняк Д.К., Галабурда Ю.А. Солевые магматические расплавы и минералообразование (по флюидным включениям в минералах) // Термобарогеохимия геологических процессов. Тезисы докладов к VIII совещанию по термобарогеохимии – М.: 1992. – С. 37 – 38.

   38. Возняк Д.К., Галабурда Ю.А., Кравченко Г.Л. Про умови формування золоторудної мінералізації Західного Приазов’я за флюїдними включеннями // Проблеми геологічної науки та освіти в Україні, Львів, 19 – 21 жовтня 1995р – Львів, 1995. – С. 174 – 175.

   39. Voznyak D., Litovchenko A., Kulchytska A. Radiolysis of hydrocarbon inclusions in quartz // XIV ECROFI European current research on fluid inclusions. Abstracts / Resumes. Nancy. France. July 1 – 4. 1997. – P. 346 – 347.

   40. Dudok I.V., Kalyuzhnyi V.A., Voznyak D.K. The particularites of phase composition and the problems of systematizations of the hydrocarbon inclusions in “marmarosh diamonds” of the Ukrainian Carpathians // Там же. –P. 96 – 97.

   41. Voznyak D., Litovchenko A., Kulchytska A. The influence of hydrocarbon inclusions in quartz from Nyzhni Vorota (Ukrainian Carpathians) // Carpathians-Balkan geological associations XVI Congress. Abstracts. August 30^th to September 2^nd, 1998. – Vienna, 1998. – P. 628.

   42. Возняк Д.К., Бондаренко С.М., Сьомка В.О. Високотемпературні та високобаричні потоки рідкого СО₂ як фактор локалізації й розподілу золота на Майському родовищі (Український щит) // Наукові основи прогнозування, пошуків та оцінки родовищ золота. Матеріали міжнародної наукової конференції. (27 – 30 вересня 1999). – Львів, 1999. – С. 30 – 32.

   43. Возняк Д.К., Павлишин В.И. О факторах образования «расплавных» включений в минералах крупнозернистых полнокристаллических пород // Минералогические музеи. Материалы IV Международного Симпозиума по истории минералогии и минералогических музеев, минералогии, геммологии, кристаллохимии и кристаллогенезису. Санкт-Петербургский ун-т.– Санкт-Петербург, 2002. – С. 223 – 224.

   44. Mineralogical peculiarities of perspective rare-metal deposits of the Ukrainian Shield / Pavlyshyn V.I., Voznyak D.K, Melnykov V.S., Kulchytska A.A., Galaburda Y.A. // Metalogeny of Precombrian Sheild. Ukraine 2002. The abstracts. – Kyiv. – 2002. – P. 74.