Анотація до роботи:

Черниш Д.С. Мінералогія перспективних рудопроявів жильного кварцу Українського щита. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата геологічних наук. Спеціальність 04.00.20 - мінералогія, кристалографія. – Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення НАН України, Київ, 2003.

Перспективні запаси кварцової сировини в Україні пов’язані з гідротермальними жилами Українського щита (УЩ). На особливу увагу заслуговують три рудопрояви – Ленчинський (Північно-Західний район УЩ), Арсенівський (Інгуло-Інгулецький район) та Скляна Гора (Приазовський район), - в яких на відносно невеликій глибині зконцентровані значні прогнозні ресурси, але кварцова сировина цих рудопроявів вивчена недостатньо. У дисертаційній роботі наведені результати мікроскопічного, електронно-мікроскопічного, рентгеноструктурного, рентгенолюмінесцентного, мінералогічного аналізів, інфрачервоної спектроскопії, протонного магнітного резонансу, електронного парамагнітного резонансу та термобарогеохімії зернистих агрегатів жильного кварцу. На їх основі зроблено висновок про двостадійне формування кварцових жил, оцінено якість кварцової сировини та запропоновано можливі галузі її використання.

Основні результати, отримані внаслідок проведення комплексного дослідження кварцовожильних утворень УЩ.

1. За трьома показниками, які в усьому світі використовуються для оцінки якості кварцу (вмістом ізоморфних домішок, механічними домішками, включеннями мінералоутворювальних флюїдів у кварці), та прогнозними запасами найбільш перспективними для вирішення технічних проблем України є гідротермальні жили УЩ, а серед них три рудопрояви, що локалізуються серед гранітоїдних або хімічно споріднених з ними метаморфічних порід, – Ленчинський, Арсенівський та Скляна Гора. Ці три рудопрояви, за нашими даними, заслуговують на першочергове проведення геологорозвідувальних робіт з метою підрахунку точних запасів і з’ясування якості сировини на глибині.

2. Мономінеральні кварцові жили Донецького басейну на тлі жил УЩ містять підвищену кількість елементів-домішок, мають низький коефіцієнт світлопропускання (близько 10%), запаси окремих жил порівняно невеликі. Тому ці утворення нині недоцільно розглядати як промислові об’єкти.

3. За видовим розмаїттям та вмістом (до 1%) досліджені рудопрояви УЩ характеризуються досить бідною акцесорною мінералізацією. Найменшим вмістом акцесорних мінералів характеризується кварц рудопрояву Ленчинський, максимальним – Скляна Гора. Серед усіх акцесорних мінералів найвищим вмістом виділяється ільменіт (для кварцу кожного рудопрояву).

4. Параметри елементарної комірки (а, с, с/а, V) є опосередкованими показниками якості кварцової сировини, оскільки віддзеркалюють мікроізоморфізм структури кварцу. Жильний кварц рудопроявів УЩ за своїми структурними характеристиками наближується до еталонних зразків гідротермального кварцу Кожимського родовища (Урал). Серед жильних проявів УЩ найнижчий ступінь мікроізоморфізму, а також найбільш досконала структура притаманні кварцу Ленчинського рудопрояву.

Рентгенолюмінесцентні дослідження зразків кварцу з різних родовищ показали, що кварц Ленчинського рудопрояву характеризується незначною концентрацією Al-Na- та Al-Li-центрів, шкідливих для сировини. За іншими люмінесцентними характеристиками (І₃₈₀/І₄₂₀, І₄₈₀/І₄₂₀, V) цей кварц можна поставити в один ряд із зразками йота-кварцу (США) та кварцу з родовищ Уралу (Додо, Іг-Шор), що використовуються для плавки.

Результати ЕПР досліджень корелюють з рентгенолюмінесцентними дослідженнями і підтверджують, що кварц з рудопрояву Ленчинський має найдосконалішу структуру. Досліджені об’єкти за ступенем досконалості кварцу слід розташувати в такий ряд: Ленчино > Скляна Гора > Арсенівка.

За допомогою ІЧ-спектроскопії підтверджено однотипність включень молекулярної води та фтор-водневих комплексів для зразків жильного кварцу з усіх трьох рудопроявів. Крім того, у зразках кварцу з Арсенівського рудопрояву визначено включення вуглеводнів. Вуглеводневі комплекси, як відомо, перешкоджають формуванню кристалів, тому їх наявність у шихті повинна чітко обмежуватися, а кількість комплексів можна розглядати як важливу характеристику кварцової сировини.

Жильний кварц досліджених рудопроявів УЩ містить незначну кількість летких елементів – H, N, C. З трьох рудопроявів саме кварц з Ленчино відрізняється найменшим вмістом кожного з них.

За даними ПМР вода, що фіксується у зразках жильного кварцу з рудопроявів УЩ, локалізується головним чином у вакуолях. Найнижчий її вміст відзначено для кварцу з Ленчинського рудопрояву.

Газово-рідкі включення містять хімічні сполуки, що порушують однорідність кварцового скла. Дуже дрібні газові включення навіть при великих нагрівах не розкриваються, а гази з них переходять у скло, утворюючи в ньому пухирці. Строго лімітується наявність включень у сировині для виготовлення прозорого кварцового скла та вирощування монокристалів кварцу. Для інших, менш відповідальних галузей промисловості, вміст включень строго не лімітується. Ступінь забрудненості жильного кварцу газово-рідкими включеннями характеризують коефіцієнт світлопропускання та втрати при прожарюванні. За цими показниками сировину з рудопроявів УЩ можна розмістити в такий ряд (у порядку зменшення кількості газово-рідких включень): Скляна Гора – Арсенівка – Ленчино.

5. Структурну й онтогенічну специфіку кварцових агрегатів досліджених жил УЩ визначають передусім такі ознаки: наявність двох генерацій кварцу та хвилясте погасання його індивідів, що свідчить про щонайменше двостадійне формування жил – кристалізацію з гідротермальних розчинів і метаморфічне перетворення. Методами термобарогеохімії визначені тиск (120–130 МПа), температура (180-210–260С) та густина СО₂-флюїду (0,7–0,8 г/см³) на момент заліковування тріщин.

6. Кварцовожильні утворення перспективних рудопроявів УЩ розрізняються між собою за вмістом і видовим складом мінеральних та ізоморфних домішок. Внаслідок проведених досліджень найчистішим серед зазначених рудопроявів (за всіма показниками) визначений кварц Ленчинського рудопрояву, сировину якого можна використовувати для синтезу монокристалів кварцу та плавки. Перспективними галузями використання жильного кварцу з рудопроявів УЩ (особливо з урахуванням збагачення сировини) можуть стати металургія, хімічна промисловість, електроніка, виробництво скловолокна, спецкераміки, сировини для отримання карбіду кремнію, силікосплавів, високочистого кремнію, художніх виробів.

7. Україна володіє значною сировинною базою для створення власної повноцінної кварцової галузі.

Публікації автора:

1. Павлишин В.І., Возняк Д.К., Галабурда Ю.А., Гречановська О.Є., Ільченко К.О., Кульчицька Г.О., Мельников В.С., Черниш Д.С. Жильний кварц України: мінералогічна характеристика перспективних рудопроявів // Минерал. журн. – 2001. - 23, №1. – С. 11-22.

2. Черниш Д.С. Мікродефектність жильного кварцу України за даними газової хроматографії та протонного магнітного резонансу // Минерал. журн. – 2001. - 23, №2/3. – С. 9-11.

3. Черниш Д.С. Жильний кварц України як ювелірно-виробна сировина // Коштовне та декоративне каміння. – 2001 - №3 (25). – С. 19-22.

4. Черниш Д.С. Деякі результати дослідження об'ємних дефектів жильного кварцу перспективних рудопроявів Українського щита // Пошукова та екологічна геохімія. – 2001. - №1. – С. 109-111.

5. Черниш Д.С. Акцесорні мінерали жильного кварцу України (літературний огляд) // Міжнародна конференція III читання ім. Є.К. Лазаренка “Акцесорні мінерали Генезис,типоморфізм,практичне значення” / Праці кафедри загальної та морської геології. – Одеса, 2000. - Вип. 3, №2. – С. 49-58.

6. Черниш Д.С. Нові дані про акцесорну мінералізацію перспективних рудопроявів жильного кварцу Українського щита // Матеріали молодіжної наукової конференції "Наука про Землю – 2001". – Львів: Видавничий центр Львів. ун-ту ім. І. Франка, 2001. – С. 91.