Украинский государственный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт горной геологии, геомеханики и маркшейдерского дела НАН Украины oemi@ ukrnimi.donetsk.ua

Украинский щит известен проявлениями протерозойских щелочных пород, большая часть которых относится к габбро-сиенитовой формации. В краевых частях щита в зоне сочленения Приазовского геоблока с Днепровско-Донецкой впадиной имеются также девонские щелочные породы.

Со щелочными и субщелочными породами связаны различные типы оруденения (циркониевое, цирконий-редкоземельное, апатит-ильменит-титаномагнетитовое и др.), в отдельных массивах достигающего промышленно значимых масштабов (Мазуровское, Азовское и Ястребецкое месторождения), что усиливает интерес к этим породам.

Значительный разброс щелочных пород Украинского щита по времени образования и широкий ареал развития позволяет проводить сравнительный анализ отдельных проявлений этих пород с целью выявления общих закономерностей строения массивов и более обоснованного суждения о возможном генезисе, как самих пород, так и связанного с ними оруденения.

В ряде массивов щелочных и субщелочных пород Украинского щита протерозойского и девонского возрастов отмечена хорошо выраженная расслоенность и приуроченность оруденения к определенным петрографическим горизонтам. Это части Южно-Кальчикского полифациального массива - Азовский сиенитовый массив с одноименным месторождением и Володарский массив монцонитов и субщелочного феррогабро; Ястребецкий сиенитовый массив и одноименное месторождение (пержанский комплекс); породы субщелочного ряда от рудных пироксенитов до габбро Хомутовской аномалии.

Несколько сложнее внутреннее строение Октябрьского щелочного массива. В вертикальном разрезе его породы напоминают субгоризонтально лежащий слоеный пирог с чередованием оливинитов, перидотитов, пироксенитов, габбро и щелочных пород, представляющих первичные, наименее измененные, породы, и субпараллельных слоев метасоматитов различного состава, среди которых преобладают мариуполиты, хотя последние могут быть и магматического генезиса [1]. Распределение ультрабазитов и базитов в отдельных случаях зональное с тяготением габброидов к центральной части массива, а ультрабазитов √ к периферии. Отдельные участки габброидов обогащены ильменитом, реже, титаномагнетитом (рудное габбро).

Все приведенные факты можно истолковать в пользу прошедшей магматической дифференциации во всех упомянутых массивах, приведшей в том числе и к обособлению рудных горизонтов.

В наиболее петрохимически изученном Азовском сиенитовом массиве проанализировано изменение химического состава пород от основания породной серии к верхней ее части. Установлены следующие основные закономерности [2]:

2. В этом же направлении растут содержания Si, Al, Na, K, суммы щелочей, Na/K отношение, величина отношения закисного железа к окисному и коэффициент агпаитности пород.

Кроме того, для этого же массива установлены тесные положительные корреляционные связи между типоморфными элементами лейкократовых минералов √ Si, Al, Na и K, достигающие значений 0.91-0.,95 в нижней части расслоенной серии и уменьшающиеся вверх по разрезу.

Элементы, преимущественно входящие в состав темноцветных и рудных минералов (Fe, Mn, Ti, P, Mg и Ca), также связаны между собой высокими положительными корреляционными отношениями (от 0.87 до 0.97), причем и в этой группе элементов сила связи уменьшается к верхней части расслоенной серии, но в меньшей степени, чем в первой группе элементов.

Подобная закономерность объясняется скрытой магматической расслоенностью и характерна также для Володарского, Ястребецкого массивов, габбро Октябрьского массива и пород Хомутовской аномалии [2].

Положение рудоносных горизонтов в расслоенных сериях хорошо объясняются процессами магматической дифференциации щелочных и субщелочных пород Украинского щита, но в то же время отдельные черты поведения рудных элементов не могут быть объяснены лишь магматической дифференциацией.

Так в Азовском цирконий-редкоземельном месторождении продуктивность рудных тел изменяется по простиранию рудоносного горизонта и в нем выделяется два наиболее продуктивных участка. Изменения содержаний циркония и редкоземельных элементов в подрудных и надрудных горизонтах синхронны с колебаниями продуктивности рудоносного горизонта. Но для редкоземельных элементов характерно превышение содержаний в надрудных породах по сравнению с подрудными, а для циркония наблюдается обратное соотношение, т.е. концентрации этого элемента в подрудных породах выше, чем в надрудных [5].

Необходимо отметить, что минералы-концентраторы рудных элементов в Азовском месторождении принципиально отличаются друг от друга по своим химическим и физическим характеристикам. Если цирконий концентрируется в цирконе (плотность 4.,6-4.7), то редкие земли накапливаются в бритолите и иттробритолите (плотность не менее 4.15), ортите (3.4-4.2), бастнезите (4.9-5.0) и флюорите (3.1-3.2), т.е. в минералах, по плотности часто близких к силикату циркония, но, в отличие от него, имеющих в своих формулах такие легкоподвижные ионы и радикалы как F^-, OH^-, CO₃^2-, PO₄^3-, что делает минералы редких земель более способными к переотложению по сравнению с цирконом.

Это приводит к тому, что при постмагматических процессах перераспределения вещества цирконий фиксировался в виде циркона преимущественно на нижних уровнях Азовской структуры - в подрудных и рудовмещающих породах, а редкие земли, образующие более подвижные по сравнению с цирконием соединения, перемещались на более высокие ╚этажи╩ структуры и концентрировались в рудовмещающих и надрудных породах.

1. В ряде серий пород Украинского щита щелочного и субщелочного ряда, существенно отличающихся друг от друга по составу пород (сиениты, феррогаббро, пироксениты) или близкого состава, но удаленных друг от друга пространственно (сиениты Азовского и Ястребецкого массивов), охватывающих возрастной диапазон от протерозоя до девона, наблюдается влияние единого процесса, упорядочившего минеральный и, как следствие, химический состав рассмотренных пород. Таким процессом выступала магматическая дифференциация.

2. Обогащенные рудными минералами горизонты в массивах щелочных и субщелочных пород Украинского щита возникли также в результате магматической дифференциации, но ряд легкоподвижных минералов испытал постмагматическое перераспределение.

1. Донской А.Н., Кулиш Е.А., Донской Н.А. Нефелиновые породы Украины √ комплексные алюминий-глиноземные и редкометальные руды. Киев: Наукова думка , 2004. 222 с.

2. Исаев В.А., Сетая Л.Д., Агаркова Н.Г., Николаев И.Ю. Петрохимия сиенитов Азовской структуры и черты петрохимического сходства расслоенных щелочных и субщелочных пород Украинского кристаллического щита // Науковий вЁсник НГУ, ╧ 9. ДнЁпропетровськ, 2005. С. 27-31.

5. Шеремет Е.М., Исаев В.А., Стрекозов С.Н. и др. Вертикальная геохимическая зональность Азовского месторождения как основа для поисков редкоземельных проявлений на Украинском щите // Горная геология, геомеханика и маркшейдерия. Донецк: УкрНИМИ НАН Украины, 2004. С. 125-130.