Геология

.5. Історія геологічного розвитку.

В формуванні докембрійського фундамента в районі Середнього Побужжя прийнято виділяти період геоксинклінального розвитку з доскладчатою та складчатою стадіями і період платформенного розвитку (Усенко, 1962). Перший з вказанних етапів існування геосинкліналі характеризується стійким та довгим прогибом земної кори з накопиченням потужньої товщі теригенних пород синицьовської свити. Відкладення цього етапа представляють собою породи мергелисто-глинистої формації з перевагою суттєво глинистих осадів. На другомі етапі розвитку геосинкліналі стійке прогинання змінюється серією коливальних рухів, при загальній тенденції до спуску. Амплітуда цих рухів не була постійною, в зв’язку з чим літологія осадів відрізняється значною пестротою. З початковою фазою цього етапа зв’язана седимітація пород кошаро-олесандрівської свити, які відносяться до вуглисто- глинисто- пісчаної флітоїдної формації. В більш пізню фазу другого етапа, яка характеризується енергичним рухом на локальних ділянках, нокопичились напрацьовані осади. З данним етаплм розвитка потрібно зв’язувати появу глибинних розломів, по яким в земну кору упроваджувались базальтовий і перидотитовий розплави. В результаті кристалізації вказаних розплавів виникли парагенетичні асоціації основних і ультраосновних пород. З наступним етапом розвитку геосинклінальної зони пов’язано формування основної складчатості, в результаті якої виникла велика орогенна система. В той же час в результаті регіонального метаморфізма формуються гнейсові серії, а основні породи переходять в метабазити і ортогнейси. Складковий період розвитку геосинкліналі закінчується появою трахітоїдних інтрузинних гранітів.

В платформовий етап розвитка дохембрія, в основному оформлюється блокова його будова. Оновлюються глибинні розломи, з’являються нові дез’юнктивні порушення північно-східного і субширотного напрямку. На протязі усього палеозоя і раннього мезозоя досліджуємий район являвся ділянкою зноса. В юрський і особливо нижнє’меловое’ час встановилась найбільш сприятлива палеографічна обстановка для породоутворення. В межах вивчаємого района континентальні умови збереглись до верхньонеоцінового часу. В київському віці морський режим існував на всій площі района. Після відходу верхньонеоцінового моря весь район представляв собою сушу з перважним розвитком процесів денудації і лише в сармацькому віці мілководний морський басейн періодично захоплює південні ділянки дослідженої території. В местичному і поетичному віках значні ділянки південної і західної частин района все ще представляли собою опріснений басейн з розвиненою цельтовою областю.

В четвертинний часс накопичуються тільки континентальні відклади (алювіальні, цедюніальні еодові).

1.6. Корисні копалини.

Район Середнього Побужжя характеризується розвитком цілого ряда рудних, так і нерудних корисних копалин. Найбільш значними з них, на яких ведуться в цей час екплуатаційні роботи, являються гіпергенні нікелеві руди. Крім нікеля в районі існують родовища хромових руд (Капітанівське) з забаленосними запасами, кодовське родовище заліза і ряд проявлення золота, молібдена, нерудніих кирисних копалин - абразивна сировина (гранат і ............), вогнетривка сировина (каолін, серпентинід), будівельні матеріали (будівельні камні, суглінки, глини, піски, гіпс), тепло- і звукоізоляційна сировина (вермикуліт і азбест). Нижче приводиться коротка характеристика відомих в районі родовищ і проявів корисних копалин.

Нікель.

Силікатні нікелеві руди являються найбільш цінною мінеральною сировиною, виявлених в надрах Середнього Побужжя. Помислові концентрації силікатного нікеля зв’язані з корою вивітрювання серпентинізованних ультраосновних пород. Побужською екпедицією в 50-х роках була відкрита група родовищ (Капітанівське, Тернавадське і Грушковське) і ряд проявів силікатних нікелевих і комплексних залізо-нікелевих руд. На базі Побужськіх родовищ силікатного нікеля 1972 р. ввійшов в ряд діючих підприємств кольорової металургії. Побужський нікелевий завод з річним виготовленням 950 тис. т. сирої руди.

Хром.

Відоме родовище хромітів пов’язане з Капітанівським масивом. Родовище складається з серії лінеовидних крутопадаючих рудних тел, залягаючих в серпентинітах. Рудні тіла складені, в основному, суцільними густовкрапленими хромітовими рудами, які локалізуються в межах полоси довжиною біля 800 м. і шириною 360 м. Середній вміст триокису хрома дорівнює 41.3% в суцільних рудах і 9.14% в вкрапленних.

Залізо.

Залізні руди в межах района встановлені Молдавської, Лащевської, Секретарської та ін. структурах. Для родовища характерно два типа руд: силікатно-магентитові (зілізисті кварціти) і карбонатно-магнетитові (рудні кальцефіри і їх окармовані різниці.

Золото.

Золото виявлено в аловії річок Південного Буга і Синюхи в кількості 1-3 знака на шлих. Припускаючи, золото контролюється зоною магнезіальних скарнів (кальцифіри, діопсидіти, плагіоклаз - піроксинові), а також пов’язане з зонами біотітизації і катаклаза по скарнам, розвинених в східному (висячому) крилі Капітанівської інтрузії. Золото представлено електрумом, розмір золотин - 0.05-0.5 мм. в вигляді диндритів і золотин неправильної форми.

Золото виявлено також в лінійно-площадних корах вивітрювання ультрабазитів. Вміст його в межах десятків долей грамів на тону.

Молібден.

Молібден встановлений в межах зон розвитку жил бистіт-флогопітового складу, плагіонклазитових і кварц-плагісклазових ............ серед ультраосновних пород. Потужність молібденовміщуючих інтервалів від 10 см. до 7.6 м. Вміст молібдена по данним хімічного аналіза, коливається від 0.01 до 0.89%.

Мідь.

Мідь виявлено в амфіболізованних габро, окорках гранат-кварцевих породах, а також в корах вивітрювання ультрабазитів. Мідь предоставлена халькоперитом. Вміст міді від 0.03 до 0.3%.

Абразивна сировина.

Абразивний гранат в якості по роду утворюючого мінерала входить в значних кількостях в склад бістіт-гранатових і графіт-гранат-силіманітових гнейсов та ін.

На Молдавському родовищі залізних руд скважинами всриті очкові (гранатові) гнейси великими кристалами граната. По данним мінералогічного аналіза встановлено високий вміст граната від 219 до 534 кг/т, які можуть бути використані як попутна абразивна сировина при добутку залізних руд.

Корунд. Капітанівський прояв корунда розміщується в межах Капітанівського родовища силікатних нікелевих руд. Воно представлене в одній корундоносній зоні і приурочене до контакту серпентинітів і силіманітових гнейсів. Потужність зони змінюється від 20 до 60 м., вміст корунда в ній від 1 до 15-20%.

Вогнетривка сировина.

Серпентиніти. Проведеними дослідами Побужських серпентинітів встановлено, що вони можуть бути використані як сировина для виготовлення форстерітових вогнетривких виробів з попереднім обжигом серпентиніта.

Каолін. Поблизу м. Первомайська на декількох ділянках є залежи каолінів, представленні первинними і вторинними різницями по генезису. Більш високосортними являються вторинні кварцево-каолінітові породи нижньо’мелового’ віку.

Тепло- та звукоізоляційна сировина.

Вермикуліт розвинений в серпентинізованних масивах Капітанівського, Липовеньковського, Деренюхінського родовища силікатного нікеля. Він приурочений до тактонічних зон, жил та лінз гідрослюд. Слюдисті тіла по своєму складу предоставлені гідротизованним біотитом і вермикулітом.

Азбест. Рудопрояв азбеста зусрінені в межах багатьох ультрабазитових масивів (Капітанівський, Липовеньковсткий, Каменнобалковський, Кримковський та ін. Промислового значення не мають.

Будівельні камні.

Виходи кристалічних пород в межах района приурочені, переважно в долинах річок Південного Буга, Колимі, Синюхи та ін. Інколи кристалічні породи оголюються в верхніх частинах беригових схилів і на ерудованній поверхні плато.

Діє велика кількість кар’єрів по видобутку каменя. Великі родовища будівельних камнів екплуатуються з метою видобутку як блочного каменя, так і каменя для виробництва щебеня і бута.

Кирпично-черепична сировина.

Кирпично-черепична сировина представлено стрічковими пестрими глинами, бурими глинами і лісовидними суглінками. Розповсюджені вони скрізь, за виключенням сучасних річкових долин і балок. В районі відомі Великовраднівське, Кривоозерське, Банщурське, Генівське, Лисогорське, Першотравневе, Григор’євське і Капітанівське родовище глин і суглінків.

Піски будівельні.

Піски в межах района приурочені, в основному, до алювіальних відкладів річкових долин, а також відкладів пелеогена, неогена і чертвертинниго віку. Піски застосовуються як заповнювачі для бетона, для будівельних ’р-ров’, для виготовлення силікатного кирпича, для дорожнього будівництва в якості залізничного баласта.

Гіпс.

Капітанівське родовище гіпса розташоване в с. Капітанки, в 10 км. на захід від станції Юзефполь. Гіпс предоставлений друзами та окремими великими кристалами. В зеленувато-сірих неогенових глинах потужністю 2.5 м. Вміст кристалів гіпса 150-250 кг на 1 . Родовище не розробляється.

2. Нікеленосні кори вивітрювання ультрабазитів.

2.1. Ритональне розміщення, розповсюдження

класифікація.

Регінональне розміщення кор вивітрювання ультрабазитів, як відомо, визначається: 1) розповсюдженням ультраосновних вивержених пород - перидотитів, дунітів; 2) благоприємними кліматичними і мофологічними умовами для розвитку кори вивітрювання; 3) збереженням кори вивітрювання.

Розповсюдження ультрабазитів в цілому світі храрктеризується приуроченністю їх до глибинних розломів різного віку. Так, по В.Е. Хаіну (1964), ультрабазити Ураїни розповсюджені на території древніх (епікарельських) континентальних платформ.

Кори вивітрювання ультрабазитів з основними промисловими, найбільш великими родовищами приурочені до геосинклінальних зон. В платформових областях розміщено менше родовищ і рудопроявлення, приурочених, як правило, до більш дрібних масивів і жилоподібних тіл ультрабазитів, наприклад на Україні в Воронежській антиклізі.

За останні роки виявляється все більше окремих покладів осадкових нікелевих або ’легированных’ залізних руд, супроводжуючих остаточні нікелеві родовища кори вивітрювання або утворюючих окремі родовища та рудопрояви поблизу ультрабазитових масивів, підкоренних вивітрюванню. Відповідно сучасним гіпергенним родовищам, виділяються дві групи родовищ: остаточні родовища, або відповідно родовища кори вивітрювання, і осадкові родовища нікеля.

Серед осадкових родовищ і рудопроявів гіпергенних нікелевих руд можна виявити два генетичних типа: континентальні і прибережно-морські.

Родовища нікеля в корі вивітрювання ультрабазитів відрізняється по характеру нікеленосності і по маштабам орудення в залежності від належності до того або іншого форфогенетичного типу.

Для родовищ площадного типа характерно:

1. Розміщення в серединних частинах більших або по всій площі малих і середніх масивів ультрабазитів.

2. Концентрація металів не тільки за рахунок розкладу материнських пород і виноса з них майже всього магнія, , лугів, значної частини кремнія і деякої частини , але й за рахунок міграції і з неперервно розмиваємої з поверхні верхньої частини кори вивітрювання під час її утворення і фіксації цих металів в нижчележачих зонах кори вивітрювання.

3. Чітко виражена вертикальна зональність кори вивітрювання з горизонтальним розміщенням зон.

4. Пластоподібна, ізометрична в плані форма і горизонтальне положення в просторі рудних покладів, з нерівною підошвою при середній потужності 5-10 м. Порівняно неглибоке залягання під покровом більш молодих осадкових пород.

5. Досить рівномірний розподіл орудення як по вмісту, так і по потужності рудних покладів.

Площадні родовища з низьким вмістом і при наявності підзони безструктурних охр, володіючої, як правило, підвищеним вмістом , розробляються звичайно як родовища ’легированных’ руд.

Родовища площадного типа - плащоподібні і витянуті. Великі площоподібні родовища з потужньою, добре розвиненою і збереженною зоною охр дають основну масу ’легированных’ руд і значну кількість силікатних руд.

Родовищам лінійного і лінійно-площадного типів властиві наступні особливості:

1. Лінійне, витянуте розміщення в приконтактових частинах ультраосновних масивів або вздовж тектонічних порушень і контактів з жильними і дайковими тілами всередині масива.

2. Утворення руд не тільки за рахунок розкладу материнських пород і виноса з них ряда елементів, але й дякуючи міграції , головним чином з неперервно розмиваємої з поверхні верхньої частини кори вивітрювання, і накопиченні його в корі вивітрювання не тільки перидотитів, але й вміщуючих і дайкових пород різного мінерального складу.

3. Пластоподібна, а також лінзоподібна, клиноподібна, стовпоподібна і неправильна форма рудних тіл, утворень різних покладів, розташованних паралельно один до одного.

4. Нерівномірний розподіл орудення по вмісту і по потужності в залежності від типа і підтипа родовища.

Серед родовищ лінійного типа виділяють підтипи:

1. Лінійно-тріщиниий, приурочений тектонічним порушенням всередині ультраосновних масивів. Рудною являється зона охр і перолітизованних серпентинітів, причому в останній зустріті нікелеві силікати. Довжина рудних покладів по простиранню - 1-3 км., ширина 300 м. і глибина 100-150 м.

2. Лінійно-контактовий підтип родовищ приурочений до контакту ультрабазитів з вміщуючими породами або розтинаючими масиви дайномі жильних пород. Характерною рисою родовищ цього підтипу являється приуроченість рудних покладів не тільки до зони охр, нонтронітизованних і перолітизованних серпентинітів, але й до продуктів вивітрювання пород, контактуючих з ультрабазитів.

3. В контактово-карстовому підтипі родовищ, розташованного в зоні контакта ультрабазитів з карбонатними породами (мраморами, вапняками), основною рудою являються карстові утворення з накопиченням силікатів (ненунта, ревдинскіта, гармерита та ін.), володіючих підвищеним вмістом (до 20-40%).

Рудні тіла, які складають родовища цього підтипу, володіють непостійним мінеральним і хімічним складом, часто складної і змінної форми.

Родовища лінійно-площадного типа звичайно складаються з декількох покладів і рудних тіл, кожне з яких, окремо взяте, може розглядатися як самостійний морфогенетичний підтип. По ’сочетанию’ спецефічних рис виділяють наступні морфогенетичні підтипи: тріщино-площадної і власне лінійно-площадної (тріщино-контактово-карстово-площадної). Всі ці підтипи характеризуються площадними розповсюдженнями в плані, приуроченності до контактів з вміщуючими жильними породами або тектонічним порушенням, змінністю мінерального складу, нерівномірним вмістом рудних тіл, які мають різновидну форму і різні елементи покладів.

Рудні тіла, розповсюджені в площадній частині родовища, звичайно мають пологий горизонтальний поклад, малу (1-5 м.) потужність часто низький вміст , являючи собою ’легированные’ руди. Рудні тіла, які знаходятся в лінійній частині родовища мають наклонний поклад, видовжену форму, велику вертикальну потужність (від 1 до 50 м.) і різко підвищений вміст (3-8%).

Основна маса руд (білше 70%) зв’язана з нонтронітизованними і королітизованними серпентинітами, а менша частина - з охрами і карстовими утвореннями.

Концентрація і в родовищах кори вивітрювання змінюєтья і після їх утворення дякуючи положенним гіпергенним процесам: тамотізації і сидеритизації та ін., які розвиваються при опущенні і заболочуванні вже сформованого родовища. Окремення також може змінювати концентрацію металів в родовищах.

Таблиця. Гінетична класифікація гіпергенних

родовищ нікеля.

2. Мінерологія нікеленосних пор вивітрювання.

У порах вивітрювання ульрабазитів утворюється широка гамма селікатів, які мають промислове значення.

Більшість селікатів у структурному відношенні належать до змішано-слоїстих ’амнікатам’, у меншій мірі - до слоїсто-стічкових.

По вмісту серед них можна виділити власне мінерали () та -вмісту () різновиди відповідних слоїстих селікатів, які в звичайних умовах (поза зв’язком з -родовищ) вміщують дуже мало.

У більшості випадків це -мінерали, рідше чи -мінерали. Вміст у їх решітку як показують природні спостереження та експерименти, проходить у результаті ’непосредственного’ катіонного обміну (частково ) на з багатих цим елементом грунтових вод, циркулюючих у порах вивітрювання.

У багатьох випадках -мінерали утворюються інфільтраційним шляхом, проходячи через стадії гелей (колоідів), які вміщують та одночасно. Існують наступні -мінерали з пор вивітрювання ультраосновних пород.

І. З структурою ’сернентина’ ( + талькоподібний мінерал)

1. гарніерит - до 48%

2. ненукт (крист.) - до 20-47,7%

3. керолит - до 1,56-9,88%

(Порядок мінералів відповідає їх положенню у вертикальному розтині кор вивітрювання)

ІІ. З структурою бейделіта-монтморилоніта

4.ревдиніт - 17-18%

5.нонтроніт - 1,10-1,80% (головний мінерал по розповсюдженості)

ІІІ. З структурою хлорита.

6.коннорит до 36%

7.шухардит до 5-6%

8.джеферизит (проміжний між хлоритом та гідрослюдою) 0,09-4,67%

9.бриндлит (у бокситах Греції) та ін.

Мінерали-носії :

-тальки (до 2-6%), -сениоліт (1.5-10%), -верминулит (до 2.6%),
-холцедон (0.17-0.38%, -хоризонраз), -ксиломелан (0.1-0.8%), -гідрогетити та охри (до 2.2%), магемит - (0.8-1.5%)

Крім вказаних мінералів, описані гінергенні ізумрудно-зелені корки в ультрабазитах о.Сумотра - заратит, а також сульфіди екзогенного генезиса.

Останні виявлені на ’Юж.’ Уралі в чорних збагачених органікою глинах озерного походження та утворились за рахунок виноса з кори вивітрювання сернентинітів, розташованих поруч. Тут встановлені бравоіт , виоларит , милерит у асоціації з ниритом, марназитом , мельниковітом. Сульфіди утворюють желвани, прожилки та тонкодисперсну вираженність. Джерелом сірки являється процес сірководневого бродіння в результаті гниття органіки в застойних водах. Це приклад типового осадження як хальнофіла на сірководневому бар’єрі .

достатньо інтенсивно мігрує у іонній формі , але окремі дослідники обмежують довжину міграції (4-5км).

Андерлинське м-р - ’единственное’ (в СНГ) приклад концентрованого переоткладу у новій мінеральній формі.

Мінерали окису та гідроокису (кінцеві продукти вивітрювання гіпербазитів) спостерігаються у всіх мінеральних осоціаціях кори вивітрювання або являються породоутворюючими, на 70-80% складаючими її верхню охристу зону. Охристі породи нікелевмістні. Вміст в них нікеля непостійний в зв’язку з нерівномірністю умов формування різних ’профилей’ вивітрювання. У ’профиле’ вивітрювання, де добре розвинені селікати, слабо розвинена зона охр та існує слабка концентрація та навпаки.

У корі вивітрювання на у/о породах присутні мінерали окису та закису трьох генетичних типів: 1) остаточні або реліктові; 2) утворені в результаті вивітрювання; 3) інфільтраційно-метасоматичні, які виникли в результаті перерозподілу речовини в межах кори вивітрювання. До першого відноситься магнетит; до другого - гетит, переважно дисперсний, скритокристалічний, рідше дисперсний малеміт та гематит; до третього - магнетит, гетит, гематит та малеміт. Усі перераховані вище мінерали нікеловмістні. Сама низька концентрація (по данним Е.Н.Куземкиной, 1974) спостерігається в остаточному магнетиті склад. - 0.7%, в малеміті - до 1.5% та вище. Найбільш висока концентрація у гетита (більш ніж 2%).

3. Геохімія нікелевмістних кор вивітрювання

Як вказувалось у розділах 2.1, 2.2 власне -носні кори вивітрювання представлені різними морфогенетичними та мінерологічними типами. Найбільший інтерес представляють «кори з нонтронітовим профилем», іх будова (зверху вниз):

1. охри (четит, гідрогетит, гідрогематит, магемит, окиси ). Останні часто утворюють прослой на деякій глибині, відповідній рівню грунтових вод. Потужність 1-4 м.

2. обохрені нонтроніти (1-2 м)

3. суміш нонтронітів з хлоритами, баститами, хромнікелідів та ін. остаточних матеріалів ультрабазитів. Потужність 3-10 м.

4. вилуженні, затронуті контронитизацією серпентиніти (нонтроніти, -гідросилікати, холцедон, опал, остаточні мінерали). Потужність 2-4 м

5. вилуженні серпентиніти

6. карбонатизованні та слабозмінені серпентиніти. концентрується головним чином в зоні (2-3-4), частково (5). В зоні (1) концентрується та .

Зона (1) часто має підвищену потужність (за рахунок редукції зони нонтронітів) та збагачується кремнеземом . Виникає охристо-кремниста кора.

На родовищі з контронітовим профилем кори спостерігається чітка епігенетична геохімічна зональність (зверху-вниз), відповідна вцілому збільшенню лужності ’р-ров’ з глибиною та випадом у осад відповідних гідроокисей , , .

Найбільш богаті ділянки на таких родовищах утворюються інфільтраційним шляхом на лужних бар’єрах, особливо в контакті з карбонатними породами.

На думку И.В.Витовской при реконструкціїї механізмів та корометрів середовища мінералоутворення в корі вивітрування інформативними являються такі данні про такі особливості мінералів як морфологія, розміри та особливо будова поверхні частинок та агрегатів.

Морфологія та розміри частинок новоутворенних фаз тісно зв’язані з степінню іх кристалічності та ’совершенства’ структури.

В нижніх зонах кори вивітрювання гіпергенно змінений серпентин тонкодисперсний , сильно гідротований, з слабкоупорядкованою структурою, вміщує надлишковий кремнезем