Відділ геохімії глибинни флюїдів

Відділ геохімії глибинних флюїдів

Завідувач доктор геологічних наук І. М. Наумко

Bідділ геохімії глибинних флюїдів було створено 1951 р. водночас з організацією Інституту геології і геохімії горючих копалин Національної академії наук України (до 1963 р. – Інститут геології корисних копалин Академії наук Української РСР).

Відділ у різні роки очолювали В. С. Соболєв, Є. К. Лазаренко, В. А. Калюжний, М. М. Давиденко, І. М. Наумко. Початкову назву відділу послідовно змінювали із зміною народно-господарських потреб та наукового профілю Інституту: з 1951 по 1953 рр. – відділ петрографії (В. С. Соболєв); з 1954 по 1958 рр. – петрографії і мінералогії (В. С. Соболєв і Є. К. Лазаренко); з 1958 по 1960 рр. – рудних корисних копалин (Є.К.Лазаренко); з 1961 по 1967 рр. – геохімії рідкісних і розсіяних елементів нафтогазоносних і вугленосних відкладів (В. А. Калюжний); з 1967 до тепер – геохімії глибинних флюїдів (В. А. Калюжний, 1967–1988; М. М. Давиденко, 1989–1993; І. М. Наумко, 1994–до тепер).

До складу відділу входить 12 працівників, серед яких 6 наукових співробітників, зокрема 1 доктор i 3 кандидати наук. У відділі функціонують термо- і кріометрична, мас-спектрометрична хімічна та лазерно-мікроспектральна лабораторії, Центр колективного користування науковими приладами “Газова хроматографія флюїдів геологічних об’єктів” НАН України.

Наукова і науково-організаційна діяльність відділу геохімії глибинних флюїдів здійснюється відповідно до наукового напряму відділу, затвердженого Вченою радою ІГГГК НАН України 20 грудня 1999 р., прот. № 12: “Термобарометрія і геохімія палеофлюїдів середовища мінералоутворення та осадонагромадження у літосфері провінцій горючих копалин України (за флюїдними включеннями у мінералах)” у рамках скорегованих постановою Президії НАН України від 30.03.2011 № 117 основних напрямків наукових досліджень Інституту, зокрема, “Геохімія, термобарометрія флюїдів мінералоутворюючого середовища”, та визначених конкретних дослідних завдань в плані наукової тематики Інституту, а саме:

– з’ясування складу, фізико-хімічних властивостей, генези флюїдів верхньої мантії і земної кори та їхньої ролі у формуванні вуглеводневих і рудних родовищ;

– реконструкція РТХ-умов формування гідротермально-катагенної мінералізації прожилково-вкрапленого типу в осадових товщах нафтогазоносних провінцій для оцінки перспектив нафтогазоносності геологічних розрізів і локальних площ;

– вивчення мінеральних перетворень у вугленосних відкладах за участю метано-водних флюїдів та метану флюїдних включень як однієї із форм знаходження цієї супутньої (самостійної) корисної копалини в газовугільних родовищах;

– дослідження стану і складу мінералоутворювальних флюїдів у парагенних асоціаціях мінерагенічних провінцій Карпатського регіону.

У підсумку багаторічних систематичних цілеспрямованих досліджень геохімії і термобарометрії глибинних флюїдів літосфери Землі за даними комплексних прецизійних досліджень включень у мінералах, мінеральних парагенезів і типоморфних ознак мінералів  породно-рудних комплексів працівниками відділу виконано низку важливих у теоретичному і практичному відношеннях завдань.

До найвагоміших фундаментальних і прикладних результатів належать наступні.

На кристалогенетичних і фізико-хімічних принципах розроблені теоретичні та методичні основи вчення про мінералоутворювальні флюїди (термобарогеохімії–мінералофлюїдології–fluid inclusions research). Ці дослідження набули пріоритетності у колишньому Радянському Союзі і продовжують залишатися такими в Україні завдяки роботам колективу відділу на чолі з лауреатом Державної премії України, професором В. А. Калюжним, нагородженим Міжнародною золотою медаллю ім. Г. Сорбі як свідченням світового рівня розробок. В зв’язку з цим логічним виглядало створення на базі відділу у 1993 р. Українського товариства дослідників флюїдних включень.

Вперше за допомогою випробуваних і введених в дію мас-спектрометричних установок, що не мають аналогів у світовій практиці, доведена відсутність водню у включеннях та виявлені дійсні джерела його виникнення при руйнуванні кристалів і, отже, зроблений значний внесок у вирішення проблеми геохімії водню в геологічних процесах (В. А. Калюжний, Й. М. Сворень, Б. Е. Сахно).

Створено геохімічну модель еволюції постмагматичного процесу для гранітних пегматитів заноришового (камерного) типу. Відкрито загальну закономірність формування пегматитів і гранітів середніх глибин, зокрема, грейзенізованих – періодичність зміни кислотно-лужних властивостей флюїдів (відносного значення рН) на фоні закономірного зниження температури і відповідних їм парагенезисів мінералів (мінеральних асоціацій). Встановлено оптимальні режими кристалізації кондиційної п’єзокварцової та ювелірної сировини пегматитів, запропоновані критерії оцінки її якості в процесі розвідки пегматитових тіл. Встановлені зональні ореоли газів (СО2, СН4, N2), які використовують як пошукові ознаки, зокрема, ендогенно-вуглекислотний метод, що грунтується на індикаторній ролі СО2 для локалізації п’єзокварцу, самоцвітів, рідкісних металів (В. А. Калюжний, Д. К. Возняк, З. І. Ковалишин, М. Д. Братусь, Г. М. Гігашвілі, О. Д. Матвієнко, О. М. Винар, Б. Г. Ремешило, І. М. Наумко). Як фундаментальний в галузі теоретичної і регіональної мінералогії, комплекс цих досліджень відзначено Державною премією України в галузі науки і техніки 1983 р. (В. А. Калюжний).

Встановлено закономірну періодичність в діяльності гідротерм золото-поліметалево-рідкіснометалевих рудопроявів, зумовлену зміною агрегатного стану, складу і термобаричних параметрів середовища кристалізації, і на цій основі відтворені конкретні величини концентрації солей та газів, температур і тисків при формуванні золото-поліметалевих, ртутних родовищ та магматичних порід Закарпаття (З. І. Ковалишин, М. Д. Братусь, І. М. Наумко, Б. В. Заціха, Е. Л. Платонова, Б. Д. Жовтуля, М. О. Вітик, Н. М. Сайко), золото-поліметалевих родовищ Донбасу (В. А. Калюжний, І. М. Зінчук), рідкіснометальних і золоторудних проявів Українського щита (В. А. Калюжний, О. М. Винар, О. Д. Матвієнко, М. Д. Братусь, І. М. Наумко, Н. Е. Ліберсбах), а також ізотопна природа вуглецю і кисню СО2, водню води та інших компонентів флюїдів, що формували ці родовища. Зокрема, для Берегівського рудного району Закарпаття визначені температурні границі нагромадження і глибина поширення руд; доведено, що основними факторами відкладення золота були процеси кипіння і змішування різних за природою розчинів. Виявлено просторова зональність вуглеводнево-водних і вуглекислотно-водних флюїдів рудоносних гідротермалітів Донбасу і перехідної зони до Дніпрово-Донецької западини. Для родовища золота серед метаморфічних товщ типу чорносланцевих (Мурунтау та інших) виявлена значна роль вуглеводневих сполук, передусім СН4, при різко зниженому порівняно з класичними гідротермальними жильними родовищами вмісті СО2 (М. Д. Братусь, М. М. Давиденко). Встановлено типоморфні ознаки і генетичний зв’язок жильного і стратиформного флюоритових рудопроявів Бахтинського рудного поля (Придністров’я) (О. Д. Матвієнко).

Вищенаведені матеріали стали підставою для виділення двох крайніх гілок геохімічної (мінерагенічної) спеціалізації мінерало-(рудо-)утворювальних флюїдів: за участі дуже високих концентрацій СО2 і в присутності значного вмісту СН4: з діоксидвуглецево-водними флюїдами пов’язані, в основному, рудопрояви поліметалів і золота, з діоксидвуглецево-метаново-водними – деякі генетичні типи золотоносної мінералізації та вуглеводневі нафтогазові скупчення (В. А. Калюжний, О. М. Винар, І. М. Зінчук, З. І. Ковалишин, О. Д. Матвієнко, І. М. Наумко, Й. М. Сворень). Запропонованo нову технологію локального прогнозування збагачених ділянок золоторудних полів (Й. М. Сворень, І. М. Наумко, В. А. Калюжний, З. І. Ковалишин, М. Д. Братусь, М. М. Давиденко).

Геохімічні особливості вуглеводневих сполук флюїдних включень досліджені на прикладі жильних гідротермалітів Волино-Поділля, Українських Карпат, Криму і Туркменистану, викидів грязевих вулканів Керченського і Таманського півостровів.

Зокрема, за даними дослідження флюїдних включень та онтогенічними спостереженнями відтворена стадійність катагенетичного мінералоутворення в осадових товщах Львівського палеозойського прогину, передусім у межах Белз-Милятинського розлому. Для виділених груп флюїдних вуглеводневовмісних систем встановлені елементи як вертикальної зональності (вищий вміст легких вуглеводнів на значних глибинах і збагаченість важкими вуглеводневими компонентами на менших) на фоні закономірного зростання температур мінералоутворення з глибиною, так і латеральної – зміна складу флюїдів від нафтових через газоконденсатні до істотно метанових у напрямку з північного заходу на південний схід регіону (В. А. Калюжний, Г. М. Гігашвілі, І. М. Зінчук, І. М. Наумко, Е. Л. Платонова). За флюїдними включеннями в кристалах кварцу типу “мармарошських діамантів” з гідротермальних жил розкрита закономірна послідовність змін складу і РТ-параметрів міграції вуглеводневмісного гідротермального флюїду у межах південно-західного схилу Українських Карпат: в часі – від метаново-водного (240–200 °С, 300–50 МПа) до нафтово-метаново-водного (170–80 °С, 50 МПа) та в просторі (за максимальними значеннями) – від 210–225 °С і 80–100 МПа на південному сході до 230–240 °С і 300 МПа на північному заході (В. А. Калюжний, М. Д. Братусь, І. В. Дудок, М. О. Вітик, С. Б. Ломов). Тут вперше у включеннях знайдено у рідкому стані СО2 і легкі вуглеводні типу газоконденсатних (етан, пропан), що вказує на вірогідність виявлення в районі покладів вуглеводнів (В. А. Калюжний, Б. Е. Сахно). В кальциті з викидів грязевих вулканів Керченського і Таманського півостровів вперше виявлено метанові включення високої щільності та включення рідких вуглеводнів і розраховано термодинамічні параметри формування глибинних осередків грязевого вулканізму за участi вуглеводневих сполук (В. А. Калюжний, Л. Ф. Телепко).

Дані щодо складу і РТ-параметрів флюїдів підкорових і мантійних областей отримані за включеннями та газовими домішками в магматичних породах глибинного генезису: толеїтах підводноокеанічного виверження, потенційно алмазоносних лужних базальтоїдах Середньої Азії, кімберлітах Якутії (В. А. Калюжний, М. Д. Братусь, І. М. Зінчук, Л. Р. Редько, Й. М. Сворень, Б. Е. Сахно, О. С. Круглов). Вперше доведено, що леткі компоненти базальтових (толеїтових) лав рифтових зон Світового океану складаються лише з СО2 (без врахування води та незначних рідкісних домішок азоту), ізотопний склад вуглецю якого відповідає мантійному (Г. П. Мамчур, Й. М. Сворень, В. А. Калюжний, І. М. Наумко). Це свідчить про особливу роль СО2 в процесах, що відбуваються на великих глибинах літосфери. Останній висновок підтверджується по суті постійною кількісною перевагою СО2 в базальтах мантійного генезису та мінералах кімберлітів. За включеннями встановлено, що розвиток в складчастих областях континентів ультраосновного і основного магматизму лужного ряду супроводжується інтенсивною дегазацією СО2 при різко підпорядкованому значенні відновних сполук вуглецю. Діоксид вуглецю є також основним компонентом летких домішок і в діаманті та його мінералах-супутниках. Це дає змогу, враховуючи одержані відділом дані про ендогенний мінералогенез і сучасні загальнотеоретичні передумови, значно розширити межі обгрунтованого прогнозування родовищ алмазу, зокрема й некімберлітового типу.

Кілька перспективних напрямків використання флюїдних включень накреслено у відділі і для дослідження осадових та вулканогенно-осадових товщ, зокрема тих, що містять поклади вуглеводнів у сучасних провінціях горючих копалин, в частині щодо реконструкції РТX-параметрів катагенного та гідротермального мінералоутворення, встановлення відносного часу виникнення тріщинуватості, розчленування і кореляції несхарактеризованих палеонтологічно верств, виділення маркувальних стратиграфічних горизонтів, з’ясування корінних джерел важливих типоморфних мінералів і мінеральних асоціацій, ідентифікації напрямків зносу уламкового матеріалу і встановлення його просторово-генетичного зв’язку з гіпотетичними материнськими породами.

Останнім часом зусилля працівників відділу зосереджені на дослідженнях РТX-параметрів постседиментаційної прожилково-вкрапленої мінералізації гідротермально-катагенного походження в осадових товщах нафтогазоносних провінцій України (І. М. Наумко, В. А. Калюжний, З. І. Ковалишин, М. Д. Братусь, І. М. Зінчук, Й. М. Сворень, О. Д. Матвієнко). Завдяки їм вдалося відтворити типові риси флюїдного режиму катагенно-гідротермального процесу і отримати нові дані про міграцію глибинних палеофлюїдів та їхній вплив в околі нафтових покладів на формування своєрідних термобаричних і геохімічних ореолів, зафіксованих у флюїдних включеннях в мінералах прожилків і вкраплеників, а також просторово і часово близькі, чи навіть спільні шляхи міграції вуглеводнево-водних (нафтово-водних) флюїдів, з якими пов’язані нафтогазові поклади, i металоносних (вуглекислотно-водних чи метаново-вуглекислотно-водних) флюїдів – переважно рудопрояви поліметалів, сурми, арсенію тощо. Отриманими даними стверджується, що рівень газонасиченості, ступінь різноманітності і спектр елементного складу вуглеводнів флюїдних включень у мінералах з прожилків (карбонатних, кварц-карбонатних та ін.) в покрівельній та бокових частинах покладів вуглеводнів мають безпосередній зв’язок з генезисом і кількістю вуглеводневовмісних флюїдів, що мігрували через породи, формуючи водночас прожилки чи постседиментаційно змінюючи самі породи-колектори (проявляючись у перекристалізації цементу та регенерації уламкових зерен), а також із ступенем їхнього захоронення і збереження в породах-колекторах. Вони на порядок і більше від величин, які отримуються аналізом вмісних порід з ореолів покладів.

Зокрема, дослідженнями осадових товщ Карпатської нафтогазоносної провінції виявлено, що для прожилково-вкрапленої мінералізації за розрізами свердловин в околі наявних покладів вуглеводнів характерні високі значення відносної газонасиченості мінералоутворювального флюїду, що часто корелюється з величиною його водонасиченості, та значний вміст насичених вуглеводнів (насамперед, метану, етану, пропану) у газовій фазі порівняно з фоновими показниками (І. М. Наумко, З. І. Ковалишин, Й. М. Сворень, Б. Е. Сахно, Л. Ф. Телепко). Виявлені закономірності, подібно до встановлених раніше ореолів підвищеного вмісту діоксиду вуглецю та інших газів флюїдних включень в мінералах навколо п’єзокварцових і рідкіснометальних пегматитів, а також деяких золотоносних гідротермальних жил, можуть розглядатися як сприятливі пошуково-оціночні регіональні і локальні ознаки нафтогазоперспективних земель.

Дані з термобарометрії і геохімії газів прожилково-вкрапленої мінералізації катагенно-гідротермального походження у відкладах нафтогазоносних областей складають основу ендогенно-метанового (ендогенно-вуглеводневого) методу пошуків нафтогазових покладів, у рамках якого запропоновані нова технологія визначення перспективи нафтогазоносності локальної площі (Й. М. Сворень, І. М. Наумко, М. М. Давиденко) та нова технологія визначення генезису вуглеводневих газів (Й. М. Сворень, І. М. Наумко), а також виявлені передумови прогнозу покладів вуглеводнів за термобарогеохімічними показниками (І. М. Наумко, Й. М. Сворень, З. І. Ковалишин).

Отже, відтворені за флюїдними включеннями типоморфні ознаки постседиментогенної прожилково-вкрапленої мінералізації осадових нафтогазоносних товщ пропонується використовувати як один з важливих показників нафтогазоносності геологічного розрізу, що дасть змогу достовірніше обгрунтувати пошуково-розвідувальні роботи.

Деталізовано два тренди еволюції складу вуглеводневих систем в осадовій товщі Львівського палеозойського прогину: а) трансформація в умовах частково відкритої гетерогенної системи внаслідок втрати летких компонентів, насамперед, метану, у нафтоподібні суміші з паралельною деструкцією їхньої частини з формуванням бітумоподібних рідин і твердих бітумів у приповерхневих умовах (елементи часової еволюції і вертикальної зональності); б) зміна нафтоподібних сумішей легкими істотно метановими флюїдами (елементи латеральної зональності) (І. М. Зінчук, І. М. Наумко, В. А. Калюжний, Б. Е. Сахно).

З’ясовано значну подібність і, певною мірою, успадкованість складу флюїдних включень у катагенних прожилкових мінералах в околі нафтогазових покладів Карпатської нафтогазоносної провінції та даних, які характеризують співвідношення летких компонентів природних газів і розчинених у пластових водах з власне родовищ, що має важливе генетичне і прикладне значення (І. М. Наумко, З. І. Ковалишин, М. Д. Братусь, Ю. А. Белецька, Л. Ф. Телепко).

Встановлено, що постседиментогенні зміни породних комплексів на площах з прогнозованою або підтвердженою нафтогазоносністю в Північному Причорномор’ї відбувалися під впливом глибинних вуглеводневмісних флюїдів у межах субвертикальних флюїдопровідних структур, у яких метан значно розширював область гетерогенізації флюїдів та їхнє розділення на істотно водно-сольову і збагачену вуглеводнями фази (І. М. Наумко, І. М. Зінчук, М. Д. Братусь).

Реконструйовано термобаричні і геохімічні параметри мінералотворних флюїдів основних золото-поліметалевих родовищ і рудопроявів Нагольного рудного району та суміжних геологічних структур Центрального Донбасу і чітку зональність територіального розподілу параметрів мінералоутворення та стабільних ізотопів вуглецю в регіоні (І. М. Зінчук).

Розроблено та обґрунтовано нову дуалістичну (абіогенно-біогенну) концепцію синтезу і генезису природних вуглеводнів, за якою гігантські та надгігантські родовища нафти і газу утворилися з неорганічних та органічних вихідних вуглеводневмісних сполук у літосфері Землі під впливом глибинного високотемпературного флюїду – головного, основного і важливого джерела як потужної тектоногенної енергії, так і достатніх обсягів вихідних компонентів (водню і вуглецю) для синтезу вуглеводнів у його середовищі (Й. М. Сворень, І. М. Наумко).

Відтворено флюїдний режим мінералогенезу породно-рудних комплексів літосфери України і отримано дані про міграцію глибинних флюїдів та їхній вплив на постседиментогенні перетворення осадових товщах, що містять поклади вуглеводневої і рудної сировини (І. М. Наумко).

Показано, що надра Землі є потужним як джерелом вихідних речовин, так і високоенергетичним природним фізико-хімічним реактором, в якому синтезуються і утворилися більшість корисних копалин, що склало основу нового наукового напряму у геології – “Надра Землі – природний високоенергетичний фізико-хімічний реактор” (Й. М. Сворень, І. М. Наумко).

Вивчено склад та особливості просторово-часового розподілу газової фази флюїдів метаморфогенно-метасоматичного мінералогенезу породно-рудних комплексів північно-західної частини Мармарошського масиву. Стверджено, що у процесі їхнього становлення і перетворення були всі умови для перебігу процесів синтезу вуглеводневих сполук з можливим подальшим формуванням покладів вуглеводнів як у піднасувних структурах, так і у сприятливих структурах-пастках тектонічного походження (І. М. Наумко, Р. А. Бондар, Й. М. Сворень, Б. Е. Сахно, О. О. Нечепуренко).

На прикладі родовищ вуглеводнів Передкарпатського прогину з’ясовано характер спряжених процесів міграції і локалізації вуглеводнів в осадових верствах насувно-піднасувних структур нафтогазоносних областей та формування прожилково-вкрапленої мінералізації у системах залікованих тріщин, відповідно до наукового напряму у геології “Геохімія і термобарометрія газів прожилково-вкрапленої мінералізації у відкладах нафтогазоносних областей і металогенічних провінцій”, який розвивається у відділі (І. М. Наумко та ін.).

Схарактеризовано флюїдний режим грязьового вулканізму Керченського півострова як відображення етапності вертикально-міграційних процесів у регіоні (за включеннями у кальциті і гіпсі викидів грязьових вулканів) (І. М. Наумко та ін.).

Відтворено склад та відносну газонасиченість висхідних мігрувальних флюїдних палеопотоків, що склало передумови для створення схем міграції і реконструкції можливих шляхів припливу флюїдів й, відповідно, обгрунтування можливості фіксації флюїдопровідних розломних зон підвищеної проникності гірських порід у нафтогазоносних верствах і вуглепородних масивах мінералофлюїдологічними методами (М. І. Павлюк, І. М. Наумко).

Встановлено абіогенно-біогенну природу вугільного метану і раніше невідому властивість абіогенного метановмістного високотемпературного флюїду перетворювати органічні рештки за вугільним рядом та розроблено фізико-хімічну модель формування вугільних пластів з органічних решток в осадових верствах під впливом метановмістних складових глибинного високотемпературного флюїду з одночасним утворенням прожилково-вкрапленої мінералізації та її метанонасиченням (Й. М. Сворень, І. М. Наумко).

Доведено роль глибинних флюїдів як визначальної складової флюїдних постседиментогених мінералоутворювальних палеосистем за участi метано(вуглеводне)-водних флюїдів у вуглепородних масивах (І. М. Наумко та ін.).

Запропоновано ймовірну модель утворення природних вуглеводнів у літосфері Землі за ще одним принципово можливим шляхом. Вона грунтується на аналізі та інтерпретації результатів досліджень проф. Ф. Фройнда i його групи з університету в Кельні, якими у лабораторних умовах відтворено процес синтезу вуглеводнів за взаємодії вільного вуглецю чи СО2 з водою за 500–800 °С на дефектах кристалічної структури MgO, що супроводжується виділенням вільного кисню. Такий процес пояснює механізм використання СО2 та H2O як джерел вуглецю і водню під час вуглеводнегенезу (І. М. Павлюк, І. М. Наумко, Р. Г. Макітра, Д. В. Брик).

Ha підставі виконаного узагальнення схарактеризовано усі відомі в Складчастих Карпатах, Передкарпатському і Закарпатському прогинах мінерали класу силікатів: поширення, форми прояву, морфологію, хімічний склад, структуру, фізичні властивості, генезис і парагенезис, зокрема, підкласу каркасної структури (група мінералів кремнезему та цеоліти) (І. М. Наумко, Р. А. Бондар, З. Г. Матвіїшин, І. Т. Попп у складі авторського колективу монографії “Мінерали Українських Карпат. Силікати”).

Досліджено склад, джерела і походження вуглеводнів у включеннях у мінералах (як природно збережених реліктах вуглеводневмістних палеосистем) формацій областей альпійського тектогенезу України, що дало змогу відтворити термобаричні і геохімічні характеристики флюїдного середовища кристалізації мінералів та стадійності як мінералогенезу, так і міграційних процесів за участі вуглеводневих сполук як основи для створення відповідних схем міграції металоносних вуглецевистих флюїдів у літосфері Землі (І. М. Наумко, Й. М. Сворень, І. М. Зінчук та ін.).

Встановлено, що формування кварцово-жильних золоторудних проявів південно-західної частини Кіровоградського блоку Українського щита відбувалося за середньотемпературних (380–200 °С) умов гідротермально-метасоматичного процесу. Відкладенню акцесорного золота сприяло розкладання хлорауратних комплексних сполук при гетерогенізації діоксидвуглецево-водних флюїдів зі спадом температури розчинів, підвищенням їхньої лужності і зниженням активності хлор-іона (І. М. Наумко, Н. Г. Сава, Б. Е. Сахно, Л. Ф. Телепко, Ю. М. Шашорін).

Аналіз вперше отриманих даних хімічної мас-спектрометрії про перевагу метану (до 100 об. %) та появу на глибших горизонтах етану (перші % за рахунок зменшення вмісту СН4), а також діоксиду вуглецю та азоту в летких компонентах флюїдних включень у мінералах і закритих пор аргілітів породних комплексів палеозою Волино-Поділля дав змогу дійти висновку про наявність у них умов для перебігу процесів газоутворення шляхом перетворення органічної речовини у “сланцевий” газ, сорбований і оклюдований мінеральною та органічною речовиною на стадії катагенезу, а, отже, їхню газоперспективність. Відсутність пари води може свідчити про “сухість” вуглеводневих систем, а низькі значення відносної газонасиченості – про перетворення органічної речовини як джерела летких, насамперед вуглеводневих, сполук за невисоких (головно, літостатичних) тисків. Водночас на порядок вища відносна газонасиченість кальциту прожилків, яким заліковані субвертикальні тріщини в аргілітовій товщі, та поява пари води вказує на можливий приплив цими потужними системами сполучених тріщин глибинних мігрувальних палеофлюїдів. Запропоновано вірогідний механізм газогенерації у поровому просторі з подальшим як захопленням газу у вільному стані, так і сорбцією його породами з утворенням “сланцевого” газу. Він грунтується на зіставленні даних про склад летких компонентів флюїдних включень у мінералах і закритих пор перспективно газоносних аргілітів та сорбційно-генераційні процеси утворення метану у вугіллі, виходячи з принципової єдності природи і шляхів перетворення розсіяної і концентрованої форм органічної речовини (І. М. Наумко, І. М. Куровець, С. С. Куровець, Б. Е. Сахно, П. С. Чепусенко).

Доведено можливість утворення бітумінозних речовин – кериту і антраксоліту в пегматитах Українського щита і Воронежського масиву при інверсії редокс-потенціалу флюїдів на пневматоліто-гідротермальній стадії розвитку гранітоїдного магматизму, що сприятиме як пізнанню процесів перенесення металів у комплексах з органічними лігандами, так і вирішенню питань формування рудних родовищ, пов’язаних з вуглецьвмістними комплексами порід (Р. П. Готтіх, Б. І. Пісоцький, І. М. Наумко, К. І. Свєшніков).

За даними ізотопного аналізу Карбону і Оксигену карбонатів прожилків і вмістних порід у межах Лопушнянського нафтового родовища (Українські Карпати) показано домінувальний вплив глибинних вуглеводневмістних флюїдів на формування прожилково-вкрапленої мінералізації в околі покладів, на користь чого свідчить також ізотопний склад Сульфуру нафти цього родовища, який відповідає метеоритному стандартові (І. М. Наумко, Ю. А. Белецька, В. М. Загнітко).

Порівняно головні мінералого-генетичні і технологічні характеристики породних комплексів з цеолітами Українського Закарпаття (кліноптилоліт) і Тіману (анальцим). Оскільки сорбційні властивості кліноптилоліту виявилися кращими (і як молекулярних сит, до прикладу, щодо молекули н-гексану), а його утворення в Закарпатті пов’язують з інтенсивним вулканізмом, то це зумовлює необхідність пошуків кліноптилолітових верст і в межах Тіманської цеолітоносної провінції, бо у складі анальцимовмістних відкладів там теж присутній пірокластичний матеріал (І. М. Наумко, Р. А. Бондар, З. Г. Матвіїшин, О. Б. Котова, Д. О. Шушков).

Встановлено умови формування прожилково-вкрапленої мінералізації y базальтах лучичівської товщі трапової формації у зоні зчленування Волинського палеозойського підняття і Волино-Подільської монокліналі Західної Волині. Оптимальними параметрами процесів мінералогенезу слід вважати температурний інтервал 325–235 °С (за первинними включеннями в анальцимі і кальциті) і домінування азоту (до 100 об. %) над діоксидом вуглецю у газовій складовій, що відповідає середньотемпературним гідротермальним процесам (мезотермальні процеси 200–300 °С), подібно до параґенезів міденосних трапів Декану (Індія). Вперше з’ясоване важливе генетичне значення знахідок пізолітів у туфах бабинської світи трапової формації північно-західної Волині, оскільки за особливостями їхнього поширення можна стверджувати про їхнє субаквальне походження за умови формування у межах проміжної і віддаленої зон виверження (І. М. Наумко, Н. В. Нестерович, Ю. І. Федоришин, Л. Ф. Телепко, Б. Е. Сахно).

Ha підставі виконаного узагальнення даних вивчення параґенезів мінералів, типомофних ознак мінералів і флюїдних включень у мінералах схарактеризовано процеси мінералогенезу в усіх породно-рудних комплексах Українських Карпат (І. М. Наумко І. Т. Попп у складі авторського колективу монографії “Мінерали Українських Карпат. Процеси мінералоутворення”).

На основі розроблених нової теорії синтезу і генезису природних вуглеводнів та нової моделі вуглеводнегенезу у літосфері Землі як підгрунті нових фундаментальних знань про закономірності розподілу корисних копалин у земній корі та технології їхнього вилучення обґрунтовано і вибрано оптимальні параметри комплексного освоєння газовугільних родовищ за допомогою потокових технологій швидкісного буріння свердловин, що набуває беззаперечних переваг перед іншими інноваційними проектами, оскільки сприяє імпортозаміщенню енергоресурсів власними запасами газу-метану, окуповується упродовж року, забезпечує нові робочі місця, розширює перспективи рентабельного збільшення видобутку вугілля і підтримання належного рівня безпеки підземних робіт (І. М. Наумко і ін.).

Завідувача відділу, доктора геологічних наук І. М. Наумка включено до складу колективу претендентів роботи “Комплексне освоєння газовугільних родовищ на основі потокових технологій буріння свердловин”, висунутої Інститутом геології і геохімії горючих копалин НАН України на здобуття Державної премії України в галузі науки і техніки 2014 року.

На теоретичних і методичних засадах вчення про мінералоутворювальні флюїди в розвиток нового наукового напряму в геології – геохімії і термобарометрії газів прожилково-вкрапленої мінералізації у відкладах нафтогазоносних областей і металогенічних провінцій закладено підґрунтя нового вирішення проблеми розробки пошукових технологій-методик нетрадиційного типу, що передбачають їхнє створення та здійснення за ними власне пошуку корисних копалин одночасно зі з’ясуванням проблеми їхнього генезису і синтезу на атомно-молекулярному рівні, зафіксованому дефектами в кристалах мінералів, насамперед, флюїдними включеннями.

Розроблені й апробовані нові технології-методики такого плану належать до галузі пошукової геології і геохімії та застосовуються для вирішення генетичних питань, мінералого-геохімічного прогнозування і пошуків покладів (родовищ) корисних копалин у локальних структурах нафтогазоносних областей і металогенічних провінцій, а саме:

– визначення генезису вуглеводневих газів (Й. М. Сворень, І. М. Наумко);

– визначення перспективи нафтогазоносності локальної площі (Й. М. Сворень, І. М. Наумко, М. М. Давиденко);

– локального прогнозування збагачених ділянок золоторудних родовищ (Й. М. Сворень, І. М. Наумко, В. А. Калюжний, З. І. Ковалишин, М. Д. Братусь, М. М. Давиденко).

– експресного визначення калію у включеннях для ідентифікації збагачених золотом і безрудних жильних утворень (З. І. Ковалишин, І. М. Наумко, В. М. Ковалевич).

 

Науково-технічне співробітництво здійснювалося шляхом стажування працівників відділу в провідних наукових центрах Європи і участю в роботі міжнародних наукових конференцій. Безпосередні наукові контакти зав’язані з Інститутом геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М. П. Семененка НАН України (м. Київ), Інститутом геотехнічної механіки ім. М. С. Полякова НАН України (м. Дніпропетровськ), Українським державним науково-дослідним і проектно-конструкторським інститутом гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України (м. Донецьк), Інститутом проблем нафти і газу РАН (м. Москва).

1993 р. на базі відділу створено Українське товариство дослідників флюїдних включень, тоді ж прийняте до Європейської асоціації дослідників флюїдних включень.

Працівники відділу є авторами і співавторами 32 монографій, численних статей у фахових наукових виданнях та у працях, матеріалах і тезах доповідей численних міжнародних наукових конференцій, захистили 3 докторські і 20 кандидатських дисертацій

Відзнаки на міжнародному, державному і відомчому рівнях:

– Державна премія України в галузі на і техніки (В. А. Калюжний, 1983);

– Міжнародна золота медаль ім. Г. Сорбі (В. А. Калюжний, 1993);

– Державна стипендія видатним діячам науки (В. А. Калюжний, 1998);

– Почесні грамоти Президії НАН України (І. М. Наумко, 2001, 2011; Л. Р. Редько, 2007);

– “Медаль В. І. Лучицького” (І. М. Наумко, 2001);

– Срібний нагрудний знак ВГО “Спілка геологів України” (І. М. Наумко, 2006);

– Премія імені академіка Є. К. Лазаренка для молодих вчених (Р. А. Бондар, 2012).

Отриманню перерахованих найвагоміших результатів фундаментального і прикладного спрямування сприяло функціонування у складі відділу від часу його створення низки спеціалізованих лабораторій: мас-спектрометричного хімічного аналізу (Й. М. Сворень, Б. E. Сахно, Є. С. Новіков, Б. І. Пісоцький); мас-спектрометричного ізотопного аналізу (Г. П. Мамчур, І. М. Наумко, І. П. Гаранюк); газового аналізу (З. І. Ковалишин); рентгеноструктурного аналізу (З. Й. Йориш, Л. Й. Скульська); електронно-мікроскопічного аналізу (Н. О. Миколайчук); хімічного ультрамікроскопічного аналізу (З. М. Притула, О. М. Федусів, І. М. Денега, І. С. Готь); лазерного мікроспектрального аналізу (Л. П. Дручок); кріометричного аналізу (І. М. Зінчук); термометричного аналізу, зокрема включень розплавів (Б. Д. Жовтуля); геохімії ендогенного вуглецю (О. Д. Матвієнко); шліфувальної майстерні (Г. М. Журавчак), а також Центру колективного користування науковими приладами “Газова хроматографія флюїдів геологічних об’єктів” НАН України (з 2011 р.) (І. М. Наумко, І. М. Зінчук, Л. Р. Редько, Р. А. Бондар).

Отож, аналіз наявного у відділі геохімії глибинних флюїдів Інституту геології і геохімії горючих копалин НАН України фактичного матеріалу дає підставу стверджувати, що проблеми дослідження перебігу природних процесів процесів мінералогенезу у верхній мантії та земній корі, пов’язаних з дефлюїдизацією глибинних горизонтів літосфери, мантійним і коровим петрогенезом, формуванням рудних і нерудних родовищ, постседиментогенним мінералоутворенням в осадовій товщі, що супроводжує утворення природних вуглеводнів, їхню міграцію і нагромадження з формуванням покладів (родовищ) як традиційних, так і нетрадиційних (метан вугільних покладів, “сланцевий” газ, газ ущільнених колекторів тощо) джерел, у більшості випадків не можуть бути однозначно вирішенi без вивчення флюїдних включень у мінералах як твердих тілах. Cаме ці дефекти кристалічної структури є важливим генетичним джерелом інформації і водночас тими реальними свідками процесів, що проявилися при формуванні мінеральних парагенезів породнo-рудних комплексів, покладів нафти і газу, скупчень метану як газу вугільних покладів, “сланцевого” газу, газу ущільнених колекторів тощо, та створенні геохімічних і термобаричних ореолів у пошуковому просторі.

Це сприятиме розробці комплексу термобаричних і геохімічних критеріїв прогнозу, пошуків та оцінки родовищ корисних копалин в металогенічних провінціях, нафтогазоносних областях і вугільних басейнах України.