М.D. Bratus, FLUID PRESSURE OF PROCESSES OF THE MINERALOGENESIS
https://doi.org/10.15407/mineraljournal.48.02.003
UDC 548.4:549:550:552.3/5:553.3/9
FLUID PRESSURE OF PROCESSES OF THE MINERALOGENESIS
М.D. Bratus, PhD (Geology), Senior Researcher
E-mail: mdbratus@gmail.com; orcid: 0009-0001-9319-1103
І.М. Naumko, DrSc (Geology), Corresponding Member of the NAS of Ukraine,
Prof., Head of Department
E-mail: naumko@ukr.net; orcid: 0000-0003-3735-047X
І.М. Zinchuk, PhD (Geology), Senior Researcher
E-mail: ig.zinchuk@ukr.net; orcid: 0009-0008-0647-4975
Institute of Geology and Geochemistry of Combustible Minerals of the NAS of Ukraine
3-a, Naukova Str., Lviv, Ukraine, 79060
Language: Ukrainian
Mineralogical journal 2026, 48 (2): 03-18
Abstract: Based on studies of the fluid phase of inclusions in minerals of rocks of different genetic types from the Earth’s lithosphere, the relationship (connection) of individual parameters: pressure — temperature, pressure — density and temperature — density — in the creation of fluid pressure, in particular ultra-high, in the rock environment during magmatic, metamorphic and hydrothermal mineral formation is shown. Using the exampleі of studying ultra-high fluid pressures during the crystallization of quartz crystals of the "Marmarosh diamonds" type, it is proven that ultra-high fluid pressure is associated with the internal chemical transformation of the initial water-oil fluid with the accumulation of a high-density gas phase (СН4) as the main barogenic factor of ultra-high fluid pressures. For individual gold-ore objects of the Ukrainian Shield, high fluid pressure in vein quartz were caused by the oxidation of graphite of host rocks to СО2 with its subsequent active participation in the formation of vein gold mineralization. This is evidenced by the closeness of the isotopic composition of carbon СО2 of fluid inclusions in quartz and anthraxolite veins and in graphite and carbonate of host rocks. According to the results of determinations of fluid pressure of mineralogenesis among different types of lithosphere rocks, it follows that fluid pressures of mineralogenesis in the rock environment, including ultra-high ones, are the product of mineral, chemical and other transformations in the rock-fluid system against the background of geodynamic and geochemical processes at a specific object. According to geological data, fluid pressure of crystallization of minerals of basaltoid magmas during their penetration into the rock and water (oceanic) environment, as well as the magnitude of the pressures of inclusions of water-salt solutions in quartz from Volyn pegmatites, are commensurate with the depth of mineral crystallization. The ultra-high fluid crystallization pressure of the Carpathian "Marmarosh diamonds" appears to be independent of depth., although some individual values may be commensurate with lithostatic pressure. There is not enough reason to judge the commensurability of fluid pressure from fluid inclusions in minerals of metamorphic rocks with the probable depth of their crystallization.
Keywords: inclusions in minerals, fluid, barometry, mineralogenesis, igneous, metamorphic, sedimentary rocks.
References / Література
Balitsky, V.S., Bondarenko, G.V., Pironon, Zh., Pеntelei, S.V., Balitskaya, L.V., Godunova, M.A. and Bublikova, T.M. (2013), Supercritical fluids. Theory and practice, Vol. 8, No. 2, pp. 39-59 [in Russian].
[Балицкий, В.С., Бондаренко, Г.В., Пиронон, Ж., Пентелей, С.В., Балицкая, Л.В., Годунова, М.А., Бубликова, Т.М. (2013), О причинах вертикальной зональности распределения углеводородов в недрах Земли: Экспериментальные доказательства крекинга нефти в высокотемпературных водно-углеводородных флюидах. Сверхкритические флюиды. Теория и практика. 8, № 2. С. 39—59.]
Balitsky, V.S., Pеnteley, S.V., Balitskaya, L.V., Bublikova, T.M., Pironon, Zh., Godunova, M.A., Barres, O. and Randi, O. (2014), Proc. XVI All-Russian Conf. on Thermobarogeochemistry, Irkutsk, IGC SB RAS, Septem. 10-14, 2014, pp. 115-116 [in Russian].
[Балицкий, В.С., Пентелей, С.В., Балицкая, Л.В., Бубликова, Т.М., Пиронон, Ж., Годунова, М.А., Баррес, О., Ранди, О. (2014), Использование синтетических флюидных включений для оценки нефтегазового потенциала битуминозных пород и выяснения фазового состояния генерируемых ими углуводородов: Материалы ХVI Всерос. конф. по термобарогеохимии. Иркутск: ИГХ СО РАН, 10—14 сент. 2014 г. С. 115—116.]
Berdnikov, N.V. and Prikhodko, V.S. (1981), Reps Acad. Sci. USSR, Vol. 259, No. 3, pp. 708-710 [in Russian].
[Бердников, Н.В., Приходько, В.С. (1981), Углекислотная дегазация щелочнобазальтовых магм. Докл. АН СССР. 259, № 3. С. 708—710.]
Bratus, M.D. (2011), Mineral. Coll., No. 61, Iss. 1-2, pp. 89-113 [in Ukrainian].
[Братусь, М.Д. (2011), Ізотопний склад вуглецю й кисню в мінералах рудоносних та вмісних порід родовищ України. Мінерал. зб. № 61, вип. 1—2. С. 89—113.]
Bratus, M.D. and Zinchuk, I.N. (1985), Thermobarometry and geochemistry of ore-forming fluids, Abst. VII All-Union meeting, Lvov, Pt 1, pp. 183-184 [in Russian].
[Братусь, М.Д., Зинчук, И.Н. (1985), Термобарометрия и геохимия рудообразующих флюидов: Тез. докл. VІІ Всесоюзн. совeщ. Львов. Ч. 1. С. 183—184.]
Bratus, M.D., Davydenko, M.M., Zinchuk, I.M., Kalyuzhnyi, V.A., Matviyenko, O.D., Naumko, I.M., Pirozhyk, N.E., Redko, L.R. and Svoren, Yo.M. (1994), Fluid regime of mineralization in the lithosphere (in connection with forecasts of minerals), Nauk. dumka, Kyiv, 192 p. [in Ukrainian].
[Братусь, М.Д., Давиденко, М.М., Зінчук, І.М., Калюжний, В.А., Матвієнко, О.Д., Наумко, І.М., Пірожик, Н.Е., Редько, Л.Р., Сворень, Й.М. (1994), Флюїдний режим мінералоутворення в літосфері (в зв’язку з прогнозуванням корисних копалин). Київ: Наук. думка. 192 с.]
Bratus, M.D., Zinchuk, I.M. and Kurlov, M.S. (2007), Mineral. Coll., No. 57, Iss. 2, Lviv, pp. 76-84 [in Ukrainian].
[Братусь, М.Д., Зінчук, І.М., Курлов, М.С. (2007), Леткі компоненти флюїдних включень в мінералах порід за розрізом Криворізької надглибокої свердловини. Мінерал. зб. № 57, вип. 2. С. 76—84.]
Bratus, M.D. and Lomov, S.B. (1996), Geol. and Geochem. Combustible Minerals, No. 1-2 (94-95), Lviv, pp. 85-96 [in Ukrainian].
[Братусь, М.Д., Ломов, С.Б. (1996), Умови мінералоутворення та ізотопна природа компонентів флюїдів у жилах серед осадочних порід Складчастих Карпат. Геологія і геохімія горючих копалин. № 1—2 (94—95). С. 85—96.]
Bratus, M.D. and Pogrebniak, I.N. (1982), Reps Acad. Sci. USSR, Vol. 261, No. 1, pp. 189-194 [in Russian].
[Братусь, М.Д., Погребняк, И.Н. (1982), Генетические особенности кристаллизации горного хрусталя Большого Балхана. Докл. АН СССР. 261, № 1. С. 189—194.]
Fife, W.S., Price, N.J. and Thompson, A.B. (1978), Fluids in the Earth’s crust, Elsevier Sci. Publ. Company: Amsterdam-Oxford-New York, 394 p.
Filyas, Yu.G., Bahnyuk, M.M., Ivanyshyn, V.S. and Fedyshyn, L.I. (1999), Geol. and Geochem. Combustible Minerals, No. 2, Lviv, pp. 36-41 [in Ukrainian].
[Філяс, Ю.Г., Багнюк, М.М., Іванишин, В.С., Федишин, Л.І. (1999), Термобаричні умови залягання покладів нафти і газу Українських Карпат. Геологія і геохімія горючих копалин. № 2. С. 36—41.]
Haliy, S.O. and Shyrinbekov, N.K. (1993), Mineral. Coll. Lviv. Univ., No. 46, Iss. 1, Lviv, pp. 39-50 [in Ukrainian].
[Галій, С.О., Ширінбеков, Н.К. (1993), Генетичні особливості золоторудної мінералізації центральної частини Українського щита. Мінерал. зб. Львів. ун-ту. № 46, вип. 1. С. 39—50.]
Gigashvili, G.M. and Akhvlediani, R.A. (1978), in: Carbon and its compounds in endogenous processes of mineral formation (according to the study of fluid inclusions in minerals), Nauk. dumka, Kyiv, pp. 134-140 [in Russian].
[Гигашвили, Г.М., Ахвледиани, Р.А. (1978), Включения углеводородов в кварцах из гидротермальных жил Телетского хребта. В кн: Углерод и его соединения в эндогенных процессах минералообразования (по данным изучения флюидных включений в минералах). Киев: Наук. думка. С. 134—140.]
Gigashvili, G.M., Stupka, O.S. and Plotnikov, A.M. (1978), in: Carbon and its compounds in endogenous processes of mineral formation (according to the study of fluid inclusions in minerals), Nauk. dumka, Kyiv, pp. 118-121 [in Russian].
[Гигашвили, Г.М., Ступка, О.С., Плотников, А.М. (1978), Условия миграции и эволюции углеводородных флюидов по жидким включениям углеводородов в гидротермальных минералах Горного Крыма. В кн.: Углерод и его соединения в эндогенных процессах минералообразования (по данным изучения флюидных включений в минералах). Киев: Наук. думка. С. 118—121.]
Kalyuzhnyі, V.A. (1982), Principles of the knowledge on mineral-forming fluids, Nauk. dumka, Kyiv, 240 p. [in Russian].
[Калюжный, В.А. (1982), Основы учения о минералообразующих флюидах. Киев: Наук. думка. 240 с.]
Kalyuzhnyi, V.A., Redko, L.R., Sushchevska, N.M. and Kononkova, N.M. (1993), Mineral. Coll. Lviv Univ., No. 46, Iss. 1, pp. 25-30 [in Ukrainian].
[Калюжний, В.А., Редько, Л.Р., Сущевська, Н.М., Кононкова, Н.М. (1993), Нові дані про склад газових включень (пухирів) у склі толеїтових базальтів підводного океанічного виверження. Мінерал. зб. Львів. ун-ту. № 46, вип. 1. С. 25—30.]
Kalyuzhnyi, V.A., Sushchevskaya, T.M., Redko, L.R., Svoren, Yo.M. and Sakhno, B.E. (1985), Thermobarometry and geochemistry of ore-forming fluids (by inclusions in minerals), Abst. of the VII All-Union meeting, Lvov, Pt 1, pp. 132-135 [in Russian].
[Калюжный, В.А., Сущевская, Т.М., Редько, Л.Р. Сворень, Й.М., Сахно, Б.Э. (1985), Материалы к геохимии летучих компонентов основных магм океанического дна (СО2 и Н2О в закалочных стеклах и минералах толеитов и бонинитов). Тез. докл. VII Всесоюз. совещ. Термобарометрия и геохимия рудообразующих флюидов (по включениям в минералах). Львов. Ч. 1. С. 132—135.]
Kalyuzhnyi, V.A. and Lomov, S.B. (1992), Mineral. Coll. Lviv Univ., No. 46, Iss. 2, pp. 76-81 [in Ukrainian].
[Калюжний В.А., Ломов, С.Б. (1992), Флюїдні включення і середовище кристалізації кварцу ("мармароського діаманту") з району Воловець — Нижні Ворота (Закарпаття). Мінерал. зб. Львів. ун-ту. № 46, вип. 2. С. 76—81.]
Kolodiy, V.V., Boychevska, L.T. and Kurylyuk, L.V. (1997), Mineral resources Ukraine, No. 2, Kyiv, pp. 17-21 [in Ukrainian].
[Колодій, В.В., Бойчевська, Л.T., Курилюк, Л.В. (1997), Геобаричні умови Карпатської нафтогазоносної провінції. Мінеральні ресурси України. № 2. С. 17—21.]
Lazaruk, Ya.Н. and Polutranko, O.Yu. (1999), Geol. and Geochem. Combustible Minerals, No. 2, Lviv, pp. 61-66 [in Ukrainian].
[Лазарук, Я.Г., Полутранко, О.Ю. (1999), Перспективи виявлення нетрадиційних скупчень газу в низькопористих колекторах Українських Складчастих Карпат. Геологія і геохімія горючих копалин. № 2. С. 61—66.]
Maevsky, B.I. (1990), News Higher educational institutions. Oil and gas, No. 8, рр. 3-8 [in Russian].
[Маевский, Б.И. (1990), Использование минералотермобарических исследований для обоснования перспектив нефтегазоносности глубоко погруженных горизонтов (на примере Предкарпатского прогиба). Изв. Высших учеб. заведений. Нефть и газ. № 8. С. 3—8.]
Mamchur, H.P., Svoren, Yo.M., Kalyuzhnyi, V.A., Naumko, I.M., Yarynych, O.A. and Shnyukov, E.F. (1981), Abstr. All-Union meeting on carbon geochemistry, GEOKHI, Moscow, pp. 234-235 [in Russian].
[Мамчур, Г.П., Сворень, Й.М., Калюжный, В.А., Наумко, И.М., Ярыныч, О.А., Шнюков, Е.Ф. (1981), Изотопный состав углерода свободной углекислоты из базальта дна Индийского океана. Тез. докл. Всесоюз. совещ. по геохимии углерода. Москва: ГЕОХИ. С. 234—235.]
Melnykov, V.S., Voznyak, D.K. and Kulchytska, H.O. (2007), Notes Ukr. Mineral. Soc., Vol. 4, Kyiv, рр. 38-48 [in Ukrainian].
[Мельников, В.С., Возняк, Д.К., Кульчицька, Г.О. (2007), До умов утворення антраксоліту с. Нижні Ворота (Закарпаття). Зап. Укр. Мінерал. тов-ва. 4. С. 38—48.]
Mullis, J. (1983), Einschlüsse in Quarzkristallen der Schweizer Alpen und ihre mineralogisch-geologische Bedeutung, Bulletin de la Société Fribourgeoise des Sciences Naturelles, Vol. 72, Fasc. 1/2, pp. 5-19. URL: https://www.e-periodica.ch/digbib/view?pid=fng-001%3A1983%3A72%3A%3A3 (Accessed: 11.03.2026).
Mullis, J. (1979), The system methane-water as a geologic thermometer and barometer from the external part of the Central Alps, Bull. Mineral., Vol. 192, pp. 526-536. https://doi.org/10.3406/bulmi.1979.7301
Nandakumar, V. and Jayanthi, J.L. (2021), Hydrocarbon Fluid Inclusions in Petroliferous Basins, Elsevier, 500 p. URL: https://www.elsevier.com/books-and-journals (Accessed: 11.03.2026).
Naumko, I.M. (2006), Fluid regime of mineralogenesis of rock and ore complexes of Ukraine (beyond inclusions in minerals of typical parageneses), Abstract thesis DrSc (Geology), Lviv, 52 p. [in Ukrainian].
[Наумко, І.М. (2006), Флюїдний режим мінералогенезу породно-рудних комплексів України (за включеннями у мінералах типових парагенезисів): aвтореф. дис. ... д-ра геол. наук. Львів. 52 с.]
Naumov, V.B., Kovalenko, V.A., Myznikov, I.K., Salazkin, A.N., Mironova, O.F. and Savelyeva, N.I. (1995), Reps RAS, Vol. 343, No. 1, pp. 99-102 [in Russian].
[Наумов, В.Б., Коваленко, В.А., Мызников, И.К., Салазкин, А.Н., Миронова, О.Ф., Савельева, Н.И. (1995), Высокобарические флюиды гидротермальных жил Рябиновского щелочного массива (Центральный Алдан). Докл. РАН. 343, № 1. С. 99—102.]
Osadchyi, V.Н., Нrytsyk, I.I. and Prykhodko, O.A. (1999), Geol. and Geochem. Combustible Minerals, No. 2, Lviv, pp. 42-52 [in Ukrainian].
[Осадчий, В.Г., Грицик, І.І., Приходько, О.А. (1999), Геотермічний режим та нафтогазоносність Лопушнянського нафтогазоносного району. Геологія і геохімія горючих копалин. № 2. С. 42—52.]
Roedder, E. (1984), Fluid inclusions, Reviews in Mineralogy, Vol. 12, Virginia, 644 p. https://doi.org/10.1515/9781501508271
Sakhibgareev, R.S. (1989), Secondary changes in reservoirs during the formation and destruction of oil deposits, Nedra, Moscow, 260 p. [in Russian].
[Сахибгареев, Р.С. (1989), Вторичные изменения коллекторов в процесе формирования и разрушения нефтяных залежей. Москва: Недра. 260 с.]
Shnyukov, E.F., Kalyuzhnyі, V.A., Shchiritsa, A.S., Telepko, L.F., Kruglov, A.S., Svoren, Yo.M. and Alaui, G.G. (1987), Reps Acad. Sci. USSR, Vol. 292, No. 6, pp. 1457-1460 [in Russian].
[Шнюков, Е.Ф., Калюжный, В.А., Щирица, А.С., Телепко, Л.Ф., Круглов, А.С., Сворень, Й.М., Алауи, Г.Г. (1987), Газовые флюиды контактовых базальтов дна Индийского океана (по реликтовым включениям). Докл. АН СССР. 292, № 6. С. 1457—1460.]
Sobolev, V.S. (1961), Physicochemical problems of formation of rocks and ores, Publ. house USSR Acad. Sci., Moscow, Vol. 1, pp. 7-16 [in Russian].
[Соболев, В.С. (1961), Физико-химические проблемы формирования горных пород и руд. Москва: Изд-во АН СССР. Т. 1. С. 7—16.]
Solovova, I.P., Ryabchikov, I.D., Kovalenko, V.I. and Naumov, V.B. (1982), Reps Acad. Sci. USSR, Vol. 263, No. 1, pp. 179-182 [in Russian].
[Соловова, И.П., Рябчиков, И.Д., Коваленко, В.И., Наумов, В.Б. (1982), Включения высокоплотной СО2 в мантийных лерцолитах. Докл. АН СССР. 263, № 1. С. 179—182.]
Tomilenko, A.A. and Chupin, V.P. (1983), Thermobarogeochemistry of metamorphic complexes, Nauka, Siberian branch, Novosibirsk, 200 p. [in Russian].
[Томиленко, А.А., Чупин, В.П. (1983), Термобарогеохимия метаморфических комплексов. Новосибирск: Наука. 200 с.]
Vargaftik, N.B. (1963), Handbook of thermodynamic properties of gases and liquids, Fizmatizdat, Moscow, 708 p. [in Russian].
[Варгафтик, Н.Б. (1963), Справочник по термодинамическим свойствам газов и жидкостей. Москва: Физматиздат. 708 с.]
Vovk, V.M. (2012), Geological dictionary: for students of higher educational institutions, Publ. house "KOD", Kirovograd, 504 p. [in Ukrainian].
[Вовк, В.М. (2012), Геологічний словник: для студентів виших навчальних закладів. Кіровоград: Вид-во "КОД". 504 c.
Voznyak, D.K. (2007), Microinclusions and reconstruction of the conditions of endogenous mineral forming, Nauk. dumka, Kyiv, 279 p. [in Ukrainian].
[Возняк, Д.К. (2007), Мікровключення та реконструкція умов ендогенного мінералоутворення. Київ: Наук. думка. 279 с.]
Voznyak, D.K., Нrytsyk, V.V., Kvasnytsya, V.M. and Halaburda, Yu.A. (1973), Reps Acad. Sci. UkrSSR. Ser. B, No. 12, pp. 1059-1062 [in Ukrainian].
[Возняк, Д.К., Грицик, В.В., Квасниця, В.М., Галабурда, Ю.А. (1973), Про включення нафти в "мармароських діамантах". Допов. АН УРСР. Сер. Б. № 12. С. 1059—1062.]
Voznyak, D.K., Pavlishin, V.I. and Shelukhin, V.I. (1978), in: Carbon and its compounds in endogenous processes of mineral formation (according to the study of fluid inclusions in minerals), Nauk. dumka, Kiev, pp. 127-134 [in Russian].
[Возняк, Д.К., Павлишин, В.И., Шелухин, В.И. (1978), Углеводороды в кварцах из жильных образований Донецкого бассейна. В кн.: Углерод и его соединения в эндогенных процессах минералообразования (по данным изучения флюидных включений в минералах). Киев: Наук. думка. С. 127—134.]
Wood, B.J. and Walter, J.W. (eds.) (1989), Fluid-rock interaction during metamorphism, in: Fluid-rock interaction during metamorphism, Mir, Moscow, pp. 17-27 [in Russian].
[Вуд, Б.Дж., Уолтер, Дж.В. (ред.) (1989), Флюидный поток при метаморфизме. В кн.: Взаимодействие флюид — порода при метаморфизме. Москва: Мир. С. 17—27.]
Yashchenko, N.Ya., Shchekhotkin, V.V. and Kulchitskaya, A.A. (1999), Mineral. Journ. (Ukraine), Vol. 21, No. 4, Kyiv, pp. 121-126 [in Russian].
[Ященко, Н.Я., Щехоткин, В.В., Кульчицкая, А.А. (1999), О магматогенной природе и рудоконтролирующей роли кварцевых, плагиоклаз-кварцевых жил золоторудных месторождений Украинского щита. Минерал. журн. 21, № 4. С. 121—126.]
Zinchuk, I.N., Kalyuzhnyi, V.A. and Shchiritsa, A.S. (1982), Fluid regime of hydrothermal mineral forming of the Central Donbass, Nauk. dumka, Kyiv, 102 p. [in Russian].
[Зинчук, И.Н., Калюжный, В.А., Щирица, А.С. (1982), Флюидный режим гидротермального минералообразования Центрального Донбасса. Киев: Наук. думка. 102 с.]