V.I. Pavlyshyn, LITHIUM IN THE SUBSOIL OF UKRAINE Part 14. Mineralogical criteria for the exploration and assessment of rare-metal granites and metasomatites within the Ukrainian Shield
https://doi.org/10.15407/mineraljournal.48.02.019
UDC 549.553.34 (477)
LITHIUM IN THE SUBSOIL OF UKRAINE
Part 14. Mineralogical criteria for the exploration and assessment of rare-metal
granites and metasomatites within the Ukrainian Shield
V.I. Pavlyshyn 1, DrSc (Geology, Mineralogy), Prof.,
Academician of the AS Higher School of Ukraine, Head of Department
E-mail: V.I.Pavlyshyn@gmail.com; orcid: 0009-0003-1122-6494
D.A. Yaroshchuk 1, Graduate Student
E-mail: mitya.yaroshchuk@gmail.com; orcid: 0000-0003-0190-8611
I.M. Lunova 1, 2, PhD (Geology), Research Fellow
E-mail: gerasimetsirina@gmail.com; orcid: 0000-0003-4670-0216
1 M.P. Semenenko Institute of Geochemistry, Mineralogy and Ore Formation of the NAS of Ukraine
34, Acad. Palladin Ave., Kyiv, Ukraine, 03142
2 SI "Institute of Environmental Geochemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine"
34-a, Acad. Palladin Ave., Kyiv, Ukraine, 03142
Language: Ukrainian
Mineralogical journal 2026, 48 (2): 19-30
Abstract: Rare-metal granites of the Ukrainian Shield are equivalent to chamber pegmatites in terms of depth of formation. Therefore, these granite massifs are considered unpromising targets for rare-metal pegmatite exploration. A necessary condition for the formation of ore-bearing rare-metal intrusions (apogranitic formations) is the development of an acidic stage during their evolution, the degree of which can be evaluated using mineralogical pH indicators. Within the Ukrainian Shield, such intrusions are represented by the Perga, Kamyana Mohyla and Leznyky-type granites; however, their economic significance varies due to differences in the level of erosion. In anatectic granites (granites of the Zhytomyr, Kirovohrad and Uman types), which dominate within the Ukrainian Shield, this stage is poorly developed; therefore, these rocks are generally barren. In the Azov region (rare-metal granites of the Kamyana Mohyla type), intrusion zoning is incomplete, and the uppermost, most productive zones have been removed by significant erosion. According to preliminary data, the degree of erosion of the Leznyky-type granites in the Korosten pluton is even greater than that in the Azov region. In contrast, the Perga district exhibits the most complete zoning of altered granites, whereas erosion is relatively minor and varies locally in intensity. A concise formulation of the mineralogical criteria for assessing the ore potential of rare-metal granites and metasomatites is presented below: 1. Quartz from ore-bearing metasomatites of the Perga deposit contains Al, Na, Li, Be, Pb and Zn at concentrations one to two orders of magnitude higher than those in barren metasomatites. 2. Quartz thermoluminescence in the 290-320 °C range and the c parameter of its unit cell show a proportional relationship with the degree of mineralization in metasomatites. 3. The concentrations of Al-O– centers and hydrogen-related defects in quartz exhibit a complex relationship with the ore potential of metasomatites in the Perga ore district. 4. Weak thermoluminescence of microcline from the metasomatites of the Perga ore district is a characteristic feature of this mineral and has practical value as an exploration indicator of zones of intense metasomatism. 5. With regard to the applied significance of the Li-Fe isomorphic mica series, the following rule may be formulated: the more chemically complete the Li-Fe isomorphic mica series and the greater its polytypic diversity, the higher the potential for rare-metal mineralization in the metasomatites.
Keywords: lithium, Ukrainian Shield, rare-metal granites, rare-metal metasomatites, criteria for assessing ore potential (including lithium potential), erosion level, Kamyana Mohyla complex, Leznyky-type granites, ongonite.
References / Література
Buchinskaya, K.M. and Nechaev, S.V. (1990), Geol. Journ., No. 3, Kyiv, pp. 22-32 [in Russian].
[Бучинская, К.М., Нечаев, С.В. (1990), К проблеме пержанских гранитов. Геол. журн. № 3. С. 22—32.]
Galaburda, Yu.A., Pavlishin, V.I., Krasilshchikova, O.A., Melnikov, V.S. and Lupashko, T.N. (1978), Regional and genetic mineralogy, Vol. 1, pp. 48-58 [in Russian].
[Галабурда, Ю.А., Павлишин, В.И., Красильщикова, О.А., Мельников, В.С., Лупашко, Т.Н. (1978), Типоморфные особенности кварца из метасоматических образований (на примере метасоматитов северо-западной части УЩ и Криворожского бассейна). Региональная и генетич. минералогия. Вып. 1. С. 48—58.]
Davidkovsky, O.R. and Zinchenko, O.V. (1990), Geol. Journ., No. 6, Kyiv, рр. 58-69 [in Russian].
[Давидковский О.Р., Зинченко О.В. (1990), О редкометальных жильных гранитоидах в Коростенском плутоне (Украинский щит). Геол. журн. № 6. С. 58—69.]
Korzhinskiy, D.S. (1960), in: Magmatism and its relationship with ore deposits, Proc. 2nd All-Union Petrograph. Meeting, Gosgeoltekhizdat, Moscow, pp. 21-30 [in Russian].
[Коржинский, Д.С. (1960), Кислотность-щелочность как главнейший фактор магматических и послемагматических процессов. В кн.: Магматизм и связь с ним полезных ископаемых. Тр. 2-го Всесоюз. петрограф. совещ. Москва: Госгеолтехиздат. С. 21—30.]
Kuznetsov, G.V., Silaev, V.I., Lupashko, T.N. and Maksymchuk, V.H. (1988), Lyuminestsentnye svoystva porodooobrazuyushchikh mineralov metasomatitov kak indikatory rudonosnosti, in Tarashchan, A.N. (ed.), AN UkrSSR, In-te Geochem. and Physics Minerals, Kyiv, 47 p. [in Russian].
[Кузнецов, Г.В., Силаев, В.И., Лупашко, Т.Н., Максимчук, В.Г. (1988), Люминесцентные свойства породообразующих минералов метасоматитов как индикаторы рудоносности. Отв. ред. А.Н. Таращан. АН УССР, Ин-т геохимии и физики минералов. Киев. 47 с.]
Kuznetsov, G.V. and Tarashchan, A.N. (1988), Lyuminestsentsiya mineralov granitnykh pegmatitov, in Pavlishin, V.I. (ed.), Nauk. dumka, Kyiv, 180 p. [in Russian].
[Кузнецов, Г.В., Таращан, А.Н. (1988), Люминесценция минералов гранитных пегматитов. Отв. ред. В.И. Павлишин. Киев: Наук. думка. 180 с.]
Lazarenko, E.K., Lavrinenko, L.F., Buchinskaya, N.I., Galiy, S.A., Voznyak, D.K. et al. (1981), Mineralogiya Priazovya, Nauk. dumka, Kyiv, 432 p. [in Russian].
[Лазаренко, Е.К., Лавриненко, Л.Ф., Бучинская, Н.И., Галий, С.А., Возняк, Д.К. и др. (1981), Минералогия Приазовья. Киев: Наук. думка. 432 с.]
Lupashko, T.N., Tarashchan, A.N. and Bezpalko, N.A. (1985), Geochemistry, No. 11, pp. 1621-1629 [in Russian].
[Лупашко, Т.Н., Таращан, А.Н., Безпалько, Н.А. (1985). Центры люминесценции микроклина как индикаторы рудоносности и щелочности метасоматических пород. Геохимия. № 11. С. 1621—1629.]
Marakushev, A.A. (1975), in: Granitoobrazovanie i letuchie, Proceed. Inst. Geol. and Geochem., Ural Sci. Center, Acad. Sci. USSR. Sverdlovsk, Iss. 120, pp. 65-75 [in Russian].
[Маракушев, А.А. (1975), Проблема рудоносности интрузий гранитоидов. В кн.: Гранитообразование и летучие. Тр. Ин-та геол. и геохимии УНЦ АН СССР. Свердловск. Вып. 120. С. 65—75.]
Metalidi, S.V. and Nechaev, V.S. (1983), Sushchano-Perzhanskaya zona. Geologiya, mineralogiya, rudonosnost, Nauk. dumka, Kyiv, 136 p. [in Russian].
[Металиди, С.В., Нечаев, С.В. (1983), Сущано-Пержанская зона. Геология, минералогия, рудоносность. Киев: Наук. думка. 136 с.]
Pavlyshyn, V.I., Cherniyenko, N.M. and Lunova, I.M. (2024), Mineral. Journ. (Ukraine), Vol. 46, No. 3, Kyiv, pp. 16-28 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15407/mineraljournal.46.03.016
[Павлишин, В.І., Чернієнко, Н.М., Луньова, І.М. (2024), Літій у надрах України. Частина 7. Генезис літієносних об’єктів: рідкіснометалеві граніти Українського щита. Мінерал. журн. 46, № 3. C. 16—28.]
Pavlyshyn, V.I. and Cherniyenko, N.M. (2023), Mineral. Journ. (Ukraine), Vol. 45, No. 1, Kyiv, pp. 3-20 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15407/mineraljournal.45.01.003
[Павлишин, В.І., Чернієнко, Н.М. (2023), Літій у надрах України. Частина 1. Поширення й форми знаходження літію в мінеральних комплексах України. Мінерал. журн. 45, № 1. С. 3—20.]
Pavlishin, V.I., Bagmut, N.N., Voznyak, D.K., Galaburda, Yu.A., Egorova, L.N., Kuznetsov, G.V., Kulchetskaya, A.A., Mazykin, V.V. and Melnikov, V.S. (1991), Mineral. Journ. (Ukraine), Vol. 13, No. 3, Kyiv, pp. 3-24 [in Russian].
[Павлишин, В.И., Багмут, Н.Н., Возняк, Д.К., Галабурда, Ю.А., Егорова, Л.Н., Кузнецов, Г.В., Кульчицкая, А.А., Мазыкин, В.В., Мельников, В.С. (1991), Минералогические критерии рудоносности гранитов и пегматитов (на примере месторождений и рудопроявлений Украины). Минерал. журн. 13, № 3. С. 3—24.]
Pavlishin, V.I. (1983), Tipomorfizm kvartsa, slyud i polevykh shpatov v endogennykh obrazovaniyakh, Nauk. dumka, Kyiv, 232 p. [in Russian].
[Павлишин, В.И. (1983), Типоморфизм кварца, слюд и полевых шпатов в эндогенных образованиях. Киев: Наук. думка. 232 с.]
Pavlishin, V.I. (1981), In: Mineralogicheskie kriterii otsenki rudonosnosti, Nauka, Leningrad, pp. 84-89 [in Russian].
[Павлишин, В.И. (1981), Некоторые возможности прогнозирования рудоносности гранитоидов на основе информации по типоморфизму породообразующих минералов (на примере гранитоидов Украинского щита). В сб.: Минералогические критерии оценки рудоносности. Ленинград: Наука. С. 84—89.]
Pavlishin, V.I., Gevorkyan, S.V. and Voznyak, D.K. (1978), Regional and genetic mineralogy, No. 1, pp. 26-47 [in Russian].
[Павлишин, В.И., Геворкьян, С.В., Возняк, Д.К., (1978), Типоморфные особенности кварца Украины по данным ИК-спектроскопии (на примере кварца камерних пегматитов, гидротермальных жил и редкометальных метасоматитов). Регион. и генетич. минералогия. Вып. 1. С. 26—47.]
Sheremet, E.M., Sedova, E.V., Strekozov, S.N., Kryvdik, S.G. and etc. (2013), Petrology, geophysics and ore bearing of rare-metal granites of the Azov region (Ukrainian Shield), Publ. house Knowledge, Donetsk, 214 p. [in Russian].
[Шеремет, Е.М, Седова, Е.В., Стрекозов, С.Н., Кривдик, С.Г. и др. (2013), Петрология, геофизика и рудоносность редкометальных гранитов Приазовья (Украинский щит). Донецк: Ноулидж. 214 с.]
Rokachuk, T.A. and Pavlishin, V.I. (1976), Constitution and properties of minerals, Vol. 10, pp. 79-92 [in Russian].
[Рокачук, Т.А., Павлишин, В.И. (1976), Термолюминесцентные особенности щелочных полевых шпатов из районов редкометальной и урановой минерализации. Конституция и свойства минералов. Вып. 10. С. 79—92.]
Slobodyan, B.I., Stepanyuk, L.M., Bondarenko, S.M., Pavlyshyn, V.I., Syomka, V.O., Vysotskyi, O.B. and Dovbush, T.I. (2018), Galena of the Perzhanska ore zone, Abstr. sci. conf. dedic. Centenary NAS Ukraine and State Geol. Surv. Ukraine, Octob. 2-4, 2018. NAS Ukraine, M.P. Semenenko IGMOF, Kyiv, pp. 202-204 [in Ukrainian].
[Слободян, Б.І., Степанюк, Л.М., Бондаренко, С.М., Павлишин, В.І., Сьомка, В.О., Висоцький, О.Б., Довбуш, Т.І. (2018), Галеніт Пержанської рудної зони. Тези доп. наук. конф. до 100-го ювілею Нац. акад. наук України та Держ. служби геології та надр України, 2—4 жовт. 2018 р. Київ: ІГМР НАН України. С. 202—204.]
Slobodyan, B.І., Pavlyshyn, V.І., Bondarenko, S.M., Stepanyuk, L.M., Syomka, V.O. and Kurylo, S.І. (2017), Mineral. Journ. (Ukraine), Vol. 39, No. 4, Kyiv, pp. 77-88 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15407/mineraljournal.39.04.077
[Слободян, Б.І., Павлишин, В.І., Бондаренко, С.М., Степанюк, Л.М., Сьомка, В.О., Курило, С.І. (2017), Самороднометалево-сульфідна мінералізація Пержанського рудного вузла (Український щит). Мінерал. журн. 39, № 4. С. 77—88.]
Sobolev, V.S. (1948), in: Mineral. sb. Lvovskogo geol. ob-va, No. 2, pp. 25-42 [in Russian].
[Соболев, В.С. (1948), Энергия кристаллической решетки и законы распределения ионов в минералах. Минерал. сб. Львовск. геол. об-ва. № 2. С. 25—42.]
Tarashchan A.N., Platonov, A.N. and Pavlyshyn, V.I. (2000), Mineral. Journ. (Ukraine), Vol. 22, No. 1, Kyiv, pp. 91-97 [in Ukrainian].
[Таращан, А.М., Платонов, О.М., Павлишин, В.І. (2000), Спектроскопічні критерії пошуку й оцінки рідкіснометалевих родовищ. Минерал. журн. 22, № 1. С. 91—97.]
Tauson, L.V. (1977), Geohimicheskie tipy i potencialnaya rudonosnost’ granitoidov, Nauka, Moscow, 279 p. [in Russian].
[Таусон, Л.В. (1977), Геохимические типы и потенциальная рудоносность гранитоидов. Москва: Наука. 279 с.]
Zinchenko, O.V., Bernasovskaya, O.F., Latysh, V.T., Tsybulskiy, V.I. and Scherbina, R.N. (1985), Vestnik Kyiv. Univ., Kyiv, No. 4, pp. 26-31 [in Russian].
[Зинченко, О.В., Бернасовская, О.Ф., Латыш, В.Т., Цыбульский, В.И., Щербина, Р.Н. (1985), О систематическом положении лезниковских гранитов среди пород Коростенского плутона. Весн. Киевского ун-та. № 4. С. 26—31.]