CHEMICAL COMPOSITION AND LATERAL DISTRIBUTION OF ILMENITE AND ITS ALTERED VARIETIES IN THE SITES OF YEMYLIVSKA AND SEREDNIA OF THE MEZHYRICHNE TITANIUM DEPOSIT (ZHYTOMYR REGION)
DOI:
https://doi.org/10.30970/min.76.02Keywords:
ilmenite, pseudorutile, leucoxenization, chemical composition, alteration, placer, lateral distribution, correlation analysis, mapping, Mezhyrichne deposit, Ukrainian ShieldAbstract
The chemical composition of ilmenite from Lower Cretaceous alluvial kaolin sands of the Irshanska suite in the Yemylivska and Serednia sites of the Mezhyrichne titanium ore deposit (Volynskyi megablock of the Ukrainian Shield) was studied. This made it possible to identify its variations in different areas and perform a comparative analysis. Correlation analysis determined the direction and strength of correlations between oxides in ilmenite, as well as common patterns and significant differences in the relationships between oxides. The strong negative correlation between FeO and Fe₂O₃ and the positive one between TiO₂ and Fe₂O₃ reflects the balance between the reduced and oxidized forms of iron in ilmenite. Two approaches were used to separate magmatic ilmenite, pseudorutile, and leucoxenized ilmenite: (1) by the FeO/Fe₂O₃ ratio, which allows for rapid classification of grains; (2) by combining the specified ratio with absolute concentrations of FeO and Fe₂O₃, which provides a more accurate interpretation. Thanks to this approach, the presence of both primary magmatic ilmenite and its altered varieties formed under exogenous conditions was confirmed. A comparative analysis of the processes of pseudorutilization and leucoxenization of ilmenite within the Yemylivska and Serednia sites was performed. Fractal analysis of the spatial distribution of magmatic ilmenite and its altered varieties showed that their distribution has signs of self-similarity and structural organization, which reflects natural processes of differentiation and secondary alteration. Cartographic modelling of the distribution areas of ilmenite of different chemical composition and with different FeO/Fe₂O₃ ratios was performed, which makes it possible to determine the degree of exogenous transformation, predict the distribution areas of ilmenite with different qualitative characteristics, reconstruct the conditions of placer formation, and optimize the industrial development of residual reserves within the studied areas. The proposed comprehensive model integrates chemical, mineralogical, and spatial data, providing a deeper understanding of the genesis of ilmenite placers, their chemical zoning, and potential for industrial development.
References
Білоус О. І., Парфенюк В. О., Безвинний В. П., Слободян Б. І. Застосування фрактального аналізу для кількісної оцінки родовищ критичної мінеральної сировини (на прикладі Полохівського родовища літію). Мінеральні ресурси України, 2024. № 3. С. 4–9. https://doi.org/10.31996/mru.2024.3.10-15
Ковальчук М., Фігура Л. Ільменітоносність продуктивних відкладів та якісні параметри ільменіту Тростяницького родовища титанових руд. Мінералогічний збірник. 2025. № 74. С. 31–44. https://doi.org/10.30970/min.74.03
Ковальчук М. С., Крошко Ю. В. Ільменіт з нижньокрейдових континентальних відкладів Андріївського розсипного родовища титанових руд. Слобожанський науковий вісник. Серія Природничі науки. 2025. Вип 2. С. 143–150. https://doi.org/10.32782/naturalspu/2025.2.19
Крошко Ю. В., Ковальчук М. С. Ільменіт з кори вивітрювання та нижньокрейдових відкладів Бирзулівського родовища титанових руд. Мінералогічний журнал. 2025. Т. 47. № 3. С. 110–124. https://doi.org/10.15407/mineraljournal.47.03.110
Крошко Ю. В., Ковальчук М. С. Рудоносність Аврамівського і Західного родовищ (Новомиргородський габро-анортозитовий масив). Мінеральні ресурси України. 2025. № 1. С. 41-49. https://doi.org/10.31996/mru.2025.1.41-49
Полєтньова О. В. Геохімічні особливості ільменіту з кори вивітрювання та алювіальних розсипів Українського щита. Мінеральні ресурси України. 2025. № 4. С. 35–40. https://doi.org/10.31996/mru.2025.4.35-40
Фігура Л., Ковальчук М. Рудоносність Ємилівської ділянки Межирічного родовища титанових руд. Вісник Львівського університету. Серія геологічна. 2025. Вип. 39. С. 189–204. https://doi.org/10.30970/vgl.39.15
Харитонов В. М., Харитонов Д. В. Особливості хімічного складу ільменіту Малишевського кайнозойського родовища та деяких докембрійських порід Українського щита. Докембрій: породні асоціації та їхня рудоносність. Матеріали міжнар. наук. конф. Київ : Ін-т геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М. П. Семененка, 2020. С. 224–226.
Akbar M., Irannejad M., Rezaei B. Chemical and mineralogical composition of ilmenite: Effect on physical and surface properties. Minerals Engineering. 2015. Vol. 70. P. 64–76. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2014.09.002
BenchChem Technical Support Team. Ilmenite weathering and alteration in continental settings: chemical changes and placer concentration. Foundational & Exploratory. 2026.
URL:https://pdf.benchchem.com/1198/Ilmenite_weathering_processes_and_alteration_products.pdf (access date 20/03/2026).
Deer W. A., Howie R. A., Zussman J. An introduction to the rock-forming minerals. 2nd еd. London : Longman Scientific & Technical, 1992. 696 p.
Force E. R. Geology of titanium-mineral deposits. Geological Society of America, Spec. Paper 282. Boulder : GSA, 1991. 112 р. https://doi.org/10.1130/SPE259
Luo P., Fu W., Guo X., Lu H., Chai M., Hu M., Lu J., Wang X., Xu C. Weathering co-mineralization of placer type ilmenite and ion-adsorption type rare earth elements in Guangxi, China: Nature, origin and exploration implications. Ore Geology Reviews. 2023. Vol. 163. Art. 105815. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2023.105815




