1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Геология рудных месторождений
  4. T. 65, № 4, 2023

Геология рудных месторождений, 2023, T. 65, № 4, стр. 354-368

Ассоциация сидерита с сульфидами и силикатами железа в породах Михеевского Cu(Mo,Au)-порфирового месторождения (Южный Урал)

С. В. Прибавкин a, *, Е. И. Сорока a, **, О. Б. Азовскова a, ***, И. В. Смолева b, Л. В. Леонова a, И. А. Готтман a, С. Г. Суставов c, М. Ю. Ровнушкин a

a Институт геологии и геохимии УрО РАН
620016 Екатеринбург, ул. Академика Вонсовского, 15, Россия

b Институт геологии Коми НЦ УрО РАН
167982 Сыктывкар, ул. Первомайская, 54, Россия

c Уральский государственный горный университет
620144 Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30, Россия

* E-mail: pribavkin@igg.uran.ru
** E-mail: elsoroka@yandex.ru
*** E-mail: oazovskova@yandex.ru

Поступила в редакцию 15.02.2021
После доработки 01.08.2022
Принята к публикации 06.04.2023

Аннотация

Впервые при исследовании крупнейшего на Урале Михеевского Cu(Mo,Au)-порфирового месторождения выделена ассоциация сидерита с сульфидами Cu, Fe, кронштедтитом, гетитом. Данная ассоциация приурочена к разломным зонам, где выполняет сеть минерализованных трещин, наложенных на руды порфирового и аргиллизитового типа. Минералы ассоциации выявлены и в составе ряда проб аргиллизитов месторождения. В работе изучены условия образования данной ассоциации и ее связь с эволюцией позднепалеозойской порфировой системы или иными эндогенно-экзогенными процессами, проявившимися в более поздней геологической истории региона. Методы исследования включали микрозондовый анализ и измерение стабильных изотопов O, C в минералах ассоциации на базе ЦКП “Геоаналитик” (Екатеринбург) и “Геонаука” (Сыктывкар). Исследование состава минералов и их взаимоотношений указывает на температуру отложения ассоциации около 70°С из нейтральных или слабо кислых растворов с варьирующими концентрациями анионов ${\text{CO}}_{3}^{{2 + }},$ HS– и aSiO2 (aq). Определение в сидерите стабильных изотопов δ13C (от –5.5 до –18.2‰) и значений δ18O (от 20.4 до 33.4‰) позволило рассчитать состав минералообразующего флюида. Показано, что такой флюид имел значения δ18O H2O = –3...+10‰ и δ13C CO2 = –15...–28‰ и мог отвечать магматогенным водам, смешанным с поверхностными водами, содержащими биогенный углерод. По результатам исследования высказано предположение о связи минеральной ассоциации с аргиллизитовыми метасоматитами, завершающими эндогенное минералообразование на Михеевском месторождении. Тем не менее, не исключена вероятность ее связи с иными низкотемпературными гидротермальными процессами этапа мезо-кайнозойской тектоно-магматической активизации Урала. Связь рассматриваемой минеральной ассоциации с корами выветривания не прослеживается.

Ключевые слова: Михеевское месторождение, порфировые руды, аргиллизиты, сидерит, сульфиды, кронштедтит, изотопы кислорода, углерода

Список литературы

  1. Азовскова О.Б., РовнушкинМ.Ю., Халилова А.Ф. Характерные черты аргиллизитового метасоматоза в продуктивных гранитоидах Михеевского Сu-порфирового месторождения, Южный Урал // Граниты и эволюция земли: мантия и кора в гранитообразовании: Матер. III междунар. геол. конф. Екатеринбург, 2017. С. 6–8.

  2. Андреев Б.С. Пирит золоторудных месторождений. М.: Наука, 1992. 143 с.

  3. Баранников А.Г. Гипогенно-гипергенный тип золотого оруденения на Урале // Известия УГГУ. 1998. Вып. 8. С. 94–98.

  4. Баранников А.Г., Азовскова О.Б. Золотоносные объекты гипогенно-гипергенного типа на Урале. Конвергентность признаков их отличия от рудоносных кор выветривания // Известия УГГУ. 2017. Вып. 2 (46). С. 13–22.

  5. Баранников А.Г., Угрюмов А.Н. Проблемы эндогенного золотого рудогенеза мезозоя Урала // Литосфера. 2003. № 1. С. 13–26.

  6. Белогуб Е.В. Кронштедтит из Узельгинского медноколчеданного месторождения (Южный Урал) // Минералогия Урала-2003: Матер. IV Всеросс. совещ. Миасс, 2003. Т. II. С. 130–134.

  7. Викентьев И.В. Условия формирования и метаморфизм колчеданных руд. М.: Научный мир, 2004. 344 с.

  8. Володин Р.Н., Чечеткин В.С., Богданов Ю.В., Наркелюн Л.Ф., Трубачев А.И. Удоканское месторождение медистых песчаников (восточная Сибирь) // Геология руд. месторождений. 1994. Т. 36. № 1. С. 1–30.

  9. Галимов Э.М. Геохимия стабильных изотопов углерода. Изд-во: Недра, 1968. 226 с.

  10. Грабежев А.И. Sr-Nd-C-O-H-S Изотопно-геохимическая характеристика медно-порфировых флюидно-магматических cистем Южного Урала: вероятные источники вещества // Литосфера. 2009. № 6. С. 66–89.

  11. Грабежев А.И., Белгородский Е.А. Продуктивные гранитоиды и метасоматиты медно-порфировых месторождений. Наука: Екатеринбург, 1992. 199 с.

  12. Грабежев А.П., Белгородский Е.А. Продуктивные гранитоиды и метасоматиты медно-порфировых месторождений (на примере Урала). Наука: Екатеринбург, 1992. 200 с.

  13. Грабежев А.И., Ронкин Ю.Л. U–Pb возраст цирконов из рудоносных гранитоидов медно-порфировых месторождений Южного Урала // Литосфера. 2011. № 3. С. 104–116.

  14. Грязнов О.Н., Баранников А.Г., Савельева К.П. Нетрадиционные типы золото-аргиллизитового оруденения в мезозойских структурах Урала // Известия УГГУ. 2007. 22. С. 41–53.

  15. Калачева Е.Г., Котенко Т.А., Котенко Л.В., Волошина Е.В. Геохимия термальных вод и фумарольных газов о. Шиашкотан (Курильские острова) // Вулканология и сейсмология, 2014. № 5. С. 12–26.

  16. Кривцов А.И., Мигачев И.Ф., Попов В.С. Медно-порфировые месторождения мира. М.: Недра, 1986. 236 с.

  17. Лаврушин В.Ю., Гулиев И.С., Киквадзе О.Е., Алиев Ад.А., Покровский Б.Г., Поляк Б.Г. Воды грязевых вулканов Азербайджана: изотопно-химические особенности и условия формирования // Литология и полезные ископаемые. 2015. № 1. С. 3–29.

  18. Лурье А.М., Габлина И.Ф. Зональный ряд сульфидов на месторождениях меди красноцветных формаций // Геохимия. 1976. № 1. С. 109–115.

  19. Мельник Ю.П. Генезис докембрийских полосчатых железистых формаций. Киев: Наук. думка, 1986. 236 с.

  20. Новейшая тектоника Урала / Под ред. А.П. Сигова, В.А. Сигова. Саратов: Изд-во Саратов. ун-та, 1975. Т. V. 104 с.

  21. Попов В.С. Геология и генезис медно- и молибден-порфировых месторождений. М.: Наука, 1977. 203 с.

  22. Сигов А.П. Металлогения мезозоя и кайнозоя Урала. М.: Недра, 1969. 296 стр.

  23. Тевелев А.В., Кошелева И.А., Бурштейн Е.Ф., Тевелев А.В., Попов В.С., Кузнецов И.Е., Коротаев М.В., Георгиевский Б.В., Осипова Т.А., Правикова Н.В., Середа В.В. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1 : 200 000. Издание второе. Серия Южно-Уральская. Лист N-41-XXV (Карталы). Объяснительная записка. М.: Московский филиал ФГБУ “ВСЕГЕИ”. 2018. 175 с.

  24. Тимофеева З.В., Кузнецова Л.Д., Донцова Е.И. Изотопы кислорода и процессы сидеритообразования // Геохимия. 1976. № 10. С. 1462–1475.

  25. Трубачев А.И., Корольков А.Т., Радомская Т.А. Парагенезисы минералов и формы их выделения – как отражение этапов формирования месторождений медистых песчаников и сланцев // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2019. Т. 330. № 9. 70–89. https://doi.org/10.18799/24131830/2019/9/2257

  26. Шаргородский Б.М., Новиков И.М., Аксенов С.А. Михеевское месторождение медно-порфировых руд на Южном Урале // Отечественная геология. 2005. № 2. С. 57–61.

  27. Azovskova O.B., Plotinskaya O.Y., Rovnushkin M.Y., Gemel V.A. Argillic alteration of the Mikheevskoe porphyry copper deposit (South Urals, Russia) // 15th SGA Biennial Meeting 2019. V. 2. P. 1038–1041.

  28. Bottinga Y. Calculated fractionation factors for carbon and hydrogen isotope exchange in the system calcite-carbon dioxide-graphite-methane-hydrogen-water vapor // Geochim. Cosmochim. Acta. 1969. V. 33. № 1. P. 49–64. https://doi.org/10.1016/0016-7037(69)90092-1

  29. Brett P.R., Yund R.A. Sulfur-Rich Bornites. American Mineralogyst. 1964. V. 49. P. 1084–1099.

  30. Chacko T., Deines P. Theoretical calculation of oxygen isotope fractionation factors in carbonate systems // Geochim. Cosmochim. Acta. 2008. V. 72. P. 3642–3660. https://doi.org/10.1016/j.gca.2008.06.001

  31. Chen T.T., Cabri L.J. Mineralogical Overview of Iron Control in Hydrometallurgical Processing. Eds. Dutrizac J.E. and Monhemius A.J. Iron Control in Hydrometallurgy, Chichester, U.K. 1986. P. 20–55.

  32. Dyl K.A., Manning C.E., Young E.D. The implications of cronstedtite formation in water-rich planetesimals and asteroids // Astrobiology Sci. Conf. Abstract. 2010. 5627 pdf.

  33. Frondel C. Polytypism in cronstedtite. Am. Mineral., 1962. V. 47. P. 781–783.

  34. López-García J.A., Manteca J.I., Prieto A.C., Calvo B. Primera aparición en España de cronstedtita. Caracterización structural // Boletín de la Sociedad Española de Mineralogía. 1992. V. 15–1. P. 21–25.

  35. Golyshev S.I., Padalko N.L., Pechenkin S.A. Fractionation of stable oxygen and carbon isotopes in carbonate systems // Geochem. Intl. 1981. V. 18. P. 85–99.

  36. Guo H., Barnard A.S. Thermodynamic modelling of nanomorphologies of hematite and goethite // J. Mater. Chem. 2011. V. 21. P. 11566–11557. https://doi.org/10.1039/C1JM10381D

  37. Hu R.Z., Su W.C., Bi X.W., Zhi-Guang T., Hofsta A.H. Geology and geochemistry of Carlin-type gold deposits in China // Mineral. Deposita. 2002. V. 37. № 3–4. P. 378–392.

  38. Hybler J., Sejkora J. Polytypism of cronstedtite from Chyňava, Czech Republic // J. Geosciences. 2017. V. 62. P. 137–146. https://doi.org/10.3190/jgeosci.239

  39. John D.A., Ayuso R.A., Barton M.D., Blakely R.J., Bodnar R.J., Dilles J.H., Gray Floyd, Graybeal F.T., Mars J.C., McPhee D.K., Seal R.R., Taylor R.D., Vikre P.G. Porphyry copper deposit model, chap. B of Mineral deposit models for resource assessment: U.S. Geological Survey Scientific Investigations Report 2010–5070–B. 169 p.

  40. McAlister J.A., Kettler R.M. Metastable equilibria among dicarboxylic acids and the oxidation state during acqueous alteration on the CM2 chondrite parent body // Geochim. Cosmochim. Acta. 2008. V. 72. P. 233–241. https://doi.org/10.1016/j.gca.2007.10.008

  41. Mozley P.S. Relation between depositional environment and the elemental composition of early diagenetic siderite // Geology. 1989. V. 17. № 8. P. 704–706.

  42. Pignatelli I., Mugnaioli E., Hybler J., Mosser-Ruck R., Cathelineau M., Michau N. A multi-technique characterisation of cronstedtite synthetized by iron–clay interaction in a step by step cooling procedure // Clays Clay Miner. 2013. V. 61. P. 277–289. https://doi.org/10.1346/CCMN.2013.0610408

  43. Plotinskaya O.Y., Azovskova O.B., Abramov S.S., Groznova E.O., Novoselov K.A., Seltmann R., Spratt J. Precious metals assemblages at the Mikheevskoe porphyry copper deposit (South Urals, Russia) as proxies of epithermal overprinting // Ore Geology Reviews. 2018. V. 94. P. 239–260. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2018.01.025

  44. Plumhoff A.M., Mathur R., Milovský R., Majzlan J. Fractionation of the copper, oxygen and hydrogen isotopes between malachite and aqueous phase // Geochim. Cosmochim. Acta. 2021. V. 300. P. 246–257. https://doi.org/10.1016/j.gca.2021.02.009

  45. Pujol-Solà N., Sabaté A.A., Schamuells S., Casals S.A., Villanova-de-Benavent C., Torró L., Melgarejo J.C., Manteca J.I. Primary and secondary deposits from the Crisoleja area (Pb-Zn-Ag-Sn), La Unión, Murcia, Spain // 12th SGA Biennial Meeting “Mineral deposit research for a high-tech world” At: Uppsala, Sweden. 2013.

  46. Schulte M., Schock E. Coupled organic synthesis and mineral alteration on the meterorite parent bodies // Meteoritic and Planetary Science. 2004. V. 39. P. 1577–1590. https://doi.org/10.1111/j.1945-5100.2004.tb00128.x

  47. Sillitoe R.M. Erosion and collapse of volcanoes: Causes of telescoping in intrusion-centered ore deposits // Geology. 1994. V. 22. P. 945–948. https://doi.org/10.1130/0091-7613(1994)022<0945:EACOVC>2.3.CO;2

  48. Sillitoe R.H. Porphyry Copper Systems // Econ. Geol. 2010. V. 105. № 1. P. 3–41. https://doi.org/10.2113/gsecongeo.105.1.3

  49. Simpson M.P., Mauk J.L., Kendrick R.G. Telescoped porphyry-style and epithermal veins and alteration at the central Maratoto valley prospect, Hauraki Goldfield, New Zealand // New Zealand J. Geology and Geophysics. 2004. V. 47. № 1. P. 39–56. https://doi.org/10.1080/00288306.2004.9515036

  50. Taylor H.P., Frechen J., Degens E.T. Oxygen and Carbon Isotope Studies of Carbonatites from the Laacher See District, West Germany and the Alnö District, Sweden // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1967. V. 31. P. 407–430. https://doi.org/10.1016/0016-7037(67)90051-8

  51. Tessalina S.G., Plotinskaya O.Yu. Silurian to Carboniferous Re-Os molybdenite ages of the Kalinovskoe, Mikheevskoe and Talitsa Cu- and Mo porphyry deposits in the Urals: Implications for geodynamic setting // Ore Geol. Rev. 2017. V. 85. P. 174–180. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2016.09.005

  52. Veizer J., Ala D., Azmy K., Bruckschen P., Buhl D., Bruhn F., Carden G.A.F., Diener A., Ebneth S., Godderis Y., Jasper T., Korte C., Pawellek F., Podlaha O.G., Strauss H. 87Sr/86Sr, δ13C and δ18O evolution of Phanerozoic seawater // Chem. Geol. 1999. V. 161. № 1–3. P. 59–88. https://doi.org/10.1016/S0009-2541(99)00081-9

  53. Wilson J.C., Benbow S., Sasamoto H., Savage D., Watson C. Thermodynamic and fully-coupled reactive transport models of a steel–bentonite interface // Applied Geochemistry. 2015. V. 61. P. 10–28. https://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2015.05.005

  54. Yund R.A., Kullerud G. Thermal stability assemblages in the Cu–Fe–S system // J. Pterology. 1966. V. 7. P. 454–488. https://doi.org/10.1093/petrology/7.3.454

  55. Zhang C.L., Horita J., Cole D.R., Zhou J., Lovley D.R., Phelps T.J. Temperature-dependent oxygen and carbone isotope fractionation of biogenic siderite // Geochim. Cosmochim. Acta 2001. V. 65. P. 2257–2271. https://doi.org/10.1016/S0016-7037(01)00596-8

  56. Zolotov M.Y. Formation of brucite and cronstedtite bearing mineral assemblages on Ceres // Icarus. 2014. V. 228. P. 13–26. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2013.09.020

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Геология рудных месторождений

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал