Геохимия, 2022, T. 67, № 9, стр. 830-841

Редкоземельные элементы в кальците Au-Cu-порфировой минерализации Кутуевского рудопроявления (Южный Урал) по данным LA-ICP-MS

С. Е. Знаменский a*, Д. А. Артемьев b**, Н. Н. Анкушева b***

a Институт геологии УФИЦ РАН
450077 Уфа, ул. К. Маркса, 16/2, Россия

b Институт минералогии ЮУ ФНЦ МиГ УрО РАН
456317 Миасс, Ильменский заповедник, 1, Россия

* E-mail: Znamensky_Sergey@mail.ru
** E-mail: artemyev@mineralogy.ru
*** E-mail: ankusheva@mail.ru

Поступила в редакцию 19.05.2021
После доработки 18.12.2021
Принята к публикации 20.12.2021

Аннотация

Приведены новые данные по составу редких элементов (РЗЭ, Y, Sr) в кальците штокверковых Au‑Cu-порфировых руд и во вмещающих породах Кутуевского рудопроявления (Южный Урал). В кальците содержание редких элементов определено методом LA-ICP-MS, в интрузивных породах и офикальцитах – методом ICP-MS. Установлено, что концентрации и спектры РЗЭ в кальците существенно варьируют в зависимости от положения рудной минерализации в метасоматическом ореоле. В рудах, залегающих в центральной части интрузивного тела габбро-диоритов и диоритов в хлорит-серицит-кварцевых метасоматитах, преобладает кальцит, по уровню концентраций и характеру распределения РЗЭ сопоставимый с интрузивными породами. Предполагается, что при его формировании РЗЭ были в основном заимствованы флюидом из интрузивных пород. Кальцит в рудах, развитых в восточной эндоконтактовой зоне интрузивного массива в биотит-эпидот-хлорит-серицит-кварцевых метасоматитах, отличается аномально низкими содержаниями РЗЭ. Наиболее вероятным источником лантаноидов для кальцита такого состава являлся карбонатный цемент офикальцитов. На фракционирование РЗЭ оказала влияние температура флюида. Во время кристаллизации кальцита температура минералообразующей системы превышала 250°C, в связи с чем, во флюиде доминировал Eu+2 и существовал восстановительный режим.

Ключевые слова: Южный Урал, Au-Cu-порфировая минерализация, рудообразующий флюид, редкоземельные элементы, аномалии Eu и Ce

Список литературы

  1. Вотяков С.Л., Киселева Д.В., Шагалов Е.С., Чередниченко Н.В., Дерюгина Л.К., Денисов С.А., Чемпалов А.П., Узких С.Э., Орехов А.А. (2006) Мультиэлементный анализ геологических образцов методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой на ELAN 9000. Ежегодник-2005. Труды Института геологии и геохимии им. акад. А.Н. Заварицкого. 153, 425-430.

  2. Грабежев А.И. (2009) Sr–Nd–C–O–H–S изотопно-геохимическая характеристика медно-порфировых флюидно-магматических систем Южного Урал: вероятные источники вещества. Литосфера. (6), 66-89.

  3. Грабежев А.И., Ронкин Ю.Л. (2011) U-Pb возраст цирконов из рудоносных гранитоидов медно-порфировых месторождений Южного Урала. Литосфера. 3, 104-116.

  4. Знаменский С.Е., Анкушева Н.Н., Знаменская Н.М. (2019а) Условия образования Au-Cu-порфировой минерализации Кутуевского рудопроявления (Южный Урал). Геология. Известия Отделения наук о Земле и природных ресурсов АН РБ. (26), 8-13.

  5. Знаменский С.Е., Косарев А.М., Шафигуллина Г.Т. (2019б) Фациальный состав, геохимические особенности и геодинамические обстановки образования позднеэмских островодужных комплексов зоны Главного Уральского разлома на Южном Урале. Вестник Пермского университета. Геология. 18(1), 1-16.

  6. Знаменский С.Е., Анкушева Н.Н., Артемьев Д.А. (2020) Условия образования, состав и источники рудообразующих флюидов золото-порфирового месторождения Большой Каран (Южный Урал). Литосфера. 20(3), 397-410.

  7. Знаменский С.Е., Знаменская Н.М. (2021) Распределение редкоземельных элементов и иттрия в кальците Au-Cu-порфировых руд и вмещающих породах Кутуевского рудопроявления (Южный Урал). Геологический вестник. (1), 98-104.

  8. Кулешов В.Н. (1986) Изотопный состав и происхождение глубинных карбонатов. М.: Наука, 125 с.

  9. Прокофьев В.Ю., Бортников Н.С., Коваленкер В.А., Винокуров С.Ф., Зорина Л.Д., Чернова А.Д., Кряжев С.Г., Краснов Н.Н., Горбачева С.А. (2010) Золоторудное месторождение Дарасун (Восточное Забайкалье, Россия): химический состав, распределение редких земель, изучение стабильных изотопов углерода и кислорода в карбонатах рудных жил. Геология рудных месторождений. 52(2), 91-125.

  10. Abedini A., Calagari A.A., Naseri H. (2016) Mineralization and REE geochemistry of hydrothermal quartz and calcite of the Helmesi copper deposit, NW Iran. N. Jb. Geol. Paläont. Abh. 281/2, 123-134.

  11. Bau M.; Dulski P. (1995) Comparative study of yttrium and rare-earth behaviors in fluorine-rich hydrothermal fluids. Contrib. Mineral. Petrol. 119, 213-223.

  12. Bau M., Möller P. (1992) Rare Earth Element Fractionation in Metamorphogenic Hydrothermal Calcite, Magnesite and Siderite. Mineral. Petrol. 45, 231-246.

  13. Castorina F., Masi U. (2008) REE and Nd-isotope evidence for the origin siderite from the Jebel Awam deposit (Central Morocco). Ore Geol. Rev. 34, 337-342.

  14. Cooke D.R., Hollings P., Wilkinson J.J., Tosdal R.M. (2014) Geoshemistry of Porphyry Deposits. In Tretise on Geochemistry, Second Edition (Eds. Holland H.D., Turekian K.K.) 13, 357-381.

  15. Debruyne D., Hulsbosch N., Muchez P. (2016) Unraveling rare earth element signatures in hydrothermal carbonate minerals using a source-sink system. Ore Geol. Rev. 72, 232-252.

  16. Michard A. (1989) Rare earth element systematics in hydrothermal fluids. Geochim. Cosmochim. Acta. 53, 745-750.

  17. Migdisov A.A., Williams-Jones, A.E., Wagner, T. (2009) An experimental study of the solubility and speciation of the Rare Earth Elements (III) in fluoride- and chloride-bearing aqueous solutions at temperatures up to 300 °C. Geochim. Cosmochim. Acta. 73, 7087-7109.

  18. Möller P., Dulski P., Savascin Y., Conrad M. (2004) Rare earth elements, yttrium and Pb isotope ratios in thermal spring and well waters of West Anatolia, Turkey: a hydrochemical study of their origin. Chem. Geol. 206, 97-118.

  19. Möller, P., Morteani, G. (1983) On the geochemical fractionation of ram earth elements during the formation of Ca-minerals and its application to problems of the genesis of ore deposits. In The significance of trace elements in solving petrogenetic problems and controversies (Eds. Augusthitis S.S.). Theophrastus, Athens, 747-791.

  20. Möller, P., Stober, I., Dulski, P. (1997) Seltenerdelement-, Yttrium-Gehalte und Bleiisotope in Thermal- und Mineralwässern des Schwarzwaldes. Grundwasser. 2, 118-132.

  21. Ohmoto H, Goldhaber MB (1997) Sulfur and carbon isotopes. In Geochemistry of Hydrothermal Ore Deposits. J. Wiley and Sons, 517-611.

  22. Richards J.P., Spell T., Rameh E., Razique A., Fletcher T. (2012) High Sr/Y magmas reflect arc matyrity, high magmatic water content, and porphyry Cu ± Mo ± Au potential: examples from the Tethyan arcs of Central and Eastern Iran and Western Pakistan. Econ. Geol. 107, 295-332.

  23. Rollinson H. R. (1993) Using Geochemical Data: Evaluation, Presentation, Interpretation. London: Longman Scientific and Technical, 352 p.

  24. Schwinn G., Markl G. (2005) REE systematics in hydrothermal fluorite. Chem. Geol. 216, 225-248.

  25. Shannon R.D. (1976) Revised effective ionic radii and systematic studies of interatomic distances in halides and chalcogenides. Acta Crystallogr. Sect. A. 32, 751-767.

  26. Sheppard S.M.F. (1986) Characterization and isotopic variations in natural waters. Rev. Mineralogy. 16, 70-78.

  27. Sillitoe R.H. (2010) Porphyry Copper Systems. Econ. Geol. 105, 3-41.

  28. Sverjensky D.A. (1984) Europium redox equilibria in aqueous solution. Earth Planet Sci. Lett. 67, 70-78.

  29. Taylor B. (1986) Magmatic volatiles: Isotopic variation of C, H, and S In Stable Isotopes in High Temperature Geological Processes: Mineralogical Society of America, Reviews in Mineralogy (Eds Valley J.W., etc) 6, 185-225.

  30. Zheng Y.-F. (1999) Oxygen isotope fractionation in carbonate and sulfate minerals. Geochem. J. 33, 109-126.

  31. Znamenskii S.E., Ankusheva N.N., Snachev A.V. (2020) The Formation Conditions and Sources of Ore-Forming Fluids of the Nikolaevskoe Gold Deposit (South Urals). Russian Geology and Geophysics. 61(8), 828-837.

Дополнительные материалы отсутствуют.