Минералогические особенности и физико-химические условия образования жильной минерализации южного фланга Сафьяновского медно-цинково-колчеданного месторождения (Средний Урал)
Н.П. Сафина, А.В. Коровко, И.А. Блинов, Н.Н. Анкушева, М.А. Рассомахин, К.А. Филиппова
| УДК 553.435, 549.3+549.454.2 | https://doi.org/10.35597/2313-545X-2024-10-4-4 | Читать PDF (RUS) |
В статье представлены результаты исследований сульфидных и флюоритовых жил, залегающих во вмещающих породах южного фланга Сафьяновского медноколчеданного месторождения (Средний Урал). Сульфидные жилы представлены сфалерит-галенитовыми и сфалерит-пирит-халькопиритовыми разновидностями, в которых с сульфидами ассоциируют гипс, карбонаты, барит или кварц. Флюорит в породе тесно связан с карбонатами (доломит, кальцит, сидерит), каолинитом и магнезиокарфолитом. Изученные типы жил отличаются по химическому составу и набору редких минералов. В галенит-сфалеритовых жилах повышенные содержания Cd и Ag связаны с присутствием сфалерита и теннантита-(Zn) с примесью Ag (до 1.09 мас. %). Повышенное содержание Сu, Sn, In, Se, Te и Bi сфалерит-пирит-халькопиритовых жил объясняется присутствием теннантита-(Zn), энаргита, станноидита, сакураиита (?), виттихенита, гессита и Se-содержащего галенита. Во флюоритовых жилах выявлены повышенные содержания (г/т) Th (1.69) и U (4.79), а также РЗЭ + Y (447.00). Минералы-контраторы РЗЭ представлены фторкарбонатами (синхизит-(Nd) (преобладает), синхизит-(Y), синхизит-(Ce), бастнезит), которые тесно связаны с наложенными доломитом и каолинитом. На основании изучения флюидных включений в гипсе из пирит-халькопиритовых жил установлено, что гипс и ассоциирующая с ним медная минерализация отлагалась из водного Na-K хлоридного флюида при температуре 210– 150 °С. В составе флюида, участвовавшего в образовании флюоритовых жил, присутствовали хлориды Na, K, Ca и Mg. Температура образования флюорита варьировала от 190 до 280 ?С. Новые данные объясняют особенности минерального состава богатых медных руд месторождения с флюоритом и повышенные концентрации некоторых элементов (включая РЗЭ) в их составе.
Статья поступила в редакцию 07.11.2024 г., после доработки 12.12.2024 г., принята к печати 16.12.2024 г.
Ключевые слова: Сафьяновское медноколчеданное месторождение, минералогия жил, редкие минералы, флюидные включения, условия образования.
Финансирование: Работы проведены в рамках госбюджетных тем № 122031600292-6 (Южно-Уральский федеральный научный центр минералогии и геоэкологии УрО РАН) и № 123011800009-9 (Институт геологии и геохимии УрО РАН).
Благодарности: Авторы благодарны главному геологу АО «Сафьяновская медь» Н.В. Лещеву за помощь в организации полевых исследований, А.И. Брусницыну и редакторам журнала за замечания, которые были учтены при подготовке окончательного варианта статьи, П.В. Хворову, Е.Д. Зенович, М.Н. Маляренок – за выполнение анализов.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов, связанных с рукописью.
Вклад авторов. Н.П. Сафина – разработка концепции, исследования, интерпретация полученных данных, визуализация, написание черновика рукописи; А.В. Коровко – разработка концепции, интерпретация полученных данных; И.А. Блинов – аналитические/экспериментальные работы, визуализация; Н.Н. Анкушева – аналитические/экспериментальные работы, редактирование финального варианта рукописи; М.А. Рассомахин – аналитические/экспериментальные работы, визуализация; К.А. Филиппова – аналитические/экспериментальные работы. Все авторы одобрили финальную версию статьи перед публикацией.
Для цитирования: Сафина Н.П., Коровко А.В., Блинов И.А., Анкушева Н.Н., Рассомахин М.А., Филиппова К.А. Минералогические особенности и физико-химические условия образования жильной минерализации южного фланга Сафьяновского медно-цинково-колчеданного месторождения (Средний Урал). Минералогия, 10(4), 75–97. DOI: 10.35597/2313-545X-2024-10-4-4.
Н.П. Сафина, Южно-Уральский федеральный научный центр минералогии и геоэкологии УрО РАН, г. Миасс, Челябинская обл., 456317 Россия; natali.safna2015@yandex.ru
А.В. Коровко, Институт геологии и геохимии УрО РАН, ул. Академика Вонсовского 15, г. Екатеринбург, 620016 Россия
И.А. Блинов, Южно-Уральский федеральный научный центр минералогии и геоэкологии УрО РАН, г. Миасс, Челябинская обл., 456317 Россия;
Н.Н. Анкушева, Южно-Уральский федеральный научный центр минералогии и геоэкологии УрО РАН, г. Миасс, Челябинская обл., 456317 Россия;
М.А. Рассомахин, Южно-Уральский федеральный научный центр минералогии и геоэкологии УрО РАН, г. Миасс, Челябинская обл., 456317 Россия;
К.А. Филиппова, Южно-Уральский федеральный научный центр минералогии и геоэкологии УрО РАН, г. Миасс, Челябинская обл., 456317 Россия
- Аюпова Н.Р., Масленников В.В., Артемьев Д.А., Блинов И.А. (2019) Минералого-геохимические особенности конкреций пирита из сульфидных турбидитов Талганского медно-цинково-колчеданного месторождения (Южный Урал). Литология и полезные ископаемые, 6, 518–539. https://doi.org/10.31857/S0024-497X20196518-539
- Борисенко А.С. (1982) Анализ солевого состава растворов газово-жидких включений в минералах методом криометрии / Использование методов термобарогеохимии при поисках и изучении рудных месторождений. Москва, Недра, 37–47.
- Викентьев И.В. (2009) Новое в минералогии колчеданных месторождений Урала. Вестник РУДН, серия Инженерные исследования, 1, 17–22.
- Викентьев И.В. (2012) Параметры гидротермальных флюидов для недеформированных колчеданных месторождений Урала. Минералогический сборник, 62(2), 47–58.
- Винокуров С.Ф. (2018) Кристаллохимический эффект разделения РЗЭ в минералах: причины и практические следствия. Доклады Академии наук, 479(2), 183–186. https://doi.org/10.7868/S0869565218080157
- Грабежев А.И. (2004) Подрудные метасоматиты цинк-медно-колчеданных месторождений Урала (на примере Гайского и Сафьяновского месторождений). Литосфера, 4, 76–88.
- Ерохин Ю.В., Иванов К.С., Захаров А.В., Хиллер В.В. (2021) Акцессорная и рудная минерализация сланцев из фундамента полуострова Ямао (Западно-Яротинский участок, Западная Сибирь). Известия ВУЗов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки, 2, 49–55. https://doi.org/10.18522/1026-2237-2021-2-49-55
- Зайков В.В. (2006) Вулканизм и сульфидные холмы палеоокеанических окраин. Москва, Наука, 429 с.
- Качаловская В.М., Осипов Б.С., Кукоев В.А., Козлова Е.В., Басова Г.В. (1973) Моусонит и станноидит из борнитовых руд месторождения Уруп / Минералы и парагенезисы минералов рудных месторождений. Ленинград, Наука, 68–73.
- Колотов С.В., Гмыра В.Г. (1990) Редкие минералы Молодежного медноколчеданного месторождения. Ежегодник-1989. Свердловск, ИГГ УрО АН СССР, 80–82.
- Коровко А.В., Грабежев А.И., Двоеглазов Д.А. (1988) Метасоматический ореол Сафьяновского цинково-медного месторождения (Средний Урал). Доклады Академии наук СССР, 303(3), 692–695.
- Коровко А.В., Двоеглазов Д.А. (1991) О позиции Сафьяновского рудного поля в структурах Режевской структурно-формационной зоны (Средний Урал) / Геодинамика и металлогения Урала. Свердловск, УрО АН СССР, 151–152.
- Коровко А.В., Двоеглазов Д.А., Пуртов В.А. (1992) О геологической позиции и строении Сафьяновского рудного поля / Новые данные по стратиграфии и литологии палеозоя Урала и Средней Азии. Екатеринбург, Наука, 138–153.
- Коровко А.В., Иванов К.С., Пучков В.Н., Бороздина Г.Н., Погромская О.Э. (2017) О возрасте колчеданного оруденения Сафьяновского месторождения (Средний Урал). Материалы Всероссийской конференции «Тектонические, магматические, метаморфические факторы формирования и размещения месторождений рудных
и нерудных полезных ископаемых (XVII Чтения памяти акад. А.Н. Заварицкого)». Екатеринбург, ИГГ УрО РАН, 61–63. - Коровко А.В., Пуртов В.А., Бурнатная Л.Н. и др. (2004ф) Отчет по поисковым работам по оценке промышленной значимости Каменско-Сафьяновской меднорудной зоны Восточно-Уральского прогиба. Отчет Исетской ГСП за 2001-2004 годы. Верхняя Пышма.
- Коротеев В.А., Язева Р.Г., Бочкарев В.В., Молошаг В.П., Коровко А.В., Шереметьев Ю.С. (1997) Геологическое положение и состав сульфидных руд Сафьяновского месторождения (Средний Урал). Екатеринбург, ИГГ УрО РАН, 49 с.
- Масленников В.В. (2006) Литогенез и колчеданообразование. Миасс, ИМин УрО РАН, 348 с.
- Молошаг В.П., Викентьев М.В., Гуляева Т.Я., Тесалина С.Г. (2005) Борнитовые руды колчеданных месторождений Урала. Литосфера, 3, 99–116.
- Мурзин В.В., Варламов Д.А., Ярославцева Н.С., Молошаг В.П. (2010) Минералогия и строение барит-сульфидных жил Сафьяновского медноколчеданного месторождения (Средний Урал). Уральский минералогический сборник № 17. Миасс, ИМин УрО РАН, 12–19.
- Притчин М.Е., Сорока Е.И., Галахова О.Л., Главатских С.П. (2014) Карбонатная минерализация околорудных пород Сафьяновского медноколчеданного месторождения (Средний Урал). Ежегодник-2013. Екатеринбург, ИГГ УрО РАН, 163, 332–335.
- Прокин В.А., Молошаг В.П., Малюгин В.А. (2003) Зональность Сафьяновского медноколчеданного месторождения. Ежегодник-2002. Екатеринбург, ИГГ УрО РАН, 294–300.
- Пучков В.Н. (1993) Палеоокеанические структуры Урала. Геотектоника, 3, 18–34.
- Рёддер Э. (1978) Флюидные включения в минералах. Москва, Мир, 360 с.
- Сафина Н.П., Масленников В.В. (2009) Рудокластиты колчеданных месторождений Яман-Касы и Сафьяновское. Миасс, ИМин УрО РАН, 260 с.
- Сафина Н.П., Анкушева Н.Н., Мурзин В.В. (2012) Физико-химические условия формирования барита из рудных фаций Сафьяновского медно-цинково-колчеданного месторождения, Средний Урал. Литосфера, 3, 110–126.
- Сафина Н.П., Сорока Е.И., Анкушева Н.Н., Киселева Д.В., Блинов И.А., Садыков С.А. (2021) Флюорит в рудах Сафьяновского медно-цинково-колчеданного месторождения, Средний Урал: ассоциации, состав, генезис. Геология рудных месторождений, 63(2), 132–153. https://doi.org/10.31857/S0016777021020052
- Сорока Е.И., Притчин М.Е., Лютоев В.П., Смолева И.В. (2019) Физико-химические исследования карбонатов Сафьяновского медно-колчеданного месторождения (Средний Урал). Вестник Пермского университета, 18 (2), 152–164.
- Сорока Е.И., Притчин М.Е., Леонова Л.В., Булатов В.А. (2023) Редкоземельные фторкарбонаты в породах Сафьяновского медно-цинково-колчеданного месторождения (Средний Урал). Доклады Российской академии наук. Науки о Земле, 508(1), 50–57. https://doi. org/10.31857/S2686739722600552
- Трубачев А.И., Корольков А.Т., Радомская Т.А. (2019) Парагенезисы минералов и формы их выделения – как отражение этапов формирования месторождений медистых песчаников и сланцев. Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов, 330(9), 70–89. https://doi.org/10.18799/24131830/201 9/9/2257
- Тучина М.В., Ермакова Ю.В. (2019) Обеспеченность запасами медьдобывающих предприятий Южного и Северного Урала, состояние и перспективы развития их сырьевой базы. Руды и металлы, 3, 12–21. https://doi. org/10.24411/0869-5997-2019-10019
- Чистякова М.Б. (1974) Минералогия и генетические особенности хрусталеносных пегматитов Кента. Новые данные о минералах, 23, 113–173.
- Язева Р.Г., Молошаг В.П., Бочкарев В.В. (1991) Геология и рудные парагенезисы Сафьяновского колчеданного месторождения в среднеуральском шарьяже. Геология рудных месторождений, 33(4), 47–58.
- Alekseev V.I., Marin Yu.B. (2014) Composition and evolution of accessory mineralization of Li–F granites in the Far East as indicators of their ore potential. Geology of Ore Deposits, 57(8), 635–644. https://doi.org/10.1134/ S1075701515080024
- Andersen T. (1986) Compositional variation of some rare earth minerals from the Fen complex (Telemark, SE Norway): implications for the mobility of rare earths in a carbonatite system. Mineralogical Magazine, 50(357), 503–509. https://doi.org/10.1180/minmag.1986.050.357.13
- Bodnar R.J., Vityk M.O. (1994) Interpretation of microthermometric data for H2O–NaCl fuid inclusions. In: Fluid inclusions in minerals: methods and applications. Pontignana-Siena, 117–130.
- Davis D.W., Lowenstein T.K., Spenser R.J. (1990) Melting behavior of fuid inclusions in laboratory-grown halite crystals in the systems NaCl-H2O, NaCl-KCl-H2O, NaCl-MgCl2-H2O and CaCl2-NaCl-H2O. Geochimica et Cosmochimica Acta, 54(3), 591–601. https://doi. org/10.1016/0016-7037(90)90355-O
- Deady E., Mouchos E., Goodenough K., William¬son B., Wall F. (2014) Rare earth elements in karst-bauxites: untapped European resource? ERES2014: 1st European Rare Earth Resources Conference, 1–12.
- Hassan L.Y. (2017). Alteration associated with the Austin-Quinns VMS prospects, Northern Yilgarn Craton. Geological Survey of Western Australia, Record 2017/10, 61 p.
- Kato A. (1969) Stannoidite, Cu5(Fe, Zn)2SnS8, a new stannite-like mineral from the Konjo mine, Okayama Prefecture, Japan. Bulletin National Science Museum, 12, 165–172.
- Kato A., Fujiki Y. (1969) The оccurrence of stannoi-dites from the xenothermal ore deposits of the Akenobe, Ikuno, and Tada Mines, Hyogo Prefecfure, and the Fukoku Mine Kyoto Prefecture, Japan. Mineralogical Journal, 5(6), 417–433. https://doi.org/10.2465/minerj1953.5.417
- Kerkhof A.M, Hein U.F. (2001) Fluid inclusion petrography. Lithos, 55, 27–47. https://doi.org/10.1016/ S0024-4937(00)00037-2
- Maslennikov V.V., Ayupova N.R., Safna N.P., Tseluyko A.S., Melekestseva I.Y., Large R.R., Herring-ton R.J., Kotlyarov V.A., Blinov I.A., Maslennikova S.P., Tessalina S.G. (2019) Mineralogical features of ore diagenites in the Urals massive sulfde deposits, Russia. Minerals, 3(3), 150. https://doi.org/10.3390/min9030150
- McDonough W.F., Sun S.-S. (1995) The composition of the Earth. Chemical Geology, 120, 223–253. https://doi. org/10.1016/0009-2541(94)00140-4
- Oen I.S., Kieft C. (1976) Silver-bearing wittichenite-chalcopyrite-bornite intergrowths and associated minerals in the Mangualde pegmatite, Portugal. The Canadian Mineralogist, 14, 185–193.
- Palenzona A., Martinelli A. (2009) Synchysite-(Nd) al Val-lone del Triolet, Courmayeur, Aosta. Rivista Mineralogica Italiana, 9, 122–124.
- Potter R.W. (1977) Pressure corrections for fuid-inclusion homogenization temperatures based on the volumetric properties of the system NaCl–H2O. USGS Journal of Resources, 5, 603–607.
- Sanchez V., Cardellach E., Corbella M., Vindel E., MartinCrespo T., Boyce A.J. (2010) Variability in fuid sources in the fuorite deposits from Asturias (N Spain): Further evidences from REE, radiogenic (Sr, Sm, Nd) and stable (S, C, O) isotope data. Ore Geol. Rev, 37, 87–100. doi. org/10/1016/j.oregeorev.2009.12.001
- Shimizu M., Kato A., Shiozawa T. (1986) Sakuraiite: chemical composition and extent of (Zn,Fe)In-for-CuSn substitution. The Canadian Mineralogist, 24 (2), 405–409.
- Spenser R.J., Moller N., Weare J.N. (1990) The prediction of mineral solubility’s in mineral waters: a chemical equilibrium model for the Na-K-Ca-Mg-Cl-SO4 system at temperatures below 25 °C. Geochimica et Cosmochimica Acta, 54(3), 575–590. https://doi. org/10.1016/0016-7037(84)90098-X
- Theye T., Seidel E., Vidal O. (1992) Carpholite, sudoite, and chloritoid in low-grade high-pressure metapelites from Crete and the Peloponnese, Greece. European Journal of Mineralogy, 4 (3), 487–507. https://doi. rg/10.1127/jm/4/3/0487
- Vikent’eva O., Vikentev I. (2016) Occurrence modes of As, Sb, Te, Bi, Ag in sulfde assemblages of gold deposits of the Urals. 3rd International Conference on Competitive Materials and Technology Processes (IC–CMTP3). IOP Conf. Series: Materials Science and
- Engineering, 123. https://doi.org/10.1088/1757–899X/123/1/012028
- Yang Y., Rusakov V.Yu., Kuz’mina T.G. (2016) Rare earth elements in the ore-bearing sediments of the Krasnov and Semenov hydrothermal felds, Mid-Atlantic Ridge. Geochemistry International, 54 (3), 280–292. https://doi. org/10.1134/S0016702916010110
МИНЕРАЛОГИЯ № 4 2024