Mineralogy of the metamorphosed manganese sediments, which are hosted by sedimentary complexes of the Urals, is described. One hundred and twelve minerals were identifed in the manganese rocks. According to the variable amount of major minerals, the manganese rocks are subdivided on carbonate (I), oxide-carbonate-silicate (II), and oxide-silicate (III) types. The formation of a certain mineralogical type of metamorphic assemblage is controlled by the content of organic matter in the primary sediments. The type I → type II → type III consequence refects the decrease in the amount of organic matter in metalliferous sediments. Mineralogical data indicate that, in primary sediments, Mn accumulated in a silicate form (Mn–Si gel, glass, etc). during diagenesis, the Mn–Si phase was transformed to neotokite with subsequent formation of caryopilite and further crystallization of pyroxmangite, rhodonite, tephroite, and other silicates due to reactions involving caryopilite. The metamorphosed Mn-bearing sediments are characterized by the low-temperature caryopilite-bearing (or tephroite-caryopilite-pyroxmangite ± rhodonite) and high-temperature caryopilite-free (or tephroite-pyroxmangite ± rhodonite) facies. Their pT-conditions correspond to zeolite and prehnite-pumpellyite (the low-temperature) and green schist and higher grade (the high-temperature) facies.

Figures 10. Tables 2. References 86.

Key words: Mn minerals, caryopilite, Mn deposits of the Urals.

 A.I. Brusnitsyn,  Department of Mineralogy, St. Petersburg State University, St.-Petersburg; brusspb@yandex.ru

E.V. Starikova, Russian Geological Research Institute, St.-Petersburg;

I.G.Zhukov, Institute of Mineralogy UB RAS, National Research South Urals State University, Miass

1. Алексиев Б. Неотокит из олигоценового марганцеворудного горизонта Варненского района // Минер. сб. Львов. геол. об-ва. 1960. № 14. С. 208-214.
2. Андрущенко П.Ф., Суслов А.Т., Гавашвили Н.В. Марганцевые месторождения Тетрицкаройского рудного района Грузии // Вулканогенно-осадочные и гидротермальные марганцевые месторождения (Центральный Казахстан, Малый Кавказ, Енисейский кряж). Отв. ред. И.В. Витовская. М.: Наука, 1985. С. 115-172.
3. Барсанов Г.П. О изоморфном ряде аксинита и новом минеральном виде севергените // Тр. Мин. Музея АН СССР. 1951. Вып. 3. С. 33-39.
4. Бетехтин А.Г. О новых минеральных видах группы гидрооксидов марганца // зап. ВМО. 1937. № 3. С. 703–712.
5. Бетехтин А.Г. Южноуральские марганцовые месторождения как сырьевая база Магнитогорского металлургического комбината имени Сталина / Тр. Ин-та геологических наук. Серия рудных месторождений, 1940. Вып. 30. № 4. 63 с.
6. Бетехтин А.Г. Промышленные марганцевые руды СССР. М.: Изд-во АН СССР, 1946. 315 с.
7. Брехунцов А.М., Островский Л.Я., Показаньева В.Н., Ильюшенков А.Я. Марганцевоносность вулканогенно-осадочных и осадочных толщ Полярного Урала // Полярный Урал – стратегия освоения. Тр. 2-ой Полярно-Уральской научно-практ. конфер. Тюмень–Салехард, 2004. С. 57–67.
8. Брусницын А.И. Минералогия месторождений поделочных родонитовых пород Среднего Урала // зап. ВМО. 1998. № 3. С. 1–11.
9. Брусницын А.И. Родонитовые месторождения Среднего Урала (минералогия и генезис). СПб.: СПбГУ, 2000. 200 с.
10. Брусницын А.И. Минералогия и условия метаморфизма марганцевых руд Южно-Файзулинского месторождения (Южный Урал) // Геол. рудн. месторожд. 2006. Т. 48. № 3. С. 225-248.
11. Брусницын А.И. Ассоциации марганцевых минералов как индикаторы фугитивности кислорода при метаморфизме металлоносных отложений // Геохимия. 2007. № 4. С. 345-363.
12. Брусницын А.И. Минералогия метаморфизованных марганцевых отложений Южного Урала // зап. РМО. 2009. № 5. С. 1–18.
13. Брусницын А.И. Минералогия марганцевоносных метаосадков Южного Урала. СПб.: СПбГУ, ООО «ИПк кОСТА», 2013а. 160 с.
14. Брусницын А.И. Геохимия и модель формирования рудоносных отложений Парнокского железо-марганцевого месторождения (Полярный Урал) // Геохимия. 2013б. № 8. С. 690–716.
15. Брусницын А.И. Марганцевоносные метаосадки чёрносланцевых толщ Полярного Урала // // Металлогения древних и современных океанов – 2014. Двадцать лет на передовых рубежах геологии месторождений полезных ископаемых. Миасс: Имин УрО РАН. 2014. С. 79–82.
16. Брусницын А.И. Парнокское марганцевое месторождение, Полярный Урал: минералогия, геохимия и генезис руд. СПбГУ: Институт наук о земле, 2015. 116 с.
17. Брусницын А.И., Жуков И.Г. Марганцевые отложения Магнитогорского палеовулканического пояса (Южный Урал): строение залежей, состав, генезис // Литосфера. 2010. № 2. С. 77–99.
18. Брусницын А.И., Кулешов В.Н., Калугин П.С. Генезис карбонатов Парнокского железо-марганцевого месторождения // Литология и полезные ископаемые. 2014. № 3. С. 336–353.
19. Брусницын А.И., Летникова Е.Ф., Жуков И.Г. Геохимия редкоземельных и рассеянных элементов в марганцевоносных метаосадках Южного Урала // Осадочные бассейны, седиментационные и пост-седиментационные процессы в геологической истории. Новосибирск, ИНГГ СО РАН. 2013. Т. 1. С. 18–121.
20. Варенцов И.М., Рахманов В.П. Месторождения марганца / Рудные месторождения СССР. М.: Недра, 1978. Т. 1. С. 112-171.
21. Ватанабе Е., Юи С., Като А. Обзор пластовых марганцевых месторождений Японии // Вулканизм и рудообразование. Пер. с англ. под. ред. В.И. Смирнова. М.: Мир, 1973. С. 104–121.
22. Гаврилов А.А. Эксгаляционно-осадочное рудонакопление марганца. М.: Недра, 1972. 215 с.
23. Геология и полезные ископаемые России. запад России и Урал. Т. 1. кн. 2. Урал. СПб.: Изд-во ВСЕ-ГЕИ, 2011. 583 с.
24. Герасимов Н.Н. Геологическое строение и генезис Парнокского железо-марганцевого месторождения (Полярный Урал) // Автореф. дисс… канд. геол.-мин. наук. Москва: МГУ, 2000. 24 с.
25. Герасимов Н.Н., Наседкина В.Х., Онищенко С.А., Шишкин М.А. Минеральный состав руд Парнокского железо-марганцевого месторождения (Полярный Урал) // Геол. рудн. месторожд., 1999. № 1. С. 84–96.
26. Голдобин А.В. Родонит // Горный журнал. Уральское горное обозрение, 1994. № 11–12. С. 20–29.
27. Жуков И.Г. Положение девонских марганценосных отложений в структурах Магнитогорской па-леоостроводужной системы // Металлогения древних и современных океанов – 2002. формирование и освоение месторождений в офиолитовых зонах. Миасс: ИМин УрО РАН, 2002. С. 148-153.
28. Жуков И.Г., Леонова Л.В. Бентосная фауна из придонной гидротермальной постройки файзулинского низкотемпературного палеогидротермального поля (Южный Урал) // Металлогения древних и современных океанов-99. Рудоносность гидротермальных систем. Миасс: ИМин УрО РАН. 1999. С. 74-79.
29. Жуков И.Г., Мизенс Л.И., Сапельников В.П. О находке бентосной фауны на низкотемпературном палеогидротермальном поле Южно-Файзулинского марганцевого месторождения (Южный Урал) // Металлогения древних и современных океанов -98. Руды и генезис месторождений. Миасс: ИМин УРО РАН. 1998. С. 111-115.
30. Зайков В.В. Вулканизм и сульфидные холмы палеоокеанических окраин (на примере колчеданоносных зон Урала и Сибири). М.: Наука, 1991. 203 с.
31. Зайков В.В. Вулканизм и сульфидные холмы палеоокеанических окраин (на примере колчеданоносных зон Урала и Сибири). Изд. 2-е. М.: Наука, 2006. 429 с.
32. Зайкова Е.В., Зайков В.В. Признаки придонного гидротермального происхождения железисто-кремнистых построек Магнитогорско-Мугоджарской островодужной системы Урала // Металлогения древних и современных океанов-2003. формирование и освоение месторождений в острово-дужных системах. Миасс: ИМин УрО РАН. 2003. С. 208-215.
33. Зыкин Н.Н. Геологическое строение и генезис Парнокского железо-марганцевого месторождения (Полярный Урал) // Вестник МГУ. Серия геология. 2004. № 2. С. 40–49.
34. Калинин В.В. Марганцевые и железо-марганцевые месторождения восточного склона Южного Урала / Марганцевые месторождения складчатых областей СССР. М.: Наука, 1978. С. 55-90.
35. Киевленко Е.Я., Сенкевич Н.Н. Геология месторождений поделочных камней. М.: Недра, 1983. 264 с.
36. Контарь Е.С., Савельева К.П., Сурганов А.В., Алешин Б.М., Шишкин М.А., Герасимов Н.Н., Костромин Д.А., Папулова О.Б., Сергеева В.В. Марганцевые месторождения Урала. ОАО УГСЭ. Екатеринбург, 1999, 120 с.
37. Костюк Б.Ф., Островский Л.Я., Пенчук В.Н., Ильюшенков А.Я. Марганцевоносность Полярного Урала // Состояние марганцево-рудной базы России и вопросы обеспечения промышленности марганцем. Тр. первой научно-техн. конфер. Екатеринбург: ОАО «Уральский институт металлов». 2000. С. 74 – 91.
38. Кулешов В.Н., Брусницын А.И. Изотопный состав (δ 13С, δ 18О) и происхождение карбонатов из марганцевых месторождений Южного Урала // Литология и полезные ископаемые. 2005. № 4. С. 416-429.
39. Кулешов В.Н., Брусницын А.И., Старикова Е.В. Месторождения марганца на Северо-Востоке Европейской части России и Урала: геохимия изотопов, генезис, эволюция рудогенеза // Геол. рудн. месторожд. 2014. № 5. С. 423–439.
40. Логвиненко Н.В., Орлова Л.В. Образование и изменение осадочных пород на континенте и в океане. Л.: Недра, 1987. 237 с.
41. Лукошков В.Н. Гондиты Урала. Свердловск: Изд-во УНЦ АН СССР, 1983. 120 с.
42. Микляев А.С. Верхнедевонские отложения сланцевой зоны Пай-хоя и перспективы их рудоносности // Геология девона северо-востока Европейской части СССР. Тез. докл. Сыктывкар: ИГ кНЦ УрО РАН, 1991. С. 52–53.
43. Минералы: Справочник / Под ред. Н.Н. Смольяниновой. М.: Наука, 1992. Т. Iv. Вып. 1. 630 с.
44. Минералы: Справочник / Под ред. Г. Б. Бокия. М.: Наука, 1996. Т. I v. Вып. 3. 426 с.
45. Михайлов Б.М. Актуальные проблемы прогнозирования марганцевых месторождений на Урале // Литология и полезные ископаемые. 2001. № 1. С. 3-15.
46. Михайлов Б.М. Марганец // Геология и полезные ископаемые России. запад России и Урал. Т. 1. кн. 2. Урал. СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2011. С. 319–332.
47. Овчинников Л.Н. Полезные ископаемые и металлогения Урала. М.: Геоинформарк, 1998. 413 с.
48. Перова Е.Н. физико-химическая модель формирования метаморфизованных силикатных марганцевых месторождений. СПб.: Изд-во СПбГУ. 2004. 210 с.
49. Пучков В.Н. Геология Урала и Приуралья. Уфа: ИГ УНЦ РАН, 2010. 279 с.
50. Рой С. Месторождения марганца. М.: Мир, 1986. 520 с.
51. Салихов Д.Н., Ковалев С.Г., Брусницын А.И., Беликова Г.И., Бердников П.Г., Семкова Т.А., Сергеева Е.В. Полезные ископаемые республики Башкортостан (марганцевые руды). Уфа: Изд-во «Экология», 2002. 243 с.
52. Серков А.Н. Петрология, минералогия и генезис среднеуральских месторождений родонита: Автореф. дисс…канд. геол.-мин. наук. Свердловск, 1989. 19 с.
53. Силаев В.И. Геохимия и минералогия карбонатного марганца на Полярном Урале // Литогенез и геохимия осадочных формаций Тимано-Уральского региона. Сыктывкар: ИГ кНЦ УрО РАН, 1994. С. 60–70.
54. Систематика и классификации осадочных пород и их аналогов / СПб: Недра, 1998. 352 с.
55. Старикова Е.В. Минералогия родонитовых пород Силоваяхинского проявления, Пай-хой // зап. РМО. 2011. № 5. С. 75–91.
56. Старикова Е.В. Строматолитоподобные марганцевые отложения Пай-хоя // Вестник СПбГУ. Сер. 7: Геология, География. 2012. № 2. С. 10–21.
57. Старикова Е.В. Фаменская марганценосная формация Пай-Хоя // Литосфера. 2014. № 1. С. 58–80.
58. Старикова Е.В., Брусницын А.И., Жуков И.Г. Палеогидротермальная постройка марганцевого месторождения Кызыл-Таш, Южный Урал: строение, состав, генезис. СПб.: Наука, 2004. 230 с.
59. Старикова Е.В., Завилейский Д.И. Геологическая позиция и вещественный состав фаменских марганцевых руд Лемвинской зоны Пай-Хоя (на примере рудопроявлений Нижнесиловской группы) // Литология и полезные ископаемые. 2010. № 4. С. 383–400.
60. Старикова Е.В. Кулешов В.Н. Механизм формирования кутнагоритов фаменской марганценосной формации Пай-Хоя на основании минералогических и изотопных данных // Металлогения древних и современных океанов – 2009. Модели рудообразования и оценка месторождений. Миасс: ИМин УрО РАН. 2009. С. 234–239.
61. Страхов Н.М., Штеренберг Л.Е., Калиненко В.В., Тихомирова Е.С. Геохимия осадочного марганцеворудного процесса. М.: Наука, 1968. 495 с.
62. Херасков Н.П. Геология и генезис Восточно-Башкирских марганцевых месторождений // Вопросы литологии и стратиграфии СССР. Памяти академика А.Д. Архангельского. М.: Изд-во АН СССР, 1951. C. 47-65.
63. Холодов В.Н., Недумов Р.И. О рудообразующей роли чёрных сланцев (на примере фосфатных и марганцевых руд) // Литология и полезные ископаемые. 2011. № 4. С. 362–395.
64. Шишкин М.А., Герасимов Н.Н. Парнокское железо-марганцевое месторождение (Полярный Урал) // Геол. рудн. месторожд. 1995. № 5. С. 445-456.
65. Юдович Я.Э., Беляев А.А., Кетрис М.П. Геохимия и рудогенез черносланцевых формаций Пай-хоя // СПб.: Наука, 1998. 366 с.
66. Юшкин Н.П., Кунц А.Ф., Тимонин Н.И. Минерагения Пай-хоя. Екатеринбург: Изд-во УрО РАН, 2007. 291 с.
67. Abrecht J. Manganiferous phyllosilicate assem-bages: occurrence, compositions and phase relations in metamorphosrd Mn deposits // Contrib. Mineral. petrol. 1989. vol. 103. p. 228-241.
68. Angel R. J. The experimental determination of the johannsenite/bustamite equilibrium inversion boundary // Contrib. Mineral. petrol. 1984. vol. 85. p. 272–278.
69. Brusnitsyn A.I., Zhukov I.G. Manganese deposits of the devonian Magnitogorsk paleovolcanic belt (Southern Urals, Russia) // Ore Geology Review. Manganese deposits. 2012. vol. 47. p. 42–58.
70. Calvert S.E., Pedersen T.F. Sedimentary geochemistry of manganese: implications for the environment of formation of manganiferous black shale // Econ. Geol. 1996. vol. 91. p. 36–47.
71. Clark A.M., Easton A.J., Jones G.C. A study of the ne-otocite group // Miner. Mag. 1978. vol. 42. p. M26-M30.
72. Crerar D. A., Namson J., Chyi M. S., Williams L., Feigenson M. D. Manganiferous cherts of the Franciscan assemblage. I. General geology, ancient and modern analogues, and implications for hydrothermal convection at oceanic spreading centers // Econ. Geol. 1982. vol. 77. № 3. Р. 519-540.
73. Dasgupta S. p–T–x relationships during metamor-phism of manganese-rich sediments: current status and future studies // Manganese mineralization: geochemistry and mineralogy of terrestrial and marine deposits. Geol. Soc. Special publication. London, 1997. No. 19. p. 327–337.
74. El Rhazi M., Hayashi K.-I. Origin and formation-al environment of Noda-Tamagawa manganese ore, northeast japan: constraints from isotopic studies // Chem. Erde. 2003. vol. 63. p. 149–162.
75. Flohr M.J.K., Huebner J.S. Mineralogy and geochemistry of two metamorphosed sedimentary manganese deposits, Sierra-Nevada, California, USA // Lithos. 1992. vol. 29. p. 57-85.
76. Grenne T., Slack J.F. Bedded jaspers of the ordovican Lokken ophiolitr, Norway: seafoor deposition and diage-netic maturation of hydrothermal plume-derived silica-iron gels // Mineral. deposita. 2003. vol. 38. p. 625–639.
77. Gutzmer J., Schaefer M.O., Beukes N.J. Red bed-hosted oncolitic manganese ore of the paleoprotero-zoic Soutpansberg group, Bronkhorstfontein, South Africa // Econ. Geol. 2002. vol. 97. p. 1151–1166.
78. Hoefs J. Stable isotope geochemistry. Berlin Heidelberg: Springer-verlag, 2009. 285 p.
79. Huckriede H., Meischner D. Origin and environment of manganese-rich sediments within black-shale basins // Geochim at Cosmochim Acta, 1996. vol. 60. p. 1399–1413.
80. Kato T. New data on the so-called bementite // journal japan Assoc. Miner., petrol., Econom., Geol. 1963. vol. 49. p. 93-103.
81. Konhauser K. Introduction to geomicrobiology. New York; London: Blackwell publishing, 2007. 425 p.
82. Liou J G., Maruyama S., Cho M. phase equilibria and mineral parageneses of metabasites in low-grade meta-morphism // Miner. Mag. 1985. vol. 49. p. 321-333.
83. Maresch W.V., Mottana A. The pyroxmangite-rho-donite transformation for the MnSiO3 composition // Contrib. Miner. petrol. 1976. vol. 55. p. 69-79.
84. Mottana A. Blueschist-facies metamorphism of manganiferous cherts: A review of the alpine occurrences // Blueschist and Eclogites / Eds.: B.W. Evans, H. Brown. New York: Geolog. Soc. Amer. Miner. 1986. p. 267-299.
85. Nakagawa M., Santosh M., Maruyama S. distribution and minerals assemblages of bedded manganese deposits in Shikoku, Southwest japan: implications for accretion tectonics // Gandwana Research. 2009. vol. 16. p. 609–621.
86. Nakagawa, M., Fukuoka, M., Kakehi, K., Kakiuchi, G., Tamaki, Y., Taniguchi, T. Caryopilite and green-alite from the manganese deposits in Shikoku, Southwest japan. Clay Science. 2014. vol. 18. p. 79–86.
87. Schifman P., Liou J. G. Synthesis of Fe-pumpelly-ite and its stability relations with epidote // j. of Meta-morphic Geology. 1983. vol. 1. p. 91-101.