litosphereЛитосфераLITHOSPHERE (Russia)1681-90042500-302XA.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry10.24930/1681-9004-2019-19-3-451-464litosphere-1179Research ArticleСтатьиArticlesК вопросу о генезисе месторождений Первого Северного железорудного узлаOn the genesis of deposits of the Pervy Severny iron ore districtПетровГ. А.PetrovG. A.

620014, Екатеринбург, ул. Вайнера, 55; 620016, Екатеринбург, ул. Акад. Вонсовского, 15

Georg A. Petrov

55 Vainera st., Еkaterinburg, 620014

georg_petrov@mail.ruУральская геологосъeмочная экспедиция; Институт геологии и геохимии, УрО РАНРоссияUralian geological survey expeditionRussian Federation201909072019193451464Copyright © Петров Г.А., 20192019Петров Г.А.Petrov G.A.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.lithosphere.ru/jour/article/view/1179Объект исследований

Объект исследований. Объектом исследований являются железные руды и рудовмещающие толщи Первого Северного железорудного узла, в северной части Тагильского прогиба, в состав которого входят три мелких промышленных объекта, ныне почти полностью отработанных - это 1-е Северное, Суходойское и Пещерное месторождения, а также несколько рудопроявлений.

Материалы и методы

Материалы и методы. В процессе работы проводился анализ опубликованных материалов и производственных отчетов по перечисленным выше объектам, а также собственные полевые наблюдения и поиск месторождений-аналогов в литературных источниках.

Результаты

Результаты. До настоящего времени считалось, что магнетитовые руды образовались при контактово-метасоматическом взаимодействии живет-ских известняков и интрузий габбродолеритов и долеритов. Наши исследования показали, что типичные скарны на месторождениях распространены весьма ограниченно или отсутствуют, а рудные тела залегают согласно с напластованием осадочных и вулканогенных пород. Наиболее близкими аналогами, по мнению автора, являются известные железорудные месторождения района Лан-Дилль в Германии, что позволило предложить альтернативную (вулканогенно-осадочную) модель формирования железорудных залежей Первого Северного железорудного узла.

Выводы

Выводы. Привлечение вулканогенно-осадочной модели позволяет изменить поисковые признаки и существенно уточнить (увеличить) перспективы обнаружения новых промышленных месторождений железных руд.

Research subject

Research subject. This study was aimed at examining iron ore and ore-bearing strata in the Pervy Severny iron ore district in the Northern part of the Tagil depression. This area features several ore occurrences and three small industrial objects, which have been almost completely exhausted, namely the Pervoe Severnoe, Sukhodoyskoye and Peshchernoe deposits.

Materials and methods

Materials and methods. The research was based on the analysis of published materials and available production reports on the aforementioned objects, as well as the author’s own field observations and search for similar deposits in literature sources.

Results

Results. It has thus far been believed that magnetite ores were formed by contact-metasomatic interaction of Givetian limestone and the intrusions of dolerites and gabbrodiorites. However, the area under study is characterized by very few typical skarns. In addition, the ore bodies here are deposited in accordance with sedimentary and volcanic rocks. Iron ore deposits in the Lan-Dill Region in Germany seem to be the closest analogue, which suggests an alternative (volcanogenic-sedimentary) model of the formation of iron ore deposits in the Pervy Severny iron ore district.

Conclusion

Conclusion. The use of the volcanogenic-sedimentary model allows search criteria to be specified, thus significantly increasing prospects of detection of new industrial iron ore deposits.

Уралжелезовулканогенно-осадочные месторожденияuralsironvolcanogenic-sedimentary deposits AcknowledgementsИсследования частично выполнены в рамках темы № АААА-А18-118053090044-1 государственного задания ИГГ УрО РАНResearch partially performed in the framework of theme № AAAA A18-118053090044-1 of the state task of the iGG UB RASReferencesАюпова Н.Р., Масленников В.В. (2005) Роль гальмиро-лиза в накоплении железа и марганца. Рудные месторождения: вопросы происхождения и эволюции. Мат-лы IV Уральского минералогического совещания. Миасс: Ин-т минералогии УрО РАН, 52-54.Ayupova N.R., Maslennikov V.V. (2005) The Role of halmyrolysis in the accumulation of iron and manganese. Rudnye mestorozhdenia: voprosy proiskhozhdeniya i evolutsii. Materialy IV Ural’skogo mineralogichesko-go soveshchania [Ore deposits: issues of origin and evolution. Proc. IV-th Ural mineralogical meeting]. Miass, IMin UrO RAN, 52-54. (In Russian)Бабанин В.Ф., Трухин В.И., Верховцева Н.В., Шипи-лин А.М. (1998) О биогенном происхождении магнетита и грейгита в осадках водоемов и в почвах. Вестн. МгУ. Сер. 3. Физика, Астрономия, (6), 36-40.Babanin V.F., Trukhin V.I., Verkhovtseva N.V., Ship-ilin A.M. (1998) On the biogenic origin of magnetite and greigite in the sediments of ponds and in soils. Vestn. Mosc. univ. ser. 3. Fizika, Astronomiya, (6), 3640. (In Russian)Баклаев Я.П. (1973) Контактово-метасоматические месторождения железа и меди на Урале (закономерности их размещения и локализации). М.: Наука, 231 с.Baklaev Ya.P. (1973) Kontaktovo-metasomaticheskie mes-torozhdeniya zheleza i medi na Urale (zakonomernosti ikh razmeshcheniya i lokalizatsii) [Contact-metasomatic deposits of iron and copper in the Urals (the laws of their location and localization)]. Moscow, Nauka Publ., 231 p. (In Russian)Белевцев Я.Н., Бухарев В.П., Гончарук А.Ф. (1982) Вулканогенно-осадочные железорудные месторождения складчатых областей. Киев: Наук. Думка, 188 с.Belevtsev Ya.N., Bukharev V.P., Goncharuk A.F. (1982) Vulkanogenno-osadochnye zhelezorudnye mestorozh-deniya skladchatykh oblastei [Volcanogenic-sedimenta-ry iron ore deposits of folded regions]. Kiev, Nauk. Dum-ka Publ., 188 p. (In Russian)Беляшов Н.М. (1978) Полигенные месторождения магнетитовых руд в Тургае. Автореф. дисс. ... д-ра геол.-мин. наук. М.: ВИМС, 41 с.Belyashov N.M. (1978) poligennye mestorozhdeniya mag-netitovykh rud v Turgae. Avtoreferat diss. ... d-ra geol.-min. nauk [Polygenic deposits of magnetite ores in Tur-gay. Dr. geol. and min. sci diss.]. Moscow, VIMS, 41 p. (In Russian)Бутузова Г.Ю. (1969) Современный вулканогенно-осадочный железорудный процесс в кальдере вулкана Санторин (Эгейское море) и его влияние на геохимию осадков. М.: Наука, 115 с.Butuzova G.Y. (1969) sovremennyi vulkanogenno-osado-chnyi zhelezorudnyi process v kal’dere vulkana santorin (Egeiskoe more) i ego vliyanie na geokhimiyu osadkov [The Modern volcanogenic-sedimentary iron-ore process in the Caldera of Santorini volcano (Aegean sea) and its impact on the Geochemistry of sediments]. Moscow, Nauka Publ., 115 p.Геология СССР. (1973) Т. XII. Пермская, Свердловская, Челябинская и Курганская области. Полезные ископаемые. М.: Недра, 632 с.Davidson G.J. (1992) Hydrothermal Geochemistry and Ore Genesis of Sea-Floor Volcanogenic Copper-Bearing Oxide Ores. Econ. Geol., 87, 889-912.Главные рудные геолого-геохимические системы Урала. (1990) М.: Наука, 269 с.Flick H., Nesbor H.D., Behnisch R. (1990) Iron ore of the Lahn-Dill type formed by diagenetic seeping of pyroclastic sequences - a case study on the Schalstein section at Gansberg (Weilburg). Geol. Rundschau, 79(2), 401-415.Жданов А.В. (2009) Легенда Уральской серии листов Госгеолкарты-1000/3 (актуализированная версия). СПб: ВСЕГЕИ, 380 с.Formozova L.N. (1963) Exhalative-sedimentary iron ore deposits of the type of Lahn-Dill and geological environment of their formation Vulkanogenno-osadochnye i teri-gennye formatsii. [Volcanogenic-sedimentary and terrigenous formations] Moscow, Nauka Publ., 161-208. (In Russian)Заварзина Д.Г. (2004) Образование магнетита и сидерита термофильными железоредуцирующими бактериями. Палеонтол. журн., (6), 3-8.Garrels R., Christ Ch.L. (1965) Solutions, Minerals and Equilibria. N.Y.: Harper & Row, 450 p.Крупенин М.Т. (1999) Условия формирования сидеритоносной бакальской свиты нижнего рифея (Южный Урал). Екатеринбург: УрО РАН, 256 с.Geologiya sssR, T. XII. permskaya, sverdlovskaya, Chely-abinskaya i Kurganskaya oblasti. poleznye iskopae-mye [Geologia of the USSR, V. XII. Perm, Sverdlovsk, Chelyabinsk i Kurgan districts. Mineral deposits]. (1973) Moscow, Nedra Publ., 632 p. (In Russian)Кузнецов А.Б., Крупенин М.Т., Овчинникова Г.В., Горохов И.М., Маслов А.В., Каурова О.К., Эльмис Р. (2005) Формирование и преобразование карбонатных пород и сидеритовых руд бакальской свиты нижнего рифея (Южный Урал): Sr изотопная характеристика и Pb-Pb возраст. Литология и полезн. ископаемые, (3), 1-22.Glavnye rudnye geologo-geokhimicheskie sistemy ura-la [The main geology-geochemistry ore systems of the Urals (1990). Moscow, Nauka Publ., 269 p. (In Russian)Кузнецов А.Ж. (2001) Ритмично-слоистые магнетитовые руды Гороблагодатского магнетитового месторождения на Среднем Урале. Изв. Уральского гос. горн. ун-та, 13, 140-142.Hentschel H. (1960) Zur Frage der Bildung der Eisenerze vomLahn-Dill-Typ. Freib. Forchungsh., 79, 82-105. (In German)Масленников В.В. (1999) Седиментогенез, гальмиролиз и экология колчеданоносных палеогидротермальных полей (на примере Южного Урала). Миасс: Геотур, 348 с.Hummel K., (1922) Die Entstehung eisenreicher Gesteine durch Halmurose. Geol. Rundschau, 13, 40-81. (In German)Масленников В.В. (2004) Гальмиролиз и железонакопление. Международная научная горно-геологическая конференция “Топорковские чтения", вып. VI, г. Рудный, 33-45.Kegel W. (1923) Zur Kenntnis der devonischen bisenerzlag-er in der sudlichcn Lahnmulde. Z. prakt. Geol., 31, (1-2), 20-29. (In German)Овчинников Л.Н. (1998) Полезные ископаемые и металлогения Урала. М.: ЗАО “Геоинформмарк”, 412 с.Krupenin M.T. (1999) usloviya formirovania sideritonosnoi bakal’skoi svity nizhnego rifea (Yuzhnyi ural). [The requirements of siderite-bearing formation in Bakal’skaya Formation of Lower Riphean (the Southern Urals]. Ekaterinburg, UB of RAS, 256 p. (In Russian)Осадкообразование и полезные ископаемые вулканических областей прошлого. Т. II. Полезные ископаемые (железные и марганцевые руды, фосфориты и бокситы). (1968) М.: Наука, 351 с.Kuznetsov A.B., Krupenin M.T., Ovchinnikova G.V., Gorokhov I.M., Maslov A.V., Kaurova O.K., Elmis R. (2005) The Formation and transformation of carbonate rocks and siderite ores of the Bakal’skaya Formation of Lower Riphean (the Southern Urals): Sr isotopic characteristics and Pb-Pb age. Litol. Polezn. Iskop., (3), 1-22. (In Russian)Основные черты геологического строения и минеральносырьевой потенциал Северного, Приполярного и Полярного Урала. (2010) СПб: ВСЕГЕИ, 274 с.Kuznetsov A.Zh. (2001) Rhythmically-laminated magnetite ore Goroblagodatskoe magnetite Deposit, Middle Urals. Izvestiya UGGI, 13, 140-142. (In Russian)Пуркин А.В., Денисова Т.А. (1987) Геологические критерии прогнозирования и поисков на Урале скрытых стратиформных медноколчеданных месторождений, сформированных по продуктам субмаринного выветривания базальтов. Свердловск: Уралгеология, 190 с.Maslennikov V.V. (1999) Sedimentogenez, gal’miroliz i ek-ologia kolchedanonosnykh paleogidrotermalnykh polei (na primere Yuzhnogo Urala) [Sedimentogenesis, halmyrolysis and ecology pyrite paleogeothermal fields (on the example of the Southern Urals)]. Miass, Geotur Publ., 348 p. (In Russian)Ракчеев А.Д. (1989) Новые физико-химические методы изучения минералов, горных пород и руд. Справочник. М.: Недра, 230 с.Maslennikov V.V. (2004) Halmyrolysis and ferro-accumu-lation. Mezhdunarodnaya nauchnaya gorno-geolog-icheskaya konferentsia “Toporkovskie chteniya”, vyp. VI [International scientific geological conference “Toporow reading”, iss. VI]. Rudny, 33-45. (In Russian)Рудницкий В.Ф., Кузнецов А.Ж. (2014) О способах отложения руд Естюнинского скарново-магнетитового месторождения на Среднем Урале. Металлогения древних и современных океанов-2014. Миасс: ИМин УрО РАН, 91-94.Maslennikov V.V., Ayupova N.R., Herrington R.J., Danyu-shevskiy L.V., Large R.R. (2012) Ferruginous and man-ganiferous haloes around massive sulphide deposits of the Urals. Ore Geol. Rev., 47, 5-41.Рудные месторождения СССР. (1978) Т. 1. М.: Недра, 352 с.Ovchinnikov L.N. (1998) Poleznye iskopaemye i metallo-genia urala [Minerals and metallogeny of the Urals]. Moscow, “Geoinformmark” Publ., 412 p. (In Russian) osadkoobrazovanie i poleznye iskopaemye vulkanicheskikh oblastei proshlogo T. II. Poleznye iskopaemye (zheleznye i margantsevye rudy, phosphority i boxity [Sedimentation and minerals of volcanic areas of the past V. II. Minerals (iron and manganese ores, phosphorites, and bauxites)]. (1968) Moscow, Nauka Publ., 351 p. (In Russian)Сапожников Д.Г. (1963) Караджальские железо-марганцевые месторождения. М.: Наука, 196 с.Osnovnye cherty geologicheskogo stroeniya i mineralno-syr’evoi potentsial Severnogo, Pripolyarnogo i Polyar-nogo urala [The main features of the geological structure and mineral potential of the Northern, polar and Polar Urals] (2010). St.Petersburg, VSEGEI Publ., 274 p. (In Russian)Саркисян С.Ш., Святловский А.Е., Брызгалина С.П. (1984) Геологические основы вулканогенного рудообразования. М.: Недра, 237 с.Prochaska W., Krupenin M. (2013) Formation of magnesite and siderite deposits in the Southern Urals - evidence of inclusion fluid chemistry. Miner. Petrol., 107(1), 53-65.Усенко А.И. (1957) Геологический отчет с подсчетом запасов по Суходойскому, Восточному Суходой-скому, Тыньинскому, Северо-Казанскому и ЮжноКазанскому участкам Первого Северного месторождения по состоянию разведанности на 1-е мая 1957 г. МЧМ СССР, трест “Уралчерметразведка”, Северная комплексная ГРП. (Не опубликовано)Purkin A.V., Denisova T.A. (1987) Geologicheskie kriterii prognozirovaniya i poiskov na urale skrytykh stratiform-nykh mednokolchedannykh mestorozhdenii, sformirovan-nykh po produktam submarinnogo vyvetrivaniya bazal ’tov [Geological criteria for prediction and search in the Urals for hidden stratiform copper-plated deposits, formed by the products of submarine weathering of basalts]. Sverdlovsk, Uralgeologia Publ., 190 p. (In Russian)Усенко А.И., Семерун А.К. (1956) Геологический отчет с подсчетом запасов железных руд месторождения Первый Северный рудник (Ивдельский район Свердловской области). МЧМ СССР, трест “Уралчерметразведка”. (Не опубликовано)Rakcheev A.D. (1989) Novye fiziko-khimicheskie metody izuchenia mineralov, gornykh porod i rud. Spravochnik [New physical and chemical methods of studying minerals, rocks and ores. Handbook]. Moscow, Nedra Publ., 230 p. (In Russian)Формозова Л.Н. (1963) Эксгаляционно-осадочные месторождения железных руд типа Лан-Дилль и геологическая обстановка их образования. Вулканогенно-осадочные и терригенные формации. М.: Наука, 161-208.Rosler H.J. (1964) Genetische Probleme der Erze des sogen-annten erweiterten Lahn-Dill-Typus. Ber. Geol. Des. DDR, 9, 445-454. (In German)Шевалдин А.И. (1962) Отчет по результатам геологопоисковых и разведочных работ, проведенных в районе Первого Северного месторождения за 1957-1961 гг. Главгеология РСФСР, Уральское геологическое управление, Северная экспедиция, пос. Первый Северный. (Не опубликовано)Rudnitskii V.F., Kuznetsov A.Zh. (2014) About the way of ore precipitation of Estuninskoye skarn-magnetite ore deposit in the Middle Urals. Metallogeniya drevnikh i sovremennykh okeanov-2014 [Metallogeny of ancient and modern oceans - 2014]. Miass, IMin Ub RAN, 9194. (In Russian)Шилов В.А., Топорков В.Я., Ульянова В.П., Никулина Г.С. (1989) Государственная геологическая карта СССР масштаба 1 : 200 000. Серия Средне-Уральская. Лист P-41-XXV (Ивдель). Свердловск: ПГО Уралгеология, 227 с.Rudnye mestorozhdenia SSSR [Ore deposits of the USSR] (1978). V. 1. Moscow, Nedra Publ., 352 p. (In Russian)Davidson G.J. (1992) Hydrothermal Geochemistry and Ore Genesis of Sea-Floor Volcanogenic Copper-Bearing Oxide Ores. Econ. Geol., 87, 889-912.Sapozhnikov D.G. (1963) Karadzhal’skie zhelezo-margant-sevye mestorozhdenia [Karajal iron-manganese deposits]. Moscow, Nauka Publ., 196 p. (In Russian)Flick H., Nesbor H.D., Behnisch R. (1990) Iron ore of the Lahn-Dill type formed by diagenetic seeping of pyroclastic sequences - a case study on the Schalstein section at Gansberg (Weilburg). Geol. Runds^au, 79(2), 401-415.Sarkisyan S.Sh., Svyatlovskii A.E., Bryzgalina S.P. (1984) Geologicheskie osnovy vulkanogennogo rudo-obrazhovaniya. Geological foundations of ore formation. Moscow, Nedra Publ., 237 p. (In Russian)Garrels R., Christ Ch.L. (1965) Solutions, Minerals and Equilibria. N.Y.: Harper & Row, 450 p.Shevaldin A.I. (1962) Report on the results of geological prospecting and exploration carried out in the area of the Per-vy Severny mine for 1957-1961. Glavgeologiya RSFSR, Ural Geological Administration, Northern Expedition, Pervy Severny settlement. (In Russian, unpublished)Hentschel H. (1960) Zur Frage der Bildung der Eisenerze vom Lahn-Dill-Typ. Freib. Forchungsh., 79, 82-105.Shilov V.A., Toporkov V.Ya., Ul’yanova V.P., Nickuli-na G.S. (1989) Gosudarstvennya geologicheskaya kar-ta SSSR mashtaba 1 : 200 000. Seria Sredne-Uralskaya. List P-41-XXV (Ivdel’) [State geological map of the USSR scale 1 : 200 000. A Series of Middle-Urals. Sheet P-41-XXV (Ivdel)]. Sverdlovsk, PGO Uralgeologiya, 227 p. (In Russian)Hummel K., (1922) Die Entstehung eisenreicher Gesteine durch Halmurose. Geol. Rundschau, 13, 40-81.Tucker M.E. (2009) Sedimentary Petrology: An Introduction to the Origin of Sedimentary Rocks. London: John Wiley & Sons, 272 p.Kegel W. (1923) Zur Kenntnis der devonischen bisenerzla-ger in der sudlichcn Lahnmulde. Z. prakt. Geol., 31(1-2), 20-29.Usenko A.I. (1957) Geological report with reserves calculation for the Sukhodoisky, East Sukhodsky, Tynja, North-Kazan and South-Kazan districts of the Pervy Severny mine as explored on May 1, 1957. USSR Ministry of Black metals, trust “Uralchermetrazvedka”, Severnya complex geological-prospecting team. (In Russian, unpublished)Maslennikov V.V., Ayupova N.R., Herrington R.J., Danyu-shevskiy L.V., Large R.R. (2012) Ferruginous and man-ganiferous haloes around massive sulphide deposits of the Urals. ore Geol. rev., 47, 5-41.Usenko A.I., Semerun A.K. (1956) Geological report on the calculation of iron ore reserves at the Pervy Severny mine (Ivdel district, Sverdlovsk region). USSR Ministry of Black metals, trust “Uralchermetrazvedka”, Severnya complex geological-prospecting team. (In Russian, unpublished)Prochaska W., Krupenin M. (2013) Formation of magnesite and siderite deposits in the Southern Urals - evidence of inclusion fluid chemistry. Miner. petrol., 107(1), 53-65.Zavarzina D.G. (2004) Formation of magnetite and siderite by thermophilic iron-reducing bacteria. Paleontol. Zh., (6), 3-8. (In Russian)Rosler H.J. (1964) Genetische Probleme der Erze des sogen-annten erweiterten Lahn-Dill-Typus. Ber. Geol. Des. DDR, 9, 445-454.Zhdanov A.V. (2009) Legenda Ural’skoi serii listov Gos-geolkarty-1000/3 (aktualizirovannya versia) [The legend of the Ural series of sheets of the state geological map-1000/3 (updated version)]. St.Petersburg, VSEGEI, 380 p. (In Russian)Tucker M.E. (2009) Sedimentary Petrology: An Introduction to the Origin of Sedimentary Rocks. London: John Wiley & Sons, 272 p.Tucker M.E. (2009) Sedimentary Petrology: An Introduction to the Origin of Sedimentary Rocks. London: John Wiley & Sons, 272 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.