litosphereЛитосфераLITHOSPHERE (Russia)1681-90042500-302XA.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry10.24930/1681-9004-2020-20-4-499-516litosphere-1320Research ArticleСтатьиArticlesЭлементы-примеси в сульфидах Дергамышского кобальт-медноколчеданного месторождения, Южный Урал: форма нахождения и источники веществаTrace-elements in sulfides of the Dergamysh cobalt-bearing massive sulfide deposit, the Southern Urals: Mode of occurrence and matter sourcesМелекесцеваИ. Ю.MelekestsevaI. Yu.

456317, Челябинская обл., г. Миасс

Miass 456317, Chelyabinsk district

melekestseva-irina@yandex.ruМасленниковВ. В.MaslennikovV. V.

456317, Челябинская обл., г. Миасс

Miass 456317, Chelyabinsk district

МасленниковаС. П.MaslennikovaS. P.

456317, Челябинская обл., г. Миасс

Miass 456317, Chelyabinsk district

Институт минералогии, УрО РАНРоссияInstitute of Mineralogy UB RASRussian Federation202031082020204499516Copyright © Мелекесцева И.Ю., Масленников В.В., Масленникова С.П., 20202020Мелекесцева И.Ю., Масленников В.В., Масленникова С.П.Melekestseva I.Y., Maslennikov V.V., Maslennikova S.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.lithosphere.ru/jour/article/view/1320

Объект исследований. В статье представлены результаты изучения элементов-примесей (ЭП) в сульфидах главного рудного тела и северо-западного фланга Дергамышского кобальт-медноколчеданного месторождения, залегающего в серпентинитах (Южный Урал). Материалы и методы. Исследованы халькопирит-пирит-марказитовые песчаники скв. 1Т в центральной части главного рудного тела и пирит-халькопирит-пирротиновые “гравелиты” скв. 200 на северо-западном фланге месторождения. Содержание ЭП проанализировано методом лазерной абляции с индуктивно-связанной плазмой. Результаты. Установлено, что содержания, распределение и форма нахождения ЭП в сульфидах скважин 1Т и 200 различаются. В рудах скв. 1Т большинство ЭП (Ag, Sn, Mn, As, Co, Ni, Te, Pb, Au) накапливается в пирите-1, пирит-марказитовые агрегаты концентрируют Tl и Bi, марказит – Mo и Sb, а халькопирит – Zn, Se и Cd. Пирит-2 не отличается по накоплению ЭП от других сульфидов. В рудах скв. 200 наибольшее количество ЭП накапливается в халькопирите (Bi, Te, Zn, Cd, Se, Pb, Au, Tl, Ni, Co). Олово накапливается в кубаните, As и Ni – в пирите-4, Ag, Mn и Mo – в пирротине, Sb – в пирите-3 и Co – в пирите-2. Выводы. На основании корреляционного анализа методом максимального корреляционного пути показано, что сульфиды главного рудного тела и северо-западного фланга месторождения характеризуются разной формой нахождения ЭП. Различающееся накопление ЭП в сульфидах главного рудного тела и северо-западного фланга месторождения обусловлено двумя причинами: 1) “мафитовым” источником металлов для сульфидов главного рудного тела и “ультрамафитовым” – для сульфидов северо-западного фланга месторождения и 2) разной степенью диагенетического преобразования сульфидов.

Subject of study. The article presents the results of study of trace elements (TEs) in sulfides of the main ore body (borehole 1T) and the northwestern ore body (borehole 200) of the Dergamysh cobalt-bearing massive sulfide deposit hosted in serpentinites (South Urals). Materials and methods. The chalcopyrite-pyrite-marcasite sandstones of the main ore body and pyrite-chalcopyrite-pyrrhotite “gravelites” of its northwestern satellite were studied with laser ablation with inductively coupled plasma. Results. The TE contents, distribution and mode of occurrence differ in sulfides of the main ore body and its northwestern satellite. In ores of the main ore body, most TEs (Ag, Sn, Mn, As, Co, Ni, Te, Pb, Au) accumulate in pyrite-1, pyrite-marcasite aggregates concentrate Tl and Bi, marcasite is a host to Mo and Sb, and chalcopyrite contains Zn, Se and Cd. Pyrite-2 is depleted in TEs relative to other sulfides. In sulfides of the northwestern satellite, most TEs are related to chalcopyrite (Bi, Te, Zn, Cd, Se, Pb, Au, Tl, Ni, Co). Tin accumulates in cubanite, As and Ni are hosted in pyrite-4, Ag, Mn and Mo are concentrated in pyrrhotite, Sb is typical of pyrite-3, and Co accumulates in pyrite-2. Conclusions. Based on the correlation analysis, it is shown that sulfides of the main ore body and its northwestern satellite are characterized by different mode of TE occurrences. The differences are explained by two main reasons: 1) “mafic” and “ultramafic” metal sources for sulfides of the main ore body and its northwestern satellite, respectively, and 2) different degree of diagenetic alteration of sulfides.

сульфидыпиритпирротинхалькопириткубанитэлементы-примесиДергамышское месторождениеГлавный Уральский разломЮжный Уралsulfidespyritepyrrhotitechalcopyritecubanitetrace elementsDergamysh depositMain Uralian FaultSouth UralsРабота выполнена при поддержке проекта фундаментальных научных исследований по программам РАН (номер государственной регистрации АААА-А18-118060890054-0) и частично при поддержке темы № AAAA-A19-119061790049-3The work was supported by the project of fundamental scientific research on RAS programs (state registration number AAAA-A18-118060890054-0) and partially supported by the topic No. AAAA-A19-119061790049-3ReferencesАртемьев Д.А., Мелекесцева И.Ю., Третьяков Г.А. (2016) Геологическое строение и состав рудовмещающей толщи Дергамышского кобальт-медноколчеданного месторождения (Южный Урал): новые данные. Металлогения древних и современных океанов–2016. От минералогенеза к месторождениям. Миасс: ИМин УрО РАН, 110-116.Artem’ev D.A., Melekestseva I.Yu. Tret’yakov G.A. (2016) Geological structure and composition of orehosting sequence of the Dergamysh Co-bearing massive sulfide deposit (South Urals). Metallogeniya drevnikh i sovremennykh okeanov-2016. Ot mineralogeneza k mestorozhdeniyam [Metallogeny of ancient and modern oceans-2016. From mineralogenesis to deposits]. Miass, IMin UB RAS, 110-116. (In Russian)Бучковский Э.С. (1966) Отчет о результатах поисковоревизионных работ на силикатный и сульфидный никель, выполненный Байгускаровской геологопоисковой и Байгускаровской геофизическими партиями в 1964–1966 гг. Уфа, Геолфонды. (Не опубл.)Buchkovsky E.S. (1966) Report on researching works on silicate and sulfide nickel conducted by the Bayguskarovo Geological Survey and Bayguskarovo Geophysical parties in 1964–1966. Ufa, Geological Founds (In Russian, unpublished)Зайков В.В. (2006) Вулканизм и сульфидные холмы палеоокеанических окраин: на примере колчеданоносных зон Урала и Сибири. М.: Наука, 429 с.Evrard C., Fouquet Y., Moelo Y., Rinnert E., Etoubleau J., Langlade J.A. (2015) Tin concentration in hydrothermal sulfides related to ultramafic rocks along the Mid-Atlantic Ridge: a mineralogical study. Eur. J. Mineral., 27, 627- 638. DOI: 10.1127/ejm/2015/0027-2472Зайков В.В., Масленников В.В., Зайкова Е.В., Херрингтон Р. (2001) Рудно-формационный и руднофациальный анализы колчеданных месторождений Уральского палеоокеана. Миасс: ИМин УрО РАН, 315 с.Large R.R., Danyushevsky L., Hollit C., Maslennikov V., Meffre S., Gilbert S., Bull S., Scott R., Emsbo P., Thomas H., Singh B., Foster J. (2009) Gold and trace element zonation in pyrite using a laser imaging technique: implications for the timing of gold in orogenic and Carlin-style sediment-hosted deposits. Econ. Geol., 104, 635-668. https://doi.org/10.2113/gsecongeo.104.5.635Зайков В.В., Мелекесцева И.Ю. (2011) Минералы золота и серебра в рудных фациях золото-колчеданно-полиметаллических месторождений Баймакского рудного района, Южный Урал. Литосфера, (6), 47-67.Large R.R., Maslennikov V.V., Robert F., Danyushevsky L.V., Chang Z. (2007) Multistage sedimentary and metamorphic origin of pyrite and gold in the giant Sukhoi Log deposit, Lena Gold Province, Russia. Econ. Geol., 102, 1233-1267. https://doi.org/10.2113/gsecongeo.102.7.1233Зайков В.В., Мелекесцева И.Ю., Артемьев Д.А., Юминов А.М., Симонов В.А., Дунаев А.Ю. (2009) Геология и колчеданное оруденение южного фланга Главного Уральского разлома. Миасс: Геотур, 376 с.Lyadsky P.V., Poluektov A.P., Gubanov L.I., Ismagilov M.I., Gryaznov O.N., Chesnokov V.I., Berg L.Ya. (1988) The Letnee deposit. Mednokolchedannye mestorozhdeniya Urala. Geologicheskoe stroenie [Massive sulfide deposits of the Urals. Geological structure]. Sverdlovsk, UB AN SSSR, 23-32. (In Russian)Захаров А.А., Захарова А.А. (1975) Зависимость состава руд Ивановского сульфидного месторождения на Южном Урале от их литологической приуроченности. Геология и условия образования месторождений меди на Южном Урале. Уфа: ИГ БФ АН СССР, 105-110.Maslennikov V.V., Ayupova N.R., Maslennikova S.P., Tret’yakov G.A., Melekestseva I.Yu., Safina N.P., Belogub E.V., Large R.R., Danyushevsky L.V., Tseluyko A.S., Gladkov A.G., Kraynev Yu.D. (2014) Toksichnye elementy v kolchedanoobrazuyushchikh systemakh [Toxic elements in massive sulfide systems]. Ekaterinburg, RIO UB RAN, 340 p. (In Russian). https://elibrary.ru/item.asp?id=23720644Лядский П.В., Полуэктов А.П., Губанов Л.И., Исмагилов М.И., Грязнов О.Н., Чесноков В.И., Берг Л.Я. (1988) Месторождение Летнее. Медноколчеданные месторождения Урала. Геологическое строение. Свердловск: УрО АН СССР, 23-32.Maslennikov V.V., Ayupova N.R., Maslennikova S.P., Tseluyko A.S. (2016а) Gidrotermal’nye biomorfozy kolchedannykh mestorozhdenii: mikrotekstury, mikroelementy i kriterii obnaruzheniya [Hydrothermal biomorphoses of massive sulfide deposits: microstructures, trace elements and searching criteria]. Ekaterinburg, RIO UB RAN, 388 p. (In Russian)Масленников В.В., Аюпова Н.Р., Масленникова С.П., Третьяков Г.А., Мелекесцева И.Ю., Сафина Н.П., Белогуб Е.В., Ларж Р.Р., Данюшевский Л.В., Целуйко А.С., Гладков А.Г., Крайнев Ю.Д. (2014) Токсичные элементы в колчеданообразующих системах. Екатеринбург: РИО УрО РАН, 340 с. https://elibrary.ru/item.asp?id=23720644Maslennikov V.V., Maslennikova S.P., Large R.R., Danyushevsky L.V. (2009) Study of trace element zonation in vent chimneys from the Silurian Yaman-Kasy volcanichosted massive sulfide deposit (Southern Urals, Russia) using laser ablation-inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP MS). Econ. Geol., 104, 1111– 1141. https://doi.org/10.2113/gsecongeo.104.8.1111Масленников В.В., Аюпова Н.Р., Масленникова С.П., Целуйко А.С. (2016а) Гидротермальные биоморфозы колчеданных месторождений: микротекстуры, микроэлементы и критерии обнаружения. Екатеринбург: РИО УрО РАН, 388 с.Maslennikov V.V., Maslennikova S.P., Large R., Danyushevsky L., Herrington R.J., Ayupova N.R., Zaykov V.V., Lein A.Yu., Tseluykov A.S., Melekestseva I.Yu., Tessalina S.G. (2017) Chimneys in Paleozoic massive sulfide mounds of the Urals VMS deposits: Mineral and trace element comparison with modern black, grey, white and clear smokers. Ore Geol. Rev., 85, 64-106. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2016.09.012Масленников В.В., Мелекесцева И.Ю., Масленникова А.В., Третьяков Г.А., Масленникова С.П., Аюпова Н.Р., Сафина Н.П., Филиппова К.А., Удачин В.Н., Целуйко А.С., Аминов П.Г. (2016б) Дифференциация токсичных элементов в условиях литогенеза и техногенеза колчеданных месторождений. Екатеринбург: РИО УрО РАН, 368 с.Maslennikov V.V., Melekestseva I.Yu., Maslennikova A.V., Tret’yakov G.A., Maslennikova S.P., Ayupova N.R., Safina N.P., Filippova K.A., Udachin V.N., Tseluyko A.S., Aminov P.G. (2016б) Differentsiatsiya toksichnykh elementov v usloviyakh litogeneza i tekhnogeneza kolchedannykh mestorozhdenii [Differentiation of toxic elements under lithogenesis and technogenesis of massive sulfide deposits]. Ekaterinburg, RIO UB RAN, 368 p. (In Russian)Мелекесцева И.Ю., Масленников В.В., Сафина Н.П., Артемьев Д.А. (2018) Микротопохимия пирротинпиритовой конкреции Дергамышского кобальтмедноколчеданного месторождения, Южный Урал. Минералогия, (3), 93-107. https://elibrary.ru/item.asp?id=36360067Marques A.F.A., Barriga F.J.A.S., Chavagnac V., Fouquet Y. (2006) Mineralogy, geochemistry, and Nd isotope composition of the Rainbow hydrothermal field, Mid-Atlantic Ridge. Mineral. Dep., 41, 52-67. https://doi.org/10.1007/s00126-005-0040-8Серавкин И.Б. (2010) Металлогения Южного Урала и Центрального Казахстана. Уфа: Гилем, 284 с.McDonough W.F., Sun S. (1995) The composition of the Earth. Chem. Geol., 120, 223-253. https://doi.org/10.1016/0009-2541(94)00140-4Смирнов В.И. (1981) Корреляционные методы при парагенетическом анализе. М.: Недра, 174 с.Melekestseva I.Yu., Maslennikov V.V., Safina N.P., Artemyev D.A. (2018) Microtopochemistry of a pyrrhotitepyrite nodule of the Dergamysh cobalt-bearing massive sulfide deposit, South Urals. Mineralogiya, (3), 93-107. (In Russian). https://elibrary.ru/item.asp?id=36360067Evrard C., Fouquet Y., Moelo Y., Rinnert E., Etoubleau J., Langlade J.A. (2015) Tin concentration in hydrothermal sulfides related to ultramafic rocks along the Mid-Atlantic Ridge: a mineralogical study. Eur. J. Mineral., 27, 627- 638. DOI: 10.1127/ejm/2015/0027-2472Melekestseva I.Yu., Zaykov V.V., Nimis P., Tret’yakov G.A., Tessalina S.G. (2013) Cu–(Ni–Co–Au)-bearing massive sulfide deposits associated with mafic–ultramafic rocks of the Main Urals Fault, South Urals: Geological structures, ore textural and mineralogical features, comparison with modern analogs. Ore Geol. Rev., 52, 18-36. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2012.03.005Large R.R., Danyushevsky L., Hollit C., Maslennikov V., Meffre S., Gilbert S., Bull S., Scott R., Emsbo P., Thomas H., Singh B., Foster J. (2009) Gold and trace element zonation in pyrite using a laser imaging technique: implications for the timing of gold in orogenic and Carlin-style sediment-hosted deposits. Econ. Geol., 104, 635-668. https://doi.org/10.2113/gsecongeo.104.5.635Puchkov V.N. (2017) General features relating to the occurrence of mineral deposits in the Urals: what, where, when and why. Ore Geol. Rev., 85, 4-29.Large R.R., Maslennikov V.V., Robert F., Danyushevsky L.V., Chang Z. (2007) Multistage sedimentary and metamorphic origin of pyrite and gold in the giant Sukhoi Log deposit, Lena Gold Province, Russia. Econ. Geol., 102, 1233-1267. https://doi.org/10.2113/gsecongeo.102.7.1233Seravkin I.B. (2010) Metallogeniya Yuzhnogo Urala i Tsentral’nogo Kazakhstana [Metallogeny of South Urals and Central Kazakhstan]. Ufa, Gilem Publ., 284 p. (In Russian)Maslennikov V.V., Maslennikova S.P., Large R.R., Danyushevsky L.V. (2009) Study of trace element zonation in vent chimneys from the Silurian Yaman-Kasy volcanichosted massive sulfide deposit (Southern Urals, Russia) using laser ablation-inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP MS). Econ. Geol., 104, 1111- 1141. https://doi.org/10.2113/gsecongeo.104.8.1111Smirnov V.I. (1981) Korrelyatsionnye metody pri parageneticheskom analize [Correlation methods in paragenetic analysis]. Moscow, Nedra Publ., 174 p. (In Russian)Maslennikov V.V., Maslennikova S.P., Large R., Danyushevsky L., Herrington R.J., Ayupova N.R., Zaykov V.V., Lein A.Yu., Tseluykov A.S., Melekestseva I.Yu., Tessalina S.G. (2017) Chimneys in Paleozoic massive sulfide mounds of the Urals VMS deposits: Mineral and trace element comparison with modern black, grey, white and clear smokers. Ore Geol. Rev., 85, 64-106. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2016.09.012Zaykov V.V. (2006) Vulkanizm i sul’fidnye kholmy paleookeanicheskikh okrain na primere kolchedanonosnykh zon Urala i Sibiri [Volcanism and sulfide mounds of paleooceanic margins: example of massive sulfide-bearing zones of the Urals and Siberia]. Moscow, Nauka Publ., 429 p. (In Russian)Marques A.F.A., Barriga F.J.A.S., Chavagnac V., Fouquet Y. (2006) Mineralogy, geochemistry, and Nd isotope composition of the Rainbow hydrothermal field, Mid-Atlantic Ridge. Min. Dep., 41, 52-67. https://doi.org/10.1007/s00126-005-0040-8Zaykov V.V., Maslennikov V.V., Zaykova E.V., Herrington R. (2001) Rudno-formatsionnyi i rudno-fatsial’nyi analizy kolchedannykh mestorozhdenii Ural’skogo paleookeana [Ore-formational and ore-facial analysis of massive sulfide deposits of the Uralian paleocean]. Miass, IMin UB RAN, 315 p. (In Russian)McDonough W.F., Sun S. (1995) The composition of the Earth. Chem. Geol., 120, 223-253. https://doi.org/10.1016/0009-2541(94)00140-4Zaykov V.V., Melekestseva I.Yu. (2011) Au and Ag minerals in ore facies of gold-polymetallic massive sulfide deposits of the Baymak ore region, South Urals. Litosfera, (6), 47-67 (In Russian)Melekestseva I.Yu., Zaykov V.V., Nimis P., Tret’yakov G.A., Tessalina S.G. (2013) Cu–(Ni–Co–Au)-bearing massive sulfide deposits associated with mafic-ultramafic rocks of the Main Urals Fault, South Urals: Geological structures, ore textural and mineralogical features, comparison with modern analogs. Ore Geol Rev., 52, 18-36. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2012.03.005Zaykov V.V., Melekestseva I.Yu., Artem’ev D.A., Yuminov A.M., Simonov V.A., Dunaev A.Yu. (2009) Geologiya i kolchedannoe orudenenie yuzhnogo flanga Glavnogo Ural’skogo razloma [Geology and massive sulfide mineralization of the southern flank of the Main Uralian Fault]. Miass, Geotur Publ., 376 p. (In Russian)Puchkov V.N. (2017) General features relating to the occurrence of mineral deposits in the Urals: what, where, when and why. Ore Geol. Rev., 85, 4-29.Zakharov A.A., Zakharova A.A. (1975) Correlation between the composition of ores from the Ivanovka sulfide deposit in the South Urals and their host rocks. Geologiya i usloviya obrazovaniya mestorozhdenii medi na Yuzhnom Urale [Geology and formation conditions of Cu deposits in the South Urals]. Ufa, IG BF AN SSSR, 105-110. (In Russian)

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