litosphereЛитосфераLITHOSPHERE (Russia)1681-90042500-302XA.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry10.24930/1681-9004-2021-21-5-643-659litosphere-1482Research ArticleСтатьиArticlesМинералогия благородных металлов (Au, Ag, Pd, Pt) Волковского Cu-Fe-Ti-V месторождения (Средний Урал)Mineralogy of noble metals (Au, Ag, Pd, Pt) in Volkovskoe Cu-Fe-Ti-V deposit (Middle Urals, Russia)МурзинВ. В.MurzinV. V.

620110, г. Екатеринбург, ул. Акад. Вонсовского, 15

15 Akad. Vonsovsky st., Ekaterinburg 620110 

murzin@igg.uran.ruПальяноваГ. А.PalyanovaG. A.

630090, г. Новосибирск, просп. Акад. Коптюга, 3

630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 1 

3 Akad. Koptyug pr., Novosibirsk 630090

Pirogov st., Novosibirsk 630090 

palyan@igm.nsc.ruАникинаЕ. В.AnikinaE. V.

620110, г. Екатеринбург, ул. Акад. Вонсовского, 15

 15 Akad. Vonsovsky st., Ekaterinburg 620110 

МолошагВ. П.MoloshagV. P.

620110, г. Екатеринбург, ул. Акад. Вонсовского, 15

  15 Akad. Vonsovsky st., Ekaterinburg 620110 

Институт геологии и геохимии УрО РАНРоссияA.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry uB RASRussian FederationИнститут геологии и минералогии СО РАН; Новосибирский государственный университетРоссияV.S. Sobolev Institute of Geology and Mineralogy, SB of RAS; Department of Geology and Geophysics, Novosibirsk State universityRussian Federation202130102021215653659Copyright © Мурзин В.В., Пальянова Г.А., Аникина Е.В., Молошаг В.П., 20212021Мурзин В.В., Пальянова Г.А., Аникина Е.В., Молошаг В.П.Murzin V.V., Palyanova G.A., Anikina E.V., Moloshag V.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/1482

Объект исследований. Минеральный состав титаномагнетитовых (апатит, титаномагнетит) и медно-титаномагнетитовых, или медносульфидных (борнит, халькопирит, апатит, титаномагнетит), руд Волковского Cu-Fe-Ti-V месторождения (Средний Урал, Россия). Методы. Изучение химического состава минералов проведено на сканирующем электронном микроскопе JSM 639LV и рентгеноспектральном микроанализаторе JXA-5а в ЦКП “Геоаналитик” ИГГ УрО РАН. Результаты и основные выводы. В медно-титаномагнетитовых рудах выявлено присутствие самородного золота (примеси Pd ≤ 0.3 мас.%, Cu 0.2–0.4 мас.%; пробность 800–914‰), теллуридов Pd, Au и Ag (меренскиит, кейтконнит, сильванит, гессит), а также арсенида Pt (сперрилит). В титаномагнетитовых рудах впервые обнаружены две генерации самородного золота (пробность 1000 и 850–860‰) и теллурид палладия – кейтконнит (Pd3-xTe). Установлены последовательность отложения рудных минералов и особенности их генезиса. Самородное золото пробностью 1000‰ в виде включений в титаномагнетите следует отнести к магматической стадии. Минералы благородных металлов, находящиеся в срастании с сульфидами меди (борнит, халькопирит, дигенит) и ассоциирующие с поздними гидроксилсодержащими минералами (амфибол, эпидот, хлорит), являются наложенными по отношению к магматическим минералам (пироксену, плагиоклазу, роговой обманке, апатиту, титаномагнетиту, ильмениту и др.) этих руд. Меренскиит, сперрилит, высокопробное золото (800–914‰), а также карролит, кобальтин, медно-кобальтовый теллурид и теллуро-селенид висмута кавацулит Bi2Te2Se сингенетичны сульфидам меди. Теллуриды золота и серебра отлагались позднее этих минералов. Показано, что высокая фугитивность теллура, связывающего Pd, Au и Ag в теллуридные формы, препятствует появлению самородного золота, содержащего высокие концентрации палладия и серебра.

Research subject

Research subject. The mineral compositions of titanomagnetitic (apatite, titanomagnetite) and copper-titanomagnetitic (bornite, chalcopyrite, apatite, titanomagnetite) ores of the Volkovskoe Cu-Fe-Ti-V deposit (Middle Urals, Russia).

Methods

Methods. The research was carried out using a Jeol JSM-6390LV scanning electron microscope and X-ray spectral microanalyzers JXA-5 (Jeol) at the Geoanalitik Collective Use Center of the IGG UB RAS. Results and conclusions.

Native gold (with ≤ 0

Native gold (with ≤ 0.3 wt % Pd, 0.2–0.4 wt % Cu; fneness 800–914 ‰), tellurides of Pd, Au and Ag (merenskyite, keithconnite, sylvanite, hessite) and Pt arsenide (sperrylite) were found in the copper-titanomagnetitic ores. For the frst time, two generations of native gold (fneness 1000 and 850–860 ‰) and palladium telluride (keithconnite Pd3-xTe) were detected in titanomagnetitic ores. The sequence of ore mineral formation and the features of their genesis were revealed. Native gold (fneness 1000‰) in the form of microinclusions in titanomagnetite was attributed to the magmatic stage. Noble metal minerals, intergrown with copper sulfdes (bornite, chalcopyrite, digenite) and associated with late hydroxyl-bearing minerals (amphibole, epidote, chlorite), are superimposed in relation to the magmatic minerals (pyroxene, plagioclase, hornblende, apatite, titanomagnetite, ilmenite, etc.) of these ores. Merenskyite, sperrylite, high fneness gold (800–914 ‰), as well as carrolite, cobaltite, copper-cobalt telluride and bismuth tellurium-selenide kawazulite Вi2Te2Se are syngenetic with copper sulfdes. The Au-Ag tellurides were deposited later than these minerals. It is shown that the high fugacity of tellurium, which binds Pd, Au, and Ag into tellurides, prevents the occurrence of native gold containing high concentrations of palladium and silver.

минералы благородных металловоливиновое габбромедно-титаномагнетитовые рудыprecious metal mineralsolivine gabbrocopper-titanomagnetite oresИсследования проведены при поддержке РФФИ (проект 20-05-00393а) и государственного задания ИГГ УрО ПАН (№ госрегистрации АААА-А18-118052590028-9) и ИГМ СО РАН (№ 0330-2016-0001) с использованием оборудования ЦКП “Геоаналитик” ИГГ УрО РАН. Дооснащение и комплексное развитие ЦКП “Геоаналитик” осуществляется при финансовой поддержке гранта Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, Соглашение № 075-15-2021-680The research was fnancially supported by the RFBR (project No. 20-05-00393а) and within the frame of the state program of IGG uB RAS (state registration No. АААА-А18-118052590028-9) and IGM SB RAS (No. 0330-2016-0001) using the “Geoanalitik“ shared research facilities of the IGG uB RAS. The re-equipment and comprehensive development of the “Geoanalitik” shared research facilities of the IGG uB RAS is fnancially supported by the grant of the Ministry of Science and higher Education of the Russian Federation (Agreement No. 075-15-2021-680)ReferencesАникина Е.В., Алексеев А.В. (2010) Минералого-геохимическая характеристика золото-палладиевого оруденения в Волковском габбро-диоритовом массиве (Платиноносный пояс Урала). Литосфера, (5), 75-100.Ames D.E., Kjarsgaard I.M., McDonald A.M., Good D.J. (2017) Insights into the extreme PGE enrichment of the W Horizon, Marathon Cu-Pd deposit, Coldwell Alkaline Complex, Canada: Platinum-group mineralogy, compositions and genetic implications. Ore Geol. Rev., 90, 723-747.Аникина Е.В., Заккарини Ф., Кнауф В.В., Русин И.А., Пушкарев Е.В., Гарути Дж. (2005) Минералы палладия и золота в рудах Баронского рудопроявления (Волковский габбро-диоритовый массив). Вестн. Уральского отделения PMO. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 5-25.Anikina E.V., Аlekseev A.V. (2010) Mineral-geochemical characteristic of gold-palladium mineralization in the Volkovsky gabbro massif (Platiniferous Urals Belt). Litosfera (Russia), (5), 75-100. (In Russ.)Борисов А.В. (2005) Геолого-генетические особенности Au-Pd-REE рудопроявлений хр. Малды Нырд (Приполярный Урал). Дис. … канд. геол.-мин. наук. М., 27 с.Anikina E.V., Malitch K.N., Pushkarev E.V., Shmelev V.R. (2014) The Nizhny Tagil and Volkovsky massifs of the Uralian Platinum Belt, and related deposits. Field trip guidebook. 12th International Platinum Symposium. Еkaterinburg, IGG UB RAS, 48 p.Волченко Ю.А., Коротеев В.А., Неустроева И.И., Воронина Л.К. (2007) Новые золото-платино-палладиевые проявления палладиеносного пояса Урала. Ежегодник-2006, Екатеринбург, ИГГ УрО РАН, 214-220.Anikina E.V., Zakkarini F., Knauf V.V., Rusin I.A., Pushkarev E.V., Garuti Dzh. (2005) Palladium and gold minerals in the ores of the Baron ore occurrence (Volkovsky gabbro-diorite massif). Vestn. ural’skogo otdeleniya RMO. Ekaterinburg, IGG UB RAS, 5-25. (In Russ.).Калинин А.А., Савченко Е.Э., Селиванова Е.А., Полеховский Ю.С., Золотарев А.А. (2014) Кавацулит Bi2Te2Se и скиппенит Bi2TeSe2 в альбититах СаллаКуолаярвинской зоны, Северная Карелия, Россия. Записки РМО, (2), 80-94.Borisov A.V. (2005) Geological and genetic features of the Au-Pd-REE ore occurrences of the Maldy-Nyrd ridge (Subpolar Urals). Cand. geol. and min. sci. diss. Moscow, 27 p.Каржавин В.К., Волошина З.М. (2011) Поведение соединений платины и палладия в процессе метаморфизма восточного окончания Панского интрузива (Кольский полуостров). Геохимия, (12), 1243-1252.Chapman R.J., Leake R.C., Bond D.P.G., Stedra V., Fairgrieve B. (2009) Chemical and mineralogical signatures of gold formed in oxidizing chloride hydrothermal systems and their signifcance within populations of placer gold grains collected during reconnaissance. Econ. Geol., 104, 563-585.Кузнецов С.К., Онищенко С.А. (2018) Золотоносность локальных участков метасоматического изменения риолитов месторождения Чудное (Приполярный Урал). Вестн. ИГ КомиНЦ УрО РАН, (12), 39-45.Kalinin A.A., Savchenko E.E., Selivanova E.A., Polekhovskii Yu.S., Zolotarev А.А. (2014) Kawazullite Bi2Te2Se and skippenite Bi2TeSi2 in albitites of the SallaKuolajarvi belt, Northern Karelia, Russia. Zapiski RMO, (2), 80-94. (In Russ.).Михайлов В.В., Степанов С.Ю., Петров С.В., Шиловских В.В., Абрамова В.Д. (2019) Новые данные о благороднометалльной минерализации в габбро Серебрянского камня, Северный Урал. Уральская минералогическая школа-2019. Екатеринбург: Альфа Принт, 83-87.Karzhavin V.K., Voloshina Z.M. (2011) Behavior of platinum and palladium compounds during metamorphism of the eastern end of the Pansky intrusion (Kola Peninsula). Geokhimiya, (12), 1243-1252. (In Russ.).Молошаг В.П., Коробейников А.Ф. (2000) Новые данные о платиноидной минерализации медно-железованадиевых руд. Магматические и метаморфические образования Урала и их металлогения. Екатеринбург: УрО РАН, 90-101.Kuznetcov S.K., Onishchenko S.A. (2018) Gold-bearing capacity of local areas of metasomatic altered rhiolites (The Chudnoe deposit in thr Subpolar Urals). Vestnik IG Komi NTs urO RAN, (12), 39-45. (In Russ.).Мурзин В.В., Молошаг В.П. (1991) Меренскиит. Минералогия Урала: Арсениды и стибниды. Теллуриды. Селениды. Фториды. Хлориды и бромиды. Свердловск: УрО АН СССР, 102-104.Mikhailov V.V., Stepanov C.Yu., Petrov S.V., Shilovskikh V.V., Abramova V.D. (2019) New data on noble metal mineralization in the gabbro of the Serebryansky kamen’, Northern Urals. ural Mineralogical School-2019. Еkaterinburg, Alfa Print Publ., 83-87. (In Russ.).Мурзин В.В., Молошаг В.П., Волченко Ю.А. (1988) Парагенезис минералов благородных металлов в медно-железо-ванадиевых рудах волковского типа на Урале. Докл. АН СССР, 300(5), 1200-1202.Moloshag V.P., Korobeinikov A.F. (2000) New data on platinoid mineralization of copper-iron-vanadium ores. Magmatic and metamorphic formations of the urals and their metallogeny. Еkaterinburg, UrO RAN, 90-101. (In Russ.).Некрасов И.Я., Иванов В.В., Ленников А.М., Сапин В.И., Сафронов П.П., Октябрьский Р.А. (2001) Редкие природные многокомпонентные сплавы на основе золота и меди из платиновой россыпи Кондерского щелочно-ультраосновного массива (юго-восток Алданского щита, Россия). Геология. рудн. месторождений, 43(5), 452-464.Murzin V.V., Moloshag V.P. (1991) Merenskyite. Mineralogy of the urals: Arsenides and Stibnides. Tellurides. Selenides. Fluorides. Chlorides and bromides. Sverdlovsk, UrO AN SSSR, 102-104. (In Russ.).Нечкин Г.С., Шагалов Е.С. (2004) Позиция и состав теллуридов Pd в медных рудах Волковского месторождения (Средний Урал). Труды ИГГ УрО РАН, Вып. 150, 316-319.Murzin V.V., Moloshag V.P., Volchenko Yu.A. (1988) Paragenesis of precious metal minerals in copper-iron-vanadium ores of the Volkov type in the Urals. Doklady AN SSSR, 300(5), 1200-1202. (In Russ.).Николайченков Ю.С. (1977) Некоторые особенности размещения рудных тел Волковского медно-железо-ванадиевого месторождения. Геология, поиски и разведка рудных месторождений. Иркутск, СФ АН СССР, 50-58.Nekrasov I.Ya., Ivanov V.V., Lennikov A.M., Sapin V.I., Safronov P.P., Oktyabr’skii R.A. (2001) Rare natural multicomponent alloys based on gold and copper from the platinum placer of the Konder alkaline-ultrabasic massif (southeast of the Aldan shield, Russia. Geo. Ore Depos., 43(5), 406-417. (Translated from Geol. Rudn. Mestorozhd., 43(5), 452-464.Онищенко С.А., Кузнецов С.К. (2019) Палладий-золотосульфидная минерализация в андезитах на месторождении Чудное (Приполярный Урал). Вестн. ИГ Коми НЦ УрО РАН, (6), 20-27.Nechkin G.S., Shagalov E.S. (2004) Position and composition of Pd tellurides in copper ores of the Volkovskoe deposit (Middle Urals). Trudy IGG urO RAN, V. 150, 316-319. (In Russ.).Пальянова Г.А. (2020) Минералы золота и серебра в сульфидных рудах. Геология рудн. месторождений, 62(5), 426-449.Nikolaichenkov Yu.S. (1977) Some features of the placement of ore bodies of the Volkovskoe copper-iron-vanadium deposit. Geology, prospecting and exploration of ore deposits. Irkutsk SF. AN SSSR 50-58. (In Russ.).Полтавец Ю.А., Полтавец З.И., Нечкин Г.С. (2011) Волковское месторождение титаномагнетитовых и медно-титаномагнетитовых руд с сопутствующей благороднометалльной минерализацией (Средний Урал, Россия). Геология рудн. месторождений, 53(2), 143-157.Olivo R., Gauthier M., Bardoux M. (1994) Palladian gold from the Caue iron mine, Itabira District, Minas Gerais, Brazil. Mineral. Mag., 58, 579-587.Полтавец Ю.А., Сазонов В.Н., Полтавец З.И., Нечкин Г.С. (2006) Закономерности распределения благородных металлов в рудных парагенезисах Волковского габбрового массива (Средний Урал). Геохимия, (2), 167-190.Onishchenko S.A., Kuznetsov (2019) Palladium-gold-sulfde mineralization in andesites at Chudnoe deposit (Subpolar Urals). Vestnik IG Komi NTs urO RAN, (6), 20-27. (In Russ.).Пыстин А.М., Потапов И.Л., Пыстина Ю.И., Генералов В.И., Онищенко С.А., Филиппов В.Н., Шлома А.А., Терешко В.В. (2011) Малосульфидное платинометалльное оруденение на Полярном Урале. Екатеринбург: Изд-во УрО РАН, 150 с.Pal’yanova G.A. (2020) Gold and silver minerals in sulfde ore. Geol. Ore Dep., 62(5), 383-406 (Translated from Geol. Rudn. Mestorozhd., 62(5), 426-449).Светлицкая Т.В. (2010) Благороднометалльно-сульфидные парагенезисы медносульфидно-титаномагнетитовых руд Волковского месторождения (Средний Урал). Металлогения, минерагения и рудогенез. Электронный сборник тезисов Пятой Сибирской конференции молодых ученых по наукам о Земле. Новосибирск: ИГМ СО РАН.Poltavets Yu.A., Sazonov V.N., Poltavets Z.I., Nechkin G.S. (2006) Distribution of noble metals in ore mineral assemblages of the Volkovsky gabbroic pluton, Central Urals. Geochem. Int., 44(2), 143-163 (Translated from Geokhimiya, 44(2), 167-190).Тарбаев М.Б., Кузнецов С.К., Моралев Г.В., Соболева А.А., Лапутина И.П. (1996) Новый золото-палладиевый тип минерализации в Кожимском районе Приполярного Урала. Геология рудн. месторождений, 38(1), 15-30.Poltavets Yu.A., Poltavets Z.I., Nechkin G.S. (2011) Volkovsky deposit of titanomagnetite and copper- titanomagnetite ores with accompanying noble-metal minerali-zation, the Central Urals, Russia). Geol. Ore Deposits., 53(2), 126-139 (Translated from Geol. Rudn. Mestorozhd., 53(2), 143-157).Тимохов К.Д. (1962) Закономерности в распределении медно-сульфидного, титаномагнетитового и апатитового оруденения на Волковском месторождении (Средний Урал). Геология рудн. месторождений, (1), 35-46.Pystin A.M., Potapov I.L., Pystina Yu.I., Generalov V.I., Onishchenko S.A., Filippov V.N., Shloma A.A., Tereshko V.V. (2011) Low-sulfde platinum-metal mineralization in the Polar Urals. Ekaterinburg, UrO RAN, 150 p. (In Russ.)Штейнберг Д.С., Еремина М.В. (1963) Новые данные по петрологии Волковского месторождения. Магматизм, метаморфизм, металлогения Урала. Т. 1. Свердловск: УФАН СССР, 431-438.Shteinberg D.S., Eremina M.V. (1963) New data on the petrology of the Volkovskoe deposit. Magmatism, metamorphism, metallogeny of the urals. V. 1. Sverdlovsk, UFAN SSSR, 431-438. (In Russ.)Шумилов И.Х., Остащенко Б.А. (2000) Минералоготехнологические особенности Au-Pd-TR оруденения на Приполярном Урале. Сыктывкар: Геопринт, 104 с.Shumilov I.Kh., Ostashchenko B.A. (2000) Mineral and technological features of Au-Pd-TR mineralization in the Subpolar Urals. Syktyvkar, Geoprint Publ., 104 p. (In Russ.)Ames D.E., Kjarsgaard I.M., McDonald A.M., Good D.J. (2017) Insights into the extreme PGE enrichment of the W Horizon, Marathon Cu-Pd deposit, Coldwell Alkaline Complex, Canada: Platinum-group mineralogy, compositions and genetic implications. Ore Geol. Rev., 90, 723-747.Sluzhenikin S.F., Mokhov A.V. (2015) Gold and silver in PGE–Cu–Ni and PGE ores of the Noril’sk deposits, Russia. Miner. Dep., 50(4), 465-492.Anikina E.V., Malitch K.N., Pushkarev E.V., Shmelev V.R. (2014) The Nizhny Tagil and Volkovsky massifs of the Uralian Platinum Belt, and related deposits. Field trip guidebook. 12th International Platinum Symposium. Еkaterinburg, IGG UB RAS, 48 p.Svetlitskaya T.V. (2010) Noble metal-sulfde parageneses of copper-sulfde-titanomagnetite ores of the Volkovskoye deposit (Middle Urals). Metallogeny, minerageny and ore genesis. Electronic collection of abstracts of the Fifth Siberian Conference of Young Scientists on Earth Sciences. Novosibirsk, IGM SB RAS. (In Russ.)Chapman R.J., Leake R.C., Bond D.P.G., Stedra V., Fairgrieve B. (2009) Chemical and mineralogical signatures of gold formed in oxidizing chloride hydrothermal systems and their signifcance within populations of placer gold grains collected during reconnaissance. Econ. Geol., 104, 563-585.Tarbaev M.B., Kuznetsov S.K., Moralev G.V., Soboleva А.А., Laputina I.P. (1996) A new gold-palladium type of mineralization in the Kozhimsky region of the Subpolar Urals. Geol. Rudn. Mestorozhd., 38(1), 15-30. (In Russ.)Olivo R., Gauthier M., Bardoux M. (1994) Palladian gold from the Caue iron mine, Itabira District, Minas Gerais, Brazil. Mineral. Mag., 58, 579-587.Timokhov K.D. (1962) Regularities in the distribution of copper-sulfde, titanomagnetite and apatite mineralization at the Volkovskoe deposit (Middle Urals). Geol. Rudn. Mestorozhd., (1), 35-46. (In Russ.)Sluzhenikin S.F., Mokhov A.V. (2015) Gold and silver in PGE–Cu–Ni and PGE ores of the Noril’sk deposits, Russia. Miner. Dep., 50(4), 465-492.Varajaо C.A.C., Colin F., Vieillard P., Melf A.J., Nahon D. (2000) Early weathering of palladium gold under lateritic conditions, Maquiné mine, Minas Gerais, Brazil. Appl. Geochem., 15, 245-263.VarajaоC.A.C., Colin F., Vieillard P., Melf A.J., Nahon D. (2000) Early weathering of palladium gold under lateritic conditions, Maquiné mine, Minas Gerais, Brazil. Appl. Geochem., 15, 245-263.Volchenko Yu.A., Koroteev V.A., Neustroeva I.I., Voronina L.K. (2007) New gold-platinum-palladium ore occurrences in the palladium-bearing belt of the Urals. Tr. IGG urO RAN, (153), 214-220. (In Russ.).Zaccarini F., Anikina E., Pushkarev E.I., Rusin I., Garuti G. (2004) Palladium and gold minerals from the Baronskoe-Kluevsky ore deposit (Volkovsky complex, Central Urals, Russia). Miner. Petrol., 82(1-2), 137-156.Zaccarini F., Anikina E., Pushkarev E.I., Rusin I., Garuti G. (2004) Palladium and gold minerals from the Baronskoe-Kluevsky ore deposit (Volkovsky complex, Central Urals, Russia). Miner. Petrol., 82(1-2), 137-156.

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