litosphereЛитосфераLITHOSPHERE (Russia)1681-90042500-302XA.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry10.24930/1681-9004-2022-22-2-200-218litosphere-1584Research ArticleСтатьиArticlesГеология, минералогия, геохимия и условия формирования золотокварцевого месторождения Тукан (Худолазовская мульда, Южный Урал)Geology, mineralogy, geochemistry and conditions of forming the Tukan gold-quartz deposit (Khudolaz trough, South Urals)РахимовИ. Р.RakhimovI. R.

450077, г. Уфа, ул. К. Маркса, 16/2

16/2 K. Marx st., Ufa 450077

rigel92@mail.ruСавельевД. Е.SavelievD. E.

450077, г. Уфа, ул. К. Маркса, 16/2

16/2 K. Marx st., Ufa 450077

rigel92@mail.ruШагаловЕ. С.ShagalovE. S.

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

15 Akad. Vonsovsky st., Ekaterinburg 620110

АнкушеваН. Н.AnkushevaN. N.

456317, г. Миасс, Ильменский заповедник

Ilmeny Reserve, Miass 456317

ПанкрушинаЕ. А.PankrushinaE. A.

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

15 Akad. Vonsovsky st., Ekaterinburg 620110

Институт геологии УФИЦ РАНРоссияInstitute of Geology URFC RASRussian FederationИнститут геологии и геохимии УрО РАНРоссияA.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry UB RASRussian FederationИнститут минералогии ЮУ ФНЦ МиГ УрО РАНРоссияInstitute of Mineralogy SU FRC MG UB RASRussian Federation202228042022222200218Copyright © Рахимов И.Р., Савельев Д.Е., Шагалов Е.С., Анкушева Н.Н., Панкрушина Е.А., 20222022Рахимов И.Р., Савельев Д.Е., Шагалов Е.С., Анкушева Н.Н., Панкрушина Е.А.Rakhimov I.R., Saveliev D.E., Shagalov E.S., Ankusheva N.N., Pankrushina E.A.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/1584Объект исследований

Объект исследований. Кварцевые жилы, долериты и габбро-диориты Туканского золотокварцевого месторождения – одного из многочисленных мелких золотокварцевых проявлений в Худолазовской мульде ЗападноМагнитогорской зоны.

Методы

Методы. Изучение морфологии и состава самородного золота проведено при помощи оптического микроскопа Axioskop 40 А и сканирующих электронных микроскопов Tescan Vega 3 и JEOL-6390LV. Химический состав пород определялся рентгенофлуоресцентным (Carl Zeiss VRA-30) и атомно-эмиссионным (Shimadzu ICPE-9000) анализами. Термобарогеохимические исследования осуществлены в термокамере Linkam TMS-600 c программным обеспечением LinkSystem 32 DV-NC и оптическим микроскопом Olympus BX51. Газовый состав флюидных включений изучен методом рамановской спектроскопии (Horiba LabRam HR800 Evolution).

Результаты

Результаты. Золотоносные кварцевые жилы и долериты, секущие габбро-диоритовую интрузию худолазовского комплекса, связаны с разрывными нарушениями субмеридионального простирания. Самородное золото имеет различную морфологию и приурочено к трещинам в кварцевых жилах и измененных долеритах. Состав золота стабилен, средняя пробность 871.0 ± 8.3‰. Анализ флюидных включений в золотоносной кварцевой жиле показал, что золото отлагалось при температуре не менее 186–230°С из флюида с соленостью 4–8 мас. % NaСl-экв. Во флюидных включениях установлено наличие газов СО2, N2 и CH4. Во вмещающих золотоносные жилы долеритах и габбро-диоритах обнаружены сульфиды (пирит, пирротин, халькопирит, пентландит, виоларит), сульфоарсениды (кобальтин и его аналоги), а также минералы Ag (гессит) и Pb (куранахит и фазы, схожие по составу с минералами группы дагганита и буркхардтита).

Выводы

Выводы. Выдержанный состав самородного золота и узкий интервал солености и температур гомогенизации флюидных включений свидетельствуют об образовании золота в течение единой стадии минералообразования. Основным источником золота могли быть долеритовые дайки улугуртауского комплекса. Присутствие во флюидных включениях из золотоносного кварца газов СО2, N2 и CH4 свидетельствует о том, что в минералообразовании принимал участие не только магматогенный флюид, но и флюид из вмещающих пород. Низкое значение отношения X(CO2)/X(CH4) (≤0.7) свидетельствует об умеренно восстановленном характере рудообразующего флюида. Низкие концентрации Au (0.1–0.4 г/т) в кварцевых жилах, долеритах и габбро-диоритах, в том числе содержащих видимое золото, подтверждают слабый промышленный потенциал месторождения

Research subject

Research subject. Detailed mineralogical and geochemical studies of rocks of the Tukan gold-quartz deposit (quartz veins, dolerites, gabbro-diorites) were carried out. The deposit is one of numerous small gold-quartz occurrences in the Khudolaz trough of the West Magnitogorsk zone.

Methods

Methods. The morphology and composition of native gold was studied using an Axios kop 40 A optical microscope and Tescan Vega 3 and JEOL-6390LV scanning electron microscopes. The chemical composition of rocks was determined by X-ray fluorescence (Carl Zeiss VRA-30) and atomic emission (Shimadzu ICPE-9000) analyzes. Fluid inclusions were analyzed using Linkam TMS-600 thermostage equipped with Link-System 32 DV-NC software and an Olympus BX51 optical microscope. The gas composition of fluid inclusions was examined by Raman spectroscopy (Horiba LabRam HR800 Evolution).

Results

Results. Gold-bearing quartz veins and dolerites intersect ing the gabbrodiorite intrusion of the Khudolaz complex are associated with submeridional strike-slip faults. Native gold has a various morphology and is confined to cracks in quartz veins and altered dolerites. The composition of gold is stable, with the average fineness of 871 ± 8.3‰. An analysis of fluid inclusions in a gold-bearing quartz vein showed that gold was formed at temperatures of no less than 186–230°С from a fluid with a salinity of 4–8 wt % NaCl-eq. The presence of gases СО2, N2 and CH4 was found in fluid inclusions. Dolerites and gabbrodiorites hosting gold-bearing veins contain sulfides (pyrite, pyrrhotite, chalcopyrite, pentlandite, violarite), sulfoarsenides (cobaltite and its analogs), as well as mine rals of Ag (hessite) and Pb (kuranakhite and phases similar in composition to minerals of the dugganite group and burckhardtite). 

Conclusions

Conclusions. The sustained composition of native gold and a narrow range of salinity and homogenization temperatures of fluid inclusions indicate the formation of gold during a single stage of mineralization. The main source of gold could have been the dolerite dikes of the Ulugurtau complex. The presence of CO2, N2 and CH4 gases in fluid inclusions from goldbearing quartz indicates that not only magmatic fluid, but also fluid from the host rocks took part in mineral formation. The low value of the ratio X(CO2)/X(CH4) ≤ 0.7 indicates a moderately reduced ore-forming fluid. Low Au concentrations (0.1– 0.4 ppm) in quartz veins, dolerites, and gabbro-diorites, including those containing visible gold, indicate a weak commercial potential of the deposit

Худолазовская мульдазолотокварцевые жилыгеохимияфлюидные включенияKhudolaz troughgold-quartz veinsgeochemistryfluid inclusionsРабота выполнена в рамках госзадания ИГ УФИЦ РАН (№ темы FMRS-2022-0012) и ИГГ УрО РАН (№ темы 0393-2016-0020, № госрегистрации АААА-А18-118052590029-6). Термобарогеохимические исследования проведены в рамках госзадания ИМин ЮУ ФНЦ МиГ УрО РАН (№ 075-00880–2ПР). Рамановская спектроскопия выполнена в ЦКП “Геоаналитик” при поддержке темы № АААА-А18-118053090045-8 госзадания ИГГ УрО РАН. Дооснащение и комплексное развитие ЦКП “Геоаналитик” ИГГ УрО РАН осуществляются при финансовой поддержке гранта Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, соглашение № 075-15-2021-680The work was carried out within the framework of the State Assignment of IG UFRC RAS (No. FMRS-2022-0012) and IGG UB RAS (No. 0393-2016-0020, state registration No. АААА-А18-118052590029-6). Fluid inclusion study was carried out within the framework of the State Contract of IM SU FSC MG UB RAS (No. 075-00880–2ПР). Raman spectroscopy was performed at the Geoanalyst Center for Collective Use with the support of the project No. AAAA-A18-118053090045-8 of the State assignment of the IGG UB RAReferencesБорисенко А.С. (1982) Анализ солевого состава растворов газово-жидких включений в минералах методом криометрии. Использование методов термобарогеохимии при поисках и изучении рудных месторождений. М.: Недра, 37-46.Bodnar R.J., Vityk M.O. (1994) Interpretation of microthermometric data for H2O-NaCl fluid inclusions. Fluid inclusions in minerals: methods and applications. Blacksburg, Virginia Tech, 117-130.Бучковский Э.С., Перминов Г.М., Крестинин Б.А., Караваев И.Н., Петров Ю.Н. (1974) Оценка никеленосности основных интрузий Худолазовского комплекса. Худолазовская синклиналь. Поиски масштаба 1 : 50 000 сульфидных медно-никелевых руд. Отчет по объекту. В 8 т. Т. 1. Уфа: ГосГеолФонд, 240 с.Borisenko A.S. (1982) The analysis of salt composition of fluid inclusions by means cryometry. The application of thermobarogeochemistry methods for ore deposit prospecting. Мoscow, Nedra Publ., 37-46. (In Russ.)Гаськов И.В. (2017) Главные элементы-примеси самородного золота и их связь с условиями его образования на примере месторождений складчатых поясов Азии. Геология и геофизика, 58(9), 1359-1376.Buchkovskii E.S., Perminov G.M., Krestinin B.A., Karavaev I.N., Petrov Yu.N. (1974) Khudolaz synclinal. Searches of copper-nickel sulfide ores by scale 1 : 50 000. Report on object. In 2 vol. V. 1. Ufa, GosGeolPhond, p. (In Russ. unpublished)Дамдинов Б.Б. (2019) Минеральные типы месторождений золота и закономерности их размещения в юговосточной части Восточного Саяна. Геология рудн. месторождений, 61(2), 23-38.Burke E.A.J. (2001) Raman microspectrometry of fluid inclusions. Lithos, 55(1-4), 139-158.Знаменский С.Е., Знаменская Н.М. (2009) Классификация золоторудных месторождений восточного склона Южного Урала. Геол. сборник, (8), 177-186.Etschmann B., Pring A., Putnis A., Grguric B.A., Studer A. (2004) A kinetic study of the exsolution of pentlandite (Ni, Fe)9S8 from the monosulfide solid solution (Fe, Ni)S. Amer. Miner., 89(1), 39-50.Знаменский С.Е. (2009) Структурные условия формирования коллизионных месторождений золота восточного склона Южного Урала. Уфа: Гилем, 348 с.Damdinov B.B. (2019) Mineral Types of Gold Deposits and Regularities of Their Localization in Southeastern East Sayan. Geol. Rudn. Mestorozhd., 61(2), 118-132. (In Russ.)Казаков П.В., Салихов Д.Н. (2006) Полезные ископаемые Республики Башкортостан (россыпное золото). Ч. 2. Уфа: Гилем, 288 с.Fershtater G.B. (2013) Paleozoic intrusive magmatism of the Middle and South Urals. Ekaterinburg, RIO UrO RAN Publ., 368 p. (In Russ.)Ким А.А., Заякина Н.В., Мохотко В.Ф. (1990) Kуксит Pb3Zn3Te6+O6(PO4)2 и черемныхит Pb3Zn3Te6+O6(VO4)2 – новые теллураты из золоторудного месторождения Куранах (Центр. Алдан, Ю. Якутия). Записки ВМО, 119(5), 50-57.Gaines R.V., Leavens P.B., Nelen J.A. (1979) Burckhardtite, a new silicate-tellurite from Mexico. Amer. Miner., 64(3-4), 355-358.Куваевский Ю.Л., Краев Ю.П., Куваевская Н.Д. (1961) Геологическое строение района среднего течения р. Худолаз. Отчет Колтубанской геолого-съемочной партии за 1959–1960 гг. В 3 т. Т. 1. Уфа: ГосГеолФонд, 190 с.Gas’kov I.V. (2017) Major impurity elements in native gold and their association with gold mineralization settings in deposits of Asian folded areas. Russ. Geol. Geophys., 58(9), 1080-1092 (translated from Geol. Geofiz., 58(9), 1359-1376).Маслов В.А., Артюшкова О.В. (2010) Стратиграфия и корреляция девонских отложений Магнитогорской мегазоны Южного Урала. Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 288 с.Hurai V., Huraiova´ M., Slobodnı´k M., Thomas R. (2015) Geofluids. Developments in Microthermometry, Spectroscopy, Thermodynamics, and Stable Isotopes. Amsterdam, Elsevier, 489 p.Миронова О.Ф., Наумов В.Б., Салазкин А.Н. (1992) Азот в минералообразующих флюидах. Газохроматографическое определение при исследовании включений в минералах. Геохимия, (7), 979-991.Kazakov P.V., Salikhov D.N. (2006) Mineral resources of the Republic of Bashkortostan (placer gold). Pt 2. Ufa, Gilem Publ., 288 p. (In Russ.)Петровская Н.В. (1973) Самородное золото. М.: Наука, 247 с.Kim A.A., Zayakina N.V., Makhotko V.F. (1990) Kuksite Pb3Zn3Te6+O6(PO4)2 and cheremnykhite Pb3Zn3Te6+O6(VO4)2 – new tellurates from the Kuranakh gold deposit (Central Aldan, southern Yakutia). Zapiski VMO, 119(5), 50-57. (In Russ.)Пучков В.Н. (2010) Геология Урала и Приуралья (актуальные вопросы стратиграфии, тектоники, геодинамики и металлогении). Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 280 с.Kondratieva L.A., Anisimova G.S., Kardashevskaia V.N. (2021) Types of Tellurium Mineralization of Gold Deposits of the Aldan Shield (Southern Yakutia, Russia). Minerals, 11(7), 698.Ребецкий Ю.Л., Сим Л.А., Маринин А.В. (2017) От зеркал скольжения к тектоническим напряжениям. Методы и алгоритмы. М.: Геос, 234 с.Kuvaevskii Yu.L., Kraev Yu.P., Kuvaevskaya N.D. (1961) Geological structure of the region of the middle reaches of the Khudolaz river. Report of the Koltuban geological survey team for 1959–1960. In 3 vol. V. 1. Ufa, GosGeolFond, 190 p. (In Russ. unpublished)Салихов Д.Н., Бердников П.Г. (1985) Магматизм и оруденение позднего палеозоя Магнитогорского мегасинклинория. Уфа: БФАН СССР, 94 с.Lam A.E., Groat L.A. (1998) The crystal structure of dugganite, Pb3Zn3Te6+As2O14. Canad. Miner., 36, 823-830.Салихов Д.Н., Ковалев С.Г., Беликова Г.И., Бердников П.Г. (2003) Полезные ископаемые Республики Башкортостан (золото). Ч. 1. Уфа: Экология, 222 с.Maslov V.A., Artyushkova O.V. (2010) Stratigraphy and correlation of Devonian deposits of the Magnitogorsk megazone of the South Urals. Ufa, DesignPoligrafService Publ., 288 p. (In Russ.)Салихов Д.Н., Пшеничный Г.Н. (1984) Магматизм и оруденение зоны ранней консолидации Магнитогорской эвгеосинклинали. Уфа: БФАН СССР, 112 с.Mills S.J., Kampf A.R., Kolitsch U., Housley R.M., Raudsepp M. (2010) The crystal chemistry and crystal structure of kuksite, Pb3Zn3Te6+P2O14, and a note on the crystal structure of yafsoanite, (Ca, Pb)3Zn(TeO6)2. Amer. Miner., 95(7), 933-938.Салихов Д.Н., Холоднов В.В., Пучков В.Н., Рахимов И.Р. (2019) Магнитогорская зона Южного Урала в позднем палеозое: магматизм, флюидный режим, металлогения, геодинамика. М.: Наука, 392 с.Mironova O.F., Naumov V.B., Salazkin A.N. (1992) Nitrogen in Mineral-Forming Fluids. Gas Chromatography Determination on Fluid Inclusions in Minerals. Geochem. Int., 7, 979-991 (translated from Geokhimiya, 58(9), 1359-1376).Серавкин И.Б., Знаменский С.Е., Косарев А.М. (2001) Разрывная тектоника и рудоносностъ Башкирского Зауралья. Уфа: Полиграфкомбинат, 318 с.Petrovskaya N.V. (1973) Native gold. Moscow, Nauka Publ., 247 p. (In Russ.)Сначев А.В., Сначев В.И., Рыкус М.В., Савельев Д.Е., Бажин Е.А., Ардисламов Ф.Р. (2012) Геология, петрогеохимия и рудоносность углеродистых отложений Южного Урала. Уфа: ДизайнПресс, 208 с.Prieto A.C., Guedes A., Dória A., Noronha F., Jiménez J. (2012) Quantitative determination of gaseous phase compositions in fluid inclusions by Raman microspectrometry. Spectroscopy Lett., 45(2), 156-160.Ферштатер Г.Б. (2013) Палеозойский интрузивный магматизм Среднего и Южного Урала. Екатеринбург: РИО УрО РАН, 368 с.Puchkov V.N. (2010) Geology of the Urals and Cis-Urals (actual problems of stratigraphy, tectonics, geodynamics and metallogeny). Ufa, DesignPoligraphService Publ., 280 p. (In Russ.)Шер С.Д. (1974) Металлогения золота (Евразия, Африка, Южная Америка). М.: Недра, 256 с.Rakhimov I.R., Vishnevskii A.V., Saveliev D.E. (2021) Geochemical evolution of PGE-sulfide mineralization of the Khudolaz differentiated complex in the South Urals: The role of R-factor and hydrothermal alteration. Ore Geol. Rev., 138(11), 104411.Bodnar R.J., Vityk M.O. (1994) Interpretation of microthermometric data for H2O-NaCl fluid inclusions. Fluid inclusions in minerals: methods and applications. Pontignana-Siena, 117-130.Rebetsky Yu.L., Sim L.A., Marinin A.V. (2017) From glide mirrors to tectonic stresses. Methods and algorithms. Moscow, Geos Publ., 234 p. (In Russ.)Burke E.A.J. (2001) Raman microspectrometry of fluid inclusions. Lithos, 55(1-4), 139-158.Salikhov D.N., Berdnikov P.G. (1985) Late Paleozoic magmatism and mineralization of the Magnitogorsk megasynclinorium. Ufa, BFAN USSR, 94 p. (In Russ.)Etschmann B., Pring A., Putnis A., Grguric B.A., Studer A. (2004) A kinetic study of the exsolution of pentlandite (Ni, Fe)9S8 from the monosulfide solid solution (Fe, Ni) S. Amer. Miner., 89(1), 39-50.Salikhov D.N., Kovalev S.G., Belikova G.I., Berdnikov P.G. (2003) Minerals of the Republic of Bashkortostan (gold). Pt 1. Ufa, Ecology Publ., 222 p. (In Russ.)Gaines R.V., Leavens P.B., Nelen J.A. (1979) Burckhardtite, a new silicate-tellurite from Mexico. Amer. Miner., 64(34), 355-358.Salikhov D.N., Pshenichnyi G.N. (1984) Magmatism and mineralization of the early consolidation zone of the Magnitogorsk eugeosyncline. Ufa, BFAN SSSR, 112 p. (In Russ.)Hurai V., Huraiova´ M., Slobodnı´k M., Thomas R. (2015) Geofluids. Developments in Microthermometry, Spectroscopy, Thermodynamics, and Stable Isotopes. Amsterdam: Elsevier, 489 p.Salikhov D.N., Kholodnov V.V., Puchkov V.N., Rakhimov I.R. (2019) Magnitogorsk zone of the South Urals at the Late Paleozoic: magmatism, fluid regime, metallogeny, geodynamics. Moscow, Nauka Publ., 392 p. (In Russ.)Kondratieva L.A., Anisimova G.S., Kardashevskaia V.N. (2021) Types of Tellurium Mineralization of Gold Deposits of the Aldan Shield (Southern Yakutia, Russia). Minerals, 11(7), 698.Seravkin I.B., Znamensky S.E., Kosarev A.M. (2001) Fracture tectonics and ore content of the Bashkir Trans-Urals. Ufa, Poligrafkombinat Publ., 318 p. (In Russ.)Lam A.E., Groat L.A. (1998) The crystal structure of dugganite, Pb3Zn3Te6+As2O14. Canad. Miner., 36, 823-830.Shaparenko E., Gibsher N., Tomilenko A., Sazonov A., Bul’bak T., Ryabukha M., Khomenko M., Silyanov S., Nekrasova N., Petrova M. (2021) Ore-Bearing Fluids of the Blagodatnoye Gold Deposit (Yenisei Ridge, Russia): Results of Fluid Inclusion and Isotopic Analyses. Minerals, 11(10), 1090. https://doi.org/10.3390/min11101090Mills S.J., Kampf A.R., Kolitsch U., Housley R.M., Raudsepp M. (2010) The crystal chemistry and crystal structure of kuksite, Pb3Zn3Te6+P2O14, and a note on the crystal structure of yafsoanite, (Ca, Pb)3Zn(TeO6)2. Amer. Miner., 95(7), 933-938.Sher S.D. (1974) Metallogeny of gold (Eurasia, Africa, South America). Moscow, Nedra Publ., 256 p. (In Russ.)Prieto A.C., Guedes A., Dória A., Noronha F., Jiménez J. (2012) Quantitative determination of gaseous phase compositions in fluid inclusions by Raman microspectrometry. Spectroscopy Lett., 45(2), 156-160.Snachev A.V., Snachev V.I., Rykus M.V., Savel’ev D.E., Bazhin E.A., Ardislamov F.R. (2012) Geology, petrogeochemistry and ore content of carbonaceous deposits of the Southern Urals. Ufa, Design Press Publ., 208 p. (In Russ.)Rakhimov I.R., Vishnevskii A.V., Saveliev D.E. (2021) Geochemical evolution of PGE-sulfide mineralization of the Khudolaz differentiated complex in the South Urals: The role of R-factor and hydrothermal alteration. Ore Geol. Rev., 138(11), 104411.Wilkinson J.J. (2001) Fluid inclusions in hydrothermal ore deposits. Lithos, 55, 229-272.Shaparenko E., Gibsher N., Tomilenko A., Sazonov A., Bul’bak T., Ryabukha M., Khomenko M., Silyanov S., Nekrasova N., Petrova M. (2021) Ore-Bearing Fluids of the Blagodatnoye Gold Deposit (Yenisei Ridge, Russia): Results of Fluid Inclusion and Isotopic Analyses. Minerals, 11(10), 1090. https://doi.org/10.3390/min11101090Williams S.A. (1978) Khinite, parakhinite, and dugganite, three new tellurates from Tombstone, Arizona. Amer. Miner., 63, 1016-1019.Wilkinson J.J. (2001) Fluid inclusions in hydrothermal ore deposits. Lithos, 55, 229-272.Znamenskii S.E. (2009) Structural conditions for the formation of collisional gold deposits on the eastern slope of the Southern Urals. Ufa, Gilem Publ., 348 p. (In Russ.)Williams S.A. (1978) Khinite, parakhinite, and dugganite, three new tellurates from Tombstone, Arizona. Amer. Miner., 63, 1016-1019.Znamenskii S.E., Znamenskaya N.M. (2009) Classification of gold deposits of East slope of the Southern Urals. Geologicheskii Sbornik, (8), 177-186. (In Russ.)

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