litosphereЛитосфераLITHOSPHERE (Russia)1681-90042500-302XA.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistrylitosphere-42Research ArticleСтатьиArticlesSr-Nd систематика и распределение РЗЭ в типовых магнезитовых месторождениях нижнего рифея Южно-Уральской провинцииSr-Nd Systematics and REE distribution in the type magnesite deposits in Lower Riphean of South Urals provinceКрупенинМихаил ТихоновичKrupeninM. T.krupenin@igg.uran.ruКузнецовАнтон БорисовичKuznetsovA. B.noemail@neicon.ruКонстантиноваГалина ВасильевнаKonstantinovaG. V.noemail@neicon.ruИнститут геологии и геохимии УрО РАНРоссияInstitute of Geology and Geochemistry, Ural Branch of RASRussian FederationИнститут геологии и геохронологии докембрия РАНРоссияInstitute of Geology and Geochronology of Precambrian, RASRussian Federation201628102016055880Copyright © Крупенин М.Т., Кузнецов А.Б., Константинова Г.В., 20162016Крупенин М.Т., Кузнецов А.Б., Константинова Г.В.Krupenin M.T., Kuznetsov A.B., Konstantinova G.V.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/42

Изучение геохимии РЗЭ магнезитов и вмещающих карбонатных пород нижнего рифея типовых месторождений Южно-Уральской провинции (Саткинского руд­ного поля и Исмакаевского месторождения) подтвердило метасоматическую природу магнезитов. Магнезиты обоих месторождений характеризуются относительным обогащением тяжелыми лантаноидами в отличие от вмещающих карбонатных пород. Околорудные доломиты демонстрируют появление положительной аномалии Eu, которая более выражена в Исмакаевском месторождении. Образование этих типовых для Южно-Уральской провинции магнезитовых месторождений по данным Sr-Nd изотопной систематики связано с различными этапами тектоно-термальной активизации флюидной миграции в регионе: начало среднего рифея (машакский рифтинг) для Сатки и середина-конец среднего рифея для Исмакаево. Изотопный состав Sr и Nd свидетельствует о преобладающем коровом источнике флюида. Однако в Саткинском поле флюид помимо коровой природы имел примесь мантийной компоненты, что подтверждается повышенным средним значением εNd (-5.0) в магнезитах и околорудных доломитах по сравнению с вмещающими карбонатными породами (εNd составляет -7.0). В отличие от этого на Исмакаевском месторождении преобладал коровый источник флюида и низкое значение εNd в магнезитах (от -11.3 до -9.0) по сравнению с околорудными известняками (в среднем -6.4). Кроме того, Исмакаевские метасоматические доломиты и магнезиты обогащены радиогенным87Sr и Fe по сравнению с саткинскими карбонатами, что указывает на более интенсивное взаимодействие рудоносных растворов с алюмосиликатными породами. Причиной указанных различий была геологическая позиция объектов относительно машакской рифтогенной структуры. Саткинское рудное поле расположено внутри области рифтогенных магматических проявлений и имеет с ними одинаковый возраст, а магнезиты Исмакаево образовались западнее этой зоны на более позднем тектоническом этапе.

The geochemistry and REE of magnesite and host carbonate rocks of two Lower Riphean deposits of the South Urals province (Satka and Ismakaevo ore fields) confirm the metasomatic nature of the magnesite. The magnesites of both deposits are enriched in heavy lanthanides, in contrast to the host carbonate rocks. Ore dolomites have positive Eu anomaly, which is higher in Ismakaevo ore field. According to the Sr-Nd isotope data, formation of these magnesite types in the South Urals province has been related to different stages of regional tectonic activation and thermal fluid migration: the beginning of the Middle Riphean (Mashak rifting event) for Satka and the middle-end of the Middle Riphean for Ismakaevo. The Sr and Nd isotopes indicate on prevailing crustal fluid source. However, the fluid into Satka ore field contained additional admixture of mantle component. It is confirmed by the high average value of εNd (-5.0) in the magnesite in comparison to the εNd of host carbonate rocks (-7.0). In contrast, crustal fluid dominated in Ismakaevo ore field, where εNd in magnesite ranges from -11.3 to -9.0, and it lower than in limestone (in average -6.4). Moreover, the Ismakaevo metasomatic dolomites and magnesites are enriched in radiogenic87Sr and Fe in compared to the Satka magnesite. These features indicate more intensive interaction of ore-bearing fluids with the host alumosilicate rocks. The reason of difference was the geological position of objects in regard to location to Mashak rift. The Satka ore field was located within the area of development of Mashak rift magmatic rocks at the same stage. Ismakaevo magnesite was formed to the west of Mashak rift zone at later tectonic stage.

Sr-Nd изотопная систематикалантаноидыкристаллический магнезитдоломитметасоматозрифейSr-Nd isotope systematicslanthanidessparry magnesitedolomitemetasomatismRipheanReferencesАнфимов Л.В., Бусыгин Б.Д. (1982) Южноуральская магнезитовая провинция. Свердловск: ИГГ УНЦ АН СССР, 70 с.Анфимов Л.В., Бусыгин Б.Д. (1982) Южноуральская магнезитовая провинция. Свердловск: ИГГ УНЦ АН СССР, 70 с.Анфимов Л.В., Бусыгин Б.Д., Демина Л.Е. (1983) Саткинское месторождение магнезитов на Южном Урале. М.: Наука, 86 с.Анфимов Л.В., Бусыгин Б.Д., Демина Л.Е. (1983) Саткинское месторождение магнезитов на Южном Урале. М.: Наука, 86 с.Главнейшие магнезитовые месторождения (1993) (Л.П. Урасина, Т.А. Другалева, П.П. Смолин). М.: Наука,157 с.Главнейшие магнезитовые месторождения (1993) (Л.П. Урасина, Т.А. Другалева, П.П. Смолин). М.: Наука,157 с.Еремин Н.И. (2007) Неметаллические полезные ископаемые. М.: МГУ, 464 с.Еремин Н.И. (2007) Неметаллические полезные ископаемые. М.: МГУ, 464 с.Крупенин М.Т. (2007) Диагенетические брекчии в доломитах саткинской свиты нижнего рифея: следы эвапоритового бассейна? Ежегодник-2006. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 78-84.Крупенин М.Т. (2007) Диагенетические брекчии в доломитах саткинской свиты нижнего рифея: следы эвапоритового бассейна? Ежегодник-2006. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 78-84.Крупенин М.Т., Гараева А.А. (2015) Источники флюидов для метасоматических магнезитов Исмакаевского месторождения Южно-Уральской провинции (термокриометрия флюидных включений). Литосфера, (2), 120-134.Крупенин М.Т., Гараева А.А. (2015) Источники флюидов для метасоматических магнезитов Исмакаевского месторождения Южно-Уральской провинции (термокриометрия флюидных включений). Литосфера, (2), 120-134.Крупенин М.Т., Гараева А.А., Клюкин Ю.И., Балтыбаев С.Л., Кузнецов А.Б. (2013) Флюидный режим магнезитового метасоматоза на Саткинских месторождениях Южно-Уральской провинции (термокриометрия флюидных включений). Литосфера, (2). 120-134.Крупенин М.Т., Гараева А.А., Клюкин Ю.И., Балтыбаев С.Л., Кузнецов А.Б. (2013) Флюидный режим магнезитового метасоматоза на Саткинских месторождениях Южно-Уральской провинции (термокриометрия флюидных включений). Литосфера, (2). 120-134.Крупенин М.Т., Котляров В.А., Гуляева Т.Я., Петрищева В.Г. (2008) Стадийность магнезиального метасоматоза в различных типах магнезитовых месторождений Южно-Уральской провинции (по данным микроанализа). Литосфера, (3), 98-120.Крупенин М.Т., Котляров В.А., Гуляева Т.Я., Петрищева В.Г. (2008) Стадийность магнезиального метасоматоза в различных типах магнезитовых месторождений Южно-Уральской провинции (по данным микроанализа). Литосфера, (3), 98-120.Крупенин М.Т., Кузнецов А.Б. (2009) Sr-изотопная характеристика магнезитов и вмещающих карбонатных пород, нижний рифей, Южно-Уральская провинция. Литосфера, (5), 56-71.Крупенин М.Т., Кузнецов А.Б. (2009) Sr-изотопная характеристика магнезитов и вмещающих карбонатных пород, нижний рифей, Южно-Уральская провинция. Литосфера, (5), 56-71.Крупенин М.Т., Прохаска В., Ронкин Ю.Л. (2012) Стадийность образования флюоритов месторождения Суран (Башкирский мегантиклинорий) по данным изучения лантаноидов, флюидных включений и Sr-Nd систематики. Литосфера, (5), 126-144.Крупенин М.Т., Прохаска В., Ронкин Ю.Л. (2012) Стадийность образования флюоритов месторождения Суран (Башкирский мегантиклинорий) по данным изучения лантаноидов, флюидных включений и Sr-Nd систематики. Литосфера, (5), 126-144.Крупенин М.Т., Чередниченко Н.В., Адамович Н.В. (2012) Проявления минералогической и геохимической метасоматической зональности во вмещающих доломитах Саткинского месторождения кристаллических магнезитов (Южно-Уральская провинция). Ежегодник-2011. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН,169-176.Крупенин М.Т., Чередниченко Н.В., Адамович Н.В. (2012) Проявления минералогической и геохимической метасоматической зональности во вмещающих доломитах Саткинского месторождения кристаллических магнезитов (Южно-Уральская провинция). Ежегодник-2011. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН,169-176.Маслов А.В. (1997) Осадочные ассоциации рифея стратотипической местности (эволюция взглядов на условия формирования, литофациальная зональность). Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 220 с.Маслов А.В. (1997) Осадочные ассоциации рифея стратотипической местности (эволюция взглядов на условия формирования, литофациальная зональность). Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 220 с.Маслов А.В., Крупенин М.Т., Гареев Э.З., Анфимов Л.В. (2001) Рифей западного склона Южного Урала (классические разрезы, седименто- и литогенез, минерагения, геологические памятники природы). Т. 1. Екатеринбург: УрО РАН, 351 с.Маслов А.В., Крупенин М.Т., Гареев Э.З., Анфимов Л.В. (2001) Рифей западного склона Южного Урала (классические разрезы, седименто- и литогенез, минерагения, геологические памятники природы). Т. 1. Екатеринбург: УрО РАН, 351 с.Объяснительная записка к Государственной геологической карте Российской Федерации масштаба 1 : 200 000 (2006) (Н.Н. Ларионов, И.Р. Бергазов, Л.А. Генина и др.). Изд. 2-е. Серия Южноуральская. Лист N-40-XXII (Тукан). Уфа, 185 с.Объяснительная записка к Государственной геологической карте Российской Федерации масштаба 1 : 200 000 (2006) (Н.Н. Ларионов, И.Р. Бергазов, Л.А. Генина и др.). Изд. 2-е. Серия Южноуральская. Лист N-40-XXII (Тукан). Уфа, 185 с.Пучков В.Н. (2010) Геология Урала и Приуралья (актуальные вопросы стратиграфии, тектоники, геодинамики и металлогении). Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 280 с.Пучков В.Н. (2010) Геология Урала и Приуралья (актуальные вопросы стратиграфии, тектоники, геодинамики и металлогении). Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 280 с.Сиваш В.Г., Перепелицын В.А., Матюшов Н.А. (2001) Плавленый периклаз. Екатеринбург: “Уральский рабочий”, 584 с.Сиваш В.Г., Перепелицын В.А., Матюшов Н.А. (2001) Плавленый периклаз. Екатеринбург: “Уральский рабочий”, 584 с.Шевелев А.И., Зуев Л.В., Федоров В.П. (2003) Минерально-сырьевая база магнезита и брусита России. Казань: “Новое знание”, 161 с.Шевелев А.И., Зуев Л.В., Федоров В.П. (2003) Минерально-сырьевая база магнезита и брусита России. Казань: “Новое знание”, 161 с.Azim Zadeh A.M., Ebner F., Jiang S-Y. (2015) Mineralogical, geochemical, fluid inclusion and isotope study of Hohentauern/Sunk sparry magnesite deposit (Eastern Alps/Austria): Implications for a metasomatic genetic model. Mineral. Petrol., 109(3), 1-23.Azim Zadeh A.M., Ebner F., Jiang S-Y. (2015) Mineralogical, geochemical, fluid inclusion and isotope study of Hohentauern/Sunk sparry magnesite deposit (Eastern Alps/Austria): Implications for a metasomatic genetic model. Mineral. Petrol., 109(3), 1-23.Bau M. (1996) Controls of the fractionation of isovalent trace elements in magmatic and aqueous systems: evidence from Y/Ho, Zr/Hf and lantanide tetrad effect. Contrib. Mineral. Petrol., 123, 323-333.Bau M. (1996) Controls of the fractionation of isovalent trace elements in magmatic and aqueous systems: evidence from Y/Ho, Zr/Hf and lantanide tetrad effect. Contrib. Mineral. Petrol., 123, 323-333.Bau, M., Moeller P. (1992) Rare earth element fractionation in metamorphogenic hydrothermal calcite, magnesite and siderite. Mineral. Petrol., 45, 231-246.Bau, M., Moeller P. (1992) Rare earth element fractionation in metamorphogenic hydrothermal calcite, magnesite and siderite. Mineral. Petrol., 45, 231-246.Ebner F., Azim Zadeh A.M., Jiang S.Y. (2008) Isotope characteristics of Veitsch type sparry magnesite. MRB-01 General contributions to industrial mineral deposits. The 33-rd International Geological Congress. Oslo, Norwegen.Ebner F., Azim Zadeh A.M., Jiang S.Y. (2008) Isotope characteristics of Veitsch type sparry magnesite. MRB-01 General contributions to industrial mineral deposits. The 33-rd International Geological Congress. Oslo, Norwegen.Ellmies R., Voightlaunder G., Germann K., Krupenin M.T., Moeller P. (1999) Origin of giant stratabound deposits of magnesite and siderite in Riphean carbonate rocks of the Bashkir mega-anticline, western Urals. Geologische Rundschau, 87, 589-602.Ellmies R., Voightlaunder G., Germann K., Krupenin M.T., Moeller P. (1999) Origin of giant stratabound deposits of magnesite and siderite in Riphean carbonate rocks of the Bashkir mega-anticline, western Urals. Geologische Rundschau, 87, 589-602.Faure G. (1986) Principles of isotope geology (Ed. by John Wiley & Sons, Inc.). 590 p.Faure G. (1986) Principles of isotope geology (Ed. by John Wiley & Sons, Inc.). 590 p.Henjes-Kunst F., Prochaska W., Niedermayr A. et al. (2014) Sm-Nd dating of hydrothermal carbonate formation: An example from the Breitenau magnesite deposit (Styria, Austria). Chem. Geol., 387, 184-201.Henjes-Kunst F., Prochaska W., Niedermayr A. et al. (2014) Sm-Nd dating of hydrothermal carbonate formation: An example from the Breitenau magnesite deposit (Styria, Austria). Chem. Geol., 387, 184-201.Krupenin M.T. (2004) The Middle Riphean time on the western slope of the Southern Urals: Mineragenic and geodynamic implications. Doklady Earth Science, 399(4), 1189-1191.Krupenin M.T. (2004) The Middle Riphean time on the western slope of the Southern Urals: Mineragenic and geodynamic implications. Doklady Earth Science, 399(4), 1189-1191.Krupenin M.T. (2004) Y/Ho ratio as genetic indicator of sparry magnesites (South Urals, Russia). Acta Petrologica Sinica, 20(04), 803-816.Krupenin M.T. (2004) Y/Ho ratio as genetic indicator of sparry magnesites (South Urals, Russia). Acta Petrologica Sinica, 20(04), 803-816.Krupenin M.T. (2005) Geological-geochemical types and REE systematization in deposits of the South Urals magnesite province. Dokl. Earth Sci., 405(8), 1253-1256.Krupenin M.T. (2005) Geological-geochemical types and REE systematization in deposits of the South Urals magnesite province. Dokl. Earth Sci., 405(8), 1253-1256.Krupenin M.T., Kuznetsov A.B., Krylov D.P., Maslov A.V. (2011) Stable isotopes of carbon and oxygen as indicators of magnesia metasomatosis in the Lower Riphean deposits of the Southern Urals. Dokl. Earth Sci., 439(2), 1122-1126.Krupenin M.T., Kuznetsov A.B., Krylov D.P., Maslov A.V. (2011) Stable isotopes of carbon and oxygen as indicators of magnesia metasomatosis in the Lower Riphean deposits of the Southern Urals. Dokl. Earth Sci., 439(2), 1122-1126.Krupenin M.T., Prochaska W. (2005) The Evaporite nature of fluid inclusions in sparry magnesites of the Satka type. Dokl. Earth Sci. 403(6), 838-840.Krupenin M.T., Prochaska W. (2005) The Evaporite nature of fluid inclusions in sparry magnesites of the Satka type. Dokl. Earth Sci. 403(6), 838-840.Kuznetsov N.B., Belousova E.A., Degtyarev K.E., Pyzhova E.S., Maslov A.V., Gorozhanin V.M., Gorozhanina E.N., Romanyuk T.V. (2016) First Results of U-Pb Dating of Detrital Zircons from the Upper Ordovician Sandstones of the Bashkir Uplift (Southern Urals) Dokl. Earth Sci., 467(2), 325-330.Kuznetsov N.B., Belousova E.A., Degtyarev K.E., Pyzhova E.S., Maslov A.V., Gorozhanin V.M., Gorozhanina E.N., Romanyuk T.V. (2016) First Results of U-Pb Dating of Detrital Zircons from the Upper Ordovician Sandstones of the Bashkir Uplift (Southern Urals) Dokl. Earth Sci., 467(2), 325-330.Kuznetsov A.B., Gorokhov I.M., Konstantinova G.V., Kutyavin E.P., Krupenin M.T., Maslov A.V. (2007) Strontium isotopic composition of Lower Riphean carbonate rocks in the magnesite-bearing Satka formation, Southern Urals. Dokl. Earth Sci., 414(1), 599-604.Kuznetsov A.B., Gorokhov I.M., Konstantinova G.V., Kutyavin E.P., Krupenin M.T., Maslov A.V. (2007) Strontium isotopic composition of Lower Riphean carbonate rocks in the magnesite-bearing Satka formation, Southern Urals. Dokl. Earth Sci., 414(1), 599-604.Kuznetsov A.B., Gorokhov I.M., Semikhatov M.A. (2014) The Sr isotope chemostratigraphy as a tool for solving stratigraphic problems of the Upper Proterozoic (Riphean and Vendian). Stratigr. Geol. Correl., 22(6), 553-575.Kuznetsov A.B., Gorokhov I.M., Semikhatov M.A. (2014) The Sr isotope chemostratigraphy as a tool for solving stratigraphic problems of the Upper Proterozoic (Riphean and Vendian). Stratigr. Geol. Correl., 22(6), 553-575.Kuznetsov A.B., Krupenin M.T., Ovchinnikova G.V., Gorokhov I.M., Maslov A.V., Kaurova O.K., Ellmies R. (2005) Diagenesis of carbonate and siderite deposits of the Lower Riphean Bakal formation, the Southern Urals: Sr isotopic characteristics and Pb-Pb age. Lithology and Mineral Resources, 4(3), 195-215.Kuznetsov A.B., Krupenin M.T., Ovchinnikova G.V., Gorokhov I.M., Maslov A.V., Kaurova O.K., Ellmies R. (2005) Diagenesis of carbonate and siderite deposits of the Lower Riphean Bakal formation, the Southern Urals: Sr isotopic characteristics and Pb-Pb age. Lithology and Mineral Resources, 4(3), 195-215.Kuznetsov A.B., Ovchinnikova G.V., Gorokhov I.M., Vasil’eva I.M., Gorokhovskii B.M., Semikhatov M.A., Kaurova O.K., Krupenin M.T., Maslov A.V. (2008) The Sr isotopic characterization and Pb-Pb age of carbonate rocks from the Satka formation, the Lower Riphean Burzyan group of the Southern Urals. Stratigr. Geol. Correl., 16(2), 120-137.Kuznetsov A.B., Ovchinnikova G.V., Gorokhov I.M., Vasil’eva I.M., Gorokhovskii B.M., Semikhatov M.A., Kaurova O.K., Krupenin M.T., Maslov A.V. (2008) The Sr isotopic characterization and Pb-Pb age of carbonate rocks from the Satka formation, the Lower Riphean Burzyan group of the Southern Urals. Stratigr. Geol. Correl., 16(2), 120-137.Maslov A.V., Ronkin Yu L., Krupenin M.T., Lepikhina O.P., Gareev E.Z. (2003) Provenances of Riphean sedimentary basins at the Russian platform-Southern Urals junction: evidence from petrographic, petrochemical, and geochemical data. Dokl. Earth Sci., 389(2), 180-183.Maslov A.V., Ronkin Yu L., Krupenin M.T., Lepikhina O.P., Gareev E.Z. (2003) Provenances of Riphean sedimentary basins at the Russian platform-Southern Urals junction: evidence from petrographic, petrochemical, and geochemical data. Dokl. Earth Sci., 389(2), 180-183.Ovchinnikova G.V., Kuznetsov A.B., Krupenin M.T., Gorokhov I.M., Kaurova O.K., Maslov A.V., Gorokhovskii B.M. (2014) U-Pb systematics of Proterozoic Magnesites of the Satka deposit (South Urals): The source of the fluid and age. Dokl. Earth Sci., 456(1), 590-593.Ovchinnikova G.V., Kuznetsov A.B., Krupenin M.T., Gorokhov I.M., Kaurova O.K., Maslov A.V., Gorokhovskii B.M. (2014) U-Pb systematics of Proterozoic Magnesites of the Satka deposit (South Urals): The source of the fluid and age. Dokl. Earth Sci., 456(1), 590-593.Pohl W. (1989) Comparative geology of magnesite deposits and occurrences. Magnesite - geology, mineralogy, geochemistry, formation of Mg-carbonates (Ed. P. Moeller). Monograph series on mineral deposits 28, Gebruder Borntraeger, Berlin-Stuttgart, 1-13.Pohl W. (1989) Comparative geology of magnesite deposits and occurrences. Magnesite - geology, mineralogy, geochemistry, formation of Mg-carbonates (Ed. P. Moeller). Monograph series on mineral deposits 28, Gebruder Borntraeger, Berlin-Stuttgart, 1-13.Prochaska W., Krupenin M.T. (2013) Evidence of inclusion fluid chemistry for the formation of magnesite and siderite deposits in the Southern Urals. Mineral. Petrol., 107(1), 53-65.Prochaska W., Krupenin M.T. (2013) Evidence of inclusion fluid chemistry for the formation of magnesite and siderite deposits in the Southern Urals. Mineral. Petrol., 107(1), 53-65.Ronkin Yu L., Maslov A.V., Kazak A.P., Lepikhina O.P., Matukov D.I. (2007) The Lower-Middle Riphean boundary in the Southern Urals: new isotopic U-Pb (Shrimp II) constraints. Dokl. Earth Sci., 415(2), 835-840.Ronkin Yu L., Maslov A.V., Kazak A.P., Lepikhina O.P., Matukov D.I. (2007) The Lower-Middle Riphean boundary in the Southern Urals: new isotopic U-Pb (Shrimp II) constraints. Dokl. Earth Sci., 415(2), 835-840.

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