Минералогия и генезис апокарбонатных серпентинитов Питкярантского рудного района, Северное Приладожье. Часть 1. Офикальцит рудного поля Хопунваара

Объект исследования. Серпентиниты апокарбонатного типа, развитые в контактовом ореоле Салминского интрузива. Цель работы. Минералого-генетическая характеристика кальцит-серпентиновых пород рудного поля Хопунваара. Материалы и методы. Тридцать образцов офикальцита изучены методами сканирующей электронной микроскопии, электронно-зондового анализа, порошковой рентгенографии, ИК- и КР-спектроскопии, а также дифференциально-термического анализа. Результаты. Офикальцит рудного поля Хопунваара представлен двумя типами. Первая разновидность, исследованная на примере образцов из карьера Известковая ломка, состоит из тонковолокнистых агрегатов клинохризотила и лизардита (или только лизардита), находящихся в тесном срастании с кальцитом, с подчиненными количествами флогопита и фторапатита, местами – с жилками магнетита. Серпентин содержит малое количество примесей – до 1.0 мас. % FeO, до 0.7 мас. % Al₂О₃ и не более 0.1 мас. % MnO. Сопутствующий ему кальцит весьма чист в химическом отношении. Офикальцит второго типа, описанный на рудопроявлении Клара, сложен преимущественно лизардитом, который образует полные псевдоморфозы по кристаллам форстерита и/или минералов группы гумита, заключенным среди карбонатной матрицы. В химическом составе серпентина отмечается 0.4–2.5 мас. % FeO, 0.0–1.6 – Al₂O₃, 0.1–0.2 – MnO и 0.9–2.1 мас. % F. В карбонатной матрице, наряду с почти беспримесным кальцитом, присутствует доломит, содержащий 1.4 мас. % MnO. Второстепенные минералы представлены флюоритом, флогопитом и сфалеритом. Такую породу секут антигорит-карбонат-флюорит-гематитовые прожилки с касситеритом, температура образования которых оценивается в 300–350°С. Выводы. Формирование офикальцита первого типа происходило путем взаимодействия доломита с богатыми SiO₂ кислотными гидротермами температурой, предположительно, 200–300°С. Микроволокнистое строение аподоломитовых серпентиновых агрегатов обусловлено механизмом их кристаллизации в пористой среде, возникающей при выщелачивании карбоната. Офикальцит второго типа образовался в результате серпентинизации околоскарновых форстеритовых кальцифиров на регрессивной стадии скарнообразования при Т < 370°С.

1. Александров С.М. (1990) Геохимия скарно- и рудообразования в доломитах. М.: Наука, 344 с.

2. Александров С.М., Тронева М.А. (2009) Состав и генезис эндогенных боратов Питкярантского рудного поля, Карелия. Геохимия, (9), 972-987.

3. Борисов И.В. (2017) Подземные выработки Питкярантского комплекса (Северное Приладожье). Спелеология и спелестология. Сб. материалов VIII Междунар. науч. конф. Набережные Челны: НГПУ, 234-243.

4. Борисов И.В., Ильин П.В. (2004) Питкярантские рудники и заводы. Сортавала; Питкяранта: Региональный музей Северного Приладожья, 53 с.

5. Бурцева М.В., Рипп Г.С., Посохов В.Ф., Мурзинцева А.Е. (2015) Нефриты Восточной Сибири: геохимические особенности и проблемы генезиса. Геология и геофизика, 56(3), 516-527. https://doi.org/10.15372/GiG20150303

6. Варлаков А.С. (1986) Петрология процессов серпентинизации ультрабазитов складчатых областей. Свердловск: УНЦ АН СССР, 224 с.

7. Варлаков А.С. (1999) Серпентины ультраосновных пород Урала. Урал. минерал. сборник, (9), 78-101.

8. Виноградова Р.А. (1973) О серпентинах из скарнов месторождения Маргоз (Восточный Саян). Тр. Минералогического музея им. А.Е. Ферсмана, (22), 26-35.

9. Герасимова Е.И., Пеков И.В., Брызгалов И.А. (2008) Слюды рудных месторождений Питкярантского района (Карелия, Россия). Геохимия магматических пород. Мат-лы XXV Всерос. сем., 32-33.

10. Герасимова Е.И., Пеков И.В., Кононкова Н.Н., Зубкова Н.В. (2009) Новые данные о минералах группы гумита из района Питкяранты (Карелия). Минералы: строение, свойства, методы исследования. Мат-лы конф., 116-118.

11. Демченко В.С. (1983) Физико-химические условия серпентинизации доломитовых мраморов, диопсидовых и форстеритовых кальцифиров. Тихоокеан. геология, (3), 56-63.

12. Иванова В.П., Касатов Б.К., Красавина Т.Н., Розинова Е.Л. (1974) Термический анализ минералов и горных пород. Ленинград: Недра, 399 с.

13. Иващенко В.И. (1987) Скарновое оруденение олова и вольфрама южной части Балтийского щита. Л.: Нау ка, 240 с.

14. Иващенко В.И., Голубев А.И. (2015) Новые аспекты минералогии и металлогении Питкярантского рудного района. Тр. КарНЦ РАН, (7), 127-148. https://doi.org/10.17076/geo149

15. Иосса Г.А. (1834) Известие о нахождении олова и меди в Питкяранте в Финляндии. Горн. журн., (4), 157.

16. Ларин А.М., Амелин Ю.В., Неймарк Л.А. (1991) Возраст и генезис комплексных скарновых руд Питкярантского рудного района. Геология руд. месторождений, (6), 15-32.

17. Ладожская протерозойская структура (геология, глубинное строение и металлогения). (2020) Под. ред. Н.В. Шарова. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 435 с.

18. Лютоев В.П. (2000) Изоморфизм и собственные дефекты в минералах группы серпентина. Екатеринбург: УрО РАН, 149 с.

19. Макеев А.Б., Брянчанинова Н.И. (1999) Топоминералогия ультрабазитов Полярного Урала. СПб.: Наука, 252 с.

20. Никольская Ж.Д., Ларин А.М. (1972) Грейзеновые образования Питкярантского рудного поля. Зап. ВМО, 101(5), 290-297.

21. Нефедов Е.И. (1973) Минералогия месторождения Питкяранта. Металлоносность и минералогия скарноидов юга Карелии и запада Кольского полуострова. Отчет. Л.: ВСЕГЕИ, 326 с.

22. Петров В.П., Соколова Л.А. (1957) Аспагашское месторождение хризотил-асбеста (Минусинская котловина). Тр. ИГЕМ, (17), 85-106.

23. Таланцев А.С. (1981) Геотермобарометрия по доломит-кальцитовым паргенезисам. М.: Наука, 136 с.

24. Фурман Г. (1810) Минералогическое описание некоторой части Старой и Новой Финляндии. Горный журнал. Кн. 11, 3-39.

25. Хазов Р.А. (1973) Геологические особенности оловянного оруденения Северного Приладожья. Л.: Наука, 87 с.

26. Шабынин Л.И. (1973) Формация магнезиальных скарнов. М.: Наука, 214 с.

27. Шабынин Л.И. (1974) Рудные месторождения в формации магнезиальных скарнов. М.: Недра, 288 с.

28. Штейнберг Д.С., Чащухин И.С. (1977) Серпентинизация ультрабазитов. М.: Наука, 312 с.

29. Янин Е.П. (2013) Асбестоносные площади и горные породы как природные источники поступления асбестовой пыли в окружающую среду. Научные и технические аспекты охраны окружающей среды, (5), 18-47.

30. Amelin Yu.V., Beljaev A., Larin A.M. (1991) Salmi batholith and Pitkäranta ore field in Soviet Karelia. Geol. Surv. of Finland, 33, 57 p.

31. Amelin Yu.V., Larin A.M., Tucker R.D. (1997) Chronology of multi-phase emplacement of the Salmi rapakivi granite-anorthosite complex, Baltic Shield: Implications for magmatic evolution. Contrib. Miner. Petrol., 127, 353-368.

32. Balan E., Fritsch E., Radtke G., Paulatto L., Juillot F., Petit S. (2021) First-principles modeling of infrared spectrum of antigorite. Eur. J. Mineral., 33, 389-400. https://doi.org/10.5194/ejm-33-389-2021

33. Bucher K., Grapes R. (2011) Petrogenesis of Metamorphic Rocks. 8th ed. Berlin; Heidelberg: Springer Verlag, 428 p.

34. Chernosky J.V., Berman R.G., Brindzia L.T. (1988) Stability, phase relation and thermodynamic properties of chlorite and serpentine group minerals. Rev. Miner. Geochem., 19, 295-346.

35. Coleman R.G. (1971) Petrologic and Geophysical Nature of Serpentinites. Geol. Soc. Amer. Bull., 82(4), 897. https://doi.org/10.1130/0016-7606

36. Compagnoni R., Cossio R., Mellini M. (2021) Raman anisotropy in serpentine minerals, with a caveat on identification. J. Raman Spec., 52(7), 1334-1345. https://doi.org/10.1002/jrs.6128

37. Eskola P. (1951) Around Pitkäranta. Ann. Acad. Sci. Fenn. Geol. Geogr., 3, 90 p.

38. Evans B.W. (1977) Metamorphism of alpine peridotites and serpentinites. Ann. Rev. Earth Planet. Sci., 5, 397-444. https://doi.org/10.1146/annurev.ea.05.050177.002145

39. Evans B.W. (2004) The serpentinite multisystem revisited: Chrysotile is metastable. Int. Geol. Rev., 46, 479-506. https://doi.org/10.2747/0020-6814.46.6.479

40. Farmer V.C. (1974) The Infrared Spectra of Minerals. L.: Mineralogical Society of Great Britain and Ireland, 539 p.

41. Faust G.T., Fahey J.J. (1964) The serpentine-group minerals. Geol. Survey Professional Paper, (384), 92 p. https://doi.org/10.3133/pp384A

42. Flemetakis S., Berndt J., Klemme S., Genske F., Cadoux A., Louvel M., Rohrbach A. (2020) An improved electron microprobe method for the analysis of halogens in natural silicate glasses. Microsc. Microanal., 26, 857-866. https://doi.org/10.1017/S1431927620013495

43. Gadolin A. (1956) Beobachtungen über einige Mineralien aus Pitkäranta in Finnland. Verhandlungen der Russisch-Kaiserlichen Mineralogischen Gesellschaft zu St.Petersburg, 173-196.

44. Gerasimova E.I. (2007) Mineral variety of metasomatic rocks and late hydrothermal formations of the ore deposits of Pitkäranta district (South Karelia, Russia). Mineral Diversity. Research and Preservation. IV Int. symp. Sofia: Earth and Man National Museum, 67-74.

45. Imai N., Otsuka R., Honda S., Isoda N., Suzuki S. (1976) Serpentines associated with hydrothermal dolomite-rock at the Waka Sen-nin mine, Iwate Prefecture, Japan. J. Japan. Assoc. Min. Petr. Econ. Geol., 71, 339-359.

46. Ivashchenko V.I. (2021) Rare-metal (In, Bi, Te, Se, Be) mine ralization of skarn ores in the Pitkäranta mining district, Ladoga Karelia, Russia. Minerals, 11(2), 124. https://doi.org/10.3390/min11020124

47. Klein F., Humphris S.E., Bach W. (2020) Brucite formation and dissolution in oceanic serpentinite. Geochem. Persp. Let., 1-5. https://doi.org/10.7185/geochemlet.2035

48. Myers B.E. (1988) The formation of zoned metasomatic veins and massive skarn in dolomite, Southern Sierra Nevada, California. Master’s thesis. Tucson: University of Arizona, 125 p.

49. Neymark L.A., Holm-Denoma Ch.S., Moscati R.J. (2018) In situ LA-ICPMS U-Pb dating of cassiterite without a known-age matrixmatched reference material: Examples from worldwide tin deposits spanning the Proterozoic to the Tertiary. Chem. Geol., 483, 410-425. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2018.03.008

50. Niiranen T., Hanski E., Eilu P. (2003) General geology, alteration and iron deposits in the Palaeoproterozoic Misi region, northern Finland. Bull. Geol. Soc. Finland, 75(1-2), 69-92.

51. Nironen M. (1997) The Svecofennian Orogen: A tectonic model. Precambr. Res., 86, 21-44.

52. Rinaudo C., Gastaldi D., Belluso E. (2003) Characterization of chrysotile, antigorite and lizardite by FT-Raman spectroscopy. Canad. Miner., 41, 883-890.

53. Saksela M. (1951) Zur Mineralogie und Entstehung der Pitkäranta-Erze. Bull. Comm. Géol. Finlande, 154, 182-230.

54. Stein H.J., Markey R.G., Morgan J.V., Sunbland K., Larin A.M. (1996) Re-Os dating of molybdenite: New tools, new applications, new interpretations – an example from Karelian Russia. Trans. Amer. Geophys. Union, 77, 773-774.

55. Stewart L.A. (1956) Chrysotile Asbestos Deposits of Arizona (supp.). U.S. Bureau of Mines Information Circular 7745, 124 p.

56. Törnebohm A.E. (1891) Om Pitkäranta malmfält och dess omgifningar. Geol. Fören. Stockholm Förh., 13, 313-334.

57. Trittscharck R., Grobéty B., Koch-Müller M. (2012) In situ high-temperature Raman and FTIR spectroscopy of the phase transformation of lizardite. Amer. Miner., 97, 1965-1976. https://doi.org/10.2138/am.2012.4162

58. Trüstedt O. (1907) Die Erzlagerstätten von Pitkäranta am Ladoga-See. Bull. Comm. Géol. Finlande, 19.

59. Valkama M., Sundblad K., Cook N.J., Ivashchenko V.I. (2016) Geochemistry and petrology of indium-bearing polymetallic skarn ores at Pitkäranta, Ladoga Karelia, Russia. Miner. Dep., 51, 823-239. https://doi.org/10.1007/s00126-016-0641-4

60. Van der Hoeven K.J., Knauth L.P., Burt D.M. (1999) Extremely low-temperature magnesian skarns – Chrysotile deposits of the Salt River Canyon area, Central Arizona. Geol. Soc. Amer., Abstracts with Programs, 31, 161.

61. Van Gosen B.S. (2008) Reported Historic Asbestos Mines, Historic Asbestos Prospects, and Natural Asbestos Occurrences in the Southwestern United States (Arizona, Nevada, and Utah). U.S. Geological Survey Open-File Report. USGS Numbered Series. https://doi.org/10.3133/ofr20081095

62. Vyasa Rao A.N., Murty M.S. (1980) A study of the serpentinization in the Vempalle dolomitic limestones near Pulivendala, Cuddapah District. Proc. Indian. Acad. Sci., 89(1), 17-22.

63. Yao Y., Chen J., Lu J., Wang R., Zhang R. (2014) Geology and genesis of the Hehuaping magnesian skarn-type cassiterite-sulfide deposit, Hunan Province, Southern China. Ore Geol. Rev., 58, 163-184. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2013.10.012

64. Yariv S., Heller-Kallai L. (1973) The relationship between the IR spectra of serpentines and their structures. Clays Clay Miner., 23, 145-152.