Минералогия и петрогенезис интрузивных пород Кутуевского Au-Cu-порфирового рудопроявления (Южный Урал)

Объект исследований. Минералогия, петролого-геохимические особенности и условия формирования габбро-диоритов и диоритов, слагающих рудоносные интрузии Кутуевского Au-Cu-порфирового рудопроявления в зоне Главного Уральского разлома на Южном Урале.

Методы. Содержание петрогенных оксидов определялось методом “мокрой химии”, редких элементов – методами ICP-MS на масс-спектрометре ELAH 9000 и ICP-AES на масс-спектрометре ICPE-9000. Изучение химического состава минералов производилось на сканирующем электронном микроскопе Tescan Vega Compact с энергодисперсионным анализатором Xplorer 15 Oxford Instruments. Р-Т параметры образования оценены с помощью минеральных геотермобарометров.

Результаты и выводы. Породообразующими минералами габбро-диоритов и диоритов являются плагиоклаз, первичный состав которого был близок к андезину (An = 32.83–34.43%), и клинопироксен, представленный авгитом (Wo_43.9–44.0En_45.2–45.5Fs_10.6–10.8) и диопсидом (Wo_45.2–47.9En_42.1–44.8Fs_9.2–10.3). Среди акцессорных минералов установлены циркон, магнетит, титанит, апатит, титаномагнетит. Клинопироксен в значительной степени замещен зеленой роговой обманкой (6.956–7.169 ф.к. Si, 0.73–0.76 Mg/(Mg + Fe²⁺)), генетическая природа которой не установлена. Кристаллизация клинопироксена происходила при Т = 1010–1072°С и Р = 1.35–1.78 кбар. Показано, что интрузивные породы Кутуевского рудопроявления и других порфировых проявлении зоны ГУР на Южном Урале имеют близкие петрогеохимические характеристики, которые соответствуют магматическим породам, формирующимся на ранних стадиях развития энсиматических островных дуг. Они обладают умеренно-калиевым составом, имеют нормальную щелочность, известково-щелочной или переходный толеитовый – известково-щелочной состав. В качестве источника магм для габбро-диоритов и диоритов рудопроявления предполагаются шпинелевые перидотиты литосферной мантии, метасоматизированные субдукционными флюидами. Процессы коровой контаминации также оказывали влияние на состав.

1. Андреев А.В., Гирфанов М.М., Куликов Д.А., Мигачев И.Ф., Минина О.В., Авилова О.В., Красносельских А.А., Старостин И.А., Черемисин А.А. (2018) Рудные районы с медно-порфировым оруденением – перспективная минерально-сырьевая база меди Южного Урала. Отеч. геология, (4), 3-17.

2. Аранович Л.Я., Бортников Н.С., Борисов А.А. (2020) Океанический циркон как петрогенетический индикатор. Геология и геофизика, 61(5-6), 685-700.

3. Богатиков О.А., Цветков А.А. (1988) Магматическая эволюция островных дуг. М.: Наука, 248 с.

4. Грабежев А.И. (2014) Юбилейное Cu-Au-порфировое месторождение (Южный Урал, Россия): SHRIMPII U-PB-возраст циркона и изотопно-геохимические особенности рудоносных гранитоидов. Докл. РАН., 454(3), 315-318.

5. Грабежев А.И., Белгородский Е.А. (1992) Продуктивные гранитоиды и метасоматиты медно-порфировых месторождений. Екатеринбург: Наука, 199 с.

6. Грабежев А.И., Шардакова Г.Ю., Ронкин Ю.Л., Азовскова О.Б. (2017) Систематика U-Pb возрастов цирконов из гранитоидов медно-порфировых месторождений Урала. Литосфера, 17(5), 113-126. https://doi.org/10.24930/1681-9004-2017-17-5-113-126

7. Знаменский С.Е. (2021) Петролого-геохимические характеристики пород Вознесенского интрузивного массива (Южный Урал): к вопросу о составе и источниках магм, продуцирующих золотои меднопорфировое оруденение. Литосфера, 21(3), 365-385. https://doi.org/10.24930/1681-9004-2021-21-3-365-385

8. Знаменский С.Е., Косарев А.М., Шафигуллина Г.Т. (2019) Фациальный состав, геохимические особенности и геодинамические обстановки образования позднеэмских островодужных комплексов зоны Главного Уральского разлома на Южном Урале. Вестн. Перм. ун-та. Геология, 18(1), 1-16.

9. Знаменский C.Е., Косарев А.М., Шафигуллина Г.Т. (2022) Карагайкульское золото-порфировое рудопроявление (Южный Урал): геология и петрогенезис интрузивных пород, состав минералов околорудных метасоматитов и руд. Георесурсы, 24(3), 187-196. https://doi.org/10.18599/grs.2022.3.16

10. Знаменский С.Е., Холоднов В.В. (2018) Петролого-геохимические особенности рудовмещающих эффузивных и интрузивных пород Николаевского месторождения золото-порфирового типа (Южный Урал). Литосфера, (4), 607-620. https://doi.org/10.24930/1681-9004-2018-18-4-607-620

11. Косарев А.М., Пучков В.Н., Серавкин И.Б. (2005) Петролого-геохимические особенности раннедевонско-эйфельских островодужных вулканитов Магнитогорской мегазоны в геодинамическом аспекте. Литосфера, (4), 22-41.

12. Кривцов А.И. (1983) Геологические основы прогнозирования и поисков медно-порфировых месторождений. М.: Недра, 256 с.

13. Маслов В.А., Артюшкова О.В. (2010) Стратиграфия и корреляция девонских отложений Магнитогорской мегазоны Южного Урала. Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 288 с.

14. Плотинская О.Ю. (2023) Порфирово-эпитермальные системы Урала: источники вещества, эволюция и зональность. Автореф. дисс. … д-ра геол.-мин. наук. М.: ИГЕМ РАН, 39 с.

15. Серавкин И.Б., Косарев А.М., Салихов Д.Н., Знаменский С.Е., Родичева З.И., Рыкус М.В., Сначев В.И. (1992) Вулканизм Южного Урала М.: Наука, 197 с.

16. Шишаков В.Б., Сергеева Н.Е., Сурин С.В. (1988) Вознесенское медно-порфировое месторождение на Южном Урале. Геология руд. месторождений, (2), 85-90.

17. Школьник С.И., Резницкий Л.З., Беличенко В.Г., Бараш И.Г. (2009) Геохимия, вопросы петрогенезиса и геодинамическая позиция метавулканитов Тункинского террейна (Байкало-Хубсугульский регион). Геология и геофизика, 50(9), 1013-1024.

18. Castillo P.R., Janney P., Solidum R.U. (1999) Petrology and geochemistry of Camiguin Island, southern Philippines: Insights to the source of adakites and other lavas in a complex arc setting. Contrib. Mineral. Petrol., 134(1), 33-51.

19. Di Vincenzo G., Rocchi S. (1999) Origin and interaction of mafic and felsic magmas in an evolving late orogenic setting: The Early Paleozoic Terra Nova intrusive complex, Antarctica Contrib. Mineral. Petrol., 137, 15-35. https://doi.org/10.1007/s004100050579

20. Ellam R.M. (1992) Lithospheric thickness as a control on basalt geochemistry. Geology, 20(2), 153-156.

21. Féménias O., Mercier J., Nkono C., Diot H., Berza T., Tatu M., Demaiffe D. (2006) Calcic amphibole growth and compositions in calc-alkaline magmas: Evidence from the Motru Dike Swarm (Southern Carpathians, Romania). Amer. Miner., 91, 73-81.

22. Kay S.M., Mpodozis C. (2001) Central Andean ore deposits linked to evolving shallow subduction system and thickening crust. GSA today, 11, 4-9.

23. Kosarev A.M., Puchkov V.N., Seravkin I.B., Kholodnov V.V., Grabezhtv A.I., Ronkin Y.L. (2014) New data on the age and geodynamic position of copperporphyry mineralization in the Main Uralian Fault zone (Southern Urals). Dokl. Earth Sci., 495(1), 1317-1321. https://doi.org/10.1134/S1028334X1411004X

24. Leake B.E. (1978) Nomenclature of amphiboles. Amer. Miner., 63, 1023-1052.

25. MacLean W.H., Barrett T.J. (1993) Lithochemical techniques using immobile elements. J. Geochem. Explor., 48, 109-133.

26. McDonough W.F., Sun S. (1995) The composition of the Earth. Chem. Geol., 120, 223-253. https://doi.org/10.1016/0009-2541(94)00140-4

27. Middlemost E.A.K. (1994) Naming materials in magma/igneous rock system. Earth Sci. Rev., 37, 215-224. https//doi:10.1016/0012-8252(94)90029-9

28. Miyashiro A. (1973) The Troodos ophiolitic complex was probably formed in an island arc. Earth Planet. Sci. Lett., 19, 218-224. https//doi:10.1016/0012-821x(73)90118-0

29. Moore G., Carmichael I.S.E. (1998) The hydrous phase equilibria (to 3 kbar) of an andesite and basaltic andesite from western Mexico: Constraints on water content and conditions of phenocryst growth. Contrib. Mineral. Petrol., 130, 304-319.

30. Morimoto N., Fabries J, Ginzburg A.K., Ross M., Seifert M.F.A., Zussman J.K., Aoki J.K., Gottardi G. (1988) Nomenclature of pyroxenes. Amer. Miner., 73, 1123-1133.

31. Neave D., Putirka K.D. (2017) A new clinopyroxene-liquid barometer, and implications for magma storage pressures under Icelandic rift zones. Amer. Miner., 102, 777-794.

32. Pearce J.A. (2008) Geochemical f ingerprinting of oceanic basalts with applications to ophiolite classification and the search for Archean oceanic crust. Lithos, 100, 14-48. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2007.06.016

33. Pearce J.A. (2014) Immobile Element Fingerpriting of Ophiolites. Elements, 10, 101-108.

34. Plotinskaya O.Yu., Grabezhev A.I., Tessalina S., Seltmann R., Groznova E.O., Abramov S.S. (2017) Porphyry deposits of the Urals: Geological framework and metallogeny. Ore Geol. Rev., 85, 153-173. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2016.07.002

35. Putirka K.D. (2008) Thermometers and Barometers for Volcanic Systems. Rev. Mineral. Geochem., 69, 61-120. https://doi.org/10.2138/rmg.2008.69.3

36. Putirka K.D. (2016) Amphibole thermometers and barometers for igneous systems and some implications for eruption mechanisms of felsic magmas at arc volcanoes. Amer. Miner., 101, 841-858. http://doi.org/10.2138/am-2016-5506

37. Putrica K.D., Busby C. (2007) The tectonic significance of high-K2O volcanism in the Sierra Nevada, California. Geology, 35(10), 923-926.

38. Putirka K.D., Mikaelian H., Ryerson F., Shaw H. (2003) New clinopyroxene-liquid thermobarometers for mafic, evolved, and volatile-bearing lava compositions, with applications to lavas from Tibet and the Snake River Plain, Idaho. Amer. Miner., 88, 1542-1554. https://doi.org/10.2138/am-2003-1017

39. Wang X., Hou T., Wang M., Zhang C., Zhang Z., Pan R., Marxer F., Zhang H. (2021) A new clinopyroxene thermobarometer for mafic to intermediate magmatic systems. Eur. J. Mineral., 33, 621-637. https://doi.org/10.5194/ejm-33-621-2021

40. White W.M., Klein E.M. (2014) Composition of the Oceanic Crust. Treatise on Geochemistry, Сh. 4.13, 457-496. http://doi.org/10.1016/B978-0-08-095975-7.00315-6

41. Winchester J.A., Floyd P.A. (1976) Geochemical magma type discrimination: Application to altered and metamorphosed igneous rock. Earth Planet. Sci. Lett., 28, 459-469.

42. Wu Z., Barosh P., Zhang Q., Wu J., Yang Y. (2018) A thickness Gauge for the lithosphere based on Ce/Yb and Sm/ Yb of mantle-derived magmatic rocks. Acta Geol. Sinica, 92(6), 2120-2135.

43. Znamensky S.E., Artemyev D.A., Ankusheva N.N. (2022) REE in the Calcite of Au-Cu Porphyry Mineralization at the Kutuevsky Occurrence, South Urals: LA-ICP-MS Data. Geoshem. Int., 60(9), 830-840.