Bismuth sulfosalts from Berezovsk ore region: Chemical composition and mineral associations

The paper presents the results of a study of the chemical composition of the sulfosalts of bismuth from the gold-quartz-sulphide ore Berezovsky Deposit and the eponymous ore district of the Middle Urals. Samples of minerals were obtained from quartz veins located in different parts of the ore area. In the South of the district the veins occur among the granites of the Shartash massif and accompanied by the metasomatic gumbeit formation. Veins in its Central part are located into the dikes of granite porphyry, volcanic-sedimentary rocks, hyperbasites. In the North, the veins are localized in gabbro, hyperbasites, volcanic rocks. Here, as in the Central part, they are accompanied by metasomatic changes of the berezite-listwanite formation. The minerals of bismuth form small isometric, prismatic or needle-shaped secretions, as well as large elongated crystals reaching a length of several centimeters. Their diagnosis and study of the composition was performed by X-ray structural and chemical microanalysis. It is shown widespread among minerals of bismuth sulfosalts of the bismuthinite-aikinite series, consisting of 9 members: bismuthine, pecoite, gladite, stroking, salzburger, krupkaite, lindströmite, khammarite, fridrikhite and dramatically prevalent among sulfosalts that number aikinite. In mineral composition pavonite series revealed cuprapawonite, Cu-benjaminite, benjaminite. Other sulphosalts of bismuth are presented kosalite, nafildite, hodrushite, matildite. The relationship of minerals with each other and the peculiarities of the chemical composition allowed to distinguish several paragenetic associations conform with different stages of mineral formation. With high-temperature stage (360-285°C) connects the deposition of disordered solid solutions bismuthine-aikinte and pavonite series, subsequently undergone to disintegration with the formation of ordered phases of bismuthine, gladite, krupkaite, lindströmite, khammarite, benjaminite. For medium and low temperature stage (285-150°C) was formed aikinite, fridrikhite, krupkaite, salzburgite, nuffieldite cozalite, matildite, together with the Ag-Bi-Galena, tetradymite, hessite and gold. The low-temperature stage is associated with the formation of aikinite together with Galena and gold. Established on the example of the sulfosalts of bismuth sequence of mineral formation reflects not only the consistent evolution of mineral-forming fluids, but the pulsed nature of the hydrothermal activity at individual deposits and at ore field in general.

висмутин-айкинитовая серия, павонитовая серия, козалит, нафилдит, Березовское месторождение, bismuthinite-aikinite series, pavonite series, cosalite, nuffieldite, gold, quartz veins, Berezovskoe deposit

1. Астахова И.С., Шевчук С.С. (2013) Висмутовая минерализация Харбейского вольфрам-молибденового месторождения (Полярный Урал). ЗРМО, (5), 63-75.

2. Бакшеев И.А., Прокофьев В.Ю., Устинов В.И. (1998) Условия формирования жильного кварца Березовского золоторудного поля, Средний Урал, по данным изучения флюидных включений и изотопным данным. Уральская летняя минералогическая школа-98. Екатеринбург: УГГГА, 41-49.

3. Бородаевская М.Б. (1944) О происхождении березитов и некоторых других метасоматических пород Березовского золоторудного месторождения на Среднем Урале. ЗВМО, 73(2-3), 123-141.

4. Бородаевский Н.И., Бородаевская М.Б. (1947) Березовское рудное поле. М.: Металлургиздат, 247 с.

5. Бушмакин А.Ф., Аронский В.П., Чесноков Б.В. (1978) Галенит с октаэдрической отдельностью из сульфидно-кварцевых жил Березовского месторождения на Среднем Урале. Минералогия и петрография Урала. Вып. I. Свердловск: УПИ, 42-48.

6. Вертушков Г.Н., Кайнов В.И., Чесноков Б.И. (1972) Козалит из Березовского и Кочкарского золоторудных месторождений. Минералогия и петрография Урала. Вып. 86. Свердловск: СГИ, 106-109.

7. Викентьева О.В. (2000) Березовское золоторудное месторождение на Урале: геологическое строение, минералого-геохимические особенности и условия образования. Дис. … канд. геол.-мин. наук. М.: ИГЕМ, 184 с.

8. Викентьева О.В., Сергеева Н.Е., Еремин Н.И. (2008) О находке матильдита в жилах Березовского золоторудного месторождения, Урал. Докл. АН, 418(1), 70-73.

9. Годовиков А.А. (1972) Висмутовые сульфосоли. М.: Наука, 303 с.

10. Грабежев А.И. (1970) Особенности березитизации гранитоидов Шарташского массива на Среднем Урале. Тр. ИГГ УФАН СССР, (86), 10-14.

11. Ефимов А.В., Бородаев Ю.С., Мозгова Н.Н., Ненашева С.Н. (1990) Особенности висмутовой минерализации молибден-вольфрамового месторождения Акчатау (Центр. Казахстан). Геология рудных месторождений, 32(4), 64-75.

12. Колобов Г. (1836) Геогностическое описание Преображенского золотого рудника. Горн. журн. Кн. 2. СПб., 209-222.

13. Колтун Л.И. (1957) Применение минералотермометрического анализа для изучения генезиса некоторых золоторудных месторождений Урала. Тр. ВНИИП, 1(2), 63-88.

14. Куруленко Р.С. (1982) Кварцево-сульфидные жилы в Шарташском адамеллитовом массиве на Среднем Урале. Ежегодник-1981. Свердловск: ИГГ УНЦ АН СССР, 95-96.

15. Кутюхин П.И. (1948) Условия локализации оруденения в жилах Березовского месторождения. 200 лет золотой промышленности Урала. Свердловск: УФАН СССР, 249-275.

16. Лайпанов Х.Х. (1977) Околорудные метасоматиты Березовского рудного поля. Вопросы геохимии и рудообразования. Свердловск: УНЦ АН СССР, 65-68.

17. Мозгова Н.Н. (1985) Нестехиометрия и гомологические ряды сульфосолей. М.: Наука, 264 с.

18. Овчинников Л.Н. (1998) Полезные ископаемые и металлогения Урала. М.: Геоинформмарк, 412 с.

19. Прибавкин С.В. (2001) Фридрихит из Шарташского массива, Средний Урал. Урал. геол. журн., (5), 155-158.

20. Прибавкин С.В. (2014) Новые данные к минералогии Березовского золоторудного поля. Вестн. УрО РМО, (11), 83-89.

21. Прибавкин С.В. (2015) Новые данные к минералогии кварцевых жил Шарташского карьера. Вестн. УрО РМО, (12), 114-120.

22. Прибавкин С.В., Середкин С.В., Кононкова Н.Н. (1997) Минералогия ранних кварцевых жил Шарташского массива, Средний Урал. Уральская летняя минералогическая школа-97. Екатеринбург: УГГГА, 198-203.

23. Рамдор П. (1962) Рудные минералы и их срастания. М.: Иностр. лит-ра, 1132 с.

24. Рудные месторождения СССР. Т. 3. Под ред. В.И. Смирнова. М.: Недра, 1978. 496 с.

25. Самарцев И.Т., Захваткин В.А., Казимирский В.Ф., Михайлова Л.В., Бирюков В.Ф. (1973) О зональности Березовского золоторудного месторождения на Среднем Урале. Геология рудных месторождений, (1), 110-117.

26. Сазонов В.Н. (1984) Березит-лиственитовая формация и сопутствующее ей оруденение. Свердловск: УрО АН СССР, 208 с.

27. Сазонов В.Н., Огородников В.Н., Коротеев В.А., Поленов Ю.А. (2001) Месторождения золота Урала. Екатеринбург: УГГГА, 622 с.

28. Сомов В.Ф., Кадышева Е.В., Филатов В.В. (2009) Тектонофизический анализ гравитационного поля Березовского золоторудного месторождения и прогнозно-поисковые критерии золотого оруденения, связанного с гранитоидными массивами. Литосфера, (1), 94-102.

29. Спиридонов Э.М., Бакшеев И.А., Середкин М.В., Куруленко Р.С., Прокофьев В.Ю., Прибавкин С.В., Устинов В.И., Филимонов С.В. (1997) Гумбеитовая формация Урала. М.: МГУ, 97 с.

30. Спиридонов Э.М., Бакшеев И.А., Середкин М.В., Прокофьев В.Ю., Устинов В.И., Филимонов С.В. (1998) Гумбеиты Урала и сопряженная рудная минерализация, параметры их образования. Геология рудных месторождений, 39(2), 171-190.

31. Спиридонов Э.М., Нурмухаметов Ф.М., Поленов Ю.А., Прошкина А.П., Куликова И.М., Сидорова Н.В., Филимонов С.В. (2012) Высокотемпературная минерализация гумбеитовой формации в Березовском рудном поле (Средний Урал). Минералогия во всем пространстве сего слова: Проблемы укрепления минерально-сырьевой базы и рационального использования минерального сырья СПб., 252-254.

32. Спиридонов Э.М., Сидорова Н.В., Нурмухаметов Ф.М., Коротаева Н.Н., Куликова И.М., Поленов Ю.А., Трошкина А.Н. (2014) Лиственитоподобные апопикритовые флогопит-магнезитовые гумбеиты Березовского месторождения золота с цирконом, монацитом, ксенотимом, фторапатитом, турмалином, реликтовым цинкохромитом. Урал. геол. журн., (1), 20-67.

33. Суставов С.Г. (2002) Минералы Березовского месторождения. Уральская минералогическая школа-2001. Екатеринбург: УГГГА, 80-94.

34. Суставов О.А. (2013) Околожильные фенгитовые гумбеиты центральной части Шарташского гранитного массива: детали строения метасоматических колонок. Изв. УГГУ, 31(3), 18-23.

35. Суставов О.А., Нохрина Н.Н. (2003) Эйситизация гранитов в контактах мусковит-карбонатных прожилков в центральной части Шарташского гранитного массива. Изв. УГГГА, (18), 74-78.

36. Филимонов С.В. (1999а) Висмутовая и теллуровая минерализация гумбеитовой формации на северном фланге Березовского золоторудного месторождения (Bi-теннантит, Ag-Bi-галенит, айкинит, тетрадимит, Pb-тетрадимит, гессит). Уральская летняя минералогическая школа-99: Екатеринбург: УГГГА, 292-294.

37. Филимонов С.В. (1999б) Первая находка кестерита Cu2(Zn, Fe)SnS4 и других In-содержащих минералов в Березовском золоторудном месторождении. Уральская летняя минералогическая школа-99, Екатеринбург: УГГГА, 291-292.

38. Филимонов С.В., Спиридонов Э.М., Бакшеев И.А., Куруленко Р.С., Кудрявцева О.Е. (1999) Типоморфизм минералов и минеральных ассоциаций полихронных рудно-метасоматических образований Березовского золоторудного поля (Средний Урал). Минералогическое общество и минералогическая наука на пороге XXI в. СПб.: ВМО, 127-129.

39. Чесноков Б.В. (1973) Эндогенная зональность Березовского рудного поля на Среднем Урале. Докл. АН СССР, 210(4), 915-917.

40. Чесноков Б.В., Котыбаева Н.Н., Бушмакин А.Ф. (1975) Эндогенные минералы висмута и никеля Березовского золоторудного месторождения на Среднем Урале. Минералогия и петрография Урала. Вып. 106. Свердловск: СГИ, 123-126.

41. Чесноков Б.В., Покровский П.В., Сандлер Г.А. (1976) Вариации содержаний серебра в золотинах из Березовского рудного района в связи с его эндогенной зональностью. Минералогия и петрография Урала. Вып. 124. Свердловск: СГИ, 108-111.

42. Ciobanu C.L., Cook N.J. (2000) Intergrowths of bismuth sulphosalts from Ocna de Fier Fe-skarn deposit, Banat, Southwest Romania. Eur. J. Miner., (12), 899-917.

43. Hermann B.F. (1789) Versuch einer mineralogischen Beschreibung des Uralischen Erzgebirges. Bd 1, 2. Berlin.

44. Jeleň S., Pršek J., Kovalenker V.A., Topa D., Sejkora J. Števko M., Ozdín D. (2012) Bismuth sulfosalts of the cuprobismutite, pavonite and aikinite series from the Rozália mine, Hodrusa-Hámre, Slovakia. Can. Miner., 50, 325-340.

45. Lowry D., Stephens W.E., Herd D.A., Stanley C.J. (1994) Bismuth sulphosalts within quartz veining hosted by the Loch Shin monzogranite, Scotland. Miner. Mag., 58, 39-47.

46. Makovicky E., Makovicky M. (1978) Representation of compositions in the bismuthinite-aikinite series. Can. Miner., 16, 405-409.

47. Maurel C., Moelo Y. (1990) Synthese de la nuffieldite dans le systeme Bi-Pb-Sb-Cu-S. Can. Miner., 28, 745-749.

48. Moelo Y., Makovicky E., Mozgova N.N., Jambor J.L., Cook N. et al. (2008) Sulfosalt systematics: a review. Report of the sulfosalt sub-committee of the IMA Commission on Ore Mineralogy. Eur. J. Miner., 20, 7-46.

49. Mozgova N.N., Nenasheva S.N., Borodayev Yu.S., Yudovskaya M.A. (1994) Nuffieldite from the Maleevskoe massive sulfide deposit, Russia. Can. Miner., 32, 359-364.

50. Prsek J., Makovicky E., Chovan M., Smirnov A. (2006) A note on the chemical composition of nuffieldite solid-solution from sulphide mineralizations in the Western Carpathians, Slovakia. Miner. Polonica, 37(1), 51-59.

51. Springer G. (1971) The synthetic solid-solution series Bi2S3-BiCuPbS3 (bismuthinite-aikinite). Neues Jahrb. Miner., Monatsh., 19-27.

52. Topa D., Makovicky E., Paar W.H. (2002) Composition ranges and exsolution pairs for the members of the bismuthinite-aikinite series from Felbertal, Austria. Can. Miner., 40, 849-869.

53. Wu D. (1987) Phase relations in the systems Cu2S-PbS-Bi2S3 and Ag2S-PbS-Bi2S3 and their mineral assemblages. Chinese J. Geochem., 6(3), 225-233.

54. Xiang-Ping G., Watanabe M., Ohkawa M., Hoshino K., Shibata Y. (2001) Felbertalite and related bismuth sulfosalts from the Funiushan copper skarn deposit, Nanjing, China. Can. Miner., 39, 1641-1652.