Вещественный состав и условия формирования месторождения титаномагнетитовых руд Юбрышка

Объектом исследования явилась Юбрышкинская интрузия с титаномагнетитовым оруденением.

Материалом исследования послужили породы и руды Юбрышкинской интрузии.

Методы. Определение концентраций петрогенных оксидов, выполненное рентгенофлуоресцентным методом в ИГ УФИЦ РАН (г. Уфа) на спектрометре VRA-30 (“Карл Цейсс”, Германия) с использованием рентгеновской трубки с W-анодом (30 кВ, 40 mА). Изучение минералогии проводилось на сканирующем электронном микроскопе Tescan Vega Compact c энергодисперсионным анализатором Xplorer Oxford Instruments (ИГ УФИЦ РАН, Уфа).

Результаты. Анализ петрохимического материала свидетельствует об изохимическом характере метаморфизма пород Юбрышкинской интрузии. В отличие от пород кусинско-копанского комплекса для юбрышкинских аналогов характерна меньшая степень дифференциации, заключающаяся в отсутствии крайних по основности разновидностей. С различной степенью детальности описаны клинопироксен, амфибол, эпидот, фторапатит, титанит, слюды, хлорит, барит, циркон, рудные минералы (сульфиды, оксиды). Показано, что генетические условия образования амфибола характеризуют метаморфическую историю преобразования пород и направлены от магматического амфибола (Т ≈ 800°C, Р ≈ 3.2 кбар) к метаморфогенному (Т ≥ 550°C, Р ≈ 7 кбар) со стабилизацией температуры при уменьшении давления до >3 кбар. Расчетными методами установлено, что температура распада ильменит-титаномагнетитовых агрегатов располагается в интервале 559–375°С. При этом наблюдаются элементы зональности, когда переуравновешивание системы в краевых частях кристаллов происходит при меньших температурах. В результате моделирования процесса кристаллизации по программному продукту КОМАГМАТ установлено, что изменение химического состава расплава реализуется по механизму фильтр-прессинга. Формирование рудного горизонта обусловлено массовой кристаллизацией магнетита совместно с клинопироксеном и плагиоклазом при температуре 1097°С. Данная модель удовлетворительно описывает реально наблюдаемое строение рудного горизонта, а именно – его приуроченность к верхней части интрузивного тела и вкрапленный характер руд.

1. Аблизин Б.Д., Попов И.Б. (1973) Геологическая карта Урала масштаба 1 : 50 000. Л. P-40-118-Г. Отчет Велсовского отряда о поисково-съемочных работах на западном склоне Северного Урала в верхнем течении р. Велс за 1970–1971 гг. Т. 1–5. ГФ “Комитет природных ресурсов по Пермской области”.

2. Алексеев А.А., Алексеева Г.В., Ковалев С.Г. (2000) Расслоенные интрузии западного склона Урала. Уфа: Гилем, 188 с.

3. Алексеев А.А., Алексеева Г.В., Ковалев С.Г. (2003) Дифференцированные интрузии западного склона Урала. Уфа: Гилем, 171 с.

4. Арискин А.А., Бармина Г.С., Френкель М.Ю. (1986) Имитация кристаллизации толеитовой магмы при низком давлении при фиксированной летучести кислорода. Geochem. Int., 24(5), 92-100.

5. Армбрустер Т., Бонацци П., Акасака М., Берманец В., Шопен К., Жире Р., Хеус-Ассбихлер С., Лейбшер А., Менчетти С., Пан Я., Пазеро М. (2006) Рекомендуемая номенклатура минералов группы эпидота (краткая информация). Зап. РМО, 135(6), 19-23.

6. Аулов Б.Н., Владимирцева Ю.А., Гвоздик Н.И., Королькова З.Г., Левин Ф.Д., Липаева А.В., Поташова М.Н., Самозванцев В.А. (2015) Государственная геологическая карта Российской Федерации. М-б 1 : 200 000. Изд. 2-е. Сер. Южно-Уральская. Л. N-40- XII – Златоуст. Объясн. зап. М.: ВСЕГЕИ, 365 с.

7. Дир У.А., Хауи P.А., Зусман Дж. Породообразующие минералы. Т. 4: Каркасные силикаты. М.: Мир, 1966. 482 с.

8. Клименко Б.В., Борисов Н.Е., Рыбальченко А.Я. (1998) Отчет о геологическом доизучении м-ба 1 : 50 000 Шудьинской площади. Л. P-40-118-Г, Р-40-119-В, Г – з. п., Р-40-130-Б с общими поисками в Красновишерском районе Пермской области, проведенном в 1989–1998 гг. Пермь.

9. Ковалев С.Г. (2008) Позднедокембрийский рифтогенез в истории развития западного склона Южного Урала. Геотектоника, (2), 68-79.

10. Ковалев С.Г., Ковалев С.С. (2022) Ti–Fe–Cr шпинелиды в дифференцированных (расслоенных) комплексах западного склона Южного Урала: видовое разнообразие и условия формирования. Зап. Горного инта, 255, 476-492. https://doi.org/10.31897/PMI.2022.54

11. Ковалев С.Г., Ковалев С.С., Шарипова А.А. (2023) Первые данные о редкоземельной минерализации в кислых разновидностях пород шатакского комплекса (Южный Урал). Литосфера, 23(5), 910-929. https://doi.org/10.24930/1681-9004-2023-23-5-910-929

12. Ковалев С.Г., Тимофеева Е.А. (2017) Геохимия эклогитов Белорецкого комплекса (Южный Урал) и генетическая природа их протолитов. Литосфера, (2), 27-48.

13. ривовичев В.Г., Гульбин Ю.Л. (2022) Рекомендации по расчету и представлению формул минералов по данным химических анализов. Зап. РМО, CLI(1), 114-124.

14. Малышев И.И., Пантелеев П.Г., Пэк А.В. (1934) Титаномагнетитовые месторождения Урала. Л.: АН СССР, 272 с.

15. Попов И.Б., Аблизин Б.Д. (1974) Силлы зеленокаменных диабазов горы Юбрышка и связанное с ними титаномагнетитовое оруденение. Магматизм, метаморфизм и оруденение в геологической истории Урала. Тез. докл. III Урал. петрограф. совещ. Свердловск, ИГГ УНЦ АН СССР, 66-67.

16. Прибавкин С.В. (2019) Амфибол и биотит меланократовых пород из гранитоидных массивов Урала: состав, взаимоотношения, петрогенетические следствия. Литосфера, 19(6), 902-918. https://doi.org/10.24930/1681-9004-2019-19-6-902-918

17. Смирнов В.И. (1978) Рудные месторождения СССР. В 3 т. Т. 2. М.: Недра, 352 с.

18. Снитко Г.П., Горбунова М.К., Попова Т.Н., Суворов Н.И. (2017) Государственная геологическая карта Российской Федерации. М-б 1 : 200 000. 2-е изд. Сер. Пермская. Л. P-40-ХХIХ. Объясн. зап. М.: ВСЕГЕИ, 144 с.

19. Фоминых В.Г., Краева Ю.П., Ларина Н.В. (1983) Новые данные о Юбрышкинском титаномагнетитовом месторождении. Тр. ИГГ УНЦ АН СССР, вып. 130, 126-128.

20. ормации титаномагнетитовых руд и железистых кварцитов: Железорудные месторождения Урала. (1984) (Отв. ред. А.М. Дымкин). Свердловск: УНЦ АН СССР, 264 с.

21. Френкель М.Я., Ярошевский А.А., Арискин А.А., Бармина Г.С., Коптев-Дворников Е.В., Киреев Б.С. (1988) Динамика внутрикамерной дифференциации базитовых магм. М.: Наука, 214 с.

22. Холоднов В.В., Бочарникова Т.Д., Шагалов Е.С. (2012) Состав, возраст и генезис магнетит-ильменитовых руд среднерифейского стратифицированного Медведевского массива (Кусинско-Копанский комплекс Южного Урала). Литосфера, (5), 145-165.

23. Чирков И.В. (1940) Полезные ископаемые Вишерского района на Северном Урале. Тр. ГГИ УФАН СССР, вып. 1, 38 с.

24. Шарков Е.В. Чистяков А.В., Щипцов В.В., Богина М.М., Фролов П.В. (2018) Происхождение Fе–Ti оксидной минерализации в среднепалеопротерозойском Елетьозерском сиенит-габбровом интрузивном комплексе (Северная Карелия, Россия). Геология руд. месторождений, 60(2), 198-230. https://doi.org/10.7868/ s0016777018020041

25. Штейнберг Д.С., Фоминых В.Г., Краева Ю.П., Ларина Н.В., Чащухина В.А., Холоднов В.В. (1993) О новом типе титаномагнетитового оруденения на Урале. Тр. ИГГ УрО РАН, вып. 140, 94-96.

26. Andersen D.J., Lindsley D.H. (1985) New (and final!) models for the Ti-magnetite/ilmenite geothermometer and oxygen barometer. Abstract for the AGU 1985 spring meeting, Eos Transactions, American Geophysical Union, 66(18), 416.

27. Ariskin A.A., Frenkel M.Yu., Barmina G.S., Nielsen R. (1993) COMAGMAT: A Fortran program to model magma differentiation processes. Comput. Geosci., 19(8), 1155-1170. https://doi.org/10.1016/0098-3004(93)90020-6

28. Bai Z.-J., Zhong H., Naldrett A.J., Zhu W.-G., Xu G.-W. (2012) Whole-rock and mineral composition of constraints on the genesis of the giant Hongge Fe–Ti–V oxide deposit in the Emeishan Large Igneous Province, Southwest China. Econ. Geol., 107(3), 507-524. https://doi.org/10.2113/econgeo.107.3.507

29. Bea F., Fershtater G.B., Corretge L.G. (1992) The geochemistry of phosphorus in granite rocks and the effects of aluminium. Lithos, 48, 43-56.

30. Brunsmann A., Franz G., Heinrich W. (2002) Experimental investigation of zoisite-clinozoisite phase equilibria in the system CaO–Fe2O3–Al2O3–SiO2–H2O. Contrib. Mineral. Petrol., 143, 115-130.

31. Charlier B., Grove T.L. (2012) Experiments on liquid immiscibility along tholeiitic liquid lines of descent. Contrib. Mineral. Petrol., 164, 27-44. https://doi.org/10.1007/s00410-012-0723-y

32. Féménias O., Mercier J.C.C., 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. https://doi.org/10.2138/ am.2006.1869

33. Hey M.H. (1954) A new review of the chlorites. Miner. Mag., 30, 277-292. https://doi.org/10.1180/minmag.1954.030.224.01

34. Jakobsen J.K., Veksler I.V., Tegner C., Brooks C.K. (2011) Crystallization of the Skaergaard intrusion from an tmulsion of immiscible iron and silica-rich liquids: Evidence from melt inclusions in plagioclase. J. Petrol., 52(2), 345-373. https://doi.org/10.1093/petrology/egq083

35. Janousec V. (2006) Saturnin, R language script for application of accessory-mineral saturation models in igneous geochemistry. Geol. Carpathica, 57(2), 131-142.

36. Kranidiotis P., MacLean W.H. (1987) Systematic of Chlorite Alteration at the Phelps Dodge Massive Sulfide Deposit, Matagami, Quebec. Econ. Geol., 82(7), 1808-1911. https://doi.org/10.2113/gsecongeo.82.7.1898

37. Leake B.E., Wooley A.R., Arps C.E.S., Birch W.D., Gilbert M.C., Grice J.D., Hawthorne F.C., Kato A., Kisch H.J., Krivovichev V.G., Linthout K., Laird J., Mandarino J., Maresch W.V., Nickel E.H., Rock N.M.S., Schumacher J.C., Stephenson N.C.N., Ungaretti L., Whittaker E.J.W., Youzhi G. (1997) Nomenclature of amphiboles. Report of the Subcommittee on amphiboles of the International Mineralogical Association Commission on New Minerals and Mineral Names. Mineral. Mag., 61, 295-321.

38. Lindsley D.H., Spencer K.J. (1982) Fe–Ti oxide geothermometry: reducing analyses of coexisting Ti-magnetite (Mt) and ilmenite (Ilm). Abstract for the AGU 1982 spring meeting, Eos Transactions, Amer. Geophys. Union, 63(18), 471.

39. Morimoto N., Fabries J., Ferguson A.K., Ginzburg I.V., Ross M., Seifert F.A., Zussman J. (1988) Nomenclature of pyroxenes. Amer. Miner., 73, 1123-1133.

40. Mutch E.J.F., Blundy J.D., Tattitch B.C., Cooper F.J., Brooker R.A. (2016) An experimental study of amphibole stability in low-pressure granitic magmas and a revised Alin-hornblende geobarometer. Contrib. Mineral. Petrol., 171, 85. https://doi.org/10.1007/s00410-016-1298-9

41. Pang K.-N., Zhou M.-F., Lindsley D., Zhao D., Malpas J. (2008) Origin of Fe–Ti oxide ores in mafic intrusions: Evidence from the Panzhihua Intrusion, SW China. J. Petrol., 49(2), 295-313. https://doi.org/10.1093/petrology/egm082

42. Veksler I.V., Charlier B. (2015) Silicate Liquid Immiscibility in Layered Intrusions. Layered Intrusions (Ed. by B.Charlier, O. Namur, R. Latypov, C. Tegner). Dordrecht: Springer, 229-258. https://doi.org/10.1007/978-94-017-9652-1_5

43. Veksler I.V., Dorfman A.M., Borisov A.A., Wirth R., Dingwell D.B. (2007) Liquid immiscibility and the evolution of basaltic magma. J. Petrol., 48(11), 2187-2210. https://doi.org/10.1093/petrology/egm056

44. Wang C.Y., Zhou M.F. (2013) New textural and mineralogical constraints on the origin of Hongge Fe–Ti–V oxide deposits, SW China. Mineralium Deposita, 48(6), 787-798. https://doi.org/10.1007/s00126-013-0457-4

45. Zheng Y.F., Chen R.X. (2017) Regional metamorphism at extreme conditions: Implications for orogeny at convergent plate margins. J. Asian Earth Sci., 145, 46-73.