Petrological-geochemical features of ore-bearing effusive and intrusive rocks of the Nikolaevskoe gold-porphyry deposit (the Southern Urals)

Object. The article considers the results of geochemical studies of ore-bearing effusive and intrusive rocks of the Nikolaevka gold deposit, located in the zone of the Main Uralian fault in the Southern Urals. The deposit belongs to the gold-porphyry type which unconventional for the Urals and poorly studied here. Methods. The rock composition was determined by chemical analysis (IG UFRC RAS), mass-spectrometry with inductively coupled plasma on the ELAH 9000 quadrupole mass-spectrometer (IGG UB RAS) and X-ray fluorescence analysis on the VRA 30 spectrometer (IG UFRC RAS). Results. It is established that gold-porphyry mineralization associated with an island-arc volcanic-intrusive complex that unites plagiophyric and pyroxene-plagiophyric basalts, their tuffs, gabbro intrusions and ore-bearing series of dikes plagiophyric dolerite-porphyrites and gabbro-diorite-porphyrites. The rocks of the complex, including ore-bearing dikes, have normal alkalinity, tholeitic and transition from tholeitic to calc-alkaline composition. Among the volcanogenic formations, faunistically dated in the zone of the Main Ural fault in the Southern Urals, by a number of geochemical parameters (for example, the ratios of Zr/Nb and Nb/Th) the effusive and intrusive rocks of the deposit are the closest to the volcanics of the pyrite-bearing Baymak-Buribay Formation (D₁e₂), lying at the base of the section of the Magnitogorsk island arc, and, in all probability, are their age analog. At the same time, the gold-bearing complex differs from the Baymak-Buribay Formation by a general increased iron and titanium content, with a reduced magnesia of all rock types, as well as the absence of boninites and acid volcanics, the predominance of porphyry rock types, which can be due to the geodynamic conditions of its formation. Conclusion. Geodynamic analysis of geochemical data using diagrams (La/Sm)N-TiO₂ and V-Ti/1000 suggests that the Nikolaevka deposit was formed in the articulation zone of the island arc and the back-arc basin. Gold-porphyry mineralization associated with the Late Emsian volcanic processes was isolated in the Southern Urals for the first time.

Южный Урал, золото-порфировое оруденение, редкие и редкоземельные элементы, геодинамическая позиция, the Southern Urals, gold-porphyry mineralization, rare and rare-earth elements, geodynamic position

1. Белгородский Е.А., Шалагинов А.Э. (1999) Проблема золотопорфирового оруденения в Миасском районе. Урал. геол. журн., (3), 97-100.

2. Бердников П.Г. (1986) Золотооруденение Учалинского и Белорецкого рудных районов на Южном Урале. Автореферат дис.. канд. геол.-мин. наук. Свердловск: ИГГ УНЦ АН СССР, 17 с.

3. Боровиков А.А., Бульбак Т.А, Борисенко А.С., Рагозин А.Л., Палесский С.В. (2015) Поведение рудных элементов в окисленных хлоридных и карбонатно-хлоридно-сульфатных гетерофазных флюидах Cu-Mo(Au)-порфировых месторождений (по экспериментальным данным). Геол. и геофиз., 56(3), 557-570.

4. Грабежев А.И. (2012) Рениеносные медно-порфировые системы Урала: геологическое положение, изотопно-петрогеохимическая и возрастная латеральная зональность. Литосфера, (4), 190-207.

5. Грабежев А.И. (2014) Юбилейное Cu-Au-порфировое месторождение (Южный Урал, Россия): SHRIMP-II U-Pb возраст циркона и изотопно-геохимические особенности рудоносных гранитоидов. Докл. АН, 454(3), 315-318.

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

7. Зайков В.В., Мелекесцева И.Ю., Артемьев Д.А., Юминов А.М., Симонов В.А., Дунаев А.Ю. (2009) Геология и колчеданное оруденение южного фланга Главного Уральского разлома. Миасс: ИМин УрО РАН, 376 с.

8. Знаменский С.Е. (2009) Структурные условия формирования коллизионных месторождений золота восточного склона Южного Урала. Уфа: Гилем,348 с.

9. Знаменский С.Е., Мичурин С.В. (2013) Условия образования золото-сульфидного месторождения Миндяк (Южный Урал): структурные и изотопно-геохимические аспекты. Литосфера, (4), 121-135.

10. Знаменский С.Е., Пучков В.Н., Мичурин С.В. (2015) Источники рудообразующих флюидов и условия формирования орогенных месторождений золота зоны Главного Уральского разлома на Южном Урале. Докл. АН, 464(3), 313-316.

11. Контарь Е.С. (2013) Геолого-промышленные типы месторождений меди, цинка, свинца на Урале (геологические условия размещения, история формирования, перспективы). Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 199 с.

12. Косарев А.М. (2007) Умереннощелочной и щелочной вулканизм раннеэмского времени на Южном Урале: геохимические особенности и геодинамические реконструкции. Литосфера, (6), 54-70.

13. Косарев А.М. (2015) Геология и геохимические особенности раннепалеозойских вулканитов Сакмарской и Вознесенско-Присакмарской зон на Южном Урале. Литосфера, (2), 40-64.

14. Косарев А.М., Знаменский С.Е., Серавкин И.Б., Родичева З.И. (2003) Особенности химизма вулканитов Вознесенско-Присакмарской зоны. Геол. сб., (3), ИГ УНЦ РАН. Уфа, 152-161.

15. Косарев А.М., Пучков В.Н., Ронкин Ю.Л., Серавкин И.Б., Холоднов В.В., Грабежев А.И. (2014) Новые данные о возрасте и геодинамической позиции медно-порфировых проявлений зоны Главного Уральского разлома на Южном Урале. Докл. АН, 459(1), 62-66.

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

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

18. Мансуров Р.Х. (2016) Строение минерализованных зон Петропавловского золото-порфирового месторождения (Полярный Урала). Вестн. Перм. ун-та. Геол., 33(4), 49-69.

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

20. Пучков В.Н. (2010) Геология Урала и Приуралья (актуальные вопросы стратиграфии, тектоники, геодинамики и металлогении). Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 280 с.

21. 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.

22. Холоднов В.В., Бушляков И.Н. (2002) Галогены в эндогенном рудообразовании. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 390 с.

23. Холоднов В.В., Серавкин И.Б., Косарев А.М., Коновалова Е.В., Шагалов Е.С. (2016) Распределение галогенов и серы в апатитах медно-порфировых месторождений Южного Урала (новые данные). Минералогия, (1), 54-65.

24. Condie K.C. (2005) TTGs and adakites: are they both slab melts? Lithos, 83, 33-44.

25. Kelley K.A., Plank T., Grove T.L., Stolper E.M., Newman S., Hauri E. (2006) Mantle melting as a function of water content beneath back-arc basins. J. Geophys. Res., 111, 1-27.

26. Khanna T.C. (2013) Geochemical evidence for a paired arc-back-arc association in the Neoarchean Gadwal greenstone belt, eastern Dharwar craton, India. Curr. Sci., 104(5), 632-640.

27. Miyashiro A. (1973) The Troodos ophiolitic complex was probably formed in an island arc. Earth Planet. Sci. Lett., 19, 218-224.

28. Nimis P., Omenetto P., Buschmann B., Jonas P., Simonov V.A. (2010) Geochemistry of igneous rocks associated with ultramafic-mafic-hosted Cu (Co, Ni, Au) VMS deposits from the Main Uralian Fault (Southern Urals, Russia). Mineral. Рetrol., 100, 201-214.

29. Pearce J.A. (1996) A user’s guide to basalt discrimination diagrams. Geol. Assoc. Can. Spec. Publ., 12, 79-113.

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

31. 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.

32. Spadea P., D’Antonio M., Kosarev A., Gorozhanina Ye., Brown D. (2002) Arc-continent collision in the Southern Urals: Petrogenetic aspects of the Forearc-arc Сomplex. Mountain Building in the Uralides: Pangea to the Present. Geophys. Monogr., 132, 101-134.