Microtopochemistry of pyrite nodules of siliceous siltstones from the Yubileinoe massive sulfide deposit (the Southеrn Urals): LA-IСP-MS data

Object . The zonal pyrite nodules and metacrystals from siliceous siltstones of ore-bearing horizon of the Second ore body from the Yubileynoe massive sulfide deposit are studied. Materials and methods . We used 9 samples and 15 polished sections of siliceous siltstones with pyrite mineralization. Analysis of chemical composition minerals was determined by Tescan Vega 3 with an energy dispersive microprobe Oxford Instruments X-act (Institute of Mineralogy UB RAS, Miass). Quantitave LA-ICP-MS analysis of pyrite for major and trace elements was carried out using New Wave Research UP-213 laser microprobe coupled to an Agilent 7500 quadrupole ICP-MS housed (University of Tasmania, Australia). Results. Microtopochemistry was established that the diagenetic core of the nodule is characterized by trace elements of typical poikilites of quartz (Si) and alumosilicates (Si, Al, Mg, V, Cr, K, Na, Ca), rutile and titanite (Ti), inclusions of chalcopyrite (Cu), sphalerite (Zn), galena (Pb, Sb, Bi), tetrahedrite-tennantite (As, Sb), native gold, petzite, hessite (Au, Ag, Te), tellurobismuthite, altaite, and coloradoite (Te, Bi, Pb). Cobalt and Ni substitute for Fe²⁺. The rim of subhedral pyrite is depleted in most trace elements except for Ni and As. Subhedral pyrite became rich in chalcophile (Au, Ag, Sb, Bi, Cu, Zn, Hg) and lithophile (Ca, K, Na, Cr) elements at the final stage of growth of the nodule. Similar mineralogical and geochemical zonation is typical of the pyrite metacrystals, where a micro-grained core concentrates Pb, Bi and Te, and a rim of subhedral pyrite is depleted in most trace elements. Similarly to the nodules, the outer rim of pyrite metacrystals is enriched in most trace elements (Pb, Au, Ag, Sb, Cu, As, Mo, Cr, etc.). The nodules and metacrystals were formed from diagenetic micronodule of poikilite pyrite. Conclusions. It is suggested that mineralogical and geochemical differences in pyrite metacrystals and nodules are caused by the greater degree of development of rims of subhedral pyrite.

пиритовые конкреции, алевропелиты, диагенез, катагенез, аутигенные сульфиды, теллуриды, самородное золото, LA-ICP-MS, литофильные и халькофильные микроэлементы, Юбилейное медноколчеданное месторождение, Южный Урал, pyrite nodule, siltstone, Yubileynoe VMS deposit, South Urals, diagenesis, anadiagenesis, authigenic sulfide, tellurides, native gold, LA-IСP-MS, lithophile and chalcophile trace elements

1. Артемьев Д.А., Масленников В.В., Филиппова К.А. (2017) Масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой и лазерной абляцией в минералого-геохимических исследованиях Института минералогии УрО РАН. “Металлогения древних и современных океанов-2017”. Мат-лы науч. конф. Миасс: ИМинУрО РАН, 201-206.

2. Аюпова Н.Р., Масленников В.В. (2005) Гальмиролититы Узельгенского колчеданоносного поля (Южный Урал). Миасс: УрО РАН, 199 с.

3. Аюпова Н.Р., Масленников В.В., Котляров В.А. (2013) Сульфовисмутиды в оксидно-железистых продуктах субмаринного окисления обломочных руд медно-цинково-колчеданного месторождения Лаханос (Турция). Записки РМО, 142(2), 83-93.

4. Аюпова Н.Р., Масленников В.В., Масленникова С.П. (2014) Диагенетическая сульфидная минерализация в оксидно-железистых отложениях колчеданных месторождений Урала. “Металлогения древних и современных океанов-2014”. Мат-лы науч. конф. Миасс: ИМинУрО РАН, 103-110.

5. Викентьев И.В., Саенко А.Г., Карелина Е.В., Ежов А.И., Трубкин Н.В. (2011) Минералогические особенности руд медноколчеданного месторождения Юбилейное (Ю. Урал). Вестн. РУДН. Сер. Инженерные исследования, (1), 84-89.

6. Воробьев В.В., Попов Е.В., Сапонов А.В., Антошкин Д.М., Попова Л.П. (1973ф) Отчет о детальной разведке Юбилейного медноколчеданного месторождения на Южном Урале в 1969-1973 гг. Ч. 1. Бурибай, 352 с.

7. Геологический словарь. (1973) Т. 1. М.: Недра, 487 с.

8. Зайков В.В., Масленников В.В., Теленков О.С., Санько Л.А. (1989) Железисто-кремнистые отложения Молодежного колчеданного месторождения (Южный Урал). Кремнисто-железистые отложения колчеданоносных районов. Инф. материалы. Свердловск: УрО АН СССР, 109-127.

9. Злотник-Хоткевич А.Г. (1989) Железистые и кремнисто-железистые осадки колчеданных месторождений. Кремнисто-железистые отложения колчеданоносных районов. Инф. материалы. Свердловск: УрО АН СССР, 45-52.

10. Косарев А.М., Светов С.А., Чаженгина С.Ю., Шафигуллина Г.Т. (2016) Вариолитовые бониниты бурибайского вулканического комплекса, Южный Урал: Химия минералов. “Металлогения древних и современных океанов-2016”. Мат-лы науч. конф. Миасс: ИМинУрО РАН, 35-38.

11. Косарев А.М., Серавкин И.Б., Холоднов В.В. (2014) Геодинамические и петролого-геохимические аспекты зональности Магнитогорской колчеданоносной мегазоны на Южном Урале. Литосфера, (2), 3-25.

12. Масленников В.В. (1991) Литологический контроль медно-колчеданных руд (на примере Сибайского и Октябрьского месторождений Урала). Свердловск: УрО РАН СССР, 139 с.

13. Масленников В.В. (2006) Литогенез и колчеданообразование. Миасс: ИМинУрО РАН, 384 с.

14. Масленников В.В. (2012) Морфогенетические типы колчеданных залежей как отражение режимов вулканизма. Литосфера, (5), 96-113.

15. Масленников В.В., Аюпова Н.Р., Артемьев Д.А., Целуйко А.С. (2017а) Микротопохимия марказит-пиритовой конкреции в иллит-гематитовых госсанитах медно-цинково-колчеданного месторождения Лаханос (Понтиды, Турция) по данным LA-ICP-MS. Минералогия, (3), 48-70.

16. Масленников В.В., Аюпова Н.Р., Масленникова С.П., Мелекесцева И.Ю., Целуйко А.С., Архиреева Н.С. (2017б) Сульфидные конкреции колчеданных месторождений: условия нахождения, типохимизм и факторы формирования. “Металлогения древних и современных океанов-2017”. Мат-лы науч. конф. Миасс: ИМинУрО РАН, 43-47.

17. Масленников В.В., Мелекесцева И.Ю., Масленникова С.П., Масленникова А.В., Третьяков Г.А., Аюпова Н.Р., Сафина Н.П., Филиппова В.Н., Удачин В.Г., Аминов П.Г., Целуйко А.С. (2016) Дифференциация токсичных элементов в условиях литогенеза и техногенеза колчеданных месторождений. Екатеринбург: РИО УрО РАН, 368 с.

18. Медноколчеданные месторождения Урала: Геологическое строение. (1988) (Под ред. В.А. Прокина, Ф.П. Буслаева, М.И. Исмагилова и др.). Свердловск: УрО РАН, 241 с.

19. Пуркин А.В., Денисова Т.А. (1987) Геологические критерии прогнозирования и поисков на Урале скрытых стратиформных медноколчеданных месторождений, сформированных по продуктам субмаринного выветривания базальтов. Свердловск: Уралгеология, 190 с.

20. Сафина Н.П., Масленников В.В. (2009) Рудокластиты колчеданных месторождений Яман-Касы и Сафьяновское (Урал). Миасс: УрО РАН, 260 с.

21. Смирнов В.И. (1981) Корреляционные методы при парагенетическом анализе. М.: Недра, 174 с.

22. Фербридж Р.У. (1971) Фазы диагенеза и аутигенное минералообразование. Диагенез и катагенез осадочных образований. М.: Мир, 27-71.

23. Целуйко А.С. (2014) Минералогическая эволюция кластогенных руд Юбилейного месторождения (Южный Урал). “Уральская минералогическая школа-2014”. Мат-лы науч. конф. Екатеринбур: ИГГ УрО РАН, 261-266.

24. Япаскурт О.В. (1999) Предметаморфические изменения осадочных пород в стратисфере. Процессы и факторы. М.: ГЕОС, 260 с.

25. Ярославцева Н.С., Масленников В.В., Сафина Н.П., Лещев Н.В., Сорока Е.И. (2012) Углеродсодержащие алевропелиты Сафьяновского медно-цинково-колчеданного месторождения (Средний Урал). Литосфера, (2), 106-125.

26. Butler I.B., Nesbitt R.W. (1999) Trace element distribution in the chalcopyrite wall of black smoker chimney: insights from laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry (LA-ICP-MS). Earth Planet. Sci. Lett., 3-4, 335-345.

27. Butler W.L., Rickard D. (1999) Framboidal pyrite formation via the oxidation of iron (II) monosulfide by hydrogen sulphide. Geochim. Cosmochim. Acta, 64, 2665-2672.

28. Danyushevsky L., Robinson P., Gilbert S., Norman M., Large R., McGoldrick P., Shelley M. (2011) Routine quantitative multi-element analysis of sulphide minerals by laser ablation ICP-MS: Standard development and consideration of matrix effect. Geochim. Explor. Environ. Anal., 11, 51-60.

29. Genna D., Gaboury D. (2015) Deciphering the hydrothermal evolution of a VMS system by LA-ICP-MS using trace elements in pyrite: an example from the Bracemac-McLeod deposits, Abitibi, Canada, and implication for exploration. Econ. Geol., 110, 2087-2108.

30. Hummel K. (1922) Die Entstehungesenreicher Gesteindurch Halmurose. Geol. Rundshau, 13, 40-81.

31. Johum K.P., Willbold M., Raczek I., Stoll B., Herwig K. (2005) Chemical characterisation of the USGS Reference Glasses GSA-1G, GSC-1G, GSD-1G, GSE-1G, BCR-2G, BHVO-2G and BIR-1G using EPMA, ID-TIMS, ID-ICP-MS and LA-ICP-MS. Geostand. Geoanalyt. Res., 29, 285-302.

32. Large R.R., Danyushevsky L., Hillit H., Maslennikov V., Meffere S., Gilbert S., Bull S., Scott R., Emsbo P., Thomas H., Singh B., Foster J. (2009) Gold and trace element zonation in pyrite using a laser imaging technique: implications for the timing of gold in orogenic and Carlin-style sediment-hosted deposits. Econ. Geol., 104, 635-668.

33. Maslennikov V.V., Ayupova N.R., Herrington R.J., Danyushevskiy L.V., Large R.R. (2012) Ferruginous and manganiferous haloes around massive sulphide deposits of the Urals. Ore Geol. Rev., 47, 5-41.

34. Wilson S.A., Ridley W.I., Koenig A.E. (2002) Development of sulphide calibration standards for the laser ablation inductively-coupled plasma mass spectrometry technique. J. Analyt. Atom. Spectrom., 17, 406-409.