Subalkalic and calc-alcalic Early-Eifelian volcanicity and related pyrite-pollymetallic mineralization in the Magnitogorsk Megazone, the Southern Urals

Until now, there is a problem of the stratigraphic position and the serial petrogenetic affiliation of the Dzhusinsky volcanic complex and the correlation of the section of the Dzhusa-Dombarovka pyrite-palevolcanic belt of the East Magnitogorsk zone (EMZ) with an similar to age section of the Tanalyk paleovolcanic uplift of the Western Magnitogorsk zone (WMZ). The urgency of this problem is justified by the fact that the Early-Eifelian South Irendyk paleovolcanic complex and the Sukrakovo subcomplex, which completes the section of the South Irendyk complex, contain the large Podolsk pyrite deposit of the Urals (Cu > Zn) type and the average barite-polymetallic East-Podolsk deposit (Zn-Cu-Pb-Ba), located in the Sukrakovo subcomplex. In the Djusa ore-bearing zone, average barite-polymetallic deposits (Dzhusinskoye and Barsuchiy Log) localized in the Dzhusinsky complex, according to our data, also is of Early-Eifelian age. The problem of the geological position of the Dzhusinsky pyrite-bearing complex is of great importance for the prognostic assessment of EMZ for pyrite mineralization. The paper is based on materials of geological survey and science studies, in which the authors took part, as well as on published and fund materials of other researchers. Geological and paleovolcanological materials were obtained by the authors in the process of creating a paleovolcanological map of the Southern Urals at a scale of 1 : 500,000 and compiling numerous more detailed maps for individual ore regions and pyrite ore fields at a scale of 1: 100,000 to 1 : 10,000. Samples for chemical analyzes were selected in Process of thematic works. The study of petrogenic, rare and rare-earth elements was carried out by methods of wet chemistry, atomic absorption, X-ray-fluorescent analysis, ICP-MS. The paper gives a brief facial and petrological-geochemical description of the Sukrakovo, Dzhusa and Lower Zingei paleovolcanic complexes and subcomplexes, provides information on the geology and composition of pyrite barite-polymetallic of East Podolsky, Dzhusinsky and Barsuchiy Log deposits and their stratigraphic position on the basis of conodont fauna materials. The Sukrakovo trachydacitic subcomplex (D₂ef₁ir₅), containing the East-Podolsky barite-polymetallic deposit, belongs to the calc-alkaline transition to the shoshonite petrochemical series. The Dzhusa shoshonite-latite-trachyte trachyriolite complex (D₂ef₁dj), which contains the pyrite-barite polymetallic deposits (Dzhusinsky and Barsuchi Log), is located in the southern part of the East Magnitogorsk zone. In the middle and northern parts of the EMZ there are barren basalt-andesibasaltic Lower-Zingeisky and Irendyksky complexes of calc-alkaline series (D₂ef₁zg; D₂ef₁ir). Synchronous Early-Eifelian age of the Irendyksky Formation of the West-Magnitogorsk Zone, the Dzhusa and Lower Zingei Volcanic Complexes of the East-Magnitogorsk Zone, geodynamic reconstructions were established. The upper stratum of the Irendyk Formation WMZ, the Sukrakovo, the Dzhusa and the Lower Zingei (with the Irendyksky) complexes of the EMZ form the rear island arc, which split in the Late-Eifelian time. Dzhusa complex together with age analogs of the EMZ form a residual (split off) island arc.

островная дуга, конодонты, кальдера-вулкан, колчеданное оруденение, полиметаллический, известково-щелочной, шошонитовый, вулканический комплекс, Южный Урал, island arc, conodont, caldera-volcano, pyrite mineralization, polymetallic, calc-alcalic, shoshonitic, volcanic complex, Southern Urals

1. Авдейко Г.П., Палуева А.А., Хлебородова О.А. (2006) Геодинамические условия вулканизма и магмообразования Курило-Камчатской островодужной системы. Петрология, 14(3), 248-265.

2. Артюшкова О.В., Маслов В.А. (1998) Палеонтологическое обоснование стратиграфического расчленения дофаменских вулканогенных комплексов Верхнеуральского и Магнитогорского районов. Уфа: ИГ УфНЦ РАН, 156 с.

3. Белова А.А., Рязанцев А.В., Разумовский А.А., Дегтярев К.Е. (2010) Раннедевонские надсубдукционные офиолиты в структуре Южного Урала. Геотектоника, (4), 39-64.

4. Бобохов А.С., Горожанин В.М., Кузьмин С.А. (1989) Стронциево-изотопные данные для кислых вулканитов Магнитогорского мегасинклинория Южного Урала. Уфа: БНЦ УрО АН СССР. 24 с.

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

6. Волынец О.Н., Антипин В.С., Перепелов А.Б., Аношин Г.Н. (1990) Геохимия вулканических серий островодужной системы в приложении к геодинамике (Камчатка). Геология и геофизика, (5), 3-13.

7. Серавкин И.Б., Косарев А.М., Салихов Д.Н. и др. (1992) Вулканизм Южного Урала. М.: Наука, 197 с.

8. Гаськов И.В. (2015) Особенности развития колчеданных рудно-магматических систем в островодужных обстановках Рудного Алтая и Южного Урала. Литосфера, (2), 17-39.

9. Горожанина Е.Н. (1991) Ирендыкский островодужный (порфиритовый) комплекс среднего девона Южного Урала. Автореф. дис. … канд. геол.-мин. наук. Свердловск, 22 с.

10. Грешнер С.Г. (1976) Атлас вулканических обломочных пород колчеданных рудных полей Южного Урала. М.: Наука,144 с.

11. Зайков В.В., Масленников В.В., Зайкова Е.В., Херрингтон Р. (2001) Рудно-формационный и рудно-фациальный анализ колчеданных месторождений Уральского палеоокеана. Миасс: ИМин УрО РАН, 315 с.

12. Колман Р.Г., Донато М.М. (1983) Еще раз об океанических плагиогранитах. Трондъемиты, дациты и связанные с ними породы. (Под ред. Ф. Баркера). М.: Мир, 118-130.

13. Колчеданные месторождения мира. (Бородаевская М.Б., Горжевский Д.И., Кривцов А.И., Ручкин Г.В., Скрипченко Н.С., Твалчрелидзе Г.А., Яковлев Г.Ф.). (1979) Под ред. акад. В.И. Смирнова. М.: Недра, 284 с.

14. Косарев А.М. (1975) О кислых вулканогенных породах калинатрового ряда на западном крыле Магнитогорского мегасинклинория. Силуро-девонский вулканизм Южного Урала. Уфа: БФАН СССР, 125-132.

15. Косарев А.М. (1992) О петрохимических и геохимических критериях рудоносности вулканогенных формаций. Вопросы геологии, минералогии, геохимии и полезных ископаемых Южного Урала. Уфа: БНЦ УрО РАН, 4-19.

16. Косарев А.М. (2007) Умеренно-щелочной и щелочной вулканизм раннеэмсского времени на Южном Урале: геохимические особенности и геодинамические реконструкции Литосфера, (6), 54-71.

17. Косарев А.М., Артюшкова О.В. (2007) Джусинский палеовулканический комплекс: стратиграфическое положение, геохимические особенности, геодинамические реконструкции. Геологический сборник. Вып. 6. Уфа: ИГ УНЦ РАН, 174-180.

18. Косарев А.М., Лазаренко Ю.С. (1987) Химизм кислых калиево-натриевых пород сукраковской толщи в связи с их постмагматическими изменениями. Микроэлементы в магматических, метаморфических и рудных формациях Урала. Уфа: БФАН СССР, 40-52.

19. Косарев А.М., Пучков В.Н., Серавкин И.Б. (2005) Петролого-геохимические особенности раннедевонско-эйфельских островодужных вулканитов Магнитогорской зоны в геодинамическом контексте. Литосфера, (4), 22-42.

20. Косарев А.М., Серавкин И.Б. (1994) Колчеданоносные островные дуги Южного Урала и модель малоглубинных плюмов. Металлогения складчатых систем с позиций тектоники плит. Тез. докл. I Всерос. металлогенического совещ. Екатеринбург: УрО РАН, 197-198.

21. 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.

22. Лутц Б.Г. (1980) Геохимия океанического и континентального магматизма. М.: Недра, 247 с.

23. Лядский П.В. (1985) Некоторые закономерности в развитии рудообразующих систем южной части восточного борта Магнитогорского прогиба. Региональная металлогения Урала и связь оруденения с глубинным строением. Свердловск: УНЦ АН СССР, 124-127.

24. Масленников В.В. (1999) Седиментогенез, гальмиролиз и экология колчеданоносных палеогидротермальных полей (на примере Южного Урала). Миасс: Геотур, 348 с.

25. Масленников В.В. (2006) Литогенез и колчеданообразование. Миасс: ИМин УрО РАН, 384 с.

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

27. Медноколчеданные месторождения Урала: Геологическое строение (Прокин В.А., Буслаев Ф.П., Исмагилов М.И. и др.) (1988) Свердловск: УрО АН СССР, 241 с.

28. Плюснин К.П., Плюснина А.А. (1964) Объяснительная записка к геологической карте СССР. Сер. Южно-Уральская. N-40-XXIV. 1 : 200 000. М.: Недра, 104 с.

29. Плюснин К.П., Плюснина А.А. (1965) Объяснительная записка к геологической карте СССР. Сер. Южно-Уральская. N-40-XXX. 1 : 200 000. М.: Недра, 91 с.

30. Палеозойский вулканизм и колчеданные месторождения Южного Урала (1968) (Под ред. Г.Ф. Яковлева). М.: Изд-во Моск. ун-та, 291 с.

31. Петрология и геохимия островных дуг и окраинных морей. (О.А. Богатиков, Г.П. Авдейко, Ю.И.Дмитриев, А.А.Цветков (1987) М.: Наука, 335 с.

32. Пшеничный Г.Н. (1975) Условия формирования руд месторождений колчеданной формации Южного Урала. Силуро-девонский вулканизм Южного Урала. Уфа: БФАН ССССР, 148-159.

33. Рингвуд А.Е. (1981) Состав и петрология мантии Земли. М.: Недра, 584 с.

34. Рыкус М.В. (1992) Вулканизм и металлогения Джусинско-Домбаровского палеовулканического пояса Южного Урала. Уфа: БНЦ УрО РАН, 172 с.

35. Серавкин И.Б. (1986) Вулканизм и колчеданные месторождения Южного Урала. М.: Наука, 268 с.

36. Серавкин И.Б. (2010) Металлогения Южного Урала и Центрального Казахстана. Уфа: АН РБ; Гилем, 284 с.

37. Серавкин И.Б., Знаменский С.Е., Косарев А.М. (2001) Разрывная тектоника и рудоносность Башкирского Зауралья. Уфа: Полиграфкомбинат, 318 с.

38. Сопко П.Ф., Серавкин И.Б., Бобохов А.С., Косарев А.М. (1983). Среднепалеозойский вулканизм Башкирского Зауралья и связь с ним колчеданного оруденения Уфа: Изд. БФАН СССР, 116 с.

39. Стратиграфия и корреляция среднепалеозойских вулканогенных комплексов основных медноколчеданных районов Южного Урала. (Маслов В.А., Черкасов В.А., Тищенко В.Т. и др.) (1993) Уфа: УНЦ РАН, 217 с.

40. Тальнов Е.С. (2003) Особенности эволюции палеозойского вулканизма и колчеданного оруденения Южного Урала (на примере Джусинской островодужной системы). Тр. НИИГео СГУ им. Н.Г. Чернышевского. Нов. сер. Т. XV. Саратов: Научная книга, 175 с.

41. Франклин Дж.М., Лайдон Дж.У., Сангстер Д.Ф. (1984) Колчеданные месторождения вулканической ассоциации. Генезис рудных месторождений. Пер. с англ. Т. 2. М.: Мир, 39-252.

42. Фролова Т.И., Бурикова И.А. (1977) Геосинклинальный вулканизм (на примере восточного склона Южного Урала). М.: МГУ, 266 с.

43. Фролова Т.И., Бурикова И.А. (1997) Магматические формации современных геотектонических обстановок. М.: МГУ, 320 с.

44. Эварт А. (1983) Минералогия и химизм третичных и современных дацитовых, латитовых, риолитовых и родственных салических вулканитов. Трондъемиты, дациты и связанные с ними породы. (Под ред. Ф. Баркера) М.: Мир, 19-98.

45. Яковлев Г.Ф. (1979) Вулканогенные структуры рудных полей. Геология рудных месторождений, (3), 3-18.

46. Gill J. (1981) Orogenic andesites and tectonics. Berlin, Springer Verlag, 538 p.

47. Le Bas M.J., Le Maitre R.W., Streckeisen A., Zanettin B. (1986) A chemical classification of volcanic rocks based on the total alkali-silica diagram. J. Petrol., 27(3), 745-750.

48. Nakamura N. (1989) Determination of REE, Ba, Fe, Mg, Na and K in carbonaceous and ordinary chondrites. Magmatism in the Oceanic Basins: Geol. Soc. Spec. Publ., 38(5), 757-775.

49. Spadea P., D’Antonio M., Kosarev A., Gorozhanina Y., Brown D. (2002) Arc-continent collision in the Southern Urals: Petrogenetic aspects of the Forearcarc Сomplex. Mountain Building in the Uralides: Pangea to the Present. Geophysical Monograph. No. 132, 101-134.

50. Sun S.S., McDonough W.F. (1989) Chemical and isotopic systematic of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes. Magmatism in the Oceanic Basins: Geol. Soc. Spec. Publ., (42), 313-345.