Geological structure and perspectives for mineralization of the Kichany structure, Tiksheozersky greenstone belt (Northern Karelia)

Mineral deposits in the Neoarchean greenstone belts in the Fennoscandian Shield, especially in its eastern (Russian) part, are not as numerous as in Archean belts of Canada, Australia, or Southern Africa. The goal of the present paper is to show with an example of Tiksheozersky belt, that Neoarchean greenstone belts in Northern Karelia and Kola Peninsula do contain ore occurrences, typical to greenstone belts in the world, therefore prospects of these geological structures for mineral deposits are not uncovered fully. Ore occurrences of jaspilite, massive sulfide pirrhotite ore, molybdenite with uranium and graphite, arsenopyrite, and gold were found in the Kichany structure of the Tiksheozersky belt. Jaspilites and massive sulfide ores were considered as syngenetic to volcanic-sedimentary host rocks. Occurrences of molybdenite, arsenopyrite, and gold are epigenetic, controlled by zones of alteration. Zonality in ore-bearing altered rocks, peculiar properties of their chemical and mineral composition, as well as composition of rock-forming and ore minerals, were studied in detail. Age of processes of alteration was estimated with different geochronological methods. Dating of zircon grains from the molybdenite occurrence with LA-ICP-MS method showed two events 2600-2700 Ma (formation of host rocks) and 2100-1900 Ma (regional metamorphism) in their formation. Estimation of age of quartz-garnet-tourmaline metasomatite from arsenopyrite occurrence with composition of monazite gave 1789 ± 47 Ma, it corresponds to post-metamorphic event, probably connected with intrusions of tourmaline granites. Gold mineralization in quartz metasomatite and skarnoid has near the same age: titanite, which contains inclusions of gold, formed 1739 ± 15 Ma ago. Hence, occurrences of gold, arsenopyrite, and molybdenite formed in Neoarchean rocks during Palaeproterozoic (Svecofennian) metamorphic-metasomatic events. Gold mineralization is the most promising in the belt. Position of gold occurrences is controlled by thrust zones, gold concentrates in altered amphibolite with arsenopyrite-pirrhotite mineralization.

Тикшеозерский зеленокаменный пояс, Кичанская структура, амфиболиты, скарноиды, молибден, золото, Tiksheozersky greenstone belt, Kichany structure, amphibolite, skarnoid, molybdenum, gold

1. Азимов П.Я., Астафьев Б.Ю., Воинова О.А. (2010) Условия и возраст метаморфизма и метасоматоза в Винчинской структуре Северо-Карельского зеленокаменного пояса (зона сочленения Беломорского подвижного пояса и Карельского кратона). Магматизм и метаморфизм в истории Земли. Тез. докл. 11 Всерос. петрографического совещ., Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 34-35.

2. Алексеев Н.Л., Балаганский В.В., Зингер Т.Ф, Левченков О.А., Глебовицкий В.А., Макеев А.Ф., Яковлева С.З. (2004) Неоархейская история зоны сочленения Беломорского подвижного пояса и Карельского кратона, Балтийский щит: новые изотопные данные. Докл. АН, 397(3), 369-373.

3. Астафьев Б.Ю., Богданов Ю.Б., Воинова О.А., Воинов А.С., Горбацевич Н.Р., Журавлев В.А., Ногина М.Ю., Парамонова М.С., Проскурин Г.Ю., Рыбалко А.Е., Семенова Л.Р., Суриков С.Н., Шкарубо С.И. (2009) Государственная геологическая карта Российской федерации. Масштаб 1 : 1 000 000 (третье поколение). Серия Балтийская. Лист Q-(35), 36 - Апатиты. Объяснительная записка. СПб.: ВСЕГЕИ, 487 с.

4. Баянова Т.Б. (2004) Возраст реперных геологических комплексов Кольского региона и длительность процессов магматизма. СПб.: Наука, 174 с.

5. Беляев О.А., Пожиленко В.И. (1997) Структурно-метаморфическая эволюция Беломорского подвижного пояса (Енский сегмент). Беломорский мобильный пояс: геология, геодинамика, геохронология. Тез. докл. междунар. совещ. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 17.

6. Бибикова Е.В., Самсонов А.В., Щипанский А.А., Богина М.М., Грачева Т.В., Макаров В.А. (2003) Хизоваарская структура Северо-Карельского зеленокаменного пояса как аккретированная островная дуга позднего архея: изотопно-геохронологические и петрологические данные. Петрология, 11(3), 289-320.

7. Бортников Н.С. (1993) О достоверности арсенопиритового и арсенопирит-сфалеритового геотермометров. Геология рудных месторождений, 35(2), 177-191.

8. Геологическая съемка метаморфических и метасоматических комплексов (1996). СПб.: ВСЕГЕИ, 416 с.

9. Глубинное строение, эволюция и полезные ископаемые раннедокембрийского фундамента Восточно-Европейской платформы: интерпретация материалов по опорному профилю 1-ЕВ, профилям 4В и ТАТСЕЙС Т. 1. (Отв. исполнитель М.В. Минц) (2010) М.: ГЕОКАРТ: ГЕОС, 410 с.

10. Другова Г.М., Левченков О.А., Савельева Т.Е. (1995) Гранитоиды раннего докембрия в Северо-Западном Беломорье. Записки ВМО, 124(1), 35-51.

11. Иванюк Г.Ю. (2004) Минералогия и петрология месторождений полосчатой железорудной формации Кольского полуострова. Автореф. дис. … докт. геол.-мин. наук. СПб., СПбГУ, 40 с.

12. Калинин А.А., Баянова Т.Б., Лялина Л.М., Серов П.А. (2013) Графит-молибденовое рудопроявление Кичаны в Беломорском поясе. Геология и геохронология породообразующих и рудных процессов в кристаллических щитах.Мат-лы Всерос. (с международным участием) конф. Апатиты: Изд-во. K & M, 66-69.

13. Карта минеральных фаций метаморфических пород восточной части Балтийского щита (1991) Ред. В.А. Глебовицкий. СПб.: ВСЕГЕИ, 1 л.

14. Кожевников В.Н. (2000) Архейские зеленокаменные пояса Карельского кратона как аккреционные орогены. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 223 с.

15. Королюк В.Н. (2014) Метрологические характеристики определения свинца в фосфатах редких земель методом электронно-зондового микроанализа. Журнал аналитической химии, 69(11), 1166-1172.

16. Королюк В.Н., Нигматулина Е.Н. (2013) Регистрация Mα-линии свинца в фосфатах редких земель на микроанализаторе JEOL JXA-8100. Журнал аналитической химии, 68(9), 865-872.

17. Корсакова М.А., Иванов Н.М., Дударева Г.А. (2000) Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1:200 000 (издание второе). Лист Q-36-XXI, XXII (Амбарный). Объяснительная записка. СПб.: ВСЕГЕИ, 189 с.

18. Кременецкий А.А. (1993) Новый геолого-промышленный тип редкоземельных россыпей. Разведка и охрана недр, (3), 15-19.

19. Кулешевич Л.В. (2005) Металлогения Беломорского складчатого пояса и Северо-Карельских зеленокаменных структур. Беломорский подвижный пояс и его аналоги: Геология, геохронология, геодинамика, минерагения. Мат-лы конф. Петрозаводск: ИГ КарНЦ РАН, 207-211.

20. Лаврентьев Ю.Г., Романенко И.М., Новиков М.П., Усова Л.В., Королюк В.Н. (2011) Синтетические кристаллы TRPO4-образцы сравнения при количественном рентгеноспектральном микроанализе редкоземельных минералов. Журнал аналитической химии, 66(9), 947-953.

21. Ларионова Ю.О., Самсонов А.В., Шатагин К.Н., Носова А.А. (2013) Изотопно-геохронологические свидетельства палеопротерозойского возраста золоторудной минерализации в архейских зеленокаменных поясах Карелии (Балтийский щит). Геология рудных месторождений, 55(5), 374-396.

22. Левченков О.А., Милькевич Р.И., Миллер Ю.В., Зингер Т.Ф., Львов А.Б., Мыскова Т.А., Шулешко И.К. (2003) U-Pb возраст метаандезитов верхней части разреза супракрустальных образований северной части Тикшеозерского зеленокаменного пояса (Северная Карелия). Докл. АН, 389(3), 378-381.

23. Миллер Ю.В., Байкова В.С., Арестова Н.А., Шулешко И.К. (2005) Роль Хетоламбинского террейна в становлении и ранней истории развития Беломорского подвижного пояса. Геотектоника, (2), 17-32.

24. Милькевич Р.И., Миллер Ю.В., Глебовицкий В.А., Богомолов Е.М., Гусева В.Ф. (2003) Толеитовый и известково-щелочной магматизм в северной части Тикшеозерского зеленокаменного пояса: геохимические признаки субдукционной обстановки. Геохимия, (12), 1262-1274.

25. Милькевич Р.И., Мыскова Т.А., Глебовицкий В.А., Львов А.Б., Бережная Н.Г. (2007) Каликорвинская структура и ее положение в системе Северо-Карельских зеленокаменных поясов: Геохимические и геохронологические данные. Геохимия, (5), 483-506.

26. Павлова Л.А., Белозерова О.Ю., Парадина Л.Ф., Суворова Л.Ф. (2000) Рентгеноспектральный электронно-зондовый микроанализ природных объектов. Новосибирск: Наука, 224 с.

27. Попова В.И., Хиллер В.В., Ерохин Ю.В., Попов В.А. (2010) Монациты поздних гранитных пегматитов Ильменских гор: химическое датирование возраста зонально-секториальных кристаллов. Новые данные о минералах, 45, 72-78.

28. Проскурин Г.Ю. (2010) Метасоматическая зональность и благороднометальная минерализация Винченской структуры (Северная Карелия). Региональная геология и металлогения, 44, 1-7.

29. Ранний докембрий Балтийского щита (2005) Ред. В.А. Глебовицкий. СПб.: Наука, 711 с.

30. Розен О.М., Щипанский А.А., Туркина О.М. (2008) Геодинамика ранней Земли: Эволюция и устойчивость геологических процессов (офиолиты, островные дуги, осадочные бассейны). М.: Научный мир, 184 с.

31. Слабунов А.И. (2008) Геология и геодинамика архейских подвижных поясов (на примере Беломорской провинции Фенноскандинавского щита). Петрозаводск: КарНЦ РАН, 296 с.

32. Федчук В.Я., Корсаков А.К., Соколовский А.К. (2006) Изучение минерагенических ресурсов зеленокаменных поясов. М.: ЦИТвП, 90 с.

33. Хиллер В.В. (2010) Состав, кристаллохимия, эволюция U-Th-Pb-системы ряда минералов-геохронометров по данным экспериментального исследования и компьютерного моделирования. Автореф. дис. … канд. геол.-мин. наук. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 23 с.

34. Щипанский А.А., Бабарина И.И., Крылов К.А., Самсонов А.В., Богина Е.В., Слабунов А.И. (2001) Древнейшие офиолиты на Земле: Неоархейский супрасубдукционый комплекс Ириногорской структуры Северо-Карельского зеленокаменного пояса. Докл. АН, 377(3), 376-380.

35. Bark G. (2005) Genesis and tectonic setting of the hypozonal Faboliden orogenic gold deposit, northern Sweden. Licentiate Thesis. Lulea University of Technology, 61 p.

36. Cocherie A., Albarede F. (2001) An improved U-Th-Pb age calculation for electron microprobe dating of monazite. Geochim. Cosmochim. Acta, 65(24), 4509-4522.

37. Groves D.I., Goldfarb R.J., Gebre-Mariam M., Hagemann S.G., Robert F. (1998) Orogenic gold deposits: A proposed classification in the context of their crustal distribution and relationship to other gold deposit types. Ore Geology Reviews, 13, 7-27.

38. Groves D.I., Goldfarb R.J., Rober, F., Hart C.J.R. (2003) Gold Deposits in Metamorphic Belts: Overview of Current Understanding, Outstanding Problems, Future Research, and Exploration Significance. Econ. Geol., 98(1), 1-29.

39. Jensen L.S., Pyke D.R. (1982) Komatiites in the Ontario portion of the Abitibi belt. In: Arndt N.T., Nisbet E.G. Komatiites. London, George Allen and Unwin, 147-157.

40. Košler J., Sylvester P.J. (2003) Present Trends and the Future of Zircon in Geochronology: Laser Ablation ICPMS. Zircon (Eds: J.M.Hanchar, P.W.O. Hoskin) Reviews in Mineralogy & Geochemistry, 53, 243-275.

41. Kretschmar U., Scott S.D. (1976) Phase relations involving arsenopyrite in the system Fe-As-S and their application. Canad. Mineral., 14(3), 363-386.

42. McCuaig T.C., Kerrich R. (1998) P-T-t-deformation-fluid characteristics of lode gold deposits: evidence from alteration systematic. Ore Geology Reviews, 12, 381-453.

43. Montel J.-M., Foret S., Veschambre M., Nicollet C., Provost A. (1996) Electron microprobe dating of monazite. Chem. Geol., 131, 37-53.

44. Ore deposits of the Eastern Goldfields, Western Australia. Geological Society of Australia (WA Division) Excursion Guidebook(1994) (Eds: W.K.Witt, D.I. Groves, S.E. Ho), East Perth, 82 p.

45. Stacey J.S., Kramers J.D. (1975) Approximation of terrestrial lead isotope evolution by a two-stage model. Earth Planet. Sci. Lett., 26(2), 207-221.

46. Suzuki K., Adachi M. (1991) The chemical Th-U-total Pb isochron ages of zircon and monazite from the gray granite of the Hida Terrane, Japan. J. Earth Planet. Sci., 38, 11-38.