georesГеоресурсыGeoresources1608-50431608-5078Georesursy LLC10.18599/grs.2022.3.16geores-123Research ArticleГЕОЛОГИЯ, ПОИСК И РАЗВЕДКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ТВЕРДЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХGEOLOGY, PROSPECTING AND EXPLORATION OF SOLID MINERAL DEPOSITSКарагайкульское золото-порфировое рудопроявление (Южный Урал): геохимия и петрогенезис интрузивных пород, состав минералов околорудных метасоматитов и рудKaragaikul gold-porhyric ore occurrence (South Urals): geochemistry and petrogenesis of intrusive rock, composition of minerals of near-ore metasomatites and oresЗнаменскийС. Е.ZnamenskyS. E.

Сергей Евгеньевич Знаменский – доктор геол.-мин. наук, главный научный сотрудник

450077, Уфа, К.Маркса, д. 16/2

Sergey E. Znamensky – Dr. Sci. (Geology and Mineralogy), Chief Researcher

16/2 K. Marx st., Ufa, 450077

Znamensky_Sergey@mail.ruКосаревА. М.KosarevA. M.

Александр Михайлович Косарев – кандидат геол.-мин. наук, ведущий научный сотрудник

450077, Уфа, ул. К.Маркса, д. 16/2

Alexandr M. Kosarev – Cand. Sci. (Geology and Mineralogy), Leading Researcher

16/2, Karl Marx st., Ufa, 450077

ШафигуллинаГ. Т.ShafigullinaG. T.

Гульнара Турдибаевна Шафигуллина – кандидат геол.-мин. наук, старший научный сотрудник

450077, Уфа, ул. К.Маркса, д. 16/2

Gulnara T. Shafigullina – Cand. Sci. (Geology and Mineralogy), Senior Researcher

16/2, Karl Marx st., Ufa, 450077

Институт геологии УФИЦ РАНРоссияInstitute of Geology of the Ufa Federal Research Centre of the Russian Academy of SciencesRussian Federation202213042024243187196Copyright © Знаменский С.Е., Косарев А.М., Шафигуллина Г.Т., 20242024Знаменский С.Е., Косарев А.М., Шафигуллина Г.Т.Znamensky S.E., Kosarev A.M., Shafigullina G.T.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.geors.ru/jour/article/view/123

Изучены петролого-геохимические характеристики интрузивных пород, источники магматических расплавов, а также состав минералов околорудных метасоматитов и руд Карагайкульского золото-порфирового рудопроявления, расположенного в зоне Главного Уральского разлома на Южном Урале. Содержание петрогенных окислов определялось силикатным методом, редких элементов – с помощью ICP-MS анализа на квадрупольном масс-спектрометре ELAH 9000. Состав минералов исследован с использованием электронно-микроскопического анализа на растровом электронном микроскопе РЭММА-202М. Установлено, что габбро, габбро-диориты и диориты рудоносной дайковой серии Карагайкульского рудопроявления представляют собой надсубдукционные магматиты нормальной щелочности, принадлежащие переходной и известково-щелочной петрогенетическим сериям. Они сформировались из флюидонасыщенных расплавов. Основным источником расплавов для интрузивных пород, скорее всего, служили шпинелевые перидотиты надсубдукционной литосферной мантии, предварительно метасоматизированные водными флюидами, возникшими при дегидратации пород субдуцирующей океанической плиты. Дайки подверглись в околорудном ореоле пропилитизации биотит-актинолитовой фации (парагенезис: биотит + актинолит + эпидот + ортоклаз + альбит + кварц + хлорит + пумпеллиит), а вмещающие их серпентинизированные ультрабазиты – карбонатизациии (парагенезис: доломит + магнезит + хромо-магнетит). По данным хлоритового геотермометра температура образования пропилитов составляет 287–317°С. Сульфидные минералы в золотоносных штокверках представлены пиритом, халькопиритом, галенитом, пентландитом, пирротином и виоларитом.

The petrological and geochemical characteristics of intrusive rocks, sources of magmatic melts, as well as the composition of minerals of near-ore metasomatites and ores of the Karagaikul gold-porphyry ore occurrence located in the Main Ural fault zone in the South Urals have been studied. The content of petrogenic oxides was determined by the silicate method, rare elements – using ICP-MS analysis on a quadrupole mass spectrometer ELAH 9000. The composition of minerals was studied using electron microscopic analysis on a scanning electron microscope REMMA-202M. It was found that gabbro, gabbro-diorite and diorite of the ore-bearing dyke series of the Karagaikul ore occurrence are suprasubduction magmatites of normal alkalinity belonging to the transitional and calc-alkaline petrogenetic series. They were formed from fluid-saturated melts. The main source of melts for intrusive rocks was most likely spinel peridotites of the suprasubduction lithospheric mantle, previously metasomatized by aquatic fluids that arose during the dehydration of rocks of the subducting oceanic plate. The dykes underwent propylitization of the biotite-actinolite facies in a near-ore halo (paragenesis: biotite + actinolite + epidote + orthoclase + albite + quartz + chlorite + pumpelliite), and the host serpentinized ultrabasites – carbonatization (chromogenesis: dolomite + magnesite). According to the chlorite geothermometer, the temperature of propylite formation is 287–317 °С. Sulfide minerals in goldbearing stockworks are represented by pyrite, chalcopyrite, galena, pentlandite, pyrrhotine, and violarite.

Южный Уралзолото-порфировое оруденениедайкидиоритынадсубдукционная мантияпропилитыSouth Uralsgold-porphyry mineralizationdykesdioritessuprasubduction mantlepropylitesИсследования выполнены в рамках Программы государственного заказа Института геологии УФИЦ РАН (FMRS-2022-0011).The studies were carried out within the framework of the State Order Program of the Institute of Geology of the Ural Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences (FMRS-2022-0011).ReferencesВотяков С.Л., Киселева Д.В., Шагалов Е.С., Чередниченко Н.В., Дерюгина Л.К., Денисов С.А., Чемпалов А.П., Узких С.Э., Орехов А.А. (2006). Мультиэлементный анализ геологических образцов методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой нВ ELAN 9000. Ежегодник-2005. Труды Института геологии и геохимии им. акад. А.Н. Заварицкого, 153, с. 425-430.Castillo P.R., Janney P., Solidum R.U. (1999). Petrology and geochemistry of Camiguin Island, southern Philippines: Insights to the source of adakites and other lavas in a complex arc setting. Contributions to Mineralogy and Petrology, 134(1), pp. 33-51. DOI: 10.1007/s004100050467Грабежев А.И. (2009). Sr-Nd-С-O-H-S изотопно-геохимическая характеристика медно-порфировых флюидно-магматических систем Южного Урала: вероятные источники вещества. Литосфера, 6, с. 66-89.Cathelineau M. (1988). Cation site occupancy in chlorites and illites as a function of temperature. Clay minerals, 23(4), pp. 471–485. DOI: 10.1180/claymin.1988.023.4.13Знаменский С.Е. (2019). Позитивная цветочная структура Яльчигуловского разлома на Южном Урале. Геологический вестник, 2, с. 24-31. DOI: 10.31084/2619-0087/2019-2-2Coban H. (2007). Basalt magma genesis and fractionation in collision- and extension provinces: a comparison between eactern, central western Anatolua. Earth Sci. Rev., 80, pp. 219-239. DOI: 10.1016/j.earscirev.2006.08.006Знаменский С.Е. (2021). Петролого-геохимические характеристики пород Вознесенского интрузивного массива (Южный Урал): к вопросу о составе и источниках магм, продуцирующих золото-и медно-порфировое оруденение. Литосфера, 21(3), c. 365-385. DOI: 10.24930/1681-9004-2021-21-3-365-385Grabezhev A.I. (2009). Sr-Nd-C-O-H-S isotope-geochemical description of South Urals porphyry-copper fluid-magmatic systems: Probable sources of matter. Lithosphere (Russia), 6, pp. 66-89. (In Russ.)Метасоматизм и метасоматические породы (1998). Под ред. В.А. Жарикова. Москва: Научный мир, 492 с.Hey M.H. (1954). A new review of chlorites. The mineralogy magazine and journal of the mineralogical society, 30(224), pp. 278-292. http://doi.org/10.1180/minmag.1954.030.224.01Пучков В.Н. (2010). Геология Урала и Приуралья (актуальные вопросы стратиграфии, тектоники, геодинамики и металлогении). Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 280 сJowett E. C. (1991). Fitting iron and magnesium into the hydrothermal chlorite geothermometer. Geological Association of Canada+MAC+SEG Joint Annual Meeting. Toronto. A 62 p.Castillo P.R., Janney P., Solidum R.U. (1999). Petrology and geochemistry of Camiguin Island, southern Philippines: Insights to the source of adakites and other lavas in a complex arc setting. Contributions to Mineralogy and Petrology, 134(1), pp. 33-51. DOI: 10.1007/s004100050467Kay S.M., Mpodozis C. (2001). Central Andean ore deposits linked to evolving shallow subduction system and thickening crust. GSA Today, 11, pp. 4-9. DOI: 10.1130/1052-5173(2001)011<0004:CAODLT.2.0.CO;2Cathelineau M. (1988). Cation site occupancy in chlorites and illites as a function of temperature. Clay minerals, 23(4), pp. 471–485. DOI: 10.1180/claymin.1988.023.4.13Kosarev A.M., Puchkov V.N., Seravkin I.B., Kholodnov V.V., Grabezhev A.I., Ronkin Y.L. (2014). New data on the age and geodynamic position of copper- porphyry mineralization in the Main Uralian Fault zone (Southern Urals). Doklady Earth Sciences, 495(1), pp. 1317-1321. DOI: 10.1134/S1028334X1411004XCoban H. (2007). Basalt magma genesis and fractionation in collision- and extension provinces: a comparison between eactern, central western Anatolua. Earth Sci. Rev., 80, pp. 219-239. DOI: 10.1016/j.earscirev.2006.08.006Leake B.E. (1978). Nomenclature of amphiboles. Am. Mineral., 63, pp. 1023-1052.Hey M.H. (1954). A new review of chlorites. The mineralogy magazine and journal of the mineralogical society, 30(224), pp. 278-292. http://doi.org/10.1180/minmag.1954.030.224.01MacLean, W.H., Barrett, T.J. (1993). Lithochemical techniques using immobile elements. Journal of. Geochemical Exploration, 48, pp. 109-133. DOI: 10.1016/0375-6742(93)90002-4Jowett E. C. (1991). Fitting iron and magnesium into the hydrothermal chlorite geothermometer. Geological Association of Canada+MAC+SEG Joint Annual Meeting. Toronto. A 62 p.McDonough W. F., Sun S. (1995). The composition of the Earth. Chemical Geology, 120, pp. 223-253. DOI: 10.1016/0009-2541(94)00140-4Kay S.M., Mpodozis C. (2001). Central Andean ore deposits linked to evolving shallow subduction system and thickening crust. GSA Today, 11, pp. 4-9. DOI: 10.1130/1052-5173(2001)011<0004:CAODLT.2.0.CO;2Metasomatism and metasomatic rocks (1998). Ed: V.A. Zharikov. Moscow: Naychnyi mir, 492 p. (In Russ.)Kosarev A.M., Puchkov V.N., Seravkin I.B., Kholodnov V.V., Grabezhev A.I., Ronkin Y.L. (2014). New data on the age and geodynamic position of copper- porphyry mineralization in the Main Uralian Fault zone (Southern Urals). Doklady Earth Sciences, 495(1), pp. 1317-1321. DOI: 10.1134/S1028334X1411004XMiddlemost,E. A. K. (1994). Naming materials in magma/igneous rock system. Earth Sci. Rev., 37, pp. 215-224. DOI: 10.1016/0012-8252(94)90029-9Leake B.E. (1978). Nomenclature of amphiboles. Am. Mineral., 63, pp. 1023-1052.Pearce J.A. (1983). Role of the sub-continental lithosphere in magma genesis at active continental margins. In: C.J. Hawkesworth and M.J. Norry (eds.). Continental basalts and mantle xenoliths. Cambridge, Massachusetts: Shiva Publications, pp. 230-249.MacLean, W.H., Barrett, T.J. (1993). Lithochemical techniques using immobile elements. Journal of. Geochemical Exploration, 48, pp. 109-133. DOI: 10.1016/0375-6742(93)90002-4Pearce J.A. (2014). Immobile Element Fingerpriting of Ophiolites. Elements, 10, pp. 101-108. DOI: 10.2113/gselements.10.2.101McDonough W. F., Sun S. (1995). The composition of the Earth. Chemical Geology, 120, pp. 223-253. DOI: 10.1016/0009-2541(94)00140-4Plotinskaya 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 Geology Reviews, 85, pp. 153-173. DOI:10.1016/j.oregeorev.2016.07.002Middlemost,E. A. K. (1994). Naming materials in magma/igneous rock system. Earth Sci. Rev., 37, pp. 215-224. DOI: 10.1016/0012-8252(94)90029-9Puchkov V.N. (2010). Geology of the Urals and Cis-Urals (actual problems of stratigraphy, tectonics, geodynamics and metallogeny). Ufa: DesignPoligraphService, 280 p. (In Russ.)Pearce J.A. (1983). Role of the sub-continental lithosphere in magma genesis at active continental margins. In: C.J. Hawkesworth and M.J. Norry (eds.). Continental basalts and mantle xenoliths. Cambridge, Massachusetts: Shiva Publications, pp. 230-249.Putrica K., Busby C. (2007). The tectonic significance of high-K2O volcanism in the Sierra Nevada, California. Geology, 35(10), pp. 923-926. DOI: 10.1130/G23914A.1Pearce J.A. (2014). Immobile Element Fingerpriting of Ophiolites. Elements, 10, pp. 101-108. DOI: 10.2113/gselements.10.2.101Richards J.P., Spell T., Rameh E., Razique A., Fletcher T. (2012). High Sr/Y magmas reflect arc matyrity, high magmatic water content, and porphyry Cu±Mo±Au potential: examples from the Tethyan arcs of Central and Eastern Iran and Western Pakistan. Economic Geology, 107, pp. 295-332. DOI: 10.2113/econgeo.107.2.295Plotinskaya 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 Geology Reviews, 85, pp. 153-173. DOI:10.1016/j.oregeorev.2016.07.002Votyakov S.L., Kiseleva D.V., Shagalov E.S., Cherednichenko N.V., Deryugina L.K., Denisov S.A., Chempalov A.P., Uzkikh S.E., Orekhov A.A. (2006). Multielement analysis of geological samples by inductively coupled plasma mass spectrometry on an ELAN 9000. Ezhegodnik-2005. Ekaterinburg, IGG UrB RAS, 153, pp. 425-430. (In Russ.)Putrica K., Busby C. (2007). The tectonic significance of high-K2O volcanism in the Sierra Nevada, California. Geology, 35(10), pp. 923-926. DOI: 10.1130/G23914A.1Winchester, J. A., Floyd, P. A. (1977). Geochemical discrimination of different magma series and their differentiation products using immobile elements. Chemical Geology, 20(4), pp. 325-343. DOI: 10.1016/0009-2541(77)90057-2Richards J.P., Spell T., Rameh E., Razique A., Fletcher T. (2012). High Sr/Y magmas reflect arc matyrity, high magmatic water content, and porphyry Cu±Mo±Au potential: examples from the Tethyan arcs of Central and Eastern Iran and Western Pakistan. Economic Geology, 107, pp. 295-332. DOI: 10.2113/econgeo.107.2.295Znamensky S.E. (2019). The positive flower structure of the Yalchigulovsky fault in the Southern Urals. Geologicheskii vestnik, 2, pp. 24-31. (In Russ.). http://doi.org/10.31084/2619-0087/2019-2-2.Winchester, J. A., Floyd, P. A. (1977). Geochemical discrimination of different magma series and their differentiation products using immobile elements. Chemical Geology, 20(4), pp. 325-343. DOI: 10.1016/0009-2541(77)90057-2Znamensky S.E. (2021). Petrological and geochemical characteristic of the rocks of the Voznesensky intrusive massif (Southern Urals): Оn the question of the composition and sources of magma producing gold and copper porphyry mineralization. Lithosphere (Russia), 21(3), pp. 365-385. (In Russ.) DOI: 10.24930/1681-9004-2021-21-3-365-385

The authors declare that there are no conflicts of interest present.