georesГеоресурсыGeoresources1608-50431608-5078Georesursy LLC10.18599/grs.2025.1.6geores-464Research ArticleГЕОЛОГИЯ, ПОИСК И РАЗВЕДКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ТВЕРДЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХGEOLOGY, PROSPECTING AND EXPLORATION OF SOLID MINERAL DEPOSITSГеохимия и петрогенезис магматических пород Кутуевского Au-Cu-порфирового рудопроявления (Южный Урал)Geochemistry and Petrogenesis of Igneous Rocks of the Kutuevsky Au-Cu Porphyry Ore Occurrence (Southern Urals)ЗнаменскийС. Е.ZnamenskyS. E.

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

450077; ул. К. Маркса, д. 16/2; Уфа

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

450077; 16/2 K. Marx st.; Ufa

Znamensky_Sergey@mail.ruИнститут геологии УФИЦ РАНРоссияInstitute of Geology of the Ufa Federal Research Centre of the Russian Academy of SciencesRussian Federation202530032025271194207Copyright © Знаменский С.Е., 20252025Знаменский С.Е.Znamensky S.E.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/464

   Изучены петролого-геохимические особенности эффузивных и интрузивных пород Кутуевского Au-Cu-порфирового рудопроявления, расположенного в зоне Главного Уральского разлома на Южном Урале. Определение состава пород выполнено методами химического анализа, масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой на квадрупольном масс-спектрометре ELAN 9000, а также частично методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой на спектрометре ICPE-9000. Установлено, что Au-Cu-порфировая минерализация рудопроявления ассоциирует с вулкано-интрузивным комплексом, объединяющим долериты, базальты, андезибазальты, их туфы, интрузии габбро-диоритов и диоритов. Все петрохимические типы пород имеют нормальную щелочность. Долериты принадлежат в основном к толеитовой, а базальты, андезибазальты и интрузивные породы – к переходной толеитовой–известково-щелочной сериям. Наиболее вероятным мантийным источником магм для них являлись шпинелевые перидотиты, предварительно метасоматизированные водными флюидами, возникшими при дегидратации пород слэба. На начальных стадиях магмообразования доминировал источник близкий по составу к деплетированной мантии, а в дальнейшем плавлению подвергался более обогащенный мантийный субстрат. В магмогенерации эффузивных и интрузивных пород существенную роль играла фракционная кристаллизация. На состав габбродиоритов и диоритов также оказывали влияние процессы коровой контаминации. Предполагается, что магматические породы рудопроявления образовались в задуговом бассейне фронтальной островной дуги позднеэмского возраста.

   The petrological and geochemical features of effusive and intrusive rocks of the Kutuevsky Au-Cu porphyry ore occurrence located in the zone of the Main Ural Fault in the Southern Urals were studied. The composition of the rocks was determined by chemical analysis, mass spectrometry with inductively coupled plasma on an ELAN 9000 quadrupole mass spectrometer, and also partially by atomic emission spectrometry with inductively coupled plasma on an ICPE-9000 spectrometer. It has been established that the Au-Cu-porphyry mineralization of the ore occurrence is associated with an volcano-intrusive complex, combining dolerites, basalts, basaltic andesites, their tuffs, gabbro-diorite and diorite intrusions. All petrochemical rock types have normal alkalinity. Dolerites belong mainly to the tholeiitic series, and basalts, basaltic andesites and intrusive rocks belong to the transitional tholeiitic–calc-alkaline series. The most likely mantle source of magmas for them was spinel peridotites, previously metasomatized by aqueous fluids that arose during the dehydration of slab rocks. At the initial stages of magma formation, a source similar in composition to the depleted mantle dominated, and later a more enriched mantle substrate was subjected to melting. Fractional crystallization played a significant role in the magma generation of effusive and intrusive rocks. The composition of gabbro-diorites and diorites was also influenced by processes of crustal contamination. It is assumed that the igneous rocks of the ore occurrence were formed in the back-arc basin of the frontal island arc of Late Emian age.

Южный Урал% Au-Cu-порфировое оруденениешпинелевые перидотитыкоровая контаминациязадуговый бассейнSouthern UralsAu-Cu porphyry mineralizationspinel peridotitescrustal contaminationback-arc basinИсследования выполнены в рамках Программы государственного заказа ИГ УФИЦ РАН (FMRS-2025-0014)The studies were carried out within the framework of the State Order Program of the IG UFRS RAS (FMRS-2025-0014)ReferencesАндреев А.В., Гирфанов М.М., Куликов Д.А., Мигачев И.Ф., Минина О.В., Авилова О.В., Красносельских А.А., Старостин И.А., Черемисин А.А. (2018). Рудные районы с медно-порфировым оруденением – перспективная минерально-сырьевая база меди Южного Урала. Отечественная геология, 4, с. 3–17.Andreev A.V., Girfanov M.M., Kulikov D.A., Migachev I.F., Minina O.V., vilova O.V., Krasnoselskikh A.A., Starostin I.A., Cheremisin A.A. (2018). Ore areas with porphyry copper mineralization – a promising mineral resource base for copper in the Southern Urals. Otechestvennaya geologiya, 4, pp. 3–17. (In Russ.)Грабежев А.И., Белгородский Е.А. (1992). Продуктивные гранитоиды и метасоматиты медно-порфировых месторождений. Екатеринбург: Наука, Урал. отд-е, 199 с.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.Грабежев А.И., Шардакова Г.Ю., Ронкин Ю.Л., Азовскова О.Б. (2017). Систематика U-Pb возрастов цирконов из гранитоидов меднопорфировых месторождений Урала. Литосфера, 17(5), с. 113–126. DOI: 10.24930/1681-9004-2017-17-5-113-126Condie K.C. (2005) TTGs and adakites: are they both slab melts? Lithos, 83, pp. 33–44. DOI: 10.1016/j.lithos.2003.11.001Знаменский С.Е., Артемьев Д.А., Анкушева Н.Н. (2022). Редкоземельные элементы в кальците Au-Cu-порфировой минерализации Кутуевского рудопроявления (Южный Урал) по данным LA-ICP-MS. Геохимии, 67(9), с. 830–841. DOI: 10.31857/S0016752522090102Di Vincenzo G., Rocchi S. (1999). Origin and interaction of mafic and felsic magmas in an evolving late orogenic setting: the Early Paleozoic Terra Nova intrusive complex, Antarctica. Contributions to Mineralogy and Petrology, 137, pp. 15–35. doi: 10.1007/s004100050579Знаменский С.Е., Косарев А.М., Шафигуллина Г.Т. (2019). Фациальный состав, геохимические особенности и геодинамические обстановки образования позднеэмских островодужных комплексов зоны Главного Уральского разлома на Южном Урале. Вестник Пермского университета. Геология, 18(1), с. 1–16. DOI: 10.17072/psu.geol,18.1.1Grabezhev A.I., Belgorodsky E.A. (1992). Productive granitoids and metasomatites of porphyry copper deposits. Ekaterinburg: Nauka, Ural. department, 199 p. (In Russ.)Знаменский С.Е., Мичурин С.В. (2013). Условия образования золотосульфидного месторождения Миндяк (Южный Урал): структурные и изотопно-геохимические аспекты. Литосфера, 4, с. 121–135.Grabezhev A.I., Shardakova G.Yu., Ronkin Y.L., Azovskova O.B. (2017). Systematization of U-Pb zircon ages of granitoids from the copper porphyry deposits on the Urals. Litosfera, 17(5), pp. 113–126. (In Russ.)Знаменский С.Е., Холоднов В.В. (2018). Петролого-геохимические особенности рудовмещающих эффузивных и интрузивных пород Николаевского месторождения золото-порфирового типа (Южный Урал). Литосфера, 4, с. 607–620. DOI: 10.24930/1681-9004-2018-18-4-607-620Khanna T.C. (2013). Geochemical evidence for a paired arc-back-arc association in the Neoarchean Gadwal greenstone belt, eastern Dharwar craton, India. Current Science, 104(5), pp. 632–640.Косарев А.М., Пучков В.Н., Серавкин И.Б. (2005). Петрологогеохимические особенности раннедевонско-эйфельских островодужных вулканитов Магнитогорской мегазоны в геодинамическом аспекте. Литосфера, 4, с. 22–41.Kosarev A.M., Puchkov V.N., Seravkin I.B., Kholodnov V.V., Grabezhtv 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.Кривцов А.И. (1983). Геологические основы прогнозирования и поисков медно-порфировых месторождений. М.: Недра, 256 с.Krivtsov A.I. (1983). Geological basis for forecasting and searching for porphyry copper deposits. Moscow: Nedra, 256 p. (In Russ.)Маслов В.А., Артюшкова О.В. (2010). Стратиграфия и корреляция девонских отложений Магнитогорской мегазоны Южного Урала. Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 288 с.MacLean, W.H., Barrett, T.J. (1993). Lithochemical techniques using immobile ele-ments. J. Geochem. Explor. 48, pp. 109–133. DOI: 10.1016/0375-6742(93)90002-4Пучков В.Н. (2010). Геология Урала и Приуралья (актуальные вопросы стратиграфии, тектоники, геодинамики и металлогении). Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 280 с.Maslov V.A., Artyushkova O.V. (2010). Stratigraphy and correlation of Devonian deposits of the Magnitogorsk megazone of the Southern Urals. Ufa: DesignPolygraphService, 288 p. (In Russ.)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.McDonough W.F., Sun S. (1995) The composition of the Earth. Chemical Geology, 120, pp. 223–253. doi: 10.1016/0009-2541(94)00140-4Школьник С.И., Резницкий Л.З., Беличенко В.Г., Бараш И.Г. (2009). Геохимия, вопросы петрогенезиса и геодинамическая позиция метавулканитов Тункинского террейна (Байкало-Хубсугульский регион). Геология и геофизика, 50(9), с. 1013–1024.Middlemost E.A.K. (1994). Naming materials in magma/igneous rock system. Earth Sci. Rev., 37, 2, pp. 15–224. doi: 10.1016/0012-8252(94)90029-9Castillo 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.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). Mineralogy and petrology, 100, pp. 201–214. DOI: 10.1007/s00710-010-0134-6Condie K.C. (2005) TTGs and adakites: are they both slab melts? Lithos, 83, pp. 33–44. DOI: 10.1016/j.lithos.2003.11.001Pearce J.A. (2008). Geochemical f ingerprinting of oceanic basalts with applications to ophiolite classification and the search for Archean oceanic crust. Lithos, 100, pp. 14–48. doi: 10.1016/j.lithos.2007.06.016Di Vincenzo G., Rocchi S. (1999). Origin and interaction of mafic and felsic magmas in an evolving late orogenic setting: the Early Paleozoic Terra Nova intrusive complex, Antarctica. Contributions to Mineralogy and Petrology, 137, pp. 15–35. doi: 10.1007/s004100050579Peccerillo A., Taylor S.R. (1976). Geochemistry of Eocene calc-alkaline volcanic rocks from the Kastamonu area, Northern Turkey.Contributions to Mineralogy and Petrology, 58(1), pp. 63–81.Khanna T.C. (2013). Geochemical evidence for a paired arc-back-arc association in the Neoarchean Gadwal greenstone belt, eastern Dharwar craton, India. Current Science, 104(5), pp. 632–640.Puchkov V.N. (2010). Geology of the Urals and Cis-Urals (actual problems of stratigraphy, tectonics, geodynamics and metallogeny). Ufa: DesignPoligraphService, 280 p. (In Russ.)Kosarev A.M., Puchkov V.N., Seravkin I.B., Kholodnov V.V., Grabezhtv 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.Richards J. (2011). Magmatic to hydrothermal metal fluxes in convergent and collided margin. Ore Geol. Rev., 40(1), pp. 1–26. DOI: 10.1016/j.oregeorev.2011.05.006MacLean, W.H., Barrett, T.J. (1993). Lithochemical techniques using immobile ele-ments. J. Geochem. Explor. 48, pp. 109–133. DOI: 10.1016/0375-6742(93)90002-4Richards J. (2022). Porphyry copper deposit formation in arcs: What are the odds? Geosphere, 18(1), pp. 130–155. doi: 10.1130/GES02086.1McDonough W.F., Sun S. (1995) The composition of the Earth. Chemical Geology, 120, pp. 223–253. doi: 10.1016/0009-2541(94)00140-4Seravkin I.B., Kosarev A.M., Salikhov D.N., Znamensky S.E., Rodicheva Z.I., Rykus M.V., Snachev V.I. (1992). Volcanism of the Southern Urals. Moscow: Nauka, 197 p. (In Russ.)Middlemost E.A.K. (1994). Naming materials in magma/igneous rock system. Earth Sci. Rev., 37, 2, pp. 15–224. doi: 10.1016/0012-8252(94)90029-9Shkolnik S.I., Reznitsky L.Z., Belichenko V.G., Barash I.G. (2009). Geochemistry, issues of petrogenesis and geodynamic position of metavolcanics of the Tunka terrane (Baikal-Khuvsgul region). Russian Geology and Geophysics, 50(9), pp. 1013–1024. (In Russ.)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). Mineralogy and petrology, 100, pp. 201–214. DOI: 10.1007/s00710-010-0134-6Sillitoe R.H. (2010). Porphyry Copper Systems. Econ. Geology, 105, pp. 3–41. DOI: 10.2113/GSECONGEO.105.1.3Pearce J.A. (2008). Geochemical f ingerprinting of oceanic basalts with applications to ophiolite classification and the search for Archean oceanic crust. Lithos, 100, pp. 14–48. doi: 10.1016/j. lithos.2007.06.016Spadea P., D’Antonio M., Kosarev A., Gorozhanina Ye., Brown D. (2002). Arccontinent collision in the Southern Urals: Petrogenetic aspects of the Forearc-arc Сomplex. Mountain Building in the Uralides: Pangea to the Present. Geophysical Monograph, 132, pp. 101–134.Peccerillo A., Taylor S.R. (1976). Geochemistry of Eocene calc-alkaline volcanic rocks from the Kastamonu area, Northern Turkey.Contributions to Mineralogy and Petrology, 58(1), pp. 63–81.White W.M., Klein E.M. (2014). Composition of the Oceanic Crust. Treatise on Geochemistry, Сh. 4.13, pp. 457–496. doi: 10.1016/B978-0-08-095975-7.00315-6Richards J. (2011). Magmatic to hydrothermal metal fl uxes in convergent and collided margin. Ore Geol. Rev., 40(1), pp. 1–26. DOI: 10.1016/j.oregeorev.2011.05.006Willson M. (1991). Igneous petrogenesis. A global tectonic approach. Harper Collins Academic, 466 p.Richards J. (2022). Porphyry copper deposit formation in arcs: What are the odds? Geosphere, 18(1), pp. 130–155. doi: 10.1130/GES02086.1Winchester J.A., Floyd P.A. (1986). Geochemical magma type discrimination: application to altered and metamorphosed igneous rock. Earth Planet. Sci. Lett., 28, pp. 459–469. DOI: 10.1016/0012-821x(76)90207-7Sillitoe R.H. (2010). Porphyry Copper Systems. Econ. Geology, 105, pp. 3–41. DOI: 10.2113/GSECONGEO.105.1.3Znamenky S.E., Artemyev D.A., Ankusheva N.N. (2022). REE in the Calcite of Au-Cu Porphyry Mineralization at the Kutuevsky Occurrence, South Urals: LA-ICP-MS Data. Geoshemistry International, 60(9), pp. 830–840. DOI: 10.1134/S0016702922090105Spadea P., D’Antonio M., Kosarev A., Gorozhanina Ye., Brown D. (2002). Arccontinent collision in the Southern Urals: Petrogenetic aspects of the Forearc-arc Сomplex. Mountain Building in the Uralides: Pangea to the Present. Geophysical Monograph, 132, pp. 101–134.Znamensky S.E., Holodnov V.V. (2018). Petrological-geochemical features of ore-bearing effusive and intrusive rocks of the Nikolaevskoe gold-porphyry deposit (the Southern Urals). Litosfera, 18(4), pp. 607–620. (In Russ.)White W.M., Klein E.M. (2014). Composition of the Oceanic Crust. Treatise on Geochemistry, Сh. 4.13, pp. 457–496. doi: 10.1016/B978-0-08-095975-7.00315-6Znamensky S.E., Kosarev A.M., Shafigullina G.T. (2019). Facies composition, geochemical features and geodynamic settings of the formation of the Late Emsian island-arc complexes of the Main Ural Fault zone in the Southern Urals. Geology Bulletin of Perm University, 18(1), pp. 1–16. (In Russ.)Willson M. (1991). Igneous petrogenesis. A global tectonic approach. Harper Collins Academic, 466 p.Znamensky S.E., Michurin S.V. (2013). Conditions for the formation of the Mindyak gold-sulfide deposit (Southern Urals): structural and isotopegeochemical aspects. Litosfera, 4, pp. 121–135. (In Russ.)Winchester J.A., Floyd P.A. (1986). Geochemical magma type discrimination: application to altered and metamorphosed igneous rock. Earth Planet. Sci. Lett., 28, pp. 459–469. DOI: 10.1016/0012-821x(76)90207-7Winchester J.A., Floyd P.A. (1986). Geochemical magma type discrimination: application to altered and metamorphosed igneous rock. Earth Planet. Sci. Lett., 28, pp. 459–469. DOI: 10.1016/0012-821x(76)90207-7

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