Submit an Article
Become a reviewer
Online First
Research article
Geology

Lamprophyres of the Peshchernoe gold deposit, their geological position, material composition, and metasomatic alterations (Northern Urals)

Authors:
Dmitrii V. Kuznetsov1
Sergei Yu. Stepanov2
Andrei V. Butnyakov3
Viktoriya S. Igosheva4
About authors
  • 1 — Leading Engineer The Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry of the Ural Branch of the RAS ▪ Orcid
  • 2 — Ph.D. Senior Researcher South Urals Federal Research Center of Mineralogy and Geoecology of the Urals Branch of the RAS
  • 3 — Deputy Director Ural branch of Polymetal UK
  • 4 — Research Engineer The Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry of the Ural Branch of the RAS ▪ Orcid
Date submitted:
2023-03-01
Date accepted:
2024-06-03
Online publication date:
2024-09-30

Abstract

The article presents the first data on biotite-hornblende lamprophyres discovered at the Peshchernoe gold deposit. We consider the geological position of lamprophyre dikes in the deposit structure and the relationship of these rocks with tectonically weakened and mineralized zones. The data on the structural position of mineralized zones, faults, dike bodies, metasomatic halos, and host volcanogenic-sedimentary rocks confirm the tectonic nature of the Peshchernoe deposit alteration system. Lamprophyre dikes are pre-ore, as evidenced by the superimposed metasomatic mineral associations. We assume that dikes of andesitic rocks, lamprophyres, and subsequently hydrothermal fluids, including ore-bearing ones, were intruded along the fault zone of northeastern strike at different geological times. The description of mineralogical and chemical transformations of lamprophyres, which occurred as a result of alteration, is given. Two stages of metasomatism are distinguished: carbon dioxide (beresitization-listvenitization) and subsequent alkaline (sodic metasomatism). During carbon dioxide metasomatism, dark-coloured minerals are replaced by chlorite, albitization and sericitization of plagioclase occur, and ferruginous dolomite is formed under the influence of a signifi-cant supply of CO 2 . Alkaline (sodic) metasomatism is superimposed on the mineral metasomatic paragenesis of the first stage. We consider metasomatic zoning during sodic metasomatism, manifested in one of the spessartite dikes. Chlorite and relics of magmatic dark-coloured minerals are replaced by magnesite, the supply of Na leads to the appearance of newly formed albite, and the supply of S leads to the formation of pyrite, which concentrates iron from other minerals. As a result of the sodic metasomatism, iron content in carbonates decreases in the direction from the outer metasomatic zone to the inner one. We conclude that it was the alkaline-sulphide sodium solutions that performed the ore-bearing function, and beresitization and listvenitization prepared a favourable environment for ore deposition.

Keywords:
gold Peshchernoe deposit lamprophyres beresitization-listvenitization sodic metasomatism Krasnoturinskii ore cluster Northern Urals
Online First

References

  1. Dirks P.H.G.M., Sanislav I.V., van Ryt M.R. et al. Chapter 8: The World-Class Gold Deposits in the Geita Greenstone Belt, Northwestern Tanzania / Geology of the World’s Major Gold Deposits and Provinces. Society of Economic Geologists, 2020. Special Publication. № 23. P. 163-183. DOI: 10.5382/SP.23.08
  2. Dubé B., Mercier-Langevin P., Ayer J. et al. Chapter 3: Gold Deposits of the World-Class Timmins-Porcupine Camp, Abitibi Greenstone Belt, Canada / Geology of the World’s Major Gold Deposits and Provinces. Society of Economic Geologists, 2020. Special Publication. № 23. P. 53-80. DOI: 10.5382/SP.23.03
  3. Mueller A.G., Hagemann S.G., McNaughton N.J. Neoarchean orogenic, magmatic and hydrothermal events in the Kalgoorlie-Kambalda area, Western Australia: constraints on gold mineralization in the Boulder Lefroy-Golden Mile fault system // Mineralium Deposita. 2020. Vol. 55. Iss. 4. P. 633-663. DOI: 10.1007/s00126-016-0665-9
  4. Seltmann R., Goldfarb R.J., Zu B. et al. Chapter 24: Muruntau, Uzbekistan: The World’s Largest Epigenetic Gold Deposit / Geology of the World’s Major Gold Deposits and Provinces. Society of Economic Geologists, 2020. Special Publication. № 23. P. 497-521. DOI: 10.5382/SP.23.24
  5. Goldfarb R.J., Pitcairn I. Orogenic gold: is a genetic association with magmatism realistic? // Mineralium Deposita. 2023. Vol. 58. Iss. 1. P. 5-35. DOI: 10.1007/s00126-022-01146-8
  6. Rock N.M.S., Finlayson E.J. Petrological affinities of intrusive rocks associated with the giant mesothermal gold deposit at Porgera, Papua New Guinea // Journal of Southeast Asian Earth Sciences. 1990. Vol. 4. Iss. 3. P. 247-257. DOI: 10.1016/S0743-9547(05)80018-2
  7. Kadel-Harder I.M., Spry P.G., Layton-Matthews D. et al. Paragenetic relationships between low- and high-grade gold mineralization in the Cripple Creek Au-Te deposit, ColoraDo: Trace element studies of pyrite // Ore Geology Reviews. 2020. Vol. 127. № 103847. DOI: 10.1016/j.oregeorev.2020.103847
  8. Kelley K.D., Jensen E.P., Rampe J.S., White D. Chapter 17: Epithermal Gold Deposits Related to Alkaline Igneous Rocks in the Cripple Creek District, Colorado, United States / Geology of the World’s Major Gold Deposits and Provinces. Society of Economic Geologists, 2020. Special Publication. № 23. P. 355-373. DOI: 10.5382/SP.23.17
  9. Bettles K. Chapter 13: Exploration and Geology, 1962 to 2002, at the Goldstrike Property, Carlin Trend, Nevada / Integrated Methods for Discovery: Global Exploration in the Twenty-First Century. Society of Economic Geologists, 2002. Special Publication. № 9. P. 275-298. DOI: 10.5382/SP.09.13
  10. Emsbo P., Hofstra A.H., Lauha E.A. et al. Origin of High-Grade Gold Ore, Source of Ore Fluid Components, and Genesis of the Meikle and Neighboring Carlin-Type Deposits, Northern Carlin Trend, Nevada // Economic Geology. 2003. Vol. 98. № 6. P. 1069-1105. DOI: 10.2113/gsecongeo.98.6.1069
  11. Dobak P.J., Robert F., Barker S.L.L. et al. Chapter 15: Goldstrike Gold System, North Carlin Trend, Nevada, USA / Geol-ogy of the World’s Major Gold Deposits and Provinces. Society of Economic Geologists, 2020. Special Publication. № 23. P. 313-334. DOI: 10.5382/SP.23.15
  12. Hart C. Reduced Intrusion-Related Gold Systems / Mineral Deposits Division. A Synthesis of Major Deposit Types, District Metallogeny, the Evolution of Geological Provinces and Exploration Methods. Geological Association of Canada, Mineral Deposits Division, 2007. Special Publication. № 5. P. 95-112.
  13. Коробейников А.Ф., Гусев А.И., Красова А.С. Восстановленные интрузивно-гидротермально-метасоматические зо-лоторудные системы // Известия Томского политехнического университета. 2012. Т. 321. № 1. С. 16-22.
  14. Шатова Н.В., Молчанов А.В., Терехов А.В. и др. Рябиновое медно-золото-порфировое месторождение (Южная Якутия): геологическое строение, геохимия изотопов благородных газов и изотопное (U-Pb, Rb-Sr, Re-Os) датирование око-лорудных метасоматитов и оруденения // Региональная геология и металлогения. 2019. Т. 77. С. 75-97.
  15. Артемьев Д.С., Крымский Р.Ш., Беляцкий Б.В., Ашихмин Д.С. Возраст оруденения Майского золоторудного место-рождения (Центральная Чукотка): результаты Re-Os изотопного датирования // Записки Горного института. 2020. Т. 243. С. 266-278. DOI: 10.31897/PMI.2020.3.266
  16. Hodgson C.J., Troop D.G. A new computer-aided methodology for area selection in gold exploration; a case study from the Abitibi greenstone belt // Economic Geology. 1988. Vol. 83. № 5. P. 952-977. DOI: 10.2113/gsecongeo.83.5.952
  17. Rock N.M.S., Groves D.I., Perring C.S., Golding S.D. Gold, Lamprophyres, and Porphyries: What Does Their Association Mean? / The Geology of Gold Deposits: The Perspective in 1988. The Economic Geology Publishing Company, 1989. Economic Geology Monograph 6. P. 609-625. DOI: 10.5382/Mono.06.47
  18. Rock N.M.S. Lamprophyres. New York: Springer, 1991. 285 p. DOI: 10.1007/978-1-4757-0929-2
  19. Ферштатер Г.Б., Знаменский С.Е., Бородина Н.С. Возраст и геохимия Пластовского золотоносного массива // Ежегодник-2008. Труды Института геологии и геохимии УрО РАН. 2009. Вып. 156. С. 276-282.
  20. Бородаевский Н.И., Бородаевская М.Б. Березовское рудное поле (геологическое строение). М.: Металлургиздат, 1947. 264 с.
  21. Спиридонов Э.М., Бакшеев И.А., Филимонов С.В. Хромшпинелиды и генезис дозолоторудных спессартитов Бере-зовского рудного поля, Средний Урал / Магматизм, метаморфизм и глубинное строение Урала. Тезисы докладов VI Ураль-ского петрографического совещания. В 2 томах. Т. 2. Екатеринбург: Институт геологии и геохимии УрО РАН, 1997. С. 228-229.
  22. Бакшеев И.А., Беляцкий Б.В. Sm-Nd и Rb-Sr изотопные системы шеелита Березовского золоторудного месторожде-ния (Средний Урал) // Литосфера. 2011. T. 4. C. 110-118.
  23. Сазонов В.Н., Мурзин В.В., Григорьев Н.А., Гладковский Б.А. Эндогенное оруденение девонского андезитоидного вулкано-плутонического комплекса (Урал). Свердловск: УрО АН СССР, 1991. 183 с.
  24. Викентьев И.В., Тюкова Е.Э., Мурзин В.В. и др. Воронцовское золоторудное месторождение. Геология, формы зо-лота, генезис. Екатеринбург: Форт Диалог-Исеть, 2016. 204 с.
  25. Азовскова О.Б., Ровнушкин М.Ю., Сорока Е.И. Петрохимические особенности дайкового комплекса Воронцовского золоторудного месторождения (Северный Урал) // Известия Уральского государственного горного университета. 2019. Вып. 1 (53). С. 18-27 (in English). DOI: 10.21440/2307-2091-2019-1-18-27
  26. Нечкин Г.С., Ровнушкин М.Ю. Сульфидная околодайковая минерализация на Воронцовском месторождении золота (Ауэрбаховский комплекс, Северный Урал) // Ежегодник-2010. Труды Института геологии и геохимии УрО РАН. 2011. Вып. 158. С. 187-190.
  27. Минина О.В. Ауэрбаховская комплексная рудно-магматическая система на Среднем Урале // Отечественная геология. 1994. № 7. С. 17-23.
  28. Ожерельева А.В., Арифулов Ч.Х., Арсентьева И.В. Золотоносность Ауэрбаховского вулканоплутонического пояса (Северный, Приполярный, Полярный Урал) // Отечественная геология. 2014. № 2. С. 4-19.
  29. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1:200 000 (второе поколение). Серия Средне-Уральская. Лист О-41-I (Серов). Объяснительная записка. СПб: ВСЕГЕИ, 2017. 260 с.
  30. Несис В.Н., Мотов А.П., Бутняков А.В. Геохимические признаки и границы золоторудных полей района месторо-ждений Горнячка и Пещерное, Северный Урал // Руды и металлы. 2020. № 1. С. 32-38. DOI: 10.24411/0869-5997-2020-10003
  31. Пучков В.Н. Геология Урала и Приуралья (актуальные вопросы стратиграфии, тектоники, геодинамики и металло-гении). Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2010. 280 с.
  32. Hawthorne F.C., Oberti R., Harlow G.E. et al. Nomenclature of the amphibole supergroup // American Mineralogist. 2012. Vol. 97. № 11-12. P. 2031-2048. DOI: 10.2138/am.2012.4276
  33. Bosi F., Biagioni C., Pasero M. Nomenclature and classification of the spinel supergroup // European Journal of Mineralogy. 2019. Vol. 31. № 1. P. 183-192. DOI: 10.1127/ejm/2019/0031-2788
  34. Pasero M., Kampf A.R., Ferraris C. et al. Nomenclature of the apatite supergroup minerals // European Journal of Mineralogy. 2010. Vol. 22. № 2. P. 163-179. DOI: 10.1127/0935-1221/2010/0022-2022
  35. Droop G.T.R. A general equation for estimating Fe3+ concentrations in ferromagnesian silicates and oxides from microprobe analyses, using stoichiometric criteria // Mineralogical Magazine. 1987. Vol. 51. Iss. 361. P. 431-435. DOI: 10.1180/minmag.1987.051.361.10
  36. Азовскова О.Б., Сорока Е.И., Ровнушкин М.Ю., Солошенко Н.Г. Sm-Nd-изотопия даек Воронцовского золоторудно-го месторождения (Северный Урал) // Вестник геонаук. 2020. № 9 (309). С. 3-6 (in English). DOI: 10.19110/geov.2020.9.1
  37. Sun S.-S., McDonough W.F. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes / Magmatism in the Ocean Basins. London: Geological Society, 1989. Special Publication. № 42. P. 313-345. DOI: 10.1144/GSL.SP.1989.042.01.19
  38. Казицын Ю.В., Рудник В.А. Руководство к расчету баланса вещества и внутренней энергии при формировании ме-тасоматических пород. М.: Недра, 1968. 364 с.
  39. Заварицкий А.Н. Избранные труды. В 4 томах. Т. 4. М.: Академия наук СССР, 1963. 727 с.
  40. Сазонов В.Н. Лиственитизация и оруденение. М.: Наука, 1975. 172 с.
  41. Омельяненко Б.И. Околорудные гидротермальные изменения пород. М.: Недра, 1978. 215 с.
  42. Сазонов В.Н. Золотопродуктивные метасоматические формации подвижных поясов (геодинамические обстановки и РТХ-параметры формирования, прогностическое значение). Екатеринбург: Уральская государственная горно-геологическая академия, 1998. 181 с.
  43. Плющев Е.В., Шатов В.В., Кашин С.В. Металлогения гидротермально-метасоматических образований. СПб: ВСЕГЕИ, 2012. Т. 354. 560 с.
  44. Сазонов В.Н., Огородников В.Н., Коротеев В.А., Поленов Ю.А. Месторождения золота Урала. Екатеринбург: Уральская государственная горно-геологическая академия, 2001. 622 с.
  45. Толочко С.А., Десюк М.А. Геологические особенности золоторудного месторождения «Пещерное» (Свердловская область) / Практика геологов на производстве: Сборник трудов VII Всероссийской студенческой научно-практической конференции, 3 декабря 2022, Россия. Ростов-на-Дону; Таганрог: Издательство Южного федерального университета, 2022. С. 46-48.
  46. Коржинский Д.С. Теория метасоматической зональности. М.: Наука, 1982. 104 с.
  47. Звягинцев О.Е., Паульсен И.А. О растворимости золота в гидросульфидах щелочей // Известия сектора по изучению платины. 1940. Вып. 17. С. 101-110.
  48. Летников Ф.А., Вилор Н.В. Золото в гидротермальном процессе. М.: Недра, 1981. 224 с.
  49. Qingjuan Wen, Yufeng Wu, Xiu Wang et al. Researches on preparation and properties of sodium polysulphide as gold leaching agent // Hydrometallurgy. 2017. Vol. 171. P. 77-85. DOI: 10.1016/j.hydromet.2017.04.008
  50. Sudova M., Kanuchova M., Sisol M. et al. Possibilities for the Environmental Processing of Gold-Bearing Ores // Separa-tions. 2023. Vol. 10. Iss. 7. № 384. DOI: 10.3390/separations10070384
  51. Baker T., Lang J.R. Fluid inclusion characteristics of intrusion-related gold mineralization, Tombstone–Tungsten magmatic belt, Yukon Territory, Canada // Mineralium Deposita. 2001. Vol. 36. Iss. 6. P. 563-582. DOI: 10.1007/s001260100189
Access statistics
Abstract Views
0
Full-Text Views
0
Cited
Scopus:
0
Crossref:
0
Article Menu

Similar articles

Paleoproterozoic Saltakh Pluton, Anabar Shield: mineralogical composition, age and a geodynamic setting
2024 Nikolai I. Gusev, Lyudmila Yu. Romanova
A new insight into recording the mineral composition of carbonate reservoirs at well killing: experimental studies
2024 Vasilii I. Chernykh, Dmitrii A. Martyushev, Inna N. Ponomareva
Promising reagents for the extraction of strategic metals from difficult-to-enrich mineral raw materials
2024 Tamara N. Matveeva, Nadezhda K. Gromova, Lyudmila B. Lantsova
Evaluation of the impact of the distance determination function on the results of optimization of the geographical placement of renewable energy sources-based generation using a metaheuristic algorithm
2024 Andrei M. Bramm, Stanislav A. Eroshenko
Substantiation of the optimal performance parameters for a quarry during the stage-wise development of steeply dipping ore deposits
2022 Sergey I. Fomin, Maxim P. Ovsyannikov
Analysing the problems of reproducing the mineral resource base of scarce strategic minerals
2024 Natalya V. Pashkevich, Vera Sergeevna Khloponina, Nikolai A. Pozdnyakov, Anastasiya A. Avericheva