Đặc điểm khoáng vật học và geochemistry của khối núi Tartai, tỉnh kim loại Đông Siberia

Pleiades Publishing Ltd - Tập 57 - Trang 172-196 - 2015
M. Yu. Podlipsky1, A. S. Mekhonoshin2,3, N. D. Tolstykh1, A. V. Vishnevskiy1,4, G. V. Polyakov1
1Sobolev Institute of Geology and Mineralogy, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences, Novosibirsk, Russia
2Institute of Geochemistry, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences, Irkutsk, Russia
3Irkutsk State Technical University, Irkutsk, Russia
4Novosibirsk State University, Novosibirsk, Russia

Tóm tắt

Khối núi ultramafic-mafic Tartai nằm ở trung tâm của tỉnh kim loại Đông Siberia (PGE-Cu-Ni) (728-712 triệu năm), thuộc một phần của mép phía nam của nền craton Siberia. Khối đá này bao gồm dunite, peridotite, pyroxenite và gabbro là nơi chứa đựng khoáng hóa PGE-Cu-Ni với hàm lượng sulfide thấp. Khối núi được hình thành qua quá trình tinh thể phân đoạn của magma picritic và được cấu thành chủ yếu từ wehrlite, dunite, plagiowehrlite và olivine melanogabbro. Thành phần của olivine dao động từ Fo89.9 trong dunite đến Fo83 trong gabbro olivine melanocratic; clinopyroxene chủ yếu là augite. Chrome-spinels kết tinh ở mức độ oxy hóa thấp và có hàm lượng sắt cao. Khoáng vật sulfide phân bố (pentlandite và heazlewoodite) với hàm lượng PGE cao đã được xác định trong wehrlites. Pentlandite được làm giàu Fe và Co và nghèo S. Những đặc điểm này và sự liên kết của pentlandite với heazlewoodite cho thấy khoáng hóa sulfide hình thành trong khoảng nhiệt độ rộng (600-400°C) với hoạt động lưu huỳnh thấp (logfS2 từ −16 đến −9). PGM được đại diện bởi sperrylite chứa Ir, các hợp chất Pd-Cu-Sb với thành phần biến đổi, cũng như các hợp kim Pt-Fe-Cu và Pt-Cu. Xu hướng tiến hóa của hệ khoáng sản là từ các thành phần chủ yếu chứa Ni giai đoạn hình thành khoáng hóa phân bố đến thành phần giàu Cu trong giai đoạn sau magma. Tập hợp PGM từ các vành đai nặng khác với khoáng hóa gốc trong sự đa dạng rộng hơn về các loài khoáng vật và sự hiện diện của các platinoid chịu nhiệt. Sperrylite từ các vành đai nặng của khối núi Tartai phục vụ như một hướng dẫn tìm kiếm đáng tin cậy cho các mỏ sulfide Cu-Ni thuộc đá mẹ.

Từ khóa

#Tartai #khối núi #Đông Siberia #khoáng vật học #geochemistry #khoáng hóa PGE-Cu-Ni

Tài liệu tham khảo

Ariskin, A.A., Konnikov, E.G., Danyushevskii, L.V., et al., The Dovyren intrusive complex: problems of petrology and Ni sulfide mineralization, Geochem. Int., 2009, no. 5, pp. 425–453. Ariskin, A.A., Konnikov, E.G., Danyushevskii, L.V., et al., The Dovyren intrusive complex: geochemistry, petrology, and the history of sulfide saturation of parental magmas, in Ul’trabazit-bazitovye kompleksy skladchatykh oblastei i ikh minerageniya: Mater. IV Mezhdunar. konf. i III molodezhnoi shkoly-seminara (Mafic-Ultramafic Complexes of Folded Areas and their Minerageny: Proceedings of the IV Internat. Conf. and III Youth Workshop), Ulan-Ude: ID “Ekos”, 2012, pp.17–20. Ashworth, J.R., The role of magmatic reaction, diffusion and annealing in the evolution of coronitic microstructure in troctolitic gabbro from Risör, Norway: a discussion, Mineral. Mag., 1986, vol. 50, pp. 469–73. Barnes, S.J. and Kunilov, V.Y., Spinels and mg ilmenites from the Noril’sk and Talnakh intrusions and other mafic rocks of the Siberian Flood basalt province, Econ. Geol., 2000, vol. 95, pp. 1701–1717. Barnes, S.J. and Roeder, P.L., The range of spinel compositions in terrestrial mafic and ultramafic rocks, J. Petrol., 2001, vol. 42, no. 12, pp. 2279–2302. Barnes, S.J., Hill, R.E., and Evans, N.J., Komatiites and nickel sulfide ores of the Black Swan area, Yilgarn Craton, Western Australia. 3: komatiite geochemistry, and implications for ore forming processes, Miner. Deposita, 2004, vol. 39, pp. 729–751. Boynton, W.V., Geochemistry of the rare-earth elements: meteorite studies, in Rare Earth Element Cosmo-chemistry, Amsterdam: Elsevier, 1984, pp.63–114. Crawford, A.J., Falloon, T.J., and Green, D.H., Classification, petrogenesis and tectonic setting of boninites. Boninites and Related Rocks, London: Unwin Hyman, 1989. Ernst, R.E., Hamilton, M.A., and Soderlung, U., A proposed 725 Ma Dovyren-Kingash LIP of Southern Siberia, and possible reconstruction link with 725-715 Ma Franklin LIP of North Laurentia, in Abstr. vol. 35 Geol. Assoc. of Canada (GAC)-Mineralog. Assoc. of Canada (MAC), Joint Ann. Meeting Geosc. at Edge. May, 2012, pp. 27–29. Evstigneeva, T.L., Kudryavtsev, A.S., and Rudashevskii, N.S., Platinum-group elements from Yubdo (Ethiopia): new data, Mineral. Zh., 1992, vol. 14, no. 1, pp. 29–41. Gertner, I.F., Glazunov, O.M., and Morikio, T.I., et al., Isotope-geochemical limitations to the model of formation of the Kingash ultramafic-mafic massif (Eastern Sayan), in Petrologiya magmaticheskikh i metamorficheskikh kompleksov: Mater. Vseros. nauch. konf. (Petrology of Igneous and Metamorphic Complexes: Proceedings of All-Russia Scient. Conf.), Tomsk: TGU, 2005, issue 5, pp. 61–72. Glazunov, O.M., Bognibov, V.I., and Ekhanin, A.G., Kingashskoe platinoidno-medno-nikelevoe mestorozhdenie (The Kingash PGE-Cu-Ni deposit), Irkutsk: IGTU, 2003. Glazunov, O.M. and Radomskaya, T.A., Geochemical model of genesis of the Kingash Platinoid-Copper-Nickel deposit, Dokl. Earth Sci., 2010, vol. 430, no. 1, pp. 71–75. Henderson, P. and Wood, R.J., Reaction relationships of chromespinels in igneous rocksfurther evidence from the layered intrusions of Rhum and Mull, Inner Hebrides, Scotland, Contrib. Mineral. Petrol., 1982, vol. 78, pp. 225–229. Hodges, K.V., Geochronology and thermochronology in orogenic system, in Treatise on Geochemistry, Oxford: Elsevier, 2004, pp. 263–292. Irvine, T.N., Chromian spinel as a petrogenetic indicator, part 2. Petrologic applications, Can. J. Earth Sci., 1967, vol. 4, pp. 71–103. Kaneda, H., Takenouchi, S., and Shoji, T., Stability of pentlandite in the Fe-Ni-Co-S system, Miner. Deposita, 1986, vol. 21, no. 3, pp. 169–180. Kislov, E.V., Ioko-Dovyrenskii rassloennyi massiv (Yoko-Dovyren layered massif), Ulan-Ude: BNTs SO RAN, 1998. Kolonin, G.R., Orsoev, D.A., Sinyakova, E.F., and E. V. Kislov, The Ni/Fe ratio in pentlandite as an indicator of sulfur fugacity during the formation of PGE-bearing mineralization in the Yoko-Dovyren massif, Dokl. Earth Sci., 2000, vol. 370, no. 1, pp. 75–79. Konnikov, E.G., Differentsirovannye giperbazit-bazitovye kompleksy dokembriya Zabaikal’ya: Petrologiya i rudoobrazovanie (Differentiated Ultramafic-Mafic Complexes of the Precambrian of Transbaikalia: Petrology and Ore Formation), Novosibirsk: Nauka, 1986. Konnikov, E.G., Kacharovskaya, L.N., Zaguzin, G.N., et al., Peculiarities of the composition of major minerals of sulfide ores from the Baikalskoe copper-nickel deposit, Geol. Geofiz., 1990, vol. 31, no. 2, pp. 59–66. Krivenko, A.P., Izokh, A.E., Tolstykh, N.D., et al., The stability of platinum- and palladium-bearing minerals during destruction of sulfide ores, Dokl. Akad. Nauk, 1995, vol. 342, no. 5, pp. 640–643. Larikova, T.L., Genesis of drusitic (corona) textures around olivine and orthopyroxene during metamorphism of gabbroids in Northern Belomorie, Karelia, Petrology, 2000, vol. 8, no. 4, pp. 384–401. Lavrent’ev, Yu. and Usova, L., New version of the KARAT program for quantitative X-ray spectral analysis, Zh. Anal. Khim., 1994, vol. 49, no. 5, pp. 462–468. Leake, D.E., Woolley, A.R., Arps, C.E.S., et al., Nomenclature of amphiboles: report of the subcommittee on amphiboles of the international mineralogical association, commission on new minerals and mineral names, Can. Mineral., 1997, vol. 35, pp. 219–246. Mekhonoshin, A.S. and Kolotilina, T.B., Petrological-geochemical features of ultrabasites from the southern framing of the Siberian craton and exploration criteria for Ni sulfide ores, Rudy Met., 2006, no. 6, pp. 26–30. Mekhonoshin, A.S. and Kolotilina, T.B., Sulfide PGE-Ni mineralization in massifs of the Gutara-Uda metallogenic zone (southern Siberia), in Ul’trabazit-bazitovye kompleksy skladchatykh oblastei i svyazannye s nimi mestorozhdeniya: Mater. tret’ei mezhdunar. konf. (Ultramafic-Mafic Complexes of Folded Areas and Related Deposits: Proceedings of the 3rd Intern. Conf.), Yekaterinburg, 2009, vol. 2, pp. 49–51. Mekhonoshin, A.S., Kolotilina, T.B., and Doroshkov, A.A., Formation types and mineralization of ultramafic-mafic complexes of the Alkhadyr terrane, Izv. Sib. Otd. Sek. Nauk o Zemle Ross. Akad. Estestv. Nauk. Geologiya, poiski i razvedka rudnykh mestorozhdenii, 2011, vol. 38, no. 1, pp. 40–47. Mekhonoshin, A.S., Volkova, N.I., and Kolotilina, T.B., Metamosphism of the Alkhadyr terrane (Eastern Sayan), in Korrelyatsiya altaid i uralid: magmatizm, metamorfizm, stratigrafiya, geokhronologiya i metallogenicheskoe prognozirovanie: Mater. Rossiisko-Kazakhstanskogo nauch. soveshch (Correlation of Altaids and Uralids: Magmatism, Metamorphism, Stratigraphy, Geochronology, and Metallogenic Prediction: Proceedings of Russian-Kazakhstan Scientific Meeting), Novosibirsk: SO RAN, 2012, pp. 47–50. Mekhonoshin, A.S., Tolstykh, N.D., Podlipsky, M.Yu., et al., PGE mineralization of dunite-wehrlite massifs at the Gutar-Uda interfluve, Eastern Sayan, Geol. Ore Deposits., 2013, vol. 55, no. 3, pp. 162–175. Melcher, F. and Lodziak, J., Platinum-group minerals of concentrates from the Driekop platinum pipe, Eastern Bushveld complex-Tribute to Eugen F. Stumpfl, N. Jb. Mineral. Abh, 2007, vol. 183, no. 2, pp. 173–195. Orsoev, D.A., Rudashevskii, N.S., Kretser, Yu.L., et al., Precious metal mineralization in low sulfide ores of the Yoko-Dovyren layered massif, Northern Baikal region, Dokl. Earth Sci, 2003, vol. 390, no. 4, pp. 545–549. Pavlov, N.V., Chemical composition of chromespinels in relation to petropgraphic composition of rocks of ultramafic intrusions, Trans. Inst. Geol. Nauk AN SSSR, Ser. Rudn. Mestorozhd., vol. 103, no. 13, 1949. Polyakov, G.V., Izokh, A.E., and Krivenko, A.P., Pt-bearing ultramafic-mafic formations of mobile belts of Central and Southeastern Asia, Geol. Geofiz., 2006, vol. 47, no. 12, pp. 1227–1241. Polyakov, G., Izokh, A., Tolstykh, N., et al., Precambrian Pt-Cu-Ni province of southern periphery of Siberian Platform, in Large Igneous Provinces of Asia: Mantle Plumes and Metallogeny. Int. Symp., Irkutsk: Russia Aug., 20–28, 2011. Abstract vol., Irkutsk, 2011, pp.193–195. Polyakov, G.V. and Izokh, A.E., Perspectives of expansion of the Precambrian platinum-bearing potential of the southern Siberian platform, in Platina Rossii (Platinum of Russia), Krasnoyarsk, 2011, vol. VII, pp. 264–274. Polyakov, G.V., Tolstykh, N.D., Mekhonoshin, A.S., et al., Ultramafic-mafic igneous complexes of the Precambrian East Siberian metallogenic province (southern framing of the Siberian craton): age, composition, origin and ore potential, Geol. Geofiz., 2013, vol. 54, no. 11, pp. 1689–1704. Rajamani, V. and Prewitt, C.T., Crystal chemistry of natural pentlandites, Can. Mineral., 1973, vol. 12, no. 3, pp. 178–187. Remaidi, M., Etude geochimique de l’association harzburgite, dunite et pyroxenite de l’Arroyo de la Cala (Massif de Ronda, Espagne). Montpellier 2 (France), Montpellier, 1993. Revillon, S., Arndt, N.T., Chauvel, C., et al., Geochemical study of ultramafic volcanic and plutonic rocks from Gorgona island, Colombia: the plumbing system of an oceanic plateau, J. Petrol., 2000, vol. 41, pp. 1127–1153. Sharkov, E.V., Krasivskaya, I.S., and Chistyakov, A.V., Dispersed mafic-ultramafic intrusive magmatism in Early Paleoproterozoic mobile zones of the Baltic Shield: an example of the Belomorian drusite (coronite) complex, Petrology, 2004, vol. 12, no. 6, pp. 561–582. Sidorov, E.G., Kozlov, A.P., Osipenko, A.B., et al., Gal’moenantskii bazit-giperbazitovyi massiv i ego platinonosnost’ (Galmoenant Mafic-Ultramafic Massif and its Platinum-Bearing Potential), Moscow: Nauchnyi mir, 2012. Stumpfl, E.F., Some new platinoid-rich minerals, identified with the electron microanalyser. (with Plate XVII), Mineral. Mag., 1961, vol. 32, no. 254, pp. 833–847. Sun, S.S. and McDonough, W.F., Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes, Spec. Publ.-Geol. Soc. London, vol. 2, no. 1, 1989, pp. 313–345. Tolstykh, N.D. and Podlipsky, M.Yu., Heavy concentrate halo as prospecting guides for PGE mineralization, Geol. Ore Deposits., 2010, vol. 52, no. 3, pp. 196–214. Tomilenko, A.A. and Kovyazin, S.V., Development of corona textures around olivine in anorthosites of the Korosten Pluton, Ukrainian Shield: mineralogy, geochemistry, and fluid inclusions, Petrology, 2008, vol. 16, no. 1, pp. 87–103. Turner, S.P. and Stuwe, K., Low pressure corona textures between olivine and plagioclase in gabbros from Black Hill, South Australia, Mineral. Mag., 1992, vol. 56, pp. 503–509. Vaughan, D.J. and Craig, J.R., Mineral Chemistry of Metal Sulfides, London: Cambridge University Press, 1978. Xiang, W., Griffin, W.L., Jie, C., et al., U and Th contents and Th/U ratios of zircon in felsic and mafic magmatic rocks: improved zircon-melt distribution coefficients, Acta Geol. Sin., 2011, vol. 85, no. 1, pp. 64–174. Yakovleva, A.K., Osokin, A.S., Dokuchaeva, V.S., et al., Analizy mineralov medno-nikelevykh mestorozhdenii Kol’skogo poluostrova (Analysis of Minerals from Cu-Ni Deposits of the Kola Peninsula), Apatity: Izd-vo Kol’skogo filiala AN SSSR, 1983. Yurichev, A.N., Chernyshov, A.I., and Konnikov, E.G., The Talazhin plagiodunite-troctolite-anorthosite-gabbro massif (East Sayan: petrogeochemistry and ore potential, Geol. Geofiz., 2013, vol. 54, no. 2, pp. 219–236.