Mineralogy and petrogenesis of intrusive rocks of the Kutuevsky Au-Cu-porphyry ore occurrence (Southern Urals)

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Research subject. Mineralogical, petrological and geochemical features and formation conditions of gabbro-diorites and diorites composing the ore-bearing intrusions of the Kutuevsky Au-Cu porphyry ore occurrence in the Main Uralian Fault zone (Southern Urals).Materials and Methods. The content of rock-forming oxides was determined by the wet chemistry analysis, trace elements – by ICP-MS (ELAN 9000 mass spectrometer) and ICP-AES (ICPE-9000 atomic emission spectrometer). The study of the chemical composition of minerals was carried out using a Tescan Vega Compact scanning electron microscope with an Oxford Instruments Xplorer 15 energy-dispersive analyzer. P-T formation parameters were assessed using mineral geothermobarometers.Results and conclusions. The rock-forming minerals of gabbro-diorites and diorites are plagioclase with primary composition close to andesine (An = 32.83–34.43%) and clinopyroxene, represented by augite (Wo43.9–44.0En45.2–45.5Fs10.6–10.8) and diopside (Wo45.2–47.9En42.1–44.8Fs9.2–10.3). Accessory minerals include zircon, magnetite, titanite, apatite, and titanomagnetite. Clinopyroxene is largely replaced by green hornblende (6.956–7.169 a.f.u. Si, 0.73–0.76 Mg/(Mg+Fe2+)) of unknown genetic nature. Clinopyroxene crystallization occurred at T = 1010–1072°C and P = 1.35–1.78 kbar. The intrusive rocks of the Kutuevsky ore occurrence and other porphyry occurrences of the MUF zone in the Southern Urals have similar petro-geochemical characteristics that correspond to igneous rocks formed at the early stages of development of ensimatic island arcs. They have a moderate potassium composition, normal alkalinity, calc-alkaline or transitional tholeiitic-calc-alkaline composition. Spinel peridotites of the lithospheric mantle, metasomatized by subduction fluids, are assumed to be the source of magmas for gabbro-diorites and diorites of the ore occurrence. Crust contamination processes also influenced the composition.

About the authors

S. E. Znamensky

Institute of Geology, UFRC RAS

Email: Znamensky_Sergey@mail.ru

References

  1. Андреев 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. Отеч. геология, (4), 3-17.
  2. Аранович Л.Я., Бортников Н.С., Борисов А.А. (2020) Океанический циркон как петрогенетический индикатор. Геология и геофизика, 61(5-6), 685-700.
  3. Богатиков О.А., Цветков А.А. (1988) Магматическая эволюция островных дуг. М.: Наука, 248 с.
  4. Грабежев А.И. (2014) Юбилейное Cu-Au-порфировое месторождение (Южный Урал, Россия): SHRIMPII U-PB-возраст циркона и изотопно-геохимические особенности рудоносных гранитоидов. Докл. РАН., 454(3), 315-318.
  5. Грабежев А.И., Белгородский Е.А. (1992) Продуктивные гранитоиды и метасоматиты медно-порфировых месторождений. Екатеринбург: Наука, 199 с.
  6. Грабежев А.И., Шардакова Г.Ю., Ронкин Ю.Л., Азовскова О.Б. (2017) Систематика U-Pb возрастов цирконов из гранитоидов медно-порфировых месторождений Урала. Литосфера, 17(5), 113-126. https://doi.org/10.24930/1681-9004-2017-17-5-113-126
  7. Знаменский С.Е. (2021) Петролого-геохимические характеристики пород Вознесенского интрузивного массива (Южный Урал): к вопросу о составе и источниках магм, продуцирующих золотои меднопорфировое оруденение. Литосфера, 21(3), 365-385. https://doi.org/10.24930/1681-9004-2021-21-3-365-385
  8. Знаменский 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. Вестн. Перм. ун-та. Геология, 18(1), 1-16.
  9. Знаменский C.Е., Косарев А.М., Шафигуллина Г.Т. (2022) Карагайкульское золото-порфировое рудопроявление (Южный Урал): геология и петрогенезис интрузивных пород, состав минералов околорудных метасоматитов и руд. Георесурсы, 24(3), 187-196. https://doi.org/10.18599/grs.2022.3.16
  10. Знаменский С.Е., Холоднов В.В. (2018) Петролого-геохимические особенности рудовмещающих эффузивных и интрузивных пород Николаевского месторождения золото-порфирового типа (Южный Урал). Литосфера, (4), 607-620. https://doi.org/10.24930/1681-9004-2018-18-4-607-620
  11. Косарев А.М., Пучков В.Н., Серавкин И.Б. (2005) Петролого-геохимические особенности раннедевонско-эйфельских островодужных вулканитов Магнитогорской мегазоны в геодинамическом аспекте. Литосфера, (4), 22-41.
  12. Кривцов А.И. (1983) Геологические основы прогнозирования и поисков медно-порфировых месторождений. М.: Недра, 256 с.
  13. Маслов В.А., Артюшкова О.В. (2010) Стратиграфия и корреляция девонских отложений Магнитогорской мегазоны Южного Урала. Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 288 с.
  14. Плотинская О.Ю. (2023) Порфирово-эпитермальные системы Урала: источники вещества, эволюция и зональность. Автореф. дисс. … д-ра геол.-мин. наук. М.: ИГЕМ РАН, 39 с.
  15. 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.
  16. Шишаков В.Б., Сергеева Н.Е., Сурин С.В. (1988) Вознесенское медно-порфировое месторождение на Южном Урале. Геология руд. месторождений, (2), 85-90.
  17. Школьник 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), 1013-1024.
  18. 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. Contrib. Mineral. Petrol., 134(1), 33-51.
  19. Di 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 Contrib. Mineral. Petrol., 137, 15-35. https://doi.org/10.1007/s004100050579
  20. Ellam R.M. (1992) Lithospheric thickness as a control on basalt geochemistry. Geology, 20(2), 153-156.
  21. Féménias O., Mercier J., Nkono C., Diot H., Berza T., Tatu M., Demaiffe D. (2006) Calcic amphibole growth and compositions in calc-alkaline magmas: Evidence from the Motru Dike Swarm (Southern Carpathians, Romania). Amer. Miner., 91, 73-81.
  22. Kay S.M., Mpodozis C. (2001) Central Andean ore deposits linked to evolving shallow subduction system and thickening crust. GSA today, 11, 4-9.
  23. 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 copperporphyry mineralization in the Main Uralian Fault zone (Southern Urals). Dokl. Earth Sci., 495(1), 1317-1321. https://doi.org/10.1134/S1028334X1411004X
  24. Leake B.E. (1978) Nomenclature of amphiboles. Amer. Miner., 63, 1023-1052.
  25. MacLean W.H., Barrett T.J. (1993) Lithochemical techniques using immobile elements. J. Geochem. Explor., 48, 109-133.
  26. McDonough W.F., Sun S. (1995) The composition of the Earth. Chem. Geol., 120, 223-253. https://doi.org/10.1016/0009-2541(94)00140-4
  27. Middlemost E.A.K. (1994) Naming materials in magma/igneous rock system. Earth Sci. Rev., 37, 215-224. https//doi: 10.1016/0012-8252(94)90029-9
  28. Miyashiro A. (1973) The Troodos ophiolitic complex was probably formed in an island arc. Earth Planet. Sci. Lett., 19, 218-224. https//doi: 10.1016/0012-821x(73)90118-0
  29. Moore G., Carmichael I.S.E. (1998) The hydrous phase equilibria (to 3 kbar) of an andesite and basaltic andesite from western Mexico: Constraints on water content and conditions of phenocryst growth. Contrib. Mineral. Petrol., 130, 304-319.
  30. Morimoto N., Fabries J, Ginzburg A.K., Ross M., Seifert M.F.A., Zussman J.K., Aoki J.K., Gottardi G. (1988) Nomenclature of pyroxenes. Amer. Miner., 73, 1123-1133.
  31. Neave D., Putirka K.D. (2017) A new clinopyroxene-liquid barometer, and implications for magma storage pressures under Icelandic rift zones. Amer. Miner., 102, 777-794.
  32. Pearce J.A. (2008) Geochemical f ingerprinting of oceanic basalts with applications to ophiolite classification and the search for Archean oceanic crust. Lithos, 100, 14-48. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2007.06.016
  33. Pearce J.A. (2014) Immobile Element Fingerpriting of Ophiolites. Elements, 10, 101-108.
  34. Plotinskaya 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 Geol. Rev., 85, 153-173. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2016.07.002
  35. Putirka K.D. (2008) Thermometers and Barometers for Volcanic Systems. Rev. Mineral. Geochem., 69, 61-120. https://doi.org/10.2138/rmg.2008.69.3
  36. Putirka K.D. (2016) Amphibole thermometers and barometers for igneous systems and some implications for eruption mechanisms of felsic magmas at arc volcanoes. Amer. Miner., 101, 841-858. http://doi.org/10.2138/am-2016-5506
  37. Putrica K.D., Busby C. (2007) The tectonic significance of high-K2O volcanism in the Sierra Nevada, California. Geology, 35(10), 923-926.
  38. Putirka K.D., Mikaelian H., Ryerson F., Shaw H. (2003) New clinopyroxene-liquid thermobarometers for mafic, evolved, and volatile-bearing lava compositions, with applications to lavas from Tibet and the Snake River Plain, Idaho. Amer. Miner., 88, 1542-1554. https://doi.org/10.2138/am-2003-1017
  39. Wang X., Hou T., Wang M., Zhang C., Zhang Z., Pan R., Marxer F., Zhang H. (2021) A new clinopyroxene thermobarometer for mafic to intermediate magmatic systems. Eur. J. Mineral., 33, 621-637. https://doi.org/10.5194/ejm-33-621-2021
  40. White W.M., Klein E.M. (2014) Composition of the Oceanic Crust. Treatise on Geochemistry, Сh. 4.13, 457-496. http://doi.org/10.1016/B978-0-08-095975-7.00315-6
  41. Winchester J.A., Floyd P.A. (1976) Geochemical magma type discrimination: Application to altered and metamorphosed igneous rock. Earth Planet. Sci. Lett., 28, 459-469.
  42. Wu Z., Barosh P., Zhang Q., Wu J., Yang Y. (2018) A thickness Gauge for the lithosphere based on Ce/Yb and Sm/ Yb of mantle-derived magmatic rocks. Acta Geol. Sinica, 92(6), 2120-2135.
  43. Znamensky 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. Geoshem. Int., 60(9), 830-840.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Znamensky S.E.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).