Геохимия и петрография скарнового оруденения, связанного с массивом Сыростан, Миасский регион (Южный Урал)

В скарне обнаружено значительное количество металлов, в том числе W, Sn, Mo и Cu. Скарновая минерализация обнаружена в юго-западном направлении от города Миасса, в контакте диоритов и мраморов Сыростанского массива. Дано петрографическое и геохимическое описание скарновых пород. Для геохимического анализа с помощью ICP-MS, EMPA, рентгеноспектрального флуоресцентного анализа и петрографического исследования мы отобрали образцы как скарновых, так и магматических пород Сыростанского массива. Петрографическое исследование показало, что в минеральном составе скарна преобладают гранат, эпидот, амфибол и пироксен. Выделения граната и пироксена представлены ранней метасоматической стадией. Ретроградные изменения отличаются присутствием эпидота, кварца, кальцита и хлорита. Скарн связан с массивом Сыростан, в котором преобладают метаалюминиевые граниты I типа и гранитные породы кальциево-щелочной серии с высоким содержанием K. По сравнению с магматическими породами (гранитом и диоритом), образец скарна показал высокое обогащение HREE. Скарн, по-видимому, содержал более высокие концентрации Mo, W, Sn, Ta и Nb, чем породы, образующие массив. Содержащиеся в скранах оксиды железа, в которых соотношение Co/Ni (2,5–5,5), демонстрируют гидротермальное воздействие на магматический источник. Основываясь на этих результатах, мы предполагаем, что в скарне может происходить минерализация W, Sn и оксида железа.

Ибрахим Мохаммед Абдалла Альшариф, Koтельников А. Е., Георгиевский А. Ф., Ибрахим Самия Абдельрахман, Мусаб Хассан, Анас Мухаммад Абкар Баби. Геохимия и петрография скарнового оруденения, связанного с массивом Сыростан, Миасский регион (Южный Урал) // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2024. – № 4. – С. 86–103. DOI: 10.25018/0236_1493_2024_4_0_86.

Публикация выполнена при поддержке Программы стратегического академического лидерства РУДН.

Ибрахим Мохаммед Абдалла Альшариф¹ — аспирант, научный сотрудник; ассистент, e-mail: mohammedelsharif7@gmail.com, ORCID ID: 0000-0002-5634-5695,
Koтельников Александр Евгеньевич¹ — канд. геол.-минерал. наук, доцент, директор Департамента, e-mail: kotelnikov-ae@rudn.ru, ORCID ID: 0000-0003-0622-8391,
Георгиевский Алексей Федорович¹ — д-р геол.-минерал. наук, доцент, e-mail: georgievskiy-af@rudn.ru, ORCID ID: 0000-0003-4835-760X,
Ибрахим Самия Абдельрахман — канд. геол. наук, директор Департамента геологии, факультет Естественных наук, Хартумский университет, Судан, e-mail: samiaibrahim125@gmail.com,
Мусаб Хассан¹ — аспирант, научный сотрудник; ассистент, e-mail: musabeljah78@gmail.com, ORCID ID: 0000-0003-2691-5703,
Анас Мухаммад Абкар Баби — аспирант, научный сотрудник; ассистент, Факультет нефтегазовой геологии и полезных ископаемых, Университет Бахри, Судан, e-mail: anasabaker@gmail.com, ORCID ID: 0000-0003-2317-329X,
¹ Департамент недропользования и нефтегазового дела, Инженерная академия, Российский университет дружбы народов. 

Ибрахим Мохаммед Абдалла Альшариф, e-mail: mohammedelsharif7@gmail.com.

1. Zhang Z., Xie G., Thompson J. Skarn mineralogy and in-situ LA—ICP—MS U—Pb geochronology of wolframite for the Caojiaba tungsten deposit, southern China: Implications for a reduced tungsten skarn deposit // Ore Geology Reviews. 2022, vol. 147, article 104981. DOI: 10.1016/j.oregeorev.2022.104981.

2. Case G. N. D., Graham G. E., Marsh E. E., Taylor R. D., Green C. J., Brown P. J., Labay K. A. Tungsten skarn potential of the Yukon-Tanana Upland, eastern Alaska, USA—A mineral resource assessment // Journal of Geochemical Exploration. 2020, vol. 232, article 106700. DOI: 10.1016/j.gexplo.2020.106700.

3. Meinert L. D. Skarns and skarn deposits // Geoscience Canada. 1992, vol. 19, no. 4, pp. 145—162.

4. Yıldırım E., Yıldırım N., Dönmez C., Koh S. M., Günay K. Mineralogy, rare earth elements geochemistry and genesis of the Keban-West Euphrates (Cu-Mo)-Pb-Zn skarn deposit (Eastern Taurus metallogenic belt, E Turkey) // Ore Geology Reviews. 2019, vol. 114, article 103102. DOI: 10.1016/j. oregeorev.2019.103102.

5. Lemière B. A review of pXRF (field portable X-ray fluorescence) applications for applied geochemistry // Journal of Geochemical Exploration. 2018, vol. 188, pp. 350—363. DOI: 10.1016/j.gexplo.2018.02.006.

6. Lemière B., Uvarova Y. A. New developments in field-portable geochemical techniques and onsite technologies and their place in mineral exploration // Geochemistry: Exploration, Environment, Analysis. 2020, vol. 20, no. 2, pp. 205—216. DOI: 10.1144/geochem2019-044.

7. Richards M. J. Realising the potential of portable XRF for the geochemical classification of volcanic rock types // Journal of Archaeological Science. 2019, vol. 105, pp. 31—45. DOI: 10.1016/j. jas.2019.03.004.

8. Belogub E. V., Melekestseva I. Yu., Novoselov K. A., Zabotina M. V., Tret'yakov G. A., Zaykov V. V., Yuminov A. M. Listvenite-related gold deposits of the South Urals (Russia). A review // Ore Geology Reviews. 2017, vol. 85, pp. 247—270. DOI: 10.1016/j.oregeorev.2016.11.008.

9. Herrington R. J., Plotinskaya O. Y., Maslennikov V. V., Tessalina S. G. An overview of mineral deposits in the Urals // Ore Geology Reviews. 2017, vol. 85, pp. 1—3. DOI: 10.1016/j.oregeorev.2016. 12.016.

10. Знаменский С. Е., Анкушева Н. Н., Веливецкая Т. А., Шанина С. Н. Состав и источники минералообразующих флюидов Орловского орогенного месторождения золота (Южный Урал) // Геология и геофизика. — 2017. — Т. 58. — № 9. — С. 1070—1079. DOI: 10.1016/j.rgg.2017. 08.003.

11. Brusnitsyn A. I., Zhukov I. G. Manganese deposits of the Devonian Magnitogorsk palaeovolcanic belt (Southern Urals, Russia) // Ore Geology Reviews. 2012, vol. 47, pp. 42—58. DOI: 10.1016/j. oregeorev.2012.01.003.

12. Wang C., Li J., Wang K., Yu Q., Liu G. Geology, fluid inclusion, and stable isotope study of the skarn-related Pb—Zn (Cu—Fe—Sn) polymetallic deposits in the southern Great Xing’an Range, China: implications for deposit type and metallogenesis // Arabian Journal of Geosciences. 2018, vol. 11, no. 5. DOI: 10.1007/s12517-018-3417-6.

13. Niu X., Shu Q., X. Kai, Yuan S., Wei L., Zhang Y., Yu F., Zeng Q., Ma Sh. Evaluating Sn mineralization potential at the Haobugao skarn Zn-Pb deposit (NE China) using whole-rock and zircon geochemistry // Journal of Geochemical Exploration. 2022, vol. 234, article 106938. DOI: 10.1016/j. gexplo.2021.106938.

14. Soloviev S. G., Kryazhev S. G., Dvurechenskaya S. S., Uyutov V. I. Geology, mineralization, fluid inclusion, and stable isotope characteristics of the Sinyukhinskoe Cu-Au skarn deposit, Russian Altai, SW Siberia // Ore Geology Reviews. 2019, vol. 112, article 103039. DOI: 10.1016/j.oregeorev.2019.103039.

15. Белковский А. И., Нестеров А. Р. Минералогия марганцевых скарнов, генетически связанных со щелочными гранитами (на примере Уфимского рудника, Южный Урал) // Литосфера. — 2018. — Т. 18. — № 1. — С. 127—132. DOI: 10.24930/1681-9004-2018-18-1-127-132.

16. Ibrahim M. A. E., Kotelnikov A. E. Geological and Geochemical exploration methods for mineral resources (skarn deposits and rare earth elements) // Известия Уральского государственного горного университета. — 2022. — № 2(66). — С. 7—15. DOI: 10.21440/2307-2091-2022-2-7-15.

17. Ковалев С.Г., Ковалев С.С. Ti-Fe-Cr шпинелиды в дифференцированных (расслоенных) комплексах западного склона Южного Урала: видовое разнообразие и условия формирования // Записки Горного института. — 2022. — Т. 255. — С. 476—492. DOI: 10.31897/PMI.2022.54.

18. Georgievskiy A. F., Bugina V. M., Kotelnikov A. E., Georgievskiy A. A., Mahinja E., Gamilton Z. A. Vein-rock in the Dark kingdom Marble Deposit (South Ural) and their possible connection with gold ore mineralization // IOP Conference Series: Earth And Environmental Science. 2021, vol. 666, no. 2, article 022024. DOI: 10.1088/1755-1315/666/2/022024.

19. Zaykov V. V., Melekestseva I. Y., Zaykova E. V., Kotlyarov V. A., Kraynev Y. D. Gold and platinum group minerals in placers of the South Urals: Composition, microinclusions of ore minerals and primary sources // Ore Geology Reviews. 2017, vol. 85, pp. 299—320. DOI: 10.1016/j.oregeorev.2016.10.001.

20. Maslennikov V. V., Maslennikova S. P., Large R. R., Danyushevsky L. V. Study of trace element zonation in vent chimneys from the Silurian Yaman-Kasy volcanic-hosted massive sulfide deposit (Southern Urals, Russia) using laser ablation-inductively coupled plasma mass spectrometry (LAICPMS) // Economic Geology and the Bulletin of the Society of Economic Geologists. 2009, vol. 104, no. 8, pp. 1111—1141. available at: http://www.epa.gov/glnpo/atlas/gl-fact1.html. DOI: 10.2113/gsecongeo.104.8.1111.

21. Jiang J., Gao S., Zheng Y., Lentz D. R., Huang J., Liu J., Tian K., Jiang X. Geological, geochemical, and mineralogical constraints on the genesis of the polymetallic Pb-Zn-Rich Nuocang Skarn Deposit, Western Gangdese, Tibet // Minerals. 2020, vol. 10, article 839. DOI: 10.3390/min10100839.

22. Hassanpour S., Rajabpour S. Magmatic — hydrothermal evolution of the Anjerd Cu skarn deposit, NW Iran: Perspectives on mineral chemistry, fluid inclusions and stable isotopes // Ore Geology Reviews. 2019, vol. 117, article 103269. DOI: 10.1016/j.oregeorev.2019.103269.

23. Ahnaf J. S., Patonah A., Permana H. Petrogenesis of volcanic arc granites from Bayah Complex, Banten, Indonesia // Journal of Geoscience Engineering Environment and Technology. 2019, vol. 4, pp. 104—115. DOI: 10.25299/jgeet.2019.4.2.3171.

24. Chappell B. W., Bryant C. J., Wyborn D. Lithos peraluminous I-type granites // Lithos. 2012, vol. 153, pp. 142—153. DOI: 10.1016/j.lithos.2012.07.008.

25. Alaminia Z., Tadayon M., Finger F., Lentz D. R., Waitzinger M. Analysis of the in fi ltrative metasomatic relationships controlling skarn mineralization at the Abbas-Abad Fe-Cu Deposit, Isfahan, north Zefreh Fault , Central Iran // Ore Geology Reviews. 2020, vol. 117, article 103321. DOI: 10.1016/j.oregeorev.2020.103321.

26. Helmy H. M., Kaindl R., Shibata T. Genetically related Mo-Bi-Ag and U-F mineralization in A-type granite, Gabal Gattar, Eastern Desert, Egypt // Ore Geology Reviews. 2014, vol. 62, pp. 181— 190. DOI: 10.1016/j.oregeorev.2014.03.008.

27. Song S., Mao J., Xie G., Su Q., Jian W., Ouyang Y. Deciphering deep-seated, highly fractionated, and reduced granitic magma systems associated with world-class scheelite skarn ores. A case study of the Zhuxi deposit, South China // Ore Geology Reviews. 2022, vol. 149, article 105084. DOI: 10.1016/j.oregeorev.2022.105084.

28. Soloviev S. G., Kryazhev S. G., Dvurechenskaya S. S., Kryazhev V. S., Emkuzhev M. S., Bortnikov N. S. The superlarge Tyrnyauz skarn W-Mo and stockwork Mo(-W) to Au(-Mo, W, Bi, Te) deposit in the Northern Caucasus, Russia: Geology, geochemistry, mineralization, and fluid inclusion characteristics // Ore Geology Reviews. 2021, vol. 138, article 104384. DOI: 10.1016/j.oregeorev.2021.104384.

29. Zhang W., Jiang S. Y., Gao T., Ouyang Y., Zhang D. The effect of magma differentiation and degassing on ore metal enrichment during the formation of the world-class Zhuxi W-Cu skarn deposit: Evidence from U-Pb ages, Hf isotopes and trace elements of zircon, and whole-rock geochemistry // Ore Geology Reviews. 2020, vol. 127, article 103801. DOI: 10.1016/j.oregeorev.2020.103801.

30. Maghraoui M. El., Joron J. L., Raimbault L., Treuil M. Element mobility during metasomatism of granitic rocks in the Saint-Chély d’Apcher area (Lozère, France) // Environment International. 2002, vol. 28, no. 5, pp. 349—357. DOI: 10.1016/S0160-4120(02)00036-3.

31. Somarin A. K., Moayyed M. Graniteand gabbrodiorite-associated skarn deposits of NW Iran // Ore Geology Reviews. 2002, vol. 20, no. 3—4, pp. 127—138. DOI: 10.1016/S0169-1368(02)00068-9.

32. Goryachev N. A., Shpikerman V. I., Church S. E., Gvozdev V. I. Calcic skarn ore deposits of the North-East Russia // Ore Geology Reviews. 2018, vol. 103, pp. 3—20. DOI: 10.1016/j.oregeorev.2018.03.024.

33. Попов М. П. Особенности редкометалльного оруденения и генетическая связь минеральных ассоциаций в восточном обрамлении Мурзинско-Адуйского антиклинория (Уральская изумрудоносная полоса) // Записки Горного института. — 2022. — Т. 255. — С. 337—348. DOI: 10.31897/PMI.2022.19.

34. Peccerillo A., Taylor S. R., Geochemistry of eocene calc-alkaline volcanic rocks from the Kastamonu area, Northern Turkey // Contributions to Mineralogy and Petrology. 1976, vol. 58, no. 1, pp. 63—81. DOI: 10.1007/BF00384745.

35. McDonough W. F., Sun S. S. The composition of the Earth // Chemical Geology. 1995, vol. 120, no. 3—4, pp. 223—253. DOI: 10.1016/0009-2541(94)00140-4.

36. Sipahi F., Gücer M. A., Eker Ç. S. Geochemical composition of magnetite from different iron skarn mineralizations in NE Turkey: implication for source of ore-forming fluids // Arabian Journal of Geosciences. 2020, vol. 13, no. 2. DOI: 10.1007/s12517-019-5052-2.

37. Zahedi A., Boomeri M., Nakashima K., Mackizadeh M. A., Ban M., Lentz D. R. Geochemical characteristics, origin, and evolution of ore-forming fluids of the Khut Copper Skarn deposit, west of Yazd in Central Iran // Resource Geology. 2014, vol. 64, no. 3, pp. 209—232. DOI: 10.1111/rge.12037.