Porphyry deposits of Northern Eurasia: practical aspects of tectonic control, structural features and estimates of depth of erosion from the Urals to the Pacific

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Наличие повышенных содержаний золота (0.1–1 г/т) в порфировых системах Северной Евразии делает их конкурентоспособными с Андами, несмотря на обычно меньшие объемы руды и более низкие содержания меди. Делается вывод, что порфировые системы Северной Евразии формировались в островодужных обстановках так же, как и порфировые системы западной части Тихого океана, в противовес окраинно-континентальным магматическим поясам Анд. Рассматриваются особенности структурного и тектонического контроля порфировых кластеров и трендов Северной Евразии, а также практические аспекты оценки эрозионного среза порфировых систем.

Full Text

Restricted Access

About the authors

A. S. Yakubchuk

МГУ им М.В. Ломоносова

Author for correspondence.
Email: slaurum@aol.com

геологический факультет

Russian Federation, Воробьевы горы ГСП-1, Москва, 119991

References

  1. Анисимова Г.С., Соколов Е.П., Кардашевская В.Н. Золото-редкометальное (Au-Mo-Te-Bi) оруденение Верхнеалгоминского золотоносного района (Южная Якутия) // Отечественная геология. 2017. № 5. С. 12–22.
  2. Берзина А.П., Берзина А.Н., Гимон В.О. Сорское медно-молибден-порфировое месторождение (Кузнецкий Алатау): магматизм, влияние мантийного плюма на развитие рудно-магматической системы // Геология и геофизика. 2011. Т. 52. № 12. С. 1974–1986.
  3. Буханова Д.С. Минералого-геохимические особенности Малмыжского золото-меднопорфирового месторождения, Хабаровский край: дисс. … канд. геол.-мин. наук. Петропавловск-Камчатский, 2020. 200 с.
  4. Грабежев А.И. Рениеносные медно-порфировые системы Урала: геологическое положение, изотопно-петрогеохимическая и возрастная латеральная зональность // Литосфера. 2012. № 4. С. 190–207.
  5. Зайцев Ю.А. Эволюция геосинклиналей. М.: Недра, 1984. 208 с.
  6. Звездов В.С., Мигачев И.Ф., Минина О.В. Прогнозно-поисковые модели комплексных рудно-магматических систем вулканоплутонических поясов Востока России // Отечественная геология. 2011. № 3. С. 13–21.
  7. Звездов В.С., Мигачёв И.Ф., Минина О.В. Морфологические типы медно-порфировых штокверков и обстановки их формирования // Руды и металлы. 2018. № 4. С. 37–53.
  8. Никишин А.М., Петров Е.И., Старцева К.Ф., Родина Е.А., Посаментиер Х., Фоулджер Дж., Глумов И.Ф., Морозов А.Ф., Вержбицкий В.Е., Малышев Н.А., Фрейман С.И., Афанасенков А.П., Безъязыков А.В., Доронина М.С., Никишин В.А., Сколотнев С.Г., Черных А.А. Сейсмостратиграфия, палеогеография и палеотектоника Арктического глубоководного бассейна и его российских шельфов. М.: ГЕОС, 2021. 156 с.
  9. Пересторонин А.Е., Вьюнов Д.Л., Степанов В.А. Месторождения золото-медно-молибден-порфировой формации Приамурской золотоносной провинции // Региональная геология и металлогения. 2017. № 70. С. 78–85.
  10. Государственный доклад о состоянии и использовании минерально-сырьевых ресурсов Российской Федерации в 2020 году. Петров Е.И. и Тетенькин Д.Д. (ред.). М.: Министерство Природных Ресурсов РФ, 2021. С. 165–186.
  11. Петров О.В., Киселёв Е.А., Шпикерман В.И., Змиевский Ю.П. Прогноз размещения месторождений золото-меднопорфирового типа в вулкано-плутонических поясах восточных районов России по результатам работ составления листов Госгеолкарты-1000/3 // Региональная геология и металлогения. 2019. № 80 С. 50–74.
  12. Петров О.В., Ханчук А.И., Иванов В.В., Киселёв Е.А., Шатов В.В., Змиевский Ю.П., Молчанов А.В., Терехов А.В., Сергеев С.А. U-Pb SIMS геохронология рудоносных магматических пород золото-меднопорфировых проявлений Малмыжского и Понийского рудных полей (Нижнее Приамурье) // Региональная геология и металлогения. 2020. № 83. С. 41–56.
  13. Плотинская О.Ю. Порфировые месторождения Урала: закономерности размещения, возраст, геотектонические обстановки // Металлогения древних и современных океанов, 2017. C. 54–57.
  14. Плотинская О.Ю. Порфирово-эпитермальные системы Урала: источники вещества, эволюция и зональность: дисс. … д-ра. геол.-мин. наук. Москва: ИГЕМ, 2023. 266 с.
  15. Проскурнин В.Ф., Петров О.В., Романов А.П., Курбатов И.И., Гавриш А.В., Проскурнина М.А. Центрально-Арктический золотосодержащий медно-молибден-порфировый пояс // Региональная геология и металлогения. 2021. № 85. С. 31–49.
  16. Смирнов С.С. Полиметаллические месторождения и металлогения Восточного Забайкалья. М.: Изд-во АН СССР, 1961. 508 с.
  17. Cотников В.И., Cоpокин А.А., Пономаpчук В.А., Гимон В.О., Cоpокин А.П. Возpаcт Cu -Mo-(Au)-поpфиpового оpудения и магматичеcкиx комплекcов Боpгуликанcкого pудного поля (Веpxнее Пpиамуpье) // Геология и геофизика. 2007. Т. 48. № 2. С. 229–237.
  18. Туровцев Д.М. Контактовый метаморфизм норильских интрузий. М.: Научный мир, 2002. 318 с.
  19. Читалин А.Ф. Структурная эволюция Спасской меднорудной зоны, Центральный Казахстан. LAP LAMBERT Academic Publishing. 2018. 232 с.
  20. Читалин А.Ф., Николаев Ю.Н, Бакшеев И. А. и др. Порфирово-эпитермальные системы Баимской рудной зоны, Западная Чукотка // Смирновский сборник. М.: Макс-Пресс, 2016. С. 82–115. http://www.geol.msu.ru/news/smirnov_2016.pdf.
  21. Шатова Н.В., Молчанов А.В., Терехов А.В., Шатов В.В., Петров О.В., Сергеев С.А., Прасолов Э.М., Дворник Г.П., Леонтьев В.И. Рябиновое медно-золото-порфировое месторождение (Южная Якутия): геологическое строение, геохимия изотопов благородных газов и изотопное (U-Pb, Rb-Sr, Re-Os) датирование околорудных метасоматитов и оруденения // Региональная Геология и металлогения. 2019. № 77. С. 75–97.
  22. Якубчук А.С. Российская добыча меди – 30 лет. 2022. https://gold.1prime.ru/reviews/20220112/438608.html
  23. Brimhall G.H., Alpers C.N., Cunningham A.B. Analysis of supergene ore-forming processes and ground-water solute transport using mass balance principles // Econ. Geol. 1985. V. 80. № 5. P. 1227–1256.
  24. https://doi.org/10.2113/gsecongeo.80.5.1227
  25. Cooke D.R., Hollings P., Walshe J. Giant porphyry deposits: characteristics, distribution, and tectonic controls // Econ. Geol. 2005. 100. № 5. P. 801–818.
  26. https://doi.org/10.2113/gsecongeo.100.5.801
  27. Cooke D.R., Harris A.C., Braxton D.P., Simpson K.A. Basins, breccias and basement – Diverse settings for porphyry deposits // Andrew CJ, et al. (ed.) Digging Deeper: Proceedings of the 9th Biennial SGA Meeting Dublin, Ireland. Irish Association for Economic Geology. 2007. P. 395–398.
  28. Crane D., Kavalieris I. Geologic overview of the Oyu Tolgoi porphyry Cu-Au-Mo deposits, Mongolia. SEG Spec. Publ. 16. 2012. P. 187–214.
  29. Diakov S., Sanjdorj S., Jamsrandorj G. Discovery of Oyu Tolgoi. A Case Study of Mineral and Geological Exploration. Elsevier? 2018. 272 p.
  30. Dilles J.H., John D.A. Porphyry and Epithermal Mineral Deposits // D. Alderton and S.A. Elias (Eds). Encyclopedia of Geology (Second Edition), V. 5. 2021. P. 847–866.
  31. Gerel O., Dandar S., Amar-Amgalan S., Javkhlanbold D., Myagamarsuren Se., Myagmarsuren Sa., Munkhtsengel B., Soyolmaa B. Geochemistry of granitoids and altered rocks of the Erdenet porphyry copper-molybdenum deposit, central Mongolia // Mao J. and Bierlein F.P. (Eds) Mineral Deposit Research: Meeting the Global Challenge. Proceedings of the Eighth Biennial SGA Meeting, Beijing, China, 2005. P. 18–21.
  32. Goddard R., Pittuck M., Stenhouse P. Geological observations, 3D interpretation and mining-economic considerations for estimating and reporting the mineral resource at Cukaru Peki. Applied Earth Science. 2017. V. 126. № 2. P. 59.
  33. Golovanov I.M., Seltmann R., Kremenetsky A.A. The Porphyry Cu-Au/Mo deposits of Central Eurasia; 2. The Almalyk (Kalmakyr-Dalnee) and Saukbulak Cu-Au porphyry systems, Uzbekistan // Porter T.M. (Ed.). Super Porphyry Copper & Gold Deposits: A Global Perspective. Adelaide: PGC Publishing, 2005. V. 2. P. 513–523.
  34. Hervé M., Sillitoe R.H., Wong C., Fernández P., Crignola F., Ipinza M., Urzúa F. Chapter 3: Geologic Overview of the Escondida Porphyry Copper District, Northern Chile. SEG Special Publication 16, 2012. P. 55–78.
  35. Hollings P., Cooke D.R., Walshe J. The characteristics, distribution and controls of giant porphyry Cu deposits. Gangue. 2004. 82 p.
  36. Guide to the geology and mineral resources of Mongolia. Jargalsaihan D., Kaziner M., Baras Z., Sanjaadorj D. (eds). Ulaanbaatar, Geological Exploration, Consulting and Services Co., 1996. 329 p.
  37. John D.A., Taylor R.D. By-products of porphyry copper and molybdenum deposits // Verplanck P.L. and Hitzman M.W. (Eds). Rare Earth and Critical Elements in Ore Deposits. Reviews In Economic Geology 18, 2016. Society of Economic Geologists. P. 137–164.
  38. Lang J.R., Gregory M.J. Chapter 8: magmatic-hydrothermal-structural evolution of the giant pebble porphyry Cu-Au-Mo deposit with implications for exploration in Southwest Alaska. Special Publication 16, 2012. P. 167–185.
  39. Li W., Zhong R., Xu C., Song B., Qu W. U–Pb and Re–Os geochronology of the Bainaimiao Cu–Mo–Au deposit, on the northern margin of the North China Craton, Central Asia Orogenic Belt: Implications for ore genesis and geodynamic setting // Ore Geol. Rev. 2012. V. 8. P. 139–150.
  40. Puchkov V.N. General features relating to the occurrence of mineral deposits in the Urals: What, where, when and why // Ore Geol. Rev. 2017. V. 85. P. 4–29.
  41. Rivera S.L, Alcota H., Proffett J., Díaz J., Leiva G., Vergara M. Update of the Geologic Setting and Porphyry Cu-Mo Deposits of the Chuquicamata District, Northern Chile. SEG Special Publication 16, 2012. P. 19–54.
  42. Roma Mining and Associates Limited. Bayan Khundiy gold project feasibility study, Bayankhongor province, Mongolia // NI43-101 technical report for Erdene Resource Development Corporation. 2020. 302 p.
  43. Seedorff E., Dilles J.H., Proffett Jr., J.M., Einaudi M.T., Zurcher L., Stavast W.J.A., Johnson D.A., Barton M.D. Porphyry deposits – Characteristics and origin of hypogene features. Society of Economic Geologists, Economic Geology 100th Anniversary Volume, 2005. P. 251–298.
  44. Seltmann R., Porter T.M., Pirajno F. Geodynamics and metallogeny of the central Eurasian porphyry and related epithermal mineral systems: A review // J. Asian Earth Sciences. 2014. V. 79. P. 810–841.
  45. Seltmann R., Shatov V., Yakubchuk A. Mineral deposits database and thematic maps of Central Asia: London, Natural History Museum, Centre for Russian and Central Eurasian Mineral Studies (CERCAMS), 2009. 143 p. ArcGIS 9.2, ArcView 3.2 and MapInfo 6.0 (7.0) GIS packages, scale 1:1.500,000, CD-ROM.
  46. Shen P., Pan H., Seitmuratova E., Jakupova S. U-Pb zircon, geochemical and Sr-Nd-Hf-O isotopic constraints on age and origin of the ore-bearing intrusions from the Nurkazgan porphyry Cu-Au deposit in Kazakhstan // J. Asian Earth Sciences. 2016. V. 116. P. 232–248.
  47. Sillitoe R.H. Porphyry-copper systems // Economic Geology. 2010. V. 105. P. 3–41.
  48. Sillitoe R.H. Chapter 1: Copper Provinces. SEG Special Publication 16, 2012. P. 1–18.
  49. Singer D.A., Berger V.I., Moring B.C. Porphyry Copper Deposits of the World: Database and Grade and Tonnage Models, 2008. U.S. Geological Survey Open-File Report 2008–1155, version 1.0
  50. Skirrow R.G. Iron oxide copper-gold (IOCG) deposits – A review (part 1): Settings, mineralogy, ore geochemistry and classification // Ore Geol. Rev. 2022. V. 140. Paper 104569.
  51. Soloviev S.G., Kryazhev S.G., Dvurechenskaya S.S. Geology, mineralization, and fluid inclusion study of the Kuru-Tegerek Au-Cu-Mo skarn deposit in the Middle Tien Shan, Kyrgyzstan // Mineralium Deposita. 2018. V. 53. № 2. P. 195–223.
  52. Soloviev S.G., Kryazhev S.G., Dvurechenskaya S.S., Vasyukov V.E., Shumilin D.A., Voskresensky K.I. The superlarge Malmyzh porphyry Cu-Au deposit, Sikhote-Alin, eastern Russia: Igneous geochemistry, hydrothermal alteration, mineralization, and fluid inclusion characteristics // Ore Geol. Rev. 20191. V. 113. Paper 103112.
  53. Soloviev S.G., Kryazhev S.G., Avilova O.V., Andreev A.V., Girfanov M.M., Starostin I.A. The Lazurnoe deposit in the Central Sikhote-Alin, Eastern Russia: Combined shoshonite-related porphyry Cu-Au-Mo and reduced intrusion-related Au mineralization in a post-subduction setting // Ore Geol. Rev. 20192. V. 112. Paper 103063.
  54. Soloviev S.G., Kryazhev S.G., Shapovalenko V.N., Collins G.S., Dvurechenskaya S.S., Bukhanova D.S., Ezhov A.I., Voskresensky K.I. The Kirganik alkalic porphyry Cu-Au prospect in Kamchatka, Eastern Russia: A shoshonite-related, silica-undersaturated mineralized system in a Late Cretaceous island arc setting // Ore Geol. Rev. 2021. V.128. Paper 103893.
  55. Soloviev S.G., Kryazhev S.G., Semenova D.V., Kalinin Y.A., Dvurechenskaya S.S., Sidorova N.V. Geology, mineralization, igneous geochemistry, and zircon U-Pb geochronology of the early Paleozoic shoshonite-related Julia skarn deposit, SW Siberia, Russia: Toward a diversity of Cu-Au-Mo skarn to porphyry mineralization in the Altai-Sayan orogenic system // Ore Geol. Rev. 2022. V. 142. Paper 104706.
  56. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2022.104706
  57. Sun Y.-G., Li B.-L., Zhao Zhong-H., Sun F.-Y., Ding Q.-F., Chen X.-S., Li J.-B., Qian Y., Li Y.-J. Age and petrogenesis of late Mesozoic intrusions in the Huoluotai porphyry Cu-(Mo) deposit, northeast China: Implications for regional tectonic evolution. Geoscience Frontiers. 2022. V. 13. Paper 101344.
  58. Turner S.J., Reynolds G., Hagemann S.G. Boddington: An Enigmatic Giant Archean Gold-Copper (Molybdenum-Silver) Deposit in the Southwest Yilgarn Craton, Western Australia. SEG Special Publications, no. 23, 2020. P. 275–288.
  59. Underwood D., Dumala M. Beskauga copper-gold project, Pavlodar Province, Republic of Kazakhstan // Amended & Restated NI 43-101 Technical Report. Prepared for Arras Minerals Corporation. 2022. 135 p.
  60. Volkov A.V., Savva N.E., Sidorov A.A., Egorov V.N. Spatial distribution and formation conditions of Au-bearing porphyry Cu-Mo deposits in the Northeast of Russia // Geology of Ore Deposits. 2006. V. 48. № 6. P. 448–472.
  61. Xanadu Mines. Kharmagtai Copper-Gold Project. Scoping Study. 2022. 59 p.
  62. Yakubchuk A.S., Shatov V.V., Kirwin D. et al. Gold and base metal metallogeny of the Central Asian orogenic supercollage. Economic Geology. 2005.100th Anniversary Volume. P. 1035–1068.
  63. Yakubchuk A.,Degtyarev K., Maslennikov V., Wurst A.,Stekhin A., and Lobanov K.V. Tectonomagmatic settings, architecture, and metallogeny of the Central Asian copper province. Society of Economic Geologists Special Publication 16, 2012. P. 403–432.
  64. Zhao C., Qin K., Song G., Li G., Li Z., Pang X., Wang L. Petrogenesis and tectonic setting of ore-related porphyry in the Duobaoshan Cu deposit within the eastern Central Asian Orogenic Belt, Heilongjiang Province, NE China // J. Asian Earth Sciences. 2018. V. 165. P. 352–370.
  65. Zonenshain L.P., Kuzmin M.I., Natapov L.M. Geology of the USSR: a plate-tectonic synthesis. Washington, DC, American Geophysical Union, 1990. 242 p.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Global distribution of copper-gold-porphyry deposits and occurrences by: a - amount of ore (million tons), b - amount of copper (million tons), c - amount of gold (t) and d - amount of molybdenum (million tons ). Compiled by A.S. Yakubchuk with modifications from (Singer et al., 2008).

Download (538KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Gold and copper grades in some porphyry systems of the eastern Pacific continental arcs and western Pacific island arcs (modified from (Cooke et al., 2005, 2007)).

Download (62KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Porphyry systems of Northern Eurasia: a - ratio of copper and gold; b - ratio of ore resources and copper content; c—ratio of ore resources and gold content. SK - skarn.

Download (166KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Orogenic collages and porphyry deposits and manifestations of Asia. Collages: EK - Yenisei, ZTK - Western Pacific, STK - North Pacific, CAC - Central Asian.

Download (193KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Porphyry provinces and deposits against the background of the boundaries of the terranes of Northern Eurasia. Provinces: AS - Altai-Sayan, ALS - Aldan-Stanovaya, VK - East Kazakhstan, KD - Kazakhstan-Dzhungar, KM - Kamchatka, MM - Mongol-Manchu, OL - Oloi, SA - Sikhote-Alin, SK - North Chinese, TS - Tien Shan, UM - Udsko-Murgal, UR - Ural, CA - Central Arctic, SOUTH - South Gobi.

Download (153KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Ages and tonnage of the mineralized mass of porphyry systems of Northern Eurasia.

Download (65KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Scheme of the geological structure of the Malmyzh, Aktogay and Almalyk-Saukbulak porphyry clusters. a - Malmyzh cluster (according to E.K. Ignatiev et al., from Bukhanov, 2020). 1–2—diorite porphyrites, diorites, quartz diorites, granodiorites in stocks (1) and dikes (2); 3 – quartz-sulfide stockworks; 4–7 - hydrothermal alterations: potassium (4), quartz-sericite-chlorite (5), quartz-sericite (6), propylites (7). b - Aktogay cluster (cited from Yakubchuk et al., 2012). 1 - Jurassic terrigenous formations; 2 - Upper Carboniferous-Lower Permian clastic rocks, tuffs, ignimbrites; 3—Middle and Upper Carboniferous dacite tuffs and ignimbrites; 4—post-ore granodiorite-porphyry dikes; 5 – plagiogranite-porphyry; 6 – biotite granite porphyry; 7 – granodiorite porphyry; 8 – quartz porphyry; 9 – gabbro-diorites; major (10) and secondary (11) faults; 12 - facies boundaries of intrusions; 13—porphyry copper deposits and occurrences; 14—pyrite halo. c — Almalyk-Saukbulak cluster (simplified according to Zvezdov et al., 2018). 1–4—Middle (Moscovian stage)–Late Carboniferous (C2m–C3) volcanics: 1–2—andesite-dacite, 3—extrusive andesite-dacite, 4—andesite; 5—Middle Carboniferous (Bashkirian stage) trachybasalt-trachyandesite-dacite-rhyolite (C2b); 6 - Upper Devonian-Lower Carboniferous (D3–C1) dolomites and limestones; 7–9 - Lower Devonian: 7 - rhyodacite, 8 - dacite, 9 - basaltic andesite; 10 - Ordovician-Silurian terrigenous and volcanic-terrigenous rocks; 11 - Late Carboniferous-Early Permian gabbro-monzodiorites (a), granodiorite-adamellites (b); 12—ore stockworks; 13 - middle (Moscovian stage)-Late Carboniferous ore-bearing granodiorite-porphyry and quartz monzonite porphyry; 14—Middle Carboniferous syenite-diorites of the main phase (a) and diorites (b).

Download (7MB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. Metallogenic trends of porphyry deposits in the Balkhash-Ili magmatic arc of Kazakhstan. AMT - Aktau-Mointa terrane, TsKR - Central Kazakhstan fault. Geological basis according to (Seltmann et al., 2009).

Download (164KB)
Indexing metadata
10. Fig. 9. The linear location of porphyry deposits in the Oyu Tolgoya cluster in Mongolia (a) with a length of over 10 km (Crane, Kavalieris, 2012) and Baimki in Chukotka (b) was compiled using multi-scale data (Chitalin et al., 2016).

Download (83KB)
Indexing metadata
11. Fig. 10. a - configuration of copper-gold shells of the Oyu Tolgoi cluster in plan and section before the discovery of the Kheruga deposit (Crane, Kavalieris, 2012). b - geological diagram and section of the Nurkazgan field (Yakubchuk et al., 2012). 1 – diorite porphyry; 2 – granodiorite; 3—Middle Paleozoic volcanic-sedimentary rocks; 4—Ordovician-Lower Silurian turbidites; 5—contours of copper mineralization; 6—contours of polymetallic mineralization; 7 - quarries; 8 - main faults. c - geological diagram and section of the Taldybulak porphyry system (according to K.V. Lobanov, 2013). d - distribution of copper content in plan and section of the Beskauga deposit (Underwood, Dumala, 2022). 1 — >0.75% Cu, 2 — >0.5% Cu, 3 — >0.4% Cu, 4 — >0.3% Cu.

Download (9MB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies