Forms of presence, interrelation and genetic significance of Al and Li impurities in quartz of gold deposits of the Darasunsky ore field (Eastern Transbaikalia, Russia)

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

   Research subject. The distribution regularities of Al and Li impurities in gold-ore quartz.   Materials and methods. The quartz of the Darasun, Teremkinskoye and Talatuy gold deposits of the Darasun ore field was studied. The gross contents of Al and Li impurities in quartz were determined by the LA-ICP-MS method; substitutional Al impurity concentrations were studied by the EPR method. The forms of Al impurity in quartz were determined based on the results of studying its behavior during material recrystallization. The genetic significance of Al and Li impurities in quartz was estimated taking into account the genetic information obtained during the study of the distribution of substitutional Al and Ti impurity concentrations.   Results. It was found that Al is present in quartz in two main forms, i. e., as a substitutional Al impurity and Al complexes localized in the areas of high mineral defectiveness. Li+ ions are located in the structural channels of the mineral, serving as compensating ions for both Al impurity forms. The composition of Al complexes is assumed to include three Al3+ ions and one H+ or Li+ ion. Two stages of quartz recrystallization occurring at different temperatures of mineral formation were identified. The first, low-temperature stage leads to quartz enrichment with substitutional Al impurities. The second, high-temperature stage causes the decomposition of Al complexes. The recrystallization stages can be identified by the type of relationship between the gross concentrations of Al and Li. The increased content of Al impurity in ore quartz was found to be related to the presence of a large number of Al complexes. An assumption is made that these complexes formed during mineral crystallization from solutions with a high content of metal ions.   Conclusions. The results obtained indicate that high Al impurity concentrations can serve as a genetic sign of ore quartz. At the same time, the decomposition of Al complexes during quartz recrystallization should be taken into account. A method for estimating the initial concentration of Al complexes is proposed, which is a more reliable genetic indicator.

About the authors

L. T. Rakov

Institute of Geology of ore Deposits, Petrography, Mineralogy and Geochemistry (IGEM) of RAS

Email: rakovlt@mail.ru

V. Yu. Prokofiev

Institute of Geology of ore Deposits, Petrography, Mineralogy and Geochemistry (IGEM) of RAS

E. A. Minervina

Institute of Geology of ore Deposits, Petrography, Mineralogy and Geochemistry (IGEM) of RAS

L. D. Zorina

Vinogradov Institute of Geochemistry SB RAS

References

  1. Бершов Л. В. Электронно-дырочные центры O−-Al3+ и Ti3+ в кварце как показатель температурных условий регионального метаморфизма / Л. В. Бершов, М. Д. Крылова, А. В. Сперанский // Изв. АН СССР. Сер. геол. – 1975. – (10). – 113-117.
  2. Горячев Н. А. Типоморфные особенности жильного кварца месторождений золотокварцевой малосульфидной формации (Верхояно-Колымская складчатая область) : Дис. … канд. геол.-мин. наук / Н. А. Горячев. – Якутск: ИГ ЯФ СО АН СССР, 1984. – 208 с.
  3. Лютоев В. П. Структура и спектроскопия халцедона / В. П. Лютоев. – Екатеринбург: ИГ Коми НЦ УрО РАН, 2004. – 116 с.
  4. Марфунин А. С. Спектроскопия, люминесценция и радиационные центры в минералах / А. С. Марфунин. – М.: Недра, 1975. – 327 с.
  5. Прокофьев В. Ю. Генетические особенности золотосульфидного месторождения Дарасун (Восточное Забайкалье, Россия) / В. Ю. Прокофьев// Геол. рудн. месторожд. – 2000 – 42 (6). – 526-548.
  6. Прокофьев В. Ю. Состав минералов и условия формирования руд Теремкинского месторождения золота (Восточное Забайкалье, Россия) / В. Ю. Прокофьев// Геол. рудн. месторожд. – 2004. – 46 (5). – 385-406.
  7. Прокофьев В. Ю. Состав, условия формирования руд и генезис месторождения золота Талатуй (Восточное Забайкалье, Россия) / В. Ю. Прокофьев// Геол. рудн. месторожд. – 2007. – 49 (1). – 37-76.
  8. Раков Л. Т. Механизмы изоморфизма в кварце / Л. Т. Раков // Гео химия. – 2006. – (10). – 1085-1096.
  9. Раков Л. Т.. Структурно-динамическое состояние как генетический критерий кварца / Л. Т. Раков, Т. Н. Шурига // Геохимия. – (10).– 1086-1102.
  10. Раков Л. Т. Ионы-компенсаторы H+ и Li+ в структурных каналах кварца месторождений золота Дарасунского рудного поля (Восточное Забайкалье, Россия): данные электронного парамагнитного резонанса / Л. Т. Раков, В. Ю. Прокофьев, Л. Д. Зорина // Геол. рудн. месторожд. – 2019. – 61 (1). – 75-96.
  11. Раков Л. Т. Элементы-примеси в кварце месторождений золота Дарасунского рудного поля (Восточное Забайкалье, Россия): данные электронного парамагнитного резонанса / Л. Т. Раков Л. Т., Прокофьев В.Ю., Зорина Л.Д // Геол. рудн. месторожд. – 2019. – 61 (2). – 72-92.
  12. Румянцев В. Н. Структурный Al в кварце как индикатор физико-химических условий кристаллизации / В. Н. Румянцев. – Зап. ВМО. – 6 (108). – 647-657.
  13. Ставров О. Д. Исследование зависимости между концентрациями алюминиевых центров и содержанием в природных кварцах щелочных элементов / О. Д. Ставров, Б. М. Моисеев, Л. Т. Раков // Геохимия. – 1978. – (3). – 333-339.
  14. Урицкий М. З. Роль акцепторной примеси в переносе протонов в протонпроводящих оксидах / М. З. Урицкий, В. И. Цидильковский // ФТТ. – 2014. – 56 (11). – 2104-2110.
  15. Экспрессное определение методом ЭПР содержаний изоморфных примесей в образцах кварцевого сырья : Методические рекомендации. (Исполн. Л.Т. Раков) – М.: ВИМС, 1991. – 16 с.
  16. Dennen W. H., Blackburn W. H., Quesada A. (1970) Aluminum in quartz as a geothermometer. Contrib. Miner. Petrol., 27 (4), 332-342.
  17. Iwasaki H., Iwasaki F., Oliveira V. A. R., Hummel D. C. A., Pasquali M. A., Guzzo P. L., Watanabe N., Suzuki C. K. (1991) Impurity content characterization of Brazilian quartz lascas. Jpn. J. Appl. Rhys., 30 (7), 1489-1495.
  18. Müller A., Keyser W., Simmons W. B., Webber K., Wise M., Beurlen H., Garate-Olave I., Roda-Robles E., Galliski M. A. (2021) Quartz chemistry of granitic pegmatites: Implications for classification, genesis and exploration. Chem. Geol., 584 (5), 120507. doi: 10.1016/j.chemgeo.2021.120507
  19. Passchier C. W., Trouw R. A. J. (1996) Microtectonics. Berlin: Heidelberg; N. Y.: Springer-Verlag, 289 p.
  20. Prokofiev V. Yu., Bortnikov N. S., Kovalenker V. A., Zorina L. D., Baksheev I. A., Grichuk D. V., Krasnov A. N., Selector S. L. (2009) Vertical mineralogical-geochemical zoning of Mesozoic Transbaikalia fluid-magma ticgold systems. Large igneous Provinces of Asia. Mantle Plumes and Metallogeny. Abstracts of the Int. Symp. Novosibirsk: Sibprint, 251-254.
  21. Weil J. A. (1984) A review of electron spin spectroscopy and its application to the study of paramagnetic defects in crystalline quartz. Phys. Chem. Miner., (10), 149-165.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Rakov L.T., Prokofiev V.Y., Minervina E.A., Zorina L.D.

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).