New data on ore mineralogy of the Ak-Sug porphyry Au-Mo-Cu deposit (Northeastern Tuva)

Cover Page

Full Text

Abstract

New data on ore mineralogy of the Ak-Sug porphyry Au-Mo-Cu deposit (Northeastern Tuva) are presented as a result of study of ore composition using optical and scanning electron microscopy. Previously unknown minerals of Se (bohdanowiczite and berzelianite), Co (carrollite and Co-bearing pyrite), Bi (native bismuth, wittichenite, volynskite, and miharaite), Cu and Ag (mckinstryite and stromeyerite), W (scheelite), and U (brannerite) are found in ores of the deposit. The analysis of new mineral assemblages allowed us to significantly expand the list of minerals found at this deposit. The characterized minerals formed in a wide range of temperatures during several successive stages of ore formation: porphyry (carrolite and Co-bearing pyrite), epithermal and subepithermal (miharaite, volynskite, wittichenite, native bismuth, Se-bearing galena). Brannerite, berzelianite, bohdanowiczite, stromeyerite, mckinstryite, and scheelite formed at the late low-temperature stage.

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

Минералогия руд Ак-Сугского месторождения изучалась многими производственными и научно-исследовательскими организациями в течение нескольких десятков лет, начиная с момента его открытия экспедицией ВИМСа в 1952 г. Перечень обнаруженных рудных минералов в настоящее время включает в себя более 60 минеральных видов (табл. 1). Главные рудообразующие минералы включают первичные и вторичные (минералы окисленных руд). К первичным относятся самородные металлы (золото, серебро, медь, теллур, висмут), сульфиды (пирит, халькопирит, борнит, молибденит, галенит, сфалерит), сульфосоли (энаргит), к вторичным – самородная медь, оксиды (делафоссит, куприт, тенорит), карбонаты (малахит, азурит), ферримолибдит (Шведов и др., 2021). К второстепенным рудообразующим минералам отнесены акантит, кобальтин и марказит (сульфиды), гематит, ильменит, касситерит и магнетит (оксиды). Сульфосоли представлены айкинитом, тетрадимитом и блеклыми рудами (теннантитом, тетраэдритом), среди теллуридов описаны гессит и калаверит, среди селенидов и вольфраматов – клаусталит и ферберит, соответственно. Из редких минералов охарактеризованы многочисленные сульфиды, оксиды, вольфраматы, фосфаты, сульфосоли, селениды и арсениды (Кривцов и др., 1985; Берзина и др., 2007; Сотников, 2001; Монгуш и др., 2013; Кужугет и др., 2015, 2019; Шведов и др., 2021). Породообразующие и акцессорные минералы представлены кварцем, полевыми шпатами, карбонатами (кальцитом, доломитом, анкеритом), слюдами (биотитом, мусковитом-серицитом, хлоритом), сульфатами (баритом, целестином, ангидритом), эпидотом, амфиболами, цирконом, монацитом, апатитом и рутилом (табл. 1).

 

Таблица 1

Перечень минералов, выявленных на месторождении Ак-Суг

Table 1

List of minerals identified at the Ak-Sug deposit

Рудообразующие минералы

Редкие минералы

Породообразующие минералы

Главные

Второстепенные

Первичные

Окисленные

Самородные металлы:

Висмут*

Золото

Медь

Серебро*

Теллур

Интерметаллиды:

Электрум

Простые сульфиды:

Галенит

Молибденит

Пирит

Пирротин

Сфалерит

Сложные сульфиды:

Борнит

Халькопирит

Сульфосоли:

Энаргит

Самородные металлы:

Медь

Оксиды:

Делафоссит

Куприт

Тенорит

Карбонаты:

Азурит

Малахит

Молибдаты:

Ферримолибдит

Простые сульфиды:

Халькозин

Сложные сульфиды:

Ковеллин

Оксиды:

Гематит

Ильменит

Касситерит

Магнетит

Вольфраматы:

Ферберит

Простые сульфиды:

Акантит

Кобальтин

Марказит

Сульфосоли:

Айкинит

Блеклые руды

Теннантит

Тетрадимит

Тетраэдрит

Теллуриды:

Гессит

Калаверит

Селениды:

Клаусталит

Оксиды:

Браннерит*

Вольфраматы:

Шеелит*

Фосфаты:

Y-ксенотим*

Ce-флоренсит*

Сульфосоли:

Виттихенит*

Волынскит*

Михараит*

Сложные сульфиды:

Карролит*

Маккинстриит*

Штромейерит*

Теллуриды:

Алтаит

Богдановичит*

Креннерит

Меренскиит

Мутманнит

Петцит

Сильванит

Сопчеит

Теллуровисмутит

Темагамит?

Цумоит

Штютцит

Эмпрессит

Селениды:

Берцелианит*

Кавацулит

Науманнит

Арсениды:

Альгодонит*

Арсенопалладинит

Домейкит*

Коутекит*

Сульфаты:

Ангидрит

Барит

Целестин

Карбонаты:

Анкерит

Доломит

Кальцит

Сидерит

Оксиды:

Рутил

Фосфаты:

Апатит

Монацит

Фторапатит

Силикаты:

Амфиболы

Биотит

Мусковит

Полевые шпаты

Серицит

Хлорит

Циркон

Эпидот

Примечание. * – Минералы, выявленные на месторождении впервые.

Note. * – Minerals identified at the deposit for the first time.

 

Цель настоящей работы – характеристика редких рудных минералов, впервые найденных на месторождении (самородный висмут, богдановичит, берцелианит, виттихенит, волынскит, карролит, Co-содержащий пирит, маккинстриит, михараит, штромейерит, шеелит) и оценка условий их образования.

КРАТКАЯ ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕСТОРОЖДЕНИЯ АК-СУГ

Ак-Сугское Au-Mo-Cu порфировое месторождение расположено в Центрально-Азиатской части России на территории Республики Тува (в 240 км к северо-востоку от г. Кызыл). Территория месторождения и одноименный рудный узел относятся к Таннуольско-Хамсаринской островодужной системе и локализованы южнее зоны стыка Восточно-Тувинской и Кизир-Казырской складчатых систем (рис. 1), разделенных межрегиональным Кандатским разломом. В геотектонической истории района выделены венд-раннекембpийcкий островодужный и среднекембpийcко-оpдовик-силурийский аккреционной-коллизионный этапы (Руднев, 2010). Ранний этап характеризовался формированием вулканоплутонических поясов островодужного типа, в том числе, Тувинского (Таннуольского), к которому относится территория месторождения Ак-Суг. На следующем этапе произошло сочленение фрагментов островных дуг, задуговых бассейнов и микроконтинентов (Тувино-Монгольского), сопровождавшееся проявлением широкомасштабного синколлизонного магматизма и регионального метаморфизма (Добрецов, Буслов, 2007).

 

Рис. 1. Геодинамическая схема Тувы и сопредельных территорий (Монгуш и др., 2013).

1 – Рыхлые отложения кайнозойских впадин; 2 – терригенные отложения юрских мульд; 3 – магматические и осадочные ассоциации девонских рифтогенных прогибов; 4 – кембрий-силурийские турбидиты континентальной окраины; 5 – преимущественно турбидитовые аккреционные призмы; 6–10 – структурно-вещественные комплексы венд-раннекембрийской островодужной системы: 6 – преддуговые терригенные, 7 – задуговые вулканогенные и терригенно-вулканогенные, 8 – островодужные осадочно-вулканогенные и вулкано-плутонические, 9 – нерасчлененные островодужные, 10 – пред- и задуговые офиолитовые аллохтоны; 11 – метаморфические комплексы; 12 – докембрийские микроконтиненты; 13 – Сибирский кратон; 14 – главные постаккреционные разломы (а) и надвиги (б); 15 – границы: а – структурных зон, б – государственная; 16 – названия структурно-формационных подразделений Таннуольско-Хамсаринской островодужной системы: преддуговая Саяно-Тувинская группа структурно-формационных зон: Кш – Куртушибинская, Б – Борусская, Сс – Северо-Саянская и Хс – Хемчикско-Сыстыгхемская; островодужная Таннуольско-Хамсаринская группа зон: Тн – Таннуольская подзона, Он – Ондумская подзона; Ож – Ожинская зона; Хм – Хамсаринская зона; задуговая Восточно-Тувинская группа зон: Аг – Агардагская, Кх – Каахемская, Уо – Улугойская, Хр – Харальская, Кб – Карабельдырская, Ао – Агойский метаморфический террейн; ТММ – Тувино-Монгольский микроконтинент.

Fig. 1. Geodynamic scheme of Tuva and adjacent territories (Mongush et al., 2013).

1 – Loose sediments of Cenozoic basins; 2 – terrigenous deposits of the Jurassic troughs; 3 – igneous and sedimentary associations of the Devonian rift troughs; 4 – Cambrian-Silurian turbidites of the continental margin; 5 – mostly turbidite accretionary prisms; 6–10 – structural-compositional complexes of the Vendian-Early Cambrian island arc system: 6 – fore-arc terrigenous; 7 – back-arc volcanic and terrigenous-volcanic; 8 – island-arc sedimentary-volcanic and volcano-plutonic; 9 – undifferentiated island arc; 10 – fore-arc and back-arc ophiolite allochthons; 11 – metamorphic complexes; 12 – Precambrian microcontinents; 13 – Siberian craton; 14 – main post-accretion faults (a) and thrusts (б); 15 – boundaries of structural zones (a) and state boundary (б); 16 – names of lithotectonic units of the Tannuola-Khamsara island-arc system: fore-arc Sayan-Tuva group of lithotectonic zones: Ksh – Kurtushibinskaya; B – Borus; Ss – North Sayan and Khs – Khemchik-Systyghem; island-arc Tannuola-Khamsara group of zones: Tn – Tannuola Subzone; On – Ondum Subzone; Ож – Ozhu Zone; Хм– Khamsara Zone; back-arc East Tuva group of zones: Аг – Agardag; Кх – Kaakhem; Уо – Ulugoi; Хр – Kharal; Кб – Karabeldyr; Ao – Agoi metamorphic terrane; TMM – Tuva-Mongolian microcontinent.

 

Строение Ак-Сугского месторождения (Добрянский и др., 1992; Забелин, 1992) определяется структурой одноименной полифазной интрузии (рис. 2), характеризующейся следующими разновидностями пород, сменяющимися от периферии массива к его центру: диориты, габбродиориты, кварцевые диориты (периферия), тоналиты и плагиограниты, в том числе, слабо порфировидные (центральная часть). Ядро интрузивного штока представлено тоналит-порфирами (порфиры-I) и плагиогранит-порфирами (порфиры-II), с которыми пространственно и парагенетически связано промышленное Au-Mo-Cu оруденение. Интрузия имеет зональную куполовидную форму с углами падения контактов до 80°. Дайки представлены маломощными дорудными и синрудными телами гранодиоритов, гранитов и аплитов среди пород основного и среднего составов. Как правило, дайковые тела в различной степени гидротермально изменены и несут рассеянную вкрапленную и прожилковую минерализацию. Также в строении Ак-Сугского массива отмечаются пострудные дайки диоритовых, диабазовых и андезитовых порфиритов. Гидротермальные изменения в них отсутствуют либо проявлены значительно слабее, а рудные минералы не обнаруживаются визуальными методами или в протолочках (Добрянский и др., 1992; Забелин, 1992).

 

Рис. 2. Геологическая карта месторождения Ак-Суг с проекцией рудных залежей, составлена авторами в ходе НИР 2020–2022 гг. совместно с недропользователями и геологической службой месторождения.

1 – современные аллювиальные отложения (галечники, пески); 2 – девонские красноцветные туфогенно-осадочные отложения; 3–9 – аксугский комплекс: 3 – плагиогранит-порфиры (порфиры-II); 4 – тоналит-порфиры (порфиры-I); 5 – тоналиты порфировидные; 6 – тоналиты и плагиограниты слабопорфировидные; 7 – тоналиты; 8 – кварцевые диориты, тоналиты; 9 – габбро, диориты; 10 – геологические границы; 11 – разрывные нарушения; 12 – разведочные скважины до 2013 г.; 13 – разведочные скважины 2019 г.; 14 – серицит-кварцевые метасоматиты, «кварцевое ядро».

В таблице приведены геологические запасы и содержания главных рудных элементов по состоянию на 01.01.2020.

Fig.2. Geological map of the Ak-Sug deposit with projection of the orebody, composed by the authors during scientific works of 2020–2022 together with collegues from geological survey of the deposit.

1 – Quaternary alluvial deposits (pebble, sand); 2 – Devonian red-colored tuffaceous-sedimentary deposits; 3–9 – Aksug complex: 3 – plagiogranite porphyry (porphyry-II); 4 – tonalite porphyry (porphyry-I); 5 – porphyritic tonalite; 6 – weakly porphyritic tonalite, plagiogranite; 7 – tonalite; 8 – quartz diorite, tonalite; 9 – gabbro, diorite; 10 – geological boundaries; 11 – faults; 12 – exploration boreholes before 2013; 13 – exploration boreholes of 2019; 14 – sericite-quartz metasomatites, «quartz core».

The table shows geological reserves and contents of the main ore elements as of 01.01.2020.

 

Возраст интрузивного магматизма, связанного с формированием Ак-Сугского массива, остается предметом многочисленных дискуссий. Некоторые исследователи указывают на девонский возраст его формирования (Добрянский и др., 1992; Забелин, 1992; Сотников и др., 2003; Государственная…, 2013), ряд других исследователей (Pollard et al., 2017; Берзина и др., 2019) придерживаются точки зрения о кембрийском возрасте магматизма и рудообразования.

Рудные тела месторождения представлены штокверками с вкрапленной и прожилково-вкрапленной минерализацией в интрузивных породах центральной и ядерной части Ак-Сугского массива. Богатые руды месторождения сконцентрированы в его Северной залежи (наиболее богатая зона имеет размеры примерно 300 × 400 м вблизи поверхности с постепенным расширением рудной зоны к глубоким горизонтам) со средними содержаниями Cu около 0.8 % и Mo 0.02 %. К настоящему времени подтвержденный вертикальный размах оруденения составляет порядка 800 м, и потенциал месторождения на глубоких горизонтах далеко не исчерпан.

Процесс формирования крупномасштабного оруденения непосредственно связан с гидротермальными растворами, отделявшимися в результате внедрения двух генераций порфировых магм (Лобанов и др., 2023). С внедрением более ранних тоналит-порфиров (порфиры-I) и последующей деятельностью рудоносных флюидов связано образование преимущественно золото-медной минерализации (халькопирит, борнит и др.). Формирование молибденовой минерализации связано с внедрением плагиогранит-порфиров (порфиры-II). Это подтверждается пространственной разобщенностью медной и молибденовой минерализации и указывает на разный возраст их формирования (Лобанов и др., 2023). Гидротермально-метасоматические преобразования вмещающих пород проявлены в последовательной смене типов гидротермальных ассоциаций от центра интрузивного массива к его периферии (Лобанов и др., 2023). Центральная часть массива интенсивно окварцована и содержит безрудное «кварцевое ядро». По направлению к периферии развиты кварц-серицитовые, хлорит-серицитовые метасоматиты и локально проявлена калишпатизация. Наиболее крупная зона измененных пород, обрамляющая месторождение, представлена пропилитами. Более локально проявлены зоны аргиллизации, эпидотизации и биотитизации. Зональность в распределении рудных минералов, в целом, соответствует типовой метасоматической зональности Au-Mo-Cu порфировых месторождений (Лобанов и др., 2023). Периферия месторождения представлена зоной пиритового ореола, сменяемой по направлению к его центру ореолом пирит-халькопиритовых руд. В пределах Северной рудной залежи отмечаются наиболее богатые рудные зоны с халькопиритовой и борнит-халькопиритовой минерализацией. Молибденовые руды не имеют четких границ и оконтурены по содержаниям Mo 0.003 %, медные – по изоконцентрате Cu 0.3 % (Лобанов и др., 2023). Изотопно-геохимические данные свидетельствуют, что наиболее вероятным источником серы сульфидных минералов являлся флюид мантийного (от –3 до +3 ‰) источника с ограниченным участием метеорных вод (Кужугет и др., 2019; Шадчин, 2022). По данным изучения флюидных включений в кварце в составе рудообразующего флюида преобладали вода и углекислота (Кужугет и др., 2015, 2019, 2023).

ФАКТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Для исследования использованы прозрачные и полированные шлифы авторского коллектива и сотрудников геологической службы компаний ООО «Голевская ГРК» и ООО «Тывамедь», изготовленные в ходе выполнения работ по теме «Геолого-генетическая модель Ак-Сугского месторождения как эталонного медно-порфирового объекта Восточно-Саянской металлогенической провинции». Полированные шлифы (~50 штук) изготовлены из керна разведочных скважин, преимущественно, из зон пирит-халькопиритовых и пиритовых руд, локально совпадающих с ореолами пропилитизации и кварц-хлорит-серицитовыми (кварц-серицит-хлоритовыми) метасоматитами.

Оптические петрографические определения проводились с помощью микроскопа Axioscope CZ 40A POL. Изучение полированных шлифов (аншлифов) выполнялось на микроскопе Olympus BX 51. Химический состав минералов определялся при помощи сканирующего электронного микроскопа (СЭМ) Tescan Vega III SBH, оснащенного интегрированной системой энергодисперсионного микроанализа Oxford X-Act в R&D центре ГМК «Норильский никель» Института цветных металлов Сибирского федерального университета (г. Красноярск) при следующих условиях: ускоряющее напряжение 20 кВ, ток зонда 2.3 нА, время съемки – 120 с. При анализе использованы образцы химически чистых элементов и соединений стандартов MAC (Micro-Analysis Consultants Ltd, Великобритания, рег. № 11192): Ti, Fe, V, Zr, Y, GaP (P), SrF2 (Sr), LaB6 (La), CeO2 (Ce), NaCl (Cl), CaF2 (F), SiO2 (Si), Al2O3 (Al), MgO (Mg), CaF2 и волластонит (Ca). Для S (Kα), Fe (Kα), Co (Kα), Ni (Kα), Cu (Kα), Zn (Kα), As (Lα), Sb (Lα) и Pb (Mα) в качестве стандартов использовались чистые металлы (Co, Ni) и следующие соединения: FeS, FeS2, FeAsS, ZnS, CuFeS2, Sb2S3, PbTe. Измерение тока зонда производилось на стандарте металлического кобальта MAC (рег. № 9941) через каждые 60 мин. исследования. Результаты анализов обработаны с помощью программного обеспечения Oxford Instruments AZtec. В статье использованы аббревиатуры минеральных видов согласно (Warr, 2021).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Руды, проанализированные в полированных шлифах, характеризуются вкрапленными, прожилково-вкрапленными, шлировыми и каемочными (с реликтами замещения) текстурами. Структуры, преимущественно, аллотриоморфнозернистые, катакластические и интерстициальные. В результате настоящих исследований обнаружены некоторые рудные и нерудные минералы, ранее не описанные на месторождении: богдановичит, берцелианит, волынскит, виттихенит, карролит, маккинстриит, михараит, самородный висмут, Co-содержащий пирит, шеелит и штромейерит.

Сульфосоли

Редкий минерал михараит Cu4FePbBiS6 выявлен в ассоциации с висмутсодержащей блеклой рудой и айкинитом среди халькопирита, который цементирует раздробленные зерна пирита (рис. 3). Размеры зерен михараита варьируют от 19 × 21 до 21 × 62 мкм. Некоторые зерна располагаются вдоль границ агрегатов пирита и халькопирита и имеют вытянутую форму, другие – угловатую. Отдельные зерна по краям окружены тонкими каймами галенита. В халькопирите с включениями михараита также отмечаются включения мелких зерен борнита. Избыток Fe и S в составе михараита, возможно, связан с захватом при анализе тонких включений пирита и халькопирита (табл. 2).

 

Рис. 3. Зерно михараита (Mih), расположеное на границе пирита (Py) и халькопирита (Ccp) с включениями борнит (Bn). Обр. 10-5/275.0. Здесь и далее на рисунках: а – отраженный свет; б – СЭМ фото.

Fig. 3. Miharaite grain (Mih) at the boundary of pyrite (Py) and chalcopyrite (Ccp) with bornite (Bn) inclusions. Sample 10-5/275.0. Hereinafter: a – reflected light; б – BSE image.

 

Таблица 2

Химический состав рудных минералов Ак-Сугского месторождения

Table 2

Chemical composition of ore minerals of the Ak-Sug deposit

№ рис.

№ ан.

Содержания элементов, мас. %

Сумма

Минерал

Формула

Образец

S

Fe

Co

Cu

Se

Ag

Te

Pb

Bi

3

32

21.90

7.25

27.70

23.96

19.57

100.38

Михараит

Cu3.89Fe1.16Pb1.03Bi0.83S6.09

10-5/275.0

33

21.32

7.54

27.58

23.37

19.26

99.09

Cu3.92Fe1.22Pb1.02Bi0.83S6.01

4

23

18.48

44.86

36.67

100.00

Волынскит

Ag0.98Bi1.01Te2.01

6-1/973.1

26

18.35

44.51

37.15

100.00

Ag0.98Bi1.02Te2.00

5

40

19.49

0.31

36.21

0.62

2.29

40.60

99.53

Виттихенит

(Cu2.84Ag0.11Fe0.03)2.97Bi0.97(S3.02Se0.04)3.06

10-5/275.0

43

19.40

0.50

36.84

0.98

1.80

40.67

100.20

(Cu2.86Ag0.08Fe0.04)2.99Bi0.96(S2.99Se0.06)3.05

33

1.07

1.16

96.17

98.40

Самородный висмут

Bi0.92Fe0.04Cu0.04

10-5/275.0

39

0.77

98.94

99.70

Bi0.97Fe0.03

41

11.90

2.62

87.45

101.97

Se-содержаший галенит

Pb1.02(S0.90Se0.08)0.98

5г-2/225.0

42

12.20

3.53

80.56

3.69

100.00

Se- и Bi-содержаший галенит

(Pb0.94Bi0.04)0.98(S0.91Se0.11)1.02

10-5/275.0

6

54

4.77

24.11

25.30

46.38

100.55

Богдановичит

Ag1.03Bi0.98(Se1.34S0.65)1.99

11-9/268.0

56

4.76

1.37

23.23

24.46

45.30

99.11

Ag1.05Bi0.98(Se1.42S0.56)1.98

52

0.71

62.89

36.40

100.00

Гессит

Ag1.99(Te0.98Se0.03)1.01

11-9/268.0

57

61.28

38.71

99.99

Ag1.96Te1.04

7

29

59.84

38.00

98.81

Берцелианит

Cu1.94(Se0.99S0.07)1.06

5-4/263.1

30

60.28

37.93

0.96

100.19

Cu1.94(Se0.97S0.07Te0.02)1.06

8

1

55.58

39.73

1.65

3.77

100.73

Co-Cu-содержаший пирит

(Fe0.85Cu0.07Co0.03)0.95S2.05

13-3/316.5

2

56.02

44.42

0.39

0.00

100.84

Co-содержаший пирит

(Fe0.94Co0.01)0.95S2.05

3

55.38

38.94

1.26

5.19

100.78

Co-Cu-содержаший пирит

(Fe0.83Cu0.10Co0.03)0.96S2.04

4

56.14

44.47

0.38

0.00

100.98

Co-содержаший пирит

(Fe0.94Co0.01)0.95S2.05

9

26

40.86

1.34

36.52

20.65

99.35

Карролит

Cu1.01(Co1.94Fe0.07)2.01S3.98

11-7/154.1

28

40.27

3.22

34.86

20.26

98.61

Cu1.00(Co1.87Fe0.18)2.05S3.95

10

21

15.78

31.14

53.38

100.29

Штромейерит

Ag1.00Cu1.00S1.00

3г-1/292.0

23

15.82

30.81

53.13

99.76

Ag1.00Cu0.99S1.01

11

2

14.01

1.41

23.58

61.92

100.92

Маккинстриит

Ag5.26(Cu3.40Fe0.23)3.63S4

3г-1/342.0

3

14.48

1.67

23.59

60.08

99.82

Ag4.93(Cu3.29Fe0.26)3.55S4

Примечание. Здесь и в табл. 3: прочерк – содержание элемента ниже предела обнаружения. Формулы минералов рассчитаны на сумму атомов, равную 2 (Se-содержаший галенит), 3 (берцелианит, Co-Cu-содержаший пирит, волынскит, гессит, штромейерит), 4 (богдановичит), 7 (виттихенит, карролит), 12 (маккинстриит), 13 (михараит).

Note. Here and in Table 3: dash – the element content is below detection limit. The empirical formulas are recalculated to the atom sum of 2 (Se-galena), 3 (berzelianite, Co-Cu-bearing pyrite, volynskite, hessite, stromeyerite), 4 (bohdanowiczite),7 (wittichenite, carrolite), 12 (mckinstryite), and 13 (miharaite).

 

Волынскит AgBiTe2 обнаружен в одном образце из глубоких горизонтов месторождения (973.1 м) в ассоциации с гесситом, тетрадимитом, теллуровисмутитом и висмутсодержащей блеклой рудой (рис. 4). Волынскит образует тонкие и короткие (от 2 до 5–7 мкм) каймы по краям зерен тетрадимита и теллуровисмутита и замещает их. Также в срастании с этими минералами находятся халькопирит, блеклая руда и борнит. Состав изученного минерала близок к теоретическому (табл. 2).

 

Рис. 4. Волынскит (Vol) в ассоциации с тетрадимитом (Ttd), гесситом (Hes) и борнитом (Bn) на границе с халькопиритом (Ccp) и теннантитом (Tnt). Обр. 6-1/973.1.

Fig. 4. Volynskite (Vol) in assemblage with tetradymite (Ttd), hessite (Hes) and bornite (Bn) at the boundary with chalcopyrite (Ccp) and tennantite (Tnt). Sample 6-1/973.1.

 

Виттихенит Cu3BiS3 и самородный висмут Bi срастаются с Se- и Bi-содержащим галенитом и обнаружены среди пирит-халькопиритовых агрегатов (рис. 5). В составе сульфидных сростков часто присутствуют включения и каймы виттихенита размером до 5–10 мкм и мелкие (до 5 мкм) зерна галенита. Самородный висмут образует линзовидные, округлые или ксеноморфные агрегаты в окружении виттихенита и галенита. Размеры зерен самородного висмута варьируют от 1–2 до 10 мкм. Реже его зерна достигают размера 0.02 × 0.04 мм. Состав виттихенита близок к теоретическому, но характеризуется небольшими примесями Ag и Se, типичными для этого минерала (Чвилева и др., 1988). Присутствие низких концентраций Fe и Cu в составе самородного висмута можно объяснить их вхождением (Fe в виде примеси до 1 мас. %) в айкинит (табл. 2).

 

Рис. 5. Результат возможного разложения айкинита на виттихенит (Wtc), галенит (Gn) и самородный висмут (Bi) в ассоциации с пиритом (Py) и халькопиритом (Ccp). Обр. 10-5/275.0.

Fig. 5. Result of possible decomposition of aikinite on wittichenite (Wtc), galena (Gn) and native bismuth (Bi) in assemblage with pyrite (Py) and chalcopyrite (Ccp). Sample 10-5/275.0.

 

Селениды

Богдановичит AgBiSe2 представлен линзовидными, клиновидными, реже ксеноморфными зернами размером от 1.5 × 13 до 12 × 20 мкм, которые срастаются с халькопиритом, виттихенитом, гесситом и теннантитом (рис. 6). Чаще всего мелкие зерна богдановичита срастаются с гесситом и находятся среди теннантита. Очень редко богдановичит встречается в кварце на границе с пиритом. Аналогичный парагенезис (богдановичит + гессит) отмечен в ассоциации с виттихенитом. Состав богдановичита близок к стехиометричному (табл. 2), но отличается от него присутствием серы (до 4.77 мас. %), что, по-видимому, обусловлено вхождением богдановичита в состав халькопирит-теннантитовых сростков.

 

Рис. 6. Зерна богдановичита (Boh) на контакте с гесситом (Hes) и теннантитом (Tnt) в составе кальцитового (Cal) прожилка c халькопиритом (Ccp). Обр. 11-9/268.0.

Fig. 6. Bogdanovichite grains (Boh) at the contact with hessite (Hes) and tennantite (Tnt) in calcite (Cal) veinlet with chalcopyrite (Ccp). Sample 11-9/268.0.

 

Берцелианит Cu2Se обнаружен в одном кварц-карбонатном прожилке среди многочисленных зерен мышьяковистой самородной меди (рис. 7). Зерна минерала имеют размеры 1.2 × 1.5 – 6.2 × 15.8 мкм и, в основном, линзовидную, эллипсовидную или треугольную форму сечений. В тесном срастании с берцелианитом наблюдался флоренсит-(Ce). Состав минерала близок к теоретическому и характеризуется небольшой (до 1 мас. %) примесью Te в одном из проанализированных зерен (табл. 2).

 

Рис. 7. Зерна берцелианита (Brz) в ассоциации с мышьяксодержащей гипергенной самородной медью (Cu(As)). Обр. 5-4/263.1.

Fig. 7. Berzelianite (Brz) grains in assemblage with As-bearing supergene native copper (Cu(As)). Sample 5-4/263.1.

 

Сульфиды

Селенсодержащий галенит отмечается в виде мелких (до 6–20 мкм) ксеноморфных включений в теннантите или халькопирите, часто в ассоциации с виттихенитом (рис. 5). Минерал содержит Se (до 2– 3 мас. %) и Bi (до 4 мас. %) и хорошо рассчитывается на кристаллохимическую формулу (табл. 2).

Cu-Co-содержащий пирит широко распространен в рудах Ак-Сугского месторождения, по сравнению с другими минералами, описанными в данной статье. Его количество в полированных шлифах в зоне пиритового ореола месторождения достигает первых процентов. Содержание Cu в нем составляет 3.77–5.19 мас. %, Co – 1.26–1.65 мас. % (табл. 2). Этот пирит неоднороден по окраске, зоны с повышенным содержанием Cu отчетливо выделяются розоватым оттенком (рис. 8). Кристаллы часто идиоморфные, их размеры достигают 35– 45 мкм. Кристаллы не срастаются с другими рудными минералами и состоят из двух генераций: ранней – в центральных частях кристаллов и поздней с Cu и Co – по краям. Между ними отмечаются узкие участки розового цвета, содержащие повышенные концентрации Cu. В кристалле на рис. 8 обнаружена зависимость между содержаниями Cu и Co: в зонах пирита без Cu, содержание Co составляет 0.38–0.39 мас. %, а на участках с более высоким содержанием Cu содержание Co возрастает до 1.26–1.65 мас. % (табл. 2).

 

Рис. 8. Кристалл Cu- и Co-содержащего пирита (Py) в кварц-карбонатном прожилке. Обр. 13-3/316.5.

Fig. 8. Crystal of Cu- and Co-bearing pyrite (Py) in quartz-carbonate vein. Sample 13-3/316.5.

 

Карролит CuCo2S4 в рудах месторождения Ак-Суг образует мелкие (максимальные размеры составляют 5 × 7.5 мкм) ограненные кристаллы или ксеноморфные включения в агрегатах халькопирита и теннантита в ассоциации со сфалеритом, в которых он образует редкую вкрапленность или тонкие каймы по границам агрегатов (рис. 9). Реже наблюдаются цепочки идиоморфных кристаллов карролита в халькопирите. Состав карролита близок к стехиометричному (табл. 2), но имеет несколько повышенные содержания Fe, вероятно, обусловленные эффектом «матрицы» вмещающего халькопирита.

 

Рис. 9. Включения карролита (Cli) в халькопирите (Ccp) с включениями сфалерита (Sp)

СЭМ фото. Обр. 11-7/154.1.

Fig. 9. Carrolite inclusions in chalcopyrite (Ccp) with sphalerite inclusions (Sp).

BSE images. Sample 11-7/154.1.

 

Штромейерит AgCuS и маккинстриит Ag5Cu3S4 обнаружены в ассоциации с халькопиритом, борнитом и блеклыми рудами. Штромейерит более распространен, чем маккинстриит. Минерал входит в состав комплексной ассоциации, которая включает сфалерит, галенит, борнит, халькопирит и теннантит (рис. 10). Интерстициальные зерна штромейерита нарастают на халькопирит, борнит и галенит. Характерны каймы штромейерита по границам теннантита и галенита. В свою очередь, тонкие (микрометровые) каймы халькопирита обрастают штромейерит. Реже минерал наблюдается внутри сфалеритовых агрегатов. В полированных шлифах из зоны окисления верхних горизонтов месторождения Ак-Суг отмечались зерна штромейерита со структурами распада, продуктами которого являются самородное серебро и ковеллин. Размеры зерен штромейерита варьируют от 6 × 9 мкм до 0.033 × 0.053 мм. Состав штромейерита стехиометричен (табл. 2).

 

Рис. 10. Штромейерит (Smy) в ассоциации с сульфидами (Ccp – халькопирит; Gn – галенит; Sp – сфалерит; Bn – борнит) и блеклой рудой (Tnt – теннантит). Обр. 3г-1/292.0.

Fig. 10. Stromeyerite (Smy) in assemblage with sulfides (Ccp – chalcopyrite; Gn – galena; Sp – sphalerite; Bn – bornite) and fahlore (Tnt – tennantite). Sample 3g-1/292.0.

 

Маккинстриит является редким минералом и был обнаружен в одном образце, отобранном на глубине 342 м (рис. 11). Он образует тонкие (толщиной от 3 до 8 мкм) изогнутые прожилки в халькопирите и реже замещает халькопирит-борнитовые сростки по краям, достигая размеров зерен до 14 × 22 мкм. Отклонения состава маккинстриита от стехиометрии (табл. 2), возможно, связаны с расположением его маломощных прожилков в халькопирите среди теннантитовых прожилков.

 

Рис. 11. Прожилок маккинстриита (Mck) в халькопирите (Ccp).

Py – пирит; Tnt – теннантит. Обр. 3г-1/342.0.

Fig. 11. Mckinstryite veinlet (Mck) in chalcopyrite (Ccp).

Py – pyrite, Tnt – tennantite. Sample 3g-1/342.0.

 

Оксиды

В составе кварц-карбонатных прожилков с мышьяковистой самородной медью в западной части месторождения (в зоне контакта интрузивных пород массива с вулканогенно-осадочными образованиями девонского возраста) установлены браннерит, а также шеелит.

Браннерит UTi2O6 образует пластинки длиной до 5–7 мкм внутри и по краям зерен мышьяковистой самородной меди (рис. 12). В составе включений определены U, Ti и O (табл. 3). Кроме браннерита, в ассоциации с самородной медью в составе поздних карбонатных и кварц-карбонатных прожилков ранее уже были отмечены кислородсодержащие минералы, такие как – флоренсит-(Ce) и ксенотим-(Y), а также фторапатит (Шведов и др., 2021).

 

Рис. 12. Пластинки браннерита (Bnr) внутри зерна самородной меди (Cu).

СЭМ фото. Обр. 5-4/263.1.

Fig. 12. Brannerite plates (Bnr) in native copper grain (Cu).

BSE image. Sample 5-4/263.1.

 

Таблица 3

Химический состав кислородсодержащих минералов Ак-Сугского месторождения

Table 3

Chemical composition of oxides of the Ak-Sug deposit

№ рис.

№ ан.

Содержания элементов, мас. %

Сумма

Минерал

Формула

Образец

O

Ca

Ti

Cu

W

U

12

30

25.98

23.79

50.21

99.98

Браннерит

Ti2.11U0.89O6

5-4/263.1

31

31.85

21.09

47.06

100.00

Ti2.07U0.93O6

13

26

25.25

14.45

59.90

99.60

Шеелит

Ca1.08W0.97O4

5г-2/225.0

28

21.66

13.68

1.01

63.57

99.92

Ca0.99WO4

Примечание. Формулы минералов рассчитаны на 4 (шеелит) и 6 (браннерит) атомов кислорода.

Note. The mineral formulas are recalculated to 4 (scheelite) and 6 (brannerite) oxygen atoms.

 

Шеелит CaWO4 относится к редким минералам Ак-Сугского месторождения. Он был обнаружен в единственном образце из плагиогранит-порфиров, отобранном на глубине 225 м. Минерал образует ксеноморфные зерна размером от 0.06 × 0.09 до 0.05 × 0.11 мм внутри агрегатов борнита и халькозина (рис. 13). В ассоциации с шеелитом также присутствуют небольшие зерна сфалерита, халькопирита, селенсодержащего галенита и гематита. Из нерудных минералов с шеелитом ассоциируют кварц, карбонаты, реже – целестин. Состав шеелита стехиометричен (табл. 3), а небольшая примесь Cu в его составе (около 1 мас. %), возможно, связана с влиянием окружающих медьсодержащих минералов.

 

Рис. 13. Сростки шеелита (Sch) и гематита (Hem) в борнит (Bn)-халькозиновом (Cc) прожилке.

СЭМ фото. Обр. 5г-2/225.0.

Fig. 13. Intergrowths of scheelite (Sch) and hematite (Hem) in bornite (Bn)-chalcocite (Cc) veinlet.

BSE image. Sample 5g-2/225.0.

 

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Минеральный состав руд месторождения Ак-Суг характеризуется большим разнообразием и сложностью взаимоотношений минералов. Новые данные по минералогии месторождения позволили дополнить имеющиеся представления о составе его минеральных ассоциаций различных стадий формирования.

Порфировая стадия. Пирит на месторождении является одним из самых распространенных рудных минералов: его количество в пропилитизированных породах зоны пиритового ореола достигает 10–15 %. Co- и Cu-Co-содержащий пирит, по нашему мнению, представляет собой более позднюю генерацию данного минерала. Высокие (до 10.2 мас. %) содержания Cu в пирите известны давно (Auger, 1941; Frenzel,Otteman, 1967; Рудашевский и др., 1974), но объясняются по-разному. Так, Д. Воган и Дж. Крейг считали, что этому, вероятно, способствуют повышенное давление и высокое содержание других примесей: например, As, а в нашем случае, вероятно, и Co (Воган, Крейг, 1981). Согласно (Radcliffe, McSween, 1969), наличие обогащенных медью зон в пирите, которые одновременно содержат повышенные концентрации As, объясняется с позиции теории лигандов. По мнению Н.С. Рудашевского и др. (1974), появление медистых и кобальтсодержащих зон в пирите обусловлено неравновесными условиями его кристаллизации из растворов, содержащих Cu и Co. Экспериментальными работами (Shimazaki,Clark 1970) установлено, что максимальная растворимость (до 82 мол. %) CuS2 в пирите существует при температуре 100 °C, затем резко понижается при повышении температуры, и при 275 °С уже составляет всего 10 мол. % CuS2. Обнаружение Co- и Cu-содержащего пирита (содержания СоS2 до 3.32 и CuS2 до 9.71 мол. %) в составе руд месторождения Ак-Суг позволяет предполагать, что образование данных минеральных форм на месторождении происходило при температурах порядка 285– 275 °C (Shimazaki,Clark, 1970), тогда как подавляющая масса порфирового оруденения (пиритовые, пирит-халькопиритовые и борнитовые руды) была сформирована при участии более высокотемпературных флюидов с температурами порядка 450– 350 °C (Кужугет и др., 2023). Также в рудах Ак-Сугского месторождения неоднократно наблюдались ситуации, когда центральная часть агрегата пирита (ранняя генерация) была окружена халькопиритовой оболочкой, которая впоследствии заместилась пиритом второй генерации с небольшой примесью Cu. По нашему мнению, значительная часть Co- и Cu-содержащего пирита осаждалась из обогащенных Co и Cu растворов одновременно с пропилитизацией по периферии месторождения. Отчетливая геохимическая ассоциация Fe-Co-S (Лобанов и др., 2023), выделенная по результатам факторного анализа геохимических данных, указывает, что кобальт входит в состав пирита.

Менее распространенным минералом кобальта на Ак-Сугском месторождении является карролит – минерал типичный для высокотемпературных стадий порфирово-эпитермальных, скарновых и колчеданных месторождений меди, формирующийся в ранних золото-пирит-халькопиритовых ассоциациях наряду с борнитом, пирротином, кобальтином и Co-пиритом при температурах порядка 450–320 °C (Молошаг, 2009; Ковалев и др., 2019).

Эпитермальная и субэпитермальная стадии. Значительная часть минералов, охарактеризованная в данной статье, сформирована гидротермальными растворами в диапазонах температур 415–325 и 370–200 °C, соответственно (Кужугет и др., 2023). К таким минералам относятся берцелианит, михараит, волынскит, виттихенит, самородный висмут, галенит (в том числе, Se-содержащий) и браннерит. Они обнаружены в зонах борнит-халькопиритовых и халькопирит-теннантитовых руд, пространственно соответствующих стержневой части Ак-Сугской порфировой системы (Лобанов и др., 2023). Находки вышеупомянутых минеральных фаз являются единичными и, предположительно, могут быть связаны с эпитермальной и субэпитермальной стадиям. В ассоциациях с ними регулярно отмечаются пирит, халькопирит, борнит, айкинит, гессит, теннантит и тетраэдрит. В этих минералах постоянно обнаруживаются (в виде главных или примесных компонентов) Bi, Se, Cu, Ag, Fe, Te и Pb – типичные элементы эпитермальной и полиметаллической (галенит-сфалеритовой) минерализации верхних горизонтов и периферии порфировых систем (Sillitoe, 2010). Изоморфное вхождение Se в состав рудных минералов можно интерпретировать как свидетельство его наибольшей активности на данных стадиях рудогенеза. Согласно литературным данным (Pirard, Habert 2008), из Se-Cu-содержащего флюида при снижении температуры среды минералообразования и падения концентраций Co, а затем и Se может формироваться следующий ряд минералов: берцелианит Cu2Se, дигенит Cu1.8S и халькозин Cu2S. Температура формирования берцелианита оценивается примерно в 200 °C (Pirard, Habert, 2008). Срастания виттихенита, галенита и самородного висмута, предположительно, образовались в процессе разложения айкинита. Доказательством того, что самородный висмут мог образоваться в результате разложения айкинита, является отсутствие самородного висмута за пределами возможной реликтовой границы разложившейся сульфосоли, которая в настоящее время ограничена контуром виттихенитового агрегата. Также в ходе минераграфических исследований был зафиксирован айкинит со структурами разложения, по границам которого отмечались галенит и/или виттихенит, но отсутствовал самородный висмут. Сходный процесс был ранее отмечен на молибден-порфировом месторождении Ипчул (Республика Хакасия) (Иванкин, 1961).

Свидетельством изменения pH среды минералообразования могут служить вариации соотношений CO2/CH4 в газовой фазе, указывающие на изменение окислительно-восстановительных условий (Шапаренко, 2022). В ходе изучения состава газовой фазы флюида в кварцевых прожилках на Ак-Сугском месторождении методом валовой газовой хромато-масс-спектрометрии установлены широкие вариации этого показателя (неопубликованные данные авторов). Общий диапазон значений соотношений CO2/CH4 (230–20000) указывает на увеличение окисленности флюида при переходе от более ранних прожилков к поздним. Однако по данным (Смирнов и др., 2015) локально возможны и обратные изменения в связи с привносом гидротермальными растворами восстановителей – ионов S2- и [S2]2- и образованием сульфидов (в описываемом случае виттехинита и галенита).

В составе мелких пластинок браннерита полностью отсутствует торий и редкие земли (табл. 3), что позволяет охарактеризовать его как средне-низкотемпературную (в пределах до 225–300 ºС) модификацию (Гинзбург и др., 1989).

Богдановичит, штромейерит, маккинстриит и шеелит образовались в низкотемпературную стадию (ниже 200 °C). Богдановичит присутствует среди среднетемпературных минералов – теннантита, халькопирита и гессита, но является самым поздним из них, и согласно литературным данным (Cabral et al., 2016), образуется при температурах не превышающих 120 °C. Штромейерит и маккинстриит отмечаются в аналогичных минеральных ассоциациях с борнитом, халькопиритом и теннантитом. Авторы считают, что штромейерит формируется за счет Ag-содержащих разностей блеклых руд (вероятно, аргентотеннантита или фрейбергита).

На Ак-Сугском месторождении основные запасы меди приурочены к тоналитам и тоналит-порфирам с суммой щелочей (Na2O + K2O 4.5– 5.5 мас. %). Подавляющая часть запасов молибдена связана с плагиогранит-порфирами с суммой щелочей 5.0–6.5 мас. %. С последними также связаны спорадические находки шеелита в ассоциации с халькозином и борнитом, возможно, отвечающие «специфической» Mo-W стадии рудообразования на месторождении. Также это подтверждается тем известным фактом, что молибденовая и сопутствующая ей вольфрамсодержащая минерализация в молибден-порфировых месторождениях (например, Сорское) чаще приурочена к интрузивным породам с более высокими содержаниями кремнезема и щелочей относительно пород медно-порфировых объектов (Шадчин и др., 2023). Ранее из других минералов вольфрама на месторождении Ак-Суг отмечался только ферберит FeWO4 (Монгуш и др., 2013; Кужугет и др., 2019).

Авторы считают, что шеелит на Ак-Сугском месторождении мог образоваться как самостоятельный первичный минерал, так и в результате замещения ферберита шеелитом + гематитом. Поскольку ферберит и изоморфный ему (но не описанный на месторождении Ак-Суг) гюбнерит MnWO4 являются высокотемпературными минералами (температуры образования до 400–500 °C), при высоких температурах сосуществуют и смешиваются неограниченно, а Ca не может входить в их состав в значительном количестве (Рамдор, 1966). В нашем случае, понижение температуры рудоносного флюида и увеличение содержания Ca, например, из-за растворения осадочных карбонатов метаморфогенными водами могло привести к отложению шеелита. Считается, что формирование шеелита за счет вольфрамита чаще отмечается и активнее происходит в результате протекания щелочных реакций (Рамдор, 1962). Локальное повышение щелочности, повлиявшее на процессы минералообразования на Ак-Сугском месторождении, отмечалось нами ранее на основании изучения других минеральных парагенезисов.

ВЫВОДЫ

По результатам изучения вещественного состава руд Ак-Сугского Au-Mo-Cu порфирового месторождения выявлены ранее не охарактеризованные минералы: богдановичит, берцелианит, волынскит, виттихенит, карролит, маккинстриит, михараит, самородный висмут, Co-содержащий пирит, шеелит и штромейерит. Общий тренд эволюции минеральных парагенезисов показывает, что в процессе минералообразования фугитивность серы металлоносных растворов постепенно снижалась. Это подтверждается значительным количеством рудообразующих сульфидных минералов (борнит, халькопирит, пирит), сформированных на ранних этапах рудогенеза. По мере снижения температуры и давления из рудоносного флюида формировались блеклые руды, теллуриды и селениды цветных и благородных металлов. На завершающих стадиях рудообразования формировались самородные металлы (Cu, Ag, Bi, Te). Значительные количества меди и кобальта в рудном флюиде обуславливают возможность образования ранних высокотемпературных минералов, содержащих эти элементы как в качестве главных минералообразующих компонентов, так и в качестве примесей, например, Cu-Co-содержащий пирита и карролита.

В ходе эпитермального и субэпитермального этапов по мере снижения температуры и подъема рудоносного флюида в апикальные части интрузивного штока, широкое распространение получили минералы, содержащие Ag, Bi, Se и Te, такие как михараит, волынскит, виттихенит, самородный висмут, Se-содержащий галенит.

О поздних этапах рудо- и минералообразования свидетельствует формирование низкотемпературных кварц-карбонатных прожилков, сопровождающихся образованием редкоземельной, урановой (ксенотим-(Y), флоренсит-(Ce), браннерит, а также сульфатной (барит-целестин) минерализации. Не исключено, что их формирование отражает влияние наложенных процессов палеозой-раннемезозойского щелочно-гранитного магматизма в районе Кандатского разлома, приведших к образованию Арысканского Y, Zr, REE месторождения и ряда рудопроявлений среди гранитоидов окуневского комплекса в радиусе до 15 км от Ак-Сугского месторождения. Список низкотемпературных минеральных образований дополняют богдановичит, штромейерит, маккинстриит, а также, возможно, шеелит.

Локальное влияние метеорных вод, смена окислительно-восстановительных условий с протеканием восстановительных реакций могли способствовать образованию небольших порций флюидов щелочного состава. По мнению авторов, в результате их влияния на минералообразующую среду могли образовываться самородный висмут (в результате разложения айкинита) и шеелит.

В результате проведенных работ на месторождении Ак-Суг обнаружены и охарактеризованы с различной степенью детальности минералы, принадлежащие к классам сульфидов, селенидов, сульфосолей и сложных оксидов. Значительная часть этих минералов образовалась на поздних стадиях формирования месторождения, в ходе субэпитермальной и эпитермальной стадий. Широкое разнообразие акцессорных минералов определяется локальными изменениями условий минералообразования.

×

About the authors

Maksim V. Shadchin

Siberian Federal University

Author for correspondence.
Email: shamamrmr@gmail.com

Assistant, Institute of Non-Ferrous Metals

Russian Federation, pr. im. gazety Krasnoyarskiy rabochiy 95, Krasnoyarsk, 660025

Gennady I. Shvedov

Siberian Federal University

Email: g.shvedov@mail.ru

Associate Professor, Institute of Non-Ferrous Metals

Russian Federation, pr. im. gazety Krasnoyarskiy rabochiy 95, Krasnoyarsk, 660025

Vladimir A. Makarov

Siberian Federal University

Email: vmakarov@sfu-kras.ru

Doctor of Geological-Mineralogical Sciences, Professor,  Institute of Non-Ferrous Metals

Russian Federation, pr. im. gazety Krasnoyarskiy rabochiy 95, Krasnoyarsk, 660025

Boris M. Lobastov

Siberian Federal University

Email: lbm02@ya.ru

Senior Lecturer, Institute of Non-Ferrous Metals

Russian Federation, pr. im. gazety Krasnoyarskiy rabochiy 95, Krasnoyarsk, 660025

Sergey A. Silyanov

Siberian Federal University

Email: ssilyanov@sfu-kras.ru

Candidate of Geological-Mineralogical Sciences, Associate Professor, Institute of Non-Ferrous Metals

Russian Federation, pr. im. gazety Krasnoyarskiy rabochiy 95, Krasnoyarsk, 660025

Sergey S. Serdyuk

Siberian Federal University

Email: geosss1@mail.ru

Doctor of Geological-Mineralogical Sciences, Professor, Institute of Non-Ferrous Metals

Russian Federation, pr. im. gazety Krasnoyarskiy rabochiy 95, Krasnoyarsk, 660025

References

  1. Berzina A.N., Sotnikov V.I. (2001) Platinum and palladium in ores of copper-molybdenum-porphyry deposits of Siberia and Mongolia. Doklady RAN (Doklady of the Russian Academy of Sciences), 378(5), 665–667. (in Russian).
  2. Berzina A.N., Berzina A.P., Gimon V.O. (2019) The Aksug Cu-Mo porphyry deposit (Northeastern Tuva): Chronology of Magmatism and Ore Formation Processes (U-Pb, Re-Os Isotope Data) and Metallogenic Implications. Russian Geology and Geophysics, 60 (9), 1060–1075. https://doi.org/10.15372/RGG2019070
  3. Berzina A.N., Sotnikov V.I., Economou-Eliopoulos M., Eliopoulos D. (2007) First finding of merenskyite (Pd,Pt)Te2 in porphyry Cu-Mo ores in Russia. Russian Geology and Geophysics, 48 (8), 656–658. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2007.07.001.
  4. Chvileva T.N., Bezsmertnaya M.S., Spiridonov E.M. (1988) Guide for the identification of ore minerals in reflected light. Moscow, Nedra, 504 p. (in Russian).
  5. Dobretsov N.L., Buslov M.M. (2007) Late Cambrian-Ordovician tectonics and geodynamics of Central Asia. Russian Geology and Geophysics, 48(1), 71–82. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2006.12.006.
  6. Dobryanskiy G.I., Sotnikov V.I., Berzina A.N., Yarovoy S.A. (1992) Features of magmatism of the Aksug copper-molybdenum deposit. In: Magmatizm i metallogeniya rudnykh rayonov Tuvy. (Magmatism and Metallogeny of Ore Regions of Tuva. Novosibirsk, Nauka, 49–62. (in Russian).
  7. Ginzburg A.I., Chernysheva L.V., Kupriyanova I.I. (1989) Typomorphism of minerals. Guide-book. Moscow, Nedra, 560 p. (in Russian).
  8. Ivankin G.A. (1961) Aikinite from the Ipchuly deposit (Khakassia). Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo instituta (Proceedings of the Tomsk Polytechnic Institute), 120, 30–31. (in Russian).
  9. Kovalev K.R., Kalinin Yu.A., Turkina O.M., Gimon V.O., Abramov B.N. (2019) Kultuma gold-copper-iron-skarn deposit (East Transbaikalia, Russia): petrogeochemical features of magmatism and ore-forming processes. Geosfernyye issledovaniya (Geosphere Research), 60, 749-771. (in Russian). https://doi.org/ 10.15372/GiG2019078.
  10. Krivtsov A.I., Migachev I F., Minina O.V. (1985) Mineralogical-geochemical types of ores of porphyry copper deposits: gold content and zoning. Geohimiya (Geochemistry), (10), 1417–1429. (in Russian).
  11. Kuzhuget R.V., Ankusheva N.N., Khertek A.K., Mongush A.O., Butanayev Yu.V. (2023) Ak-Sug gold-molybdenum-copper deposit (Eastern Sayan): precious metal mineralization, PT parameters and composition of ore-bearing fluid. Geology of Ore Deposits, 65 (7), 634–661. https://doi.org/10.31857/S0016777023070031.
  12. Kuzhuget R.V., Khertek A.K., Lebedev V.I., Zabelin V.I. (2015) Features of the composition of native gold in the ore assemblages of the Ak-Sug gold-copper-molybdenum porphyry deposit, Eastern Tuva. Geologiya i mineral’no-syr’yevyye resursy Sibiri (Geology and Mineral Resources of Siberia), 2 (22), 45–52. (in Russian).
  13. Kuzhuget R.V., Mongush A.O., Ankusheva N.N. (2019) Sulfur sources of sulfides of the Ak-Sug porphyry copper-gold deposit (Eastern Tuva). Mineralogia (Mineralogy), 5(4), 73–82. https://doi.org/10.35597/2313-545X-2019-5-4-6. (in Russian).
  14. Lobanov K.V., Glushkov Yu.V., Samorodskiy P.N., Muromtsev E.A., Shvedov G.I., Makeyev S.M., Makarov V.A., Shadchin M.V. (2023) Geological-mineralogical and geochemical zoning of the Ak-Sug porphyry Mo-Au-Cu deposit, Northeastern Tuva, Russia. Geosfernyye issledovaniya (Geosphere Research), (3), 28–51. https://doi.org/10.17223/25421379/28/3. (in Russian).
  15. Lykhin D.A., Yarmolyuk V.V., Vorontsov A.A., Travin A.V. (2019) Structure and age of the Raduga fluorite-beryl deposit (West Sayan mountains): problem of evaluation of the metallogenic potential of the region. Reports Earth Sciences, 488(1), 1039–1045. https://doi.org/10.1134/S1028334X19090289.
  16. Moloshag V.P. (2009) Application of mineral composition for the assessment of physicochemical conditions of formation of massive sulfide ores in the Urals. Litosfera (Lithosphere), 2, 28–40. (in Russian).
  17. Mongush A.A., Terleev A.A., Tokarev D.A., Druzhkova E.K. (2013) Granitoids and limestones from conglomerates of the forearc zone of the Tannuol-Khamsara island arc system (Tuva): geochemistry, paleontology, correlation. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta (Bulletin of Tomsk State University), 372, 184–192. (in Russian).
  18. Mongush A.D., Lebedev V.I. (2013) Ak-Sug porphyry copper-molybdenum deposit: composition of rocks and ores. Izvestiya Sibirskogo otdeleniya. Sektsii nauk o Zemle RAYEN (News of the Siberian department. Section of Geosciences of the Russian Academy of Natural Sciences), 1(42), 22–29. (in Russian).
  19. Nikiforov A.V., Khertek A.K., Kozlovskiy A.M. (2017) Aryskan rare earth deposit: first results of Sm-Nd isotope studies, Eastern Tuva. Materialy III Vserossiyskoy shkoly–konferentsii (Materials of the III All-Russian School–Conference). Kyzyl, TuvIKOPR SO RAN, 99–102. (in Russian).
  20. Rhamdor P. (1962) Ore minerals and their aggregates. Moscow, Izdatelstvo inostrannoy literatury, 1132 p. (in Russian).
  21. Rudashevskiy N.S., Kondrat’yev A.V., Boldyreva MM. (1974) Cu-, Co-, and Zn-bearing pyrite and Cu-pyrite from massive sulfide ores of the Letnee deposit (South Urals). In: Mineraly i paragenezisy mineralov gidrotermal’nykh mestorozhdeniy (Minerals and Assemblages of Minerals of Hydrothermal Deposits). Leningrad, Nauka, 13–19. (in Russian).
  22. Rudnev S.N. (2010) Early Paleozoic granitoid magmatism of the Altai-Sayan fold region and the Ozernaya zone of Western Mongolia (Doctor dissertation). Novosibirsk, IGM SO RAN, 37 p. (in Russian).
  23. Smirnov S.Z., Kulik N.A., Litasov Y.D., Vishnevsky A.V., Strakhovenko V.D. (2015) Basic concepts of mineralogy and mineral formation processes: Tutorial. Novosibirsk, RIC NSU, 167 p. (in Russian).
  24. Sotnikov V.I., Ponomarchuk V.A., Shevchenko D.O., Berzina A.N. (2003) The Aksug porphyry Cu-Mo deposit in Northeastern Tuva: 40Ar/39Ar geochronology and sources of matter. Russian Geology and Geophysics, 44(11), 1119–1132.
  25. Shadchin M.V. (2022) Sulfur isotopic composition of chalcopyrite of the Ak-Sug porphyry copper deposit (Eastern Sayan). III Molodezhnaya nauchno-obrazovatel’naya konferentsiya TSNIGRI «Mineral’no-syr’yevaya baza almazov, blagorodnykh i tsvetnykh metallov – ot prognoza k dobyche». (III Youth Scientific and Educational Conference of TsNIGRI “Mineral Resource Base of Diamonds, Precious and Non-Ferrous Metals - from Forecast to Production”). Moscow, TsNIGRI, 223–228. (in Russian).
  26. Shadchin M.V., Losev V.I., Makarov V.A. (2023) Intrusive complexes of the Altai-Sayan fold region as a source of porphyry mineralization. Problemy geologii i osvoyeniya nedr: trudy XXVII Mezhdunarodnogo simpoziuma studentov i molodykh uchenykh imeni akademika M.A. Usova (Problems of Geology and Development of Enteriors: Proceedings of the XXVII International Symposium of Students and Young Scientists named after Academician M.A. Usov). Tomsk, TPU, 110–111. (in Russian)
  27. Shadlun T.N., Troneva N.V., Velchev V. (1975) Arsenic pyrite and bravoite from the Sedmochilitsa deposit. In: Izomorfizm v mineralakh (Isomorphism in Minerals). Moscow, Nauka, 113–122. (in Russian).
  28. Shaparenko E.O. (2022) Physical and chemical conditions of formation of the Blagodatnoye and Dobroe gold deposits (Yenisei Range). (Candidate dissertation). Novosibirsk, 206 p. (in Russian).
  29. Shvedov G.I., Samorodskiy P.N., Makarov V.A., Muromtsev E.A., Shadchin M.V., Lobastov B.M., Glushkov Yu.V. (2021) Arsenian native copper of the Ak-Sug porphyry gold-copper deposit, Eastern Tyva. Rudy i metally (Ores and Metals), 1, 77–92. https://doi.org/10.47765/0869-5997-2021-10005. (in Russian).
  30. State Geological Map of the Russian Federation. (2013) Scale 1:200 000 East Sayan series. Sheet N-47-XIX (Ak-Sug). Explanatory letter. Moscow, MF VSEGEI, 214 p. (in Russian).
  31. Voghan D., Craig J. (1981) Chemistry of sulfide minerals. Moscow, Nauka, 575 p. (in Russian).
  32. Zabelin V.I. (1992) Elements of geological and genetic model of the Aksug copper-molybdenum deposit. In: Magmatizm i metallogeniya rudnykh rayonov Tuvy (Magmatism and Metallogeny of Ore Regions of Tuva). Novosibirsk, Nauka, 92–103. (in Russian).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Geodynamic scheme of Tuva and adjacent territories (Mongush et al., 2013). 1 – Loose sediments of Cenozoic basins; 2 – terrigenous deposits of the Jurassic troughs; 3 – igneous and sedimentary associations of the Devonian rift troughs; 4 – Cambrian-Silurian turbidites of the continental margin; 5 – mostly turbidite accretionary prisms; 6–10 – structural-compositional complexes of the Vendian-Early Cambrian island arc system: 6 – fore-arc terrigenous; 7 – back-arc volcanic and terrigenous-volcanic; 8 – island-arc sedimentary-volcanic and volcano-plutonic; 9 – undifferentiated island arc; 10 – fore-arc and back-arc ophiolite allochthons; 11 – metamorphic complexes; 12 – Precambrian microcontinents; 13 – Siberian craton; 14 – main post-accretion faults (a) and thrusts (б); 15 – boundaries of structural zones (a) and state boundary (б); 16 – names of lithotectonic units of the Tannuola-Khamsara island-arc system: fore-arc Sayan-Tuva group of lithotectonic zones: Ksh – Kurtushibinskaya; B – Borus; Ss – North Sayan and Khs – Khemchik-Systyghem; island-arc Tannuola-Khamsara group of zones: Tn – Tannuola Subzone; On – Ondum Subzone; Ож – Ozhu Zone; Хм– Khamsara Zone; back-arc East Tuva group of zones: Аг – Agardag; Кх – Kaakhem; Уо – Ulugoi; Хр – Kharal; Кб – Karabeldyr; Ao – Agoi metamorphic terrane; TMM – Tuva-Mongolian microcontinent.

Download (469KB)
3. Fig.2. Geological map of the Ak-Sug deposit with projection of the orebody, composed by the authors during scientific works of 2020–2022 together with collegues from geological survey of the deposit. 1 – Quaternary alluvial deposits (pebble, sand); 2 – Devonian red-colored tuffaceous-sedimentary deposits; 3–9 – Aksug complex: 3 – plagiogranite porphyry (porphyry-II); 4 – tonalite porphyry (porphyry-I); 5 – porphyritic tonalite; 6 – weakly porphyritic tonalite, plagiogranite; 7 – tonalite; 8 – quartz diorite, tonalite; 9 – gabbro, diorite; 10 – geological boundaries; 11 – faults; 12 – exploration boreholes before 2013; 13 – exploration boreholes of 2019; 14 – sericite-quartz metasomatites, «quartz core». The table shows geological reserves and contents of the main ore elements as of 01.01.2020.

Download (675KB)
4. Fig. 3. Miharaite grain (Mih) at the boundary of pyrite (Py) and chalcopyrite (Ccp) with bornite (Bn) inclusions. Sample 10-5/275.0. Hereinafter: a – reflected light; б – BSE image.

Download (243KB)
5. Fig. 3. Miharaite grain (Mih) at the boundary of pyrite (Py) and chalcopyrite (Ccp) with bornite (Bn) inclusions. Sample 10-5/275.0. Hereinafter: a – reflected light; б – BSE image.

Download (173KB)
6. Fig. 4. Volynskite (Vol) in assemblage with tetradymite (Ttd), hessite (Hes) and bornite (Bn) at the boundary with chalcopyrite (Ccp) and tennantite (Tnt). Sample 6-1/973.1.

Download (173KB)
7. Fig. 5. Result of possible decomposition of aikinite on wittichenite (Wtc), galena (Gn) and native bismuth (Bi) in assemblage with pyrite (Py) and chalcopyrite (Ccp). Sample 10-5/275.0.

Download (252KB)
8. Fig. 6. Bogdanovichite grains (Boh) at the contact with hessite (Hes) and tennantite (Tnt) in calcite (Cal) veinlet with chalcopyrite (Ccp). Sample 11-9/268.0.

Download (228KB)
9. Fig. 7. Berzelianite (Brz) grains in assemblage with As-bearing supergene native copper (Cu(As)). Sample 5-4/263.1.

Download (153KB)
10. Fig. 8. Crystal of Cu- and Co-bearing pyrite (Py) in quartz-carbonate vein. Sample 13-3/316.5.

Download (122KB)
11. Fig. 9. Carrolite inclusions in chalcopyrite (Ccp) with sphalerite inclusions (Sp). BSE images. Sample 11-7/154.1.

Download (332KB)
12. Fig. 10. Stromeyerite (Smy) in assemblage with sulfides (Ccp – chalcopyrite; Gn – galena; Sp – sphalerite; Bn – bornite) and fahlore (Tnt – tennantite). Sample 3g-1/292.0.

Download (228KB)
13. Fig. 11. Mckinstryite veinlet (Mck) in chalcopyrite (Ccp). Py – pyrite, Tnt – tennantite. Sample 3g-1/342.0.

Download (225KB)
14. Fig. 12. Brannerite plates (Bnr) in native copper grain (Cu). BSE image. Sample 5-4/263.1.

Download (141KB)
15. Fig. 13. Intergrowths of scheelite (Sch) and hematite (Hem) in bornite (Bn)-chalcocite (Cc) veinlet. BSE image. Sample 5g-2/225.0.

Download (140KB)


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».