REE minerals in black shales of the paleoproterozoic mikhailovka formation (Baikal-Patom highland, Siberia)

Capa

Citar

Texto integral

Resumo

The paper characterizes REE mineralization from carbonaceous metapelites of the Paleoproterozoic Mikhailovka Formation, which is the most ancient gold-bearing horizon of the Lena province (Bodaibo district, Irkutsk region). The conditions of metamorphism of the studied samples do not exceed those of chlorite-muscovite subfacies of greenschist facies (ilmenite-pyrrhotite isograde). The metamorphic allanite is a main REE host, which crystallized before the last stage of plastic deformation and folding. The matter source for its formation is related to REE and Th absorbed on organic matter and clay minerals, as well as the detrital monazite. Late hydrothermal-metasomatic processes resulted in its replacement by hydroxycarbonates (hydroxybastnaesite, ancylite) and hydrous phosphates of light REEs (rhabdophane?), while Th precipitated as a hydrous silicate. Findings of low-temperature metamorphic monazite and xenotime are also described.

Sobre autores

Е. Palenova

South Urals Federal Research Center of Mineralogy and Geoecology UB RAS

Autor responsável pela correspondência
Email: palenova@mineralogy.ru

Institute of Mineralogy

Rússia, Miass, Chelyabinsk Region, 456317

Е. Rozhkova

South Urals Federal Research Center of Mineralogy and Geoecology UB RAS

Email: palenova@mineralogy.ru

Institute of Mineralogy

Rússia, Miass, Chelyabinsk Region, 456317

Е. Belogub

South Urals Federal Research Center of Mineralogy and Geoecology UB RAS

Email: palenova@mineralogy.ru

Institute of Mineralogy

Rússia, Miass, Chelyabinsk Region, 456317

М. Rassomakhin

South Urals Federal Research Center of Mineralogy and Geoecology UB RAS

Email: palenova@mineralogy.ru

Institute of Mineralogy

Rússia, Miass, Chelyabinsk Region, 456317

Bibliografia

  1. Ague J.J. (2001) Transport of rare earth elements by fluids during Barrovian-style metamorphism. XI Goldschmidt Conference Abstracts. Hot Springs, Virginia, USA.
  2. Balashov Yu.A. (1976) [REE geochemistry]. Moscow, Nedra, 267 p.
  3. Belogub E.V., Novoselov K.A., Shilovskikh V.V., Blinov I.A., Palenova E.E. (2022) [REE and Th minerals in the metasandstones of the Udokan basin (Russia)]. Mineralogiya [Mineralogy], 8(2), 64–83. (in Russian)
  4. Belogub E.V., Shilovskikh V.V., Novoselov K.A. (2018) [REE minerals of phyllites of the Main Central Thrustof the Tamor Window area, Eastern Nepal]. Mineralogiya [Mineralogy], 4(3), 70–81. (in Russian)
  5. Bingen B., Demaiffe D., Hertogen J. (1996) Redistribution of rare earth elements, thorium, and uranium over accessory minerals in the course of amphibolite to granulite facies metamorphism: The role of apatite and monazite in orthogneisses from south-western Norway. Geochimica et Cosmochimica Acta, 60, 1341–1354.
  6. Budyak A.E., Goryachev N.A., Skuzovatov S.Yu. (2016) Geodynamic Background for Large-Scale Mineralization in the Southern Environs of the Siberian Craton in the Proterozoic. Doklady Earth Sciences, 470(2), 1063–1066.
  7. Buryak V.A. (1982) [Metamorphism and ore formation]. Moscow, Nauka, 256 p. (in Russian)
  8. Buryak V.A., Bakulin Yu.I. (1998) [Metallogeny of gold]. Vladivostok, Dal’nauka, 403 p. (in Russian)
  9. Buryak V.A., Khmelevskaya N.M. (1997) [Sukhoi Log – one of the world’s largest gold deposit: genesis, localization of ore, and forecasting criteria]. Vladivostok, Dal’nauka, 156 p. (in Russian)
  10. Catlos E.J., Sorensen S.S., Harrison T.M. (2000) Th-Pb ion-microprobe dating of allanite. American Mineralogist, 85, 633–648.
  11. Cenki-Tok B., Darling J.R., Rolland Y., Dhuime B., Storey C.D. (2013) Direct dating of mid-crustal shear zones with synkinematic allanite: new in situ U-Th-Pb geochronological approaches applied to the Mont Blanc massif. Terra Nova, 0, 1–9. doi: 10.1111/ter.12066
  12. Chugaev A.V., Budyak A.E., Chernyshev I.V., Dubinina E.O., Gareev B.I., Shatagin K.N., Tarasova Yu.I., Goryachev N.A., Skuzovatov S.Yu. (2018) Isotopic (Sm–Nd, Pb–Pb, and δ34S) and geochemical characteristics of the metasedimentary rocks of the Baikal–Patom Belt (Northern Transbaikalia) and evolution of the sedimentary basin in the Neoproterozoic. Petrology, 26(3), 213–245.
  13. Chugaev A.V., Budyak A.E., Larionova Yu.O., Chernyshev I.V., Travin A.V., Tarasova Yu.I., Gareev B.I., Batalin G.A., Rassokhina I.V., Oleinikova T.I. (2022) 40Ar-39Ar and Rb-Sr age constraints on the formation of Sukhoi-Log-style orogenic gold deposits of the Bodaibo District (Northern Transbaikalia, Russia). Ore Geology Reviews, 144, 104855.
  14. Distler V.V., Mitrofanov G.L., Nemerov V.K., Kovalenker V.A., Mokhov A.V., Semeikina L.K., Yudovskaya M.A. (1996) Modes of occurrence of the platinum group elements and their origin in the Sukhoi Log gold deposit (Russia). Geology of Ore Deposits, 38(6), 413–428.
  15. Distler V.V., Yudovskaya M.A., Mitrofanov G.L., Prokof’ev V.Y., Lishnevskiy E.N. (2004) Geology, composition and genesis of the Sukhoi Log noble metals deposit, Russia. Ore Geology Reviews, 24, 7–44.
  16. Donskaya T.V. (2020) Assembly of the Siberian Craton: Constraints from Paleoproterozoic granitoids. Precambrian Research, 348, 105869.
  17. Ernst R.E., Hamilton M.A., Söderlund U., Hanes J.A., Gladkochub D.P., Okrugin A.V., Kolotilina T., Mekhonoshin A.S., Bleeker W., LeCheminant A.N., Buchan K.L., Chamberlain K.R., Didenko A.N. (2016) Long-lived connection between southern Siberia and northern Laurentia in the Proterozoic. Nature Geoscience. doi: 10.1038/NGEO2700
  18. Gieré R., Sorensen S.S. (2004) Allanite and other REE-rich epidote-group minerals. Reviews in Mineralogy & Geochemistry, 56, 431–493.
  19. Gilbert A.E., Shatsky V.S., Kozmenko O.A. et al. (1988) [Geochemical features of eclogite from several USSR metamorphic complexes]. Doklady AN SSSR [Doklady of Academy of Sciences of the USSR], 302(1), 181–183. (in Russian)
  20. Gregory C.J., Rubatto D., Allen C.M., Williams I.S., Hermann J., Ireland T. (2007) Allanite micro-geochronology: a LA-ICP-MS and SHRIMP U-Th-Pb study. Chemical Geology, 245, 162–182.
  21. Hellman P.L., Smith R.E., Henderson P. (1979) The mobility of the rare earth elements: Evidence and implications from selected terraines affected by burial metamorphism. Contribution to Mineralogy and Petrology, 71, 23–44.
  22. Ivanov A.I. (2014). [Gold of Baikal-Patom (geology, mineralization, perspectives)]. Moscow, TSNIGRI, 215 p. (in Russian)
  23. Ivanov A.I., Lifshits V.I., Perevalov T.M., Strakho-va T.M., Yablonovsky B.V., Graizer M.I., Il’inskaya H.G., Golovenok V.K. (1995). [Precambrian of the Patom Highlands]. Moscow, Nedra, 262 p. (in Russian)
  24. Kazakevich Yu.P., Sher S.D., Zdanova T.P., Storozhenko A.A., Kondratenko A.K., Nikolaeva L.A., Aminev V.B. (1971). [Lena gold-bearing region]. Volume 2. Moscow, Nedra, 163 p. (in Russian)
  25. Kohn M.J., Malloy A.M. (2004) Formation of monazite via prograde metamorphic reactionsamong common silicates: implications for age determinations. Geochimica et Cosmochimica Acta, 68, 101–113.
  26. Kolonin G.R., Morgunov K.G., Shironosova G.P. (2001) [Databank of chemoresistance coefficients of REE complex compound at the different PT]. Geologiya i geofizika [Geology and Geophysics], 42(6), 881–890. (in Russian)
  27. Kranidiotis P., MacLean W.H. (1987) Systematics of chlorite alteration at the Phelps Dodge massive sulfide deposit, Matagami, Quebec. Economic Geology, 82, 1898–1911.
  28. Kryazhev S.G., Ustinov V.I., Grinenko V.A. (2009) Fluid regime at the Sukhoi Log gold deposit: isotopic evidence. Geochemistry International, 47, 1041–1049.
  29. Kucherenko I.V., Gavrilov R.Yu., Martunenko V.G., Verchozin A.V. (2011). [Petrological-geochemical features of wallrock metasomatism in the Sukhoi Log gold deposit (Lena Region). Part 2. In: Petrology of wallrock metasomatism]. Izvestiya Tomskogo politehnicheskogo universiteta [Proceedings of Tomsk Technical University], 320, 28–37. (in Russian)
  30. Landa E.A., Makar’ev L.B., Bylinskaya L.V. (2006) [Isotope geochemistry and geochronology of the Khodokan gold deposit, East Siberia]. Regional’naya geologiya i metallogeniya [Regional Geology and Metallogeny], 28, 144–152. (in Russian)
  31. Large R.R., Maslennikov V.V., Robert F., Danyushevsky L., Chang Z. (2007). Multistage sedimentary and metamorphic origin of pyrite and gold in the giant Sukhoi Log deposit, Lena Goldfield, Russia. Economic Geology, 102, 1233–1267.
  32. McLennan S.M. (1989) Rare earth elements in sedimentary rocks: influence of provenance and sedimentary processes / In: Lipin D.R., McKay G.A (eds.) Geochemistry and mineralogy of rare earth elements. Reviews in Mineralogy, 21, 169–200.
  33. Meffre S., Large R.R., Scott R., Woodhead J., Chang Z., Gilbert S.E., Danyushevsky L.V., Maslennikov V., Hergt J.M. (2008). Age and pyrite Pb isotopic composition of the giant Sukhoi Log sediment-hosted gold deposit, Russia. Geochimica et Cosmochimica Acta, 72, 2377–2391.
  34. Migdisov A., Williams-Jones A.E., Brugger J., Caporuscio F.A. (2016) Hydrothermal transport, deposition, and fractionation of the REE: Experimental data and thermodynamic calculations. Chemical Geology, 439, 13–42.
  35. Muecke G.K., Pride C., Sarkar P. (1979) Rare-earth element geochemistry of regional metamorphic rocks. Origin and distribution of the elements / Ed. L.H. Ahrens. Pergamon Press, 449–464.
  36. Nemerov V.K. (1989) [Geochemical specialization of the Late Precambrian black shales of the Baikal-Patom Highlands]. Dissertatsiya na soiskanie stepeni kandidata geologo-mineralogicheskih nauk [Dissertation of Candidate of Geological-Mineralogical Sciences]. Irkutsk, 144 p. (in Russian)
  37. Neymark L.A., Holm-Denoma C.S., Larin A.M., Moscati R.J., Plotkina Yu.V. (2021) LA-ICPMS U-Pb dating reveals cassiterite inheritance in the Yazov granite, Eastern Siberia: Implications for tin mineralization. Mineralium Deposita, 56, 1177–1194.
  38. Oberli F., Meier M., Berger A., Rosenberg C., Gieré R. (2004) U-Th-Pb and 230Th/238U disequilibrium isotope systematics: precise accessory mineral chronology and melt evolution tracing in the Alpine Bergell intrusion. Geochimica et Cosmochimica Acta, 68, 2543–2560.
  39. Onishchenko S.A., Sokerina N.V. (2021) Features of the formation of the Golets Vysoschaishii gold-ore black-shale deposit (Bodaibo ore district). Geology of Ore Deposits, 63, 138–155.
  40. Palenova E.E., Belogub E.V., Lebedeva S.M., Shtenberg M.B., Mironov A.B., Khvorov P.V. (2014) Florencite from gold bearing black shale from Lena gold province, Eastern Siberia, Russia. XXI Meeting of the International Mineralogical Association IMA-2014. Johannesburg, 344.
  41. Palenova E.E., Yudovskaya M.A., Frei D., Rodionov N.V. (2019) Detrital zircon U–Pb ages of Paleo- to Neoproterozoic black shales of the Baikal-Patom Highlands in Siberia with implications to timing of metamorphism and gold mineralization. Journal of Asian Earth Sciences, 174, 37–58.
  42. Piilonen P.C., Rowe R., Poirier G., Grice J.D., McDonald A.M. (2014) Discreditation of Thorogummite. The Canadian Mineralogist, 52, 769–774.
  43. Powerman V., Shatsillo A., Chumakov N., Kapitonov I., Hourigan J. (2015). Interaction between the Central Asian Orogenic Belt (CAOB) and the Siberian craton as recorded by detrital zircon suites from Transbaikalia. Precambrian Research, 267, 39–71.
  44. Prokofiev V.Yu., Safonov Y.G., Lüders V., Borovi-kov A.A., Kotov A.A., Zlobina T.M., Murashov K.Yu., Yudovskaya M.A., Selektor S.L. (2019) The sources of mineralizing fluids of orogenic gold deposits of the Baikal-Patom and Muya areas, Siberia: Constraints from the C and N stable isotope compositions of fluid inclusions. Ore Geology Reviews, 111, 102988.
  45. Rasmussen B. (1996) Early-diagenetic REE-phosphate minerals (florencite, gorceixite, crandallite, and xenotime) in marine sandstones: a major sink for oceanic phosphorus. American Journal of Science, 296, 601–632.
  46. Rasmussen B., Fletcher I.R., McNaughton N.J. (2001) Dating low-grade metamorphic events by SHRIMP U-Pb analysis of monazite in shales. Geology, 29, 963–966.
  47. Rasmussen B., Fletcher I.R., Muhling J.R. (2007) In situ U-Pb dating and element mapping of three generations of monazite: Unravelling cryptic tectonothermal events in low-grade terranes. Geochimica et Cosmochimica Acta, 71, 670–690.
  48. Rundqvist I.K., Bobrov V.A., Smirnova T.N., Smirnov M.Y., Danilova M.Y., Ascheulov A.A. (1992) [Stages of formation of the Bodaibo Ore District]. Geologiya rudnykh mestorozhdeniy [Geology of Ore Deposits], 34, 3–15. (in Russian)
  49. Rytsk Y.Y., Kovach V.P., Yarmolyuk V.V., Kovalen-ko V.I., Bogomolov E.S., Kotov A.B. (2011) Isotopic structure and evolution of the continental crust in the East Transbaikalian segment of the Central Asian Fold belt. Geotectonics, 45, 349–377.
  50. Shepel E.V., Ayupova N.R., Rassomakhin M.A., Khvorov P.V. (2021) Thorium, uranium and rare earth mineralization in rocks of the Ugakhan gold deposit, Bodaibo ore region. Mineralogiya [Mineralogy], 7(3), 78–93. (in Russian)
  51. Sher S.D. (1972) [Metallogeny of gold]. Moscow, Nedra, 296 p. (in Russian)
  52. Skuzovatov S.Yu., Wang K.L., Shatsky V.S., Bus-lov M.M. (2016) Geochemistry, zircon U–Pb age and Hf isotopes of the North Muya block granitoids (Central Asian Orogenic Belt): Constraints on petrogenesis and geodynamic significance of felsic magmatism. Precambrian Research, 280, 14–30.
  53. Spear F.S. (2010) Monazite–allanite phase relations in metapelites. Chemical Geology, 279, 55–62.
  54. Tarasova Yu.I., Sotskaya О.T., Skuzovatov S.Yu., Vanin V.A., Kulikova Z.I., Budyak A.E. (2016) Mineralogical and geochemical evidence for multi-stage formation of the Chertovo Koryto deposit. Geodynamics & Tectonophysics, 7(4), 663–677.
  55. Yudovich Y.E., Ketris M.P. (1994) [Trace elements in black shales]. Yekaterinburg, UIF Nauka, 303 p. (in Russian)
  56. Yudovskaya M.A., Distler V.V., Prokofiev V.Yu., Akinfiev N.N. (2016) Gold mineralisation and orogenic metamorphism in the Lena province of Siberia as assessed from Chertovo Koryto and Sukhoi Log deposits. Geoscience Frontiers, 7(3), 453–481.
  57. Yudovskaya M.A., Distler V.V., Rodionov N.V., Mokhov A.V., Antonov A.V., Sergeev S.A. (2011) Relationship between metamorphism and ore formation at the Sukhoi Log gold deposit hosted in black slates from the data of U-Th-Pb isotopic SHRIMP-dating of accessory minerals. Geology of Ore Deposits, 53, 27–57.
  58. Wood B.L., Popov N.P. (2006) [The giant Sukhoi Log gold deposit]. Geologiya i geofizika [Geology and Geophysics], 47, 315–341. (in Russian)

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML


Creative Commons License
Este artigo é disponível sob a Licença Creative Commons Atribuição 4.0 Internacional.

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».