Conditions during the formation of carbon-bearing rocks, Zaonezhie region

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

In order to determine the physico-chemical conditions for the formation of Precambrian сarbon-bearing rocks (CCR) of Zaonezhye, the compositions of their constituent minerals and fluid inclusions (FI) in quartz were studied in samples collected at different mine workings of the Zazhoginsky ore field. The obtained FI density values fluctuate in a fairly wide range. This indicates the existence of several stages of changes in the temperature regime of fluids during epigenesis. The densities and concentrations of FI solutions from the host silicified lydites are close in value to the highest-density varieties from the quartz veinlets of the CCR. Some FI are partially decrepitated, which indicates superimposed processes in the post-capture period. Based on studies of eutectic temperatures, it is assumed that mineral-forming solutions in inclusions throughout the ore field contain magnesium chloride. The study of the chemical composition of the minerals of the CCR and host rocks allowed us to identify various sulfides, oxides, carbonates, phosphates, silicates, and aluminosilicates. Among them, mineral associations suitable for calculating the temperatures and pressures of mineral formation were selected, and the corresponding calculations were carried out. Comparison of the results of the study of FI and mineral thermobarometry allowed us to estimate the PT conditions that existed during the epigenesis of the CCR. The maximum values of temperatures and pressures correspond to the values of T = 410–400 °C; P = 2.4–2.1 kbar. At the later stages of the process at T = 240–200 °C; P = 0.5 – 0.4 kbar the formation of chlorites occurred.

About the authors

A. Kotelnikova

Institute of geology of ore deposits, petrology, mineralogy and geochemistry RAS

Email: egorina.zoya@yandex.ru
Staromonetny, 35, Moscow, 119017 Russia

A. Kotelnikov

D.S. Korzhinsky Institute of Experimental Mineralogy RAS

Email: kotel@iem.ac.ru
Academician Osipyan Street, 4, Moscow Region, Chernogolovka, 142432 Russia

N. Suk

D.S. Korzhinsky Institute of Experimental Mineralogy RAS

Email: egorina.zoya@yandex.ru
Academician Osipyan Street, 4, Moscow Region, Chernogolovka, 142432 Russia

G. Akhmedzhanova

D.S. Korzhinsky Institute of Experimental Mineralogy RAS

Email: egorina.zoya@yandex.ru
Academician Osipyan Street, 4, Moscow Region, Chernogolovka, 142432 Russia

K. Martynov

A.N. Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry RAS

Email: egorina.zoya@yandex.ru
Leninsky Prospekt, 31, Bldg. 4, Moscow, 119071 Russia

V. Chubarov

Institute of Volcanology and Seismology FEB RAS

Email: egorina.zoya@yandex.ru
Piipa Boulevard, 9, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683006 Russia

V. Ananiev

Institute of Volcanology and Seismology FEB RAS

Email: egorina.zoya@yandex.ru
Piipa Boulevard, 9, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683006 Russia

Y. Shapovalov

D.S. Korzhinsky Institute of Experimental Mineralogy RAS

Author for correspondence.
Email: egorina.zoya@yandex.ru
Academician Osipyan Street, 4, Moscow Region, Chernogolovka, 142432 Russia

References

  1. Бискэ Н.С. (2017) Биогенные микроструктуры в шунгитовых породах Карелии. Труды Карельского научного центра РАН. (2), 96–110.
  2. Борисенко А.С. (1982) Анализ солевого состава растворов газово-жидких включений в минералах методом криометрии. Использование методов термобарогеохимии при поисках и изучении рудных месторождений. М.: Недра, 37–47.
  3. Голубев Е.А., Филиппов В.Н. (2005) Микроминеральные фазы в высокоуглеродистых шунгитах Карелии. Наноминералогия: ультра- и микродисперсное состояние минерального вещества (ред. Н. П. Юшкин и др.) СПб.: Наука, 337–353.
  4. Голубев А.И., Ромашкин А.Е., Рычанчик Д.В. (2010) Связь углеродонакопления с основным вулканизмом в палеопротерозое Карелии (ятулийско-людиковийский период). Геология и полезные ископаемые Карелии. Петрозаводск: КарНЦ РАН. (13), 73–79.
  5. Камзолкин В.А., Иванов С.Д., Конилов А.Н. (2015) Эмпирический фенгитовый геобарометр: обоснование, калибровка, применение. Записки РМО. 144 (5), 1–14.
  6. Маракушев А.А. (2009) Геохимия и генезис черных сланцев. Вестник института Геологии Коми научного центра УрО РАН. (7), 2–14.
  7. Плюснина Л.П., Лихойдов Г.Г., Кузьмина Т.В. (2011) Графитизация и нафторудогенез. Литосфера. (5), 111–116.
  8. Попов А.А. (1969) Калий и натрий в природных мусковитах и парагонитах. Труды минералогического музея им. А.Е. Ферсмана. (19), 61–69.
  9. Реддер Э. (1987) Флюидные включения в минералах. Т. 1. М.: Мир, 558 с.
  10. Садовничий Р.В., Рожкова Н.Н. (2014) Минеральные ассоциации высокоуглеродистых шунгитовых пород Максовской залежи (Онежская структура). Труды Карельского научного центра РАН. (1), 148–157.
  11. Садовничий Р.В. (2016) Минералого-технологические особенности шунгитовых пород Максовского месторождения (Зажогинское рудное поле). Диссертация на соискание ученой степени кандидата геол.-мин. наук. Петрозаводск: ИГ КарНЦ РАН, 145 с.
  12. Степанова А.В., Самсонов А.В., Ларионов А.Н. (2014) Заключительный эпизод магматизма среднего палеопротерозоя в Онежской структуре: данные по долеритам Заонежья. Труды Карельского научного центра РАН. (1), 3–16.
  13. Филиппов М.М. (2000) Модели формирования месторождений шунгитоносных пород Онежского синклинория. Дисс. … доктора геол.-мин. наук. СПб, 310 с.
  14. Филиппов М.М. (2002) Шунгитоносные породы Онежской структуры. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 282 с.
  15. Филиппов М.М. (2004) Шунгитоносные породы Карелии: чёрная Олонецкая земля, аспидный сланец, антрацит, шунгит. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 488 с.
  16. Филиппов М.М. (2009) Сопоставление известных и новых данных о геологическом строении Максовского месторождения шунгитоносных пород. Геология и полезные ископаемые Карелии. Петрозаводск: КарНЦ РАН. (12), 130–143.
  17. Филиппов М.М. (2013) Антраксолиты. – СПб: ФГУП «ВНИГРИ», 296 с.
  18. Филиппов М.М. (2014) Рамановская спектроскопия как метод изучения глубоко углефицированного органического вещества. Часть 1. Основные направления использования. Труды Карельского научного центра РАН. Серия Геология Докембрия. (1), 115–134.
  19. Филиппов М.М., Голубев А.И. (1994) Изотопный состав углерода шунгитоносных пород. Органическое вещество шунгитоносных пород Карелии (генезис, эволюция, методы изучения). (Под ред. М.М. Филиппов, А.И. Голубев, П.В. Медведев и др.). Петрозаводск: КарНЦ РАН. 32–43.
  20. Филиппов М.М., Бискэ Н.С., Дейнес Ю.Е., Первунина А.В., Кулешевич Л.В., Винокуров Ю.Н., Моторина Р.С. (2017) Отчет о научно-исследовательской работе по теме № 205 «Геология, минералогия и технология шунгитовых пород»: Научное обоснование прогноза крупных месторождений высокоуглеродистых пород в онежской структуре. Петрозаводск: Институт геологии КарНЦ РАН. 166 с.
  21. Филиппов М.М., Дейнес Ю.Е. (2018) Субпластовый тип месторождений шунгитов Карелии. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 261 с.
  22. Шумилова Т.Г. (2003) Минералогия самородного углерода. Екатеринбург: УрО РАН, 316 с.
  23. Anovitz L.M., Essene E.J. (1987) Phase equilibrium in the system CaCO3–MgCO3–FeCO3. J. Petrol. 28 (2), 389–414.
  24. Bodnar R.J., Burnham C.W., Sterner S.M. (1985) Synthetic fluid inclusions in natural quartz. III Determination of phase equilibrium properties in the system H2O–NaCl to 1000 °C and 1500 bars. Geochim. Cosmochim. acta. 49, 1861–1873.
  25. Cathelineau M., Neiva D. (1985) A chlorite solid solution geothermometer. The Los Azufres (Mexico) geothermal system. Contrib. Mineral. Petrol. 91, 235–244.
  26. Goldsmith J.R., Newton R.C. (1969) P-T-X relations in the system CaCO3–MgCO3 at high temperature and pressure. Am. J. Sci. 267A, 160–190.
  27. Massonn H.J., Schreyer B.W. (1987) Phengite geobarometrie based on the limiting assemblage with K–feldspar, phlogopite, and quarz. Contrib. Mineral. Petrol. 96. (2), 212–224.
  28. Reed S.J.B. (2005) Electron Microprobe Analysis and Scanning Electron Microscopy in Geology. Cambridge University Press, Cambridge. 192 р.
  29. Yoder H.S., Eugster H.P. (1955) Synthetic and natural muscovites. Geochim. Cosmochim. Acta. (8), 225–238.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences