Litologiâ i poleznye iskopaemyeLitologiâ i poleznye iskopaemyeЛитология и полезные ископаемые0024-497X3034-5375The Russian Academy of Sciences1298710.31857/S0024-497X20193262-277ArticlesСтатьиResearch ArticleConditions for the formation of Fe‒Mg metasomatic carbonates in the Lower Riphean terrigenous-carbonate sediments of the Southern UralsУсловия формирования Fe‒Mg метасоматических карбонатов в нижнерифейских терригенно-карбонатных отложениях Южного УралаKrupeninM. T.КрупенинМ. Т.
Russian Federation
krupenin@igg.uran.ruMichurinS. V.МичуринС. В.
Russian Federation
s_michurin@mail.ruSharipovaA. A.ШариповаА. А.
Russian Federation
s_michurin@mail.ruGarayevaA. A.ГараеваА. А.
Russian Federation
krupenin@igg.uran.ruZamyatinD. A.ЗамятинД. А.
Russian Federation
krupenin@igg.uran.ruGulyaevaT. Ya.ГуляеваТ. Я.
Russian Federation
krupenin@igg.uran.ruInstitute of Geology and Geochemistry. Academician A. N. Zavaritsky UB RASИнститут геологии и геохимии им. академика А. Н. Заварицкого УрО РАНInstitute of Geology UFIC RASИнститут геологии УФИЦ РАН3105201932622773105201931052019Copyright ©; 2019, Russian academy of sciencesCopyright ©; 2019, Российская академия наук2019Russian academy of sciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0024-497X/article/view/12987

Fe–Mg carbonate metasomatites in the limestones of the Suran suite of the Lower Riphean in the Avzyansky ore district of the Bashkir meganticlinorium are represented by large deposits of Fe-magnesite (Ismakaevo deposit) and breinerite stocks (Bogryashka deposit). The metasomatic zonality is represented by a series of limestone — dolomite — Fe-magnesite (breinerite). Ferrous magnesite contains up to 8 mol. % FeСO3. In breinerite iron saturation varies from 10 to 45 mol. % FeСO3. The metasomatic fluid was a brine of Ca, Na, Mg chlorides with an impurity of Fe, and was connected with the remobilization processes of evaporite brines buried in sediments of the Lower Riphean. The salinity and homogenization temperature of fluid inclusions in magnesites are in the range of 20–26% eq. NaCl and 200–240°C, and in breinerites — 10–15% eq. NaCl and 140–190°C, respectively. The interaction of fluid with terrigenous rocks in the tectonically active zone of the Mashak riftogenic graben led to the enrichment of various ligands and more active hydrothermal redeposition in the metasomatic products of medium and heavy lanthanides. During the migration of fluid through the limestone unite in the cooling process, Fe-magnesite of the Ismakaevo deposit was formed in the frontal zone, and the breinerite of Bogryashka deposit — in the rear zone adjacent to the shale source of brine.

Fe‒Mg карбонатные метасоматиты в известняках суранской свиты нижнего рифея в Авзянском рудном районе Башкирского мегантиклинория представлены крупными залежами Fe-магнезита (Исмакаевское месторождение) и штоками брейнерита (проявление Богряшка). Метасоматическая зональность выражена изменениями в ряду известняк–доломит–Fe-магнезит (брейнерит). Железистый магнезит содержит до 8 мол. % FeСO3, в брейнерите насыщенность железом варьирует от 10 до 45 мол. % FeСO3. Метасоматический флюид представлял собой рассол хлоридов Ca, Na, Mg с примесью Fe, и был связан с процессами ремобилизации захоронённых в отложениях нижнего рифея эвапоритовых рассолов. Соленость и температура гомогенизации флюидных включений в магнезитах — 20–26 мас. % экв. NаCl и 200–240°C, а в брейнеритах — 10–15 мас. % экв. NаCl и 140–190°C, соответственно. Взаимодействие флюида с терригенными породами в тектонически активной зоне машакского рифтогенного грабена привело к обогащению рассола различными лигандами и накоплению в метасоматических продуктах лантаноидов средней и тяжелой группы. При миграции флюида через известняковую толщу и его остывании, во фронтальной зоне происходило образование Fe-магнезита (Исмакаевское месторождение), а в тыловой зоне, примыкающей к терригенным сланцам — брейнерита (проявление Богряшка).

Ripheancarbonate rocksdolomitemagnesitebreineritemetasomatismlanthanidesbrinesрифейкарбонатные породыдоломитмагнезитбрейнеритметасоматозлантаноидырассолыInstitute of Geology and Geochemistry. Academician A. N. Zavaritsky UB RASИнститут геологии и геохимии им. академика А. Н. Заварицкого УрО РАНInstitute of Geology and Geochemistry. Academician A. N. Zavaritsky UB RASИнститут геологии и геохимии им. академика А. Н. Заварицкого УрО РАНИсследования выполнены в рамках темы № АААА-А18-118052590027-2 государственного задания ИГГ УрО РАН и темы № АААА-А17- 117080110034-2 государственного задания ИГ УФИЦ РАН.Алексеев А. А., Алексеева Г. В., Ковалев С. Г. Дифференцированные интрузии западного склона Урала. Уфа: Гилем, 2003. 171 с.Анфимов Л. В. Литогенез в рифейских осадочных толщах Башкирского мегантиклинория (Ю. Урал). Екатеринбург: Изд-во УрО РАН, 1997. 290 с.Борисенко А. С. Изучение солевого состава растворов газово-жидких включений в минералах методом криометрии // Геология и геофизика. 1977. № 8. С. 16–27.Горожанин В. М., Мичурин С. В. Литологические и изотопно-геохимические признаки эвапоритовых обстановок в раннем рифее Южного Урала // Геология. Известия Отделения наук о Земле и природных ресурсов АН РБ. 2008. № 12. С. 102–108.Иванова Т. В., Масагутов Р. Х., Андреев Ю. В. Литологические толщи-реперы в составе рифейских отложений платформенного Башкортостана // Минерально-сырьевая база Республики Башкортостан: реальность и перспектива // Материалы Республиканской научно-практической конференции (Уфа, 5–6 апреля 2002 г.) Уфа: Тау, 2002. С. 155–170.Кей Л. С., Крофорд Д. С., Бартли Д. К. и др. С- и Sr-изо- топная хемостратиграфия как инструмент для уточнения возраста рифейских отложений Камско-Бельского авлакогена Восточно-Европейской платформы // Стратиграфия. Геол. корреляция. 2007. № 1. С. 15–34.Крупенин М. Т. Условия формирования сидеритоносной бакальской свиты нижнего рифея (Южный Урал). Екатеринбург: УрО РАН, 1999. 256 с.Крупенин М. Т., Гараева А. А. Источники флюидов для метасоматических магнезитов Исмакаевского месторождения Южно-Уральской провинции (термокриометрия флюидных включений) // Литосфера. 2015. № 2. С. 133–139.Крупенин М. Т., Кольцов А. Б. Геологическое строение, состав и физико-химическая модель формирования месторождений кристаллического магнезита Южного Урала // Геология рудных месторождений. 2017. Т. 59. № 1. С. 17–40.Крупенин М. Т., Кузнецов А. Б., Крылов Д. П., Маслов А. В. Стабильные изотопы углерода и кислорода как индикаторы магнезиального метасоматоза в отложениях нижнего рифея Южного Урала // ДАН. 2011. Т. 439. № 5. С. 660–664.Крупенин М. Т., Кузнецов А. Б., Константинова Г. В. Срав- нительная Sr–Nd систематика и распределение РЗЭ в типовых магнезитовых месторождениях нижнего рифея Южно-Уральской провинции // Литосфера. 2016. № 5. С. 58–80.Крупенин М. Т., Мичурин С. В. Индикаторные изотопно-геохимические характеристики сульфидов из Саткинского магнезитового месторождения (Южно-Уральская провинция) // ДАН. 2018. Т. 478. № 3. С. 328–331.Крупенин М. Т., Прохаска В., Ронкин Ю. Л. Стадийность образования флюоритов месторождения Суран (Башкирский мегантиклинорий) по данным изучения лантаноидов, флюидных включений и Sr–Nd систематики // Литосфера. 2012. № 5. C. 126–144.Кузнецов А. Б., Крупенин М. Т., Овчинникова Г. В. и др. Формирование и преобразование карбонатных пород и сидеритовых руд бакальской свиты нижнего рифея (Южный Урал): Sr-изотопная характеристика и Pb–Pb возраст // Литология и полез. ископаемые. 2005. № 3. С. 227–249.Кузнецов А. Б., Овчинникова Г. В., Семихатов М. А. и др. Sr-изотопная характеристика и Pb–Pb возраст карбонатных пород саткинской свиты, нижнерифейская бурзянская серия Южного Урала // Стратиграфия. Геол. корреляция. 2008. Т. 16. № 2. С. 16–34.Ларионов Н. Н. Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1:200000. Южно-Уральская серия. Лист N-40-XXII (Тукан). Уфа: МПР РФ, 2003.Ларионов Н. Н., Бергазов И. Р., Генина Л. А. и др. Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1:200000. Лист N-40-XXII (объяснительная записка). Уфа, 2006. 185 с.Махнач А. А. Стадиальный анализ литогенеза. Минск: БГУ, 2000. 255 с.Мичурин С. В., Ковалев С. Г., Горожанин В. М. Генезис сульфатов и сульфидов в нижнерифейских отложениях Камско-Бельского авлакогена и Башкирского мегантиклинория. Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2009. 192 с.Мичурин С. В., Шарипова А. А. Изотопно-геохимические особенности рудопроявления золота Богряшка (Южный Урал) // Геологический сборник. 2015. № 12. С. 144–158.Нечаев В. П. Особенности гидротермально-метасоматического процесса на некоторых золоторудных проявлениях западного склона Южного Урала // Вопросы минералогии, геохимии и генезиса полезных ископаемых Южного Урала. Уфа: БФАН СССР, 1982. С. 52–56.Попов В. Г., Абдрахманов Р. Ф., Пучков В. Н. Геодинамика и геохимия процессов плотностной конвекции в Восточно-Европейском эвапоритовом палеобассейне // Литосфера. 2016. № 3. С. 47–67.Пучков В. Н. Геология Урала и Приуралья (актуальные вопросы стратиграфии, тектоники, геодинамики и металлогении). Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2010. 280 с.Семихатов М. А., Кузнецов А. Б., Маслов А. В. и др. Cтратотип нижнего рифея — бурзянская серия Южного Урала: литостратиграфия, палеонтология, геохронология, Sr- и C-изотопные характеристики карбонатных пород // Стратиграфия. Геол. корреляция. 2009. Т. 17. № 6. С. 17–45.Стратотип рифея. Стратиграфия. Геохронология. М.: Наука, 1983. 184 с.Тейлор С. Р., Мак-Леннан С. М. Континентальная кора, ее состав и эволюция. М.: Мир, 1988. 384 с.Урасина Л. П., Другалева Т. А., Смолин П. П. Главнейшие магнезитовые месторождения. М.: Наука, 1993. 157 с.Филиппов В. А. Формационные комплексы Башкирского мегантиклинория и их металлогения // Докл. АН СССР. 1983. Т. 271. № 4. С. 935–938.Фор Г. Основы изотопной геологии. М.: Мир, 1989. 589 с.Aharon P. A Stable-isotope study of magnesites from the Rum Jungle Uranium Field, Australia: Implications for the origin of strata-bound massive magnesites // Chem. Geol. 1988. V. 69. P. 127–145.Annovitz L. M., Essene E. J. Phase equilibria in the system CaCO3–MgCO3–FeCO3 // J. Petrol. 1987. V. 28 (2). P. 389–414.Bau M., Moeller P. Rare-earth element fractionation in metamorphogenic hydrothermal calcite, magnesite and siderite // Miner. Petrol. 1992. V. 45. P. 231–246.Bodnar R. J. Revised equation and table for determinins the freezing point depression of H2O-NaCl solutions // Geochim. et Cosmochim. Acta. 1993. V. 57. P. 683–684.Bodnar R. J., Vityk M. O. Interpretation of microterhrmo- metric data for H2O–NaCl fluid inclusions // Fluid inclusions in minerals: methods and application / Eds B. De Vivo, M. L. Frezzotti. Pontignano: Siena, 1994. P. 281–283.Ebner F., Prochaska W., Troby J. et al. Carbonate-hosted sparry magnesite of Greywacke zone, Austria / Eastern Alp // Acta Petrol. Sin. 2004. V. 20. P. 791–802.Hurai V., Lexa O., Schulmann K. et al. Mobilization of ore fluids during Alpine metamorphism: evidence from hydrothermal veins in the Variscan basement of Western Carpathians, Slovakia // Geofluids. 2008. V. 8. P. 181–207.Jiang S. Y., Chen C. X., Chen Y. Q. et al. Geochemistry and genetic model for the giant magnesite deposits in the eastern Liaoning province, China // Acta Petrol. Sin. 2004. V. 20. P. 765–772.Krupenin M. T., Michurin S. V., Sharipova A. A. et al. Mine- ralogical and Geochemical Features of Magnesia-Ferruginous Carbonates of the Avzyan Ore Region of the Southern Ural in Connection With Metasomathosis Regularities // News of the Ural State Mining University. 2017. V. 2. 34–42.McCaffrey M. A., Lazar B., Holland H. D. The evaporation path of seawater and the coprecipitation of Br– and K+ with halite // J. Sediment. Petrol. 1987. V. 57. № 5. P. 928–937.Morgan J. W., Wandless G. A. Rare earth elements in some hydrothermal minerals: evidence for crystallographic control // Geochim. et Cosmochim Acta. 1980. V. 44. P. 973–980Pohl W. Comparative geology of magnesite deposits and occurrences // Magnesite — geology, mineralogy, geochemistry, formation of Mg-carbonates. Monograph Series on Mineral Deposits 28 / Ed. P. Möller. Stuttgart: Gebr. Borntraeger Verlagsbuchhandlung, Science Publishers, 1989. P. 1–13.Prochaska W. Magnesite and talc deposits in Austria // Mineralia Slovaca. 2000. V. 32. P. 543–548.Prochaska W. Genetic concepts on the formation of the Austrian magnesite and siderite mineralizations in the Eastern Alps of Austria // Geologia Croatica. 2016. V. 69 (1). P. 31–38.Prochaska W., Krupenin M. T. Evidence of Inclusion Fluid Chemistry for the Formation of Magnesite and Siderite Deposits in the Southern Urals // Mineral. Petrol. 2013. V. 107. № 1. P. 53–65.Radvanec M., Kodera P., Prochaska W. Mineralogy, fluid inclusion and C, O, Sr isotopestudy of the Kosice-Medvedia magnesite deposit, Western Slovakia // Acta Petrologica Sinica. 2004. V. 20. № 4. P. 855–876Radvanec M., Prochaska W. Successive replacement of Upper Carboniferous calcite to dolomite and magnesite in Dubrava magnesite deposit (Western Carpatioans, Slovakia) // Mineralia Slovaca. 2001. V. 33. P. 517–525.Rosenberg P. E. Synthetic solid solutions in the systems MgCO3–FeCO3 and MnCO3–FeCO3 // Am. Mineral. 1963. V. 48. № 11–12. P. 1396–1400.Shannon R. D. Revised effective ionic radii and systematic studies of interatomic distances in halides and chalcogenides // Acta Crystallogr. Sect. 1976. V. 32. P. 751–767.