Tungsten deposits of the southern folded frame of the Siberian craton: genesis, sources of ore-forming fluids
There are hydrothermal and greisen types of tungsten deposits in West and East Transbaikalia. Tungsten deposits in Eastern Siberia have been studied by many researchers. To date, the sources of ore forming fluids have remained insufficiently studied. The proposed study was aimed at the sources of ore forming fluids in tungsten deposits using isotopic research methods. Tasks contributing to achieving the aim included analyzing the isotopic compositions of stable and radiogenic isotopes and interpreting their genetic nature. The hydrogen and oxygen isotopic composition in the hydroxyl-bearing minerals, and sulfur in sulfides were determined at the Center for Isotope Research of the Far East Science Center of the Russian Academy of Sciences (Vladivostok) using Finnigan MAT 253 mass spectrometer. The oxygen and carbon isotopic compositions were analyzed using facilities of Center for “Geospectr” at the Dobretsov Geological Institute of Siberian Branch of Russian Academy of Sciences (Ulan-Ude) using Finnigan MAT 253 mass spectrometer. The isotopic composition of Nd and Sr was measured using a Triton multichannel mass spectrometer in a static regime at the Institute of Precambrian Geology and Geochronology RAS, St. Petersburg. 15 tungsten deposits and occurrences were studied. They are molybdenum-wolframite, wolframite, scheelite and scheelite-bearing gold deposits. Most attention was paid to the oxygen isotopic composition in quartz, wolframite, scheelite and mica, which were formed during early, high-temperature stage of deposit formation. There are also presented results of oxygen isotopic analyzes in minor and accessory minerals (apatite, triplite, helvite, scheelite, chlorite), as well as quartz, which were formed mainly at later stages. A large group of major and minor minerals was analyzed to obtain data concerning the evolution of the oxygen isotopic composition and ore formation temperatures. The oxygen isotopic composition values were also used to assess the equilibrium of the formation of mineral associations. Igneous rocks associated with tungsten ores have been studied at the Dzhida deposit. Isotopic data obtained for post-magmatic formations of tungsten deposits indicate the participation of both mantle and crustal components in different proportions. It is shown a mantle-derived source of fluids with the participation of the crust-derived for Mesozoic molybdenite-wolframite and wolframite deposits and the crust-derived source for the Late Paleozoic scheelite deposits. The meteoric water was involved in the ore forming fluid at the later stages of deposit formation. Contribution of the authors: the authors contributed equally to this article. The authors declare no conflicts of interests.
Keywords
W deposits, W-Mo deposits, wolframite, isotopy, East SiberiaAuthors
| Name | Organization | |
| Rampilov Mikhail O. | Dobretsov Geological Institute, SB RAS | mrampilov@mail.ru |
| Rampilova Maria V. | Dobretsov Geological Institute, SB RAS | mburtseva@mail.ru |
| Lastochkin Evgeny I. | Dobretsov Geological Institute, SB RAS | last@ginst.ru |
| Posokhov Viktor F. | Dobretsov Geological Institute, SB RAS | vitaf1@yandex.ru |
References
Абрамов Б.Н., Посохов В.Ф. Петрогеохимическая и изотопная характеристика, связь с магматизмом вольфрамовых месторождений Агинской и Аргунской структурно-формационных зон Восточного Забайкалья // Литосфера. 2021. Т. 21, № 2. С. 262-272.
Аксюк А.М. Экспериментально-обоснованные геофториметры и режим фтора в гранитных флюидах // Петрология. 2002. Т. 10, № 6. С. 628-642.
Андреева О.В., Головин В.А., Гольцман Ю.В., Козлова П.С, Сельцов Б.М. Эволюция мезозойского магматизма и руднометасоматических процессов в Юго-Восточном Забайкалье (Россия) // Геология рудных месторождений. 1996. № 2. С. 115-130.
Батурина Е.Е., Рипп Г. С. Молибденовые и вольфрамовые месторождения Западного Забайкалья. М. : Наука, 1984. 152 с.
Беус А.А., Северов А.С., Ситин А.А., Субботин К.Д. Альбитизированные и грейзенизированные граниты (апограниты). М. : Издательство АН СССР, 1962. 193 с.
Боровиков А.А., Говердовский В.А., Борменко А.С., Брянский Н.В., Шабалин С.И Состав и металлоносность рудообразующих флюидов Mo-W месторождения Калгутинское (Горный Алтай) // Геология и геофизика. 2016. Т. 57, № 4. С. 647-662. doi: 10.15372/GiG20160401.
Борщевский Ю.А., Апельцин Ф.Р., Борисова С.Л Изотопный состав кислорода вольфрамитов из вольфрамовых месторождений различных формационных и генетических типов // Записки ВМО. 1980. Т. 4, № 109. С. 633-643.
Булнаев К.Б. Особенности образования и размещения флюоритовых формаций Забайкалья. Эволюция эндогенных процессов и оруденения в Забайкалье. Улан-Удэ : Издательство БФ СО РАН, 1981. С. 101-109.
Бурцева М.В., Рипп Г.С., Посохов В.Ф., Мурзинцева А.Е. Нефриты Восточной Сибири: геохимические особенности и проблемы генезиса // Геология и геофизика. 2015. Т. 56, № 3. С. 516-527. doi: 10.15372/GiG20150303.
Гриненко В. А. Приготовление двуокиси серы для изотопного анализа // Неорганическая химия. 1962. № 7. С. 2578-2582.
Дубинина Е.О. Поведение стабильных изотопов при редкоземельном рудообразовании на месторождении Акчатау : дис. ... канд. геол.-минерал. наук. М., 1993. 123 с.
Иванова Г.Ф., Смирнова О.К., Игнатенко К.И Особенности химического состава вольфрамитовой минерализации Джидинского рудного поля // Записки РМО. 1991. № 4. С. 77-88.
Игнатович В.И. Основные закономерности кварц-гюбнеритовых жил в Джидинском рудном поле. Минералогия и геохимия вольфрамовых месторождений. Л. : Изд-во ЛГУ, 1975. 111 с.
Коваленко В.И., Антипин В.С., Коваленко Н.И Коэффициенты распределения фтора в магматических породах // Геохимия. 1984. № 3. С. 331-351.
Куприянова И.И., Шпанов Е.П., Новикова М.И., Журкова З.А. Бериллий России: состояние, проблемы развития и освоения минерально-сырьевой базы. М. : Геоинформарк, 1996. 40 с.
Ласточкин Е.И., Рипп Г.С., Цыденова Д.С., Посохов В.Ф., Мурзинцева А.Е. Результаты изотопного изучения эпитермальных флюоритовых месторождений Западного Забайкалья (Источники вещества и флюидов) // Геология, поиски и разведка месторождений полезных ископаемых. Известия Сиб. отделения Секции наук о Земле РАЕН. 2018. Т. 41, № 2. С. 9-22. doi: 10.21285/2541 -9455-2018-41 -2-41 -53.
Летников Ф.А. Флюидный режим эндогенных процессов и проблемы рудогенеза // Геология и геофизика. 2006. Т. 47, № 12. С. 1296-1308.
Матвеева С. С., Спасенных М.Ю., Сущевская Т.М., Бочков А.Ю., Игнатьев А.В. Геохимическая модель формирования Спокойнинского вольфрамового месторождения (Восточное Забайкалье, Россия) // Геология рудных месторождений. 2002. Т. 44, № 2. С. 125-147.
Онтоев Д.О. Стадийность минерализации и зональность месторождений Забайкалья. М. : Наука, 1974. 244 с.
Платов В.С., Савченко А.А., Игнатов А.М., Гороховский Д.В., Шор Г.М., Алексеенко В.Д., Мухин В.Н., Суслова С.В., Платова Е.В., Большакова Т.В., Шеломенцева Т.И. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1 : 1000000 (третье поколение) Алдано-Забайкальская серия. Лист М-48. Улан-Удэ. Объяснительная записка. СПб. : Издательство СпБ картфабрики ВСЕГЕИ, 2009. 271 с.
Повилайтис М.М. Основные черты минералогии Джидинского Mo-W месторождения // Тр. ИМГРЭ. М. : Издательство АН СССР, 1960. Вып. 24. 167 с.
Рипп Г. С. Геохимия эндогенного оруденения и критерии прогноза в складчатых областях. Новосибирск : Наука, 1984. 192 с.
Рипп Г.С., Кобылкина О.В., Дорошкевич А.Г., Шаракшинов А.О. Позднемезозойские карбонатиты Западного Забайкалья. Улан-Удэ : Изд-во БНЦ СО РАН, 2000. 232 с.
Саватенков В.М., Мочалов А.Г. Возраст и источники дунитов массива Кондер Алданского щита // Доклады Академии наук. 2018. Т. 482, № 5. С. 577-582. doi: 10.31857/S086956520003033-9.
Савченко А.А., Рипп Г.С., Избродин И.А., Посохов В.Ф. Возраст и изотопная характеристика Булуктаевского молибденвольфрамового месторождения (Республика Бурятия) // Геология, поиски и разведка месторождений полезных ископаемых. Известия Сиб. отделения секции наук о Земле РаЕН. 2018. Т. 41, № 2. С. 9-22. doi: 10.21285/2541-9455-2018-41-4-7-21.
Таусон Л.В. Магматизм и рудообразование. М. : Наука, 1979. 36 с.
Ходанович П.Ю., Гончаров Д.А., Смирнова О.К. Соотношение даек и Mo-W оруденения Джидинского рудного поля (Западное Забайкалье) по геологическим, изотопным и геохимическим данным. Изотопная геохронология в решении проблем геодинамики и рудогенеза // Материалы II Всероссийской конференции по изотопной геохронологии. СПб. : Изд-во ИГГД РАН, 2003. С. 525-529.
Чернышев И.В., Агапова А. А., Троицкий В.А Pb-Pb изотопные характеристики и проблема источника крупномасштабного W-Mo оруденения в Джидинском рудном поле (Западное Забайкалье) // Доклады Академии наук. 1999. Т. 366, № 6. С. 819-822.
Чернышев И.В., Гольцман Ю.В., Баирова Э.В., Иванова Г.Ф. Rb-Sr геохронология процессов последовательного формирования гранитов, грейзенизации и гидротермальной минерализации: Джидинское W-Mo месторождение, Западное Забайкалье // Доклады Академии наук. 1998. Т. 360, № 4. С. 537-540.
Чернышев М.В., Журавлев Д.З., Троицкий В.А. Источники вещества редкометальных (W-Mo) месторождений в свете данных изотопного состава Sr, Nd и Pb // XI Всесоюзный симпозиум по геохимии изотопов : тезисы Докладов. М., 1986. С. 365-367.
Чухров Ф.В., Ермилова Л.П., Виноградов В.И Изотопный состав и происхождение серы некоторых вольфрамовых месторождений центрального Казахстана. Изотопы серы и вопросы рудообразования. М. : Наука, 1967. С. 46-58.
Ярмолюк В.В., Иванов В.Г. Магматизм и геодинамика Западного Забайкалья в позднем мезозое и кайнозое // Г еотектоника. 2000. № 2. С. 43-64.
Ярмолюк В.В., Иванов В.Г., Коваленко В.И. Источники внутриплитного магматизма Западного Забайкалья в позднем мезозое - кайнозое (на основе геохимических и изотопных данных) // Петрология. 1998. Т. 6, № 2. С. 115-138.
Bonin B. A-type granites and related rocks: evolution of a concept, problems and prospects // Lithos. 2007. V. 97. P. 1-27.
Breiter K. Nearly contemporaneous evolution of the A-and S-type fractionated granites in the Krusne hory/Erzgebirge Mts., Central Europe // Lithos. 2012. V. 151. P. 105-121. doi: 10.1016/j.lithos.2011.09.022.
Broom-Fendley S., Heaton T., Wall F., Gunn G. Tracing the fluid source of heavy REE mineralisation in carbonatites using a novel method of oxygen-isotope analysis in apatite: the example of Songwe Hill, Malawi // Chem. Geol. 2016. V. 440. P. 275-287. doi: 10.1016/j.chemgeo.2016.07.023.
Chacko T., Riciputi L.R., Cole D.R., Horita J. A new technique for determining equilibrium hydrogen isotope fractionation factors using the ion microprobe: Application to the epidote-water system // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1999. V. 63. P. 1-10.
Gomes M., Neiva A. Petrogenesis of tin-bearing granites from Ervedosa, northern Portugal: The importance of magmatic processes // Chemie der Erde-Geochemistry. 2002. V. 62 (1). P. 47-72.
Hoefs J. Stable isotope geochemistry. Berlin ; Heidelberg : Springer-Verlag, 2009. 286 p.
Jiang Y.-H., Liu Z., Jia R.-Y., Liao S.-Y., Zhou Q., Zhao P. Miocene potassic granite-syenite granite-syenite association in western Tibetan Plateau: Implications for shoshonitic and high Ba-Sr granite genesis // Lithos. 2012. V. 134-135. P. 146-162. doi: 10.1016/j.lithos.2011.12.012.
Johnson T.M., Ripley E.M. Hydrogen and oxygen isotopic systematic of berillium mineralisation Spor Mauntain. Utah Geol. Soc. Am. Abstr. Progr. 1998. V. 30. 127 p.
Khoshnoodi K., Behzadi M., Gannadi-Maragheh M., Yazdi M. Alkali metasomatism and Th-REE mineralization in the Choghart deposit, Bafq district, Central Iran. Geol. Croat. 2017. V. 70. P. 53-69. doi: 10.4154/gc.2017.03.
Li G.-M., Cao M., Qin K-Z., Evans N.J., Hollings P., Seitmuratova E.Y. Geochronology, petrogenesis and tectonic settings of pre-and syn-ore granites from the W-Mo deposits (East Kounrad, Zhanet and Akshatau), Central Kazakhstan // Lithos. 2016. V. 252-253. P. 16-31. doi: 10.1016/j .lithos.2016.01.023.
Li X., Huang C., Wang C., Wang L. Genesis of the Huangshaping W-Mo-Cu-Pb-Zn polymetallic deposit in Southeastern Hunan Province, China: Constraints from fluid inclusions, trace elements, and isotopes // Ore Geology Reviews. 2016. V. 79. P. 1-25. doi: 10.1016/j.oregeorev.2016.04.023.
Litvinovsky B.A., Tsygankov A.A., Jahn B.M. Origin and evolution of overlapping calc-alkaline and alkaline magmas: The Late Paleozoic post-collisional igneous province Transbaikalia // Lithos. 2011. V. 125. P. 845-874. doi: 10.1016/j.lithos.2011.04.007.
Neiva A. Portuguese granites associated with Sn-W and Au mineralizations // Bulletin-Geological Society of Finland. 2002. V. 74. P. 79-101.
Raimbault L., Cuney M., Azencott C., Duthou J., Joron J.L. Geochemical evidence for a multistage magmatic genesis of Ta-Sn-Li mineralization in the granite at Beauvoir, French Massif Central // Economic Geology. 1995. V. 90. P. 548-576.
Ripp G.S., Smirnova O.K., Izbrodin L.A., Lastochkin E.L., Rampilov M.O., Posokhov V.F. An isotope study of the Dzhida MoW ore field (Western Transbaikalia, Russia) // Minerals. 2018. V. 8 (12). 546. doi: 10.3390/min8120546.
Seal R.R., Rye R.O. Stable isotope study of fluid inclusions in fluorite from Idaho: Implications for continental climates during the Eocene // Geology. 1993. V. 21. P. 219-222.
Sharp Z.D. A laser-based microanalytical method for the in-situ determination of oxygen isotope ratios of silicates and oxides // Geochim. Cosmochim. Acta. 1990. V. 54. P. 1353-1357.
Sheppard S.M.F. Characterization and isotope variation in natural waters // Review of mineralogy. 1986. V. 16. P. 165-181.
Shieh Y.-N., Zhang G.-X. Stable isotope studies of quartz-vein type tungsten deposits in Dajishan Mine, Jiangxi Province, Southeast China. Stable Isotope Geochemistry: A Tribute to Samuel Epstein. The Geochemical Society, Special Publication. 1991. V. 3. P. 425-435.
Siegel K., Williams-Jones A.E., Van Hinsberg V.J. The amphiboles of the REE-rich A-type peralkaline Strange Lake pluton-Fingerprints of magma evolution // Lithos. 2017. V. 288. P. 156-174. doi: 10.1016/j.lithos.2017.07.012.
Song W.-L., Yao J.-M., Chen H.-Y., Sun W.-D., Ding J.-Y., Xiang X.-K., Zuo Q.-S., Lai C-K Mineral paragenesis, fluid inclusions, H-O isotopes and ore-forming processes of the giant Dahutang W-Cu-Mo deposit, South China // Ore Geology Reviews. 2018. V. 99. P. 116-150. doi: 10.1016/j.oregeorev.2018.06.002.
Suzuoki T., Epstein S. Hydrogen isotope fractionation between OH-bearing minerals and water // Geochim. Cosmochim. Acta. 1976. V. 40. P. 1229-1240.
Taylor B.E., O’Neil J.R. Stable isotope studies of metasomatic Ca-Fe-Al-Si-skams and associated metamorphic and igneous rocks Osgood mountains, Nevada // Contrib. Mineral. Petrol. 1977. V. 63(1). P. 1-50.
Taylor H.P., Frechen J., Degens E.T. Oxygen and carbon isotope studies of carbonatites from the Laacher See district, West Germany and the Alno district, Sweden // Geochim. Cosmochim. Acta. 1967. V. 31. P. 407-430.
Vennemann, T.W., O’Neil J.R. A simple and inexpensive method of hydrogen isotope and water analyses of minerals and rocks based on zinc reagent. Chem. Geol. (Isot. Geosci. Sect.). 1993. V. 103. P. 227-234.
Wang Y.-H., Zhang F.-F., Liu J.J., Xue C.-J., Li B.C., Xian X.C. Ore genesis and hydrothermal evolution of the Donggebi porphyry Mo deposit, Xinjiang, Northwest China: evidence from isotopes (C, H, O, S, Pb), fluid inclusions, and molybdenite Re-Os dating // Economic Geology. 2018a. V. 113 (2). P. 463-488.
Wang Y.-H., Zhang F-F., Liu J.J., Xue C.-J., Zhang Z.-C. Genesis of the Wurinitu W-Mo deposite, Inner Mongolia, northeast China: Constraints from geology, fluid inclusions and isotope systematics // Ore Geology Reviews. 2018b. V. 94. P. 367-382.
Wickham S.M., Alberts A.D., Zanvilevich A.N., Litvinovsky B.A., Bindeman J.N., Schanble E.A. A stable Isotope Study of Anorogenic Magmatism in East Central Asia // Petrology. 1996. V. 37 (5). P. 1063-1095.
Yang J., Barreing J., Siebert C., Futzke J., Stephens E., Halliday A.N. The molibdenium isotopic compositions of J-S and A-Type granitic suites // Geochim. Cosmochim. Acta. 2017. V. 205. P. 168-186. doi: 10.1016/j.gca.2017.01.027.
Zeng Q.-D., Sun Y., Chu S.-X., Duan X.-X., Liu J. Geochemistry and geochronology of the Dongshanwan porphyry Mo-W deposit, Northeast China: Implications for the Late Jurassic tectonic setting // Journal of Asian Earth Sciences. 2015. V. 97. P. 472-485. doi: 10.1016/j.jseaes.2014.07.027.
Zhang F.-F., Wang Y.-H., Liu J.-J., Wang J.-C. Ore genesis and hydrothermal evolution of the Wulandele Mo deposit, Inner Mongolia, Northeast China: Evidence from geology, fluid inclusions and H-O-S-Pb isotopes // Ore Geology Reviews. 2018. V. 93. P. 181199. doi: 10.1016/j. oregeorev.2017.12.021.
Zhang W., Lentz D.R., Thorne K.G., McFarlane C. Geochemical characteristics of biotite from felsic intrusive rocks around the Sisson Brook W-Mo-Cu deposit, west-central New Brunswick: An indicator of halogen and oxygen fugacity of magmatic systems // Ore Geology Reviews. 2016. V. 77. P. 82-96. doi: 10.1016/j.oregeorev.2016.02.004.
Zhang Y., Yang J.-H., Chen J.-Y., Wang H., Xiang Y.-X. Petrogenesis of Jurassic tungsten-bearing granites in the Nanling Range, South China: Evidence from whole-rock geochemistry and zircon U-Pb and Hf-O isotopes // Lithos. 2017. V. 278-281. P. 166-180. doi: 10.1016/j.lithos.2017.01.018.
Zheng W., Mao J.-W., Zhao H.-J., Ouyang H.-G., Zhao C.-S., Yu X.-F. Geochemistry, Sr-Nd-Pb-Hf isotopes systematics and geochronologocal constrains on petrogenesis of the Xishan A-type granite and associated W-Sn mineralization in Guangdong province, South China // Ore Geology Reviews. 2017. V. 88. P. 739-752.
Zheng Y., Cai X., Ding, Z., Cawood P.A., Yue S. Geology, geochronology and isotopic geochemistry of the Xiaoliugou W-Mo ore field in the Qilian Orogen, NW China: Case study of a skarn system formed during continental collision // Ore Geology Reviews. 2017. V. 81 (2). P. 575-586.
Zheng Y.-F. Oxygen isotope fractionation in wolframite // European Journal of Mineralogy. 1992. V. 4. P. 1331-1335.
Zheng Y.-F. Calculation of oxygen isotope fractionation in anhydrous silicate minerals // Geochim. Cosmohim. Acta. 1993a. V. 57. P. 1079-1091.
Zheng Y.-F. Calculation of oxygen isotope fractionation in hydroxyl-bearing silicates // Earth Planet. Sci. Lett. 1993b. V. 120. P. 247-263.
Tungsten deposits of the southern folded frame of the Siberian craton: genesis, sources of ore-forming fluids | Geosphere Research. 2025. № 3. DOI: 10.17223/25421379/36/7
Download full-text version
Counter downloads: 140
