Physical-chemical modeling of the ore-forming fluid of the Sukhoi Log deposit (Irkutsk region, Russia) | Geosphere Research. 2020. № 4. DOI: 10.17223/25421379/17/2

Physical-chemical modeling of the ore-forming fluid of the Sukhoi Log deposit (Irkutsk region, Russia)

The main hypotheses on the origin of Sukhoy Log deposits are referred to as (a) postmagmatic-hydrothermal and metamorphic-hydrothermal. The former states that the inflow of gold is caused by the emplacement of post-metamorphic intrusions being the granitoids of the Konstantinovsky stock and hypothetic basic rock complexes of the Ugakhan pluton occurring at depth. The latter is based on the supposition that the ore-forming solutions generated at regional metamorphism of metalliferous carbonaceous sequences, and intrusions were of minor importance depending on the temperature regime only. The physical-chemical modeling (PCM) is currently used for investigating both global geochemical processes, i.e. formation of zo-nation in the weathering crust, phenomenon of mass transfer in the upper mantle of the Earth, and local ones, i.e. formation of mineral associations under metamorphism conditions, construction of physical-chemical model for the hydrothermae of Kipyaschii Lake. Besides, PCM is applied for constructing models disclosing formation of the deposits of gold, molybdenum-tungsten and barite-pyrite ores. Authors Shapkin (1998), Karpov (2001), Kashik (1978) and Chudnenko (2019) reported the results acquired by these studies. In addition, PCM was employed to check the metamorphic-hydrothermal hypothesis on the Sukhoy Log gold ore deposits. Modeling proceeded through three stages. (1) sedimentation, when sediments with siderite-chalcophyle elements accumulate; (2) early collision linked with catagenic alteration of sediments and (3) collision, when the ore bodies were derived. The goal of modeling was to verify or to reject the assumption on possible formation of ore-forming fluid from host rocks. In the computations, we used the composition of host rocks, e.g. metapelites of the Khomolkho formation within the Baikal-Patom upland and mineralized shales of supra-ore zone. The reference sample SLG-1 was referred to as the composition of ore. The composition of gaseous-liquid inclusions in the minerals of sulfide-quartz veinlets was taken as the standard for ore-forming fluid. The model involved 25 independent components: Ag, Al, As, Au, C, Cl, Cu, Ca, F, Fe, H, K, Mg, Mo, N, Na, Ni, O, P, Pb, S, Si, Ti and Zn, 1894 mineral phases, 27 gases and 504 components of aqueous solution. The computations performed with the "Selector" program identified, that in the simulated ore-bearing fluid the Au content comparable with the composition of inclusions was reached at 237 bar and 350 °C. This fluid is in equilibrium with the solid phase of Au fitting the ore gold from mineralized shales. Consequently, the host black shale rocks represent the main source for gold. The mineralization originated from the mineralized shales within the ore body and surrounding mineralized shales.

Download file
Counter downloads: 99

Keywords

Sukhoi Log, ore-formation, fluid, phase, gold, physical-chemical modeling

Authors

NameOrganizationE-mail
Bryuhanova Natal'ya N.A.P. Vinogradov Institute of Geochemistry, Siberian Branch Russian Academy of Sciencesnnb@igc.irk.ru
Bychinskij Valerij A.A.P. Vinogradov Institute of Geochemistry, Siberian Branch Russian Academy of Sciencesval@igc.irk.ru
Budyak Aleksandr E.A.P. Vinogradov Institute of Geochemistry, Siberian Branch Russian Academy of Sciencesbudyakl@igc.irk.ru
Chudnenko Konstantin V.A.P. Vinogradov Institute of Geochemistry, Siberian Branch Russian Academy of Scienceschud@igc.irk.ru
Всего: 4

References

Авченко О.В., Чудненко К.В., Александров И.А. Физико-химическое моделирование минеральных систем. М. : Юрайт, 2019. 232 с
Боровиков А. А., Гущина Л.В., Говердовский В. А., Гимон В. О. Физико-химическая модель формирования руд Mo-W Колгутинского месторождения: термодинамическое моделирование // Геохимия 2020. Т. 65, № 1. С. 31-45. DOI: 10.31857/S0016752520021
Будяк А.Е., Горячев Н.А., Скузоватов С.Ю. Геодинамические предпосылки формирования масштабного оруденения южного обрамления Сибирского кратона в протерозое // Доклады Академии наук. 2016. Т. 470, № 5. С. 562-565. DOI: 10/7868/S0869565216290181
Владимиров А.Г., Крук Н.Н., Полянский О.П., Травин А.В. Тепломассоперенос в верхней мантии и земной коре: петрологические индикаторы и математическое моделирование // Геодинамика и тектонофизика 2019. Т. 10, № 2. C. 189-196. DOI: 10.5800/GT-2019-10-2-0411
Гаськова О.Л., Редин Ю.О., Неволько П.А., Колпакова М.Н., Наймушина О.С. Физико-химическое моделирование высокотемпературных стадий отложений золота Лугоканского месторождения (Восточное Забайкалье) // Известия ТПУ. Инжиниринг георесурсов. 2018. Т. 329, № 10. С. 57-66
Дистлер В.В., Митрофанов Г. Л., Немеров В.К. Формы нахождения металлов платиновой группы и их генезис в золоторудном месторождении Сухой Лог (Россия) // Геология рудных месторождений. 1995. Т. 38, № 6. С.467-484
Кашик С.П., Карпов И.К. Физико-химическая теория образования зональности в коре выветривания. Новосибирск : Наука, 1978. 152 с
Малышева К. С. Определение минерального состава твердой фазы в системе «вода-порода» с помощью физико-химического моделирования (ПК «Селектор», термальные источники влк. Головнина, о. Кунашир) // Международный научно-исследовантельский журнал. 2017. № 6-2 (60). C. 116-120. DOI: 10.18454/IRJ. 2227-6017
Немеров В.К. Геохимические черты эволюции условий накопления позднедокембрийских толщ Байкало-Патомского нагорья // Доклады Академии наук СССР. 1988. Т. 298, № 6. C. 1446
Немеров В.К., Спиридонов A.M., Развозжаева Э.А., Матель Н.Л., Будяк А.Е., Станевич A.M. Основные факторы онтогенеза месторождений благородных металлов сухоложского типа // Отечественная геология. 2005. № 3. С. 17-24
Немеров В.К., Станевич А.М., Развозжаева Э.А., Будяк А.Е., Корнилова Т.А Биогенно-седиментационные факторы рудообразования в неопротерозойских толщах байкало-патомского региона. // Геология и геофизика. 2010. Т. 51, № 5. С. 729747
Оболенский А.А., Гущина Л.В., Борисенко А. С. Физико-химические модели процессов рудообразования на ртутных месторождениях // Геология и геофизика. 2006. Т. 47, № 12. C. 1344-1360
Петров Б.В., Макрыгина В.А. Геохимия регионального метаморфизма и ультраметаморфизма. Новосибирск : Наука, 1975. 342 с
Рундквист И.К., Бобров В.А., Смирнова Т.Н., Смирнов М.Ю., Данилова М.Ю., Ащеуков А.А. Этапы формирования Бодайбинского золоторудного района // Геология рудных месторождений. 1992. Т. 34, № 6. С. 3-15
Чудненко К.В. Термодинамическое моделирование в геохимии: теория, алгоритмы, программное обеспечение, приложение. Новосибирск : Гео, 2010. 283 с
Helgeson H.C., Delany J.M., Nesbitt H.W., Bird D.K. Summary and critique of the thermodynamic properties of rock-forming minerals // Amer. J. Sci. 1978. V. 278A. P. 1-229
Laverov N.P., Chernyshev I.V., Chugaev A.V., Bairova E.D., Gol'tsman Y.V., Distler V.V., Yudovskaya M.A. Formation stages of the large-scale noble matal mineralization in the Sukhoi Log deposit, east Siberia: Results of isotope-geochrological stady // Doklady Earth Sciences. 2001. V. 415, No 1. P. 810-814
Reid R.C., Prausnitz J.M., Sherwood T.K. The properties of gases and liquids. N.Y. : McGraw-Hill Book Company, 1977. 592 p
Slg-1 (black shale powder). URL: http://georem.mpch-mainz.gwdg.de/sample query.asplackshale (дата обращения: 29.01.2020)
Tarasova Yu.1, Budyak A.E., Chugaev A.V., Goryachev N.A., Tauson V.L., Skuzovatov S.Yu., Reutsky V.N., Abramova V.D., Gareev B.I., Bryukhanova N.N., Parshin A.V. Mineralogical and isotope-geochemical (513С, S34S and Pb-Pb) characteristics of the Krasniy gold mine (Baikal-Patom Highlands): constraining ore-forming mechanisms and the model for Sukhoi Log-type deposits // Ore Geology Reviews. 2020. V. 119. Р. 103365. DOI: 10.1016/j.oregeorev.2020.103365
Whitney D.L, Evans B.W. Abbreviations for names of rock-forming minerals // American Mineralogist. 2010. V. 95. P. 185-187. DOI: 10.2138/am.2010.3371
Yokokawa H. Tables of thermodynamic propoties of inorganic compounds // J. Nat. Chem. Lab. Indast. 1988. V. 60. P. 27-121
Yudovskaya, M.A., Distler V.V., Prokofiev V.Y., Akinfiev N.N. Gold mineralization and orogenic metamorphism in the Lena Province of Siberia as assessed from Chertovo Koryto and Sukhoi Log deposits, Geoscience Frontiers // Geoscience Frontiers. 2016. V. 7, No 7. P. 453-481. DOI: 10.1016/j.gsf.2015.07.010
Zhuravkova T.V., Palanova G.A., Prokopyev I.R., Borisenko A.S., Chudnenko K.V., Kravtsova R.G., Makshakov A.S. Phys-icochemical models of formation of gold-silver mineralization at the Rogovik deposit (Northeastern Russia) // Ore Geology Reviews. 2017. V. 91. P. 1-20. DOI: 10.1016/j.oregeorev. 2017.10.017
 Physical-chemical modeling of the ore-forming fluid of the Sukhoi Log deposit (Irkutsk region, Russia) | Geosphere Research. 2020. № 4. DOI: 10.17223/25421379/17/2

Physical-chemical modeling of the ore-forming fluid of the Sukhoi Log deposit (Irkutsk region, Russia) | Geosphere Research. 2020. № 4. DOI: 10.17223/25421379/17/2

Download full-text version
Counter downloads: 426