Mineralogy and genesis of apocarbonate serpentinites of the Pitkäranta mining district, Northern Ladoga region. Part 1. Ophicalcite of the Hopunvaara ore field

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Research subject. Serpentinites of the apocarbonate type in the contact aureole of the Salmi Batholith. Aim. Mineralogical and genetic description of the calcite-serpentine rocks of the Hopunvaara ore field. Materials and methods. Thirty samples of ophicalcite were studied using scanning electron microscopy, electron probe analysis, powder X-ray diffraction, FTIR and Raman spectroscopy, as well as differential thermal analysis. Results. The ophicalcite of the Hopunvaara ore field is represented by two types. The first variety was studied on samples from the Izvestkovyi quarry (“Lime Break”). It consists of thin-fibrous aggregates of clinochrysotile and lizardite (or only lizardite) intergrowing with calcite, with subordinate amounts of phlogopite and fluorapatite, as well as with veins of magnetite. Serpentine contains a small amount of impurities – up to 1.0 wt % FeO, up to 0.7 wt % Al2O3 and not more than 0.1 wt % MnO. Calcite is chemically pure. Ophicalcite of the second type, described in the Klara mining, is composed mainly of lizardite, which forms complete pseudomorphs after crystals of forsterite and/or minerals of the humite group enclosed among a carbonate matrix. Serpentine contains 0.4–2.5 wt % FeO, 0.0–1.6 wt % Al2O3, 0.1–0.2 wt % MnO, and 0.9–2.1 wt % F. In the carbonate matrix, along with almost pure calcite, there is dolomite containing 1.4 wt % MnO. Minor minerals are represented by fluorite, phlogopite and sphalerite. Such a rock is sectioned by antigorite-carbonate-fluorite-hematite veins with cassiterite, the formation temperature of which is estimated at 300–350°C. Conclusions. The formation of ophicalcite of the first type occurred through the interaction of dolomite with acidic SiO2-rich 200–300°C hydrothermal solutions. The microfiber structure of apodolomite serpentine aggregates is due to the mechanism of their crystallization in a porous medium that occurs during carbonate leaching. Ophicalcite of the second type was formed as a result of serpentinization of forsterite calciphyres at the regressive stage of skarnification process at T < 370°C.

About the authors

M. O. Bulakh

Lomonosov Moscow State University

Email: aregon27@mail.ru

I. A. Baksheev

Lomonosov Moscow State University

V. O. Yapaskurt

Lomonosov Moscow State University

References

  1. Александров С.М. (1990) Геохимия скарно- и рудообразования в доломитах. М.: Наука, 344 с.
  2. Александров С.М., Тронева М.А. (2009) Состав и генезис эндогенных боратов Питкярантского рудного поля, Карелия. Геохимия, (9), 972-987.
  3. Борисов И.В. (2017) Подземные выработки Питкярантского комплекса (Северное Приладожье). Спелеология и спелестология. Сб. материалов VIII Междунар. науч. конф. Набережные Челны: НГПУ, 234-243.
  4. Борисов И.В., Ильин П.В. (2004) Питкярантские рудники и заводы. Сортавала; Питкяранта: Региональный музей Северного Приладожья, 53 с.
  5. Бурцева М.В., Рипп Г.С., Посохов В.Ф., Мурзинцева А.Е. (2015) Нефриты Восточной Сибири: геохимические особенности и проблемы генезиса. Геология и геофизика, 56(3), 516-527. https://doi.org/10.15372/GiG20150303
  6. Варлаков А.С. (1986) Петрология процессов серпентинизации ультрабазитов складчатых областей. Свердловск: УНЦ АН СССР, 224 с.
  7. Варлаков А.С. (1999) Серпентины ультраосновных пород Урала. Урал. минерал. сборник, (9), 78-101.
  8. Виноградова Р.А. (1973) О серпентинах из скарнов месторождения Маргоз (Восточный Саян). Тр. Минералогического музея им. А.Е. Ферсмана, (22), 26-35.
  9. Герасимова Е.И., Пеков И.В., Брызгалов И.А. (2008) Слюды рудных месторождений Питкярантского района (Карелия, Россия). Геохимия магматических пород. Мат-лы XXV Всерос. сем., 32-33.
  10. Герасимова Е.И., Пеков И.В., Кононкова Н.Н., Зубкова Н.В. (2009) Новые данные о минералах группы гумита из района Питкяранты (Карелия). Минералы: строение, свойства, методы исследования. Мат-лы конф., 116-118.
  11. Демченко В.С. (1983) Физико-химические условия серпентинизации доломитовых мраморов, диопсидовых и форстеритовых кальцифиров. Тихоокеан. геология, (3), 56-63.
  12. Иванова В.П., Касатов Б.К., Красавина Т.Н., Розинова Е.Л. (1974) Термический анализ минералов и горных пород. Ленинград: Недра, 399 с.
  13. Иващенко В.И. (1987) Скарновое оруденение олова и вольфрама южной части Балтийского щита. Л.: Нау ка, 240 с.
  14. Иващенко В.И., Голубев А.И. (2015) Новые аспекты минералогии и металлогении Питкярантского рудного района. Тр. КарНЦ РАН, (7), 127-148. https://doi.org/10.17076/geo149
  15. Иосса Г.А. (1834) Известие о нахождении олова и меди в Питкяранте в Финляндии. Горн. журн., (4), 157.
  16. Ларин А.М., Амелин Ю.В., Неймарк Л.А. (1991) Возраст и генезис комплексных скарновых руд Питкярантского рудного района. Геология руд. месторождений, (6), 15-32.
  17. Ладожская протерозойская структура (геология, глубинное строение и металлогения). (2020) Под. ред. Н.В. Шарова. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 435 с.
  18. Лютоев В.П. (2000) Изоморфизм и собственные дефекты в минералах группы серпентина. Екатеринбург: УрО РАН, 149 с.
  19. Макеев А.Б., Брянчанинова Н.И. (1999) Топоминералогия ультрабазитов Полярного Урала. СПб.: Наука, 252 с.
  20. Никольская Ж.Д., Ларин А.М. (1972) Грейзеновые образования Питкярантского рудного поля. Зап. ВМО, 101(5), 290-297.
  21. Нефедов Е.И. (1973) Минералогия месторождения Питкяранта. Металлоносность и минералогия скарноидов юга Карелии и запада Кольского полуострова. Отчет. Л.: ВСЕГЕИ, 326 с.
  22. Петров В.П., Соколова Л.А. (1957) Аспагашское месторождение хризотил-асбеста (Минусинская котловина). Тр. ИГЕМ, (17), 85-106.
  23. Таланцев А.С. (1981) Геотермобарометрия по доломит-кальцитовым паргенезисам. М.: Наука, 136 с.
  24. Фурман Г. (1810) Минералогическое описание некоторой части Старой и Новой Финляндии. Горный журнал. Кн. 11, 3-39.
  25. Хазов Р.А. (1973) Геологические особенности оловянного оруденения Северного Приладожья. Л.: Наука, 87 с.
  26. Шабынин Л.И. (1973) Формация магнезиальных скарнов. М.: Наука, 214 с.
  27. Шабынин Л.И. (1974) Рудные месторождения в формации магнезиальных скарнов. М.: Недра, 288 с.
  28. Штейнберг Д.С., Чащухин И.С. (1977) Серпентинизация ультрабазитов. М.: Наука, 312 с.
  29. Янин Е.П. (2013) Асбестоносные площади и горные породы как природные источники поступления асбестовой пыли в окружающую среду. Научные и технические аспекты охраны окружающей среды, (5), 18-47.
  30. Amelin Yu.V., Beljaev A., Larin A.M. (1991) Salmi batholith and Pitkäranta ore field in Soviet Karelia. Geol. Surv. of Finland, 33, 57 p.
  31. Amelin Yu.V., Larin A.M., Tucker R.D. (1997) Chronology of multi-phase emplacement of the Salmi rapakivi granite-anorthosite complex, Baltic Shield: Implications for magmatic evolution. Contrib. Miner. Petrol., 127, 353-368.
  32. Balan E., Fritsch E., Radtke G., Paulatto L., Juillot F., Petit S. (2021) First-principles modeling of infrared spectrum of antigorite. Eur. J. Mineral., 33, 389-400. https://doi.org/10.5194/ejm-33-389-2021
  33. Bucher K., Grapes R. (2011) Petrogenesis of Metamorphic Rocks. 8th ed. Berlin; Heidelberg: Springer Verlag, 428 p.
  34. Chernosky J.V., Berman R.G., Brindzia L.T. (1988) Stability, phase relation and thermodynamic properties of chlorite and serpentine group minerals. Rev. Miner. Geochem., 19, 295-346.
  35. Coleman R.G. (1971) Petrologic and Geophysical Nature of Serpentinites. Geol. Soc. Amer. Bull., 82(4), 897. https://doi.org/10.1130/0016-7606
  36. Compagnoni R., Cossio R., Mellini M. (2021) Raman anisotropy in serpentine minerals, with a caveat on identification. J. Raman Spec., 52(7), 1334-1345. https://doi.org/10.1002/jrs.6128
  37. Eskola P. (1951) Around Pitkäranta. Ann. Acad. Sci. Fenn. Geol. Geogr., 3, 90 p.
  38. Evans B.W. (1977) Metamorphism of alpine peridotites and serpentinites. Ann. Rev. Earth Planet. Sci., 5, 397-444. https://doi.org/10.1146/annurev.ea.05.050177.002145
  39. Evans B.W. (2004) The serpentinite multisystem revisited: Chrysotile is metastable. Int. Geol. Rev., 46, 479-506. https://doi.org/10.2747/0020-6814.46.6.479
  40. Farmer V.C. (1974) The Infrared Spectra of Minerals. L.: Mineralogical Society of Great Britain and Ireland, 539 p.
  41. Faust G.T., Fahey J.J. (1964) The serpentine-group minerals. Geol. Survey Professional Paper, (384), 92 p. https://doi.org/10.3133/pp384A
  42. Flemetakis S., Berndt J., Klemme S., Genske F., Cadoux A., Louvel M., Rohrbach A. (2020) An improved electron microprobe method for the analysis of halogens in natural silicate glasses. Microsc. Microanal., 26, 857-866. https://doi.org/10.1017/S1431927620013495
  43. Gadolin A. (1956) Beobachtungen über einige Mineralien aus Pitkäranta in Finnland. Verhandlungen der Russisch-Kaiserlichen Mineralogischen Gesellschaft zu St.Petersburg, 173-196.
  44. Gerasimova E.I. (2007) Mineral variety of metasomatic rocks and late hydrothermal formations of the ore deposits of Pitkäranta district (South Karelia, Russia). Mineral Diversity. Research and Preservation. IV Int. symp. Sofia: Earth and Man National Museum, 67-74.
  45. Imai N., Otsuka R., Honda S., Isoda N., Suzuki S. (1976) Serpentines associated with hydrothermal dolomite-rock at the Waka Sen-nin mine, Iwate Prefecture, Japan. J. Japan. Assoc. Min. Petr. Econ. Geol., 71, 339-359.
  46. Ivashchenko V.I. (2021) Rare-metal (In, Bi, Te, Se, Be) mine ralization of skarn ores in the Pitkäranta mining district, Ladoga Karelia, Russia. Minerals, 11(2), 124. https://doi.org/10.3390/min11020124
  47. Klein F., Humphris S.E., Bach W. (2020) Brucite formation and dissolution in oceanic serpentinite. Geochem. Persp. Let., 1-5. https://doi.org/10.7185/geochemlet.2035
  48. Myers B.E. (1988) The formation of zoned metasomatic veins and massive skarn in dolomite, Southern Sierra Nevada, California. Master’s thesis. Tucson: University of Arizona, 125 p.
  49. Neymark L.A., Holm-Denoma Ch.S., Moscati R.J. (2018) In situ LA-ICPMS U-Pb dating of cassiterite without a known-age matrixmatched reference material: Examples from worldwide tin deposits spanning the Proterozoic to the Tertiary. Chem. Geol., 483, 410-425. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2018.03.008
  50. Niiranen T., Hanski E., Eilu P. (2003) General geology, alteration and iron deposits in the Palaeoproterozoic Misi region, northern Finland. Bull. Geol. Soc. Finland, 75(1-2), 69-92.
  51. Nironen M. (1997) The Svecofennian Orogen: A tectonic model. Precambr. Res., 86, 21-44.
  52. Rinaudo C., Gastaldi D., Belluso E. (2003) Characterization of chrysotile, antigorite and lizardite by FT-Raman spectroscopy. Canad. Miner., 41, 883-890.
  53. Saksela M. (1951) Zur Mineralogie und Entstehung der Pitkäranta-Erze. Bull. Comm. Géol. Finlande, 154, 182-230.
  54. Stein H.J., Markey R.G., Morgan J.V., Sunbland K., Larin A.M. (1996) Re-Os dating of molybdenite: New tools, new applications, new interpretations – an example from Karelian Russia. Trans. Amer. Geophys. Union, 77, 773-774.
  55. Stewart L.A. (1956) Chrysotile Asbestos Deposits of Arizona (supp.). U.S. Bureau of Mines Information Circular 7745, 124 p.
  56. Törnebohm A.E. (1891) Om Pitkäranta malmfält och dess omgifningar. Geol. Fören. Stockholm Förh., 13, 313-334.
  57. Trittscharck R., Grobéty B., Koch-Müller M. (2012) In situ high-temperature Raman and FTIR spectroscopy of the phase transformation of lizardite. Amer. Miner., 97, 1965-1976. https://doi.org/10.2138/am.2012.4162
  58. Trüstedt O. (1907) Die Erzlagerstätten von Pitkäranta am Ladoga-See. Bull. Comm. Géol. Finlande, 19.
  59. Valkama M., Sundblad K., Cook N.J., Ivashchenko V.I. (2016) Geochemistry and petrology of indium-bearing polymetallic skarn ores at Pitkäranta, Ladoga Karelia, Russia. Miner. Dep., 51, 823-239. https://doi.org/10.1007/s00126-016-0641-4
  60. Van der Hoeven K.J., Knauth L.P., Burt D.M. (1999) Extremely low-temperature magnesian skarns – Chrysotile deposits of the Salt River Canyon area, Central Arizona. Geol. Soc. Amer., Abstracts with Programs, 31, 161.
  61. Van Gosen B.S. (2008) Reported Historic Asbestos Mines, Historic Asbestos Prospects, and Natural Asbestos Occurrences in the Southwestern United States (Arizona, Nevada, and Utah). U.S. Geological Survey Open-File Report. USGS Numbered Series. https://doi.org/10.3133/ofr20081095
  62. Vyasa Rao A.N., Murty M.S. (1980) A study of the serpentinization in the Vempalle dolomitic limestones near Pulivendala, Cuddapah District. Proc. Indian. Acad. Sci., 89(1), 17-22.
  63. Yao Y., Chen J., Lu J., Wang R., Zhang R. (2014) Geology and genesis of the Hehuaping magnesian skarn-type cassiterite-sulfide deposit, Hunan Province, Southern China. Ore Geol. Rev., 58, 163-184. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2013.10.012
  64. Yariv S., Heller-Kallai L. (1973) The relationship between the IR spectra of serpentines and their structures. Clays Clay Miner., 23, 145-152.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Lithosphere (Russia)

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».