Copper and zinc isotopic variations in Ni-Cu-PGE ores of the Noril’sk Province (Russia)
- Autores: Malitch K.N.1, Badanina I.Y.1, Soloshenko N.G.1, Sluzhenikin S.F.2
-
Afiliações:
- A.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry, UB RAS
- Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy and Geochemistry, RAS
- Edição: Volume 24, Nº 2 (2024)
- Páginas: 300-325
- Seção: Articles
- URL: https://bakhtiniada.ru/1681-9004/article/view/311189
- DOI: https://doi.org/10.24930/1681-9004-2024-24-2-300-325
- ID: 311189
Citar
Texto integral
Resumo
Sobre autores
K. Malitch
A.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry, UB RAS
Email: dunite@yandex.ru
I. Badanina
A.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry, UB RAS
N. Soloshenko
A.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry, UB RAS
S. Sluzhenikin
Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy and Geochemistry, RAS
Bibliografia
- Богатиков О.А., Коваленко В.И., Шарков Е.В. (2010) Магматизм, тектоника, геодинамика Земли: связь во времени и в пространстве. М.: Наука, 605 с.
- Генкин А.Д., Дистлер В.В., Гладышев Г.Д., Филимонова А.А., Евстигнеева Т.Л., Коваленкер В.А., Лапутина И.П., Смирнов А.В., Гроховская Т.Л. (1981) Сульфидные медно-никелевые руды норильских месторождений. М.: Наука, 234 с.
- Годлевский М.Н. (1959) Траппы и рудоносные интрузии Норильского района. М.: Гостехметиздат, 68 с.
- Гриненко Л.Н. (1990) Источники вещества и условия формирования сульфидных медно-никелевых руд по изотопно-геохимическим данным. Геология медноникелевых месторождений СССР. Л.: Наука, 57-66.
- Дистлер В.В., Гроховская Т.Л., Евстигнеева Т.Л., Служеникин С.Ф., Филимонова А.А., Дюжиков О.А., Лапутина И.П. (1988) Петрология сульфидного магматического рудообразования. М.: Наука, 232 с.
- Добрецов Н.Л. (1997) Пермо-триасовый магматизм и осадконакопление в Евразии как отражение суперплюма. Докл. РАН, 354(2), 220-223.
- Добрецов Н.Л., Борисенко А.С., Изох А.Э., Жмодик С.М. (2010) Термохимическая модель пермотриасовых мантийных плюмов Евразии как основа для выявления закономерностей формирования и прогноза медно-никелевых, благородно- и редкометалльных месторождений. Геология и геофизика, 51(9), 1159-1187.
- Додин Д.А. (2002) Металлогения Таймыро-Норильского района. СПб.: Наука, 822 с.
- Дюжиков О.А., Дистлер В.В., Струнин Б.М., Мкртычян А.К., Шерман М.Л., Служеникин С.Ф., Лурье А.М. (1988) Геология и рудоносность Норильского района. М.: Наука, 279 с.
- Зенько Т.Е. (1983) Механизм формирования норильских расслоенных рудоносных интрузивов. Изв. АН СССР. Сер. геол., (11), 21-39.
- Золотухин В.В., Рябов В.В., Васильев Ю.Р., Шатков В.А. (1975) Петрология Талнахской рудоносной дифференцированной трапповой интрузии. Новосибирск: Наука, 432 с.
- Зотов И.А. (1979) Генезис трапповых интрузивов и метаморфических образований Талнаха. М.: Наука, 155 с.
- Лихачев А.П. (2006) Платино-медно-никелевые и платиновые месторождения. М.: Эслан, 496 с.
- Лихачев А.П. (2020) Опоискованность Норильского района и возможности открытия в нем новых Pt-Cu-Ni месторождений. Отеч. геология, (2), 3-16.
- Люлько В.А., Федоренко В.А., Дистлер В.В., Служеникин С.Ф., Кунилов В.Е., Стехин А.И., Рябикин В.А., Симонов О.Н., Зенько Т.Е. (1994) Геология и рудные месторождения Норильского района. Путеводитель VII Международного платинового симпозиума. (Ред. В.В. Дистлер, В.Е. Кунилов). М.: Московский контакт, 43 с.
- Ляхницкая И.В., Туганова Е.В. (1977) Региональные и локальные закономерности размещения медноникелевых сульфидных месторождений. Л.: Недра, 77 с.
- Малич К.Н., Баданина И.Ю., Туганова Е.В. (2010) Магматическая эволюция ультрамафит-мафитовых интрузивов Норильской провинции (Россия): вещественные и геохронологические данные. Литосфера, (5), 37-63.
- Малич К.Н., Баданина И.Ю., Туганова Е.В. (2018) Рудоносные ультрамафит-мафитовые интрузивы Полярной Сибири: возраст, условия образования, критерии прогноза. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 287 с.
- Металлогеническая карта северо-запада Сибирской платформы. М-б 1 : 500 000. (1987) (Гл. ред. Н.С. Малич). Карта на 16 л. Объяснит. записка. Л.: Картограф. фабрика ВСЕГЕИ, 149 с.
- Поисковые критерии сульфидных руд норильского типа. (1978) (Ред. В.С. Соболев). Новосибирск: Наука, 167 с.
- Пушкарев Ю.Д. (1997) Два типа взаимодействия корового и мантийного вещества и новый подход к проблемам глубинного рудообразования. Докл. АН, 335(4), 524-526.
- Радько В.А. (1991) Модель динамической дифференциации интрузивных траппов северо-запада Сибирской платформы. Геология и геофизика, 32(11), 19-27.
- Радько В.А. (2016) Фации интрузивного и эффузивного магматизма Норильского района. СПб.: Картограф. фабрика ВСЕГЕИ, 226 с.
- Ржевский В.Ф., Габлина И.Ф., Василовская Л.В., Лурье А.М. (1988) Генетические особенности Гравийского месторождения меди. Литология и полез. ископаемые, (2), 86-97.
- Ржевский В.Ф., Мирошников А.Е., Душаткин А.Б., Шклярик Г.К. (1980) Меденосность верхнедокембрийских отложений Игарского района. Процессы осадочного и вулканогенно-осадочного накопления цветных металлов (Сибирь и Дальний Восток). (Ред. Ю.П. Казанский, Л.Ф. Наркелюн). Новосибирск: Наука, 81-84.
- Рябов В.В., Шевко А.Я., Гора М.П. (2000) Магматические образования Норильского района. Т. 1. Петрология траппов. Новосибирск: Нонапрель, 408 с.
- Служеникин С.Ф. (2000) Малосульфидное платиновое оруденение в дифференцированных базит-гипербазитовых интрузивах Норильского района. Автореф. дисс. … канд. геол.-мин. наук. М.: ИГЕМ РАН, 26 с.
- Служеникин С.Ф., Дистлер В.В., Дюжиков О.А., Кравцов В.Ф., Кунилов В.Е., Лапутина И.П., Туровцев Д.М. (1994) Малосульфидное платиновое оруденение в норильских дифференцированных интрузивах. Геология рудн. месторождений, 36(3), 195-217.
- Служеникин С.Ф., Малич К.Н., Туровцев Д.М., Григорьева А.В., Баданина И.Ю. (2020) Зубовский тип дифференцированных базит-гипербазитовых интрузивов Норильского района: петрогеохимические характеристики и рудоносность. Петрология, 28(5), 511-544.
- Служеникин С.Ф., Малич К.Н., Юдовская М.А., Туровцев Д.М., Анциферова Т.Н., Михалев С.К., Баданина И.Ю., Солошенко Н.Г. (2023) Нижнеталнахский тип интрузивов в Норильском рудном районе. Петрология, 31(5), 482-509.
- Спиридонов Э.М. (2010) Рудно-магматические системы Норильского рудного поля. Геология и геофизика, 51(9), 1356-1378.
- Туганова Е.В. (1991) Петролого-геодинамическая модель образования сульфидных Си-Ni месторождений. Геология и геофизика, 32(6), 3-11.
- Туганова Е.В. (2000) Формационные типы, генезис и закономерности размещения сульфидных платиноидно-медно-никелевых месторождений. СПб.: ВСЕГЕИ, 102 с.
- Albarède F. (2004) The stable isotope geochemistry of copper and zinc. Rev. Mineral. Geochem., 55, 409-427.
- Albarede F. (2009) Volatile accretion history of the terrestrial planets and dynamic implications. Nature, 461, 1227-1233.
- Arndt N.T., Czamanske G.K., Walker R.J., Chauvel C., Fedorenko V.A. (2003) Geochemistry and origin of the intrusive hosts of the Noril’sk-Talnakh Cu-Ni-PGE sulfide deposits. Econ. Geol., 98, 495-515.
- Asael D., Matthews A., Bar-Matthews M., Halicz L. (2007) Copper isotope fractionation in sedimentary copper mineralization (Timna Valley, Israel). Chem. Geol., 243, 238-254.
- Asael D., Matthews A., Bar-Matthews M., Harlavan Y., Segal I. (2012) Tracking redox controls and sources of sedimentary mineralization using copper and lead isotopes. Chem. Geol., 310-311, 23-35.
- Asael D., Matthews A., Butler I., Rickard A.D., Bar-Matthews M., Halicz L. (2006) 65Cu/63Cu fractionation during copper sulphide formation from iron sulphides in aqueous solution. Geochim. Cosmochim. Acta, 70(18S), A23.
- Asael D., Matthews A., Oszczepalski S., Bar-Matthews M., Halicz L. (2009) Fluid speciation controls of low temperature copper isotope fractionation applied to the Kupferschiefer and Timna ore deposits. Chem. Geol., 262, 147-158.
- Barnes S.J., Malitch K.N., Yudovskaya M.A. (2020) Introduction to a Special Issue on the Norilsk-Talnakh Ni-Cuplatinum group element deposits. Econ. Geol., 115(6), 1157-1172.
- Ben Othman D., Luck J.M., Bodinier J.L., Arndt N.T., Albarède F. (2006) Cu-Zn isotopic variations in the Earth’s mantle. Geochim. Cosmochim. Acta, 70(18S), A46.
- Chen H., Savage P., Teng F.Z., Helz R.T., Moynier F. (2013) Zinc isotope fractionation during magmatic differentiation and the isotopic composition of the bulk Earth. Earth Planet. Sci. Lett., 369-370, 34-42.
- Czamanske G.K., Zen’ko T.E., Fedorenko V.A., Calk L.C., Budahn J.R., Bullock J.H. Jr., Fries T.L., King B.S., Siems D.F. (1995) Petrography and geochemical characterization of ore-bearing intrusions of the Noril’sk type, Siberia; with discussion of their origin. Res. Geol., Spec. Iss., 18, 1-48.
- Gagnevin D., Boyee A.J., Barrie C.D., Menuge J.F., Blakeman R.J. (2012) Zn, Fe and S isotope fractionation in a large hydrothermal system. Geochim. Cosmochim. Acta, 88, 183-198.
- Graham S., Pearson N., Jackson S., Griffin W., O’Reilly S.Y. (2004) Tracing Cu and Fe from source to porphyry: in situ determination of Cu and Fe isotope ratios in sulfides from the Grasberg Cu-Au deposit. Chem. Geol., 207, 147-169.
- Grinenko L.N. (1985) Sources of sulfur of the nickeliferous and barren gabbro-dolerite intrusions of the northwest Siberian platform. Int. Geol. Rev., 28, 695-708.
- Isotope Geology of the Norilsk deposits. (2019) (Ed. O. Petrov). Cham, Springer Nature, 306 p.
- John S.G., Rouxel O.J., Craddock P.R., Engwall A.M., Boyle E.A. (2008) Zinc stable isotopes in seafloor hydrothermal vent fluids and chimneys. Earth Planet. Sci. Lett., 269, 17-28.
- Kelley K.D., Wilkinson J.J., Chapman J.B., Crowther H.L., Weiss D.J. (2009) Zinc isotopes in sphalerite from base metal deposits in the Red Dog district, northern Alaska. Econ. Geol., 104, 767-773.
- Krivolutskaya N.A. (2016) Siberian traps and Pt-Cu-Ni deposits in the Noril’sk Area. Cham, Springer International Publishing Switzerland, 364 p.
- Larson P.B., Maher K., Ramos F.C., Chang Z.S., Gaspar M., Meinert L.D. (2003) Copper isotope ratios in magmatic and hydrothermal ore-forming environments. Chem. Geol., 201(3-4), 337-350.
- Li C., Ripley E.M., Naldrett A.J. (2003) Compositional variations of olivine and sulfur isotopes in the Noril’sk and Talnakh intrusions, Siberia: implications for ore-forming processes in dynamic magma conduits. Econ. Geol., 98, 69-86.
- Li W.-Q., Jackson S.E., Pearson N.J., Alard O., Chappell B.W. (2009) The Cu isotopic signature of granites from the Lachlan Fold Belt, SE Australia. Chem. Geol., 258, 38-49.
- Liu S.-A., Huang J., Liu J., Wörner G., Yang W., Tang Y.-J., Chen Y., Tang L., Zheng J., Li S. (2015) Copper isotopic composition of the silicate Earth. Earth Planet. Sci. Lett., 427, 95-103.
- Luck J.-M., Ben Othman D., Albarède F. (2005) Zn and Cu isotopic variations in chondrites and iron meteorites: early solar nebula reservoirs and parent-body processes. Geochim. Cosmochim. Acta, 69, 5351-5363.
- Luck J.-M., Ben Othman D., Barrat J.A., Albarède F. (2003) Coupled 63Cu and 16O excesses in chondrites. Geochim. Cosmochim. Acta, 67, 143-151.
- Maher K.C., Larson P.B. (2007) Variation in copper isotope ratios and controls on fractionation in hypogene skarn mineralization at Coroccohuayco and Tintaya, Peru. Econ. Geol., 102, 225-237.
- Malitch K.N. (2021) Forecasting criteria for sulphide PGE-copper-nickel deposits of the Noril’sk province. Lithosphere (Russia), 21(5), 660-682.
- Malitch K.N., Belousova E.A., Griffin W.L., Badanina I.Yu. (2013) Hafnium-neodymium constraints on source heterogeneity of the economic ultramafic-mafic Noril’sk-1 intrusion (Russia). Lithos, 164-167, 36-46.
- Malitch K.N., Belousova E.A., Griffin W.L., Badanina I.Yu., Latypov R.M., Sluzhenikin S.F. (2018) New insights on the origin of ultramafic-mafic intrusions and associated Ni-Cu-PGE sulphide deposits of the Noril’sk and Taimyr provinces, Russia: Evidence from radiogenic- and stable-isotope data. Processes and ore deposits of ultramaficmafic magmas through space and time. (Eds S. Mondal, W.L. Griffin). 1st ed. Amsterdam, Elsevier, 197-238.
- Malitch K.N., Belousova E.A., Griffin W.L., Badanina I.Yu., Pearson N.J., Presnyakov S.L., Tuganova E.V. (2010) Magmatic evolution of the ultramafic-mafic Kharaelakh intrusion (Siberian craton, Russia): Insights from trace-element, U-Pb and Hf-isotope data on zircon. Contrib. Mineral. Petrol., 159, 753-768.
- Malitch K.N., Latypov R.M. (2011) Re-Os and S-isotope constraints on age and source heterogeneity of Ni-Cu-PGE sulfide ores: a case study at the Talnakh ore junction (Russia). Canad. Miner., 49(6), 1653-1677.
- Malitch K.N., Latypov R.M., Badanina I.Yu., Sluzhenikin S.F. (2014) Insights into ore genesis of Ni-Cu-PGE sulfide deposits of the Noril’sk province (Russia): Evidence from copper and sulfur isotopes. Lithos, 204, 172-187.
- Maréchal C., Albarède F. (2002) Ion-exchange fractionation of copper and zinc isotopes. Geochim. Cosmochim. Acta, 66, 1499-1509.
- Maréchal C.N., Télouk P., Albarède F. (1999) Precise analysis of copper and zinc isotopic compositions by plasma-source mass spectrometry. Chem. Geol., 156, 251-273.
- Markl G., Lahaye Y., Schwinn G. (2006) Copper isotopes asmonitors of redox processes in hydrothermal mineralization. Geochim. Cosmochim. Acta, 70, 4215-4228.
- Mason T.F.D., Weiss D.J., Chapman J.B., Wilkinson A.J., Tessalina V.G., Spiro A., Horstwood A.S.A., Spratt O., Coles A.J. (2005) Zn and Cu isotopic variability in the Alexandrinka volcanic-hosted massive sulphide (VHMS) ore deposit, Urals, Russia. Chem. Geol., 221, 170-187.
- Mathur R., Ruiz J., Casselman M.J., Megaw P., van Egmond R. (2012) Use of Cu isotopes to distinguish primary and secondary Cu mineralization in the Canariaco Norte porphyry copper deposit, Northern Peru. Mineral. Depos., 47, 755-762.
- Mathur R., Ruiz J., Titley S., Liermann L., Buss H., Brantley S. (2005) Cu isotopic fractionation in the supergene environment with and without bacteria. Geochim. Cosmochim. Acta, 69(22), 5233-5246.
- Mathur R., Titley S., Barra F., Brantley S., Wilson M., Phillips A., Munizaga F., Maksaev V., Vervoort J., Hart G. (2009) Exploration potential of Cu isotope fractionation in porphyry copper deposits. J. Geochem. Explor., 102, 1-6.
- Naldrett A.J. (2004) Magmatic sulfide deposits: Geology, geochemistry and exploration. Heidelberg, Berlin: Springer Verlag, 728 p.
- Naldrett A.J., Fedorenko V.A., Lightfoot P.C., Kunilov V.I., Gorbachev N.S., Doherty W., Johan Z. (1995) Ni-Cu-PGE deposits of Noril’sk region, Siberia: Their formation in conduits for flood basalt volcanism. Trans. Inst. Min. Metall., 104, B18-B36.
- Okuneva T.G., Karpova S.V., Streletskaya M.V., Soloshenko N.G., Kiseleva D.V. (2022) The method for Cu and Zn isotope ratio determination by MC-ICP-MS using the AG-MP-1 resin. Geodynam. Tectonophys., 13(2s), 0615. https://doi.org/10.5800/GT-2022-13-2s-0615
- Pirajno F. (2007) Mantle plumes, associated intraplate tectono-magmatic processes and ore systems. Episodes, 30(1), 6-19.
- Pushkarev Yu.D. (1999) The nature of super large ore deposits: a concept of crust-mantle interaction within the mantle. Mineral Deposits: Processes to Processing. Balkema, Rotterdam, 1291-1294.
- Ripley E.M., Dong S., Li C., Wasylenki L.E. (2015) Cu isotope variations between conduit and sheet-style Ni-Cu-PGE sulfide mineralization in the Midcontinent Rift System, North America. Chem. Geol., 414, 59-68.
- Ripley E.M., Li C. (2013) Sulfide saturation in mafic magmas: is external sulfur required for magmatic Ni-Cu-(PGE) ore genesis? Econ. Geol., 108, 45-58.
- Ripley E.M., Li C. (2003) Sulfur isotope exchange and metal enrichment in the formation of magmatic Cu-Ni-(PGE) deposits. Econ. Geol., 98, 635-641.
- Ripley E.M., Li C., Moore C.H., Schmitt A.K. (2010) Micro-scale S isotope studies of the Kharaelakh intrusion, Noril’sk region, Siberia: Constraints on the genesis of coexisting anhydrite and sulfide minerals. Geochim. Cosmochim. Acta, 74, 634-644.
- Ripley E.M., Lightfoot P.C., Li C., Elswick E.R. (2003) Sulfur isotopic studies of continental flood basalts in the Noril’sk region: Implications for the association between lavas and ore-bearing intrusions. Geochim. Cosmochim. Acta, 67, 2805-2817.
- Rosman K.J.R. (1972) A survey of the isotopic and elemental abundance of zinc. Geochim. Cosmochim. Acta, 36(7), 801-819.
- Rouxel O., Fouquet Y., Ludden J.N. (2004) Copper isotope systematics of the Lucky Strike, Rainbow, and Logatchev seafloor hydrothermal fields on the Mid-Atlantic Ridge. Econ. Geol., 99, 585-600.
- Shields W.R., Goldich S.S., Garner E.L., Murphy T.J. (1965) Natural variations in the abundance ratio and the atomic weight of copper. J. Geophys. Res., 70, 479-491.
- Sluzhenikin S.F., Krivolutskaya N.A., Rad’ko V.A., Malitch K.N., Distler V.V., Fedorenko V.A. (2014) Ultramafic-mafic intrusions, volcanic rocks and PGE-Cu-Ni sulfide deposits of the Noril’sk province, Polar Siberia. Field trip guidebook. 12th International Platinum Symposium. Ekaterinburg, Russia: Institute of Geology and Geochemistry, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences (IGG UB RAS), 80 p.
- Tang D., Qin K., Su B., Mao Y., Evans N.J., Niu Y., Kang Z. (2020) Sulfur and copper isotopic signatures of chalcopyrite at Kalatongke and Baishiquan: Insights into the origin of magmatic Ni-Cu sulfide deposits. Geochim. Cosmochim. Acta, 275, 209-228.
- Walker R.J., Morgan J.W., Horan M.F., Czamanske G.K., Krogstad E.J., Fedorenko V.A., Kunilov V.E. (1994) Re-Os isotopic evidence for an enriched-mantle source for the Noril’sk-type, ore-bearing intrusion, Siberia. Geochim. Cosmochim. Acta, 58, 4179-4197.
- Wang D., Sun X., Zheng Y., Wu S., Xia S., Chang H., Yu M. (2017) Two pulses of mineralization and genesis of the Zhaxikang Sb–Pb–Zn–Ag deposit in southern Tibet: constraints from Fe–Zn isotopes. Ore Geol. Rev., 84, 347-363.
- Wilkinson J.J. (2023) The potential of Zn isotopes in the science and exploration of ore deposits. (Eds D. Huston, J. Gutzmer) Isotopes in Economic Geology, Metallogenesis and Exploration. Cham: Springer, 451-463.
- Wilkinson J.J., Weiss D.J., Mason T.F.D., Coles B.J. (2005) Zinc isotope variation in hydrothermal systems: preliminary evidence from the Irish Midlands ore field. Econ. Geol., 100, 583-590.
- Wooden J.L., Czamanske G.K., Bouse R.M., Likhachev A.P., Kunilov V.E., Lyul’ko V. (1992) Pb isotope data indicate a complex mantle origin for the Norilsk-Talnakh ores, Siberia. Econ. Geol., 87, 1153-1165.
- Wu L.-Y., Hu R.-Z., Li X.-F., Liu S.-A., Tang Y.-W., Yong-Yong Tang Y.-Y. (2017) Copper isotopic compositions of the Zijinshan high-sulfidation epithermal Cu-Au deposit, South China: Implications for deposit origin. Ore Geol. Rev., 83, 191-199.
- Zhao Y., Xue C.J., Liu S.A., Mathur R., Zhao X.B., Yang Y.Q., Dai J.F., Man R.H., Liu X.M. (2019) Redox reactions control Cu and Fe isotope fractionation in a magmatic Ni-Cu mineralization system. Geochim. Cosmochim. Acta, 249, 42-58.
- Zhao Y., Xue C., Liu S.-A., Symons D.T.A., Zhao X., Yang Y., Ke J. (2017) Copper isotope fractionation during sulfide-magma differentiation in the Tulaergen magmatic Ni-Cu deposit, NW China. Lithos, 286-287, 206-215.
- Zhou J.-X., Huang Z.-L., Zhou M.-F., Zhu X.-K., Muchez P. (2014) Zinc, sulfur and lead isotopic variations in carbonate-hosted Pb–Zn sulfide deposits, southwest China. Ore Geol. Rev., 58, 41-54.
- Zhu X.K., Guo Y., Williams R.J.P., O’Nions R.K., Mat-thews A., Burgess B.K., Salvato B. (2002) Mass fractionation processes of transition metal isotopes. Earth. Planet. Sci. Lett., 200, 47-62.
- Zhu X.K., O’Nions R.K., Guo Y., Belshaw N.S., Rickard D. (2000) Determination of natural Cu-isotope variation by plasma-source mass spectrometry: implications for use as geochemical tracers. Chem. Geol., 163, 139-149.
Arquivos suplementares
