Norilsk ore field: the new metamorphic-hydrothermal mineral association — pure zvyagintsevite and silver, hibbingite, Mn-hibbingite, siderite, sphalerite and phosgenite in the magmatogenic putoranite ores

The unique magmatogenic putoranite ores are developed within deep horizons (>1750 m) of the northeastern flank of the October deposit in the Norilsk ore field. Th ese are coarse-grained putoranite aggregates with lamellaes of moihoekite and isolated pentlfndite disproportionation. The composition of putoranite is: [(Fe_17.6–17.9Ni_0.4–1.1Co_0–0.1)_18–19Cu_15.8–17.0]₃₅S₃₂; the composition of moihoekite is: [(Fe_17.8–18.0Ni_0.2–0.3Co_0–0.1)_{18.2– 18.3}Cu_17.7–17.8]₃₆S₃₂; pentlandite contains 1,75  wt% of Co, its composition is: (Ni_4.41Fe_4.36Co_0.23)₉S₈. Ores hold pneumatolytic stannopalladinite Pd₅CuSn₂, polyarite Pd(Bi,Pb), plumbopolyarite Pd(Pb,Bi), tetraferroplatinum Pt₂Fe(Fe,Cu,Ni), tulameenite Pt₂Fe(Cu,Fe,Ni) and kustelite (Ag,Au). Bornite is widespread in tectonized ores, as well as late hibbingite and Mn hibbingite (Fe²⁺,Mn²⁺)₂(OH)₃Cl, siderite and Mn siderite (Fe²⁺,Mn²⁺)[CO₃] aggregates, replaced magnetite and Cu-Fe-Ni sulphides. Pure zvyagintsevite Pd₃Pb and native silver compose syngenetic inclusions in hibbingite and siderite aggregates. Similar zvyagintsevite replaces pneumatolytic polyarite and plumbopolyarite. Metamorphogenic-hydrothermal zvyagintsevite probably arose from their material. Th is zvyagintsevite is sharply diff erent from pneumatolytic zvyagintsevite by the absence of Pt, Sn, Bi, Sb and Hg in its composition. The first detected hypogenic phosgenite Pb₂[Cl₂/CO₃] forms pseudomorphoses aft er galena, sometimes with hibbingite. Th e described low-temperature metamorphogenic-hydrothermal mineral association arose involving carbon dioxidechloride solutions in reducing conditions. Later metamorphogenic-hydrothermal hisingerite, bornite and barite, partially replacing hibbingite, siderite and Cu-Fe-Ni sulfides, arose with an increased fugacity O₂.

1. Будько И.А., Изоитко В.М., Кулагов Э.А., Митенков Г.А. Макинавит и валлериит в рудах Норильска и Талнаха // Уч. Зап. НИИГА. Рег. Сер. 1966. Вып. 5. С. 203–209.

2. Генкин А.Д., Дистлер В.В., Филимонова А.А. и др. Сульфидные медно-никелевые руды норильских месторождений. М.: Наука, 1981. 234 c.

3. Генкин А.Д., Муравьева И.В., Тронева Н.В. Звягинцевит, природное интерметаллическое соединение палладия, платины, свинца и олова // Геология рудных месторождений. 1966. Т. 8, № 1. С. 94–99.

4. Годлевский М.Н. Траппы и рудоносные интрузии Норильского района. М.: Госгеолтехиздат, 1959. 89 с.

5. Годлевский М.Н., Шумская Н.И. Халькопирит-миллеритовые руды месторождения Норильск I // Геология рудных месторождений. 1960. Т. 2, № 6. C. 61–72.

6. Горяинов И.Н., Аплонов В.С. Региональная гидротермальная деятельность на северо-западе Сибирской платформы // Геология и геофизика. 1980. Т. 21, № 7. С. 35–43.

7. Дистлер В.В., Служеникин С.Ф., Кабри Л.Дж. и др. Платиновые руды Норильских расслоенных интрузивов: соотношение магматического и флюидного концентрирования благородных металлов // Геология рудных месторождений. 1999. Т. 41, № 3. С. 241–265.

8. Золотухин В.В. О низкотемпературных метасоматитах, связанных с процессами серпентинизации в норильских рудоносных трапповых интрузиях // Геология и петрология интрузивных траппов Сибирской платформы. М.: Наука, 1970. С. 179–186.

9. Золотухин В.В., Васильев Ю.Р., Смекалин А.Г., Бакуменко И.Т. Бабингтонит-пренит-пумпеллиитовая парагенетическая ассоциация в метасоматитах Норильска // Мат-лы по генетической и экспериментальной минералогии. Т. 5. Новосибирск: Наука, 1967. С.218–251.

10. Изоитко В.М. Технологическая минералогия и оценка руд. СПб.: Наука, 1997. 582 с.

11. Кулагов Э.А., Евстигнеева Т.Л., Юшко-Захарова О.Е. Новый сульфид никеля — годлевскит // Геология рудных месторождений. 1969. Т. 11, № 3. С. 115–121.

12. Люлько В.А., Амосов Ю.Н., Душаткин А.Б. Тектоника, рудоконтролирующие структуры и металлогеническое районирование Игарско-Норильского региона. Металлогения Сибири. Т. 2. Новосибирск: Наука, 1987. С. 143–149.

13. Маслов Г.Д. Тектоника Игарско-Норильского района и рудоконтролирующие структуры // Тектоника Сибири. Т. 2. Новосибирск: Наука, 1963. С. 336–350.

14. Мочалов А.Г., Якубович О.В. Звягинцевит (Pd, Pt)3Pb как новый 190Pt–4 He геохронометр // Методы и геологические результаты изучения изотопных геохронометрических систем минералов и пород. М.: ИГЕМ РАН, 2018. С. 220–222.

15. Рябов В.В. Некоторые особенности минералогии метасоматитов из ореола Талнахской дифференцированной рудоносной интрузии (северо-запад Сибирской платформы) // Материалы по генетической и экспериментальной минералогии. Т. 8. Новосибирск: Наука, 1975. С. 107–147.

16. Спиридонов Э.М. Рудно-магматические системы Норильского рудного поля // Геология и геофизика. 2010. Т. 51, № 10. С. 52–79.

17. Спиридонов Э.М. Голотип высоцкита — метаморфогенно-гидротермальный высоцкит (Pd,Ni)S месторождения Норильск I // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2021а. № 2. С. 79–86.

18. Спиридонов Э.М. Новый метаморфогенно-гидротермальный генетический тип звягинцевита Pd3Pb // Докл. РАН. 2021б. Т. 498, № 1. С. 66–68.

19. Спиридонов Э.М., Беляков С.Н., Иванова Ю.А. и др. Платинистый высоцкит с обратной зональностью и скелетный куперит из метаморфизованных сульфидных руд восточного фланга Октябрьского месторождения, Норильское рудное поле // Зап. РМО. 2020а. Ч. 149, вып. 6. С. 20–31.

20. Спиридонов Э.М., Беляков С.Н., Коротаева Н.Н. и др. Меньшиковит Pd3Ni2As3 и ассоциирующие минералы сульфидных руд восточного фланга Октябрьского месторождения, Норильское рудное поле // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2020б. № 4. С. 22–29.

21. Спиридонов Э.М., Голубев В.Н., Гриценко Ю.Д. Изотопный состав свинца галенита, алтаита и интерметаллидов палладия сульфидных руд Норильского рудного поля // Геохимия. 2010. № 8. С. 1–10.

22. Спиридонов Э.М., Гриценко Ю.Д. Эпигенетический низкоградный метаморфизм и Co-Ni-Sb-As минерализация в Норильском рудном поле. М.: Научный мир, 2009. 218 с.

23. Спиридонов Э.М., Кулагов Э.А., Серова А.А. и др. Генетическая минералогия Pd, Pt, Au, Ag и Rh в норильских сульфидных рудах // Геология рудных месторождений. 2015. Т. 57, № 5. С. 447–476.

24. Спиридонов Э.М., Ладыгин В.М., Анастасенко Г.Ф. и др. Метавулканиты пренит-пумпеллиитовой и цеолитовой фаций трапповой формации Норильского района Сибирской платформы. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2000. 212 с.

25. Спиридонов Э.М., Орсоев Д.А., Арискин А.А. и др. Hg- и Cd-содержащие минералы Pd, Pt, Au, Ag сульфидоносных базитов и гипербазитов Йоко-Довыренского интрузива в байкалидах Северного Прибайкалья // Геохимия. 2019а. Т. 64, № 1. С 43–58.

26. Спиридонов Э.М., Орсоев Д.А., Арискин А.А. и др. Германийсодержащие минералы Pd — палладогерманид Pd2Ge, Ge-паоловит Pd2(Sn,Ge), звягинцевит сульфидоносных анортозитов Йоко-Довыренского интрузива, Прибайкалье // Геохимия. 2019б. Т. 64, № 5. С. 554–558.

27. Степанов В.К., Туровцев Д.М. Многофакторные модели медно-никелевых месторождений норильского типа // Тр. ЦНИГРИ. 1988. Вып. 223. С. 86–94.

28. Филимонова А.А., Евстигнеева Т.Л. Путоранит и никелистый путоранит — новые минералы из группы халькопирита // Зап. ВМО. 1980. Ч. 109. Вып. 3. С. 335–341.

29. Филимонова А.А., Муравьева И.В., Евстигнеева Т.Л. Минералы группы халькопирита медно-никелевых руд Норильских месторождений // Геология рудных месторождений. 1974. Т. 16, № 5. С. 36–45.

30. Anthony J.W., Bideaux R.A., Bladh K.W., Nichols M.C. Handbook of Mineralogy. Vol. V. Borates, Carbonates, Sulfates. Mineral Data Publishing, Tucson: AZ, 2003. 813 p.

31. Buchwald V.F., Koch C.B. Hibbingite (Fe2(OH)3Cl), a chlorine-rich corrosion product in meteorites and ancient iron objects // Meteoritics. 1995. Vol. 30. P. 493.

32. Gebhard G., Schlüter J. Zvyagintsevite aus Siberian // Lapis. 1996. Bd. 21, N 10. S. 47.

33. Junge M., Oberthür T., Melcher F. Cryptic variation of chromite chemistry, platinum group element and platinum group mineral distribution in the UG-2 chromitite: an example from the Karee Mine, Western Bushveld Complex, South Africa // Econ. Geol. 2014. Vol. 109. P. 795–810.

34. Laflamme J.H.G. Zvyagintsevite from Stillwater. CANMET. 1976. Inter. Rep.

35. Nekrasov I.Y., Lennikov A.M., Zalishchak B.L. et al. Compositional variations in platinum-group minerals and gold, Konder alkaline-ultrabasic massif, Aldan Shield, Russia // Canad. Mineral. 2005. Vol. 43. P. 637–654.

36. Oberthűr T., Weiser T.W., Gast L., Kojonen K. Geochemistry and mineralogy of platinum-group elements at Hartley platinum mine, Zimbabwe. 1. Primary distribution patterns in pristine ores of the Main Sulfide Zone of the Great Dyke // Mineral. Deposita. 2003. Vol. 38. P. 327–343.

37. Philpotts A.R., Ague J.J. Principles of igneous and metamorphic petrology. Cambridge University Press, 2009. 667 p.

38. Saini-Eidukat B., Kucha H., Keppler H. Hibbingite, γ-Fe2(OH)3Cl, a new mineral from the Duluth Complex, Minnesota, with implications for the oxidation of Fe-bearing compounds and the transport of metals // Amer. Mineral. 1994. Vol. 79. P. 555–561.

39. Sainti-Eidukat B., Rudashevsky N.S., Polozov A.G. Evidence for hibbingite — kempite solid solution // Mineral. Mag. 1998. Vol. 62. P. 251–255.

40. Spiridonov E.M., Serova A.A., Kulikova I.M. et al. Metamorphic-hydrothermal Ag-Pd-Pt mineralization in the Noril’sk sulfi de ore deposit, Siberia // Canad. Mineral. 2016. Vol. 54. P. 429–452.

41. Szyman´ski J.T., Cabri L.J., Lafl amme J.H.G. The crystal structure and calculated powder-diffraction data for zvyagintsevite, Pd3Pb // Canad. Mineral. 1997. Vol. 35. P. 773–776.