Crystallization temperature of vein quartz at Peschanka porphyry Cu-Mo-Au deposit, Western Chukchi Peninsula, Russia: Estimation from content of paramagnetic titanium centers in quartz

The Al and Ti paramagnetic impurity center concentrations in pre-ore and ore-bearing quartz at the Peschanka porphyry copper-molybdenum-gold deposit in the Western Chukchi Peninsula, Russia were determined using electron paramagnetic resonance (EPR). The [AlO4-/ h+]0 concentration in pre-ore and ore-bearing quartz varies from 29 to 124 and from 13 to- + 0- + 0101 at. ppm, respectively. The contents of [TiO4 /Li ] - and [TiO4 /H ] -centers reach 20 and6,3 at. ppm, respectively. Pre-ore stage quartz associated with the formation of biotite-potassiumfeldspar-quartz alteration and quartz of the ore stage associated with the formation of quartz-sericite rocks followed by the ore deposition are substantially in content of the titanium centers,- + 0- + 0especially [TiO4 /H ] -centers: the [TiO4 /H ]concentration is much higher in the pre-orestage quartz (>2 at. ppm) than that in quartz related to copper mineralization (<2 at. ppm).+ 0The [TiO4-/Li ]concentration also decreases from pre-ore to ore-bearing quartz. Taking intoaccount the data obtained, the formation temperature of pre-ore and ore-bearing quartz estimatedfrom a titanium-in-quartz geothermometer is 590-470 °C (average 520 °C) and 510-310 °C (average 430 °C), respectively. The obtained temperature range of 590 to 310 °C is similar to that determined from homogenization of fluid inclusions in pre-ore and ore-bearing.

quartz, paramagnetic centers, EPR spectroscopy, porphyry copper depositPeschanka, TitaniQ geothermometer

1. Бакшеев И.А., Нагорная Е.В., Марущенко Л.И. Минералогия и изотопный возраст магматических пород, руд и метасоматитов пофирово-эпитермальных систем Баимской рудной зоны // Научно-методические основы прогноза, поисков и оценки месторождений цветных и благородных металлов, алмазов: Состояние и перспективы // Тез. докл. М.: ЦНИГРИ, 2016. С. 10-11.

2. Гамянин Г.Н., Кощуг Д.Г., Курасова С.П. и др. Кварц как индикатор формационной принадлежности рудных месторождений (на примере Верхояно-Колымской складчатой области) // Зап. ВМО. 1999. № 2. С. 22-31.

3. Гурбанов А.Г., Чернуха Ф.П., Кощуг Д.Г. и др. ЭПР спектроскопия и геохимия породообразующего кварца из пород разновозрастных магматических формаций Большого Кавказа как индикатор наложенных процессов // Геохимия. 1999. № 6. С. 589-604.

4. Концентрационные измерения электронно-дырочных центров в кварце методом ЭПР. Инструкция. М.: ВИМС, 1986. 230 с.

5. Котова Е.Н. Радиоспектроскопия породообразующего кварца в задачах расчленения и корреляции геологических объектов: Автореф. канд. дисс. Сыктывкар, 2003. 18 с.

6. Кощуг Д.Г. Структурные примеси и типоморфизм кварца (по данным ЭПР-спектроскопии): Автореф. докт. дисс. М., 1998. 48 с.

7. Нагорная Е.В. Минералогия и зональность молибден-медно-порфирового рудного поля Находка, Чукотка: Автореф. канд. дисс. М., 2013. 27 с.

8. Николаев Ю.Н., Прокофьев В.Ю., Бакшеев И.А. и др. Первые данные о зональном распределении флюидных включений в рудообразующей системе медно-порфирового месторождения Песчанка (Северо-Восток России) // Докл. АН. 2014. Т. 459, № 6. С. 738-741.

9. Читалин А.Ф., Усенко В.В., Фомичев Е.В. Баимская рудная зона - кластер крупных месторождений цветных и драгоценных металлов на западе Чукотского АО // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. 2013. № 6. С. 68-73.

10. Guzzo P.L., Iwasaki F., Iwasaki H. Al-related centers in relation to γ-irradiation // Phys. Chem. Miner. 1997. Vol. 24. P. 254-263.

11. Huang R., Audétat A. The titanium-in-quartz (TitaniQ) thermobarometer: A critical examination and re-calibration // Geochim. et Cosmochim. Acta. 2012. Vol. 84. P. 75-89.

12. Jun L., Jing-Wen M., Guang W. et al. Fluid inclusions and H-O-S-Pb isotope systematics of the Chalukou giant porphyry Mo deposit, Heilongjiang Province, China // Ore Geol. Rev. 2014. Vol. 59. P. 83-96.

13. Maydagán L., Franchini M., Rusk B. et al. Porphyry to epithermal transition in the altar Cu-(Au-Mo) deposit, Argentina, studied by cathodoluminescence, LA-ICP-MS, and fluid inclusion analysis // Econ. Geol. 2015. Vol. 110. P. 889-923.

14. Müller A., Herrington R., Armstrong R. et al. Trace elements and cathodoluminescence of quartz in stockwork veins of Mongolian porphyry-style deposits // Miner. Depos. 2010. Vol. 45. P. 707-727.

15. Rusk B. Cathodoluminescent textures and trace elements in hydrothermal quartz. Quartz: deposits, mineralogy and analytics // Eds: J. Götze, R. Möckel. Berlin: Heidelberg: Springer, 2012. P. 307-329.

16. Rusk B.G., Reed M.H., Dilles J.N., Kent A.J.R. Intensity of quartz cathodoluminescence and trace-element content in quartz from the porphyry copper deposit at Butte, Montana // Amer. Mineral. 2006. Vol. 91. P. 1300-1312.

17. Sevari B. Alizadeh, Hezarkhani A. Fluid evolution of the magmatic hydrothermal porphyry copper deposit based on fluid inclusion and stable isotope studies at Darreh Zar, Iran // Geol. 2014. Vol. 10. P. 1-10.

18. Vasyukova O.V. Types and origin of quartz and quartz- hosted fluid inclusions in mineralised porphyries: PhD thesis. University of Tasmania, 2011. 213 p.

19. Wark D.A., Watson E.B. TitaniQ: a titanium-in-quartz geothermometer // Contrib. Mineral. Petrol. 2006. Vol. 152, N 6. P. 743-754.

20. Weil J.A. A review of electron spin spectroscopy and its application to the study of paramagnetic defects in crystalline quartz // Phys. Chem. Miner. 1984. Vol. 10. P. 149-165.

21. Wilkinson J.J. Fluid inclusions in hydrothermal ore deposits // Lithos. 2001. Vol. 55. P. 229-272.