Ore-magmatic systems of the elbrus volcanic center
Authors: Гурбанов А.Г. , Газеев А.М. , Докучаев А.Я. , Абрамов С.С. , Грознова Е.О. , Лексин А.Б. , Гурбанова О.А. 
Published: June 2024

Актуальность исследований. В истории развития плейстоцен-голоценового Эльбрусско- го вулканического центра (ЭВЦ) выделены докальдерная, кальдерная и посткальдерная стадии. В двух последних выделены ранние и поздние этапы. С экструзивными телами дацитового состава (позд- ний этап кальдерной стадии) связано широкое проявление как в экструзиях, так и во вмещающих их лавах, гидротермально-метасоматических преобразований. В пределах ЭВЦ нами впервые были выделены Кюкюртлинская (КРМС) и Ирикская (ИРМС) рудно-магматические системы, первая из кото- рых является более перспективной на обнаружение промышленно значимой рудной минерализации. Объектами исследований были Кюкюртлинская и Ирикская РМС. Методы исследований. Определения концентраций микро- и макроэлементов в породах РМС проводились в ЦКП «ИГЕМ - АНАЛИТИКА» ме- тодами РФА и инструментальным нейтронно-активационным анализом (ИНАА). Состав жильных ми- нералов в метасоматически измененных породах изучался методом термогравиметрического анализа и рентгено-фазового анализа. Составы сульфидных минералов и самородных металлов определены на микроанализаторе “Camebax SX-50” и на сканирующем электронном микроскопе в ИГЕМ РАН. Для оценки температур образования рудной минерализации и составов растворов были изучены флюид- ные включения (ФВ) в минералах из экструзивных тел и вторичных кварцитов. Микротермометрия, в интервале температур от -196 до +600 0С, проводилась на термокриокамере “Linkam-ТНМSG 600”. Результаты исследований и их обсуждение. В породах кальдерной стадии рудная минерализация пред- ставлена магнетитом, ильменитом, пиритом, пирротином, арсенопиритом, халькопиритом, милле- ритом, галенитом и тонкодисперсными частицами самородной меди. В дацитах экструзии Кюкюртлю пириты и пирротины имеют стехиометрический состав и сходство с сульфидами из пород кальдер- ной стадии ЭВЦ и отличаются от пиритов и пирротинов посткальдерной стадии. Особенности со- ставов рудных минералов свидетельствуют о наложении гидротермально-метасоматических об- разований, связанных с эволюцией гидротермальной системы РМС Кюкюртлю на породы кальдерной стадии. Температуры гомогенизации флюидных включений в кварце и карбонате секущих прожилков из апикальной части экструзии РМС Кюкюртлю составляют 140-170 оС. Температуры образования халькопирит-пирит-пирротинового парагенезиса (рассчитаны по термометрическим уравнениям) для экструзии КРМС составили 190 оС. Гидротермальные растворы, участвовавшие в метасоматических изменениях пород КРМС и сформировавшие вторичные кварциты, имели фторидный состав (обнару- жены фторсодержащие минералы – жарчихит, ральстонит, α-ральстонит и флюорит). По составу и текстурно-структурным признакам, выявленная в КРМС рудная минерализация отнесена к медно- порфировому генетическому типу (на надрудном уровне эрозионного среза). Судя по тому, что в вул- канитах КРМС установлены резко повышенные содержания Ag, Mo, Cu, Zn, Pb, As, Sb, Se и Ba, а также по масштабности и площадному характеру развития процесса аргиллизации, в зоне пропилитизации, на глубинах от 400 м до 600 м от современного эрозионного среза КРМС, можно ожидать обнаружение жильного Pb-Zn оруденения, а на более глубоких уровнях (от 600 до 1000 м) – прожилково-вкрапленного Au-Ag, Cu или Cu-Mo оруденения верхней части порфировой рудно-магматической системы, связанных с экструзивными телами дацитового состава.
Relevance of research. In the history of the development of the Pleistocene-Holocene Elbrus Volcanic Center (EVC), pre-caldera, caldera, and post-caldera stages are distinguished. In the last two stages, early and late halting place (stages) are distinguished. Extrusive bodies of dacitic composition late halting place of the caldera stage are associated with a wide manifestation of hydrothermal-metasomatic transformations both in extrusions and in lavas containing them. Within the EVC, we for the first time identified the Kyukyurtlinskaya (KOMS) and Irikskaya (IOMS) ore-magmatic systems, the first of which is more promising for the discovery of industrially significant ore mineralization. The objects of research were the Kyukyurtly and Irik OMS. Research methods. Determination of the concentrations of micro- and macroelements in OMS rocks was carried out at the Central Collective Use Center "IGEM - ANALYTICS" using X-ray diffraction analysis and instrumental neutron activation analysis (INAA). The composition of vein minerals in metasomatically altered rocks was studied by thermogravimetric analysis and X-ray phase analysis. The compositions of sulfide minerals and native metals were determined on a Camebax SX-50 microanalyzer and on a scanning electron microscope at the IGEM RAS. Fluid inclusions (FI) in minerals from extrusive bodies, secondary quartzites were studied to estimate the temperatures of formation of ore mineralization and compositions of solutions. Microthermometry, in the temperature range from -196 to +6000С, was carried out on a Linkam-TNMSG 600 thermal cryochamber. Research results and discussion. In rocks of the caldera stage, ore mineralization is represented by magnetite, ilmenite, pyrite, pyrrhotite, arsenopyrite, chalcopyrite, millerite, galena, and fine particles of native copper. In the dacites of the Kyukyurtlyu extrusion, pyrites and pyrrhotites have a stoichiometric composition similar to sulfides from rocks of the EVC caldera stage and differ from pyrites and pyrrhotites of the post-caldera stage. The compositional features of ore minerals indicate the superposition of hydrothermal-metasomatic formations associated with the evolution of the Kyukyurtli hydrothermal system on rocks of the caldera stage. The homogenization temperatures of fluid inclusions in quartz and carbonate of secant veinlets from the apical part of the extrusion of the OMS Kyukyurtlu are 140-170 °C. Temperatures of formation of chalcopyrite-pyrite-pyrrhotite paragenesis (calculated according to thermometric equations) for extrusion of KOMS were 190 °C. Hydrothermal solutions that participated in the metasomatic alteration of the KOMS rocks and formed secondary quartzites had a fluoride composition (fluorinecontaining minerals were found - jarchichite, ralstonite, α-ralstonite, and fluorite). In terms of composition and textural-structural features, the ore mineralization identified in the KOMS is attributed to the porphyry copper genetic type (at the supra-ore level of the erosion cut). Judging by the fact that sharply elevated contents of Ag, Mo, Cu, Zn, Pb, As, Sb, Se, and Ba have been established in the KOMS volcanics, as well as by the scale and areal nature of the development of the argillization process, in the propylitization zone, at depths from 400 m to 600 m from the modern erosive section of the KOMS, one can expect the discovery of vein Pb-Zn mineralization, and at somewhat deeper levels (from 600-1000 m) - vein-disseminated Au-Ag, Cu or Cu-Mo mineralization of the upper part of the porphyritic ore-magmatic system, associated with extrusive bodies of dacite composition. Keywords: Elbrus volcanic center, Kyukyurtly ore-magmatic system, hydrothermal-metasomatic processes, ore mineralization