Archived project

RFBR # 14-05-00071a: Evolutionary chronology and material sources of youngest hydrothermal-magmatic systems produced by continental volcanic activity (evidences from Quaternary deposits of the Greater Caucasus)

Goal: Geochronological and isotope-geochemical research of young ore deposits of the Greater Caucasus
Проект был направлен на решение ряда фундаментальных научных задач в области изотопной геохронологии и геохимии, геологии рудных месторождений и вулканологии:
(1) определение продолжительности развития рудно-магматических систем и формирования рудных месторождений, связанных с континентальным вулканизмом, в современных складчатых поясах;
(2) определение временных соотношений между проявлениями магматической деятельности и гидротермальным процессом, установление полихронности месторождений и последовательности образования ассоциаций рудных минералов с помощью изотопных методов;
(3) расшифровку генезиса, источников вещества и условий образования новейших рудных месторождений современных континентальных складчатых поясов.
В качестве геологических объектов исследования были выбраны четвертичные месторождения Большого Кавказа - Девдоракское медное (Казбекский неовулканический центр) и Танадонское золото-арсенопиритовое (горная часть Северной Осетии). Образование обоих месторождений предположительно связано с новейшей вулканической активностью, проявленной на территории Кавказского региона.
Работы по проекту проведены с использованием современных методов изотопной геохронологии (K-Ar, Ar-Ar, Rb-Sr), изотопной геохимии (изучение изотопного состава Sr, Pb, S, O), анализа химического и минерального состава вещества (РФА, ICP-MS, микрозондовый анализ, пламенная фотометрия) и оптической микроскопии.
В рамках проекта на основе имевшейся в распоряжении исполнителей коллекции образцов проведены комплексные инструментальные петролого-минералогические исследования магматических пород и руд на обоих месторождениях. Выполнено изотопное датирование вулканитов и рудоносных метасоматитов с целью определения возраста Танадонского и Девдоракского месторождений, временной корреляции гидротермальной деятельности и эндогенной активности, выявления общей продолжительности развития и других временных характеристик изучаемых рудно-магматических систем. Изотопно-геохимические исследования магматических пород, руд и вмещающих их образований позволили установить генетические связи гидротермального процесса и вулканической активности, выявить источники рудного вещества и сопутствующих компонентов рудоносных растворов. На основании совокупности полученных оригинальных данных сделаны выводы относительно важнейших закономерностей функционирования молодых рудно-магматических систем, известных на территории Большого Кавказа, проведено сравнение результатов с опубликованными данными по рудным месторождениям других континентальных складчатых зон Земли, сформулированы фундаментальные выводы по временным и генетическим аспектам развития четвертичных рудно-магматических систем, связанных с аэральным вулканизмом планеты.
Работы по проекту также включали решение задач, связанных с развитием методической части современных методов изотопного датирования, в частности, K-Ar и Ar-Ar методов.
Выполнение проекта было осуществлено силами сотрудников изотопной лаборатории ИГЕМ РАН, которая имеет многолетний опыт работы в области изучения молодых геологических образований из различных регионов Земли, современную масс-спектрометрическую аппаратуру и высококвалифицированный научный персонал, что в совокупности позволило обеспечить решение поставленных фундаментальных задач на мировом уровне.

Methods: Lead, Minerals, Isotopes, Magmatic Petrology, Geochronometry

Date: 1 January 2014 - 31 December 2016

Updates
0 new
1
Recommendations
0 new
0
Followers
0 new
6
Reads
0 new
78

Project log

V. A. Lebedev
added a research item
The results of geochronological, petrological–mineralogical, and isotope-geochemical studies of the Tanadon gold deposit in the Greater Caucasus (Republic of North Ossetia–Alania) have made it possible to determine the age of ore veins and identify ore matter sources of sulfide mineralization. The Tanadon deposit is localized in Paleozoic synmetamorphic granitic rocks at the southern margin of the epi-Hercynian Scythian Plate, which is included in the tectonic zone of the Main Caucasus Range. The orebodies are represented by quartz veins varying in thickness and containing complex sulfide mineralization (pyrite, arsenopyrite, chalcopyrite, pyrrhotite, galena, sphalerite, stannite, cobaltite, and bismuthinite). Arsenopyrite is the main repository of invisible gold. Mineralogical data provide evidence for hydrothermal ore formation, which proceeded at least in two stages, giving rise to earlier pyrite + arsenopyrite and later galena + sphalerite +chalcopyrite mineral assemblages. The Tanadon deposit is a zone of intense young magmatic activity. Neointrusions widespread therein are related to the Early Pliocene Tsana Complex (trachyandesitic dikes, ~4.7 Ma in age) and to the Late Pliocene–Early Pleistocene Tepli Complex (dacitic necks, ~1.4 Ma). According to K–Ar dating of sericite from ore-bearing veins, the Tanadon deposit formed synchronously with Early Pliocene dikes of the Tsana Complex. The total duration of the hydrothermal process likely did not exceed hundreds of thousands of years. As follows from Pb-isotope-geochemical data, hydrothermal processes coeval with Early Pliocene magmatic activity, as well as geological relationships between ore-bearing veins and trachyandesitic dikes, show that the sulfide mineralization of the Tanadon deposit is genetically related to the intrusive Tsana Complex. The main source of ore components is represented by hydrothermal solutions produced in an Early Pliocene melt spot localized beneath the considered part of Greater Caucasus. In the adjacent territory of Georgia, a number of ore objects similar in structure and mineral composition to the Tanadon deposit are also genetically and spatially related to the intrusions of the Tsana Complex. Therefore, the Tsana Complex should be regarded as productive and the areas occupied by Early Pliocene intrusive bodies as promising for Au-bearing arsenopyrite and base-metal mineralization.
V. A. Lebedev
added a research item
An isotope-geochronological study of young magmatism in the central part of the Greater Caucasus (Kazbek neovolcanic area) on the territory of Russia and Georgia has been carried out. It was proved for the first time that, in the Early Pleistocene, there was a separate impulse of magmatic activity in this area. The K–Ar and Rb–Sr methods have been used to date the Early Pleistocene volcanism (1.45–1.35 million years ago, Calabrian) and to specify the regional geochronological scale of the Neogene–Quaternary magmatism. The area of endogenic activity for the period identified was contoured on the basis of the integrated isotope-geochronological, petrological-geochemical, and geological data. It has been shown that the Early Pleistocene volcanism inherits the area of Neogene volcanism in the Kazbek region and, therefore, presents the final impulse of the second (Pliocene) stage of the Late Cenozoic magmatism. Thus, Early Pleistocene volcanism was not a precursor of Late Quaternary magmatism as the latter has other spatial patterns of the location of volcanic centers.
V. A. Lebedev
added an update
Final publication list / Библиографический список всех публикаций по проекту за весь период выполнения проекта, в порядке значимости: монографии, статьи в научных изданиях, тезисы докладов и материалы съездов, конференций и т.д.
1.Чернышев И.В., Ярмолюк В.В., Лебедев В.А., Бубнов С.Н., Кудряшева Е.А., Чугаев А.В., Парфенов А.В. Хронологические закономерности проявления молодого вулканизма Северной Евразии по изотопным данным // Природная среда России: адаптационные процессы в условиях изменяющегося климата и развития атомной энергетики. М.: ПРОБЕЛ-2000, 2014. С. 90-95.
2. Лебедев В.А., Парфенов А.В., Вашакидзе Г.Т., Чернышев И.В., Габарашвили К.А. Основные события в истории развития Казбекского неовулканического центра (Большой Кавказ): изотопно-геохронологические данные // Доклады Академии наук, 2014, Т.458, №1, С.67-73.
3. Лебедев В.А., Чугаев А.В., Вашакидзе Г.Т., Парфенов А.В. Этапы формирования и источники рудного вещества Девдоракского медного месторождения (Казбекский вулканический центр, Большой Кавказ) // Геология рудных месторождений. 2016. Т. 58. № 6. С. 522-543.
4. Лебедев.В.А., Дудаури О.З., Тогонидзе М.Г., Гольцман Ю.В. Возраст молодых интрузий Цанского комплекса (Большой Кавказ) и изотопно-геохимические свидетельства гибридного происхождения их магм // Петрология. 2016. Т. 24. № 4. С. 339-362.
5. Лебедев В.А., Дудаури О.З., Гольцман Ю.В. Раннеплейстоценовый магматизм центральной части Большого Кавказа // Доклады Академии наук. 2017. Принято в печать.
6. Лебедев В.А.. Чугаев А.В., Парфенов А.В. Возраст и генезис золото-сульфидной минерализации на Танадонском месторождении (Большой Кавказ, Республика Северная Осетия – Алания // Геология рудных месторождений. 2017. Сдано в печать.
7. Лебедев В.А. Девдоракское медное месторождение (Большой Кавказ) как пример полихронной рудно-магматической системы, развивавшейся в различных геотектонических обстановках в мезозое – позднем кайнозое // Геологические процессы в обстановках субдукции, коллизии и скольжения литосферных плит. Материалы II Всероссийской конференции с международным участием. Владивосток, Дальнаука, 2014. С. 339-342.
8. Парфенов А.В. Образование и развитие позднечетвертичного Казбекского вулканического центра (Большой Кавказ) в условиях сложной геодинамической обстановки // Геологические процессы в обстановках субдукции, коллизии и скольжения литосферных плит. Материалы II Всероссийской конференции с международным участием. Владивосток, Дальнаука, 2014, С. 218-221.
9. Парфенов А.В., Лебедев В.А. Рудно-магматическая система Девдоракского медного месторождения (Казбекский неовулканический центр, Большой Кавказ): результаты изотопно-геохронологических исследований // Сборник материалов Третьей Российской молодежной школы с международным участием «Новое в познании процессов рудообразования", Москва, ИГЕМ РАН, 2013, С. 182-185.
10. Парфенов А.В., Лебедев В.А., Вашакидзе Г.Т., Габарашвили К.А. История Казбекского неовулканического центра (Большой Кавказ). Изотопно-геохронологические данные // Сборник материалов 1-ой Международной научной конференции молодых ученых и специалистов «Роль мультидисциплинарного подхода в решении актуальных проблем фундаментальных и прикладных наук (науки о Земле, технические, химические), Баку, НАН Республики Азербайджан, 2014, С. 140-142.
11. Лебедев В.А., Чугаев А.В. История формирования и источники рудного вещества Девдоракского медного месторождения (Большой Кавказ) // Месторождения стратегических металлов: закономерности размещения, источники вещества, условия и механизмы образования. Материалы Всероссийской конференции, посвященной 58-летию ИГЕМ РАН. Москва, ИГЕМ РАН, 2015. С.285-286.
12. Лебедев В.А. Хронология формирования полихронного Девдоракского медного месторождения (Казбекский неовулканический центр, Большой Кавказ) // Материалы VI Российской конференции по изотопной геохронологии «Изотопное датирование геологических процессов: новые результаты, подходы и перспективы», Санкт Петербург, ИГГД РАН, 2015. С.154-156.
13. Парфенов А.В., Лебедев В.А. Хронология магматической активности Казбекского неовулканического центра (Большой Кавказ): изотопно-геохронологические данные // Материалы VI Российской конференции по изотопной геохронологии «Изотопное датирование геологических процессов: новые результаты, подходы и перспективы», Санкт Петербург, ИГГД РАН, 2015. С.206-208. 14. Парфенов А.В., Лебедев В.А. Возможные катастрофические последствия возобновления магматической активности в пределах Казбекского неовулканического центра (Большой Кавказ) // Материалы 15-ой межвузовской молодежной научной конференции «Школа экологической геологии и рационального недропользования», Санкт-Петербург, СПбГУ, 2015. С. 215-217.
15. Лебедев В.А. Девдоракское медное месторождение (Казбекский неовулканический центр, Большой Кавказ): генетические связи рудной минерализации с новейшим магматизмом // Материалы XII Всероссийского петрографического совещания «Петрография магматических и метаморфических горных пород», Петрозаводск, КНЦ РАН, 2015. С.332-334.
16. Парфенов А.В., Лебедев В.А. Петролого-геохимические особенности и возраст лав Казбекского неовулканического центра (Большой Кавказ) // Материалы XII Всероссийского петрографического совещания «Петрография магматических и метаморфических горных пород», Петрозаводск, КНЦ РАН, 2015. С.214-216.
17. Лебедев В.А., Дудаури О.З., Тогонидзе М.Г. Раннеплиоценовый магматизм Южного склона Большого Кавказа: возраст и происхождение интрузий гранитоидов Цанского комплекса // Материалы III Всероссийской конференции с международным участием «Геологические процессы в обстановках субдукции, коллизии и скольжения литосферных плит». Владивосток, Дальнаука, 2016. С.187-189.
18. Лебедев В.А., Чугаев А.В. Возраст и источники рудного вещества Танадонского Au-арсенопиритового месторождения (Большой Кавказ, Республика Северная Осетия – Алания) // Материалы III Всероссийской конференции с международным участием «Геологические процессы в обстановках субдукции, коллизии и скольжения литосферных плит». Владивосток, Дальнаука, 2016. С.330-333.
19. Парфенов А.В., Лебедев В.А. Происхождение и эволюция магматических расплавов Казбекского неовулканического центра на основе результатов изотопных и петролого-геохимических исследований // Материалы III Всероссийской конференции с международным участием «Геологические процессы в обстановках субдукции, коллизии и скольжения литосферных плит». Владивосток, Дальнаука, 2016. С.198-200.
20. Lebedev V.A., Vashakidze G., Chugaev A.V. The history of formation and the sources of ore mineralization for Devdoraki copper deposit (the Greater Caucasus) // Book of Abstracts of International Scientific-practical Conference on up-to-date problems of geology “Power of geology is the recondition for regeneration of economics”. Tbilisi, Georgia, 2016. P.66-70.
21. Парфенов А.В., Лебедев В.А. Проблемы загрязнения мышьяком питьевых источников в районе Танадонского арсенопиритового месторождения (Большой Кавказ) // Материалы 16-ой международной молодежной научной конференции «Экологические проблемы недропользования». Санкт-Петербург, СПбГУ, 2016. С. 299-301.
22. Парфенов А.В., Лебедев В.А. Вулканостратиграфия лав Казбекского неовулканического центра (Большой Кавказ) на основании сопоставления изотопных K-Ar, геохимических и стратиграфических данных // Материалы XXVII молодежной научной школы-конференции, посвящённой памяти члена-корреспондента АН СССР К. О. Кратца и академика РАН Ф. П. Митрофанова. Апатиты, ГИ КНЦ РАН, 2016. С.67-69.
23. Парфенов А.В., Лебедев В.А. Хронология позднечетвертичного магматизма Казбекского неовулканического центра(Большой Кавказ). Прогноз возможных последствий возобновления извержений в его пределах // Сборник материалов VI Сахалинской моложежной научной школы «Природные катастрофы: изучение, мониторинг, прогноз». Южно-Сахалинск, ИМГиГ ДВО РАН, 2016. С.258-261.
24. Парфенов А.В., Лебедев В.А., Вашакидзе Г.Т. Фазы магматической активности Казбекского неовулканического центра (Большой Кавказ) и основные петролого-минералогические особенности лав // Сборник материалов Восьмой международной научной конференции «Вулканизм, биосфера и экологические проблемы». Майкоп-Туапсе, АГУ, 2016. С. 103-106.
25. Лебедев В.А., Чугаев А.В. Источники рудного вещества Танадонского золоторудного месторождения (Большой Кавказ) по данным изучения Pb-систематики сульфидной минерализации // Тезисы докладов XXI симпозиума по геохимии изотопов им. Академика А.П. Виноградова. Москва, ГЕОХИ РАН, 2016. С.257-258.
26. Парфенов А.В., Лебедев В.А., Вашакидзе Г.Т., Гольцман Ю.В., Олейникова Т.И. Sr-Nd изотопная систематика лав и источники вещества магм Казбекского неовулканического центра (Большой Кавказ) // Тезисы докладов XXI симпозиума по геохимии изотопов им. Академика А.П. Виноградова. Москва, ГЕОХИ РАН, 2016. С.118-120.
27. Парфенов А.В., Лебедев В.А., Вашакидзе Г.Т., Гольцман Ю.В., Олейникова Т.И. Источники вещества и эволюция магматических расплавов Казбекского неовулканического центра (Большой Кавказ): результаты петролого-геохимических и изотопных исследований // Материалы VIII-я Всероссийской с международным участием петрографической конференции «Петрология магматических и метаморфических комплексов». Томск, ТГУ, 2016. С.
28. Парфенов А.В. Опасность загрязнения питьевых источников в окрестностях Танадонского золоторудного месторождения (Большой Кавказ, Республика Северная Осетия - Алания) // Сборник материалов Шестой Российской молодёжной научно- практической школы с международным участием "Новое в познании процессов рудообразования". Москва, ИГЕМ РАН, 2016. С. 261-263.
 
V. A. Lebedev
added a research item
Comprehensive petrological–mineralogical, geochronological, and isotopic geochemical studies have been carried out at the Devdoraki copper deposit situated in the Kazbek neovolcanic center, the frontier territory between Georgia and Russia. The formation history of this deposit has been deciphered on the basis of K–Ar isotopic geochronological data, and the multistage evolution of ore–magmatic system has been established. The subeconomic disseminated and less abundant stringer pyrite mineralization formed at the first stage in the Early Cretaceous back to 130–120 Ma at the retrograde stage of regional metamorphism. The second productive stage was related to intense Quaternary volcanism of the Kazbek center. The late stringer base-metal mineralization formed about 400 ka ago in connection with the activity of minor volcanoes in the eastern part of deposit. In its western part adjoining the Kazbek volcanic cone, ore formation apparently continued over the entire period of recent magmatic activity from 400 to 100 ka ago. It is quite probable that this process is currently proceeding at deep levels of the Devdoraki deposit. Pb–Pb isotopic geochemical data show that Jurassic metasedimentary rocks that host sulfide mineralization could have been a main source of matter for early pyrite. At the second stage of base-metal mineralization formation, the source of ore matter was earlier metamorphic pyrite combined with hydrothermal solutions related to Quaternary endogenic activity within the Kazbek volcanic center. Gangue mineral matter (quartz, carbonates) was supplied simultaneously from the postmagmatic hydrothermal solution and host shale.
V. A. Lebedev
added a project goal
Geochronological and isotope-geochemical research of young ore deposits of the Greater Caucasus
Проект был направлен на решение ряда фундаментальных научных задач в области изотопной геохронологии и геохимии, геологии рудных месторождений и вулканологии:
(1) определение продолжительности развития рудно-магматических систем и формирования рудных месторождений, связанных с континентальным вулканизмом, в современных складчатых поясах;
(2) определение временных соотношений между проявлениями магматической деятельности и гидротермальным процессом, установление полихронности месторождений и последовательности образования ассоциаций рудных минералов с помощью изотопных методов;
(3) расшифровку генезиса, источников вещества и условий образования новейших рудных месторождений современных континентальных складчатых поясов.
В качестве геологических объектов исследования были выбраны четвертичные месторождения Большого Кавказа - Девдоракское медное (Казбекский неовулканический центр) и Танадонское золото-арсенопиритовое (горная часть Северной Осетии). Образование обоих месторождений предположительно связано с новейшей вулканической активностью, проявленной на территории Кавказского региона.
Работы по проекту проведены с использованием современных методов изотопной геохронологии (K-Ar, Ar-Ar, Rb-Sr), изотопной геохимии (изучение изотопного состава Sr, Pb, S, O), анализа химического и минерального состава вещества (РФА, ICP-MS, микрозондовый анализ, пламенная фотометрия) и оптической микроскопии.
В рамках проекта на основе имевшейся в распоряжении исполнителей коллекции образцов проведены комплексные инструментальные петролого-минералогические исследования магматических пород и руд на обоих месторождениях. Выполнено изотопное датирование вулканитов и рудоносных метасоматитов с целью определения возраста Танадонского и Девдоракского месторождений, временной корреляции гидротермальной деятельности и эндогенной активности, выявления общей продолжительности развития и других временных характеристик изучаемых рудно-магматических систем. Изотопно-геохимические исследования магматических пород, руд и вмещающих их образований позволили установить генетические связи гидротермального процесса и вулканической активности, выявить источники рудного вещества и сопутствующих компонентов рудоносных растворов. На основании совокупности полученных оригинальных данных сделаны выводы относительно важнейших закономерностей функционирования молодых рудно-магматических систем, известных на территории Большого Кавказа, проведено сравнение результатов с опубликованными данными по рудным месторождениям других континентальных складчатых зон Земли, сформулированы фундаментальные выводы по временным и генетическим аспектам развития четвертичных рудно-магматических систем, связанных с аэральным вулканизмом планеты.
Работы по проекту также включали решение задач, связанных с развитием методической части современных методов изотопного датирования, в частности, K-Ar и Ar-Ar методов.
Выполнение проекта было осуществлено силами сотрудников изотопной лаборатории ИГЕМ РАН, которая имеет многолетний опыт работы в области изучения молодых геологических образований из различных регионов Земли, современную масс-спектрометрическую аппаратуру и высококвалифицированный научный персонал, что в совокупности позволило обеспечить решение поставленных фундаментальных задач на мировом уровне.