Multi-phase water-rhyolite interaction and ore fluid generation at Aljustrel, Portugal |
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Authors: | F J A S Barriga W S Fyfe |
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Institution: | (1) Department of Geology, Faculty of Sciences, University of Lisbon, Edifício C2, Piso 5, Campo Grande, 1700 Lisboa, Portugal, PT;(2) Department of Earth Sciences, University of Western Ontario, London, Canada N6A 5B7, CA |
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Abstract: | Detailed study of the Aljustrel volcanic rocks, through petrography, mineral chemistry, whole-rock geochemistry, and previously
published stable isotope data, show that the rocks experienced extreme metasomatism. The metasomatic phenomena presented are
explained accurately by a sea-water convective model. The evolution of the sea-water-derived fluid as it progresses downwards
through the rocks is evident, from cold, oxidising, Mg-bearing, to hot, reducing, Mg-free, and enriched in Si, Fe, Cu, Zn.
Several lines of evidence (feldspar mineralogy, paragenetic relations between regional and ore-zone alteration, and stable
isotope data) show that the temperature of the hydrothermal circulation increased through time, and that the water-to-rock
ratio evolved from very high to low values. According to our data, about 30 ppm Cu and some 100 ppm Zn were removed from the
Aljustrel Volcanics. This implies, for both metals, the same amount of leached rock to produce the 2 Mt Cu and 6 Mt Zn contained
in the massive sulphide deposits of the Aljustrel area. With regard to Fe, about 1% was on average removed from the rocks,
producing enough metal to account for all the Fe in the MS deposits and overlying chemical sediments. This study documents
semi-quantitatively the provenance of the main metals in major massive sulphide deposits via sea water leaching of the immediate
host rocks.
Resumen (translated by E. Pascual) Un estudio detallado de las rocas volcánicas de Aljustrel, mediante petrografia, química mineral,
geoquímica de roca total y datos de isótopos estables previamente publicados muestra que estas rocas han sufrido metasomatismo
en grado extremo. Los fenómenos metasomáticos presentados se explican con precisión mediante un modelo convectivo con agua
de mar. Es evidente la evolución del fluido derivado del agua de mar conforme progresa en profundidad a través de las rocas,
desde un fluido frío, oxidante y con magnesio a otro reductor, sin magnesio y enriquecido en Si, Fe, Cu y Zn. Varias líneas
de evidencia (mineralogía de los feldespatos, relaciones paragenéticas entre la alteración regional y de las zonas mineralizadas,
isótopos estables) muestran que la temperatura y la circulación hidrotermal se incrementaron con el tiempo y que la relación
agua-roca evolucionó de valores muy altos a bajos. De acuerdo con nuestros datos, de las rocas volcánicas de Aljustrel se
han extraído unas 30 ppm de Cu y unas 100 ppm de Zn. Esto implica, para ambos metales, que la misma roca lixiviada ha producido
los 2 Mt de Cu y los 6 Mt de Zn contenidos en los depósitos de sulfuros masivos del área de Aljustrel. En cuanto al Fe, una
media de alrededor de 1% fue extraída de las rocas, produciendo metal suficiente para explicar todo el Fe de los depósitos
de sulfuros masivos y de los sedimentos químicos suprayacentes. Este estudio documenta de forma semicuantitativa la procedencia
de los principales metales en depósitos mayores de sulfuros masivos, mediante lixiviado por agua de mar de sus rocas huéspedes
inmediatas.
Received: 1 February 1997 / Accepted: 30 July 1997 |
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