Abstract

Numerous small Fe–Mn deposits occur in Triassic marbles of the Middle Penninic Suretta, Starlera, and Schams nappes in Val Ferrera, eastern Swiss Alps. These deposits are characterized by high contents of Ba, Sb, As, V, Be, W, and rare-earth elements (REE), and most likely represent chemical sediments deposited around submarine springs, similar to some modern seafloor metalliferous sediments. Circulation of the hydrothermal fluid within the granite-bearing basement underlying the sedimentary rocks is inferred as the most likely mechanism for the derivation of the Be and W concentrated in the ores. The orebodies studied shared a similar Alpine metamorphic evolution, culminating with blueschist- to greenschist-facies conditions. The chemical and mineralogical composition of the ores strongly influenced the behavior of the minor constituents Ba, Sr, Sb, As, V, Be, W, and REE. During the main deformation (D1), As and V, for example, were incorporated into hematite in Fe-rich ores, whereas in Mn-rich ores they were concentrated into accessory minerals growing in the main schistosity. These syn-D1 minerals represent important sinks of trace elements released by recrystallization or breakdown of their primary hosts as a result of prograde metamorphism. Post-D1 mobility of Ba, Sb, As, V, Be, REE and, in some cases, W is recorded by various mineral parageneses that either overgrow the S1 schistosity or occur in several types of discordant veins. In addition to the chemical and mineralogical controls, the structural position of the deposit influenced the remobilization of trace elements. Element mobility during the Alpine greenschist-facies metamorphism within the Fe–Mn ores involved large-ion lithophile elements (Be, Sr, Ba), high-field-strength elements (Mo, W, Sb, As), and the light REE. The geochemical signature is analogous in many respects to the remobilization observed during subduction-related metamorphism and during metasomatism in the mantle.

Abstract

Les marbres Triassiques des nappes de Suretta, Starlera et Schams dans le Val Ferrera (Pennique Moyen, secteur est des Alpes suisses) renferment de nombreux petits gîtes de Fe et Mn. Ces minerais sont caractérisés par de hautes teneurs en Ba, Sb, As, V, Be, W, et terres rares par rapport aux carbonates encaissants. Les minerais résultent probablement d’une précipitation chimique à proximité de sources hydrothermales sous-marines, comme certains sédiments métallifères océaniques actuels. L’enrichissement des minerais en Be et W est lié à la circulation des fluides hydrothermaux au sein du socle granitique sous-jacent. Tous les gîtes étudiés ont subi le même métamorphisme Alpin, culminant sous faciès schiste bleu ou schiste vert. La composition chimique et minéralogique des minerais influence le comportement des éléments mineurs Ba, Sr, Sb, As, V, Be, W, et terres rares. Durant la phase principale de déformation (D1), les éléments traces tels que As et V sont incorporés dans l’hématite des minerais riches en Fe. Cependant, dans les minerais riches en Mn, ces mêmes éléments sont concentrés dans des minéraux accessoires tels que la médaïte, qui croissent au sein de la schistosité principale. Ces minéraux accessoires sont des hôtes importants d’éléments en traces libérés par la recristallisation ou la déstabilisation des minéraux primaires au cours du métamorphisme prograde. La déformation postérieure à D1 est associée à une mobilité des éléments en traces tels que Ba, Sb, As, V, Be, les terres rares et, dans certains cas, W. Ce second épisode, probablement polyphasé, est caractérisé par des paragenèses minéralogiques différentes qui se greffent sur les minéraux de la schistosité principale, ou qui apparaissent en veines discordantes. En sus de la chimie et la minéralogie du protolithe, la position structurale du gîte influence la remobilisation des éléments en traces. La mobilité des éléments en traces au sein des minerais de Fe–Mn durant le métamorphisme Alpin sous conditions du faciès schiste-vert concerne tant les éléments lithophiles à gros rayon (Be, Sr, Ba), les éléments à fort potentiel ionique (Mo, W, Sb, As), que les terres rares légères. Cette signature géochimique est analogue à celle observée durant la métasomatose mantellique ou la métasomatose associée au métamorphisme en zone de subduction.

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