Abstract

The Radka deposit is one of the largest Cu–Au epithermal deposits related to Late Cretaceous volcanic arc-type magmatic activity in the Panagyurishte ore region, central part of the Srednogorie zone, Bulgaria. The mineralogical and geochemical features of a vinciennite-bearing Cu–As–Sn (∠Au) assemblage at Radka show very similar characteristics to those in other vinciennite-bearing high-sulfidation epithermal deposits worldwide. The assemblage consists of enargite, Cu-excess tennantite, chalcopyrite, gold, vinciennite, colusite, and minor covellite, within a gangue of barite, illite, and quartz. A detailed electron-microprobe study of vinciennite and associated minerals reveals the heterovalency of Cu and Fe. New data on the composition of vinciennite sheds light on aspects of its crystal chemistry, such as incorporation of Cu2+ and Fe3+ and Sn4+ ⇌ Ge4+ substitution, and leads us to propose a new empirical formula: Cu8 +Cu2 2+Fe3 3+(Fe,Cu)2+(Sn,Ge)4+(As,Sb)5+S16 2−. Infrared microthermometry of enargite-hosted fluid inclusions provides constraints on the conditions of deposition of this unusual assemblage in the context of the evolution of the magma-related ore-forming system at Radka. The assemblage was formed by oxidized and slightly acid fluids, with a dominantly magmatic signature, high fugacity of sulfur and intermediate salinity (about 10 wt.% eq. NaCl) at a temperature of about 275°C. In view of the geology of the Radka deposit, its mineralogical and geochemical peculiarities, ore textures, type of hydrothermal alteration and the character of the fluids, we interpret the deposit as a deep part of a high-sulfidation epithermal mineralization, possibly genetically related to a porphyry copper system.

Abstract

Radka est un des plus gros gisements épithermaux de cuivre et or de la région minière de Panagyurishte, dans la partie centrale de la zone de Srednogorie, en Bulgarie. Le développement de ce district métallogénique est lié à une activité magmatique néocrétacée de type arc insulaire. Les particularités minéralogiques et géochimiques de la paragenèse Cu–As–Sn (∠Au) à vinciennite sont très semblables à celles décrites dans d’autres gisements de type épithermal acide. La paragenèse contient énargite, tennantite riche en cuivre, chalcopyrite, or, vinciennite, colusite et covellite en trace, dans une gangue de barite, illite et quartz. L’étude de la vinciennite et des phases associées à la microsonde électronique révèle que le cuivre et le fer dans ces minéraux sont hétérovalents. Les nouvelles données obtenues sur la composition de la vinciennite nous ont permis d’élucider certains aspects de sa cristallochimie, tels que l’incorporation de Cu2+ et Fe3+ et la substitution Sn4+ ⇌ Ge4+, et de proposer une nouvelle formule structurale: Cu8 +Cu2 2+Fe3 3+(Fe,Cu)2+(Sn,Ge)4+(As,Sb)5+S16 2−. L’étude microthermométrique des inclusions fluides dans l’énargite au microscope infrarouge a permis de déterminer les conditions de formation de cette paragenèse inhabituelle dans le contexte de l’évolution du système magmato-hydrothermal de Radka. La minéralisation a été formée par des fluides relativement oxydés et légèrement acides, avec une composante magmatique dominante, une fugacité du soufre élevée et une salinité intermédiaire (environ 10% poids équiv. NaCl) à une température de l’ordre de 275°C. Les particularités géologiques du gisement de Radka, sa composition minéralogique et géochimique, ainsi que les textures du minerai, le type d’altération hydrothermale et le caractère des fluides, nous ont permis de définir le gisement comme une partie profonde d’un système épithermal acide, tout en envisageant une relation génétique avec un système de type porphyre cuprifère en profondeur.

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