Abstract

The Triassic carbonates of the Briançonnais Domain in Turtmanntal, Western Swiss Alps, contain lenses up to 3 m across filled with Mn- and Fe-rich sediments. These rocks display a fine compositional banding at a millimetric scale, and consist of alternating carbonate layers (kutnohorite, dolomite, rhodochrosite and calcite), oxide layers (jacobsite; reduced horizons with manganosite ± hausmannite; Fe-rich zones with magnetite and hematite) and silicate layers (spessartine, manganocummingtonite, ± tephroite, fluorapatite). Minerals of vanadium, including pyrobelonite, turtmannite, reppiaite and sarkinite, occur in the main schistosity and in discordant veinlets. Other accessory minerals include crednerite, pennantite, barite, pyrite, chalcopyrite, bornite(?), native copper and algodonite. Quaternary weathering resulted in the formation of birnessite, takanelite, nsutite–ramsdellite, hollandite, manganite, pyrolusite, cuprite and malachite. The Pipji Mn-rich sediments were originally interpreted as residual sediments deposited in karstic cavities during Middle Jurassic. However, a hydrothermal input is indicated by the low REE contents and MREE enrichment of the hydrothermal end-member composition relative to PAAS, a large range in V:As ratios, and low U and Th contents. Low silica contents suggest a low-temperature hydrothermal fluid (≤60°C). The Pipji occurrence hence is related to Mesozoic exhalative Mn-rich sediments from the Briançonnais, Helvetic and Piemont domains of the Alps. Comparison of the Pipji Mn-rich rocks with Alpine occurrences of exhalative, residual and hydrogenous origins shows that discrimination diagrams based upon transition metals are useful for interpreting the petrology of Mn-rich rocks within particular depositional environments, but cannot be generalized to different settings. The Pipji Mn-rich lenses developed their present mineralogy during Tertiary metamorphism under upper greenschist-facies conditions. They are characterized by relatively reduced parageneses, including the manganosite–jacobsite association. This association is stable under conditions for which CO2 and CH4 coexist in the gas phase, suggesting that the redox state of the Mn-rich mineral assemblage during metamorphism was buffered by the graphite-bearing dolomitic marble hosting the lenses.

Abstract

Les carbonates triassiques du domaine Briançonnais dans le Val Tourtemagne (Alpes Suisses) contiennent des lentilles métriques remplies de sédiments riches en Mn et Fe. Ces roches sont finement litées (mm), avec des niveaux à carbonates (kutnohorite, dolomite, rhodochrosite et calcite), oxydes (jacobsite; niveaux réduits à manganosite ± hausmannite; niveaux ferrugineux à magnétite et hématite) et silicates (spessartine, manganocummingtonite, ± téphroïte, fluorapatite). Des vanadates (pyrobélonite, turtmannite, reppiaïte et sarkinite vanadifère) sont présents dans la schistosité principale et dans des veinules discordantes. Parmi les autres minéraux accessoires, on trouve crednérite, pennantite, barite, pyrite, chalcopyrite, bornite(?), cuivre natif et algodonite. Birnessite, takanélite, nsutite–ramsdellite, hollandite, manganite, pyrolusite, cuprite et malachite se sont formées durant l’altération quaternaire. Les sédiments manganésifères de Pipji ont été interprétés originellement en tant que sédiments résiduels déposés dans des cavités karstiques durant le Jurassique moyen. Cependant, la géochimie indique la présence d’une composante hydrothermale caractérisée par de basses teneurs en terre rares, U et Th, un enrichissement en terres rare moyennes par rapport à PAAS, et un large éventail de rapports As:V. La basse teneur en silice suggère une basse température du fluide hydrothermal (≤60°C). Pipji est donc un nouvel exemple de sédiment exhalatif triassique. La comparaison de Pipji avec les exhalatites décrites dans les domaines Briançonnais, Helvétique et Piémontais ainsi qu’avec des sédiments résiduels et hydrogéniques Alpins démontre que les diagrammes discriminants fondés sur les métaux de transition sont utiles dans l’interprétation de la pétrologie des roches manganésifères dans un contexte génétique donné, mais ne peuvent être généralisés à d’autres environnements. La paragenèse minérale des lentilles manganésifères de Pipji s’est développée durant le métamorphisme Alpin sous faciès schiste vert supérieur. Elle est caractérisée par des associations relativement réduites à manganosite et jacobsite. Cette association est stable en présence d’une phase gazeuse contenant CO2 et CH4, suggérant que l’état d’oxydation des lentilles était contrôlé par les dolomites graphitiques dans lesquelles elles sont encaissées.

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