Abstract

Thorium-, U- and LREE-bearing skarn xenoliths have been found in the volcaniclastic products of the Gölcük explosive maar crater, Isparta, southwestern Turkey. The samples predominantly consist of clinopyroxene, garnet, plagioclase, wollastonite, esseneite, olivine, calcite and dolomite, with accessory ferriallanite-(Ce), phlogopite, amphibole, quartz, apatite, spinel, cerite-(Ce) and monazite. We report the whole-rock geochemistry and electron-microprobe data for related Th-, U- and LREE-bearing garnet, ferriallanite-(Ce) and cerite-(Ce). Extreme enrichments in the LREE (1600–9400 ppm La, 2200–13500 ppm Ce, 270–900 ppm Pr, 400–2000 ppm Nd), and in Th (200–300 ppm), U (20–400 ppm), Y (50–150 ppm), Be (13–108 ppm), Cu (14–1600 ppm), Zn (50–600 ppm) and Au (up to 9.5 ppb) are observed. A strong correlation between U + Th abundance and ∑REE (5900–26000 ppm) exists in whole-rock samples. Among the minerals, grossular (Th + U: 0.10–3.97 wt.%, ∑LREE: 4.40–7.80 wt.%), chromian ferriallanite-(Ce) (Th + U: 0.02–0.20 wt.%, ∑LREE: 19.30–24.50 wt.%) and a chromian variety of cerite-(Ce) recorded here for the first time (Th + U: 0.97–1.35 wt.%, ∑LREE: 56.83–60.64 wt.%) are the principal hosts of the Th, U and the LREE. The fluids responsible for the geochemically enriched zones are most likely of contact-metasomatic origin, affecting the interface between a shallow magma-chamber and a carbonate wallrock. High concentrations of gold (up to 4.2 ppb) in the magmatic rocks of the Gölcük district demonstrate an important economic potential.

Abstract

Nous décrivons des enclaves de skarn enrichies en Th, U, et les terres rares légères (TRL) dans les produits volcaniclastiques du cratère explosif de type maar à Gölcük, Isparta, dans le sudouest de la Turquie. Les échantillons contiennent surtout clinopyroxène, grenat, plagioclase, wollastonite, esseneïte, olivine, calcite et dolomite, avec ferriallanite-(Ce), phlogopite, amphibole, quartz, apatite, spinelle, cérite-(Ce) et monazite comme accessoires. Nous présentons les données géochimiques pour les roches totales, et nous caractérisons avec une microsonde électronique le grenat porteur de Th, U, et terres rares légères, la ferriallanite-(Ce) et la cérite-(Ce). Nous avons trouvé des enrichissements extrêmes en terres rares légères (1600–9400 ppm La, 2200–13500 ppm Ce, 270–900 ppm Pr, 400– 2000 ppm Nd), et en Th (200–300 ppm), U (20–400 ppm), Y (50–150 ppm), Be (13–108 ppm), Cu (14–1600 ppm), Zn (50–600 ppm) et Au (jusqu’à 9.5 ppb). Une forte corrélation existe entre U + Th et ∑TR (5900–26000 ppm) dans ces roches. Parmi les minéraux, le grossulaire (Th + U: 0.10–3.97%, ∑TRL: 4.40–7.80%, poids), la ferriallanite-(Ce) riche en Cr (Th + U: 0.02–0.20%, ∑TRL: 19.30–24.50%) et une variété de cérite-(Ce) riche en Cr, signalée ici pour la première fois (Th + U: 0.97–1.35%, ∑TRL: 56.83–60.64%) seraient les hôtes principaux de Th, U, et des terres rares légères. Les fluides responsables des zones skarnifiées ainsi enrichies auraient tout probablement causé une métasomatose de contact, à l’interface entre une chambre magmatique à faible profondeur et les roches carbonatées de la paroi. Des teneurs élevées en or (jusqu’à 4.2 ppb) dans les roches magmatiques du district de Gölcük indiquent leur potentiel économique important.

(Traduit par la Rédaction)

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