Abstract

The post-Variscan Wenzel vein-type deposit near Wolfach, in the Black Forest, Germany, the type locality of the Ag–Sb alloy dyscrasite, was investigated by ore microscopy, electron-microprobe analysis, stable isotope and fluid-inclusion analysis. Three stages of mineralization could be distinguished. Whereas the first stage is a typical sulfide mineralization including galena and tetrahedrite, the second and third stage show a sulfide-poor association of Ag–Sb alloys, as well as Fe, Co and Ni arsenides and sulfarsenides, in a calcite matrix. The main ore minerals of this stage are allargentum and dyscrasite. The microprobe data for the diarsenides show extensive, and partly hitherto undocumented, solid solution in Fe–Co–Ni space. Seven distinct generations of calcite were distinguished. The δ13C (V–PDB) and δ18O (V–SMOW) values of these generations show a positively correlated trend that evolves from −13.0 to −4.0‰ and from 12.3 to 23.6‰, respectively. Fluid-inclusion data of stage I show homogenization temperatures of 100–180°C at salinities of 17–26 wt.% NaCl eq. Fluid inclusions in stage-II calcite display similar, but more restricted values, 110–150°C and 25–28 wt.% NaCl eq., respectively. The stage-III fluid inclusions show similar temperatures of homogenization, but different salinities. Earlier calcite of this stage contains inclusions with salinities of 27–30 wt.% NaCl eq., whereas later calcite has lower salinities, 3–10 wt.% NaCl eq. The initial temperatures of ice melting of most fluid inclusions range between −45 and −60°C and are typical of an H2O–NaCl–CaCl2 fluid. On the basis of all available geochemical data and phase-equilibrium constraints, we favor a model in which basement-derived near-neutral-pH hydrothermal fluids remobilized older products of mineralization. Mixing of these fluids with more alkaline formation-waters from the Mesozoic cover rocks resulted in the precipitation of the silver alloys in an enrichment zone at P–T conditions of 120–150°C and approximately 200 bars. A significant shift in pH from near-neutral to alkaline can explain the abundant association of silver alloys with calcite gangue and the general absence of quartz in the enriched ore zone. This conceptual model can be applied to similar ore deposits worldwide, where rich silver ores are hosted by calcite-rich and quartz-poor assemblages of gangue minerals.

Abstract

Nous avons entrepris une étude du gisement hydrothermal en veines de Wenzel, d’âge post-Varisque, situé près de Wolfach, Forêt Noire, en Allemagne, localité type de la dyscrasite, alliage Ag–Sb, au moyen de microscopie optique en lumière réfléchie, d’analyses avec une microsonde électronique, et d’études des isotopes stables et des inclusions fluides. Nous distinguons trois stades de minéralisation. Tandis que le premier a donné un assemblage typique de sulfures, y inclus la galène et la tétraédrite, le second et le troisième stade ont mené à un assemblage à faible teneur en soufre, contenant des alliages Ag–Sb ainsi que des arséniures et sulfarséniures de Fe, Co et Ni dans une matrice de calcite. Les minéraux principaux du minerai à ces stades tardifs sont allargentum et dyscrasite. Les données de microsonde pour les diarséniures indiquent un domaine de solution solide étendu, même au delà de ce qui était connu, en termes de Fe–Co–Ni. Nous distinguons sept générations de calcite. Les valeurs de δ13C (V–PDB) et δ18O (V–SMOW) de ces générations montrent une corrélation positive, à partir de −13.0 à −4.0‰ et de 12.3 à 23.6‰, respectivement. Les données sur les inclusions fluide du stade I indiquent une température d’homogénéisation entre 100 et 180°C et une salinité comprise entre 17 et 26% de NaCl ou équivalent (poids). Les inclusions fluides dans la calcite du stade II démontrent des valeurs semblables, mais plus restreintes, 110–150°C et 25–28% de NaCl ou équivalent, respectivement. Les inclusions fluides au stade III indiquent des températures d’homogénéisation semblables, mais des salinités différentes. La calcite précoce à ce stade contient des inclusions ayant une salinité de 27–30% de NaCl ou équivalent, tandis que dans la calcite tardive, la salinité du fluide est plus faible, entre 3 et 10% de NaCl ou équivalent. La température de fusion initiale de la glace dans la plupart des inclusions fluides varie entre −45 et −60°C, et serait typique d’un fluide à H2O–NaCl–CaCl2. A la lumière des données géochimiques disponibles et des contraintes venant des équilibres de phase, nous préconisons la dérivation du socle d’une phase fluide à peu près neutre qui remobilisé des produits plus anciens de minéralisation. Un mélange de ces fluides avec une phase fluide aqueuse plus fortement alcaline, dérivée des formations mésozoïques près de la surface, a mené à la précipitation d’alliages d’argent dans une zone d’enrichissement à des conditions P–T entre 120 et 150°C à environ 200 bars. Un décalage significatif du pH à partir de presque neutre à alcalin peut expliquer l’importance des alliages d’argent avec une gangue de calcite et l’absence généralisée de quartz dans cette zone de minerai enrichi. Ce modèle conceptuel pourrait bien s’appliquer à des gisements semblables ailleurs au monde, où de riches minerais argentifères sont encaissés dans des assemblages riches en calcite et pauvres en quartz.

(Traduit par la Rédaction)

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