Abstract

The porphyry-type Pagoni Rachi Mo–Cu–Te–Ag–Au prospect, in northern Greece, is a porphyry-epithermal system hosted by an Oligocene dacite porphyry and quartz–feldspar porphyry dikes. The rare mineral rheniite (ReS2) and molybdenite, with very high contents of Re (up to 4.7 wt% Re), occur in quartz veins along with Fe–Cu sulfides, Pb-, Sn-, and Cl-bearing oxides, hematite, ilmenite and tellurides of Bi; these veins are spatially related to sericitic and transitional sericitic–sodic–potassic alteration. Earlier-formed gold-bearing quartz and magnetite veins with sodic–potassic–calcic alteration and late precious-metal telluride-rich carbonate–quartz veins with argillic alteration contain only minor amounts of molybdenite. The composition of rheniite ranges from almost pure, stoichiometric rheniite with low Mo content to rheniite with up to 5.99 wt% Mo. Petrographic, scanning electron microscope, and structural studies suggest that the high Re content of molybdenite from Pagoni Rachi is the result of the isovalent Re-for-Mo substitution in molybdenite. This fact is corroborated by the progressive shortening of the Mo–S mean bond-distance (from 2.414 Å in pure molybdenite to 2.355 Å), as well as by the isotropic decrease of the unit-cell values with the increase of the Re:Mo ratio. The structural analysis of four molybdenite crystals, with the highest Re content ever reported in nature, demonstrates that they crystallize as the 2H polytype and not the 3R polytype, as previously hypothesized, thus suggesting that Re concentration does not correlate with a specific polytype. The fluid inclusions in quartz in the Re-bearing molybdenite–rheniite veins at Pagoni Rachi show that they homogenize to either the liquid or vapor phases (354 to 428°C) or by halite dissolution at 317 to 585°C, which equates to salinities of 40 to 59 wt% NaCl equiv. Rheniite and molybdenite likely precipitated as temperatures fell below 400°C during phase separation under relatively oxidizing conditions, at elevated chlorine activity, and from relatively acid hydrothermal solutions. However, the presence of Pb oxides, Sn-bearing minerals and tellurides is compelling evidence that rheniite and Re-rich molybdenite may have formed directly from the vapor as sublimates, in a manner similar to the way they are deposited at the Kudriavy volcano, Kurile Islands.

Abstract

L’indice minéralisé en Mo–Cu–Te–Ag–Au de Pagoni Rachi, de type porphyre, situé dans le nord de la Grèce, est un système épithermal encaissé par un porphyre dacitique oligocène et des filons de porphyre quartzofeldspathique. Nous y avons trouvé la rhéniïte (ReS2), espèce rare, et la molybdénite très enrichie en Re (jusqu’à 4.7% Re, poids), dans des veines de quartz avec des sulfures de Fe–Cu, des oxydes contenant Pb, Sn, et Cl, l’hématite, l’ilménite et des tellurures de Bi; ces veines sont associées aux indices d’altération séricitique ou bien transitionnelle séricitique–sodique–potassique. Les veines de quartz aurifères et de magnétite formées antérieurement, associées à une altération sodique–potassique–calcique, et des veines tardives à carbonate–quartz enrichies en métaux précieux sous forme de tellurures, associées à une altération argillique, ne contiennent que des quantités mineures de molybdénite. La composition de la rhéniïte est variable, allant de presque stoechiométrique à rhéniïte avec jusqu’à 5.99% de Mo. Nos observations pétrographiques, structurales, et au microscope électronique à balayage montrent que la teneur élevée en Re de la molybdénite de Pagoni Rachi résulterait d’une substitution isovalente du Re pour le Mo. Nous documentons une diminution progressive de la longueur moyenne de la liaison Mo–S, de 2.414 Å dans la molybdénite pure à 2.355 Å, de même qu’une diminution isotrope des paramètres réticulaires à mesure qu’augmente le rapport Re:Mo. L’analyse structurale de quatre cristaux de molybdénite aux teneurs de Re les plus élevées qui soient connues démontre qu’ils ont cristallisé sous forme polytypique 2H et non 3R, ce qui prouve que la concentration en Re n’influence pas le polytype de la molybdénite, contrairement à l’hypothèse proposée antérieurement. Les inclusions fluides piégées dans le quartz des veines porteuses de molybdénite enrichie en Re et de rhéniïte à Pagoni Rachi s’homogénisent soit à une phase liquide ou vapeur (entre 354 et 428°C) ou bien par dissolution de halite (entre 317 et 585°C), ce qui équivaut à une salinité entre 40 et 59% NaCl equiv. (base pondérale). La rhéniïte et la molybdénite se seraient formées au point où la température est tombée au dessous de 400°C lors de la séparation des phases en milieu relativement oxydant, à activité de chlor élevée, et à partir de solutions hydrothermales relativement acides. Toutefois, la présence d’oxydes de Pb, de minéraux stannifères et de tellurures fournit des indices convainquants d’une déposition de rhéniïte et de molydénite riche en Re directement à partir d’une phase gazeuse par sublimation, tout comme c’est le cas au volcan Kudriavy, dans les îles Kurile.

(Traduit par la Rédaction)

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