Verteilung von Gold und Silber in den Nebengesteinen der vulkanisch-sedimentären Sulfid- und Manganerzlagerstätten des SW-iberischen Pyritgürtels, Provinz Huelva, Spanien

Die Nebengesteine der stratiformen vulkanisch-sedimentären Kies- und Manganerzlagerstätten, im zentralen Teil des SW-iberischen Pyritgürtels, wurden auf ihre Au- und Ag-Verteilung untersucht. Diese Mineralisationen unterkarbonischen Alters (Toumai) sind das Ergebnis getrennter Hydrothermalphasen als Ausklang einer ersten quarzkeratophyrischen und einer zweiten keratophyrischen bis spilitischen Vulkanitsequenz.

Als Grundlage für die metallogenetische Interpretation der Au-Verteilung wurde für die vulkanisch-sedimentäre Gesteinsabfolge eine geochemische Inventarisierung durchgeführt. Zur Charakterisierung insbesondere der alterierten Sedimente und Vulkanite, sowie der Exhalite wurden die Gehalte von Au, Ag, Al, Fe, Ti, Mn, Mg, Ca, Na, K, Cor g , Cj j. , Li, Ba, Sr, Zr, Sc, Y, Nb, Cu, Pb, Zn, Cd, As, Sb, Tl, Ni, Co, Cr und z.T. W bestimmt.

Gold wurde in einer organischen MIBK-Phase aufkonzentriert und direkt mit der Methode der flammenlosen Atomabsorptionsspektrometrie (GF-AAS) bis zu einer Nachweisgrenze von 1 ppb bestimmt. Erhöhte Au- und Ag-Gehalte konnten nur in den unmittelbaren Nebengesteinen (wenige 10er m vom Erzkörper) beider Hydrothermalmineralisationen in alterierten oder exhalitischen Gesteinen nachgewiesen werden. Nebengesteine in größerer Distanz weisen nur Backgroundgehalte von 1.2 bzw. 2 ppb Au auf.

Geochemisch lassen sich hydrothermale Alterationen in den Nebengesteinen durch eine Abreicherung der Elemente Na und K bei gleichzeitiger Zunahme der Gehalte von Fe, Mg, Pb, Zn, Cu, As, Sb und z.T. durch erhöhte Ba- und Ca-Werte charakterisieren.

In Nebengesteinen der Kieserze sind erhöhte mittlere Au-Gehalte von 0.5 ppm in Quarz-reichen Sulfidarmerzen ("Azufrones") und 0.11 ppm in "Chlorititen" nachweisbar. Diese Horizonte, die durch eine Verkieselung, Pyritisierung und Chloritisierung gekennzeichnet sind, nehmen Positionen im Liegenden oder als laterales Äquivalent der Erzkörper ein. Gold ist selbst bei Gehalten bis 3 ppm in massiven Kieserzen nur submikroskopisch vorhanden.

In Nebengesteinen der Manganerze konnten Goldanomalien mit einem Schwellenwert von 40 ppb und Gehalten bis 1 ppm in "Jaspis-Gesteinen” nachgewiesen werden. Goldreiche Jaspis-Gesteine, die als exhalitische Produkte die Manganmineralisationen begleiten, lassen sich von goldarmen makroskopisch durch eine helle Färbung (hydrothermale Bleichung) und geochemisch anhand der Spurenelemente As, Ni, Co, Ba, Sr und Li unterscheiden.

Für die Goldherkunft in den beiden Mineralisationen bzw. ihren Begleitgesteinen sind getrennte Quellen anzunehmen. Gold und Silber in den Gesteinen der 1. Hydrothermalphase sind durch Remobilisation aus dem unmittelbar Liegenden der Kieserzkörper abzuleiten. In einer hydrothermalen Spatphase wurden die Stockwerksmineralisationen sowie mineralisierte Zonen an der Basis der Kieserzkörper teilweise aufgearbeitet. Dagegen stehen die Au-Anomalien der 2. Hydrothermalphase in den Jaspis-Manganvorkommen in Beziehung zu basischen Gesteinen. Dies läßt sich u.a. mit Co/Ni- Verhältnissen von < 0.5 belegen, die sich damit deutlich gegenüber Anomalien in Kieserzen unterscheiden, deren Verhältnisse bei > 1 liegen. Eine Remobilisierung aus liegenden Gesteinen und Erzen der 1. Hydrothermalphase ist nicht nachzuweisen.

Charakteristisch für die Au-Anomalien in Pyritgürtel-Lagerstätten ist eine Bindung an Verkieselungsprozesse, die gut mit denen an rezenten Hydrothermalsystemen zu beobachtenden vergleichbar sind. Parallelen in der geotektonischen Position lassen sich mit denjenigen marinen Hydrothermalvorkommen erkennen, die sich in einer back-arc-Position über kontinentaler Kruste befinden und gleichfalls einen bimodalen Vulkanismus aufweisen. Goldreiche Mineralisationen belegen ähnliche Anreicherungsmechanismen in meist kieseiiger Fazies, weichen aber mit höheren Pb- und Zn-Gehalten deutlich von den paläozoischen Pyritgürtel-Vorkommen ab.

Host rocks of stratiform pyrite and manganese ore deposits in the central part of the Spanish Pyrite Belt were examined to determine the respective Au and Ag distribution. These Lower Carboniferous (Toumai) mineralizations are the result of two hydrothermal events: a) the final stage of the initial quartzkeratophyric and b) the keratophyric to spilitic volcanic sequence.

As the basis for the metallogenetic interpretation of the Au-distribution we used the geochemical composition of the volcanic-sedimentary rocks. Altered sedimentary, volcanic, and exhalitic rocks were characterized by their element contents of Au, Ag, Al, Fe, Ti, Mn, Mg, Ca, Na, K, C or g , C , Li, Ba, Sr, Zr, Sc, Y, Nb, Cu, Pb, Zn, Cd, As, Sb, Tl, Ni, Co, Cr, and partly W.

Gold was concentrated in an organic MIBK-phase and detected by fumance atomic absorption spectrometry (GF-AAS) down to a detection limit of 1 ppb. Higher Au and Ag concentrations were only detected in the immediate host rocks (up to some tens of meters away from the orebody) of both types of hydrothermal mineralizations. Intensive alteration prosesses also occured and exhalation products appeared in these rocks. Background values of 1.2 and 2 ppb Au are typical for host rocks in a greater distance.

Hydrothermally altered rocks are enriched in Na and K, while Fe, Mg, Pb, Zn, Cu, As, Sb decrease. Occasionally higher Ba- and Ca-concentrations occur.

The host rocks of pyrite ores showed median values of 0.5 ppm Au in quarz-rich sulfide ores (”Azufrones") and 0.11 ppm Au in chloritites. These horizons are either in the footwall of the orebody or represent an equivalent of the orebody. They are characterized by silification, pyritization, and chloritization. In spite of relatively high Au contents (3 ppm) in massive sulfides, gold is invisible.

The host rocks of manganese ores have a gold threshhold of 40 ppb, anomalously high gold concentrations of up to 1 ppm are found in jasperoid rocks. Jasperoid rocks are exhalitic products occuring in close association with the manganese mineralization. Gold-rich jaspers are products of the manganese mineralization, they are bleeched and geochemicaly they are differentiated from the gold-poor species together with As, Ni, Co, Ba, Sr, and Li.

A different source of gold can be expected for the two mineralizations and their host rocks. Gold and silver in rocks of the first hydothermal event are remobilized from the footwall or stockwork ores. The stockworks and the mineralized zones at the base of the sulfide ores are partly reworked in the late hydrothermal stage. On the other hand, gold anomalies in jasperoid rocks of the second hydrothermal stage are related to mafic rocks. The Ni/Co-ratio (< 0.5) of these anomalies are quite different to those of the pyrite ores (> 1). For the second Au anomaly there is no evidence for any gold remobilization from the footwall, ores, and rocks of the older Pyrite-Formation.

Au anomalies within the Pyrite-Belt deposits are generally linked with strong silification processes, comparable to recent hydrothermal systems. Occasionally, there are tectonic parallels to deposits found in back-arc positions above continental crust. These also show a bimodal volcanism. Recent gold-rich mineralizations show the same enrichment mechanisms in a mainly siliceous facies, but they possess higher Pb and Zn contents than the Paleozoic Pyrite Belt deposits.