Zur Mikrothermometrie und Geochemie der Fluorite im Sarrabus-Gerrei (SE-Sardinien) als Indikatoren lagerstättenbildender Prozesse

Die Lagerstättenprovinz Sarrabus-Gerrei befindet sich im Südost-Teil der Insel Sardinien und wird aus ca. 1000 m mächtigen, altpaläozoischen Metasedimenten und Metavulkaniten, die besonders während der varistischen Orogenese in mehreren Phasen gefaltet und regionalmetamorph (low grade-Metamorphose) überprägt wurden, aufgebaut. Im Oberkarbon erfolgte die Intrusion granitischer Magmen, die asymmetrische Kontakthöfe schufen. Die thermometamorphen Umbildungen reichen von Flecken- und Knotenschiefern bis zu Granat- und Andalusit-Biotit-Muskovit-Hornfelsen. Auf dem Paläozoikum liegen vereinzelt und diskordant geringmächtige Serien von Sandsteinen, Kalken und Konglomeraten eozänen Alters. In diesem Gesteinsinventar treten eine Vielzahl von F-Ba-Mi neral isationen auf. Nach ihrer Form sind es a) diskordante Gänge mit vorwiegend steilem Einfallen und b) schichtgebundene, schichtige und gangförmige Mineralisationen. Die diskordanten Gänge führen hauptsächlich Baryt, Fluorit, Kalkspat bzw. Dolomit, Quarz und wenig Fe-, Zn-, Pb- und Cu-Sulfide. Die schichtgebundenen Mineralisationen treten dagegen als Gangarten (Fluorit, Baryt und Kalkspat) von Buntmetall Vererzungen auf, die in Graphit-führenden Schiefern der silurisch-devonischen Monte Narba-Formation verbreitet sind. Geochemische Untersuchungen der Seltenerdelemente (SEE) und mikrothermometrische Messungen an den Fluoritproben belegen, daß die Mineralisationen aus mehrphasigen hydrothermalen Prozessen hervorgegangen sind, wobei der Fluorit vor allem aus Unlagerungen eines älteren (permischen) Stoffbestandes gebildet wurde. Nur eine einzige (tertiäre) Mineralisation trägt Züge einer "primären“ Kristallisation (Monte Cardiga). Die Flüssigkeitseinschlüsse weisen darauf hin, daß drei verschiedene Lösungsregime zur Bildung der F-Ba-Mineralisationen beigetragen haben:

• Regime I belegt Salinitäten von ca. 20 % NaCl-Äquivalent mit Homogenisierungstemperaturen von 70-300°C,
• Regime II (untergeordnet) belegt Salinitäten von ca. 30 % CaCl2-Äquivalent mit Homogenisierungstemperaturen von 70-130°C und
• Regime III (ebenfalls I untergeordnet) hat Salinitäten von ca. 5-8 % NaCl-Äquivalent mit Homogenisierungstemperaturen von 90-280°C. Bleiisotopenuntersuchungen an Bleiglanzproben aus den diskordanten Gängen belegen nach dem Modell von STACEY & CRAMERS (1975) vier verschiedene Modellalter: 400 Ma, 360 Ma, 275 Ma und 240 Ma. Bleiisotopenuntersuchungen an Bleiglanzproben aus den schichtgebundenen Vererzungen zeigen zwei verschiedene Modellalter an: 400 Ma und ca. 330 Ma. Aus den Nebengesteinsuntersuchungen läßt sich kein unmittelbarer Zusammenhang zwischen Fazies und Vulkanismus für das Element Fluor ableiten. Auch die übrigen Spurenelemente lassen keine signifikanten Korrelationen zwischen Nebengestein und Mineralisation erkennen. Zur Bildung der F-Ba-Mineralisationen ist die Kopplung von geotektonischen (d.h. varistische und alpidische Gebirgsbildung) und magmatisch-vulkanischen Aktivitäten (oberkarbonische Granitintrusionen und tertiärer Vulkanismus) Voraussetzung. Für eine erste Mineralisationsphase wird ein postgranitisches (permisches) Alter angenommen. Die alpidische Phase, die Sardinien mit einer intensiven Blocktektonik, begleitet von basaltischen und andesitischen Laven, überprägte, führte im wesentlichen zur Umlagerung der F-Ba-Mineralisationen unter hydrothermalen Bedingungen.

The provinces of Sarrabus-Gerrei located in the south-east part of Sardinia, bearing several ore deposits, and mineralizations. This region is built up by a sequence of paleozoic metasediments and metavolcanites with a thickness up to 1000 m. The sequence was folded and faulted mainly by the variscan orogeny in several phases and shows a low-grade metamorphism. The variscan orogenetic events are succeded by some granitic intrusions of upper carboniferous age. These intrusions lead to extensive processes of contact-metamorphism in the paleozoic cover, showing spots and nodules (mainly andalusite) in all kinds of rock types as well as garnet-bearing andalusite-biotite-muscovite-hornfels. The paleozoic basement is overlain by small discordant layers of conglomerates, sandstones and carbonate rocks of Eocene time. Beneath other deposits a large number of fluorite-barite (F-Ba) mineralizations occur in this region which can be distinguished in a) discordant vein-type deposits with steep dipping, and b) stratabound deposits with stratiform or sheetlike character and redeposition. The discordant veins (a) having barite, fluorite, calcite resp. dolomite, quartz and minor amounts of sulfides like pyrite, galena, sphalerite. The stratabound mineralizations (b) occur as gangue-minerals like fluorite, baryte, calcite accompaning the ore deposits of the so-called "Filone Argentífero", which is hosted in grafitic black shales with intercalated carbonate rocks of the Silurian-Devonian Monte Narba Formation. Geochemical investigations of the rare earth elements (REE) as well as microthermometric measurements on fluorite show that the F-Ba mineralization is a product of a multiphase hydrothermal process and the fluorite occuring today is characterized by redeposition. Only one mineralization (Tertiary age) shows the typical behaviour of a primary cristal lization (example from Monte Cardiga). According to fluid inclusions they can be divided into three different groups:

• Regime I has a salinity of 20 % NaCl equivalent with homogenization temperatures from 70 to 300 °C.
• Regime II (subordinated to I) has a salinity of 30 % CaCl2-equivalent with homogenization temperatures from 70 to 130 °C.
• Regime III (even subordinated to I) has a salinity of 5-8 % NaCl-equivalent with homogenization temperatures from 90 to 280 °C. Investigations on lead isotopes of galena samples from discordant veins (a) resulting in four different model ages: 400 Ma, 360 Ma, 275 Ma, 240 Ma. Investigations on lead isotopes of galena samples from stratabound mineralizations (b) resulting in two different ages: 400 Ma, 330 Ma. Geochemical investigations of -host rocks were carried out on sand- and siltstones, blackshales and metavolcanites. Concerning the element of Fluor there is no direct relationship between facies and volcanism. Even the other trace elements do not prove any significant correlation between hostrock and mineralization. The combination of geotectonic activities (variscan and alpidic orogeny) and a magmatic-volcanic event is an essential prerequisite for the development of F-Ba mineralizations. A first phase of mineralization took place in Permian times (postgranitic age). The alpidic era, characterized by blocktectonic movements and a basaltic to andesitic volcanism, lead mainly to a redeposition of older F-Ba mineralization under hydrothermal conditions.