Magmatism in the Iberian Pyrite Belt: petrological constraints on a metallogenic model |
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Authors: | D Thiéblemont E Pascual G Stein |
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Institution: | (1) BRGM, SGN/I2G/GEO, BP 6009, 45060 Orléans Cedex, France e-mail: d.thieblemont@brgm.fr, FR;(2) Dept. Geol. Mineria, University of Huelva, Campus La Rábida, 21819 Palos de la Fontera (Huelva), Spain, ES;(3) BRGM, SMN/DEX, BP 6009, 45060 Orléans Cedex, France, FR |
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Abstract: | Igneous formations associated with massive sulphide deposits in the Iberian Pyrite Belt (IPB) are essentially composed of
basic lavas and dolerites, and dacitic to rhyolitic volcanites; intermediate lavas are subordinate. The basic rocks show variable
geochemical characteristics: lavas and dolerites comparable to recent within-plate alkaline basalts seem restricted to the
western and southern parts of the IPB, whereas basic rocks comparable to continental tholeiites or arc-related basalts occur
across the whole belt. The felsic rocks are classified as calc-alkaline and belong to the “low-Al2O3 and high-Yb type”. At given SiO2, Al2O3 and TiO2 contents, they show variable Zr, Nb, and HREE contents. Heavy-rare-earth element fractionation decreases from the dacites
to the rhyolites (Gd/Yb]N ∼ 1), whereas the negative Eu-anomaly becomes more pronounced. The characteristics of the rhyolites are typical of sulphide-fertile
volcanic packages. Trace-element modelling suggests that the felsic rocks evolved from a dacitic parent magma through fractional
crystallization of hornblende and plagioclase. Partial melting of an amphibolite protolith, which appears as the most probable
model for the origin of this dacitic magma, requires a high T/P gradient in the crust. The occurrence of alkaline basalts and continental tholeiites is consistent with formation of the
IPB in a tensional tectonic setting. However, the associated island-arc tholeiites suggest a location in a domain of plate
convergence. Emplacement in a fore-arc basin over a recently accreted crustal segment is envisaged as a possible hypothesis
to account for the geological and petrological constraints. A high geothermal gradient and eruption in a submarine tensional
basin could have been two key ingredients for the development of massive sulphide deposits within the IPB.
Resumen (translated by E. Pascual) Las formaciones ígneas asociadas con los depósitos de sulfuros masivos de la Faja Pirítica Ibérica
(IPB) se componen esencialmente de doleritas y lavas básicas y de rocas volcánicas dacíticas a riolíticas; las lavas intermedias
son poco abundantes. Las rocas básicas muestran caracteres geoquímicos variables: lavas y doleritas comparables a basaltos
alcalinos intraplaca recientes parecen hasta ahora restringidos a las partes W y S de la IPB, mientras que rocas básicas de
caracteres comparables a las de toleítas continentales o basaltos relacionados con arcos aparecen en toda la zona. Las rocas
ácidas se clasifican como calcoalcalinas del tipo “low-Al2O3, high-Yb”. Para un contenido dado en SiO2, Al2O3 y TiO2, muestran contenidos variables en Zr, Nb y REE. El contenido en tierras raras pesadas decrece de dacitas a riolitas (Gd/Yb]N ∼ 1), al tiempo que la anomalía de Eu se hace más pronunciada. La modelización de elementos trazas sugiere que las rocas
evolucionaron a partir de un magma parental dacítico mediante cristalización fraccionada de hornblenda y plagioclasa. La fusión
parcial de un protolito anfibolítico, que parece el modelo más plausible para el origen del magma dacítico, requiere un elevado
gradiente T/P en la corteza. La existencia de basaltos alcalinos y de toleítas continentales es congruente con la formación
de la IPB en un entorno tectónico distensivo. El emplazamiento en una cuenca “fore-arc”, en un segmento cortical de reciente
acreción, se contempla como una hipótesis posible para explicar los caracteres geológicos y petrológicos. Un alto gradiente
térmico, junto con la erupción en una cuenca submarina extensional, pueden haber sido los dos ingredientes clave en el desarrollo
de los depósitos de sulfuros masivos en la IPB.
Received: 3 March 1996 / Accepted: 7 April 1997 |
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