Project

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Distal skarns as an ore-forming environment

English title Distal skarns as an ore-forming environment
Applicant Kouzmanov Kalin
Number 165752
Funding scheme Project funding
Research institution Département des sciences de la Terre Université de Genève
Institution of higher education University of Geneva - GE
Main discipline Geochemistry
Start/End 01.07.2016 - 28.02.2021
Approved amount 357'822.00
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All Disciplines (3)

Discipline
Geochemistry
Other disciplines of Earth Sciences
Mineralogy

Keywords (11)

trace elements; vectoring; distal skarns; fluid inclusions; skarn calc-silicates; mineralizing fluids; LA-ICP-MS; Sr, Nd, Zn isotopes; Madan; Calamita; Megalo Livadi

Lay Summary (French)

Lead
La formation des skarns résulte de l’interaction entre des magmas silicatés ou des fluides hydrothermaux de haute température et des roches carbonatées. Lorsqu’il n’existe pas de relation spatiale et génétique avec un corps magmatique, les skarns sont nommés « distaux ». Les skarns distaux sont essentiellement minéralisés en Zn et Pb-Zn-Ag, ou exceptionnellement en Fe. Ce projet vise à élucider les divers processus géologique qui sont à l’origine des gisements métallifères associés aux skarns distaux et sera focalisé sur l’étude de trois systèmes avec une spécialisation en métaux distincte - le skarn à Fe de Calamita (Ile d’Elbe, Italie), le district minier de Madan à Pb-Zn (Rhodopes centrales, Bulgarie) et le skarn à Fe ± Pb-Zn-Cu de Megalo Livadi (Ile de Sérifos, Grèce).
Lay summary

Le projet est organisé en deux parties. La première partie est orientée vers l’étude des processus géochimiques à l’origine des skarns distaux. Elle est centrée sur : la caractérisation quantitative de la zonation minéralogique et géochimique des skarns, l’étude des fluides minéralisateur dans cet environnement géologique – reconstitution des paramètres P-T-X des fluides, leur contenu en métaux et soufre et la reconnaissance de leur potentiel minéralisateur, l’utilisation de certains éléments-traces dans les minéraux de skarns comme vecteurs pour l’exploration de ce type de systèmes, traçage isotopique de la minéralisation visant à déterminer la source des métaux dans ces gisements.

La deuxième partie consiste à étudier l’architecture des skarns distaux comme un environnement minéralisateur en s’appuyant sur une étude de terrain très poussé – cartographie 2D et 3D de la minéralogie et des textures des skarns, complétée par des cartes magnétique (analyse de la susceptibilité magnétique, ASM) et une étude détaillée du front de skarnification, un environnement dominé par des processus d’infiltration.   

Ce projet générera de données inédites sur la signature géochimique des skarns distaux et les fluides minéralisateurs, qui une fois intégrées avec les données de terrain et géochimiques existantes pour les trois sites d’étude, pourront mener à la génération d’un model sur les divers processus qui gouvernent la formation de ce type de skarn et la précipitation des métaux dans cet environnement. Le travail sur l’identification de minéraux-vecteurs dans ce contexte, ainsi que leur signature géochimique est entièrement orienté vers l’exploration de ce type de systèmes hydrothermaux.
Direct link to Lay Summary Last update: 08.07.2016

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Name Institute

Associated projects

Number Title Start Funding scheme
177026 Re-equiping the noble gas laboratory to perform state of the art science, University of Geneva 01.03.2018 R'EQUIP
160071 Fluids and ore forming processes in the continental crust (cont) 01.04.2015 Project funding

Abstract

Main applicant: Dr. Kalin Kouzmanov, October 1, 2015Project title: Distal skarns as an ore-forming environment1. SummarySkarn formation results from the interaction between silicate melts or high-temperature hydrothermal fluids and carbonate host rocks. Skarns consist of calc-silicates and commonly host economic Cu, Zn-Pb-Ag, Au, Sn, W or Mo mineralization. Skarn deposits formed in the vicinity of the causative magmatic bodies are called proximal. In the contrary, if there is no clear relationship with an intrusive body, the skarns are called distal. Distal skarns are dominantly Zn or Pb-Zn-Ag and in particular cases may host Fe mineralization. This project is focused on the understanding of the geological and fluid processes leading to the formation of distal skarn deposits, studying a suite of three systems with different metal endowment but sharing common geological features - the Calamita Fe-skarn (Elba Island, Italy), the Madan Pb-Zn ore field (central Rhodopes, Bulgaria) and the Megalo Livadi Fe ± Pb-Zn-Cu skarn (Serifos Island, Greece). The project is organized in two subprojects with particular goals.Sub-project A (PhD student) is the main constituent of the present proposal and focuses on the geochemical processes leading to distal skarn formation. It includes: i) quantitative characterization of the mineralogical and geochemical zonation of skarn bodies with respect to host rocks and ores; ii) systematic study of skarn- and ore-forming fluids - reconstruction of P-T-X parameters and fluid chemistry, with special emphasis on metal and sulfur content of the fluids in order to evaluate their mineralizing potential; iii) evaluation of the use of trace-element compositions of the main skarn-forming minerals (pyroxene, epidote, ilvaite, titanite) as exploration vectors for (distal) skarn deposits; and iv) stable (O, H, C, S) and radiogenic (Sr-Nd) isotope tracing of skarn-forming fluid processes. Pilot study on Zn-isotope geochemistry of skarn-forming calc-silicates aims tracking the still controversial source of zinc (metals) in these systems. Sub-project B (applicant) has a more important field component and will be conducted in closer collaboration with local partners. Major goal of the sub-project is to characterize the architecture of the distal skarns as an ore-forming environment performing: i) quantitative field studies combining a careful three-dimensional reconstruction of the skarn body morphology and a precise quantitative analysis of the internal skarn structures, resulting in generation of 2D and 3D maps of the skarn bodies, incorporating also maps of intensity of magnetic fabrics; ii) magnetic fabric analysis (AMS) in combination with textural and quantitative mineral analysis, with special focus on the detailed characterization of the skarnification front as an environment with complex infiltration-driven reactions governing the skarn formation and propagation; and iii) trace element characterization of the samples used for textural analysis to study the influence of major, minor and trace element composition on the intensity of AMS signals.Integration of the newly acquired results and interpretations with existing field and geochemical data for the three sites of study may lead to generation of a model for fluid processes which govern distal skarn formation, as well as transport and deposition of metals (ore precipitation) in carbonate-hosted environment sensu largo.
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