Rb-Sr sphalerite data and implications for the source and timing of Pb-Zn deposits at the Caledonian margin in Sweden

Abstract

The eastern Caledonian erosional front hosts the world-class Pb-Zn deposit at Laisvall (64 Mt mined) and Granberget mineralization, northern Sweden, along with several other smaller, related types of deposits consisting of impregnation mineralization of galena and sphalerite in clastic host rocks. Previous work have discussed the nature of the ore-forming processes and constraints for the timing of the mineralization, however, the mechanisms are still not fully understood and previous age determinations are ambiguous. The main challenge with obtaining reliable ages for the mineralization is the lack of minerals available for dating and the complex nature of the available isotope data. This thesis aims to improve the understanding for the ore-forming processes in the Laisvall type of deposit and, if possible, obtain an age for the mineralization by utilizing the crush-leach technique on disseminated sphalerite from Laisvall and Granberget with subsequent ID-TIMS isotope analysis. In general, the data is complex and our results does not provide a robust age for the mineralization. However, our data are in agreement with the hypothesis that ore-fluids with contrasting 87Sr/86Sr were mixing during the syn-ore forming stage. These results are opposing previous hypotheses which are favoring a post-ore disturbance causing scatter in the isotope data. Our data provide further support for hydrothermal circulation in response to orogenic tectonics at a regional scale, forming Pb-Zn mineralizations at multiple locations during a relatively short time-interval, either related to an event at ca. 540 Ma (related to the Timian orogeny) or at ca. 467 Ma (related to the Caledonian orogeny). Thus, these findings implicate that the Pb-Zn deposits in the Caledonian forefront was caused by a single, regional process. The results provide further insights to the genetic model for the Caledonian sediment hosted Pb-Zn deposits.Längs Kaledonidernas östra erosionsfront finns den världskända bly- och zinkfyndigheten vid Laisvall (totalt 64 miljoner ton bruten malm) och mineraliseringen vid Granberget samt flertalet mindre malmkroppar av impregnationstyp bestående av blyglans och zinkblände som kristalliserat i klastiska bergarter. I äldre litteratur har mineraliseringsprocesserna och tidsspannet för mineralisationen diskuterats, men processerna är fortfarande långt ifrån klargjorda och tidigare dateringar bör beaktas med viss skepsis. Den huvudsakliga utmaningen med att producera pålitliga dateringar av malmen är dels avsaknaden av daterbara mineral och dels det komplexa mönstret hos den data som befintliga geokronologiska metoder producerat. Målet med denna uppsats är att klargöra och fördjupa förståelsen för malmbildningsprocesserna vid Laisvall- och Granbergetmalmerna samt, om möjligt, datera malmen med hjälp av ID-TIMS isotopanalys av rubidium och strontium från zinkblände. Datan är överlag komplex och svårtolkad och våra resultat kan inte ge en precis och robust ålder för mineraliseringen. Datan styrker däremot hypotesen om att malmfluider med kontrasterande 87Sr/86Sr-isotopskvoter blandades i samband med malmgenesen. Dessa resultat står i motsats till tidigare hypoteser som argumenterar för att isotopsystemet skall ha blivit stört efter mineraliseringen avslutades. Vår data stödjer hypotesen om att bergskedjebildning kan ha gett upphov till hydrotermala fluider som cirkulerade på en regional nivå, vilket i sin tur ledde till bly- och zinkmineraliseringar på flertalet platser under ett relativt kort tidsintervall, relaterat till antingen den Timiska orogenesen (ca. 540 miljoner år sedan) eller ett tidigt stadium av den Kaledonska orogenesen (ca. 470 miljoner år sedan). Dessa resultat tyder på att blyoch zinkfyndigheterna längs den Kaledoniska bergskedjans rand har skapats av en ensam, regional process. I tillägg till detta bidrar också resultaten till en ökad kunskap och förståelse för Kaledoniska bly- och zinkmalmer i sedimentära moderbergarter

    Similar works