Skip to main content
Log in

A new occurrence of garnetiferous skarn rocks in Saudi Arabia: a case study from Bahrah area, Jeddah–Makkah Al Mukaramah highway

تواجد جديد لصخور الإسكارن الجارنتية بالمملكة العربية السعودية: دراسة حالة من منطقة بحرة علي الطريق السريع بين جدة ومكة المكرمة

  • Original Paper
  • Published:
Arabian Journal of Geosciences Aims and scope Submit manuscript

Abstract

Metacarbonate rocks (including marble and skarn deposits) at Bahrah area are confined to a Precambrian island-arc suite made up mostly of massive basalts and volcaniclastics aligned in a NE-trending belt. The marbles are either pure (almost made up of calcite) or contain considerable amounts of tremolite, actinolite, epidote, and diopside. Garnet-bearing rocks at Bahrah area are classified into garnetiferous marble and skarn calc-silicate assemblages that are described here for the first time. The calc-silicates become more abundant when the marble becomes interbedded with foliated metabasalt. Such contact is delineated by an epidote zone of variable thickness. Microscopically, the skarns are enriched in Ca-bearing minerals such as grossular garnet, epidote, titanite, diopside, and augitic salite. There are evidence that calc-silicate skarns were formed due to a thermal effect of a concealed underground shallow granitic intrusion. The basaltic rocks furnished Mg2+, Fe2+, Ti4+, and Al3+ that were first concentrated in the epidote zone. This was followed by pervasive replacement of epidote by large idiomorphic garnet (grossularite) that attains up to ∼1.5 cm wide. It is evident that diopside is earlier than garnet with no replacement fabrics between the two minerals. Two types of titanite (sphene) can be distinguished: The first is secondary in the metabasalt host where titanite develops after titanomagnetite during regional metamorphism (i.e., metamorphic). On the other hand, the second type of titanite is found in the garnet-bearing calc-silicate skarn where it is typically euhedral with no link to any opaque phase and it is believed to be formed due to the event of superimposed thermal metamorphism (i.e., metasomatic). There are several evidence of the thermal metamorphic effect such as distinct granoblastic and annealing textures and K-metasomatism and formation of phlogopite at the expense of tremolite in the marble, in addition to poikiloblastic hornblende in the metabasalt host with distinct recrystallization. Also, there are some evidence of shearing such as brecciation along microshear planes, microfolding, introduction of fine euhedral pyrite, and presence of injected silica postdating crystallization of garnet in the calc-silicates.

الملخص العربي

صخور الكربونات المتحولة (والتي تضم رواسب الرخام و الإسكارن) بمنطقة بحرة موجودة ضمن صخور قوس-بركانية من الزمن البريكامبري و المتضمنة البازلت الكتلي والصخور الفتاتية البركانية الممتدة علي هيئة حزام في اتجاه الشمال شرق. والرخام الموجود هناك إما نقي (متكون في الغالب من الكالسيت) أو يحتوي علي كميات معقولة من التريموليت والأكتينوليت والإبيدوت والديوبسيد. والصخور الحاوية لمعدن الجارنت بمنطقة بحرة تقسم إلي رخام جارنتي وصحب إسكارن سليكاتية-كلسية والتي يتم وصفها هنا بهذه المنطقة للمرة الأولي. وتزداد كمية الصخور السليكاتة-الكلسية عندما يصبح الرخام متداخل طباقيا مع البازلت المتورق، ويميز التماس بينهم نطاق من الإبيدوت بسمك متغير. بناءا علي الدراسة المجهرية، هناك اثراء بالمعادن الحاوية للكالسيوم في صخور الإسكارن مثل الجارنت من نوعية الجروسيولار والإبيدوت والتيتانيت والساليت الأوجيتي. وهناك دلائل علي أن صخور الإسكارن السليكاتة-الكلسية تكونت بالتماس الحراري بفعل متداخل جرانيتي ضحل غير ظاهر علي السطح. وإمداد أيونات الماغنيسيوم والحديد الثنائي والتيتانيوم والألومينيوم كان بواسطة الصخور البازلتية والتي تركزت في بداية تكوين الإسكارن بنطاق الإبيدوت، وتلي ذلك إحلال كثيف للإبيدوت بالجروسيولاريت المكتمل الأوجة والأخير يبلغ عرضة حتى حوالي 1.5 سم. وتوضح الدراسة أن تكون الديوبسيد يسبق تكون الجارنت مع عدم وجود أي علاقات إحلالية بين المعدنين. كما أمكن التمييز بين نوعين من معدن التيتانيت (الإسفين)، إحداهما ثانوي وموجود بالبازلت الحاضن حيث يغلف التيتانيت معدن الماجنيتيت التيتاني بفعل التحول الاقليمي (أي انه تيتانيت متحول). وعلي الجانب الاخر، فأن النوع الثاني من التيتانيت يوجد بصخور الإسكارن السليكاتة-الكلسية الحاوية للجارنت حيث يكون التيتانيت مكتمل الأوجة وبدون أي ارتباط مع المعادن المعتمة لذلك يعتقد هنا أن التيتانيت في هذه الحالة تكون بفعل تحول حراري مطبوع علي التحول الاقليمي (أي انه تيتانيت ميتاسوماتي). وتوجد العديد من الدلائل علي فعل التحول الحراري مثل أنسجة الحبيبات الكبيرة المتكونة بفعل الحرارة وكذلك أنسجة التحميص، إضافة الي التحول الميتاسوماتي البوتاسي وتكوين الفلوجوبيت علي حساب التريموليت بالرخام، ووجود الهورنبلند البويكيلي بالبازلت الحاضن ووجود إعادة تبلور واضح. وأيضا توجد دلائل علي القص (الجز) مثل تكون البريشيا بطول مستويات القص الدقيقة، إضافة إلي الطيات الدقيقة ودخول البيريت المكتمل الأوجة والدقيق التحبب، مع وجود سليكا محقونة تاليه لتبلور الجارنت بالصخور السليكاتة-الكلسية.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Institutional subscriptions

Fig. 1
Fig. 2
Fig. 3
Fig. 4
Fig. 5
Fig. 6
Fig. 7
Fig. 8
Fig. 9
Fig. 10
Fig. 11
Fig. 12
Fig. 13
Fig. 14
Fig. 15
Fig. 16
Fig. 17

Similar content being viewed by others

References

  • Ahmed Z (2002) Composition of skarn grossular from Al-Madhiq area, SW Saudi Arabia. The Arab J Sci Eng 27(1A):3–16

    Google Scholar 

  • Ahmed Z, Hariri MM (2006) Formation and mineral chemistry of a calcite skarn from Al-Madhiq, SW Saudi Arabia. Chemie der Erde 66:187–201

    Article  Google Scholar 

  • Baghdadi AJ (1977) Reconnaissance survey of ornamental stone deposits in the Makkah quadrangle, 21D. Bureau de Recherches Geologiques et Minieres, Jeddah Open-File-Report 77-Jed-25, p 3

  • Berton Y (1968) Marble occurrences north of Buraykh. Saudi Arabian Deputy Ministry for Mineral Resources Open File Report BRGM, 68-JED-28, p 24

  • Burt DM (1982) Skarn deposits—historical bibliography through 1970. Econ Geol 77:755–763

    Article  Google Scholar 

  • Catalog of Saudi Arabian Stones-1401 (1981) Deputy Ministry for Mineral Resources Saudi Arabian Deputy Ministry for Mineral Resources Special. Publ. SP-1, p 52

  • Einaudi MT, Meinert LD, Newberry RJ (1981) Skarn deposits. Econ Geol 75:317–391

    Google Scholar 

  • Geological Conservation Review (2007) Camas Mor, Isle of Muck, cited in vol. no. 4 “British Tertiary Volcanic Province”, chapter no. 3 “The small Isles—Rum, Eigg, Muck, Cana-Sanday”. www.jncc.gov.uk, 1–4

  • Jackson JA, Mehl JP, Neuendorf KE (2005) Glossary of geology. American Geological Institute, Alexandria, p 779

    Google Scholar 

  • Kerrick DM (1977) The genesis of zoned skarns in the Sierra Nevada. California J Petrol 18:144–181

    Google Scholar 

  • Kerrick DM (1991) Overview of contact metamorphism. Rev Miner 26:1–12

    Google Scholar 

  • Laurent D (1969) Marble concession at Jabal Farasan. Saudi Arabian Deputy Ministry for Mineral Resources Open-File Report BRGM, 69-JED-30, p 3

  • Laurent D (1972) Prospecting for marble in Saudi Arabia. Saudi Arabian Deputy Ministry for Mineral Resources Open-File Report BRGM, 72-JED-19, p 58

  • Laurent D (1984) Ornamental stones. In: Collenette P, Grainger DJ (eds) Mineral resources of Saudi Arabia, not including oil, natural gas, and sulfur. Ministry of Petroleum and Mineral Resources, Directorate General of Mineral Resources, Jeddah, pp 200–206

    Google Scholar 

  • Lopez VL, Gregori DA (2004) Provenance and evolution of the Guarguariiz Complex, Cordillera Frontal. Argentina Gondwana Res 7(4):1197–1208

    Article  Google Scholar 

  • Meinert LD (1992) Skarns and skarn deposits. Geoscience Canada 19:145–162

    Google Scholar 

  • Meinert LD (1998) A review of skarns that contain gold. In: Lentz DR (ed) Mineralized intrusion-related systems: Mineralogical Association of Canada short course series, short course volume 26. Mineralogical Association of Canada, Toronto, pp 359–414

    Google Scholar 

  • Moore TA, Al Rehaili MH (1989) Explanation notes to the geologic map of the Makkah quadrangle, Sheet 21 D, Kingdom of Saudi Arabia. Geologic Map No. GM-107C. Directorate General of Mineral Resources, Jeddah, p 61

    Google Scholar 

  • Moufti AMB, Surour AA (2009) Jabal Ash Shumt skarn deposits, Saudi Arabia: evidence for superimposed metamorphism from meso- & microscopic fabrics and mineral chemistry. Arab J Sci Eng (in press)

  • Passaglia EA, Rinaldi R (1984) Katoite, a new member of the Ca3Al2(SiO4)3–Ca3Al2(OH)12 series and a new nomenclature for the hydrogrossular group of minerals. Bull Minéral 107:605–618

    Google Scholar 

  • Patel SC (2007) Vesuvianite–wollastonite–grossular-bearing calc-silicate rock near Tatapani, Surguja district, Chhattisgarh. J Earth Syst Sci 116(2):143–147

    Article  Google Scholar 

  • Ramsay CR (1986) Explanatory notes to the geologic map of the Rabigh quadrangle, sheet 22 D, Kingdom of Saudi Arabia (to accompany Map GM-84), from an original synthesis by W.J. Skiba, C.F. Gilboy and J.W. Smith. Deputy Ministry for Mineral Resources, Jeddah, p 49

    Google Scholar 

  • Rosen O, Desmons J, Fettes D (2007) Metacarbonate and related rocks. Provisional recommendations by the IUGS sub-commission on the systematics of metamorphic rocks. Web Version of 01.02.07. www.bgs.ac.uk/SCMR

  • Sanchez-Vizciano VL, Soto JI (1999) Metamorphism of calc-silicate rocks from the Alboran basement. In: Riegel RN (ed) Proceedings of the ocean drilling program, vol. no. 161, chapter no. 18, Scientific Results, Mediterranean Sea II, The Western Mediterranean, Sites 974–979

  • Satish-Kumar M, Dunkley DJ, Motoyoshi Y (2007) Titanite SHRIMP geochronology of UHT calc-silicate rocks from Rundvågshetta, Lützow Holm Complex, East Antractica. NII Electronic Library Service. The Geol Soc Japan 114:170

    Google Scholar 

  • Sengupta P, Raith MM, Datta A (2004) Stability of fluorite and titanite in a calc-silicate rock from the Vizianagaram area, Eastern Ghats Belt, India. J Metamorph Geol 22(4):345–359

    Article  Google Scholar 

  • Smith JW (1980) Reconnaissance geology of the At Tai’f quadrangle, Sheet 21/40 C, Kingdom of Saudi Arabia. Geologic map no. GM-35. Directorate General of Mineral Resources, Jeddah, p 33

    Google Scholar 

  • Thompson GR (2000) Geochemical and geological assessment report on the “025” Claim Group, Altin Mining Division, NW British Columbia. www.aris.empr.gov.bc.ca/ArisReports/26379.PDF

  • Tornebohm AE (1875) Geognostisk beskrifning ofver Persbergets Grufvefalt: Sveriges Geologiska Undersokning. Norstedt, Stockholm, p 21 (In Swedish)

    Google Scholar 

  • Zharikov VA (1970) Skarns. Int Geol Rev 12:541–559, 619–647 and 760–775

    Article  Google Scholar 

  • Ye K, Liu J-B, Cong B-L, Ye D-N, Xu P, Omori S, Maruyama S (2002) Ultrahigh-pressure (UHP) low-Al titanites from carbonate-bearing rocks in Dabieshan-Sulu UHP terrane, eastern China. Amer Mineral 87:875–881

    Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Corresponding author

Correspondence to Adel A. Surour.

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Cite this article

Surour, A.A., Moufti, A.M.B. A new occurrence of garnetiferous skarn rocks in Saudi Arabia: a case study from Bahrah area, Jeddah–Makkah Al Mukaramah highway. Arab J Geosci 4, 879–897 (2011). https://doi.org/10.1007/s12517-009-0111-8

Download citation

  • Received:

  • Accepted:

  • Published:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/s12517-009-0111-8

Keywords

Navigation