The volcanic-hosted massive sulphide deposits of the Iberian Pyrite Belt Review and preface to the Thematic Issue

Abstract

The Iberian Pyrite Belt (IPB) has, over the past decade, been an area of renewed mining activity and scientific research that has resulted in a wealth of new data and new geological and metallogenic concepts that are succinctly presented in this Thematic Issue. The reason for this interest in the IPB, which forms part of the Hercynian orogenic belt, is that its Late Devonian to Middle Carboniferous rocks host a huge quantity of volcanic-hosted massive sulphide (VMS) mineralization (1700 Mt of sulphides, totalling 14.6 Mt Cu, 13.0 Mt Pb, 34.9 Mt Zn, 46100 t Ag and 880 t Au). The mineralization and its environment display a number of typical signatures that can be related to the mineralogy and zoning of the sulphide orebodies, to the lead isotopes of the mineralization, to the geochemical and mineralogical variations in the hydrothermal alteration halos surrounding the orebodies, to the geochemical characteristics of the bimodal volcanics hosting the VMS, to the complex structural evolution during the Hercynian orogeny, to the presence of palaeofaults and synsedimentary structures that acted as channels and discharge traps for the metalliferous fluids, and to the gossans developed over VMS. Discriminant geological criteria have been deduced for each domain which can be helpful in mineral exploration, complementing the more traditional prospecting techniques. Although the question of the IPB's geodynamic setting is still under debate, any interpretation must now take into account some incontrovertible constraints: for example, the geochemical characteristics of a large part of the basic lavas are comparable to those of mantle-derived basalts emplaced in extensional tectonic settings, and the associated acidic rocks were produced by melting of a basic crustal protolith at low- to medium-pressures and a steep geothermal gradient, thus, the sulphide-bearing volcano-sedimentary sequence differs strongly from recent arc-related series. It is considered here that the tectonic setting was extensional and epicontinental and that it developed during the Hercynian plate convergence, that culminated in thin-skinned deformation and accretion of the South Portuguese terrane to the Iberian Paleozoic continental block.

Resumen

(translated by E. Pascual) Durante la década pasada, la Faja Pirítica Ibérica (FPI) ha sido un área de actividad minera e investigación cientifica renovadas, lo que ha conducido a la obtención de nuevos datos y conceptos geológicos y metalogénicos, que se exponen sucintamente en este Número Especial. La razón de este interés en la FPI, que forma parte del cinturón orogénico hercínico, es que sus rocas, cuyas edades abarcan desde el Devónico tardío al Carbonífero Medio, albergan una enorme cantidad de mineralizaciones de sulfuros masivos ligados a vulcanismo (1700 millones de toneladas de sulfuros, que totalizan 14,6 Mt de Cu, 13,0 Mt de Pb, 34,9 Mt de Zn, 46100 toneladas de Ag y 880 toneladas de Au). Las mineralizaciones y su entorno muestran signaturas que se pueden relacionar con la mineralogía y la zonación de las masas de sulfuros, con los isótopos de plomo de la mineralización, con las variaciones en los halos de alteración hidrotermal alrededor de las mineralizaciones, con los caracteres geoquímicos de las rocas volcánicas bimodales que albergan los sulfuros masivos, con la compleja evolución tectónica del conjunto durante la orogenia hercínica, con la existencia de paleofallas y estructuras sinsedimentarias que actuaron como canales y trampas de descarga para los fluidos metalíferos y los gossans que se desarrollaron sobre los sulfuros. Se han deducido criterios geológicos discriminantes para cada área de conocimiento, que pueden ser útiles para la exploración minera, complementando las técnicas más tradicionales de prospección. Aunque la cuestión del entorno geodinámico de la FPI todavía es materia de debate, cualquier interpretación tiene que tener ahora en cuenta algunas restricciones incontrovertibles: por ejemplo, los caracteres geoquímicos de una gran parte de las rocas básicas son comparables a los de basaltos derivados del manto y emplazados en entornos tectónicos extensionales, y las rocas ácidas asociadas se produjeron a partir de un protolito cortical básico, a presiones bajas o intermedias y asociadas a un abrupto gradiente térmico. Por consiguiente, la secuencia vulcanosedimentaria que contiene los sulfuros masivos difiere claramente de las series recientes relacionadas con entornos de arco. Consideramos aquí que el entorno tectónico fue extensional y epicontinental y que tuvo lugar durante la convergencia de placas hercínica, que culminó en deformación “thin-skinned” y acreción del terreno constituído por la Zona Sudportuguesa al bloque continental paleozoico ibérico.