Découverte de microstructures de nodules polymétalliques dans les minéralisations manganésifères métamorphiques de Falotta et de Parsettens (Grisons-Suisse)

Abstract

The manganese ores of Falotta and Parsettens (Oberhalbstein, Grison Canton, Switzerland) are enclosed in Upper Jurassic radiolarites and overlay ophiolites of Upper Pennine nappes. These ores exhibit the botryoidal microstructures typical of manganese nodules. The mineralogical components of the outerpart of these nodules, which were affected by alpine metamorphism — were first transformed gradually into a poorly crystallized braunite (with a large excess of SiO₂). In contrast, the inner part of the nodules is composed of well-crystallized braunite with normal (10 wt%) contents of SiO₂. Narrow veinlets with intermediate members of the cryptomelane-hollandite isostructural series crosscut the braunite mineralization, and represent a secondary paragenesis. A third step is marked by the appearance of todorokite and birnessite through the oxidation of the rhodonite veinlets. This is apparently the first observation of primary botryoidal microstructures in these nodules — and the first observation of braunite microstructures in a metamorphic area. The occurrence of undeformed volcanic and sedimentary textures in the upper Platta thrust sheets explains the preservation of these primary structures in these nodules. Moreover, the increase in flattening and intensive schistosity from Falotta to Parsettens may be related with the enrichment of Sr²⁺ in the intermediate members of the cryptomelane-hollandite series and with the destabilization of the braunite along the veinlets. It must also be pointed out that the Fe/Mn or Mn/Co&+Cu&+Ni ratios, currently used in research on manganese nodules, seem to be inadequate even for the Falotta ore, in which the best-preserved primary microstructures exist. In Falotta as in Parsettens, todorokite and birnessite come from the late rhodonite veinlets and are not related with the primary ore.

Résumé

Les minéralisations manganésifères de Falotta et de Parsettens (Grisons-Suisse) se manifestent dans les radiolarites du Jurassique supérieur et elles sont déposées sur les ophiolites du domaine pennique. Ce minerai présente des microstructures botryoïdales caractéristiques des nodules polymétalliques. Les phases minéralogiques des nodules, sous l'effet du métamorphisme alpin, se transforment de façon progressive en braunite faiblement cristallisée (avec un important excès en SiO₂) à la périphérie des structures botryoïdales; par contre, vers la partie centrale de ces structures, la braunite est souvent largement cristallisée (sa teneur en SiO₂ est normale). De fines veinules constituées de termes intermédiaires de la série isostructurale de la cryptomélanehollandite recoupent la minéralisation de braunite et indiquent la deuxième étape dans l'évolution du minerai oxydé de Falotta et Parsettens. La troisième étape est représentée par la présence de la todorokite et de la birnessite due à l'oxydation des veinules postérieures de rhodonite. Ces deux oxydes n'ont aucun rapport direct avec la minéralisation primaire. L'existence de structures sédimentaires et volcaniques non déformées dans les écailles supérieures de la nappe de Platta permet d'expliquer la conservation de microstructures primaires de nodules polymétalliques dans le minerai de braunite. La variation de la teneur en Sr²⁺ observée lorsque l'on va de Falotta vers Parsettens, dans les termes intermédiaires de la série isostructurale de la cryptomélane-hollandite, ainsi que la déstabilisation de la braunite au voisinage des veinules, seraient liées à la différence du degré de déformation entre ces deux zones. Il est important de remarquer que les paramètres géochimiques Fe/Mn ou Mn/Co&+Cu&+Ni, couramment utilisés dans les travaux sur les nodules polymétalliques, sont inadéquats même dans les structures les mieux préservées.