Mineralogy and mineral chemistry of auriferous stream sediments from Al Wajh area, NW Saudi Arabia

Abstract

A detailed ore microscopic study strengthened by fire assay data of Al Wajh stream sediments (Wadi Al Miyah, Wadi Haramil and Wadi Thalbah) in northwestern Saudi Arabia shows economic concentrations of gold in the silt fraction (40–63 μm). However, particles of extremely fine “dusty” gold (≤40 μm in size) were also identified in most stations as independent grains. The maximum gold content in the samples of Wadi Al Miyah is 13.61 wt%, which is reported for the heavy fraction (<40 μm). Maximum gold content in the heavy fractions of Wadi Haramil stream sediments amounts 6.90 g/t Au in a relatively coarse fraction (63–125 μm). It appears that the most fertile heavy fraction in gold among the analysed samples are those from Wadi Thalbah that have the highest index figure, which makes the placer gold in them more profitable from the economic point of view. The gold content in the heavy fractions of samples from Wadi Thalbah is economically high lying in the range 6.27–28.83 g/t Au, except for a sample collected at the upstream with 0.77 g/t Au. Al Wajh stream sediments (including the beach light and black sands) are also rich in Fe–Ti oxides, rutile and zircon, whereas monazite and thorite are much lesser. Mineral chemistry of magnetite indicates a distinct titanomagnetite variety (with 3.85 wt% TiO₂) which is consistent with the ore microscopic investigation. The titanomagnetite is V- and Cr-free, which indicates derivation from a more felsic source than a mafic one. No traces of U were found in zircon that sometimes bears up to 2.74 wt% Hf₂O₃. Chemical analyses of monazite show typical common contents of rare earth elements such as La, Ce, Nd and Sm. Thorite is either U-free or uranothorite varieties where the latter contains up to 31.79 wt% UO₂. One of the U-free thorite grains is Y-bearing and contains 7.13 wt% Y₂O₃.

Abstract

توضح الدراسة المجهرية للخامات المعدنية والتي تعضدها بيانات التحليل التقديري الناري لرسوبيات الوديان بمنطقة الوجه (وادي المياه، وادي حرامل، وادي ثلبة) في شمال المملكة العربية السعودية، أن هناك تركيزات اقتصادية للذهب في كسرة الغرين التي يتراوح حجمها من 40 إلى 63 ميكرومتر. في معظم الحالات المدروسة تم رصد حبيبات من الذهب الطليق متناهية الصغر (أقل أو تساوي 40 ميكروميتر). كما اتضح أيضا أن أعلى محتوى لفلز الذهب وجد في القطفات المعدنية الثقيلة دقيقة الحجم المأخوذة من وادي المياه والتي تقدر 13.61 جرام/الطن. أما المحتوى الأعلى في القطفات المعدنية الثقيلة الأكبر نسبيا في الحجم (تتراوح من 63 إلى 125 ميكروميتر) المأخوذة من الرواسب الوديانية بوادي حرامل يصل إلى 6.90 جرام/طن. ويبدو أن القطفات الثقيلة لرسوبيات وادي ثلبة الوديانية هي الأخصب من حيث محتوى الذهب وتلك العينات لها شكل مميز مما يجعل ذهب المراقد بذلك الوادي ذو ربحية مشجعة وذلك من الناحية الاقتصادية. وتتراوح التركيزات الاقتصادية للذهب في عينات وادي ثلبة بين 6.27 - 28.83 جرام/طن باستثناء عينة وحيدة تم تسجيل كمية ذهب بها لا تتعدى 0.77 جرام/طن. عينات الرواسب الوديانية بمنطقة الوجه (بما في ذلك الرمال الشاطئية السوداء والفاتحة اللون) غنية بمعادن خامات أكاسيد الحديد والتيتانيوم والروتيل والزيركون، بالإضافة إلى كميات أقل بكثير من معدني المونازيت والثوريت. وتوضح كيمياء المعادن أن معدن الماجنيتيت غني بالتيتانوماجنيتيت (ماجنيتيت تيتاني به 3.85% من ثاني أوكسيد التيتانيوم) وهو ما أثبتته أيضا الدراسة المجهرية. وهذا الماجنيتيت التيتاني لا يحتوي على عنصري الكروم والفاتيديوم مما يعطي دلالة على أن هذه الصخور فلسية أكثر منها مافية، وأن الزيركون الموجود لا يحتوي على عنصر اليورانيوم بينما يحتوي على أكسيد هافتيوم حتى 2.74%. أما التحاليل الكيميائية للمونازيت فإنها تظهر وجود كميات من العناصر الأرضية النادرة مثل اللانثاتوم والسيريوم والنيوديوم والسماريوم. أما معدن الثوريت فقد تم تسجيل نوعان منه أحدهما لا يحتوي على اليورانيوم أما الآخر فيحتوي على 31.79% من ثاني أوكسيد اليورانيوم. ولقد اكتشف في إحدى حبيبات الثوريت أنها لا تحتوي على اليورانيوم ولكنها تحتوي على عنصر أكسيد الأيتريوم تصل نسبته إلى 7.13%.