Skip to main content
SpringerLink
Log in

Mineralogy, geochemistry, and origin of hydrothermal manganese veins at Wadi Maliek, Southern Eastern Desert, Egypt

معدنية وجيوكميائية ونشأة عروق المنجنيز في وادي معاليك, جنوب الصحراء الشرقيه, مصر

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

Abstract

The present work deals with the geology, mineralogy, geochemistry, and origin of the metagabbroic-hosted manganese deposits at Wadi Maliek in the southern Eastern Desert of Egypt. The manganese veins are found in the shear zones and channel ways of the fault planes within the metagabbroic rocks pointing to those hydrothermal solutions carrying manganese and iron load penetrating along these fractures. These faults are striking N 80° E–S 80° W with dipping 65°. These veins vary in thickness from 15 cm up to 125 cm wide; each vein may show difference in thickness from bottom to top. Microscopic examinations, X-ray diffraction, infrared spectral, differential thermal (DTA), thermogravimetric (TGA), and ESEM-EDAX analyses revealed that the manganese minerals consist mainly of pyrolusite, psilomelane, and ramsdellite. Goethite and hematite are the common iron minerals. Petrographically, the manganese deposits can be classified into three ore types based on the predominance of manganese and iron minerals: manganese, manganese–iron, and iron ore types. The geochemistry of Maliek deposits indicated that the total averages of some major oxides in manganese, manganese–iron, and iron ore types are respectively as follows: SiO2 (15.64%, 11.52%, and 20.58%), MnO (39.9%, 17.81%, and 0.77%), FeO* (7.13%, 33.31%, and 37.08%), CaO (5.89%, 5.82%, and 5.32%), and Na2O (1.04%, 1.61%, and 1.53%). With regard to trace elements, the Maliek manganese deposits are rich in Zn, Ba, Pb, Sr, and V. Based on the geological, mineralogical, and geochemical results, the studied manganese deposits are considered to be precipitated from hydrothermal solution.

Abstract

يتواجد خام المنجنيز في صورة عروق أو عريقات أو جيوب صغيرة داخل صخورَ الميتاجابرو. حيث تملأ عروق المنجنيز الشقوق الموجودة في صخور الجابرو، ويتراوح سمك العرق ما بين 15 سم إلى 125 سم ممتدة في اتجاه (شمال شرق—جنوب غرب) بزاوية ميل 60 درجه. أما جيوب المنجنيز فتكون عادة غير متصلة ومستديرة إلى شبه مستديرة بحيث يتراوح قطر الواحدة ما بين 20 سم إلى 25 سم.

اعتمادا على الدراسه الميكروسكوبية لصخور الميتاجابرو أمكن تقسيمها إلى أربع أنواع أساسيه وهى: الميتاجابرو العادي، الميتاجابرو الغنى بالكوارتز، الدايوريت، الأمفيبوليت.

أظهرت الدراسه الميكروسكوبية التفصيلية للقطاعات الرقيقة والمصقولة لرواسب المنجنيز أنه يتكون من ثلاث أنواع مختلفة من الخامات اعتمادا على نسب معادن المنجنيز والحديد الموجودة فيها وهى: خام المنجنيز، خام الحديد الغنى بالمنجنيز، خام الحديد. كما أظهرت الدراسه الميكروسكوبية مع الأستعانه بتحليل حيود الأشعة السينية والتحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء والتحليل الحراري التفاضلي وكذلك الميكروسكوب الماسح الالكتروني عن وجود معادن البيرولوسيت والبسيلوميلين والرامسديليلت كمصدر لخام المنجنيز، معادن الجيوثيت والهيماتيت كمصدر لخام الحديد بالأضافه إلى وجود شوائب معدنية مثل معادن الكالسيت والكوارتز والأباتيت والكلوريت والميكا والبلاجيوكليز.

أتضح من دراسة الأكاسيد الشائعة أن خام المنجنيز غنى بأكاسيد المنجنيز (39.9%) والسليكون (15.64%) والماغنسيوم (10.04%) والكالسيوم (5.89%) ، بينما خام الحديد الغنى بالمنجنيز يحتوى على نسب عالية من أكاسيد الحديد (33.31%) والمنجنيز (17.81%) والكالسيوم (5.82) والفسفور (0.67%) ، أما خام الحديد فهو غنى بأكاسيد الحديد (37.08%) والسليكون (20.58%) والكالسيوم (5.32%) والفسفور (0.72%.

أتضح من دراسة العناصر الشحيحة أن خام المنجنيز غنى بعناصر النحاس والزنك والباريوم والأسترنشيوم والفاناديوم، بينما خام الحديد الغنى بالمنجنيز يحتوى على نسب عالية من عناصر الكروم والكوبالت والزنك والباريوم والرصاص والأسترنشيوم والفاناديوم، أما خام الحديد فهو غنى بعناصر الكروم والكوبالت والزنك والباريوم والرصاص والفاناديوم.

يعتبر خام المنجنيز من الدرجة المتوسطه حيث تصل متوسط نسبة أكسيد المنجنيز فيه إلى (39.9%)، بينما تصل متوسط نسبة أكسيد المنجنيز في خام الحديد الغنى بالمنجنيز وخام الحديد إلى (17.8، 0.77% بالتتابع) لذا يعد كلا النوعين بأعتبارهما خامات من الدرجة الضئيلة.

تبين من خلال الدراسات السابقة أن هذه الرواسب قد تكونت بفعل صعود المحاليل الساخنه المحملة بالمنجنيز والحديد.

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

Access this article

Log in via an institution

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
Fig. 18

Similar content being viewed by others

References

  • Arrhenius G, Tsai AG (1981) Structure, phase transformation and prebiotic catalysis in marine manganate minerals. Scripps Inst Oceanogr Ref Ser 81:1–19

    Google Scholar 

  • ASTM (1964) Methods of emission spectrochemical analysis, 4th edn. ASTM, Philadelphia

    Google Scholar 

  • Atia AM, Hegab OA, Morsy AM (1976) Contribution to the mineralogy of manganese deposits of Halaib, South Eastern Desert, Egypt. Bull Fac Sci Mansoura Univ Mansoura Egypt 6:459–474

    Google Scholar 

  • Bonatti E, Kramer T, Rydell HS (1972) Classification and genesis of submarine iron–manganese deposits in ferromanganese deposits on the ocean floor. In: Horn DR (ed) Classification and genesis of submarine iron–manganese deposits in ferromanganese deposits on the ocean floor. Natural Science Foundation, Washington, pp 149–166

    Google Scholar 

  • Cox KG, Bell JD, Pankhurst RJ (1979) The interpretation of igneous rocks. Allen and Unwin, London, 450

    Google Scholar 

  • Cretar DA, Namson J, Chyi MS, DA Williams F (1982) Manganiferous cherts of the Franciscan assemblage: 1. General geology, ancient and modern analogues and implications for hydrothermal convictions at ocean spreading center. Econ Geol 77:519–540

    Article  Google Scholar 

  • Dorokhin IV, Bogachero EN, Druzhiniv AV, Soboleviski VI, Gorbunov EV (1969) Economic mineral deposits. Higher School, Moscow, 368

    Google Scholar 

  • El Agami NI, Abu Baker MA, Ibrahim ME, Rashad MA (1999) Mineralogical and geochemical studies on some mineralizations in Halaib area, South Eastern Desert, Egypt. Egy Jour Geol 43(1):27–38

    Google Scholar 

  • El Shazly EM (1957) Classification of Egyptian mineral deposits. Egypt Jour Geol 1:1–20

    Google Scholar 

  • Estep PA (1977) Infrared spectroscopy. In: Zassuman J (ed) Physical methods in determinative mineralogy. Academic, New York, p 720

    Google Scholar 

  • Hewitt DF, Fleischer M (1960) Deposits of the manganese oxides. Econ Geol 55:1–55

    Article  Google Scholar 

  • Hewitt DF, Fleischer M, Conkln N (1963) Deposits of the manganese oxides. Supplement. Econ Geo 58:1–50

    Article  Google Scholar 

  • Hietanen AA (1963) On the facies series in the various types of metamorphism. Jour Geol 75:187–214

    Article  Google Scholar 

  • Ibrahim ME, Saleh GM, Drawish MS, Khalaf MA (2006) Mineralogy and geochemistry of some mineralization associated with Elba ring complex, South Eastern Desert. In: Egypt Inter Con On Geochem. Alex Univ Egypt I, pp 99–115

  • Irvine TN, Baragar WR (1971) A guide to the chemical classification of the common volcanic rocks. Can Jour Earth Sci 8:523–548

    Article  Google Scholar 

  • Miyashiro A (1975) Metamorphism and metamorphic belts. George Allen Unwin, London, 429

    Google Scholar 

  • Neil TM, William LB (1964) Infrared absorption study of metal oxides in the low frequency region (700–240 cm−1). Spectrochim Acta 20:799–808

    Article  Google Scholar 

  • Neumann BS (1977) Thermal technique. In: Zassuman J (ed) Physical methods in determinative mineralogy. Academic, New York, p 720

    Google Scholar 

  • Nicholson K (1990) Stratiform manganese mineralization near Inverness, Scotland: a Devonian sublacustrine hot-spring deposit? Miner Deposita 25:126–131

    Article  Google Scholar 

  • Nicholson K (1992) Contrasting mineralogical–geochemical signatures of manganese oxides: guides to metallogenesis. Econ Geol 87:1253–1264

    Article  Google Scholar 

  • Panagos AG, Varnavas SP (1984) On the genesis of some manganese deposits from eastern Greece. In: Wauschkuhn A (ed) Syngenesis and epigenesis in the formation of mineral deposits. Spriger, Berlin, pp 553–561

    Chapter  Google Scholar 

  • Pearce JA, Cann JR (1973) Tectonic setting of basic volcanic rocks determined using trace element analysis. Earth Planet Sci Lett 19:290–300

    Article  Google Scholar 

  • Pearce JA, Gale GH (1977) Identification of ore deposition environment from trace elements geochemistry of associated igneous host rocks. Volcanogenic processes in the ore genesis. Spec Publ Geol Soc Lond 7:14–42

    Article  Google Scholar 

  • Pettijohn FG (1975) Sedimentary rocks, 3rd edn. Harper & Row, New York, p 628

    Google Scholar 

  • Rona PA (1978) Criteria for recognition of hydrothermal mineral deposits in oceanic crust. Econ Geol 73:135–160

    Article  Google Scholar 

  • Salem IA, El Kalioubi BA, Abu El Laban SA (2001) Mineralogy, geochemistry and origin of manganese deposits of Abu Ramad area, Southern Eastern Desert, Egypt. In: 5th Intern. Conf on Geoch Alex Univ Egypt, pp 441–467

  • Shah MT, Khan A (1999) Geochemistry and origin of Mn-deposits in the Waziristan ophiolite complex, North Waziristan, Pakistan. Miner Deposita 34:697–704

    Article  Google Scholar 

  • Streckeisen A (1976) To each plutonic rock its proper name. Earth Sci Rev 12:1–13

    Article  Google Scholar 

  • Sugisaki R, Ohashi M, Sugitami K, Suzuki K (1987) Compositional variations in manganese micronodules: a possible indicator of sedimentary environments. Jour Geol 95:433–545

    Article  Google Scholar 

  • Wilson M (1989) Igneous petrogenesis. Harper Collins Academic, London, p 466

    Book  Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

  1. Geology Department, Faculty of Science, Tanta University, Tanta, Egypt

    Ibrahim A. Salem & Mohamed Abd El Monsef

  2. Nuclear Materials Authority, Cairo, Egypt

    Mohamed E. Ibrahim

Authors
  1. Ibrahim A. Salem
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  2. Mohamed E. Ibrahim
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  3. Mohamed Abd El Monsef
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

Corresponding author

Correspondence to Mohamed Abd El Monsef.

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Cite this article

Salem, I.A., Ibrahim, M.E. & Abd El Monsef, M. Mineralogy, geochemistry, and origin of hydrothermal manganese veins at Wadi Maliek, Southern Eastern Desert, Egypt. Arab J Geosci 5, 385–406 (2012). https://doi.org/10.1007/s12517-010-0195-1

Download citation

  • Received:

  • Accepted:

  • Published:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/s12517-010-0195-1

Keywords

Search

Navigation