The genesis of Cu-bearing quartz veins by metamorphic remobilization from stratiform red bed deposits, SW County Cork, Ireland

Summary

Polymetallicmajor veins of the West Carbery district (County Cork) are compared with the nearby stratiform-disseminated copper mineralization in metasedimentary rocks, containingminor veins (metamorphic quartz veins and veinlets). These stratiform deposits are hosted by non-marine Devonian sediments (Old Red Sandstone), metamorphosed in the Hercynian orogeny. In sulphides from the stratiform deposits and minor veins, isotopic compositions of sulphur (δ³⁴S) range from − 21.00 to + 5.14%₀, consistent with the vein sulphide being remobilized stratiform-disseminated sulphide, and the latter being of diagenetic bacteriogenic origin. Sulphate (barite), found in veins separate from the sulphides, has δ³⁴S + 12.3 to + 15.7%₀. consistent with groundwater origin. In minor-vein quartz, fluid inclusions have homogenization temperatures consistent with trapping under the estimated peak-metamorphic conditions (300–400°C, 1–3 kbar).

In the major veins, sulphide δ³⁴S (−15.8 to −4.2 0) suggest remobilization of diagenetic sulphide. Oxygen and hydrogen isotopes suggest deposition from metamorphic fluids (calculated δ¹⁸O_H2O approximately + 8 to + l3%₀, measured range of δD −52.2 to −27.3%₀). Immiscible C0₂-bearing fluids were trapped in the temperature range 280–350°C with fluid pressure < ca. 600 bar. The inferred pressure-temperature history is attributed to late-metamorphic uplift, with fluid pressures falling below lithostatic. The sulphide-bearing veins are interpreted as a small-scale example of redistribution of mineral deposits by metamorphic fluids.

Zusammenfassung

Polymetallische Erzgänge (“major veins“) des westlichen Carbery Distriktes (County Cork) werden mit kleineren Gängchen (“minor veins”), die in den benachbarten, eine disseminierte stratiforme Cu-Vererzung führenden, Metasedimenten liegen, verglichen. Diese stratiformen Lagerstätten sind an nichtmarine devonische Sedimente (Old Red Sandstone), die während der hercynischen Orogenese metamorphisiert wurden, gebunden. Die Zusammensetzung der Schwefelisotope (δ³⁴S) der Sulfide in der disseminierten Vererzung und in den kleineren Gängen variiert von −21.00 bis −5.14%₀. Diese Zusammensetzung ist mit der Interpretation, daß der Schwefel in den Gängchen aus den stratiformen disseminierten Sulfiden remobilisiert wurde, die ihrerseits diagenetischbakteriogene Signatur zeigen, konsistent: Die δ³⁴5-Werte der Sulfate (Baryt) in den Gängchen variieren von + 12.3 bis + 15.7%₀, was mit einer Herkunft aus Grundwässern übereinstimmt. Die Homogenisierungs-Temperaturen der FlüsBigkeitseinschlüsse in Quarz der Gängchen sind mit einem Einschluß der Fluide während des Höhepunktes der Metamorphose (300–400°C, l-3 kbar) konsistent.

In den polymetallischen Erzgängen weisen die δ³⁴S-Werte (−15.8 bis −4.2%0) auf die Remobilisation diagenetischen Schwefels, die Sauerstoff und Wasserstoffisotope auf Ausfällung aus metamorphen Wässern hin. Die berechneten δ¹⁸O-Werte liegen zwischen ca. +8 bis +13%₀ die gemessenen δH-Werte zwischen −52.2 bis −27.3%₀. Nicht mischbare C0₂-führende Fluide wurden im Temperaturbereich von 280–350°C bei Fluid-Drucken < ca. 600 bar eingeschlossen. Der abgeleitete P-T Pfad wird mit spätmetamorpher Hebung, während der der Fluiddruck unter den lithostatischen Druck fiel, erklärt. Die Sulfid-führenden Gänge werden als kleinmaßstäbliche Beispiele für Wiederverteilung von Minerallagerstätten durch metamorphe Fluide gedeutet.