Geology and Mineralogy of the Hercynian Koudiat Aïcha Polymetallic (Zn-Pb-Cu) Massive Sulfide Deposit, Central Jebilet, Morocco

Exploration and Mining Geology, Vol. 17, No. 3-4, 2008

F. Lotfi, A Belkabir, A.C. Brown, E. Marcoux, S Brunet, and L. Maacha

Abstract Koudiat Aïcha is a small Zn-Pb-Cu deposit, enclosed in the Visean Sarhlef volcano-sedimentary series of the Moroccan Hercynian Jebilet massif. Base metal mineralization is located between a basal unit consisting of black argillite with arenite intercalations, and an upper unit composed of black argillite with locally fossiliferous calcareous units towards the top. Paraconcordant gabbro sills are present in both the upper and basal units, and the enclosing strata. Three successive phases of deformation linked to regional deformation overprint the volcano-sedimentary rocks and gabbros, as well as the sulfide mineralization.

The mineral deposit includes several lenses of massive to semimassive pyrrhotite, 1 to 20 m thick, with a large halo of disseminated sulfide veinlets and sulfide nodules within a zone of intense chlorite alteration in the footwall. The ore mineralogy consists of massive to semimassive pyrrhotite with lesser amounts of sphalerite, chalcopyrite, arsenopyrite, galena, pyrite, and stannite.

Lead isotope results (206Pb/204Pb averaging 18.27) suggest that the metals of the Koudiat Aïcha deposit are derived from the volcano-sedimentary host rocks. Sulfur isotopes also indicate a volcano-sedimentary origin, with bacterial reduction of sulfate (δ34SCDT = –7.5‰ to –10.5‰). The conditions for sulfide metamorphic equilibration range from 250° to 330°C (sphalerite and chlorite geothermometers). The gabbroic sills could have been a local heat source for hydrothermal circulation. Based on these geological and mineralogical features, a Besshi-type model seems appropriate for the genesis of the Koudiat Aïcha mineralization.
Keywords: Massive sulfide deposit, pyrrhotite, Koudiat Aïcha, Hercynian, Morocco
Résumé Koudiat Aïcha est un petit dépôt de Zn-Pb-Cu, encaissé dans la série volcano-sédimentaire Viséenne de Sarhlef dans le massif Hercynien de Jebilet au Maroc. La minéralisation en métaux usuels se situe entre une unité basale d’argilite noire interlitée d’arénite et une unité supérieure composée d’argilite noire comprenant localement des calcaires fossilifères près de son sommet. Des sills de gabbro paraconcordants sont présent à la fois dans les unités basale et supérieure, ainsi que dans les strates environnantes. Trois phases de déformation successives associées a la déformation régionale superposent leurs effets sur les roches volcano-sédimentaires, les gabbros, ainsi que la minéralisation sulfurée.

Ce gîte comprend plusieurs lentilles de pyrrhotite massive a semimassive de 1 a 20 m d’épaisseur au sein d’un large halo de veinules de sulfures disséminés et en nodules au sein d’une zone intensément chloritisée dans le mur du gisement. Le minerai consiste en pyrrhotite massive à semimassive avec des quantités subordonnées de sphalérite, de chalcopyrite, d’arsénopyrite, de galène, de pyrite, et de stannite.

Les résultats de l’analyse des isotopes du plomb (206Pb/204Pb moyen de 18.27) suggèrent que les métaux du gîte Koudiat Aïcha proviennent des roches volcano-sédimentaires encaissantes. Les isotopes du souffre indiquent eux-aussi une origine volcano-sédimentaire, impliquant la réduction bactérienne des sulfates (δ34SCDT = –7.5‰ et –10.5‰). L’équilibration métamorphique des sulfures s’est produite entre 250° et 330°C (géothermomètres à sphalérite et chlorite). Les sills de gabbro pourraient avoir été la source de chaleur locale responsable de la circulation hydrothermale. Sur la base de ces caractéristiques géologiques et minéralogiques, il semble approprié d’invoquer un modèle de type pour Besshi pour expliquer la genèse de la minéralisation de Koudiat Aïcha.