Alkali/Alumina Molar Ratio Trends in Altered Granitoid Rocks Hosting Porphyry and Related Deposits

Exploration and Mining Geology, Vol. 19, No. 1-2, 2010

J.F. Davies and R.E. Whitehead

Abstract Alkali/alumina and MgO/alumina molar ratio plots graphically portray both chemical and mineralogical changes accompanying potassic, phyllic, argillic, chloritic, and alunitic alteration of quartz monzonites and granodiorites hosting porphyry (as well as lode and greisen) ore deposits. The molar ratio plots can be used to identify different types of alteration. In most cases, the identification based on molar ratios coincides with petrographic data. In those instances where the molar ratio and petrographic identifications do not agree, the mineralogy might need to be re-examined. Hydrothermal alteration studies using trace elements could benefit from the application of complementary alkali/alumina molar ratio plots.Integration of the results with established radioactive and geological sections reveals four radioactive anomalous zones: north Froqlos, Kherbet Hannora, northwestern flanks of Jabal Abou Rabah (Kherbet Al-Hajar), and the northwestern limit of the Ghuntor depression. The high uranium concentration in north Froqlos is because of its original presence in the phosphate beds and extensive fracturing, which allows groundwaters to penetrate and remobilize the uranium. High uranium concentrations in the other three locations are caused by the presence of evaporites and capillary action, which draws solutions upwards and causes redeposition as surface crusts (gypcrete).
Keywords: Alteration, alkali/alumina molar ratios, granitoids, porphyry deposits
Résumé Le diagramme des rapports molaires alkali/alumine et MgO/alumine illustre clairement les changements chimiques et minéralogiques qui accompagnent les altérations potassique, phyllique, argillique, chloritique, and alunitique des monzonites à quartz et des granodiorites encaissant les gîtes de type porphyrique, ainsi que des veines et des greisens qui leur sont associés. Les diagrammes de rapports molaires peuvent être utilisés pour identifier divers types d’altération. Dans la plupart des cas, l’identification basée sur les rapports molaires est en accord avec celle basée sur les données pétrographiques. Là ou il y a désaccord entre les rapports molaires et les données pétrographiques, il peut être nécessaire de réexaminer la minéralogie. Les études de l’altération hydrothermale accompagnées d’une étude des éléments traces auraient avantage à utiliser un diagramme des rapports molaires alkali/alumine.L’intégration de nos résultats avec ceux en provenance de sections géologiques et radiométriques bien connues fait ressortir quatres zones radioactives anomales: Froqlos nord, Kherbet, Hannora, les flancs nord-ouest du Jabal Abou Rabah (Kherbet Al-Hajar), et la bordure nord-ouest de la dépression de Ghuntor. Les fortes concentrations en uranium à Froqlos nord résultent de sa présence initiale dans les horizons phosphatés, et de la fracturation considérable qui permet à la pénétration des eaux souterraines de remobiliser l’uranium. Les fortes concentrations en uranium des trois autres localités résultent de la présence d’évaporites et à l’action capillaire, qui permet le mouvement des solutions vers la surface et cause leur re-déposition sous forme de croûtes superficielles (gypcrete).