Fine-grained Quartz Formed by the Sedimentation of Hydrothermal Precipitates in Mineral Veins: An Example from Tyndrum, Scotland, UK

Exploration and Mining Geology, Vol. 16, No. 1-2, 2007
I.M. Platten and S.C. Dominy
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Mots clés : Quartz veins, silica precipitates, asymmetric veins, fluid flow, sedimented vein deposits
Résumé Des précipités détritiques de silice hydrothermale, présentement constitués de quartz à grain fin, sont ici décrits dans un système de veines minéralisées en Pb-Zn. Les critères permettant de les distinguer du quartz à grain fin communément accrété aux épontes des parties peu profondes des systèmes épithermaux sont également discutés. Des accumulations locales de quartz à grain fin (<0.3 mm) ont été notées dans une série de veines autrement caractérisées par un remplissage normal présentant des textures drusiques et crustiformes. Ce sédiment interne se présente soit sous la forme d’un remplissage de la veine au dessus de points d’étranglement dans les segments à fort pendage (‘axial plugs’), soit sous la forme de couches continues au mur de la veine lorsque cette dernière présente un pendage faible à modéré. Des amas de sédiments internes à grain fin sont déposés sur les surfaces supérieures de fragments de l’encaissant ainsi que sur celles de cristaux drusiques formés aux parois des veines. L’asymétrie de ces dépôts les distingue des encroûtements de quartz à grain fin et de silice opaline communément observés, et requière un mécanisme sédimentaire contrôlé par gravité.

L’examen pétrographique montre qu’une proportion importante du quartz à grain fin se présente sous forme de prismes allongés. Cet habitus prismatique était présent peu après le dépôt, mais il n’est pas possible d’identifier sans équivoque les grains détritiques initiaux. La sédimentation de matériel détritique dérivé des veines et de l’encaissant a aussi été observée. La déposition de ce sédiment à grain fin accompagne la croissance normale in situ de quartz drusique et des autres minéraux filoniens. Les textures mamelonnées et sphérulitiques associées à la croissance de quartz amorphe sont entièrement absentes des veines de Tyndrum comportant des sédiments internes. La littérature sur les eaux hydrothermales modernes et la physico-chimie de la précipitation de la silice indique que les précipités de silice en suspension dans un fluide hydrothermal sont amorphes et dérivés de la silice colloïdale. Il est ici proposé qu’une part appréciable de la silice en suspension consistait en quartz au temps du dépôt, ou encore que la conversion a eu lieu presque immédiatement après sa déposition.

Les sédiments hydrothermaux et leur distribution peuvent potentiellement fournir de l’information sur la direction et la vitesse de l’écoulement dans les veines. Les bouchons de sédiment empêchent la circulation verticale et induisent une circulation locale possédant une composition horizontale importante. Il est démontré que des signes de sédimentation sont présents dans d’autres gisements et qu’ils peuvent impliquer d’autres minéraux. Si, toutes proportions gardées, les structures observées ici étaient présentes dans des veines majeures, elles pourraient mener à des variations le long du pendage des abondances et des assemblages minéraux, et possiblement affecter les teneurs.