67 Los yacimientos de baritina de Bou Ouzzal (Macizo Central Hercínico, Marruecos) The barite ore deposits of Bou Ouzzal (Moroccan Hercynian Massif-Central) M. Benjouali (1), L. Gonzalo (2), H. El Hnot (1), B. El Mahi (1), S. López-Andrés (2), M. El Wartiti (1) y M. Zahraoui (1) (1) Département des Sciences de la Terre. Faculte des Sciences. Université Mohammed V- Agdal. Rabat. Maroc minaben@geo.ucm.es; el_hasnae@yahoo.fr; elmahi@fsr.ac.ma; wartiti@fsr.ac.ma; zahraoui@fsr.ac.ma (2) Departamento de Cristalografía y Mineralogía. Facultad de Ciencias Geológicas. Universidad Complutense. 28040-Madrid. España. laura.g.delgado@gmail.com; antares@geo.ucm.es ABSTRACT The deposit of Bou Ouzzal’s barite is located in the eastern extreme of the Moroccan Hercynian Massif- Central, to approximately 7 km to the south of Khénifra. The mineralization occurs in the paleozoic schists and late Visean limestones. The barite appears in the shape of veins and karst associated with oxides and iron hydroxides. This deposit is distinguished by his great heterogeneity and the variability of his composition. In spite of the fact that the region has been an object of numbers mining works from 1922, date in which the deposit was discovered, the analytical studies are scarce and half-close to the mineralization. The aim of the present note is concentrated on the detailed description of the different generations of barite, his distribution and relation with the iron’s minerals. The samples have been studied by polarizing microscopy, SEM, XRD, XRF and EPMA. This work is the preliminary result of the collaboration established between the University Mohammed V- Agdal and the University Complutense of Madrid within the framework of the Spanish-Moroccan Intervarsity Cooperation’s program of the Spanish Agency for International Cooperation «AECI». Key words: Barite, XRD and XRF analysis, SEM, Bou Ouzzal, Morroco. Geogaceta, 42 (2007), 67-70 ISSN: 0213683X Introducción y antecedentes El yacimiento de baritina de Bou Ouzzal se encuentra situado en el extremo oriental del macizo central hercínico ma- rroquí, a unos 7 km al sur de la ciudad de Khenifra. Este yacimiento se distingue por su gran heterogeneidad y variabilidad composicional. Bou Ouzzal es parte del dominio au- tóctono del cabalgamiento de Khénifra (Fig. 1). Está constituido por formaciones autóctonas arenisco-esquistosas del Cámbrico-Ordovícico sobre las que yacen en discordancia calizas transgresivas del Viséense superior (Fig. 2) que se encuen- tran fracturadas y afectadas por la disolu- ción, constituyendo junto a los esquistos del Cámbrico-Ordovícico la principal roca caja de la mineralización filoniana de Bou Ouzzal. Los depósitos alóctonos están constituidos por facies arenisco- esquistosas del Ordovícico superior. El conjunto, que ha sufrido plegamiento y metamorfismo durante la orogenia Hercínica, está coronado por conglomera- dos autinienses con intercalaciones de are- nisca y limos (El Wartiti, 1990) rocas vol- Fig. 1.- Mapa estructural de la región de Khénifra (Allary et al., 1976) y locali- zación de los yacimientos estudiados. Fig. 1.- Structural map of Khénifra region (Allary et al., 1976) and location of the studied deposits. cánicas calco-alcalinas sinsedimentarias (Youbi et al., 1995). A techo de la columna y en discordancia angular se encuentran unos depósitos rojos de arcillas Triásicas. En esta zona, la deformación hercínica origina la principal estructura anticlinal con eje NNE-SSW (Allary et al. 1976). Los cabalgamientos ponen en contacto los esquistos del Ordovícico superior y las cali- zas del Viseense superior. Por último, las fa- llas que afectan las formaciones paleozoicas de Bou Ouzzal alcanzan a las formaciones autinienses. El estudio de las estructuras frá- giles de Bou Ouzzal refleja el carácter polifásico de la deformación. Estos acciden- tes heredados de la orogenia Hercínica ac- 68 túan esencialmente como fallas de desgarre durante las sucesivas fases compresivas des- de el Westphaliense-Stephaniense al Pérmico y se reactivan como fallas normales durante la extensión NW-SE del Triásico, in- dicando el inicio de la fase de relajación y de la instalación de las cuencas triásicas (El Hnot y Zahraoui, 2005). A pesar de que la región ha sido objeto de numerosos trabajos mineros desde 1922, fecha en la que se descubrió el yaci- miento, son pocos los estudios analíticos entorno a la mineralización. El objetivo de la presente nota se centra en la descripción detallada de las diferentes generaciones de baritina, su distribución y relación con los minerales de hierro. Este trabajo es el resultado preliminar de la colaboración establecida entre la Univer- sidad de Mohammed V-Agdal y la Universi- dad Complutense de Madrid en el marco del Programa de Cooperación Interuniversitaría Hispano-Marroquí de la AECI. Metodología En este trabajo, se han tomado mues- tras representativas de las diferentes mineralizaciones de baritina, así como de minerales asociados y de la roca caja. Para el muestreo se han seleccionado una serie de filones en los cerros oeste (F.O.) y cen- Los análisis geoquímicos de los dife- rentes tipos de baritina y de minerales aso- ciados se han realizado en lámina delgada con una microsonda electrónica JEOL, JXA 8900 (EPMA) analizándose los si- guientes elementos: Sr, Ba, Ca, Pb, Fe, Mg, Mn, Si y S. Para determinar la compo- sición química de la roca caja y de dos muestras de baritina se ha utilizado FRX tanto para elementos mayores como meno- res en un Espectrómetro Panalytical AXIOS. La mineralización de baritina y su relación con la roca caja La roca caja de las mineralizaciones de Bou Ouzzal es esencialmente caliza del Viséense superior pero también esquistos y cuarcitas del Cámbrico-Ordovícico. El tránsito a la caliza del Viséense superior se produce a través de una caliza ferruginosa (Fig. 2). Los filones representan el tipo de relleno más abundante y se extienden a lo largo de muchos kilómetros rellenando las fallas de direcciones N-S a NE-SW. En las formaciones esquistosas y cuarcíticas del Cámbrico-Ordovícico, los filones son fre- cuentemente estrechos, con límites defini- dos por planos de falla. En las calizas, es- tos filones se extienden y se convierten a menudo en cavidades kársticas de dimen- siones variables (de centímetros a metros). Estas cavidades se desarrollan en el borde de los filones, donde están ligadas a fenó- menos de fracturación y disolución. Un esquema general de estos procesos se ob- serva en la figura 3. Además de los rellenos tipo filón y karst de baritina, se observan acúmulados ferruginosos de óxidos e hidróxidos de hierro con alteraciones de materiales arci- llosos procedentes de la oxidación de ma- Fig. 2.- Columna estratigráfica de Bou Ouzzal y distribución de las mineralizacio- nes presentes (Ba: Baritina, Gt: Goethita, Hm: Hematites y Q: Cuarzo). Fig. 2.- Bou Ouzzal’s stratigraphic column and mineralization distribution (Ba: Barite, Gt: Goethite, Hm: Hematites and Q: Quartz). Fig. 3.- Esquema de precipitación de bariti- na en filones y en cavi- dades kársticas en el yacimiento de Bou Ouzzal. Fig. 3.- Scheme of barite precipitation in veins and karstic cavities in Bou Ouzzal’s deposit. Tabla I.- Localización e identificación de las muestras Table I.- Samples identi- fication and location tral (F.C.) y el karst de Twinine (T) (Fig.1). En el caso de los filones, las muestras se han recogido en la zona en la que éstos atraviesan la roca calcárea ferruginosa. Las técnicas utilizadas en la identifica- ción y caracterización de las muestras han sido las existentes en el Dpto. de Cristalografía y Mineralogía de la Facul- tad de CC Geológicas, en los CAIs de Difracción de rayos X y de Microscopía Electrónica «Luis Brú» de la UCM. La identificación de las especies mine- rales se ha realizado mediante DRX en un difractometro Panalytical X’Pert PRO. Las diferentes muestras fueron estu- diadas en lámina delgada mediante microscopía óptica y MEB y XEDS en un microscopio electronico JEOL, JSM 6400, dotado con un detector de electrones retrodispersados (BSE) y microanálisis (XEDS) para interpretar las texturas y microestructuras presentes. Para estudiar la distribución espacial de los diferentes elementos analizados se ha llevado a cabo un barrido de los cristales de baritina des- de la roca caja hasta las zonas más distales de los mismos. 69 sas carbonatadas de composición inicial- mente siderítica (Attia y Lakhdari, 1962). Estos acumulados se localizan esencial- mente en los niveles carbonatados del Viséense superior y reposan en contacto directo sobre esquistos Cámbrico- Ordovícicos. Su morfología es irregular y sus contactos con la roca caja son difusos. Estos acumulados son un depósito prima- rio que da lugar a depósitos secundarios (oxidos e hidroxidos) asociados a la Fig. 3 baritina tanto en filones como en karsts. En la tabla I se recoge la localización de las muestras en los afloramientos y su iden- tificación mineralógica mediante difracción de rayos X. El muestreo se ha realizado tra- tando de incorporar la máxima variabilidad de tipología mineral y de la roca caja. Las texturas que presentan los minera- les dependen de la naturaleza de la roca caja y del tipo de emplazamiento en el que se produce la cristalización. La baritina presenta diferentes hábitos y coloración, este último aspecto posiblemente relacio- nado con la presencia de hierro (El Hnot y Zahraoui, 2005). En los filones y karsts, la baritina más habitual es la blanca con hábito tabular, con planos de exfoliación bien definidos (Foto A) pero también se ha identificado una ba- ritina rosa masiva o poco cristalizada. En las calizas del Viséense superior, los filones de baritina muestran frecuentemen- te una textura bandeada. Esta textura, se debe esencialmente a sucesivas etapas de crecimiento y desarrollo en las que la pri- mera está en general representada por bari- tina rosa masiva y la segunda por baritina blanca en cristales tabulares (Foto A), bari- tina botroidal y baritina en cresta. Estos de- pósitos están asociados a óxidos, hidróxidos y carbonatos de hierro, que apa- recen de forma diseminada o concentrada, marcando el límite entre las diferentes ge- neraciones de baritina (Fotos G y H). Como en los filones, las cavidades kársticas presentan también, una textura bandeada (Foto B). Desde la roca caja y creciendo a partir de ella, se observa una baritina rosa masiva que rodea la cavidad seguida de otra blanca tabular con hábito en cresta (Foto C). También se ha identi- ficado baritina en brechas tectónicas, y en brechas de colapso (Foto D), donde la ba- ritina adopta una textura bandeada. Además, en Bou Ouzzal se han identi- ficado óxidos, hidróxidos y carbonatos de hierro como hematites masiva y en nódulos, goethita masiva y botroidal y si- derita en cristales romboédricos y masiva, formando acumulados ferruginosos que rellenan fracturas tardías que afectan a la baritina (Fotos E y F), carbonatos como calcita y ankerita, sulfuros como calcopirita que se presenta en pequeñas masas o diseminada en las venas de ankerita y cuarzo en pequeños cristales en los bordes de baritina. En los esquistos, los filones presentan igualmente una textura bandeada: en el borde, un depósito hojoso en el que se al- ternan baritina rosa masiva y goethita fibrosa y en la parte central, baritina blan- ca masiva y laminar (Foto I). Los cristales de baritina primaria están delimitados (Foto G) y atravesados por fisuras rellenas de siderita y baritina (Foto E y F). Los pla- nos de falla del filón presentan a menudo estrías que indican una actividad de tipo desgarre dextral. Además de la textura bandeada, se ob- serva otra masiva, constituida por una sola Lámina.- Habitos y texturas de las mineralizaciones de Bou Ouzzal. Foto A: Cristales tabula- res de baritina blanca (MZ-1B). Foto B: Karst de Twinine (MZ-7). Foto C: Detalle de la foto B mostrando el hábito en cresta de baritina. Foto D: Brechas de colapso formadas en el inte- rior de un filón. Fotos E y F: Imágenes de MO y EBS de siderita y baritina (MZ-2). Fotos G y H: Imágenes de EBS de siderita y goethita cementando la primera generación de baritina (MZ-2). Foto I: Textura bandeada de baritina masiva rosa, goethita fibrosa y baritina masiva y laminar. Foto J: Filones de baritina rosa en esquistos cámbrico-ordovícicos. Sheet.- Bou Ouzzal’s mineralizations habits and textures. Photo A: White tabular barite crystals (MZ- 1B). Photo B: Karst of Twinine (MZ-7). Photo C: Detail of the photo B showing crest habit of barite. Photo D: Collapse Breccia formed inside the vein. Photos E and F: Optical and EBS images of siderite and barite (MZ-2). Photos G and H: EBS image of siderite and goethite cementing the first generation of barite (MZ-2). Photo I: Banded texture of rose massive barite, fibrous goethite and laminate massive barite. Photo J: Rose barite vein formed in Cambrian – Ordovician schists. 70 en los esquistos Cámbrico-Ordovícicos y en las calizas Viséenses, con una removilización de óxidos e hidróxidos de hierro y sus depósitos tardíos en los peque- ños filones o inclusiones. Estas mineralizaciones baríticas y ferruginosas que no presentan ningún zonado aparente podrían ser el resultado de dos generacio- nes metalogénicas diferentes que tuvieron lugar en etapas sucesivas. Los filones están orientados paralela- mente a las fallas regionales tardi- hercínicas, de dirección submeridional a NE-SW. El análisis de la fracturación rea- lizada en los planos de falla ha puesto en evidencia una actividad distensiva que ori- ginó la apertura de las fracturas y su relle- no por la baritina en el momento de la ex- tensión NW-SE entre el Triásico y el Jurásico (El Hnot y Zahraoui, 2005). Las texturas bandeadas, laminares y masivas (Jebrak, 1984) de baritina en los fi- lones y las estructuras como las brechas de colapso y geodas indican que su formación está asociada a un contexto distensivo. Un análisis preliminar de los cuerpos mineralizados permite poner en evidencia la relación existente entre los episodios tectónicos frágiles y las fases de mineralización. El orden del depósito y la secuencia de sucesos podría ser el siguien- te: Una primera precipitación de baritina rosa masiva en un contexto distensivo, en los filones submeridionales NE-SW. Esta fase está presente en todo el yacimiento. Un segundo episodio, relacionado igualmente con la fase distensiva, responsable del depósito de la goethita fibrosa en bandas paralelas. Estos filones se encuentran en las cuarcitas y esquistos del Cámbrico- Ordovícico. Una extensión responsable de la apertura de los filones y que permite un depósito discontinuo de baritina blanca con diversos hábitos: en cresta, botroidal y tabular. Son filones producidos durante una etapa extensional, lo que genera brechas de colapso en algunos de ellos. Esta fase permite el ascenso de soluciones mineralizadoras hacia la cobertera a través de fallas submeridionales NE- SW. Los accidentes submeridionales y la actividad de desgarre, tuvieron lugar posteriormente a los filones y paralelamente a su dirección y son responsables de la brechificación de la baritina en algunos filones. La similar distribución de las facies filonianas y karsticas justifica haber sido formadas por los mismos fluidos mineralizadores. La mineralización kárstica corresponde a la precipitación de diferentes tipos de baritina en las fracturas de mayor extensión por disolución y serían contem- poráneas a la formación de los filones. Agradecimientos Este trabajo ha sido financiado con el proyecto de la AECI nº 38/04/P/E, y forma parte de la actividad del grupo de Investi- gación UCM-CAM 910386 y la Unidad de Formación e Investigación de Geología Aplicada de la Universidad Mohammed V- Agdal. Nuestro agradecimiento a José María Valera Estévez por la realización de los di- bujos. Referencias Allary, A., Lavenu, A. y Ribeyrolles, M. (1976). Notes et Mémoires du Service Géologique. Maroc, 261, 169p. Attia, A. y Lakhdari, A. (1962). Mines et Géologie, 17, 15-40. El Hnot, H. y Zahraoui, M. (2005). Bulle- tin de l’Institut Scientifique, Rabat, sec- tion Sciences de la Terre, 27, 47-54. El Wartiti, M. (1990). Le Permien du Ma- roc Hercynie : étude géologique et im- plications paléogéographique. Thèse d’Etat, Univ. Mohamed V. Rabat, 500p. Jebrak, M. (1984). Document de Bureau de Recherchs Géologiques et Minières. Fr, 99, 510p. Youbi, N., Cabanis, B., Chalot-Prat, F. y Cailleux, Y. (1995). Geodinamica Acta, 8, 158-172. Tabla II.- Análisis químicos de elementos mayores, menores y traza Table II.- Chemical analysis of major, minor and trace elements generación de precipitación y crecimiento de baritina rosa (Foto J). Este tipo se desa- rrolla en pequeños filones que atraviesan tanto esquistos como calizas. Se han realizado análisis químicos de elementos mayores y menores mediante FRX de los dos tipos de roca caja de Bou Ouzzal: caliza (CAL) y esquisto (ESQ) y de dos baritinas representativas de este ya- cimiento, una baritina blanca (MZ-1B) y una baritina rosa (MZ-4R). Los resultados de estos análisis se recogen en la tabla II. Composicionalmente las dos baritinas es- tudiadas presentan diferencias significati- vas en el contenido de elementos menores y trazas. El Fe y el Sr muestran una distri- bución inversamente proporcional en las dos muestras estudiadas. La baritina blan- ca (MZ-1B) tiene los contenidos más altos de Sr y de los elementos traza analizados y los más bajos de Fe. Conclusiones Las especies minerales identificadas en el yacimiento de Bou Ouzzal han sido: baritina, siderita, goethita, hematites, mag- netita y cuarzo. El color rosa de la baritina de este ya- cimiento se debe a la presencia de Fe. La baritina blanca presenta mayores conteni- dos en Sr y elementos traza como: V, Cu, Y, Zr, Sn, Sb, Ce, Hf y Th. Los datos petrográficos y mineralógicos nos han permitido distin- guir dos tipos de mineralizaciones en Bou Ouzzal: una mineralización ferruginosa en forma de acumulados ligada principalmen- te a las calizas del Viséense superior y otra de baritina que rellena los filones y karsts