Geochemistry of Precambrian black shales from Ossa-Morena Zone (Portugal): depositional environment and possible source of metals

Abstract

The paleodepositional environments related to Ediacaran black shales from the Série Negra succession in Ossa-Morena tectonostratigraphic zone were investigated using their geochemical composition to identify the sedimentary sources and depositional conditions. Their potential for assisting the genesis of metal deposits was also discussed. The sedimentary sources of the black shales are related to the break up of a Cadomian magmatic-arc developed in the North Gondwana realm, where the Ossa-Morena Zone was located during late Ediacaran times, showing acidic to mixed signatures. Some ratios were calculated based on redox sensitive elements, indicating both anoxic and oxic paleoenvironmental conditions. The anoxic conditions were predominant and they were identified on samples with higher organic carbon content, emphasizing that the redox conditions favored organic matter preservation and the accumulation of selected metals. Considering the mode of occurrence, the elements Ag, Cd, Cu, Pb and Se are assumed to be preferentially associated with sulfides, whereas Mo and U are preferentially organically bound. The results reveal that the black shales from the Série Negra succession in Ossa-Morena Zone might represent a source of metals, which were probably remobilized during Variscan events.

Los ambientes paleodeposicionales de las lutitas negras del Ediacárico de la sucesión Série Negra de la Zona de Ossa-Morena fueron investigados mediante análisis de su composición geoquímica, para identificar las fuentes sedimentarias y sus condiciones de deposición. También se discutió su potencial como fuente de metales, con implicaciones en la génesis de los yacimientos de esta zona tectonoestratigráfica. Las fuentes sedimentarias de las lutitas negras están relacionadas con la instalación y desmantelamiento del arco magmático Cadomiano desarrollado en el Norte de Gondwana durante el Ediacárico tardío, donde se localizaba la zona de Ossa-Morena, mostrando fuentes sedimentarias de origen magmática de naturaleza ácida a mixta. Basado en los elementos sensibles redox y sus proporciones, se identificó condiciones paleodeposicionales tanto anóxicas como óxicas. Las condiciones anóxicas son predominantes y se identificaron en muestras con mayor contenido de carbono orgánico, mostrando que las condiciones redox favorecieron la preservación de la materia orgánica y la acumulación de algunos metales. Considerando el modo de ocurrencia, se asume que los elementos Ag, Cd, Cu, Pb y Se están preferentemente asociados con sulfuros, mientras que Mo y U están preferentemente ligados con la materia orgánica. Los resultados indican que las lutitas negras de la sucesión Série Negra podrían representar una fuente de metales, probablemente removilizados y concentrados durante los eventos Variscos, participando en la génesis de los yacimientos metálicos de la Zona de Ossa-Morena.