CARATTERIZZAZIONE GEOLOGICO-STRUTTURALE DEL GIACIMENTO A SOLFURI DI ZN E PB DELLA VAL VEDRA (DISTRETTO POLIMETALLICO DI GORNO, BG)

The thesis' work shows the result of the studies performed in the Val Vedra Zn-Pb deposit (Gorno Mining District, Bergamo). The work includes: geological surveys, direct and indirect analysis of drill cores and the structural analysis of the main geological units and the deformation phases that affected them. The study allowed us to understand the arrangement of the geological bodies and their relationship with the mineralised bodies. Thanks to the access of several mining tunnels, the elaboration of a simplified 3D model of the main structures and their relationship with the ore was possible. The mining district is developed in the lower Carnic units of the central sector of the Southern Alps. The primary mineralisation of the studied deposit shows typical characteristics of MVT mineral systems and it is hosted in the peritidal limestones and dolostones of the Breno (BRE) and Calcare Metallifero Bergamasco (CMB) Formations, and in the black shales at the base of the Gorno Formation. Three types of primary sulphide mineralisation can be recognized: (1) stratiform bodies occurring between the layers of the calcareous lithofacies; (2) breccia cement or dissolution cavities; (3) disseminated sulphides in the black shales facies (often arranged in sheared lenses). The mineral resource of the Val Vedra reservoir was estimated in 2017 by Alta Zinc Ltd, the owner of the mining concession and exploration licences, at 3.3 Mt @ 4.9% of Zn and 1.3% of Pb (27.2 ppm Ag), only for the western sector of the mine, which is still in phase of exploration. The units of the MiddleTriassic-Carnic of the Val Vedra are arranged into an antiformal stack, where the tectonic units separated by thrust surfaces are intensely deformed. Two main deformation phases associated with the alpine compression are recognized: D1 and D2. The first deformation event T1) is associated with the development of the Pian Bracca Shear Zone, characterized by different south-vergin and NW dipping thrust surfaces. The thrust sheets developed along Gorno and CMB marly and shaly horizons, but they can also be observed between the more competent calcareous layers of the BRE and CMB formations. The second deformation event T2, is instead defined by two regionally known tear faults, which show a sub-vertical arrangement and NS trend, and are responsible for the separation of the thrust front and associated units into different blocks. In the surveyed area, these structures caused the rotation of the structural elements related to the T1 event. Finally, the deformation phase D2 is associated, on a regional scale, to the development of two sub-vertical south dipping major faults, that caused the back-thrust of the Upper Triassic unit over the Middle Triassic ones. In the surveyed area, local back-thrusts are observed, characterized by shear planes opposite to the Alpine ones and associated to flower structures and ramp-and-flat systems with double vergent fold systems. The orebodies, in particular the black shales-hosted ones have been deformed by the alpine tectonics. These considerations, together with the recognized genesis of hydrothermal fluids in a context of shallow burial setting, allow to constrain the time interval for the genesis of mineralised bodies likely from post-depositional to pre-alpine. Mineralised bodies, in particular those hosted in the black shales are often deformed in a way consistent with the Alpine deformation: this led to the conclusion that the orebodies

La Tesi descrive i risultati degli studi condotti nel giacimento a solfuri di Zn e Pb della Val Vedra (BG), consistiti in rilevamenti geologici in superficie ed in sottosuolo, analisi diretta ed indiretta di sondaggi esplorativi, analisi strutturale della geometria delle unità geologiche principali e delle fasi deformative che le hanno interessati. Gli studi hanno permesso di interpretare la geometria dei corpi geologici ed il loro rapporto con le mineralizzazioni e, grazie alla disponibilità di una rete di tunnel verticali, hanno portato all'elaborazione di un modello 3D semplificato delle principali strutture tettoniche e delle loro relazione coi corpi mineralizzati. Il giacimento minerario è sviluppato nelle unità del Carnico inferiore del settore centrale delle Alpi Meridionali. La mineralizzazione primaria del giacimento studiato mostra caratteristiche tipiche dei depositi MVT ed è ospitata all'interno dei calcari e dolomie peritidali delle Formazioni di Breno (BRE) e del Calcare Metallifero Bergamasco (CMB), e nelle facies argilloso-bituminose (black shales) alla base della Formazione di Gorno. Si riconoscono tre tipi di mineralizzazione a solfuri primari: (1) corpi stratiformi all'interno delle litofacies calcaree; (2) cemento di breccia o riempimento di cavità da dissoluzione; (3) solfuri disseminati all'interno di black shales del CMB. La risorsa mineraria del giacimento della Val Vedra è stata stimata nel 2017 da Alta Zinc Ltd, la compagnia che detiene la concessione esplorativa, a 3,3 Mt @ 4,9% di Zn e 1,3% di Pb (27,2 ppm Ag) per il solo settore occidentale del giacimento, tutt'ora in fase di esplorazione. L'area rilevata è stata suddivisa in diverse unità tettoniche intensamente deformate e separate da sovrascorrimenti impostati, in parte, su orizzonti di scollamento. Il regime compressivo alpino, perdurato dal Cretaceo Superiore fino all'Oligocene superiore, ha determinato lo sviluppo di almeno due fasi deformative principali: D1 e D2. Il primo evento deformativo T1 è associato allo sviluppo della Zona di Taglio di Pian Bracca, caratterizzata da diversi piani di taglio con immersione media verso NW e vergenza a sud. Questi piani di taglio si sviluppano nelle argille e nelle marne delle Formazioni di Gorno e CMB e, subordinatamente , fra gli interstrati calcarei delle formazioni di BRE e CMB. Il secondo evento deformativo T2, invece, è definito dallo sviluppo di due tear faults di importanza regionale, sub-verticali e con direzione NS, responsabili dello svincolo in diversi blocchi del fronte di thrust e delle unità ad esso associate. Queste strutture hanno provocato, a scala locale, la rotazione degli elementi strutturali relativi all'evento T1. Infine, la fase deformativa D2 è associata, a scala regionale, allo sviluppo di due faglie sub-verticali con direzione E-W che provocano il retroscorrimento delle unità del Norico al di sopra di quelle del Triassico medio-Carnico. Nell'area rilevata sono osservabili locali back-thrust caratterizzati da piani di taglio a vergenza opposta a quella Alpina, che formano strutture a fiore e sistemi piega-rampa con pieghe a doppia vergenza. Le mineralizzazioni sono deformate dalla tettonica alpina. Queste considerazioni, insieme alla riconosciuta genesi da fluidi idrotermali in un contesto di seppellimento superficiale, permettono di limitare l'intervallo temporale di genesi dei corpi mineralizzati da post-deposizionale a pre-alpino.