Eluvial derivation of Rasenerz concretions from the Minette formation (Luxembourg); Evidence based on numerical classification of geochemical data

Riezebos Peter A., Ten Kate W. G. H. Z., De Bruin M.

1990

Abstract

Ferruginous concretions occur in surficial loams of southwestern Luxembourg and are classified into two types: Bohnerz and Rasenerz. While Bohnerz is restricted to loams overlying Bajocian limestones, Rasenerz occurs mainly in sandy loams developed on Liassic deposits. Because Rasenerz commonly displays an oolitic texture similar to that of the Minette ironstones, the authors propose that many Rasenerz concretions are remnants of weathering crusts originally formed in the Minette Formation and later preserved in erosional relics.

To test this hypothesis, 25 Minette samples, 30 Rasenerz concretions and 26 Bohnerz concretions were analyzed using neutron activation analysis. Multivariate statistical techniques were unsuitable because of irregular data distributions, so dynamic cluster analysis and correspondence analysis were applied to selected geochemical variables.

The results show a clear geochemical relationship between most Rasenerz samples and the Minette ironstones, whereas a smaller group of Rasenerz concretions is more closely related to Bohnerz. Bohnerz and part of the Rasenerz population are characterized by elevated arsenic contents, while Minette and most Rasenerz samples are associated with cobalt, chromium, scandium and several lanthanides.

These findings support the interpretation that the majority of Rasenerz concretions are residual fragments derived from iron crusts developed on the Minette Formation.

Résumé

Dans le sud-ouest du Luxembourg, des concrétions ferrugineuses appelées Bohnerz et Rasenerz sont présentes dans des limons superficiels. Les Rasenerz possèdent souvent une texture oolithique semblable à celle des minerais de fer de la formation de la Minette, ce qui suggère qu’elles pourraient provenir de croûtes ferrugineuses développées autrefois sur cette formation.

Pour vérifier cette hypothèse, les auteurs ont comparé la composition géochimique d’échantillons de Minette, de Rasenerz et de Bohnerz au moyen d’analyses par activation neutronique et de méthodes de classification statistique.

Les résultats montrent qu’une majorité des concrétions de Rasenerz présente de fortes affinités géochimiques avec les minerais de la Minette, tandis qu’une partie plus réduite se rapproche davantage des Bohnerz. Les Bohnerz se distinguent notamment par des teneurs élevées en arsenic, alors que la Minette et la plupart des Rasenerz sont caractérisées par le cobalt, le chrome, le scandium et plusieurs lanthanides.

L’étude conclut que la plupart des concrétions de Rasenerz sont probablement des fragments résiduels de croûtes ferrugineuses issues de l’altération de la formation de la Minette et conservées après l’érosion des paysages anciens.

Zusammenfassung

Im Südwesten Luxemburgs kommen in oberflächennahen Lehmen eisenhaltige Konkretionen vor, die als Bohnerz und Rasenerz bezeichnet werden. Rasenerz weist häufig eine oolithische Struktur auf, die jener der Eisenerze der Minette-Formation ähnelt. Dies deutet darauf hin, dass die Rasenerz-Konkretionen von ehemaligen Eisenkrusten stammen könnten, die sich auf dieser Formation gebildet haben.

Zur Überprüfung dieser Hypothese verglichen die Autoren die geochemische Zusammensetzung von Minette-Proben, Rasenerz- und Bohnerz-Konkretionen mittels Neutronenaktivierungsanalyse und statistischer Klassifikationsverfahren.

Die Ergebnisse zeigen, dass die Mehrheit der Rasenerz-Konkretionen eine enge geochemische Verwandtschaft mit den Minette-Erzen aufweist, während ein kleinerer Teil stärker mit dem Bohnerz verbunden ist. Bohnerz zeichnet sich insbesondere durch erhöhte Arsengehalte aus, während Minette und die meisten Rasenerz-Proben durch Kobalt, Chrom, Scandium und mehreren Lanthaniden charakterisiert werden.

Die Studie kommt zu dem Schluss, dass die meisten Rasenerz-Konkretionen wahrscheinlich Restfragmente von Eisenkrusten sind, die durch Verwitterung der Minette-Formation entstanden und nach der Abtragung ehemaliger Landschaften erhalten geblieben sind.

Keywords

classification, Cretaceous, geochemistry, iron ore, Minette, Tertiary, Luxembourg (Grand Duchy)

Mots-clés

classification, Crétacé, géochimie, minerai de fer, Minette, Tertiaire, Luxembourg (Grand-Duché)

Schlagwörter

Klassifizierung, Kreidezeit, Geochemie, Eisenerz, Minette, Tertiär, Luxemburg (Großherzogtum)