A Rare Underground Exposure of Uranium-Bearing Andesitic Injections within Permian Supra-Detachment Basin Structures

This is a fascinating geological and historical subject. The Val Vedello uranium deposit is a classic example of mineralization linked to the tectonic evolution of the South Alpine basement (cSA) during the Permian. Val Vedello underground mine workings expose a remarkable system of permian syntectonic andesitic subvolcanic injections and provide an exceptional natural laboratory for investigating the interaction between LANF-controlled magmatism, hydrothermal alteration and polyphase uranium mineralization in the Permian volcanic basins developed within supra-detachment basin tectonic during post-Variscan crustal collapse.

BREVE SINTESI GEOMINERARIA

Il giacimento uranifero di Val Vedello non deve essere interpretato come una semplice concentrazione filoniana di uranio, ma come un raro archivio tridimensionale, oggi accessibile grazie ai lavori minerari AGIP eseguiti fino al 1983, nel quale si osserva l’interazione diretta fra tettonica estensionale permiana, magmatismo subvulcanico, metasomatismo borifero-carbonatico, mineralizzazione uranifera e successiva riattivazione alpina polifasica.

L’elemento strutturale chiave è rappresentato da un piano di scollamento a basso angolo, riconducibile a un LANF permiano sviluppato nel contesto dei Supra-detachment Basins del Bacino Orobico. Tale superficie non fu una faglia semplice, ma una fascia deformativa composita, capace di localizzare cataclasi, milonitizzazione, circolazione idrotermale, iniezioni andesitiche e successiva deposizione di uranio. Le gallerie permettono di osservare questo sistema non in sezione superficiale frammentaria, ma nella sua reale architettura interna.

Dal punto di vista petrografico e strutturale, Val Vedello mostra la sovrapposizione di più unità reologicamente contrastanti: un competente basamento gneissico Ordoviciano intensamente cataclasato, ultracataclasiti e miloniti, tormaliniti metasomatiche, corpi andesitici sin-estensionali(sill like dykes) iniettati lungo immersione, lahar e depositi vulcanoclastici permiani della successione del Pizzo del Diavolo. Il contatto fra queste unità (LANF) non è puramente stratigrafico: è una superficie tettonica complessa, poi più volte riattivata.

Le iniezioni andesitiche costituiscono uno degli aspetti più rilevanti del sistema. Esse appaiono come corpi lenticolari, boudinati, localmente “blocky”ma anche “pinch and well” e “hazelnut”, trascinati e ruotati entro il corridoio di shear. Non rappresentano semplici dicchi, ma corpi subvulcanici sin- o tardo-cinematici, successivamente ankeritizzati, tormalinizzati e mineralizzati. La loro geometria suggerisce che abbiano agito sia come marcatori della deformazione estensionale, sia come trappole reologico-chimiche per i fluidi mineralizzanti.

La mineralizzazione uranifera è dominata da pechblenda, con rara brannerite, ed è associata a pirite, arsenopirite, tetraedrite, calcopirite, covellina, calcocite, rutilo, ematite, sfalerite, galena e possibili fasi Co-Ni. Il documento geochimico interno indica inoltre un esteso alone carbonatico Ca-Fe-Mg nelle rocce incassanti e nelle miloniti, vene quarzo-carbonatiche e tension gashes, nonché una successione paragenetica nella quale una fase a solfuri precede una fase a ossidi con pechblenda.  

Sul piano geochimico, il sistema è altrettanto significativo. Le miloniti mineralizzate mostrano impoverimento in SiO₂, Na e Li, possibile arricchimento relativo in K, arricchimento dei volumi mineralizzati in Na e forse K, forte anomalia in F nelle bande cataclastiche prossime alla mineralizzazione, correlazioni positive U–Zr e U–Nb, bassi tenori in Th e una debole ma significativa anomalia a Hg. Questi elementi confermano il carattere polifasico, metasomatico e strutturalmente controllato del sistema.  

L’aspetto più originale di Val Vedello è la stretta associazione fra uranio e metasomatismo borifero. Le tormaliniti uranifere, o più precisamente le “tourmalinized U-bearing cataclastic shear rocks”, sembrano derivare dalla sostituzione metasomatica di cataclasiti gneissiche lungo il LANF. Esse rappresentano quindi non semplici litotipi accessori, ma veri indicatori di paleo-canali idrotermali ad alta temperatura.

A tutto ciò si sovrappone la storia Alpina. Dal Cretacico superiore al Miocene, le anisotropie permiane furono riattivate più volte, producendo nuove fratture, ricementazioni quarzo-carbonatiche, rotazioni, riaperture e ulteriore cataclasi. Il risultato attuale è quindi un sistema policiclico: permiano nella sua architettura fondamentale, ma profondamente rigiocato durante l’orogenesi alpina.

In conclusione, Val Vedello ha un’importanza scientifica e giacimentologica eccezionale perché conserva, in sotterraneo, ciò che in superficie sarebbe quasi impossibile riconoscere con tale chiarezza: un sistema integrato LANF–magmatismo andesitico–metasomatismo borifero–mineralizzazione uranifera–riattivazione alpina. Non è soltanto un giacimento uranifero; è una sezione naturale e mineraria tridimensionale attraverso un antico sistema idrotermale di margine di bacino estensionale permiano, poi inglobato e deformato dalla catena alpina.

Val Vedello. Gallerie di Ribasso, RbD9 – 34,50 m
Geologia e fabric strutturale. La metà dell’immagine fotografica evidenzia un forte ispessimento dell’intrusivo andesitico (in color nocciola in foto), che risulta molto tettonizzato. Esso appare inglobato nel flusso deformativo, trascinato e smembrato, boudinato e anastomizzato, separato da  intercalazioni cataclastiche tormalinizzate, che evidenziano come il LANF (strike N-S) non sia una singola piano tettonico netto ma una fascia deformativa spessa e distribuita.  Il basamento metamorfico sottostante che  mostra un fabric tettono-idrotermale, é interessato da una marcata tettonica duttile e fragile polifasica, con tasche ultracataclastiche tormalinizzate (a sx in basso) e con vene di quarzo profondamente deformate, testimonianza di numerose riattivazioni. Il limite formazionale é segnato da  nastri e vene a quarzo e carbonati sin-cinematici progressivamente deformati e boudinati con code di neoformazione da pressure solution, che marcano, a sigillare le estensioni. Nessuno studio sulle inclusioni fluide che permetta la definizione di un modello termale é mai stato fatto sinora.

Val Vedello mine. RbD9 lower level exploration drift – 34,50 mGeological and tectonic setting: the central part of the photographed heading face drift is characterized by a major thickening of the hazelnut-colored andesitic intrusive body, which appears intensely tectonized. The intrusion is embedded within the deformational flow, dragged, dismembered, boudinaged and anastomosed, and separated by tourmalinized cataclastic intercalations, clearly indicating that the LANF system (N–S strike) does not represent a single discrete fault plane, but rather a thick and distributed deformational corridor.  The underlying metamorphic basement, displaying a pronounced tectono-hydrothermal fabric, is affected by strong polyphase brittle-ductile deformation, with tourmalinized ultracataclastic pockets (lower left side of the image) and deeply deformed quartz veins testifying to repeated tectonic reactivations. The formational boundary is marked by syn-kinematic quartz-carbonate ribbons and veins, progressively deformed and boudinaged, with neoformed pressure-solution tails sealing extensional openings. To date, no fluid inclusion studies aimed at defining a thermal model of the system have ever been carried out.

Val Vedello. Gallerie di Ribasso, RbD9 – 26,00-31,00 m Roof

Vista della calotta della galleria RbD9 dove a causa dei continui locali, cambi di direzione e pendenza del LANF é possibile osservare in corona la base del dicco (color nocciola) a composizione andesitica, catclasato e carbonatato. A letto gli Gneiss di Morbegno intensamente cataclasati.
Lower level exploration drift of the RbD9 tunnel crown/roof where, due to continuous local variations, changes in direction, and dip of the LANF, the base of the cataclasitised and carbonatised andesitic dyke (hazel-coloured) can be observed along the roof. The footwall consists of intensely cataclasitised Morbegno Gneiss.

Val Vedello. Gallerie di Ribasso D9- progressiva m.22,00 fronte di avanzamento e elmetto giallo di riferimento dimensionale .- Spettacolare boudinatura a “salsicciotto”/ pinch-and-swell del dicco andesitico (espressione di un magmatismo intermedio) pervasivamente carbonatato, cataclasato, mineralizzato polifasicamente a uranio, solfuri e ossidi, ricementato dai fluidi idrotermali qui abbastanza potente, e avvolto da una foliazione cataclastico-milonitica di un melange tettono-litologico molto complesso con lenti e nastri di quarzo e carbonati.
Val Vedello mine. RbD9- Lower level exploration drift 22,00 m. Large tectonically boudinaged andesitic dyke relic embedded within the heterogeneous LANF shear corridor. The surrounding basement consists of polyphase gneissic mylonites and cataclasites, locally preserving residual lithons and cut by an anastomosing network of syn-kinematic quartz–carbonate veins. An internal shear surface separates a more strongly cataclastic domain from a foliated mylonitic domain, demonstrating strain partitioning within the distributed fault zone.