Przeobrażone rytmity siarczkowe w piaskowcu białego spągowca z kopalni Rudna

• Autorzy: Radliński M. , Sawłowicz Z.

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0010.0104

Warianty tytułu

EN

Altered rhythmic sulphide bands in the Weissliegend sandstone in the Rudna mine (Fore-Sudetic Monocline, Poland)

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Badano dwa profile piaskowca z kopalni Rudna, zawierające rytmity siarczkowe o różnym składzie siarczków miedzi i stopniu przeobrażenia. W badaniach wykorzystano metody mikroskopii optycznej i elektronowej (SEM-EDS) oraz XRD. Rytmity w pierwszym badanym profilu RZA są zbudowane z siarczków miedzi (gł. digenit), silnie zmienionych przez wtórne procesy do kowelinu i atacamitu. Pierwotne rytmity powstały prawdopodobnie przez oddziaływanie siarkowodoru z łupku miedzionośnego na roztwory miedzionośne w piaskowcu. Rozległe powstawanie atacamitu było prawdopodobnie wynikiem wietrzenia w warunkach kopalnianych, chociaż inne możliwości powstania też są rozważone. Rytmity w drugim profilu RGM są zbudowane z siarczków Cu i Fe (bornit, chalkopiryt) i pirytu. Ten odmienny skład mineralny może być wynikiem reakcji siarkowodoru z nadległego łupku z roztworami zawierającymi Cu i Fe. Żelazo w tych roztworach było prawdopodobnie wynikiem rozpuszczania obecnego w piaskowcu pirytu lub monosiarczków żelaza. Na pierwotną mineralizację siarczkową w obu profilach jest nałożona wtórna mineralizacja kruszcowa o nieco odmiennym składzie.

EN

Two cross-sections of Weissliegend sandstones with copper sulphide rhythmic banding from the Rudna Mine were studied. Analyses were performed using optical polarizing (PLM) and scanning electron (SEM-EDS) microscopy and XRD. The rhythmites have different sulphide compositions and they have undergone different alterations. In the RZA cross-section, the rhythmites are composed of copper sulphides, mainly digenite, strongly altered to covellite and atacamite by secondary processes. Primary rhythmites were probably formed via a reaction between hydrogen sulphide from the overlying shale and copper-bearing solutions in the sandstone. Weathering and mining waters were probably responsible for extensive atacamite formation, although other possibilities are also considered. In the RGM cross-section, the rhythmites are composed of Cu–Fe sulphides (bornite and chalcopyrite) and pyrite. This distinct mineralogy may result from a reaction of hydrogen sulphide from the overlying shale with copper- and iron-bearing solutions. Dissolution of pyrite or iron monosulphides present in the sandstone could enrich the solutions in iron. Primary ore mineralization was overlapped by secondary mineralization of slightly different composition.

Słowa kluczowe

PL

rytmity siarczkowe; łupek miedzionośny; Weissliegend; atacamit; siarczki miedzi

EN

rhythmic sulphide banding; Kupferschiefer; Weissliegend; atacamite; copper sulphides

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 468
• Strony: 61--78
• Opis fizyczny: Bibliogr. 43 poz., rys., zdj.

Twórcy

autor

Radliński M.

• Uniwersytet Jagielloński, Instytut Nauk Geologicznych, 30-387 Kraków, ul. Gronostajowa 3A

autor

Sawłowicz Z.

• Uniwersytet Jagielloński, Instytut Nauk Geologicznych, 30-387 Kraków, ul. Gronostajowa 3A

Bibliografia

• 1. BANAŚ M., SALAMON W., PIESTRZYŃSKI A., MAYER W., 1982 — Replacement phenomena of terrigenous minerals by sulphides in copper – bearing Permian sandstones in Poland. W: Ore Genesis – the state of the Art (red. G.C. Amstutz). Spec. Publ. No. 2, Soc. Geol. Appl. to Mineral Deposits, 3–9, Springer, Berlin, Heidelberg, New York.
• 2. BENNETT P.C., MELCER M.E., SIEGEL D.J., HASSETT J.P., 1988 — The dissolution of quartz in dilute aqueous solutions of organic acids at 25°C. Geoch. et Cosmochim. Acta, 52: 1521–1530.
• 3. BLAKE R.E., WALTER L.M., 1999 — Kinetics of feldspar and quartz dissolution at 70–80°C and near–neutral pH: Effects of organic acids and NaCl. Geoch. et Cosmochim. Acta, 63: 2043–2059.
• 4. BŁASZCZYK J.K., 1981 — Wpływ paleomorfologii stropu białego spągowca na zmienność facjalną serii złożowej w Zagłębiu Lubińskim. Geol. Sudet., 16: 195–217.
• 5. CAMERON E.M., LEYBOURNE M.I., PALACIOS C., 2007 — Atacamite in the oxide zone of copper deposits in northern Chile: involvement of deep formation waters? Miner. Deposita, 42: 205–218.
• 6. HANNINGTON M.D., 1993 — The formation of atacamite during weathering of sulphides on the modern seafloor. Can. Mineral., 31: 945–956.
• 7. HARAŃCZYK C., 1989 — Subaerial redistribution of the metals content in the copper – bearing shales of the Fore-Sudetic Monocline. Symp. Mineralization in Black Shales. Kraków–Lubin 11–14 April 1989, 14.
• 8. HARAŃCZYK C., JAROSZ J., 1973 — Minerały kruszcowe złoża miedzi monokliny przedsudeckiej. Rudy Met. Nieżel., 10: 290–296.
• 9. JUROSZEK, C., KŁAPCIŃSKI, J., SACHANBIŃSKI, M., 1981. — Wulkanity dolnego permu południowej części monokliny przedsudeckiej i perykliny Żar. Rocznik Pol. Tow. Geol., 51: 517–546.
• 10. KACZMAREK W., 2006 — Zróżnicowanie mineralizacji miedziowej a wykształcenie litologiczne białego spągowca w kopalniach LGOM. [Pr. doktor.], Arch. ING UWr, Wrocław.
• 11. KIEŁCZAWA B., OWCZAREK A., KALISZ M., 2011 – Wybrane zagadnienia genezy wód podziemnych dopływajacych do kopalń Lubin oraz Polkowice–Sieroszowice w strefie kontaktów hydraulicznych utworów cechsztynu i oligocenu. Biul. Państw. Inst. Geol., 445: 291–300.
• 12. KŁAPCIŃSKI J., PERYT T.M., 2007 — Budowa geologiczna monokliny przedsudeckiej. W: Monografia KGHM Polska Miedź S.A. Wyd. II. KGHM Cuprum Sp. z o.o., Lubin (red. A. Piestrzyński): 69–77.
• 13. KUCHA H., 1990 — Geochemistry of the Kupferschiefer, Poland. Geol. Rundsch., 79: 387–399.
• 14. KUCHA H., PAWLIKOWSKI M., 1986 — Two-brine model of the genesis of strata – bound Zechstein deposits (Kupferschiefer type), Poland. Miner. Deposita, 21: 70–80.
• 15. LARGE D.J., MACQUAKER J., VAUGHAN D.J., SAWŁOWICZ Z., GIZE A.P., 1995 — Evidence for Low – Temperature alteration of sulphides in the Kupferschiefer copper deposits of Southwestern Poland. Econ. Geol., 90: 2143–2155.
• 16. MacFARLANE W.R., KYSER T.K., CHIPLEY D., BEAUCHEMIN D., OATES C., 2005 — Continuous leach inductively coupled plasma mass spectrometry: applications for exploration and environmental geochemistry. Geochem. Explor. Environm., Anal., 5: 123–134.
• 17. MATLAKOWSKA R., SKŁODOWSKA A., NEJBERT, K., 2012 — Bioweathering of Kupferschiefer black shale (Fore-Sudetic Monocline, SW Poland) by indigenous bacteria: implication for dissolution and precipitation of minerals in deep underground mine. FEMS Microbiol. Ecol., 81: 99–110.
• 18. MAYER W., PIESTRZYŃSKI A., 1985 — Ore minerals from lower Zechstein sediments at Rudna mine, Fore-Sudetic Monocline, SW Poland. Pr. Miner. PAN, 75: 1–72, Wydaw. Geol., Warszawa.
• 19. MAYER W., PIESTRZYŃSKI A., 1990 — Origin of sulphide banding in the mineralized Weissliegendes sandstones, Fore- Sudetic Moncline, SW Poland. Miner. Pol., 21: 15–21.
• 20. MAYER W., SALAMON W., 1974 — Wykształcenie i mineralizacja piaskowców białego spągowca w rejonie Rudnej. Rudy Met. Nieżel., 19: 300–304.
• 21. MICHALIK M., 1997 — Minerały diagenetyczne w piaskowcach białego i czerwonego spągowca z obszaru występowania dolnośląskich złóż miedzi jako zapis zmienności składu chemicznego roztworów porowych. Pr. Spec. PTMin., 9: 134–136.
• 22. MICHALIK M., 2001 — Diagenesis of the Weissliegend sandstones in the South – Western margin of the Polish Rotliegend basin. Pr. Miner. PAN, 91: 1–176.
• 23. MICHALIK M., SAWŁOWICZ Z., 2001 — Multi-stage and longterm origin of the Kupferschiefer copper deposits in Poland. W: Mineral Deposits at the Beginning of the 21st Century (red. A. Piestrzyński), Balkema, 235–238.
• 24. NEMEC W., POREBSKI S.J., 1977 — Weissliegendes sandstones: a transition from fluvial-aeolian to shallow-marine sedimentation (Permian of Fore-Sudetic Monocline). Ann. Soc. Geol. Pol., 47: 387–418.
• 25. NIEĆ M., PIESTRZYŃSKI A., 2007 — Forma i budowa złoża. W: Monografia KGHM Polska Miedź S.A. Wyd. II. KGHM Cuprum Sp. z o.o., Lubin (red. A. Piestrzyński): 157–163.
• 26. OBERC-DZIEDZIC T., ŻELAŹNIEWICZ A., CWOJDZIŃSKI S., 1999 — Granitoids of the Odra fault zone: late- to post-orogenic Variscan intrusions in the Saxothuringian Zone, SW Poland. Geol. Sudet., 32: 55–71.
• 27. OSZCZEPALSKI S., 1989 — Kupferschiefer in southwestern Poland: Sedimentary environments, metal zoning, and ore controls. Geol. Assoc. Canada, Spec. Pap., 36: 571–600.
• 28. OSZCZEPALSKI S., 1999 — Origin of the Kupferschiefer polymetallic mineralization in Poland. Miner. Deposita, 34: 599–613.
• 29. OSZCZEPALSKI S., RYDZEWSKI A., 1987 — Palaeogeography and sedimentary model of the Kupferschiefer in Poland. Lect. Notes Earth Sci., 10: 189–205.
• 30. PALACIOS C., ROUXEL O., REICH M., CAMERON E.M., LEYBOURNE M.I., 2011 — Pleistocene recycling of copper at a porphyry system, Atacama Desert, Chile: Cu isotope evidence. Miner. Deposita, 46: 1–7.
• 31. PERYT T.M., OSZCZEPALSKI S., 2007 — Stratygrafia serii złożowej. W: Monografia KGHM Polska Miedź S.A. Wyd. II. KGHM Cuprum Sp. z o.o., Lubin (red. A. Piestrzyński): 108–111.
• 32. PIECZONKA J., PIESTRZYŃSKI, A., 2006 — Minerały kruszcowe złoża rud miedzi na monoklinie przedsudeckiej i ich znaczenie dla genezy. Gosp. Sur. Miner., 22, z. spec. 3: 187– 292.
• 33. PIECZONKA J., PIESTRZYŃSKI A., LENIK P., CZERW H., 2007 — Rozmieszczenie minerałów kruszcowych w złożu rud miedzi na monoklinie przedsudeckiej. Biul. Państw. Inst. Geol., 423: 95–108.
• 34. PIESTRZYŃSKI A., 2007 — Okruszcowanie. W: Monografia KGHM Polska Miedź S.A. Wyd. II. KGHM Cuprum Sp. z o.o., Lubin (red. A. Piestrzyński): 167–197.
• 35. PIESTRZYŃSKI A., SAWŁOWICZ Z., 1999 — Exploration for Au and PGE in the Polish Zechstein copper deposits (Kupferschiefer). J. Geochem. Explor., 66: 17–25.
• 36. PIESTRZYŃSKI A., PIECZONKA J., SAWŁOWICZ Z., 2010 — Sediment hosted copper–silver deposits in the Lubin–Glogow mining district (Poland). Acta Miner.-Petrogr., Field Guide Series, 18: 19–33.
• 37. SAWŁOWICZ Z., 2000 — Framboids: from their origin to application. Pr. Miner. PAN, 88: 1–80.
• 38. SAWŁOWICZ Z., WEDEPOHL K.H., 1992 — The origin of rhythmic sulphide bands from the Permian sandstones (Weissliegendes) in the footwall of the Fore-Sudetic Kupferschiefer. Mineral. Deposita, 27: 242–248.
• 39. SHLOMOVITCH N., BAR-MATTHEWS M., SEGEV A., MATTHEWS A., 1999 — Sedimentary and epigenetic copper mi neral assemblages in the Cambrian Timna Formation, southern Israel. Isr. J. Earth Sci., 48: 195–208.
• 40. SILLITOE R.H., CLARK A.H., 1969 — Copper and copper-iron sulphides as the initial products of supergene oxidation, Copiapo mining district, northern Chile. Am. Mineral., 54: 1684–1710.
• 41. ŚLIWIŃSKI W., KACZMAREK W., 2006 — Zróżnicowanie mineralizacji miedziowej w zależności od wykształcenia spoiw piaskowców białego spągowca. UWroc. Pracownia Usług Geologicznych WRO-MIN, Opr. nauk.-bad., Arch. Działu Geol. OZG Rudna.
• 42. WIERZCHOWSKA-KICUŁOWA K., 1984 — Budowa geologiczna utworów podpermskich monokliny przedsudeckiej. Geol. Sudet., 19: 121–139.
• 43. WOODS T.L., GARRELS R.M.,1986 — Phase relations in some cupric hydroxy minerals. Econ. Geol., 81: 1989–2007.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).