Badania izotopów siarki w minerałach siarczkowych ze złóż rud polimetalicznych w Sudetach za pomocą mikrosondy jonowej SHRIMP IIe/MC

Mikulski, S. Z.; Krzemińska, E.; Czupyt, Z.; Williams, I. S.

Powiadomienia systemowe

Sesja wygasła!

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Badania izotopów siarki w minerałach siarczkowych ze złóż rud polimetalicznych w Sudetach za pomocą mikrosondy jonowej SHRIMP IIe/MC

Autorzy

Mikulski S. Z. , Krzemińska E. , Czupyt Z. , Williams I. S.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

Sulphur isotope measurements of sulphide minerals from the polymetallic ore deposits in the Sudetes, using the SHRIMP IIe/MC ion microprobe

Języki publikacji

Abstrakty

W artykule opisano wyniki analiz izotopowych siarki siarczkowej przeprowadzonych po raz pierwszy w PIG-PIB za pomocą nowoczesnej mikrosondy jonowej SHRIMP IIe/MC. Rezultaty wskazują na dużą precyzję i szybkość analiz metodą SIMS oraz na wysoką powtarzalność wyników. W porównaniu z analizą stosunków izotopowych siarki konwencjonalną metodą spektrometrii gazowej IRMS stwierdzono zdecydowaną przewagę na korzyść techniki SIMS. W metodzie tej możliwa jest obserwacja analizowanej powierzchni w skali mikronów i precyzyjne wybranie miejsca analizy (ok. 20 μm), w tym uniknięcie inkluzji lub stref spękań w badanych kryształach siarczków. W przypadku analiz izotopowych siarki metodą konwencjonalną IRMS efekt homogenizacji próbek znacznie wpływa na końcowy wynik. Technika mikrosondy jonowej SIMS, dzięki wysokiej rozdzielczości przestrzennej, dostarcza bardziej szczegółowych wyników. Skład izotopowy siarki wyznaczony w wyniku badań próbek pirytów z rejonu zarzuconego złoża Au–Cu–As w Radzimowicach w nieznacznym stopniu odbiega od δ[sup]34[/sup]S = 0‰ (średnia ważona δ34S dla próbki 10B = +0,84 ±0,24‰ , n = 60, dla próbki M20 = +0,37 ±0,13‰, n = 35, a dla próbki M21 = –0,03 ±0,32‰, n = 26), co wskazuje na źródło siarki związane z magmą odpowiadającą stopom płaszczowym lub dolnoskorupowym. Z kolei w przypadku pirytu z wyrobiska w rejonie Leszczyńca uzyskano ujemne wartości δ34S poniżej –1‰ (zakres od –3,24 ±0,08‰ do –1,19 ±0,09‰), co świadczy o udziale procesu kontaminacji i o niewielkim wpływie osadowego protolitu podczas generacji stopu.

Results of sulphur isotope analyses in sulphides by use of modern ion microprobe equipment – SHRIMP IIe/MC – are described in the paper. Measurements with an application of the SIMS method indicate high precision, fast procedure as well as high repeatability of results. Considering the sulphur isotopic ratio measured by the IRMS (the conventional method of gas spectrometry), advantage of the SIMS method is clearly visible. It allows for observation of the analysed surface at the micron-scale and for very precise selection of the area of analysis (about 20 μm in diameter), including the avoiding of other mineral microinclusions or microfractures in sulphide crystals, which are common features. In the case of the IRMS sulphur isotope analyses sample homogenization strongly influenced obtained results. The SIMS ion microprobe technique provides high spatial resolution which enables more reliable results. In the case of pyrites analysed from the abandoned Au–Cu–As Radzimowice deposit results of isotopic sulphur are close to δ34S = 0‰ (weighted average of δ34S for sample 10B is +0.84 ±0.24‰, n = 60, for sample M20 +0.37 ±0.13‰, n = 35, and for sample M21 –0.03 ±0.32‰, n = 26), which indicates the source of sulphur from processes related to magmas probably of mantle or lower crust origins. On the other hand pyrites from the old mining prospect in Leszczyniec have negative δ[sup]34[/sup]S values below –1‰ (ranging from –3.24 ±0.08‰ to –1.19 ±0.09‰), which suggest a contaminationprocess and possible minor input of sedimentary protolith during the magma generation.

Słowa kluczowe

izotopy siarki piryt rudy siarczkowe SIMS Sudety

sulphur isotopes pyrite sulphide ores Secondary Ion Mass Spectrometry Sudetes

Wydawca

Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy

Czasopismo

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

Rocznik

2015

Tom

nr 464

Strony

61--77

Opis fizyczny

Bibliogr. 41 poz., 1 tabl., tab., wykr.

Twórcy

autor

Mikulski S. Z.

stanislaw.mikulski@pgi.gov.pl

Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy, ul. Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa

autor

Krzemińska E.

ewa.krzeminska@pgi.gov.pl

Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy, ul. Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa

autor

Czupyt Z.

zbigniew.czupyt@pgi.gov.pl

Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy, ul. Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa

autor

Williams I. S.

Research School of Earth Sciences Australian National University, Canberra

Bibliografia

1. BARRIE C.T., TAYLOR C.F., 2001 - Geology, alteration mineralogy, geochemistry and volcanogenic massive-sulphide potential of the Ruttan mine area and the southern Rusty Lake volcanic belt (NTS 64B). Manitoba Geological Survey Open File Report 2001-9.
2. CABRAL R.A., JACKSON M.G., ROSE-KOGAE.F., KOGAK.T., WHITEHOUSE M.J., ANTONELLI M.A., FARQUHAR J., DAY J.M.D., HAURI E.H., 2013 - Anomalous sulphur isotopes in plume lavas reveal deep mantle storage of Archaean crust. Nature, 496: 490-493.
3. CROWE D.E., VAUGHAN R.G., 1996 - Characterization and use of isotopically homogeneous standards for in situ laser micro-probe analysis of 34S/32S ratios. Am. Mineral., 81: 187-193.
4. DZIEKOŃSKI T., 1972 - Wydobywanie i metalurgia kruszców na Dolnym Śląsku od XIII do połowy XX wieku. Zakł. Narod. im. Ossolińskich, Wrocław.
5. ISHIHARA S., SASAKI A., 1989 - Sulfur isotopic ratios of the magnetite-series and ilmenite-series granitoids of the Sierra Nevada batholith - a reconnaissance study. Geology, 17: 788-791.
6. JĘDRYSEK M.O., 2001 - Sprawozdanie z badań izotopowych siarki siarczkowej S34S CDT z wybranych obszarów złożowych w Sudetach. W: Określenie temperatur krystalizacji złotonośnej formacji arsenowej w Sudetach w świetle badań w mikro-obszarze, termobarometrycznych i izotopowych. Raport grantu KBN nr 9 T12B 002 17 (red. S.Z. Mikulski). Narod. Arch. Geol. PIG-PIB, Warszawa.
7. KAJIWARA Y., KRAUSE H.R., 1971 - Sulfur isotope partitioning in metallic sulfide systems. Can. J. Earth Sci., 8: 1397-1408.
8. KOZDRÓJ W., 2003 - Ewolucja geotektoniczna krystaliniku wschodnich Karkonoszy. W: Sudety Zachodnie: od wendu do czwartorzędu (red. W. Ciężkowski i in.). Pol. Tow. Geol., WIND, Wrocław.
9. KOZDRÓJ W., TURNIAK K., TICHOMIROVA M., BOMBACH K., ZIÓŁKOWSKA-KOZDRÓJ M., KACHLIK V., 2005 - New 207Pb/206Pb zircon ages from the East Karkonosze Metamorphic Complex, West Sudetes - evidence of the Late Cambrian-Early Ordovician magmatism. Geolines, 19: 69-70.
10. MANECKI A., 1965 - Studium mineralogiczno-petrograficzne polimetalicznych żył okolicy Wojcieszowa (Do1ny Śląsk). Pr. Min. Kom. Nauk Min., PAN Oddz. w Krakowie, 47, 2: 7-58.
11. MAYER W., JĘDRYSEK M.O., GÓRKA M., DRZEWICKI W., MOCHNACKA K., PIECZKA A., 2012 -Preliminary results of sulphur isotope studies on sulfides from selected ore deposits and occurrences in the Karkonosze-Izera Massif (the Sudety Mts., Poland). Mineralogia, 43, 3/4: 213-222.
12. MAZUR S., 1995 - Strukturalna i metamorficzna ewolucja wschodniej okrywy granitu Karkonoszy w południowej części Rudaw Janowickich i Grzbiecie Lasockim. Geol. Sudetica, 29, 1: 31-103.
13. MIKULSKI S.Z., 1999 - Złoto z Radzimowic w Górach Kaczawskich (Sudety) - nowe dane geochemiczne i mineralogiczne. Prz. Geol., 47, 11: 999-1005.
14. MIKULSKI S.Z., 2001 (red.) - Określenie temperatur krystalizacji złotonośnej formacji arsenowej w Sudetach w świetle badań w mikroobszarze, termobarometrycznych i izotopowych. Raport grantu KBN nr 9 T12B 002 17. Narod. Arch. Geol. PIG-PIB, Warszawa.
15. MIKULSKI S.Z., 2004 - Geneza i wiek (Re-Os) hercyńskich złóż złota w Sudetach w świetle badań organogeochemicznych, geochemicznych i izotopowych (C, S, O). Raport gran- tu KBN nr 5 T12B 001 22. Narod. Arch. Geol. PIG-PIB, Warszawa.
16. MIKULSKI S.Z., 2005 - Geological, mineralogical and geochemical characteristics of the Radzimowice Au-As-Cu deposit from the Kaczawa Mountains (Western Sudetes, Poland) - an example of the transition of porphyry and epithermal style. Mineral. Dep., 39, 8: 904-920.
17. MIKULSKI S.Z., 2007a - The late-Variscan gold mineralization in the Kaczawa Mountains, Western Sudetes. Pol. Geol. Inst. Spec. Pap., 22: 1-162.
18. MIKULSKI S.Z., 2007b - Formy wystąpień złota w złożach kwarcowo-siarczkowych w Górach Kaczawskich. Prz. Geol., 55, 4: 298-299.
19. MIKULSKI S.Z., 2010 - Charakterystyka i geneza złotonośnej mineralizacji arsenowo-polimetalicznej w złożu Czarnów (Sudety Zachodnie). Biul. Państw Inst. Geol., 439: 303-320.
20. MIKULSKI S.Z., 2011 - Gold deposits in Kaczawa Mountains, West Sudetes, SW Poland. W: Gold in Poland (red. A. Kozłowski, S.Z. Mikulski). Arch. Min. Monogr., 2: 63-83.
21. MIKULSKI S.Z., 2014 - Występowanie telluru i bizmutu w złotonośnych siarczkowych rudach polimetalicznych w Sudetach (SW Polska). Gosp. Sur. Min., 30, 2: 15-34.
22. MIKULSKI S.Z., 2015 - Mapy obszarów perspektywicznych wystąpień rud metali w Polsce w skali 1:200 000: pierwotne rudy złota towarzyszące mineralizacji siarczkowej na Dolnym i Górnym Śląsku oraz w Małopolsce. Prz. Geol., 63, 9: 546- 555.
23. MIKULSKI S.Z., WILLIAMS I.S., 2014 - Zircon U-Pb dating of igneous rocks from the Radzimowice and Wielisław Złotoryjski auriferous polymetallic deposits, Sudetes, SW Poland. Ann. Soc. Geol. Pol., 84, 3: 213-233.
24. MIKULSKI S.Z., KRZEMIŃSKA E., CZUPYT Z., WILLIAMS I., 2015 - Sulfur isotope analysis of sulfide minerals - a remake done by SHRIMP IIe/MC. Mineralogia, Spec. Pap., 44: 73.
25. OHMOTO H., 1986 - Stable isotope geochemistry of ore deposits: stable isotopes in high temperature geological processes. Rev. Mineral., 16: 491-559.
26. OHMOTO H., GOLDHABER B., 1997 - Sulphur and carbon Isotopes. W: Geochemistry of hydrothermal ore deposits (red. H.L. Barnes): 517-600. Wiley, New York.
27. OHMOTO H., RYE R.O., 1979 - Isotopes of sulfur and carbon. W: Geochemistry of Hydrothermal Ore Deposits, 2nd ed. (red. H.L. Barnes): 509-567. Wiley, New York.
28. PAULO A., SALAMON W., 1974 - Przyczynek do znajomości złoża polimetalicznego w Starej Górze. Kwart. Geol., 18, 2: 266-276.
29. SANTOSH M., MASUDA H., 1991 - Reconnaissance oxygen and sulfur isotopic mapping of Pan-African alkali granites and syenites in the southern Indian Shield. Geochem. J., 25: 173-185.
30. SASAKI A., ISHIHARA S., 1979 - Sulfur isotopic composition of the magnetite-series and ilmenite-series granitoids in Japan. Contrib. Miner. Petrol., 68: 107-115.
31. SKURZEWSKI A., 1984 - Wulkanity hercyńskie w rejonie Wojcieszowa. Kwart. Geol., 28, l: 39-58.
32. STAUFFACHER J., 1915 - Der Goldgangdistrikt von Altenberg in Schlesien. Z. Geol., 12: 53-83.
33. TEISSEYRE J.H., 1973 - Skały metamorficzne Rudaw Janowickich i Grzbietu Lasockiego. Geol. Sudetica, 8: 7-120.
34. TEISSEYRE H., 1967 — Najważniejsze zagadnienia geologii podstawowej w Górach Kaczawskich. W: Przewodnik XL Zjazdu Polskiego Towarzystwa Geologicznego. Geologia i surowce mineralne Sudetów Zachodnich, Zgorzelec, 24-27 sierpnia (red. H. Teisseyre): 11-28. Wyd. Geol., Warszawa.
35. USHIKUBO T., KENNETH H., WILLIFORD K.H., FARQUHAR J., JOHNSTON D.T., VAN KRANENDONK M.J., VALLEY J.W., 2014 — Development of in situ sulfur four- -isotope analysis with multiple Faraday cup detectors by SIMS and application to pyrite grains in a Paleoproterozoic glaciogenic sandstone. Chem. Geol., 383: 86-99.
36. WINCHESTER J.A., FLOYD P.A., CHOCYK M., HORBOWY K., KOZDRÓJ W., 1995 — Geochemistry and tectonic environment of Ordovician meta-igneous rocks in the Rudawy Janowickie Complex, SW Poland. J. Geol. Soc., London, 152: 105-115.
37. WÓJTOWICZ A., 2004 — Sprawozdanie z badań izotopowych siarki siarczkowej δ34S CDT z wybranych obszarów złożowych w Sudetach. W: Geneza i wiek (Re-Os) hercyńskich złóż złota w Sudetach w świetle badań organo-geochemicznych, geochemicznych i izotopowych (C, S, O) (red. S.Z. Mikulski). Narod. Arch. Geol. PIG-PIB, Warszawa.
38. www.ciaaw.org/sulfur-references
39. YANIGASAWA F., SAKAI H., 1983 Thermal decomposition of barium sulphate-vanadium pentoxide-silica glass mixtures for preparation of sulphur dioxide for sulphur isotope ratio measurements. Anal. Chem., 55: 985-987.
40. ZIMNOCH E., 1965 — Okruszcowanie złoża Starej Góry w świetle nowych danych. Biul. Geol. Wydz. Geol. UW, 5: 3-38.
41. ZIMNOCH E., 1983 — Mineralizacja kruszcowa złoża „Czamów" (Sudety). Rocz. Pol. Tow Geol., 53, 1-4: 289-306.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-75ee5af4-b309-47f7-aac4-c5a1bf34e4b0