Occurrence of sulphides in Sowia Dolina near Karpacz (SW Poland) - en example of ore mineralization in the contact aureole of the Karkonosze granite

• Autorzy: Mochnacka Ksenia , Oberc-Dziedzic Teresa , Mayer Wojciech , Pieczka Adam , Góralski Michał

Identyfikatory

DOI

10.2478/v10002-007-0026-5

Warianty tytułu

PL

Wystąpienie siarczków w Sowiej Dolinie koło Karpacza – przykład mineralizacji kruszcowej w aureoli kontaktowej granitu Karkonoszy (Sudety, Polska)

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The authors studied the poorly-known, uneconomic sulphide mineralization site in Sowia Dolina near Karpacz. Host rocks are hornfelses of the Velká Úpa schist series, which belongs to the Izera-Kowary Unit. Ore minerals assemblage includes: pyrrhotite, pyrite, chalcopyrite, arsenopyrite, sphalerite, galena and marcasite, accompanied by ilmenite and rutile. The oldest sulphide is high-temperature pyrrhotite crystallized at about 600°C, which is in good agreement with the temperature range of contact metamorphic conditions, revealed by muscovitesillimanite transformation. Low-temperature pyrrhotite and other sulphides formed at about 390°C (arsenopyrite geothermometer) down to 265°C (pyrrhotite geothermometer), whereas fluid inclusions studies of vein quartz demonstrated the temperature range 380-150°C. Mineralization in Sowia Dolina is similar to other ore hydrothermal deposits known from the proximal or distal contact zone of the Karkonosze granite.

Hornfelsy Sowiej Doliny należą do jednostki izersko-kowarskiej i są częścią serii łupkowej grupy Velkej Úpy, przeobrażonej na kontakcie z waryscyjskim granitem Karkonoszy. W Sowiej Dolinie istnieją ślady dawnych robót górniczych, wyloty sztolni i hałdy, na których znaleźć można okazy z mineralizacją siarczków. Okruszcowane hornfelsy odznaczają się dobrze zachowaną foliacją i lineacją. Przejawem metamorfizmu kontaktowego są poligonalne zarysy ziaren kwarcu oraz rozpad muskowitu na sillimanit, zgodnie z reakcją: muskowit + kwarc = Al2SiO5 + K-skaleń + H2O, która oznacza warunki metamorfizmu wysokiego stopnia i osiągnięcie temperatury powyżej 600°C, a także krystalizacja andaluzytu i kordierytu, całkowicie zamienionego w pinit. Efektem zmian kontaktowych jest również powstanie pseudomorfoz po granacie. Najbogatsze skupienia minerałów kruszcowych stwierdzone zostały w hornfelsach wzbogaconych w kwarc lub przecinanych żyłkami kwarcowo-skaleniowymi. Dominującym minerałem rudnym jest pirotyn, rzadziej pojawia się piryt. Minerały te tworzą masywne skupienia kilkucentymetrowej miąższości, niekiedy także żyłki lub struktury rozproszone. W mniejszych ilościach występują: chalkopiryt, galena, sfaleryt, arsenopiryt, bornit, markasyt oraz minerały Ti. Sukcesja minerałów kruszcowych została określona na podstawie przerostów mineralnych (tab. 2). Najstarsze minerały, ilmenit i rutyl, są związane przypuszczalnie z metamorfizmem regionalnym. Po minerałach Ti krystalizował pirotyn. Młodszy od niego jest chalkopiryt, którego starsza generacja tworzy zrosty z pirotynem, następna natomiast występuje jako odmieszania w sfalerycie. Po pirotynie i starszym chalkopirycie, w tym samym czasie powstawały sfaleryt, arsenopiryt i galena. Markasyt jest minerałem wtórnym, tworzącym się w początkowych stadiach procesu wietrzenia rud na hałdzie. Następstwo siarczków potwierdziła interpretacja geotermometryczna wyników analiz chemicznych w mikroobszarze. Wykazała ona, że temperatury powstawania pirotynu wahały się w zakresie temperatur 630–265°C, a arsenopiryt krystalizował w temperaturze około 390°C. Temperatury powstawania kwarcu żyłowego oznaczone za pomocą inkluzji ciekło- -gazowych mieszczą się w zakresie temperatur 380–150°C. Porównanie obserwacji mikroskopowych rud z danymi chemicznymi i petrologicznymi pozwala na sugestię, że procesy metamorfizmu kontaktowego w temperaturach około 600°C odpowiadają krystalizacji wysokotemperaturowego pirotynu, natomiast pozostałe siarczki i kwarc żyłowy tworzyły się w procesach hydrotermalnych niższych temperatur, aż do około 150°C.

Słowa kluczowe

EN

West Sudetes; Karkonosze granite; metamorphic envelope; Izera-Kowary Unit; Sowia Dolina; contact aureole; ore mineralization

PL

Sudety; Karkonosze; siarczki; granit; Sowia Dolina; mineralizacja

• Wydawca: Mineralogical Society of Poland
• Czasopismo: Mineralogia
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 38, iss. 2
• Strony: 185--207
• Opis fizyczny: Bibliogr. [37] poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Mochnacka Ksenia

• Faculty of Geology, Geophysics and Environment Protection, AGH-University of Science and Technology, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Oberc-Dziedzic Teresa

• Institute of Geological Sciences, University of Wrocław, Plac M. Borna 9, 50-204 Wrocław, Poland

autor

Mayer Wojciech

• Faculty of Geology, Geophysics and Environment Protection, AGH-University of Science and Technology, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Pieczka Adam

• Faculty of Geology, Geophysics and Environment Protection, AGH-University of Science and Technology, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Góralski Michał

• Faculty of Management, AGH-University of Science and Technology, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• BARTON B. P., TOULMIN P., 1966: Phase relationships involving sphalerite in the Fe-Zn-S system. Economic Geology 61, 815–848.
• BERG G., 1923: Die Gesteine des Isergebirges. Jahrbuch des Preussischen Geologische Landesanstalt 43, 125–168.
• BORKOWSKA M., HAMEURT J., VIDAL P., 1980: Origin and age of Izera gneisses and Rumburk granites in the Western Sudetes. Acta Geologica Polonica 30, 121–146.
• CHALOUPSKÝ J., 1965: Metamorphic development of the Krkonoše crystalline complex. Krystalinikum 3, 31–54.
• CHALOUPSKÝ J., (ed.) 1989: Geology of the Krkonoše and Jizerské hory Mts (in Czech with English summary). Ústøedni ústav geolologický, Praha, 288 pp.
• DUTHOU J.L., COUTURIE J.P., MIERZEJEWSKI M.P., PIN C., 1991: Next dating of granite sample from the Karkonosze Mountains using Rb-Sr total rock isochrone method (in Polish with English abstract). Przegl¹d Geologiczny 36, 75–79.
• HOEHNE K., 1952: Vorkommen von Magnetit in Schlesien. Neues Jahrbuch für Geologie und Paläontologie Monatshefte 7, 289–294.
• KERESTEDJIAN T., 1997: Chemical and morphological features of arsenopyrite, concerning its use as geothermometer. Contributions to Mineralogy and Petrology 60, 231–234.
• KORYTOWSKI A., DÖRR W., ŻELAŻNIEWICZ A., 1993: U–Pb dating of (meta) granitoids in the NW Sudetes (Poland) and their bearing on tectono-stratigraphic correlation. Terra Abstracts 5, 331–332.
• KOZŁOWSKI A., SANOCKA M., DZIERŻANOWSKI P., 2002: Tin-tungsten and associate mineralisation at Szklarska Porêba Huta, Karkonosze Massif, SW Poland. Polskie Towarzystwo Mineralogiczne – Prace Specjalne (Mineralogical Society of Poland – Special Papers) 20, 248–250.
• KRETSCHMAR K., SCOTT J., 1976: Phase relations involving arsenopyrite in the system Fe-As-S. Canadian Mineralogist 14, 364–386.
• KRÖNER A., HEGNER E., HAMMER J., HAASE G., BIELICKI K-H., KRAUSS M., EIDAM J., 1994: Geochronology and Nd-Sm systematics of Lusatian granitoids: significance for the evolution of the Variscan orogen in east-central Europe. Geologische Rundschau 83, 357–376.
• KRÖNER A., JAECKEL P., HEGNER E., OPLETAL M., 2001: Single zircon ages and whole-rock Nd isotopic systematics of early Palaeozoic granitoid gneisses from the Czech and Polish Sudetes (Jizerské hory, Krkonoše Mountains and Orlice-Sneník Complex). International Journal of Earth Sciences (Geologische Rundschau) 90, 304–324.
• KRYZA R., MAZUR S., 1995: Contrasting metamorphic paths in the SE part of the Karkonosze-Izera Block (Western Sudetes, SW Poland). Neues Jahrbuch für Mineralogie. Abhandlungen 169, 157–192.
• MACHOWIAK K., ARMSTRONG R., 2007: SHRIMP U-Pb zircon age from the Karkonosze granite. Polskie Towarzystwo Mineralogiczne – Prace Specjalne (Mineralogia Polonica – Special Papers) 31, 193–196.
• MAZUR S., 1995: Structural and metamorphic evolution of the country rocks at the eastern contact of the Karkonosze granite in the southern Rudawy Janowickie Mts and Lasocki Range. Geologia Sudetica 29, 31–98 (in Polish with English abstract).
• MAZUR S., ALEKSANDROWSKI P., 2001: The Tepla(?)/Saxothuringian suture in the Karkonosze-Izera Massif, Western Sudetes, Central European Variscides. International Journal of Earth Sciences 90, 341–360.
• MICHNIEWICZ M., BOBIŃSKI W., SIEMIĄTKOWSKI J., 2006: Tin mineralization in the middle part of the Stara Kamienica Belt (western Sudetes). Prace Pañstwego Instytutu Geologicznego CLXXXV, pp. 136 (in Polish with English abstract).
• MOCHNACKA K., 2000: Prawidłowości wykształcenia mineralizacji kruszcowej w metamorficznej osłonie granitu Karkonoszy – próba powiązania ze środowiskiem geotektonicznym. (Regularities in the development of ore mineralization in the metamorphic cover of the Karkonosze granite – an attempt to identify geotectonic situation). Polskie Towarzystwo Mineralogiczne – Prace Specjalne (Mineralogical Society of Poland – Special Papers) 16, 223–258 (in Polish).
• MOCHNACKA K., POŠMOURNY K., 1981: Metallogenetic characteristics of the Palaeozoic and pre -Palaeozoic formations of the northern part of the Bohemian Massif (Krkonošse – Jizerské hory region). Èasopis pro mineralogii a geologii 26,1, 29–43.
• MOCHNACKA K., MAYER W., PIESTRZYŃSKI A., KUCHA W., 1999: Petrology of cassiterite aggregates from Gierczyn area, SW Poland. In: Stanley C. J. et al. (eds) – Mineral Deposits: Processes to Processing, 397 – 400.
• MOCHNACKA K., OBERC-DZIEDZIC T., MAYER W., PIECZKA A., (in press): Ti remobilization and superimposed, low-grade Fe-Cu-Ni-Co-sulphide/sulphoarsenide mineralization in amphibolites – an example of thermal and chemical activity of granite intrusion (the Karkonosze-Izera Massif, SW Poland). Geological Quarterly .
• MUSZER A., 2005: Kopaliny użyteczne regionu karkonoskiego. (Mineral raw materials in the Karkonosze region). In: Mierzejewski M. P. (ed.) – Karkonosze – przyroda nieożywiona i człowiek, Wydawnictwo Uniwersytetu Wrocławskiego, 271–292 (in Polish).
• OBERC-DZIEDZIC T., 2003: The Izera granites: an attempt of the reconstruction of pre-deformational history. In: Ciężkowski W., Wojewoda J., Żelaźniewicz A. (eds) – Sudety Zachodnie: od wendu do czwartorzędu, 41 – 52,
• WIND, Wrocław (in Polish with English abstract).
• OLIVER G. J. H., CORFU F., KROUGH T. E., 1993: U-Pb ages from SW Poland: evidence for a Caledonian suture zone between Baltica and Gondwana. Journal of Geological Society, London 150, 355–369.
• PETRASCHECK E.W., 1933: Die Erzlagerstätten des Schlesischen Gebirges. Archiv für Lagerstättenforschung 59, 5–53.
• PIECZKA A., GOŁĘBIOWSKA B., PARAFINIUK J., 2005: Formation conditions of sulphide mineralization in the Rędziny area (West Sudetes, Poland). Polskie Towarzystwo Mineralogiczne – Prace Specjalne (Mineralogial Society of Poland – Special Papers) 25, 167–171.
• PIESTRZYŃSKI A., 2005: Rudy miedzi i srebra. (Copper and silver ores). In: Fabiszewski J. (ed.) – Przyroda Dolnego Śląska. Polska Akademia Nauk, Wrocław, 229–241 (in Polish).
• PIN C., MIERZEJEWSKI M.P., DUTHOU J.L., 1987: Isochronous age Rb/Sr of Karkonosze granite from the quarry Szklarska Poręba Huta and significance of initial 87Sr/86Sr in this granite. Przegląd Geologiczny 10, 512–517 (in Polish with English abstract).
• RAMDOHR P., 1969: The ore minerals and their intergrowths. Pergamon Press, 1174 pp. SCOTT S.D., 1983: Chemical behaviour of sphalerite and arsenopyrite in hydrothermal and metamorphic environments. Mineralogical Magazin 47, 427–435.
• SHARP Z.D., ESSENE E.J., KELLY W., 1985: Reexamination of the arsenopyrite geothermometer: pressure considerations and applications to natural assemblages. Canadian Mineralogist 23, 517–534.
• TOULMIN P., BARTON P.B., 1964: A thermodynamic study of pyrite and pyrrhotite. Geochimica et Cosmochimica Acta 28, 641–671.
• TRAUBE H., 1888: Die Minerale Schlesiens. J.U. Kern ìs Verlag. Breslau, 275 pp.
• WINKLER H.G.F., 1979: Petrogenesis of metamorphic rocks, 5th edn. Springer-Verlag, New York-Heidelberg-Berlin, 348 pp.
• WISZNIEWSKA J., 1984: The genesis of ore-mineralization of the Izera Schists in the Kamienica Range (Sudetes). Archiwum Mineralogiczne XL, 115–187 (in Polish with English abstract).
• ŻELANIEWICZ A., NOWAK I., ACHRAMOWICZ S., CZAPLIŃSKI W., 2003: The northern part of the Izera-Karkonosze Block: a passive margin of the Saxothuringian terrane. In: Ciężkowski W., Wojewoda J., Żelaźniewicz A. (eds) – Sudety Zachodnie: od wendu do czwartorzędu, 17–32,
• WIND, Wrocław (in Polish with English abstract).