Metale szlachetne w złożu Morrison, Sudbury, Kanada

• Autorzy: Foltyn K. , Pieczonka J. , Piestrzyński A. , Synowiec P.

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0010.0084

Warianty tytułu

EN

Precious metals in the Morrison deposit, Sudbury, Canada

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W położonym w zagłębiu Sudbury złożu Morrison eksploatuje się rudę zawierającą miedź, nikiel, platynę, pallad oraz złoto. W składzie mineralnym dominuje chalkopiryt, natomiast głównymi minerałami niklu są pentlandyt oraz milleryt. Pobrane próbki zawierają także kubanit, mackinawit, pirotyn, magnetyt, sfaleryt oraz galenę. W peryferyjnych częściach żył przeważa bornit, który nierzadko zawiera żyłki srebra rodzimego. Platyna występuje w formie własnych minerałów, wśród których dominują kompozytowe agregaty moncheitu (PtTe2) z hessytem (Ag2Te), rzadziej występują masłowit (PtBiTe) oraz sperrylit (PtAs2). Pallad może występować jako podstawienia w pentlandycie, tworzy także własne minerały: micheneryt (PdBiTe) i paołowit (Pd2Sn). Tellurki i bizmuto-tellurki wykazują podstawienia Pt-Pd oraz Bi-Te. Złoto występuje w formie rodzimej oraz jako elektrum. Obserwowana strefowość w występowaniu pierwiastków może być wyjaśniona frakcjonalną krystalizacją magmowych siarczków. Prawdopodobna jest częściowa remobilizacja metali szlachetnych (zwłaszcza złota i palladu) przez późniejsze procesy hydrotermalne i/lub metamorficzne, z którymi jest związana obecność idiomorficznego kwarcu, krzemianów (epidot, amfibole) oraz wtórnego magnetytu zawierającego inkluzje siarczków.

EN

The Morrison deposit, located in Sudbury Mining Camp, produces ore containing copper, nickel, platinum, palladium and gold. Chalcopyrite dominates the mineral assemblage, while the main Ni-bearing phases are pentlandite and millerite. Cubanite, mackinawite, pyrrhotite, magnetite, sphalerite and galena are present too. Bornite is the main mineral in the peripheral parts of veins, often containing native silver veinlets. Platinum occurs as discrete PGM minerals: composite grains of moncheite (PtTe2) with hessite (Ag2Te); maslovite (PtBiTe) and sperrylite (PtAs2) are rare. Palladium can occur as a substitution in pentlandite and as discrete PGM minerals: michenerite (PdBiTe) and paolovite (Pd2Sn). Tellurides and bismuth-tellurides often display Pt-Pd and Bi-Te substitutions. Gold is present as a native element and as electrum. A zonation in the occurrence of elements can be explained by fractional crystallization of magmatic sulphides. There is a possibility of partial remobilization of precious metals (especially gold and palladium) by later hydrothermal and/or metamorphic processes with associated authigenic quartz, silicates (epidote, amphiboles) and secondary magnetite containing sulphide inclusions.

Słowa kluczowe

PL

mineralogia; platynowce; Cu-Ni złoże Morrison; basen Sudbury

EN

mineralogy; PGM; Morrison Cu-Ni deposit; Sudbury Basin

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 469
• Strony: 251--264
• Opis fizyczny: Bibliogr. 42 poz., rys., tab., zdj.

Twórcy

autor

Foltyn K.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Pieczonka J.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Piestrzyński A.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Synowiec P.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• 1. AMES D.E., FARROW C.E.G., 2007 — Metallogeny of the Sudbury mining camp, Ontario. W: Mineral deposits of Canada: a synthesis of major deposit-types, district metallogeny, the evolution of geological provinces, and exploration methods (red. W.D. Goodfellow). Geological Association of Canada, Mineral Deposits Division, Sp. Publ., 5: 329–350.
• 2. AMES D.E., DAVIDSON A., WODICKA N., 2008 — Geology of the giant Sudbury polymetallic mining camp, Ontario, Canada. Econ. Geol., 103, 5: 1057–1077.
• 3. AMES D.E., STONESS J.A., ROUSELL D.H., 2009 — Whitewater Group. W: A Field Guide to the Geology of Sudbury, Ontario (red. D.H. Rousell, G.H. Brown). Ontario Geological Survey, Open File Report 6243: 37–44.
• 4. AMES D.E., BUCKLE J., DAVIDSON A., CARD K., 2005 — Sudbury bedrock compilation: Geological Survey of Canada, Open File 4570, geology, color map, and digital tables, scale 1:50 000. Internet: http://geoscan.nrcan.gc.ca/starweb/ geoscan/servlet.starweb?path=geoscan/downloade.web& search1=R=221501 (dostęp: maj 2017).
• 5. ANTHONY J.W., BIDEAUX R.A., BLADH K.W., NICHOLS M.C., 1990 — Handbook of mineralogy. Vol. 1: Elements, sulfides, sulfosalts. Mineral Data Publ., Tucson.
• 6. BALLHAUS C., TREDOUX M., SPÄTH A., 2001 — Phase relations in the Fe-Ni-Cu-PGE-S system at magmatic temperature and application to massive sulphide ores of the Sudbury igneous complex. J. Petrology, 42, 10: 1911–1926.
• 7. BARNES S.J., LIU W., 2012 — Pt and Pd mobility in hydrothermal fluids: evidence from komatiites and from thermodynamic modelling. Ore Geol. Rev., 44: 49–58.
• 8. BARNES S.J., RIPLEY E.M., 2016 — Highly siderophile and strongly chalcophile elements in magmatic ore deposits. Rev. Mineral. Geochem., 81, 1: 725–774.
• 9. CRAIG J.R., KULLERUD G., 1969 — Phase relations in the Cu-Fe-Ni-S system and their application to magmatic ore deposits. Econ. Geol. Monogr., 4: 344–358.
• 10. DARE S.A., BARNES S.J., PRICHARD H.M., FISHER P.C., 2014 — Mineralogy and geochemistry of Cu-rich ores from the McCreedy East Ni-Cu-PGE deposit (Sudbury, Canada): Implications for the behavior of platinum group and chalcophile elements at the end of crystallization of a sulfide liquid. Econ. Geol., 109, 2: 343–366.
• 11. DAVIS D.W., 2008 — Sub-million-year age resolution of Precambrian igneous events by thermal extraction-thermal ionization mass spectrometer Pb dating of zircon: Application to crystallization of the Sudbury impact melt sheet. Geology, 36, 5: 383–386.
• 12. DIETZ R.S., 1964 — Sudbury structure as an astrobleme. J. Geol., 72, 4: 412–343.
• 13. DRESSLER B.O., 1984 — General Geology of the Sudbury Area. W: The geology and ore deposits of the Sudbury structure (red. E.G. Pye i in.): 58–79. Ontario Ministry of Natural Resources, Toronto.
• 14. ELIOPOULOS D.G., ECONOMOU-ELIOPOULOS M., 1991 — Platinum-group element and gold contents in the Skouries porphyry copper deposit, Chalkidiki Peninsula, northern Greece. Econ. Geol., 86, 4: 740–749.
• 15. FARROW C.E.G., LIGHTFOOT P.C., 2002 — Sudbury PGE revisited: Toward an integrated model. The Geology, Geochemistry, Mineralogy and Mineral Beneficiation of Platinum-Group Elements (red. L.J. Cabri): 237–297. Canadian Institute of Mining, Metallurgy and Petroleum, Montreal.
• 16. FARROW C.E.G., EVEREST J.O., KING D.M., JOLETTE C., 2005 — Sudbury Cu-(Ni)-PGE systems: Refining the classification using McCreedy West mine and Podolsky project case studies. W: Exploration for deposits of platinum-group elements (red. J.E. Mungall). Mineralogical Association of Canada, Short Course Series, 35: 163–180.
• 17. FEDOROWICH J.S., GOLIGHTLY J.P., ROUSELL D.H., 2009 — Breccias in the Footwall. W: A Field Guide to the Geology of Sudbury, Ontario (red. D.H. Rousell, G.H. Brown). Ontario Geological Survey, Open File Report 6243: 45–55.
• 18. GIBLIN P.E., 1984 — History of exploration and development, of geological studies and development of geological concepts. W: The geology and ore deposits of the Sudbury structure (red. E.G. Pye i in.): 3–23. Ontario Ministry of Natural Resources, Toronto.
• 19. GOLDSCHMIDT V.M., 1954 — Geochemistry. Oxford University Press, Londyn.
• 20. GOLIGHTLY J.P., 2009 — The Ni-Cu-PGE Deposits of the Sudbury Igneous Complex. W: A Field Guide to the Geology of Sudbury, Ontario (red. D.H. Rousell, G.H. Brown). Ontario Geological Survey, Open File Report 6243: 121–131.
• 21. HOLWELL D.A., McDONALD I., 2010 — A review of the behaviour of platinum group elements within natural magmatic sulfide ore systems. Platinum Metals Rev., 54, 1: 26–36.
• 22. HSIEH K.C., CHANG Y.A., ZHONG T., 1982 — The Fe-Ni-S system above 700°C (Iron−Nickel−Sulfur). Bulletin of Alloy Phase Diagrams, 3, 2: 165.
• 23. KEAYS R.R., LIGHTFOOT P.C., 2004 — Formation of Ni-Cu-platinum group element sulfide mineralization in the Sudbury impact melt sheet. Miner. Petrol., 82, 3/4: 217–258.
• 24. KICKI J., JAROSZ J., DYCZKO A. (red.), 2016 — The world of KGHM minerals – Świat minerałów KGHM. Fundacja dla Akademii Górniczo-Hutniczej im. Stanisława Staszica w Krakowie, Kraków.
• 25. KROGH T.E., DAVIS D.W., CORFU F., 1984 — Precise U-Pb zircon and baddeleyite ages for the Sudbury area. W: The geology and ore deposits of the Sudbury structure (red. E.G. Pye i in.): 431–446. Ontario Ministry of Natural Resources, Toronto.
• 26. KUCHA H., PRZYBYŁOWICZ W., 1999 — Noble metals in organic matter and clay-organic matrices, Kupferschiefer, Poland. Econ. Geol., 94, 7: 1137–1162.
• 27. KULLERUD G., YUND R.A., 1962 — The Ni-S system and related minerals. J. Petrol., 3, 1: 126–175.
• 28. LIU Y., MUNGALL J.E., AMES D.E., 2016 — Hydrothermal Redistribution and Local Enrichment of Platinum Group Elements in the Tootoo and Mequillon Magmatic Sulfide Deposits, South Raglan Trend, Cape Smith Belt, New Quebec Orogen. Econ. Geol., 111, 2: 467–485.
• 29. MAIER W.D., LI C., DE WAAL S.A., 2001 — Why are there no major Ni–Cu sulfide deposits in large layered mafic-ultramafic intrusions? The Canadian Mineralogist, 39, 2: 547–556.
• 30. MOLNÁR F., WATKINSON D.H., JONES P.C., 2001 — Multiple hydrothermal processes in footwall units of the North Range, Sudbury Igneous Complex, Canada, and implications for the genesis of vein-type Cu-Ni-PGE deposits. Econ. Geol., 96, 7: 1645–1670.
• 31. MUNGALL J.E., 2007 — Crystallization of magmatic sulfides: An empirical model and application to Sudbury ores. Geochim. et Cosmochim. Acta, 71, 11: 2809–2819.
• 32. NALDRETT A.J., 2004 — Magmatic sulfide deposits: Geology, geochemistry and exploration. Springer, Berlin.
• 33. NALDRETT A.J., 2009 — Evolution of Ideas About the Origin of the Sudbury Igneous Complex and its Associated Ni-Cu-PGE Mineralization. W: A Field Guide to the Geology of Sudbury, Ontario (red. D.H. Rousell, G.H. Brown). Ontario Geological Survey, Open File Report 6243: 106–119.
• 34. NALDRETT A.J., HEWINS R.H., 1984 — The Main Mass of the Sudbury Igneous Complex. W: The geology and ore deposits of the Sudbury structure (red. E.G. Pye i in.): 235–253. Ontario Ministry of Natural Resources, Toronto.
• 35. NELLES E.W., 2012 — Genesis of Cu-PGE-rich footwall-type mineralization in the Morrison deposit, Sudbury [M.Sc. thesis]. Laurentian University, Sudbury, Ontario.
• 36. PÉNTEK A., MOLNÁR F., WATKINSON D.H., JONES P.C., 2008 — Footwall-type Cu-Ni-PGE mineralization in the Broken Hammer area, Wisner Township, North Range, Sudbury structure. Econ. Geol., 103, 5: 1005–1028.
• 37. PEREGOEDOVA A., OHNENSTETTER M., 2002 — Collectors of Pt, Pd and Rh in a S-poor Fe–Ni–Cu sulfide system at 760°C: experimental data and application to ore deposits. The Canadian Mineralogist, 40, 2: 527–561.
• 38. PIESTRZYŃSKI A., SCHMIDT S., FRANCO H., 1994 — Pd-minerals in the Santo Tomas II porphyry copper deposit, Tuba Benguet, Philippines. Miner. Pol., 25, 2: 12–31.
• 39. PIESTRZYŃSKI A., PIECZONKA J., GŁUSZEK A., 2002 — Redbed-type gold mineralisation, Kupferschiefer, south-west Poland. Miner. Deposita, 37, 5: 512–528.
• 40. REIMOLD W.U., GIBSON R.L., 1996 — Geology and evolution of the Vredefort impact structure, South Africa. Journal of African Earth Sciences, 23, 2: 125–162.
• 41. TUBA G., MOLNÁR F., WATKINSON D.H., JONES P.C., MOGESSIE A., 2010 — Hydrothermal vein and alteration assemblages associated with low-sulfide footwall Cu-Ni-PGE mineralization and regional hydrothermal processes, North and East Ranges, Sudbury structure, Canada. Soc. Econ. Geol. Sp. Publ., 15: 573–598.
• 42. WAWRZONKOWSKI P., McDONALD A.M., 2015 — A study of the Cu-Ni-Fe-S mineralogy of footwall veins at the McCreedy East mine, Sudbury, Ontario: The formation of millerite and origin of splays from trunk veins. Montreal, May 2015, AGU-GAC-MAC meeting.

Uwagi

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