Rozmieszczenie strefy redukcyjnej, przejściowej i utlenionej w łupku miedzionośnym na monoklinie przedsudeckiej na podstawie wskaźników materii organicznej

• Autorzy: Więcław D. , Kotarba M. J. , Pieczonka J. , Piestrzyński A. , Oszczepalski S. , Marynowski L.

Warianty tytułu

EN

Reduced, transitional and oxidised zones distribution in the Kupferschiefer in Fore-Sudetic Monocline based on indices of organic matter

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Na podstawie wyników analiz geochemicznych materii organicznej z 566 próbek łupku miedzionośnego, pobranych w obszarze kopalnianym KGHM Polska Miedź SA i w jego bezpośrednim sąsiedztwie, został wypracowany nowy sposób identyfikacji strefy redukcyjnej, przejściowej i utlenionej w tych utworach. Jako wskaźniki klasyfikacyjne przyjęto stosunek parametrów S2/S3 (HI/OI), zawartość węgla organicznego (TOC) oraz wskaźnik tlenowy (OI) z analizy Rock-Eval. Jako dodatkowe kryterium przyjęto wskaźniki dystrybucji węglowodorów aromatycznych Phen/MePhen oraz TrPI. W strefie redukcyjnej, najbogatszej w materię organiczną, udziały Cu, Ag, Pb, Zn oraz Co wykazują wyraźną zależność wprost proporcjonalną od ilości TOC i wszystkie osiągają maksymalne zawartości. Udział metali szlachetnych (Au+Pt+Pd) jest na poziomie tła geochemicznego. Utwory nowo wyznaczonej strefy przejściowej charakteryzują się zmiennymi wartościami wskaźników materii organicznej i wiążą się z porównywalnymi, jak w strefie redukcyjnej, zawartościami miedzi, srebra i kobaltu, zwiększonymi zawartościami metali szlachetnych oraz zmniejszonymi, poniżej 0,1% wag., koncentracjami niepożądanych pierwiastków, tj. ołowiu i cynku. W strefie utlenionej zawartość materii organicznej jest minimalna, podobnie jak większości metali (Cu, Ag, Pb, Zn, Mo). Koncentracje metali szlachetnych w tej strefie są o 2-3 rzędy wielkości wyższe, niż w strefie redukcyjnej.

EN

A new method of identifying reduced, transitional and oxidised zones in Kupferschiefer strata is based on the geochemical analyses of organic matter from 566 Kupferschiefer samples collected in the KGHM PM SA mining area and its immediate neighbourhood. The S2/S3 (HI/OI) ratio, total organic carbon (TOC) and oxygen index (OI) from Rock-Eval pyrolytic analysis were used as classification parameters. The aromatic hydrocarbon distribution indices Phen/MePhen and TrPI were used as additional criteria. In the reduced zone, most abundant in organic matter, the Cu, Ag, Pb, Zn and Co contents show a strong proportional dependence on TOC, obtaining their maximum concentrations. The contents of noble metals (Au+Pt+Pd) remain on the level of geochemical background. The beds of the newly determined transitional zone have varying organic matter parameters. They have the comparable Cu, Ag and Co contents, increased noble metal content and lowered concentrations of undesired elements (<0.1 wt. %), i.e. Pb and Zn. In the oxidised zone, the organic matter content is minimal, just as in the case of most of other metals (Cu, Ag, Pb, Zn and Mo). The noble metals content in this zone is 2 to 3 orders higher than in the reduced zone.

Słowa kluczowe

PL

łupek miedzionośny; materia organiczna; Rock-Eval; węglowodory aromatyczne; strefa redukcyjna; strefa przejściowa; strefa utleniona

EN

Kupferschiefer; Rock-Eval; organic matter; aromatic hydrocarbons; reduced zone; transitional zone; oxidised zone

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego
• Rocznik: 2007
• Tom: nr 423
• Strony: 125--138
• Opis fizyczny: Bibliogr. 53 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Więcław D.

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

autor

Kotarba M. J.

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

autor

Pieczonka J.

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

autor

Piestrzyński A.

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

autor

Oszczepalski S.

• Państwowy Instytut Geologiczny, Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa

autor

Marynowski L.

• Wydział Nauk o Ziemi, Uniwersytet Śląski, Będzińska 60, 41-200 Sosnowiec

Bibliografia

• BECHTEL A., GRATZER R., PUTTMANN W., OSZCZEPALSKI S., 2000 - Geochemical and isotopic composition of organic matter in the Kupferschiefer of the Polish Zechstein basin: relation to maturity and base metal mineralization. Int. J. Earth Sci., 89: 72-89.
• BECHTEL A., GRATZER R., PUTTMANN W., OSZCZEPALSKI S., 2001 - Variable alteration of organic matter in relation to metal zoning at the Rote Faule front (Lubin–Sieroszowice mining district, SW Poland). Org. Geochem., 32: 377-395.
• BECHTEL A., GRATZER R., PUTTMANN W., OSZCZEPALSKI S., 2002 - Geochemical characteristics across the oxic/anoxic interface (Rote Faule front) within the Kupferschiefer of the Lubin–Sieroszowice mining district (SW Poland). Chem. Geol., 185, 1-2: 9-31.
• BORDENAVE M.L., 1993 - Screening techniques for source rock evaluation. W: Applied petroleum geochemistry (red. M.L. Bordenave): 217-278. Editions Technip. Paris.
• CZECHOWSKI F., 2000 - Metalloporphyrin composition and a model for the early diagenetic mineralization of the Permian Kupferschiefer, SW Poland. W: Organic matter and mineralization: thermal alternation, hydrocarbon generation and role in metallogenesis (red. M. Gikson, M. Mastalerz): 203-219. Kluwer Academic Publishers. Dordrecht, Boston, London.
• ESPITALIE J., DEROO G., MARQUIS F., 1985 - La pyrolyse Rock Eval et ses applications. Revue IFP, 40-41: 563-579, 755-784.
• GALIMOV E.M., 2006-Isotope organic geochemistry. Org. Geochem., 37: 1200-1262.
• HUNT J.M., 1996 - Petroleum geochemistry and geology. W.H. Freeman and Company, New York.
• KŁAPCIŃSKI J., 1964 - Stratygrafia cechsztynu okolic Lubina, Sieroszowic i Wschowy (monoklina przedsudecka). Rocz. Pol. Tow. Geol., 34, 1-2: 65-93.
• KŁAPCIŃSKI J., 1971- Litologia, fauna, stratygrafia i paleogeografia permu monokliny przedsudeckiej. Geol. Sudetica, 5: 1-135.
• KŁAPCIŃSKI J., PERYT T.M., 1996 - Budowa geologiczna monokliny przedsudeckiej. W: Monografia KGHM Polska Miedź S.A. (red. A. Piestrzyński): 75-88. CBPM Cuprum, Wrocław.
• KONSTANTYNOWICZ E., 1971 - Geologia złóż rud miedzi i przejawów miedzionośnych w Polsce. W: Monografia przemysłu miedziowego w Polsce (red. E. Konstantynowicz). Wyd. Geol., Warszawa.
• KOTARBA M., SZAFRAN S., 1985 -Zastosowanie analizatorów Rock-Eval i Oil Show w poszukiwaniach naftowych. Nafta, 41: 81-88.
• KOTARBA M.J., PERYT T.M., KOSAKOWSKI P., WIĘCŁAW D., 2006 - Organic geochemistry, depositional history and hydrocarbon generation modelling of the Upper Permian Kupferschiefer and Zechstein Limestone strata in south-west Poland. Marine Petrol. Geol., 23: 371-386.
• KUCHA H., 1995 - Redefinition of Rote Faule, Kupferschiefer, Poland. W: Mineral Deposits (red. J. Pasava, B. Kribek, K. Zak): 953-956.
• KUCHA H., PRZYBYŁOWICZ W., 1999 -Noble metals in organic matter and clay-organic matrices, Kupferschiefer, Poland. Econ. Geol., 94: 1137-1162.
• MARYNOWSKI L., CZECHOWSKI F., SIMONEIT B.R.T., 2001 - Phenylnaphtalenes and polyphenyls in Paleozoic source rocks of the Holy Cross Mountains, Poland. Org. Geochem., 32: 69-85.
• MARYNOWSKI L., ROSPONDEK M.J., MEYER zu RECKENDORF R., SIMONEIT B.R.T., 2002 - Phenyldibenzofurans and phenyldibenzothiophenes in marine sedimentary rocks and hydrothermal petroleum. Org. Geochem., 33: 701-714.
• NOWAK G.J., 2003 -Petrologia materii organicznej rozproszonej w późnopaleozoicznych skałach osadowych południowo-zachodniej Polski. Cuprum, 29.
• NOWAK G.J., SPECZIK S., OSZCZEPALSKI S., 2001 Petrographic composition of organic matter in the Kupferschiefer horizon of Poland. W: Mineral Deposits (red. A. Piestrzyński i in.): 67-70. Balkema, Rotterdam.
• OSZCZEPALSKI S., 1994 - Oxidative alteration of the Kupferschiefer in Poland: oxide-sulphide parageneses and implications for ore-forming models. Geol. Quart., 38, 4: 651-672.
• OSZCZEPALSKI S., NOWAK G.J., BECHTEL A., ZAK K., 2002 - Evidence of oxidation of the Kupferschiefer in the Lubin-Sieroszowice deposit, Poland: implications for Cu-Ag and Au-Pt Pd mineralisation. Geol. Quart., 46, l: 1-23.
• OSZCZEPALSKI S, RYDZEWSKI A., 1987 -Palaeogeography and sedimentary model of the Kupferschiefer in Poland. Lect. Notes Earth Sci., 10: 189-205.
• OSZCZEPALSKI S., RYDZEWSKI A., 1991-The Kupferschiefer mineralization in Poland. Zbl. Geol. Palkont., 1, 4: 975-999.
• OSZCZEPALSKI S., RYDZEWSKI A.,1997 -Metallogenic Atlas of the Zechstein Copper Bearing Series in Poland. Państw. Inst. Geol., Warszawa.
• PETERS K.E., CASSA M.R., 1994 -Applied source rock geochemistry. W: The Petroleum system - from source to trap (red. L.B. Magoon, W.G. Dow). Amer. Ass. Petrol. Geol. Mem., 60: 93-120.
• PETERS K.E., WALTERS C.C., MOLDOWAN J.M., 2005 - The biomarker guide. Second ed. Cambridge University Press, Cambridge.
• PIECZONKA J., 2000 - Strefy utlenienia w złożu rud miedzi na monoklinie przedsudeckiej. PTMin., Pr. Spec., 16: 9-54.
• PIECZONKA J., PIESTRZYŃSKI A., 2000 Model genetyczny koncentracji złota w obszarze występowania złóż rud miedzi na monoklinie przedsudeckiej. PTMin., Pr. Spec., 16: 55-82.
• PIECZONKA J., PIESTRZYŃSKI A., 2006 - Minerały kruszcowe złoża rud miedzi na monoklinie przedsudeckiej i ich znaczenie dla genezy. Gosp. Sur. Miner., 22, 3: 187-202.
• PIESTRZYŃSKI A., 1996a Okruszcowanie. W: Monografia KGHM Polska Miedź S.A. (red. A. Piestrzyński): 200-237. CBPM Cuprum, Wrocław.
• PIESTRZYŃSKI A., 1996b - Geneza złoża. W: Monografia KGHM Polska Miedź S.A. (red. A. Piestrzyński): 282-302. CBPM Cuprum, Wrocław.
• PIESTRZYŃSKI A., PIECZONKA J., GŁUSZEK A., 2002 -Redbed-type gold mineralisation, Kupferschiefer, south-west Poland. Miner. Deposita, 37: 512-528.
• PIESTRZYŃSKI A., PIECZONKA J., SPECZIK S., OSZCZEPALSKI S., BANASZAK A., 1997 -Noble metals from the Kupferschiefer-type deposits, Lubin-Sieroszowice, SW Po1and. W: Mineral Deposits (red. H. Papunen): 563-566.
• PUTTMANN W., FERMONT W.J.J., SPECZIK S., 1991a- The possible role of organic matter in transport and accumulation of metals exemplified at the Permian Kupferschiefer formation. Ore Geol. Rev., 6: 563-579.
• PUTTMANN W., MERZ C., SPECZIK S., 1989 - The secondary oxidation of organic material and its influence on Kupferschiefer mineralization of southwest Poland. Appl. Geochem., 4: 151-161.
• PUTTMANN W., MERZ C., SPECZIK S., 1991 b - Oxidation of organic material in the Kupferschiefer and its relation to mineralization processes. Zbl. Geol. Palaont., Teil 1, 1: 957-974.
• RADKE M., WELTE D.H., WILLSCH H., 1986 -Maturity parameters based on aromatic hydrocarbons: Influence of the organic matter type. Org. Geochem., 10: 51-63.
• ROSPONDEK M.J., FIJAŁKOWSKA A., LEWANDOWSKA A.. 1993 - The origin of organic matter in Lower Silesian, copper-bearing shales. Ann. Soc. Geol. Pol., 63: 85-96.
• RYDZEWSKI A., 1969 - Petrografia łupków miedzionośnych cechsztynu na monoklinie przedsudeckiej. Biul. Inst. Geol.. 217: 113-167.
• RYDZEWSKI A., 1978 - Facja utleniona cechsztyńskiego łupku miedzionośnego na obszarze monokliny przedsudeckiej. Prz. Geol., 26, 2: 102-108.
• SALSKI W., 1996 - Tektonika złoża. W: Monografia KGHM Polska Miedź S.A. (red. A. Piestrzyński): 141-155. CBPM Cuprum, Wrocław.
• SAWŁOWICZ Z., 1985 - Significance of metalloporphyrins for the metal accumulation in the copper-bearing shales from the Zechstein copper deposits (Poland). Miner. Pol., 16: 35-42.
• SAWŁOWICZ Z., 1989 - Organic matter in Zechstein Kupferschiefer from Fore-Sudetic Monocline (Poland). I. Bitumens. Miner. Pol., 20: 69-88.
• SAWŁO WICZ Z., 1991- Organic matter in the Zechstein Kupferschiefer from the Fore-Sudetic Monocline. II. Kerogen. Miner. Pol., 22: 49-67.
• SAWŁOWICZ Z., GIZE A.P., ROSPONDEK M., 2000-Organic matter from Zechstein copper deposits (Kupferschiefer) in Poland. W: Organic matter and mineralization: thermal alternation, hydrocarbon generation and role in metallogenesis (red. i M. Glikson, M. Mastalerz): 220-242. Kluwer Academic Publishers. Dordrecht, Boston, London.
• SPECZIK S., OSZCZEPALSKI S., NOWAK G.J., GROTEK I., NICZYPORUK K., 2003 - Organic matter alteration trends in the Polish Kupferschiefer: Ore genetic implications. W: Mineral exploration and sustainable development (red. D.G. Eliopoulos i in.): 853-856. Millpress, Rotterdam, Netherlands.
• SPECZIK S., PUTTMANN W., 1987 - Origin of Kupferschiefer mineralization as suggested by coal petrology and organic geochemical studies. Acta Geol. Pol., 37, 3-4: 167-187.
• SUN Y.Z., 1998 - Influences of secondary oxidation and sulfide formation on several maturity parameters in Kupferschiefer. Org. Geochem., 29: 1419-1429.
• SUN Y.Z., PUTTMANN W., 2001- Oxidation of organic matter in the transition zone of the Zechstein Kupferschiefer from the Sangerhausen Basin, Germany. Energy, Fuels, 15: 817-829.
• TOMASZEWSKI J.B., 1963 - Tektonika brzeżnej części monokliny przedsudeckiej. Rudy Met. Nieżel., 2: 207-210.
• TOMASZEWSKI J.B., 1978 - Budowa geologiczna okolic Lubina i Sieroszowic (Dolny Śląsk). Geol. Sudetica, 13, 2: 85-132.
• WAŻNY H., 1978 - Charakterystyka geochemiczna utworów spągowych cechsztynu z rejonu monokliny przedsudeckiej. Prz. Geol., 26, 8: 473-480.