Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Dojrzałość materii organicznej w odmianach litologicznych łupku miedzionośnego NE części złoża Rudna : związek z mineralizacją kruszcową oraz przejawami obecności ciekłych węglowodorów

Kleczyński Piotr, Nejbert Krzysztof, Kaczmarek Wojciech

Przegląd Geologiczny

|

2023

|

Vol. 71, nr 4

197--206

EN

Rock samples collected from Kupferschiefer deposits show strong lithological diversity in the vertical section. The content of organic matter (OM) gradually decreases towards the top of the shale section. The pore spaces of the Kupferschiefer contain solid bitumens. We also found fluid inclusions with liquid hydrocarbons in calcite and dolomite that form paragenetic associations with Cu-Ag minerals. The degree of maturity of OM in the shale samples is insufficient to generate liquid and gaseous hydrocarbons; therefore, the genesis of local accumulations of these hydrocarbons is probably related to the migration of hydrothermal solutions responsible for the origin of the Cu-Ag ores. As a potential source of liquid and gaseous hydrocarbons can be indicated strongly thermally altered Lower Carboniferous deposits and/or locally thermally altered Lower Zechstein formations rich in OM, strongly affected by oxidizing hydrothermal solutions genetically related to the development of the Rote Fäule facies.

2

Mineralizacja Cu-Ag w utworach cechsztynu : zarys historii poszukiwań i badań prowadzonych przez PIG

Oszczepalski Sławomir, Chmielewski Andrzej

Przegląd Geologiczny

|

2019

|

Vol. 67, nr 7

587--593

EN

Discovered by J. Wyżykowski in 1957, the Lubin-Sieroszowice deposit is a classic representative of the giant Kupferschiefer-type Cu-Ag stratabound deposit. Its disclosure and documentation was provided by the research work of many geologists of the Polish Geological Institute and many other institutions. During the period of 60 years, the mining and metallurgical industry has been developed to such extent that Poland is now among the world’s major producers of copper and silver. This discovery marked the beginning of the recognition of the S Oszczepalski A Chmielewski deposit and gave rise to further exploration for prospective areas elsewhere in SW Poland. Detailed studies of Rote Fäule alteration have shown that redox boundary is the principal guide to exploration. Later studies of numerous boreholes allowed the researchers to distinguish 38 prospective areas on the reductive side of the redox border and Au-Pt-Pd enrichments in oxidized rocks. The Kupferschiefer-type deposits were long considered classic examples of syngenetic mineralization. However, the close relationship between the occurrence of Cu-Ag orebodies and oxidized altered areas, and ore zones progressively transgressive to bedding relative to the Rote Fäule front indicates that these deposits were formed as a result of fluid-rock interaction caused by ascending migration of moderately low-temperature basinal chloride brinesfrom the underlying red beds within reasonable periods of diagenesis of the reduced hosts. The hematitization was the result of an influx of oxidizing solutions across the centers of oxidized areas that acted as the innermost parts of the telescoped Rote Fäule/ore systems. The early-to-late diagenetic timing of mineralization is constrained by paleomagnetic age of hematite, K-Ar dating of authigenic illite and Re-Os dating of Cu sulfides. The fluid circulation was due to paleogeothermal activity, compactive expulsion, recirculation and (or) seismic movements, corresponding to intracontinental Permian-Triassic rifting. Due to the depletion of shallow resources, extensive deep exploration drilling is required to verify the resource potential in concession prospects existing around the documented deposits. The long-term challenges related to the substantial copper and silver scarcity problems in the future demand for overcoming geological barriers (considerable depths, high overburden pressure, elevated temperature, gas hazard) require the use of innovative technology, creation of favorable investment conditions and preparation of a long-term raw materials strategy.

3

Praktyczne aspekty oszacowania ilościowego składu mineralnego miedzionośnych skał osadowych na podstawie procedury obliczeń analogicznej do normy CIPW

Nowak I.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2018

|

nr 472

155--170

PL

W pracy przedstawiono możliwość oszacowania zawartości minerałów kruszcowych na podstawie analiz chemicznych próbek miedzionośnych skał osadowych z synklinorium północnosudeckiego i z monokliny przedsudeckiej, stosując obliczenia w sposób analogiczny do procedury CIPW. Dane mineralogiczne uzyskano za pomocą mikroskopu optycznego i mikrosondy elektronowej (EPMA). Ilościowy skład minerałów płonnych określono metodą XRD, a kruszców metodą komputerowej analizy obrazu mikroskopowego (CAMI). Zdefiniowano rzeczywisty zespół minerałów płonnych i kruszcowych, ich skład chemiczny, określono proporcje kruszców miedzi oraz wybrano pierwiastki będące głównymi składnikami zidentyfikowanych minerałów. Zgodnie z danymi mineralogicznymi i chemicznymi opracowano procedurę obliczeń analogicznie do normy CIPW. Zespół minerałów kruszcowych określony na podstawie obliczeń stosunków wagowych jest zgodny z obserwacjami mikroskopowymi skał miedzionośnych. Uzyskane tą metodą zawartości kruszców są zbliżone lub nieco wyższe w próbkach nisko zmineralizowanych i nieco niższe w próbkach bogato okruszcowanych w porównaniu do wyników metody CAMI. Różnice te mogą być spowodowane odmiennymi sposobami uśredniania próbek (sproszkowana, uśredniona skała i preparat mikroskopowy). Obliczone proporcje udziału kruszców są zgodne z proporcjami uzyskanymi metodą CAMI. Wykonane obliczenia ilościowego składu minerałów kruszcowych za pomocą procedury kalkulacyjnej podobnej do CIPW mogą być zastosowane do wstępnego oszacowania ilościowej zawartości kruszców w rudach podczas geologicznych prac poszukiwawczo-rozpoznawczych, wymagają one jednak przetestowania innych wariantów rozdzielania pierwiastków pomiędzy zestaw minerałów.

EN

The paper presents a possibility of estimating the content of ore minerals based on chemical analyses of copper-bearing sedimentary rock samples from the North-Sudetic Synclinorium and from the Fore-Sudetic Monocline using a calculation procedure similar to the CIPW norm. The mineralogical data was obtained by means of an optical microscope and an electron microprobe (EPMA). The quantitative composition of gangue minerals was determined using the XRD method, and of the ores by the computer microscopic image analysis (CAMI). The actual set of gangue and ore minerals, their chemical composition, and proportions of copper ores were determined in the samples. Elements that are the main components of identified minerals were selected. The calculation procedure has been developed in accordance with the mineralogical and chemical data. The set of ore minerals determined based on the calculation of the weight ratios is consistent with the microscopic observations of copper-bearing rocks. The obtained ore contents are similar or slightly higher in poorly mineralized samples and slightly lower in highly mineralized samples in comparison to the results of the CAMI method. These differences may be due to different methods of averaging samples (powdered, averaged rock samples, and a thin section). The calculated ore proportions are consistent with those obtained by the CAMI method. The study calculations of the quantitative ore mineral composition using the calculation procedure analogical to the CIPW norm can be used to a preliminary approximation of the quantity of ores in geological prospection and exploration studies, but they require testing of more variants of the element partition between the set of minerals.

4

Zmienność mineralizacji kruszcowej w rejonie północno-zachodniego przedłużenia złoża Lubin–Sieroszowice

Oszczepalski S., Chmielewski A., Speczik S.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2017

|

nr 468

109--141

PL

Państwowy Instytut Geologiczny – PIB prowadzi poszukiwania stratyfikowanych złóż rud miedzi w obrębie spągowych utworów cechsztynu od połowy lat 50. XX w., kiedy odkryto złoże Lubin–Sieroszowice. Do 1991 r. zrealizował szereg programów wiertniczych, natomiast w okresie późniejszym prowadził badania próbek skał z rdzeni pozyskiwanych w trakcie poszukiwań złóż węglowodorów przez przemysł naftowy. W rezultacie tych prac poszukiwawczo-badawczych w północno-zachodnim otoczeniu złoża Lubin–Sieroszowice wyznaczono obszary perspektywiczne. Obszary te są usytuowane pomiędzy udokumentowanym złożem Bytom Odrzański i wschodnią granicą zielonogórskiego obszaru, w którym znajdują się utwory wtórnie utlenione. W rejonie Kożuchowa, dolne partie cechsztyńskiej serii miedzionośnej zawierają jedynie siarczkową mineralizację reliktową z towarzyszącymi tlenkami żelaza, a utwory o cechach redukcyjnych z siarczkami metali występują w górnych partiach wapienia cechsztyńskiego lub w spągu anhydrytu dolnego. W rejonie Grochowic, w którym jest obecna strefa redukcyjna, w najbliższym sąsiedztwie obszaru z utworami wtórnie utlenionymi występuje bogata mineralizacja miedziowo-srebrowa reprezentowana przez siarczki typu Cu-S (chalkozyn, digenit, kowelin), przechodząca w kierunku wschodnim w mineralizację zdominowaną siarczkami systemu Cu-Fe-S (bornit, chalkopiryt) ze znacznym udziałem galeny i sfalerytu. Przestrzenna zmienność mineralizacji siarczkowej względem utworów utlenionych wskazuje, że złoże Bytom Odrzański przedłuża się w kierunku północno-zachodnim, kontynuując się w formie pasa miedzionośnego wzdłuż wschodniej granicy obszaru ze skałami utlenionymi. Prowadzona obecnie eksploracja wiertnicza w obrębie przewidywanego pasa miedzionośnego stwarza przesłanki do możliwości udokumentowania i zagospodarowania głębokich złóż rud miedzi.

EN

The Polish Geological Institute – NRI has conducted investigations of the Kupferschiefer series since 1957, when the giant sediment-hosted stratiform Cu-Ag ore deposit was discovered in the central part of the Fore-Sudetic Monocline. Until 1991, a number of drilling programs were completed by PGI-NRI and later research has been focusing mainly on cooperation with oil and gas industry and their core material. Over the last few years, thanks to systematic examination of the drill holes located in the north-western extension, many prospective areas have been recognized and delineated. These prospects are located between Lubin-Sieroszowice deposit and the eastern part of the Zielona Góra oxidized field. In the Kożuchów area, the lower part of Zechstein copper-bearing series contain only relict sulphide mineralization accompanied by iron oxides while reduced rocks with metal sulphides occur in the uppermost part of Zechstein Limestone or at the base of Lower Anhydrite. Grochowice area, where reduced facies prevail in copper-bearing series, is characterized by the predomination of rich Cu-Ag mineralization proximaly to oxidized area. The western part of studied area is dominated by Cu-S type sulphides (chalcocite, digenite, covellite) whereas the eastern part is represented by Cu-Fe-S type minerals (bornite, chalcopyrite) with high galena and sphalerite concentrations. The spatial variability of sulphide mineralization with respect to the oxidized rocks indicates that Bytom Odrzański deposit extends in the north-west direction, continuing in the form of a copper belt along the eastern border of the oxidized area. An extensive deep exploration drilling program is implemented to verify the resource potential within predicted copper belt.

5

Zmienność litologiczna łupku miedzionośnego w obniżeniach reliefu białego spągowca w rejonie złóż rud miedzi Rudna i Sieroszowice

Sokalska A.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2017

|

nr 468

199--208

PL

W artykule przedstawiono wyniki analiz przestrzennego zróżnicowania pionowego następstwa odmian litologicznych łupku miedzionośnego na obszarze trzech depresji stropu białego spągowca w granicach centralnej i północnej części złóż rud miedzi Rudna i Sieroszowice. Wyróżniono następujące odmiany litologiczne łupku: smolisty (ilasto-organiczny), ilasty i dolomityczny. W celu graficznej wizualizacji zmienności pionowych następstw wykonano zestawienia własnych profili litologicznych oraz profili pozyskanych z bazy danych KGHM wzdłuż 13 wyznaczonych linii przekrojowych. Próbki z profili własnych poddano analizie makroskopowej. Wyróżniono osiem typów pionowych następstw odmian litologicznych łupku, a następnie przeanalizowano częstość ich występowania wzdłuż linii przekrojowych i w poszczególnych strefach depresji. Na tej podstawie zarówno w profilach własnych, jak i kopalnianych stwierdzono najczęstsze sekwencje łupku smolistego z łupkiem dolomitycznym. W profilach przeanalizowanych przez autorkę dominowała sekwencja modelowa, zbudowana z łupku smolistego, ilastego i dolomitycznego oraz następstwo łupku smolistego i ilastego. Obecność takich profili stwierdzono wzdłuż czterech linii przekrojowych na obu skłonach Północnej Elewacji Rudnej, co wskazuje na lokalną zależność litologii od lokalizacji w obrębie depresji. Wystąpienia kilku profili z sekwencjami nietypowymi mogą sugerować większą zmienność warunków sedymentacji w usytuowanej najdalej w kierunku północno-wschodnim Depresji Tarnówka.

EN

The paper presents analyses of spatial diversity of the Kupferschiefer lithologies in the area of three top surface depressions of the Weissliegend relief in the central and northern part of the Rudna and Sieroszowice copper deposits. These are organic-rich (pitchy) shale, clay shale, and dolomitic shale. Sequences of author’s own lithological profiles and those received from the KGHM database were analyzed along 13 cross-section lines. Macroscopic studies were conducted on samples from author’s profiles. Eight types of lithological successions were distinguished and then the frequency of their occurrence along each cross-section and depression was analyzed. The most common sequence with organic-rich and dolomitic shale is observed both in author’s profiles as well as in the profiles received from the mine. In the profiles tested by the author, the dominant configurations were (1) organic-rich shale, clay shale and dolomitic shale (model sequence) and (2) organic-rich shale and clay shale. Such assemblages were observed in four cross-section lines on both slopes of the Northern Rudna Elevation, which suggests a local dependence between different lithological successions of shale and their location in the depression zones. Occurrences of a few profiles with non-standard shale sequences may suggest wider variability of sedimentation conditions in the north-easternmost Tarnówek Depression.

6

Zależność między występowaniem minerałów kruszcowych a charakterystyką geochemiczną materii organicznej w łupku miedzionośnym obszaru złożowego KGHM Polska Miedź S.A.

Pieczonka J., Więcław D., Piestrzyński A., Kotarba M. J, Rożek R., Jedlecki R., Szarowski W., Włodarczyk M.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2017

|

nr 468

9--27

PL

W pracy przedstawiono charakterystykę okruszcowania i materii organicznej, występujących w łupku miedzionośnym, w wybranych profilach w dowiązaniu do przestrzennego rozkładu mineralizacji kruszcowej oraz parametrów i wskaźników materii organicznej w łupku miedzionośnym obszaru złożowego KGHM Polska Miedź S.A. Próbki skał pobrano w polu górniczym Głogów Głęboki Przemysłowy (5 próbek), oraz w północnej części pola Sieroszowice (11 próbek). W obydwu lokalizacjach opróbowano strefy depresji, charakteryzujące się większą miąższością łupku oraz strefy skłonu elewacji z widocznym wyraźnie ścienieniem łupku i strefy elewacji, gdzie jego miąższość zwykle nie przekracza 0,1 m. Badaniami objęto poziom łupku miedzionośnego, gdyż w nim zachodzi najwięcej zmian oraz jego charakter decyduje o ilości i jakości okruszcowania, w dolnej i górnej części profili złoża. Stwierdzono istotne zależności występujące pomiędzy całkowitą zawartością węgla organicznego i wartościami wskaźników HI i HI/OI materii organicznej a ilością i jakością okruszcowania. Wskaźnik HI wyraźnie koreluje się z zawartością siarczków miedzi. Jednakże wartości HI poniżej 100 mogą wskazywać na jakościową zmianę okruszcowania, w kierunku siarczków z miedzią dwuwartościową np. kowelinu. Niskie wartości wskaźnika HI/OI odpowiadają próbkom pochodzącym ze strefy przejściowej, gdzie zawartość minerałów Cu jest zmienna.

EN

General characteristics of ore minerals and organic matter in selected areas of the KGHM PM S.A are discussed in the paper. For the study, 5 samples from the Industrial Głogów Głęboki field and 11 samples from the Sieroszowice mining field have been collected At both locations, sampling was carried out from three areas: (I) the depression zone characterized by a relatively high thickness of the Kupferschiefer, (II) the elevation slope with a pronounced decrease of thickness, and finally (III) from the elevation where the Kupferschiefer thickness usually does not exceed 0.1 m. Detailed studies have been carried out on samples from the Kupferchiefer, because this horizon heavily affects the quantity and quality of ore mineralization in other parts of the economic ore deposit. Important relationships between the TOC content, HI and HI/OI indices and the quantity and quality of minerals is discussed. The hydrogen index is well correlated with the quantity of copper sulphides; however, its values below 100 may show quality changes of copper sulphides from Cu+ to Cu2+ (covellite). A low value of the HI/OI index represents samples from the transition zone, were sulphide contents are variable.

7

Wiek izotopowy Re-Os siarczkowej mineralizacji Cu-Ag oraz jej charakterystyka mineralogiczna i geochemiczna z obszaru złożowego Lubin–Polkowice (SW Polska)

Mikulski S. Z., Stein H.J.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2017

|

nr 468

79--96

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań izotopowych Re-Os oraz charakterystykę mineralogiczno-geochemiczną mineralizacji bornitowej i chalkopirytowej występujących w postaci żyłkowo-impregnacyjnej w czarnych łupkach miedzionośnych formacji cechsztyńskiej z obszaru złożowego Lubin i Polkowice. Zbadane próbki reprezentują rudę siarczkową Cu-Ag o zawartościach miedzi od ok. 2,5 do 14,2% ze zróżnicowaną domieszką Ag (40–900 ppm) oraz zawartością substancji organicznej na poziomie ok. 6%. Wartości stosunków chemicznych, takich jak: Co/Ni = 0,1–0,7, V/Cr = 4–17 czy Fe2O3/Corg. = 0,6–1,9 i in., są w zakresach typowych dla czarnych łupków miedzionośnych z formacji cechsztyńskiej. Oprócz siarczków miedzi, które zawierają stałą domieszkę Ag (np. chalkozyn – 0,44–5,03% wag., bornit – 0,33–0,77% wag., chalkopiryt 0,09–0,20% wag.), obecne są również podrzędnie galena, sfaleryt, minerały Ag oraz powszechnie piryt framboidalny. W zbadanych izotopowo próbkach bornitu i chalkopirytu, występujących w postaci żyłek zgodnych z laminacją w łupku, zmierzone zawartości renu wahają się od 5,7 do 12 ppb, a całkowita zawartość osmu – od 27 do 50 ppt. W siarczkach tych jest wysoki udział zwykłego osmu. Stosunki izotopowe: 187Re/188Os są bardzo wysokie, w zakresie od 2269 do 2942, a 187Os/188Os – od ok. 9,8 do ok. 12,4. Obliczony dla tych wartości wiek modelowy Re-Os krystalizacji siarczków miedzi mieści się w zakresie od 268 do 256 mln lat oraz dla jednej próbki żyłki chalkopirytowej – 217 ±2 mln lat. Biorąc pod uwagę wartości stosunków izotopowych 187Re/188Os, możliwe było wyliczenie czteropunktowej izochrony wieku modelowego Re-Os (wiek modelowy 1), który wyniósł 212 ±7 mln lat przy założeniu stosunku inicjalnego 187Os/188Os = 2,13 ±0,31 (MSWD = 1,3; n = 4). Uzyskany wiek modelowy 1 wskazuje na krystalizację bornitu i chalkopirytu, występujących w czarnych łupkach cechsztyńskich w postaci żyłek równoległych do laminacji, w późnym triasie (noryku).

EN

In the paper we present the results of Re-Os isotopic studies as well as the mineralogical and geochemical characteristic of bornite veinlets with chalcopyrite ± chalcocite margins and chalcopyrite veinlets that are parallel to sub-parallel to bedding in the Kupferschiefer from the underground workings of the Lubin and Polkowice mines in SW Poland. Kupferschiefer samples are of grade from 2.5 to 14.2% Cu and with silver admixtures from 40 to 900 ppm and organic matter contents ca. 6%. The ratios of Co/Ni = 0.1–0.7, V/Cr = 4–17 and Fe2O3/Corg = 0.6–1.9 are in the range of values typical for the Kupferschiefer. Besides, copper sulphides, which commonly contain silver admixtures (e.g., chalcocite – 0.44–5.03 wt.%, bornite – 0.33–0.77 wt.%, chalcopyrite 0.09–0.20 wt.%) are associated with minor galena, sphalerite, Ag-minerals and common pyrite framboids. In the isotopically analysed bornite and chalcopyrite samples Re concentrations ranging from 5.7 to 12 ppb, and total Os concentrations ranging from 27 to 52 ppt. Significant common Os is present in all of the analysed sulphides. The isotopic ratios of 187Re/188Os are very high (range: 2269–2942), and of 187Os/188Os from 9.8 to ca. 12.4. Re-Os model ages calculated for these isotopic ratios are in the range from 256 to 268 Ma and for one of the chalcopyrite veinlet was 217 ±2 Ma. Taking into the account the values of the isotopic ratios of 187Re/188Os, it was possible to construct the Re-Os isochrone age for A Model 1regression based on four different samples. They yields age of 212 ±7 Ma, with an initial 187Os/188Os ratio of 2.13 ±0.31 (MSWD = 1.3). Re-Os isochrone age indicates for bornite and chalcopyrite crystallization event of the Ag-bearing Cu sulphide mineralization within the Kupferschiefer in the Late Triassic (Norian), ca. 212 ±7 Ma.

8

Przeobrażone rytmity siarczkowe w piaskowcu białego spągowca z kopalni Rudna

Radliński M., Sawłowicz Z.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2017

|

nr 468

61--78

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.

9

Masywna mineralizacja siarczkami miedzi w dolomitach z kopalni Lubin (monoklina przedsudecka)

Król P., Sawłowicz Z.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2017

|

nr 468

29--47

PL

Masywna mineralizacja kruszcowa występująca w dolomitach z przedsudeckiego złoża miedzi została opisana szczegółowo po raz pierwszy. W badaniach trzech profili z kopalni Lubin wykorzystano metody mikroskopii optycznej i elektronowej mikroskopii skanningowej z analizą chemiczną w mikroobszarze, katodoluminescencji oraz dyfraktometrii rentgenowskiej. Mineralizacja masywna, składająca się głównie z chalkozynu z domieszką kalcytu, występuje w skałach węglanowych (dolomitach i dedolomitach) w formie poziomej pseudożyły, podścielonej lokalnie brekcją ilasto-węglanową i łupkiem. Niżejległe dolomity uległy częściowej kalcytyzacji (dedolomityzacji). Różne generacje kalcytu szczegółowo scharakteryzowano. Zaproponowano model powstania mineralizacji masywnej. Początkowo mezotektoniczne ruchy międzywarstwowe spowodowały powstanie rozwarstwień i brekcji. Następnie proces kalcytyzacji doprowadził do dedolomityzacji oraz częściowego wypełnienia spękania. Całkowite wypełnienie spękań oraz częściowe zastąpienie w nich kalcytu oraz skał otaczających nastąpiły w wyniku działalności roztworów kruszconośnych.

EN

Massive ore mineralization in dolomites is described for the first time from the Fore-Sudetic copper deposits. Three cross- -sections from the Lubin Mine were studied using polarized optical (PLM) and scanning electron (SEM-EDS) microscopy, also cathodoluminescence (CL) and XRD. Massive mineralization, composed mainly of chalcocite with calcite admixture, occurs in dolomites as horizontal pseudovein, locally underlain by clay-carbonate breccia and shale. Underlying dolomites were partly calcitized (dedolomitized). Various calcite generations are characterized in detail. A model of the formation of massive mineralization is proposed. Mesotectonic intralayer movements caused the cracking of dolomite layers and the formation of breccia. Calcitization led to both dedolomitization and the partial infilling of cracks. Mineralizing fluids infilled the cracks completely, partly replacing calcite and adjacent rocks.

10

Geomikrobiologia podziemnych środowisk kopalnianych monokliny przedsudeckiej

Bąkowska A., Karlicki M., Włodarczyk A., Matlakowska R.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2017

|

nr 469

201--216

PL

W wyniku działalności górniczej na obszarze monokliny przedsudeckiej powstało unikalne środowisko podziemne, w którym żyją mikroorganizmy – bakterie, archeony i grzyby. Są to przede wszystkim tzw. litobionty, dla których miedzionośny łupek bitumiczny zwany Kupferschiefer jest źródłem węgla i energii oraz makro- i mikroelementów. Wśród mikroorganizmów zasiedlających podziemne kopalnie wykryto wiele ciekawych rodzajów i gatunków wykazujących przystosowanie do tego wyjątkowego środowiska. Szczególnie ciekawe są zespoły mikroorganizmów, które reprezentują różnorodne strategie metaboliczne. Są to m.in. mikroorganizmy, które wykorzystują związki organiczne (organoheterotrofy), ale także takie, które mogą żyć korzystając jedynie ze związków mineralnych (chemolitoautotrofy), mikroorganizmy produkujące metan (metanogeny) oraz takie, które metan rozkładają (metanotrofy). Ponadto w kopalniach miedzi występują mikroorganizmy oporne na metale ciężkie oraz tolerujące duże zasolenie. Mikroorganizmy odgrywają ważną rolę w transformacji łupka bitumicznego Kupferschiefer, wpływają na jego skład geochemiczny i właściwości fizykochemiczne, a także decydują o składzie chemicznym wód podziemnych. Aktywność metaboliczna mikroorganizmów powoduje bioutlenienie kopalnej materii organicznej, w tym kerogenu oraz bioutlenienie minerałów siarczkowych. W wyniku tych procesów powstaje szereg utlenionych związków organicznych i nieorganicznych. Wśród nich są produkty degradacji materii organicznej, takie jak: alkohole, kwasy, ketony, aldehydy, oraz wtórne związki nieorganiczne, w tym liczne biominerały (m.in. siarczany). Część z tych związków ulega mobilizacji do wód podziemnych, część immobilizacji w formie osadów naskalnych.

EN

The unique underground environment developed in the area of Fore-Sudetic Monocline as a result of mining activity. This environment is inhabited by bacteria, archaea and fungi. They are mainly lithobionts for which copper-bearing (Kupferschiefer) black shale is the source of carbon and energy as well as macro- and microelements. Among them, many interesting genera and species adapted to this unique environment were found. Particularly interesting are microbial communities that represent a variety of metabolic strategies: microorganisms using organic compounds (organoheterotrophs), utilizing only mineral compounds (chemolitoautotrophs), producing methane (methanogens) and degrading it (methanotrophs). Additionally, underground mines inhabit microorganisms resistant to heavy metals and high salinity. Microorganisms play an important role in the transformation of Kupferschiefer, affecting its geochemical composition and physicochemical properties, and the groundwater chemistry. Microbial metabolic activity leads to biooxidation of fossil organic matter (including kerogen) and sulphide minerals. As a result of these processes a number of oxidized organic and inorganic compounds are formed. They are products of organic matter degradation, such as alcohols, organic acids, ketones and aldehydes as well as secondary inorganic compounds, including numerous biominerals (e.g., sulphates). Some of these compounds are mobilized to groundwater; some are immobilized in the form of sediments.

11

Charakterystyka mineralizacji kruszcowej cechsztynu na obszarze Weisswasser w Niemczech

Kucha H., Bil B. W.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2017

|

nr 468

143--151

PL

Przedmiotem badań są próbki rdzeni wiertniczych pozyskanych podczas prac poszukiwawczych rud miedzi na obszarze Weisswasser w Saksonii. Obszar stanowi północno-zachodnią część niecki północnosudeckiej, której profil litostratygraficzny wykazuje podobieństwo do typowego wykształcenia znanego ze złoża Legnicko-Głogowskiego Okręgu Miedziowego (LGOM). Materiał badawczy poddano szczegółowym obserwacjom mikroskopowym w świetle odbitym i analizom składu chemicznego w mikroobszarze przy użyciu mikroskopu skaningowego. W wyniku przeprowadzonych badań zidentyfikowano minerały kruszcowe: chalkopiryt, chalkozyn, bornit, digenit, galenę, sfaleryt, srebro rodzime, amalgamaty-Ag, mckinstryit, stromeyeryt, anilit i betechtinit. Przedstawiono szczegółową charakterystykę występowania mineralizacji siarczkowej, określając jej formę, zrosty i paragenezy, relację w stosunku do uwarunkowań mikrotektonicznych, a także implikacje zmian morfologicznych dna zbiornika cechsztyńskiego. Stwierdzono 3 formy mineralizacji: śródwarstwowe soczewki siarczków miedzi powstałe poprzez hydrauliczne odspajanie wzdłuż płaszczyzn laminacji osadu wywołane przez zmineralizowane roztwory pod wysokim ciśnieniem; siarczki miedzi zastępujące wcześniejsze soczewki pirytu framboidalnego oraz zastępowanie bioklastów. Siarczki miedzi nagromadziły się kosztem siarki zgromadzonej podczas sedymentacji i wczesnej diagenezy w postaci bakteryjnego pirytu. Mineralizacja rudna występuje w cienkim horyzoncie o rozbudowanej sieci mikrospękań. W łupku miedzionośnym obserwuje się także pojedyncze ziarna ostrokrawędzistego chalkopirytu zaburzającego laminacje poniżej i powyżej, co świadczy o przemieszczeniu ziarna z pokruszonego konglomeratu i ponownej sedymentacji razem z łupkiem oraz dalszy wzrost w plastycznym osadzie. Zaobserwowane formy mineralne wiążą się z przynajmniej dwoma systemami spękań powstałymi w wyniku pompowania sejsmicznego roztworów mineralizujących oraz spękaniami w obrębie wzrastających kryształów.

EN

The research deals with drill core samples collected during exploration of copper in the Weisswasser area in Saxony. The area is the north-western part of the North-Sudetic Basin, the lithostratigraphic section of which is similar to the typical one known from the Lubin district. As a result of mineralogical observations using reflected light microscopy and scanning electron microscopy, the following minerals were identified: chalcopyrite, chalcocite, bornite, digenite, galena, sphalerite, native silver, Ag-amalgams, mckinstyite, anilite and betechtinite. Detailed characteristics of the occurrence of sulphide mineralization is presented, describing its form, mutual inclusions and paragenesis, relationship to microtectonic conditions, as well as implications of morphological changes on the bottom of the Zechstein. Three forms of mineralization were found: (1) horizontal, mid-layered copper sulphide lenses formed by hydraulic peeling along the sludge lamination surfaces caused by mineralized high-pressure solutions, (2) horizontal copper sulphide lenses replacing previous framboidal pyrite lenses, and (3) replacement of bioclasts. Copper sulphides were concentrated at the expense of sulphur deposited during sedimentation and early diagenesis as bacterial pyrite. Ore mineralization occurs in the thin horizon with an extensive microtectonic net. Two tectonic episodes can be distinguished: Mesozoic tectonic events that enabled seismic pumping of hot fluids, and microfractures that developed during ore minerals precipitation. Futhermore, single sharp-edged grains of chalcopyrite disturbing lamination of copper shale are observed. It indicates the displacement of grains from crushed conglomerate and resedimentation together with copper shale.

12

Controls on the distribution of rare earth elements in the Kupferschiefer series of SW Poland

Oszczepalski S., Chmielewski A., Mikulski S.

Geological Quarterly

|

2016

|

Vol. 60, No. 4

811--826

EN

This study deals with the spatial distribution and the PAAS-normalized patterns of rare earth elements (REE) studied by ICP-MS in the Kupferschiefer series of SW Poland. The most characteristic feature is a progressive enrichment in REE content (including Y and Sc) outward from the rocks with pyritic and Pb-Zn mineralisation, across the rocks with copper mineralisation, towards the oxidized (Rote Fäule) areas. The same trend can also be observed with respect to LREE, MREE and HREE. Whereas REE distribution diagrams for shales with pyrite and Pb-Zn mineralisation are almost flat, diagrams for shales with hematite and copper mineralisation are convex-upward and the strongest convexity is attributed to the transition from hematitic alteration to copper-rich rocks. REE distribution diagrams normalized to PAAS show strong MREE enrichment relative to LREE and HREE, which is typically the highest in the hematite zone, lower in shale with copper mineralisation, and the lowest in shales with Pb-Zn and pyrite mineralisation. The systematic increase in the concentration of REE towards the Rote Fäule, and the strong enrichment in MREE in the transition zone are indicative of variable intensity of leaching and formation of the REE enrichments (including MREE) by MREE>HREE>LREE fluids, as evidenced by the MREE-enriched signatures. Overprinting of secondary enrichments over the original REE pattern due to redistribution along the pathways of expanding fluids are postulated to account for the apparent differences in the distribution and concentration of REE (including the MREE-enriched trend) between the oxidized rocks, copper-bearing rocks, and reduced lithologies barren in copper.

13

Zasoby przewidywane surowców metalicznych Polski na mapie w skali 1 : 200 000 – miedź, srebro, złoto, platyna i pallad w utworach cechsztyńskiej serii miedzionośnej

Oszczepalski S., Chmielewski A.

Przegląd Geologiczny

|

2015

|

Vol. 63, nr 9

534--545

EN

Themost significant copper reserves in Poland are confined to sediment-hosted stratiform Kupferschiefer-type deposits that occur at the Zechstein/Rotliegend transition. Gradual depletion of shallow reserves in the Fore-Sudetic Monocline results in exploration of deeper beds, and the long-term challenges require new solutions for mining industry of the future and industrial market within the EU, to enable the reindustrialization of Europe. Latest studies of numerous drillhole cores strongly indicate that the Kupferschiefer series in SW Poland (outside the Lubin–Sieroszowice Copper District) contains a very large volume of prognostic, prospective and hypothetical resources. Thirty Cu-Ag prospects have been delineated (including six areas with prognostic resources, six with prospective resources, and 18 areas with hypothetical resources). Among the prospective areas, particular attention is paid to the areas with prognostic resources (Bia³o³êka, Grochowice, Krêpa, Kulów, Luboszyce), adjacent to the existing mines of the Lubin–Sieroszowice copper district. The areas of Nowiny, Mirków, Raciborowice and ¯arków are also interesting due to accessible depths, and the Bogdaj, Henrykowice, Janowo and Sulmierzyce areas due to considerable resources and reasonable depth. Extremely interesting is the possibility of extension of the Bytom Odrzañski deposit towards the Jany, Mozów and Wilcze prospective areas. Studies of archival drillhole cores taken outside the documented Cu-Ag Lubin–Sieroszowice deposit revealed Rote-Fäule-related Au-Pt-Pd mineralization in many localities of SW Poland. Fifteen Au prospective areas, accompanied by Pt-Pd mineralization, have been delineated. However, due to relatively low thickness and content, Au-Pt-Pd mineralization can be considered only as associated with the overlying Cu-Ag ores. It can be estimated that approximately 166 million Mg Cu and 269 thousand Mg Ag concentrated as predicted resources in prospects of SW Poland for future mining, which will be possible, when geological and technological barriers (depth, temperature, oil and gas) will meet economic trends in the world market.

14

Carbon isotope stratigraphy of the basal Zechstein (Lopingian) strata in Northern Poland and its global correlation

Peryt T. M., Durakiewicz T., Kotarba M. J., Oszczepalski S., Peryt D.

Geological Quarterly

|

2012

|

Vol. 56, No 2

285-298

EN

The Kupferschiefer (T1) records a period of basin-wide euxinic conditions, and is thus considered an excellent time-marker in the Zechstein (Lopingian) basin. Previous studies indicated that both the Kupferschiefer and Marl Slate and the overlying Zechstein Limestone (Magnesian Limestone) show remarkable changes in carbon isotopic composition towards higher 131313131313

15

Strukturalne i teksturalne cechy wtórnej mineralizacji dolnocechsztyńskiej w południowo-zachodnim rejonie perykliny Żar

Chmielewski A.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2012

|

nr 448 (2)

333--343

PL

Przedstawiono charakterystykę struktur minerałów i tekstur rud obecnych w utworach dolnego cechsztynu, na podstawie materiału rdzeniowego z otworu wiertniczego Dębinka P-10, typowych dla poszczególnych poziomów litologicznych i stref geochemicznych, przy pomocy badań mikroskopowych w świetle odbitym. Przeprowadzono identyfikację minerałów kruszcowych i tlenkowych oraz określono sukcesję mineralną i relacje poszczególnych struktur minerałów względem tekstur rud goszczących mineralizację. Rozpoznano następujące minerały kruszcowe: bornit, chalkozyn, digenit, sfaleryt, galenę, chalkopiryt, piryt, kowelin, arsenopiryt oraz tlenkowe: hematyt i magnetyt. Istotnym zjawiskiem mającym wpływ na występowanie minerałów w postaci poszczególnych struktur oraz na powstawanie wybranych tekstur rud jest zasięg facji geochemicznych, determinujących formy występowania minerałów kruszcowych i tlenkowych.

EN

The paper presents the characteristics of mineral structures and ore textures observed in lowermost Zechstein sediments from the Dębinka P-10 borehole based on microscopic observations in reflected light. Detailed studies of ore textures and structures in individual lithologic intervals and geochemical zones were performed. Microscopic observation revealed many interesting features of mineralization and allowed identification of mineral assemblages in host sediments. Petrographic analysis of polished sections contributed to precise description of a complex relationship between various ore textures and structures in relation to gauge minerals and host sediments. Microscopic studies of polished sections enabled to identify the following ore minerals: bornite, chalcocite, digenite, sphalerite, galena, chalcopyrite, pyrite, covellite and arsenopyrite, and oxides: hematite and magnetite. The range of geochemical facies, which determine the forms of occurrence of ore minerals and oxides, is a very important phenomenon affecting the occurrence of minerals in the form of individual structures and the formation of some ore textures.

16

Zmienność mineralizacji kruszcowej w spągowych utworach cechsztynu na granicy strefy utlenionej i redukcyjnej w zachodniej części złoża Polkowice

Chmielewski A.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2011

|

nr 444

33--53

PL

Przedmiotem niniejszej pracy jest zmienność mineralizacji kruszcowej na granicy strefy utlenionej i redukcyjnej w profilach cechsztyńskiej serii miedzionośnej z archiwalnych otworów wiertniczych, usytuowanych w zachodniej części złoża Polkowice, w najbliższym sąsiedztwie bloku przedsudeckiego. Zidentyfikowano następujące minerały kruszcowe: chalkozyn, kowelin, digenit, tennantyt, bornit, chalkopiryt, kobaltyn, skuterudyt, nikielin, rammelsbergit, piryt, galenę, sfaleryt i markasyt. Określono budowę wewnętrzną skał złożowych, relacje pomiędzy składnikami skał oraz opisano litologię tych utworów. Zmienność mineralizacji kruszcowej w profilach wiertniczych serii złożowej wskazuje na występowanie bogatej mineralizacji miedziowej ponad utworami utlenionymi (głównie w formie rozproszonej) oraz obecność złota w utworach utlenionych (złoto submikroskopowe).

EN

A full-scale investigation into variability of ore mineralization at the contact between oxidized and reduced zone in the copper-bearing Zechstein series was performed. Results of the studies were obtained on the basis of archival boreholes located in the western part of the Polkowice mining area, proximal to the Fore-Sudetic Block. Detailed microscopic observations enabled to identify the following ore minerals: chalcocite, covellite, digenite, tennantite, bornite, chalcopyrite, cobaltite, skutterudite, nickeline, rammelsbergite, pyrite, galena, sphalerite and marcasite. Microscopic observations allowed determining some features of host sediments (textures and structures) and establishing relations between constituents of rocks. Petrographic analysis of thin-sections also allowed describing the lithology of the rocks. The variability of ore mineralization in the boreholes indicates the occurrence of high-grade copper ores (mainly disseminated mineralization) above the oxidized zones, and the presence of submicroscopic gold in oxidized rocks.

17

Rozmieszczenie minerałów kruszcowych w łupku miedzionośnym złoża Lubin–Sieroszowice

Pieczonka J., Głuszek A.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2010

|

nr 439 (2)

355--359

PL

Sposób rozmieszczenia głównych minerałów kruszcowych zarówno w profilu pionowym, jak i w poziomym, w złożu rud miedzi Lubin–Sieroszowice na monoklinie przedsudeckiej jest wciąż przedmiotem dyskusji. Uzupełnienie bazy danych o wyniki nowych analiz pozwoliło na sporządzenie aktualnych map, obrazujących rozkład tych minerałów w poziomie. W artykule omówiono mapy wykonane dla chalkozynu (z digenitem), bornitu, chalkopirytu, kowelinu, tennantytu, galeny, sfalerytu i pirytu (z markasytem) występujących w łupku miedzionośnym. Do ich sporządzenia użyto programu Surfer 9. Jako głównej metody wyznaczania wartości parametru w punktach sieci gridowej użyto krigingu punktowego. Obok map udziału procentowego poszczególnych minerałów kruszcowych, w całkowitej ich ilości, dla każdego z poziomów umownych sporządzono mapę dominacji minerałów kruszcowych. Przedstawiono na niej obszary, w których udział poszczególnych minerałów kruszcowych wynosi powyżej 50%. Analiza map potwierdza, że głównym minerałem rudnym jest chalkozyn. Strefa występowania chalkozynu obejmuje największą część złoża, a maksymalne zawartości koncentrują się w jego centralnej części. Największą różnorodność minerałów kruszcowych zaobserwowano we wschodniej części złoża. Obok pól o dużej zawartości bornitu i chalkopirytu, pojawiają się pola dominacji galeny, sfalerytu, siarczków żelaza, a nawet kowelinu i tennantytu. Pomimo wykonania kilkudziesięciu map, trudno jest stwierdzić prawidłowość w rozmieszczeniu stref występowania poszczególnych minerałów względem siebie. Decyduje ich położenie w stosunku do bariery redox.

EN

The paper discusses spatial distribution of ore minerals within the Lubin–Sieroszowice copper deposit in the Kupferschiefer horizon. Maps of the distribution of the chalcocite group of sulphides, bornite, chalcopyrite, covellite, tennantite, galena, sphalerite and Fe sulphides were constructed based on 2500 analyses of chip samples. In order to show a spatial distribution of major ore minerals, the Surfer 9.0 program was applied. Values of parameters in the square grid were calculated using the point kriging method. Analysis of ore minerals distribution shows that the chalcocite group of minerals predominates in the deposit. The richest chalcocite zone occurs in the central part of the deposit. In its eastern part, several ore minerals, especially bornite and chalcopyrite, prevail locally over the other sulphides. A redox barrier is a key in understanding the spatial distribution of ore minerals in the deposit.

18

Refleksyjność materii witrynitopodobnej jako wskaźnik dojrzałości termicznej Cechsztyńskiego łupku miedzionośnego

Nowak G. J., Speczik S., Oszczepalski S.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2008

|

nr 429

125-129

PL

Cechsztyński łupek miedzionośny jest znacząco wzbogacony w materię organiczną. Najliczniej występują tu macerały grupy liptynitu, wśród których dominującą rolę odgrywa bituminit. W łupku wtórnie utlenionym (ze strefy przejściowej i utlenionej) został on zastąpiony przez materię witrynitopodobną (wtp). Witrynit i inertynit należą do mniej licznych komponentów organicznych tego horyzontu. Absencja bądź sporadyczne występowanie witrynitu w termicznie przeobrażonym łupku miedzionośnym spowodowały potrzebę zastosowania refleksyjności materii witrynitodobnej, jako parametru dojrzałości termicznej i dokonania porównań z powszechnie do tego celu używanym Ro witrynitu. Materia witrynitopodobna zachowuje się podobnie jak witrynit podczas uwęglania. Jej refleksyjnośc jest nieco niższa (0,21-0,13% ) od Ro witrynitu. Stwierdzono, że różnice pomiędzy Ro witrynitu i refleksyjnością wtp maleją w stronę coraz bardziej utlenionym, spągowym partiom łupku miedzionośnego. Pozwala to, uwzględniając pewne ograniczenia, na użycie Ro materii witrynitopodobnej jako parametru dojrzałości termicznej.

EN

The Zechstein Kupferschiefer is significantly enriched in organic matter. Liptinite macerals are the most abundant organic components, in which bituminite prevails. However, vitrinite-like matter is noteworthy in both transitional and oxidized facies, replacing bituminite there. Vitrinite and inertinite are rather minor organic constituents of this horizon. Because of the scarce occurrence of vitrinite in the thermally altered Kupferschiefer, the reflectance was measured on the vitrinite-like matter. The relationships between the reflectance parameters of different macerals with inereasing coalification were studied. Vitrinite-like matter evolves in a similar way to vitrinite during coalification. Its reflectance is lower (0.21-0.13%) than vitrinite Ro. Taking certain limitations into account, reflectance of vitrinite-like matter may be applied as a maturity parameter.

19

Wiek mineralizacji kruszcowej w analizie dojrzałości materii organicznej łupku miedzionośnego i jego powiązanie z tektoniką południowej części monokliny przedsudeckiej

Kosakowski P., Markiewicz A., Kotarba M. J., Oszczepalski S., Więcław D.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2007

|

nr 423

139-150

PL

Dotychczasowe oceny czasu powstania okruszcowania łupku miedzionośnego prezentowane w literaturze datują ten proces w szerokim przedziale stratygraficznym. Badania paleomagnetyczne hematytu, datowania illitu czy badania izotopowe thucholitu i ołowiu umiejscawiały mineralizację miedziową w przedziale od późnego permu-wczesnego triasu aż po kredę. W celu uściślenia wieku mineralizacji kruszcowej w powiązaniu z wynikami badań materiału organicznego, wykonano modelowania numeryczne ewolucji dojrzałości materii organicznej. W modelowaniach tych wykorzystano zjawisko nieodwracalności zmian termicznych materii organicznej. Modelowania numeryczne BasinMod wykazały, że materia organiczna łupku miedzionośnego uzyskała dojrzałość termiczną w przedziale niskotemperaturowych przemian termogenicznych "okna ropnego" (0,5-1,3% Rr, tj. w zakresie temperatur 90-170 stopni Celsjusza) w triasie środkowym i górnym. Późnojurajskie i późnokredowe pogrążenie poziomu łupku miedzionośnego nie przyniosło istotnego wzrostu dojrzałości termicznej materii organicznej. Procesy cieplne, związane z dopływem płynów hydrotermalnych powodujące zmiany w strukturze materii organicznej, były również odpowiedzialne za mineralizację kruszcową łupku miedzionośnego w triasie środkowym, a szczególnie triasie górnym w południowej części monokliny przedsudeckiej.

EN

The timing of Kupferschiefer ore mineralization with respect to stratigraphy is a matter of broad debate in the literature. The paleomagnetic dating of hematite, K-Ar ages of diagenetic illite, as well as the age of thucholite and metallic lead place the ore mineralization within the time frame of Late Permian to Early Triassic untill the Cretaceous period. To resolve the controversy about timing of ore formation with respect to organic matter alteration, the maturity of organic matter was numerically modelled, based on an irreversibility of its thermal transformation. The maturity analyses using BasinMod numerical modelling indicated that the Kupferschiefer organic matter was thermally mature within the low-temperature thermogenic processes (0.5 to 1.3% Rr, i.e. 90 to 170 degrees of Celsius) in the Middle to Upper Triassic stratigraphic interval. The Late Cretaceous lowering of the Kupferschiefer strata did not cause a significant increase in the maturity of organic matter. Heat transfer, connected with inflow of hydrothermal fluids causing of changes within the organic matter, was also responsible for ore mineralization of Kupferschiefer strata in about Middle to Late Triassic in the southern part of the Fore-Sudetic Monocline.

20

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

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

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2007

|

nr 423

125-138

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.