Żyły polimetaliczne na monoklinie przedsudeckiej

ŻYŁY POLIMETALICZNE NA MONOKLINIE PRZEDSUDECKIEJ

mgr Piotr Gut

Serie osadów w obrębie których znajdują się omawiane złoża rud miedzi znane są już od średniowiecza. Eksploatowane one były m.in. w kopalni „Gottes Gabe” w okolicy Kondratowa i Leszczyny gdzie znajdowały się ich wychodnie. Tak więc odkrycie nowych złóż na monoklinie przedsudeckiej było tylko kwestią czasu i rozwoju metod poszukiwawczych. Teraz, sześć wieków od pierwszych (notowanych) prób ich eksploatacji KGHM Polska Miedź S.A. jest czołowym producentem miedzi i srebra w Europie i znaczącym w świecie.

OGÓLNA BUDOWA GEOLOGICZNA

Omawiany obszar znajduje się na północnym przedpolu Sudetów i pokryty jest ok. 350metrową serią osadów trzeciorzędu i czwartorzędu. Poniżej utworów trzeciorzędowych niezgodnie zalegają czerwone piaskowce iłupki pstrego piaskowca (60-600m). Pod nimi występują skały osadowe cechsztynu (260-560 m) (łupki, margle, dolomity, anhydryty, sole) do którego zalicza się też piaskowcetzw. „białego spągowca”. Dalej mamy łupki, piaskowce, zlepieńce oraz ryolity i ich tufy czerwonego spagowca (500-800 m). Leżą one niezgodnie na skałach klastycznych karbonu (500-250m). W podłożu utworów karbońskich zalegają metamorficzne i plutoniczne skały paleozoiku (łupki  zieleńcowe, łupki kwarcowo-serycytowe, fyllity, amfibolity, gnejsy, granitognejsy i granitoidy).Okruszcowane utwory skalne permu zapadają monoklinalnie na NE pod kątem 2-8ş. Monoklina przedsudecka oddzielona jest od wyniesionego na południu bloku przedsudeckiego dyslokacją środkowej odry (NW-SE). Na starszy system uskoków W-E o amplitudach ponad 100 m. nakłada się dominujący system  NW-SE, oraz rzadziej NE-SW o zrzutach do kilkudziesięciu metrów. Często obserwuje się wygasanie uskoków w kompleksie solnym.

OKRUSZCOWANIE SERII ZŁOŻOWEJ

Na omawianym obszarze w skład serii złożowej wchodzą skały należące do  cyklotemu Werra.: piaskowce białego spągowca, łupki, lokalnie dolomit graniczny, skały węglanowe.  *       Piaskowce kwarcowe „białego spągowca”, dobrze wysortowane o spoiwie węglanowym, często zastępowanym (szczególnie w ich stropowej części) przez : chalkozyn, bornit, chalkopiryt

*        Dolomit graniczny, występuje tylko w S i SE części złoża, jego miąższość dochodzi do 20 cm, skała ta jest silnie okruszcowana.

*     Łupki bitumiczne, tzw. „łupki miedzionośne” to skały ilasto-węglanowe bogato okruszcowane chalkozynem, bornitem oraz innymi kruszcami Cu i Fe. Ku stropowi łupki te przechodzą w łupki dolomitowe. Miaższość łupków waha się od kilku centymetrów do ponad 1-go metra.

*   Nadległe skały węglanowe to głównie ciemnoszare dolomity wapniste, często smugowane, na ogół słabo okruszcowane. 

Okruszcowanie nie jest ściśle związane z określonym poziomem stratygraficznym i ulega przemieszczeniom w pionie (rzędu kilku metrów). Miąższość serii kruszconośnej wynosi od 1,6 m. – Sieroszowice do 5,2 m. – Rudna. Zawartość miedzi w złożu sięga kilkunastu procent (średnio 1,5 %). Na NW i SE od omawianego obszaru obserwuje się spadek zawartości miedzi, na NW – facja utleniona (Rote Faule), zaś na SE zasoby miedzi są pozabilansowe.   

MINERALIZACJA  POLIMETALICZNA

W omawianych utworach permu mineralizacja ma charakter :

*        mineralizacji rozproszonej (impregnacje, smugi, mikrowrostki, pseudomorfozy organodetrytyczne, etc.).

*        sekrecyjnych koncentracji minerałów w szczelinach epidiagenetycznych i tektonicznych (żyły, żyły bliznowe, strzałki, wypełnienia szwów stylolitowych) o przebiegu warstwowym , diagonalnym lub poprzecznym do uławicenia skały,

*        gniazd (wypełniających komory krasowe), soczewek.

Oprócz kruszców występują tu minerały płonne takie jak: kalcyt, baryt, anhydryt, gips, dolomit, syderyt, rzadziej kwarc i fluoryt. W niniejszym opracowaniu omówione zostaną tylko żyły polimetaliczne związane ze strefami uskokowymi.

ŻYŁY  POLIMETALICZNE

Opisywane tu żyły przecinają najczęściej łupki miedzionośne i nadległe skały węglanowe dolnego cechsztynu, znacznie rzadziej spotyka się je w piaskowcach białego spągowca. Miąższość żył waha się od kilku milimetrów do półtora metra. Dominujący kierunek : NW-SE, upad pionowy lub stromy, rozciągłość w poziomie wynosi od kilku do stukilkudziesięciu metrów, po upadzie zaś od kilkudziesięciu centymetrów do kilkunastu metrów. Żyły te wykorzystują szczeliny uskokowe oraz towarzyszące im boczne spękania. Zrzuty występujących tu uskoków wykazują amplitudy do kilkunastu metrów. Kontakt skał otaczających z żyłami jest ostry, brak jest zmian metasomatycznych w salbandach żył. Stwierdzono jedynie w skali mikroskopowej lokalną impregnację kruszcami. W obrębie żył często obserwuje się struktury brekcjowe (minerały kruszcowe lub płonne spajają okruchy łupków i dolomitów), budowę pasmową, symetryczną, krustyfikacyjną i nieuporządkowaną. Często dochodzi do krzyżowania się kilku systemów żył. Niektóre z żył nie są zabliźnione, lecz zakończone kawernami z automorficznymi kryształami minerałów. Ze względu na dominującą treść mineralną wyróżnia się żyły (wg W. Salomon et al. 1998, nieco zmienione) :

* żyły kalcytowo-barytowo-kruszcowe, typu „Rücken”

*kruszcowe

* kalcytowo kruszcowe

* barytowe

* gipsowe, anhydrytowe

* kwarcowe (wg. M.Strengel-Martinez, inf. ustna)     

Wśród wymienionych typów żył mogą występować formy pośrednie i przejściowe o różnym stopniu okruszcowania. Żyły są okruszcowane najczęściej w obrębie horyzontu miedzionośnego (pod i ponad złożem w żyłach występują jedynie niewielkie skupienia siarczków Fe, sporadycznie siarczków Cu, Pb, Zn).

ŻYŁY KALCYTOWO-BARYTOWO-KRUSZCOWE

Opisane przez W. Salomon et al. 1998, z kopalni Polkowice. Głównymi składnikami tych żył są : baryt, kalcyt i minerały kruszcowe, podrzędnie spotyka się : kwarc, syderyt, gips. Okruszcowanie żył jest zmienne i wynosi od 5do 90 % udziału objętościowego żyły. Miąższość żył dochodzi do kilkunastu centymetrów. Zasięg po rozciągłości i upadzie wynosi do kilkunastu metrów Kruszce występują w kalcycie lub na granicy kalcytu z barytem. Ze względu na dominację niklu i charakterystyczną mineralizację polimetaliczną (obecność minerałów Mo i U) żyły te podobne są do żył typu „Rücken”, znanych z Mansfeldu. Żyły z rejonu Polkowic różnią się od utworów mansfeldzkich znacznie mniejszymi rozmiarami. Ich kontakt ze skałą otaczającą jest ostry, stwierdzono jedynie w skali mikroskopowej lokalną impregnację arsenkami niklu lub tennantytem nałożoną na okruszcowanie siarczkami miedzi, szerokość tej strefy wynosi od kilkunastu do kilkudziesięciu centymetrów.

*       Baryt – grubokrystaliczny, o intensywnej barwie różowej, krystalizował jako ostatni zabliźniając pustki i lokalnie wypierając wcześniejszy kalcyt.

*        Kalcyt – grubokrystaliczny, o barwie mleczno-białej i biało-szarej, zastępuje nieco starszy kalcyt oraz współwystępuje z kruszcami.

*        Kwarc – tylko jako mikrokryształki, przezroczysty, tworzy cienkie powłoki na ściankach szczelin.*        Syderyt – drobnokrystaliczny, szary, jako nieciągła strefa pomiędzy kwarcem a kalcytem, często zastępowany przez kalcyt.

*        Gips – drobnokrystaliczny, o barwie różowej, współwystępuje z barytem, pojawia się lokalnie.

*        Nikielin – główny minerał kruszcowy, często tekstury kuliste i nerkowate, lub jako dendrytowe impregnacje w kalcycie wraz z pararammelsbergitem

*        Pararammelsbergit – tekstury kuliste i nerkowate

*        Kobaltyn-gersdorffit – często osobniki automorficzne

*        Carrollit – często osobniki automorficzne

*        Tennantyt-tetraedryt – główne siarkosole, często osobniki automorficzne

*        Enargit

*        Chalkopiryt

*        Bornit

*        Galena

*        Sfaleryt

*        Wittichenit

*        Castaingit

*        Molibdenit – sporadycznie

*        Kowelin – sporadycznie

*        Uraninit

*        Blenda smolista – typowe skupienia kuliste

*        Srebro rodzime

*        Thucholit – miejscami jako konkrecyjne skupienia.

Skupienia pozostałych kruszców jako formy nieprawidłowe.

ŻYŁY KRUSZCOWE

Żyły tego typu miałem okazję oglądać w kopalni „Rudna Główna”.Należą do często spotykanego typu żył, szczególnie w rejonie Polkowic -kopalnia Rudna. Charakteryzują się one znacznymi miąższościami dochodzącymi do 1,5 metra. Występują w strefach tektonicznych, często na kontakcie z łupkiem. (Dokładny opis żył tego typu podałem w  poprzednim numerze „Otoczaka”.) W skład omawianych żył wchodzą: chalkopiryt, bornit, chalkozyn, digenit, kowelin, tennantyt, galena, sfaleryt, piryt, anhydryt.

ŻYŁY KALCYTOWO-KRUSZCOWE

Opisane przez H.Kucha, W.Salomon – 1972 z kopalni Lubin. Występują wraz z strzałkami na pograniczu łupków i dolomitów. Upad ich jest stromy (70ş -90ş ) a miąższość waha się od 1do 40 milimetrów. Długość w pionie dochodzi do ponad metra, po czym żyły się wyklinowują. Skład mineralny żył zależy od rodzaju skały otaczającej. Często spotyka się tu struktury brekcjowe, przy czym okruchy skał są otoczone warstewką kruszców.

• Kalcyt – o barwie szarobiałej i mlecznożółtej, dwu generacji, w centralnych partiach żył tworzy szczotki krystaliczne o wielkości kryształów do kilku milimetrów.

• Gips – bezbarwny, jako skupienia w obrębie żyłowego kalcytu lub jako zabliźnienia żył. Kruszce występują w obrębie białego kalcytu pierwszej generacji oraz w mniejszych ilościach i innych paragenezach w odmianie żółtej kalcytu. W kalcycie pierwszej generacji występują: markasyt,  chalkopiryt, sfaleryt, galena, chalkopiryt, bornit, chalkozyn, kowelin – w ilościach śladowych, tennantyt-tetraedryt – w ilościach śladowych, kupryt – w ilościach śladowych, srebro rodzime – w ilościach śladowych.

Skład mineralny żył w obrębie skał węglanowych oraz piaskowców ubożeje, z kruszców pojawia się tu markasyt i chalkopiryt. W kalcycie drugiej generacji występują :

• Kruszce srebra

• Srebro rodzime – ziarna nieregularne, do 2 milimetrów wielkości, niekiedy obserwuje się izomorficzne domieszki złota

• Stromeyerytu  – jako ksenomorficzne ziarna i zabliźnienia żył lub jako cienkie żyłki tnące kalcyt, wraz z srebrem rodzimym.

• Chalkozyn

• Bornit- podrzędnie

• Kowelin- podrzędnie

• Digenit- podrzędnie

• Chalkopiryt – podrzędnie

ŻYŁY BARYTOWE

Omówione tu będą pionowe żyły barytowe występujące w dolomitach, poza nimi należy wspomnieć o gniazdach barytu w wapieniach i poziomych żyłach barytu w dolomitach.Omawiane żyły pojawiają się od kilku do kilkunastu metrów nad złożem i charakteryzują się stromym lub pionowym upadem. Poziomy i pionowy zasięg żył wynosi do kilkunastu metrów, a miąższość do 60 centymetrów. Żyły te najczęściej ulegają wyklinowaniu, a kontakt z dolomitem jest ostry.*        Baryt – jest głównym składnikiem tych żył, występuje w trzech generacjach, 90-95 % to biały i białoszary baryt pierwszej generacji o pokroju grubotabliczkowym, często jako wachlarzowate skupienia.

• Gips – wypełnia pustki pomiędzy tabliczkami barytu.

• AnhydrytOkruszcowanie związane jest najczęściej z barytem pierwszej generacji.

• Tennantyt-tetraedryt – główny minerał kruszcowy

• Chalkopiryt

• Galena

• Sfaleryt

• Arsenki Co i NiW poziomych żyłach barytowych zalegających bezpośrednio pod serią anhydrytową z kruszców występują : markasyt, piryt.  

ŻYŁY GIPSOWO- ANHYDRYTOWE

Opisane przez C. Harańczyka 1972. Pionowe żyły o miąższości do kilkudziesięciu centymetrów, niekiedy z kruszcami.  

ŻYŁY KWARCOWE

Ten typ żył został wydzielony przez M. Strengel-Martinez (inf. ustna) na podstawie znaleziska niewielkiej żyły kwarcowej w kopalni Rudna. Do tej pory kwarc był minerałem, który występował w żyłach tylko pobocznie. Opisywana żyła ma miąższość kilku centymetrów,  strukturę krustyfikacyjną, a jej kontakt ze skałą otaczającą jest ostry.

•  Kwarc – barwa biała, niekiedy szczotki krystaliczne.

•  Tennantyt-tatraedryt – również jako kryształy automorficzne dochodzące do 0,5 centymetra średnicy tkwiące na szczotkach kwarcowych.

• Chalkopiryt

GENEZA ŻYŁ POLIMETALICZNYCH 

  Geneza żył polimetalicznych występujących w utworach permu na monoklinie przedsudeckiej jest hydrotermalna, dyskusyjne jest natomiast pochodzenie fluidów i zawartych w nich metali. Wg Harańczyk, Jarosz – 1966, – zmienność składu mineralnego żył w pionie jest spowodowana barierą węglanową która zmuszała kwaśne fluidy do wytrącania siarczków głównie w obrębie łupków i (lub) spągu dolomitów (zasada zobojętniania roztworu).Wg Kucha, Salomon – 1972, – temperatury powstawania minerałów były rzędu 100˚C, zaś kolejność krystalizacji siarczków była zgodna z regułą Lentikowa(Zn, Fe, Cu, →  Ni, Co, Sb, Bi, →  Hg, As, Ag, Au).Wg Harańczyk – 1975,  – minerały żył krystalizowały z roztworów pochodzenia juwenilnegoWg Salomon – 1998, – metale były redeponowane z złoża stratyfikowanego poprzez niskotermalne roztwory, gdyż żyły są izochemiczne ze złożem pierwotnym i mineralizacja pierwotna posiada odpowiednią ilość i zasobność metali do wtórnego przemieszczenia. Problem pochodzenia fluidów nie został jak dotąd ostatecznie rozstrzygnięty.