Wyniki badañ warstewek piroklastycznych we fliszu podhalañskim
Katarzyna Sobieñ*
Warstewki piroklastyczne wystêpuj¹ na ca³ym Podha-lu, a g³ównie w jego po³udniowo-zachodniej czêœci, na tzw. Pogórzu Guba³owskim, na obszarze dorzecza potoku Bystrego. W rejonie tym jest oko³o 60 ods³oniêæ we fliszu warstw zakopiañskich górnych, chocho³owskich dolnych i chocho³owskich górnych. Powszechne wystêpowanie horyzontów piroklastycznych umo¿liwia ich u¿ycie jako poziomów korelacyjnych, co pozwoli³o w latach siedem-dziesi¹tych XX w. na korektê szacunków mi¹¿szoœcio-wych fliszu w zachodniej czêœci synklinorium podhalañskiego. Warstwy piroklastyczne s¹ widoczne w profilach dziêki swoim jasnym barwom (bia³e, szare, nie-bieskawe, kremowe, rdzawe). Zmiany zabarwienia s¹ wynikiem wietrzenia i zmian diagenetycznych. Piroklasty-ki wystêpuj¹ wœród ³upków, przechodz¹c w nie w sp¹gu i w stropie, sporadycznie górn¹ granicê stanowi ³awica pia-skowcowa. Mi¹¿szoœæ warstewek jest bardzo zró¿nicowa-na, niezale¿na od po³o¿enia w profilu i waha siê od 0,2 cm do 30 cm. Nie ma wyraŸnego zwi¹zku miêdzy mi¹¿szoœci¹ warstewek a ich uziarnieniem. Sporadycznie zaznaczaj¹ siê zmiany mi¹¿szoœci i rozwarstwienia, spowodowane rozmywaniem przez p³yn¹ce pr¹dy. Sedymentacja mate-ria³u piroklastycznego w zbiorniku fliszowym, w œrodko-wej czêœci Karpat Zachodnich, mog³a byæ czêstsza, jednak utworzenie warstewek popio³ów wulkanicznych zacho-dzi³o przy znacznym zwolnieniu a nawet zaniku sedymen-tacji terygenicznej, co umo¿liwi³o ich zachowanie w osadzie bez rozproszenia. Warstewki piroklastyczne to g³ównie warstwowane tufy witroklastyczne o teksturze kierunkowej, fluidalnej. Tylko nieliczne tufy okreœliæ mo¿na jako krystalo- b¹dŸ litoklastyczne. Poszczególne próbki ró¿ni¹ siê frakcj¹ okruchów, stopniem montmorillo-nityzacji szkliwa i kalcytyzacji plagioklazów. T³o stanowi spoiwo ilaste sk³adaj¹ce siê z drobnych ³useczek mine-ra³ów warstwowych oraz reliktów szkliwa wulkanicznego,
czêsto zdewitryfikowanego. Plagioklazy czêsto s¹ zbliŸ-niaczone i wykazuj¹ budowê pasow¹. Kwarc wystêpuje w postaci drobnych okruchów o szpiczastych naro¿ach i wklês³ych œcianach, co wskazuje na jego wulkaniczne pochodzenie.
Analiza sk³adu mineralnego (szkliwo, plagioklazy + kwarc lub szkliwo + plagioklazy litoklastów) w tufach wskazuje na dacytowy lub dacytowo-andezytowy typ wul-kanizmu. Nie potwierdzi³y tego jednak analizy sk³adu che-micznego. Znaczny stopieñ zmian diagenetycznych oraz bardzo wysoki udzia³ krzemionki (>80%), prawdopodob-nie pochodzenia detrytycznego, uprawdopodob-niemo¿liwia umiejsco-wienie próbek w diagramach klasyfikacyjnych TAS. Próbki s¹ w ró¿nym stopniu zwietrza³e i zdiagenezowane, zaznacza siê ró¿ny stopieñ bentonityzacji (obecnoœæ mine-ra³ów warstwowych, z badañ RTG: illit, smektyt, kaolinit, chloryt). Zmiany diagenetyczne s¹ niezale¿ne od po³o¿enia warstewki w profilu, jej mi¹¿szoœci i frakcji sk³adników. Analiza pierwiastków ziem rzadkich nie pozwoli³a na okreœlenie œrodowieska geotektonicznego, w jakim docho-dzi³o do generowania magmy macierzystej. Wed³ug zebra-nych danych nie jest mo¿liwe okreœlenie Ÿród³a oligoceñskiego wulkanizmu. Bardzo drobny materia³ buduj¹cy warstewki piroklastyczne wskazuje na odleg³e miejsce erupcji. Jedynym Ÿród³em w Karpatach wewnêtrz-nych, z którego mog³yby pochodziæ piroklastyki we fliszu podhalañskim s¹ wulkany Gór Bakony na obszarze Wêgier (wyniki datowañ ska³ wulkanicznych i magmowych na tym terenie wskazuj¹ g³ównie na wiek oligoceñski). W tym samym czasie aktywnoœæ wulkaniczna o podobnym che-miŸmie mia³a miejsce we Wschodnich Rodopach w Bu³garii. Materia³ piroklastyczny móg³ dotrzeæ a¿ do zbiornika fliszowego, w œrodkowej czêœci Karpat Zachod-nich, w wyniku bardzo silnej eksplozji. Nie mo¿na jednak wykluczyæ obszaru S³owacji i Rumunii jako teoretycznego Ÿród³a materia³u piroklastycznego, mimo ¿e do tej pory nie stwierdzono tam obecnoœci wulkanów wieku oligoceñskie-go.
Przeobra¿enie materii organicznej w cechsztyñskim ³upku miedzionoœnym —
wskaŸniki procesów mineralizacyjnych
Stanis³aw Speczik*, S³awomir Oszczepalski*, Grzegorz J. Nowak**, Izabella Grotek*
Znaczenie materii organicznej w permskim systemie mineralizacyjnym rozpatruje siê w dwóch zasadniczych aspektach: rozwa¿aj¹c jej aktywn¹ rolê w procesie z³o¿otwórczym (Speczik & Püttmann, 1987; Püttman i in.,
1991; Saw³owicz & Speczik, 1996) i (lub) odczytuj¹c prze-bieg procesu mineralizacyjnego na podstawie stopnia jej przeobra¿enia (Püttmann i in., 1989; Bechtel i in., 2001; Oszczepalski i in., 2002).
Najbogatsze cechsztyñskie z³o¿a miedziowo-srebrowe udokumentowano w najbli¿szym s¹siedztwie utworów utlenionych Rote Fäule, zawieraj¹cych z³oto i platynowce, co oznacza, i¿ procesy z³o¿otwórcze mia³y cechy
regional-342
Przegl¹d Geologiczny, vol. 53, nr 4, 2005
*Pañstwowy Instytut Geologiczny, ul. Rakowiecka 4, 00-975 Warsza-wa; stanislaw.speczik@pgi.gov.pl, slawomir.oszczepalski@pgi.gov.pl, izabella.grotek@pgi.gov.pl,
**Pañstwowy Instytut Geologiczny, Oddzia³ Dolnoœl¹ski, al. Jaworowa 19, 53-122 Wroc³aw; grzegorz.nowak@pgi.gov.pl
ne i by³y zwi¹zane z wielkoskalowymi przep³ywami roz-tworów metalonoœnych.
W ³upku miedzionoœnym ujawniono nastêpuj¹ce sk³adniki organiczne widoczne pod mikroskopem: witrynit (auto- i allochtoniczny), liptynit (sporynit, alginit, liptode-trynit, bituminit), inertynit, a tak¿e materia³ witrynitopo-dobny (Wtm) oraz sta³e bituminy, które stanowi¹ zasadniczy sk³adnik asocjacji sapropelowo-mineralnej (ASM) i bitumiczno-mineralnej matriks (BTM). Najsil-niejszemu przeobra¿eniu materia³ organiczny uleg³ w utworach utlenionych i miedzionoœnych utworach reduk-cyjnych, bezpoœrednio przylegaj¹cych do ska³ utlenionych. Utwory te cechuje: wysoki stopieñ degradacji wiêkszoœci macera³ów, zupe³ny rozk³ad alginitu i ASM, niemal zupe³ny rozk³ad bituminitu i jego transformacja do Wtm, obecnoœæ BTM oraz wysokie wartoœci wspó³czynnika refleksyjnoœci Rowitrynitu nieredeponowanego (Nowak i
in., 2001; Oszczepalski i in., 2002; Speczik i in., 2003). Systematyczny spadek zawartoœci Corg oraz wartoœci
wskaŸnika HI i fenantrenowego w stronê utworów utlenio-nych (koreluj¹cy siê ze wzrastaj¹c¹ zawartoœci¹ hematytu i intensywnymi objawami utleniania macera³ów i mine-ra³ów siarczkowych), wskazuje na postsedymentacyjn¹ degradacjê materia³u organicznego, zwi¹zan¹ z powstawa-niem utworów utlenionych Rote Fäule, co jest potwierdze-niem wczeœniejszych wyników (Speczik & Püttmann, 1987; Püttmann i in., 1989; Bechtel i in., 2001; Oszczepal-ski i in., 2002). W rezultacie, utwory utlenione cechuje: niska zawartoœæ Corg i bituminów, niska zawartoœæ
izopre-noidów, n-alkanów, porfiryn i ¿ywic, wysoki udzia³ wêglo-wodorów aromatycznych (niskie wartoœci wskaŸnika nas/aro), wysoka zawartoœæ asfaltenów, wysoka zawartoœæ PAH i PASH, wysoka zawartoœæ PAH wielkocz¹steczko-wych i fenantrenu, niskie wartoœci HI, wysokie wartoœci OI i Tmaxoraz nieznacznie ujemne rozfrakcjonowanie
izoto-pów wêgla w kerogenie i znaczne w wêglanach. Koñco-wym efektem jest obecnoœæ w skale utlenionego, silnie zdegradowanego kerogenu, pozbawionego w znacznej czêœci sk³adników syngenetycznych, co sprawia, ¿e w utworach utlenionych identyfikujemy kerogen humusowy typu III, a nie obecny zapewne w nich pierwotnie kerogen sapropelowy typu II.
Badania produktów przeobra¿eñ pierwotnej materii organicznej umo¿liwiaj¹ odtworzenie przebiegu procesów prowadz¹cych zarówno do powstania mineralizacji, jak i przeobra¿enia materii organicznej pod wp³ywem okrusz-cowania, a strefowo zaznaczaj¹ce siê przeobra¿enie mate-ria³u organicznego, œciœle koresponduj¹ce ze strefowoœci¹ mineralizacji, œwiadczy o wyraŸnym zwi¹zku przestrzen-nym i genetyczprzestrzen-nym pomiêdzy wystêpowaniem utworów utlenionych i organiki zdegradowanej. Wynika z nich, ¿e
powstanie permskiego systemu mineralizacyjnego jest wynikiem ascenzji utleniaj¹cych, ciep³ych, metalonoœnych roztworów chlorkowych (pochodz¹cych z utworów czer-wonego sp¹gowca) i przep³ywu tych roztworów przez przysp¹gowe utwory cechsztynu w trakcie ich beztlenowej diagenezy. Ekspansja roztworów mineralizuj¹cych wywo³ywa³a rozszerzanie zasiêgu obszarów utlenionych, ³ugowanie mineralizacji kruszcowej (w wiêkszym stopniu mobilnej mineralizacji miedziowo-srebrowej, ni¿ mniej mobilnej mineralizacji Au-Pt-Pd) oraz redystrybucjê meta-li szlachetnych i wielu metameta-li kolorowych. Refleksyjnoœæ witrynitu w systemie mineralizacyjnym otoczenia bloku przedsudeckiego wskazuje na maksymalne paleotempera-tury w granicach od 100 do 135oC. Towarzysz¹ce minerali-zacji kruszcowej ¿y³y kalcytowe powstawa³y z ciep³ych roztworów wapniowo-sodowych o temperaturze w zakre-sie 70–130o
C i znacznym zasoleniu (21,3–27,8% wag. równowa¿nika NaCl). Dane te poœrednio oznaczaj¹, ¿e temperatura roztworów mineralizuj¹cych nie przekracza³a wskazanych wartoœci.
Precyzyjne wyznaczenie zasiêgu wystêpowania zde-gradowanych sk³adników organicznych jest niezwykle istotne dla okreœlenia zasiêgu obszarów perspektywicz-nych wystêpowania mineralizacji Au-Pt-Pd w utworach utlenionych oraz rud Cu-Ag w redukcyjnym otoczeniu obszarów utlenionych.
Literatura
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.
NOWAK G.J., SPECZIK S. & OSZCZEPALSKI S. 2001 — Petrogra-phic composition of organic matter in the Kupferschiefer horizon of Poland. [W:] A. Piestrzyñski et al. (red.), Miner. Deposits: 67–70. Balkema, Rotterdam.
OSZCZEPALSKI S., NOWAK G. J., BECHTEL A. & ZÁK K. 2002 — Evidence of oxidation of the Kupferschiefer in the Lubin-Sieroszowice deposit: implications for Cu-Ag and Au-Pt-Pd mineralisation. Geol. Quart., 46: 1–23.
PÜTTMANN W., FERMONT W. J. J. & SPECZIK S. 1991 — The possible role of organic matter in transport and accumulation of metals exemplified at the Permian Kupferschiefer formation. Ore. Geol. Rev., 6: 563–579.
PÜTTMANN W., MERZ C. & SPECZIK S. 1989 — The secondary oxidation of organic material and its influence on Kupferschiefer mine-ralization of southwest Poland. Appl. Geochem., 4: 151–161
SAW£OWICZ Z. & SPECZIK S. 1996 — Substancja organiczna i jej rola w procesach z³o¿otwórczych. [W:] Monografia KGHM Polska MiedŸ SA. Lubin: 252–258.
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 Explora-tion and Sustainable Development, D.G. Eliopoulos et al. (red.). Millpress, Rotterdam: 853–856.
SPECZIK S. & PÜTTMANN W. 1987 — Origin of Kupferschiefer mineralization as suggested by coal petrology and organic geochemical studies. Acta Geol. Pol., 37: 167–187.
343
