Nowe dane termometryczne i mikrochemiczne o wschodniej os³onie
metamorficznej granitu karkonoskiego (Krzy¿owa £¹ka k. Mniszkowa)
Krystyna Wo³kowicz*
New thermometric and microchemical data on the eastern metamorphic cover of the Karkonosze granite (Krzy¿owa £¹ka near Mniszków, SW Poland). Prz. Geol., 49: 1157–1160.
S u m m a r y. This paper presents new data on mineralization found at Krzy¿owa £¹ka near Mniszków. Microstudies indicated the occurrence of cassiterite, greenockite and argentite in parageneses with sphalerite and arsenopiryte. The volumetric point analyses of these minerals pointed up to their participation in the observed parageneses. The results of thermometric analyses of fluid inclusions within quartz grains revealed (see the histogram) a multiphase evolution of mineralization processes within the temperature range of 125–400oC. The most distinctly marked is a population of the highest temperature (interval 275–400oC) including 70% of all measure-ments.
Key words: Sudetes, mineralization, cassiterite, greenockite, argentite, quartz, fluid inclusions
Wyst¹pienie mineralizacyjne (ryc. 1) zlokalizowane jest we wschodniej os³onie metamorficznej granitu karko-noskiego, pomiêdzy z³o¿ami polimetalicznymi w Mie-dziance na pó³nocy oraz Czarnowie i Kowarach na po³udniu. W niniejszej pracy przedstawiono nowe dane o tym wyst¹pieniu uzyskane za pomoc¹ analizy w mikroob-szarze i wyniki badañ
termome-trycznych inkluzji fluidalnych wystêpuj¹cych w kwarcu.
W opisywanym wyst¹pieniu kwarc ¿y³owy z mineralizacj¹ polimetaliczn¹ wype³nia strefy uskokowe za³o¿one w ³upkach ³yszczykowych i hornfelsach, g³ównie prostopad³e do kontaktu z granitem Karkonoszy.
Okruszcowanie ma formê kil-kucentymetrowych nagromadzeñ (maksymalnie 20 cm) — ¿y³ek, gniazd, naskorupieñ oraz
drob-nych wpryœniêæ w kwarcu.
G³ównym minera³em kruszco-wym jest galena. Ponadto
wystê-puj¹: arsenopiryt, bizmutyn,
piryt, pirotyn, chalkopiryt, sfale-ryt, tenantyt, markasyt, chalko-zyn, kowelin, smitsonit, cerusyt,
ochry bizmutu, limonit
(Wo³kowicz & Wo³kowicz,
1985), baryt i fluoryt
(Wo³kowicz, 2000). Badaniami w
mikroobszarze stwierdzono
dodatkowo obecnoϾ kasyterytu, greenockitu i argentytu.
Zastosowane metody badawcze
Badania w mikroobszarze
wykonano wspólnie z E. Star-nawsk¹ i L. Giro na skaningowych
mikroskopach elektronowych:
JSM — 35 JEOL wspó³pracuj¹cym z mikrosond¹ energe-tyczn¹ typu Link — ISIS oraz LEO typu 1430 sprzê¿onym
z detektorem EDS firmy Oxford Instruments Ltd. P³ytki polerowane napylono wêglem.
Badania inkluzji fluidalnych wykonano w preparatach obustronnie polerowanych z u¿yciem stolika grzewczego Leiz 350 i aparatury wymra¿aj¹co-grzewczej Fluid Inc. Sys-tem.
1157
Przegl¹d Geologiczny, vol. 49, nr 12, 2001
*Pañstwowy Instytut Geologiczny, ul. Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa; kwol@pgi.waw.pl 0 1 km hornfelsy hornfelses marmury dolomityczne dolomitic marbles ³upki metamorficzne metamorphic schists amfibolity amfibolites erlany erlans fyllonity phyllonites granity granites kwarcolity quartzolites uskoki faults granice litologiczne
wed³ug Wo³kowicz & Wo³kowicz (1985)
lithological boundaries
after Wo³kowicz & Wo³kowicz (1985)
granice litologiczne
wed³ug Berga (1940) i Sza³amachy(1969)
lithological boundaries
after Berg (1940) & Sza³amacha (1969)
wyst¹pienie mineralizacyjne na Krzy¿owej £¹ce
trace of mineralization on Krzy¿owa £¹ka
ha³dy waste heaps wyrobiska mining works sztolnia gallery WARSZAWA 2 0° 50°
Ryc. 1. Mapa geologiczna okolic Mniszkowa i Rêdzin wed³ug Berga (1940), Sza³amachy (1969), Wo³kowicz i Wo³kowicza (1985)
Fig. 1. Geological map of the vicinities of Mniszków and Rêdzi-ny (after. Berg, 1940; Sza³amacha, 1969;.Wo³kowicz &. Wo³kowicz, 1985)
Pomiary temperatur homogenizacji wrostków fluidal-nych wykonywano przy za³o¿eniu, ¿e ich sk³ad w przesz³oœci geologicznej nie uleg³ ¿adnym zmianom.
Badane inkluzje fluidalne tkwi¹ w kwarcu hydroter-malnym, który powsta³ przy niskich ciœnieniach,
tempera-tura homogenizacji jest wiêc przyjmowana jako
rzeczywista (najni¿sza) temperatura krystalizacji
(Paw³owska, 1971).
Badania w mikroobszarze
W asocjacji z galen¹, arsenopirytem i sfalerytem obser-wowano nieregularne skupienia argentytu (ryc. 2). Wydaje siê, ¿e minera³ ten wystêpuje w paragenezie z galen¹, lub jest od niej nieco starszy.
Greenokit, znany w mineralogii jako minera³ tworz¹cy naloty na sfalerycie, tu równie¿ wystêpuje w podobnej for-mie (ryc. 3). W paragenezie z galen¹ tworzy nagromadze-nia na sfalerycie lub zabliŸnagromadze-nia obecne w nim spêkanagromadze-nia.
Kasyteryt wystêpuje w formie niedu¿ych, hipidiomor-ficznych lub ksenomorhipidiomor-ficznych osobników w kwarcu,
arsenopirycie i greenockicie (ryc. 2, 3). Prawdo-podobnie s¹ to pozosta³oœci wiêkszych, czêœcio-wo zast¹pionych kryszta³ów tego minera³u.
Wyniki punktowych analiz iloœciowych argentytu, greenockitu, kasyterytu, sfalerytu i arsenopirytu przedstawiono na ryc. 4a–e. Czy-stoœæ badanych minera³ów, zw³aszcza galeny (tu nie zamieszczonej) i arsenopirytu (4e) jest zaskakuj¹ca. Jedynie sfaleryt (4d) zawiera domieszkê Fe (ponad 8%) i Cd (ponad 1%), zaœ w kasyterycie (4c) stwierdzono niewielk¹ iloœæ Ta (ponad 1%). Stwierdzane domieszki Zn, a niekiedy równie¿ Pb, w argentycie (4a) wyni-kaj¹ z ma³ych rozmiarów badanego minera³u i pobierania sygna³ów od ni¿ej le¿¹cego sfalerytu czy galeny. Podobnie mo¿na t³umaczyæ obec-noœæ Pb w greenockicie (4 b), gdy¿ minera³ ten wspó³wystêpuje z galen¹.
Okruszcowanie Krzy¿owej £¹ki nie odbiega sk³adem od okolicznej mineralizacji polimeta-licznej znanej zw³aszcza z Miedzianki (Zim-noch, 1978) i Starej Góry (Zim(Zim-noch, 1965, Sylwestrzak & Wo³kowicz, 1985). Obecnoœæ argentytu notowano tak¿e w Kowarach (Hoeh-ne, 1936; vide Mochnacka, 1971).
Badania inkluzji fluidalnych
Preparaty do badañ inkluzji fluidalnych wykonano z dosyæ czystych, porowatych próbek o barwie jasnoszarej z cytrynowym odcieniem. W mikroskopie obserwowano mozaikê ksenomorficznego i hipidiomorficznego kwarcu o œrednicy do 0,2–0,3 mm, lokalnie silnie rozdrobnionego. Badane preparaty na ogó³ s¹ przejrzyste, miejscami jednak nagromadzenia inkluzji sta³ych (g³ównie galeny i sfalery-tu) oraz fluidalnych zaburzaj¹ czystoœæ obrazu mikrosko-powego.
Sposób u³o¿enia wrostków w kwarcu jest ró¿ny — czê-sto tkwi¹ w kwarcu w formie nieuporz¹dkowanej lub ich u³o¿enie jest zgodne z dwoma przecinaj¹cymi siê kierun-kami, niekiedy znacz¹ struktury przyrostowe kryszta³u, sporadycznie wystêpuj¹ zgodnie z osi¹ krystalograficzn¹ z. Wielkoœæ inkluzji jest zró¿nicowana, przewa¿aj¹ formy drobne; najwiêksze maksymalnie osi¹gaj¹ 0,015 mm d³ugoœci.
1158
Przegl¹d Geologiczny, vol. 49, nr 12, 2001
Ag
Ga
As
Sf
Ka
2 mµRyc. 2. Asocjacja galeny (Ga), argentytu Ag), sfalerytu (Sf), arsenopirytu (As) oraz kasyterytu (Ka). Fot. z mikroskopu skaningowego
Fig. 2. Galena, argentite, sphalerite, arsenopyrite and cassiterite paragenesis. Scanning electron photomicrographs
As
Sf
Ka
10 mµ
Ryc. 3. Otoczki greenockitowe (Gr) z galen¹ (Ga) na sfalerycie (Sf). W greenockicie, w górnej czêœci zdjêcia widoczny kasyteryt (Ka). jaœniejsze pole z lewej strony zdjêcia to arse-nopiryt (As). Fot. z mikroskopu skaningowe-go LEO 1430
Fig. 3. Greenockite (Gr) rims with galena (Ga) on sphalerite (Sf). In upper part, cassite-rite occurs within greenockite cassitecassite-rite (Ka). Arsenopyrite occurs as light areas on the left. Scanning electron photomicrographs
Pomierzone temperatury homogenizacji inkluzji fluidalnych zestawiono na histogramie (ryc. 5). Ich rozk³ad ma charakter polimodalny. NajwyraŸniej zaznacza siê populacja w przedziale temperatur od
oko³o 275 do 400oC, obejmuj¹ca ok. 70% wykonanych
pomiarów. Obecne s¹ równie¿ dwie, zdecydowanie mniej liczne populacje, czêœciowo na siebie zachodz¹ce, obejmuj¹ce przedzia³ temperatur od 125 do 275oC.
Wiêkszoœæ inkluzji wysokotemperaturowych (ryc. 6) charakteryzuje siê owalnymi lub regularnymi kszta³tami. Wystêpuj¹ równie¿ formy wielok¹tne i nie-regularne. Wrostki te tworz¹ niewielkie grupy po kilka — kilkanaœcie osobników lub wystêpuj¹ pojedynczo i wówczas s¹ niekiedy wyd³u¿one zgodnie z osi¹ krysta-lograficzn¹ z. Reprezentuj¹ wiêc w du¿ej mierze inklu-zje pierwotne (Roedder, 1984). S¹ to wrostki wodne zawieraj¹ce ma³¹ iloœæ fazy gazowej. W niektórych inkluzjach notowano niewielkich rozmiarów fazê sta³¹ w postaci problematycznego halitu.
Wœród inkluzji ni¿ejtemperaturowych wyró¿niono dwie zasadnicze grupy nie ró¿nicuj¹ce siê na histogra-mie. Pierwszy zespó³ sk³ada siê z inkluzji wystê-puj¹cych pojedynczo lub w niewielkich grupach. Wiêkszoœæ tych wrostków ma formy owalne, okr¹g³e lub regularne. W temperaturze pokojowej zawieraj¹ one, oprócz przewa¿aj¹cej fazy ciek³ej, fazê gazow¹ oraz sporadycznie niewielk¹, niezidentyfikowan¹ fazê sta³¹ (³yszczyk?). Niektóre z tych inkluzji s¹ u³o¿one zgodne z kierunkami krystalograficznymi. Druga wyró¿niona podgrupa to romboedryczne inkluzje wystêpuj¹ce w niewielkich skupieniach u³o¿onych liniowo. S¹ to osobniki dwufazowe, wodne, zawie-raj¹ce niewielk¹ iloœæ fazy gazowej. Te wrostki s¹ zwi¹zane ze spêkaniami, mog¹ mieæ wiêc wtórne lub pseu-dowtórne pochodzenie.
Miejscami, w jednym krysztale, obserwowano wspó³wystêpowanie inkluzji wy¿ej- i ni¿ejtemperaturo-wych (ryc. 7).
1159
Przegl¹d Geologiczny, vol. 49, nr 12, 2001
76,54 Fe Nb Sn Ta W O 0,91 0,20 1,15 0,05 21,23 0% 20% 40% 60% 80% c) kasyteryt suma = 99,94 70% 50% 30% 10% 75,55 S Fe Zn Cd Pb 21,84 0,03 0,90 1,77 suma = 99,91 b) greenockit 0% 20% 40% 60% 80% 70% 50% 30% 10% 78,75 Ag 0,60 0,23 15,26 0,72 3,72 0,35 S Fe Cu Zn Se Pb suma = 99,63 a) argentyt 0% 20% 40% 60% 80% 70% 50% 30% 10% 58,70 31,08 0,19 8,49 1,28 S Mn Fe Zn Cd suma = 99,74 d) sfaleryt 0% 20% 40% 60% 50% 30% 10% 18,02 36,00 0,10 0,47 0,22 44,66 0,34 S Fe Co Cu Zn As Ag suma = 99,81 e) arsenopiryt 0% 20% 40% 50% 30% 10% Ryc. 4. Wyniki iloœciowych analiz chemicz-nych (EDS) argentytu (a), greenockitu (b), kasyterytu (c), sfalerytu (d) i arsenopirytu (e) Fig. 4. Results of quantitative chemical analy-ses (EDS) of argentite (a), greenockite (b), cassiterite (c), sphalerite (d), arsenopyrite (e) 33 30 27 24 21 18 15 12 9 6 3 0 liczba obser wacji (n=93) number of obser vations (n=93) ≤125 (125;150〉 (150;175〉(175;200〉 (200;225〉 (225;250〉(250;275〉 (275;300〉(300;325〉 (325;350〉 (350;375〉(375;400〉 <400 temperatury homogenizacji inkluzji ( C)°
homogenization temperatures of fluid inclusions ( C)°
Ryc. 5. Histogram rozk³adu temperatur homogenizacji inkluzji fluidalnych w kwarcu z Krzy¿owej £¹ki k. Mniszkowa Fig. 5. Histogram of distribution pattern of homogenization temperatures of fluid inclusions in quartz crystals from Krzy¿owa £¹ka near Mniszków
Inkluzje najni¿ejtemperaturowe, dwufazowe, miejsca-mi o niehomogenicznym sk³adzie oraz jednofazowe
cha-rakteryzuj¹ siê ró¿nymi, czêsto nieregularnymi,
kszta³tami. Wrostki te prawdopodobnie powsta³y w wyni-ku procesów wtórnych, np. podzia³u inkluzji macierzystej na potomne lub przeciwnie — ³¹czenia kilku inkluzji w jedn¹.
Uzyskane wyniki analiz termometrycznych uzu-pe³niaj¹ dane o temperaturach krystalizacji mineralizacji polimetaliczej w Sudetach uzyskane z prowadzonych wczeœniej badañ inkluzji fluidalnych (m. in. Paw³owska, 1973; Karwowski i in., 1973; Olszyñski & Speczik, 1993) oraz z termometrów kruszcowych (Zimnoch, 1978; Wo³kowicz & Wo³kowicz, 1985 i in.).
Wnioski
1.Mineralizacja Krzy¿owej £¹ki nie odbiega sk³adem od znanych stref okruszcowanych w rejonie wschodniej os³ony metamorficznej granitu Karkonoszy. Zaznaczy³ siê tu etap wysokotemperaturowy, w którym powstawa³ kasy-teryt, arsenopiryt i bizmutynit oraz etap ni¿ejtemperaturo-wy z galen¹ i argentytem.
2.Na histogramie rozk³adu temperatur homogenizacji inkluzji fluidalnych z kwarcu z Krzy¿owej £¹ki widoczna jest wieloetapowoœæ procesów mineralizacji w zakresie tem-peratur 125–400oC. NajwyraŸniej zaznacza siê populacja
najwy¿ejtemperaturowa obejmuj¹ca przedzia³ 275– 400oC.
Literatura
KARWOWSKI £., OLSZYÑSKI W. & KOZ£OWSKI A. 1973 — Mineralizacja wolframitowa z okolic Szklarskiej Porêby Huty. Prz. Geol., 21: 633–637
MOCHNACKA K. 1971 — Okruszcowanie w Kowarach (Dolny Œl¹sk). Prz. Geol., 19: 513–515
OLSZYÑSKI W. & SPECZIK S. 1993 — Ore mineralization of Luty-nia (SW Poland). Kwart. Geol., 37: 485–500
PAW£OWSKA J. 1971 — Homogenizacja i dekrepitacja w badaniach temperatury powstawania minera³ów i ska³. Kwart. Geol., 15: 837– 854.
PAW£OWSKA J. 1973 — Fizyczno–chemiczne warunki powstawania dolnoœl¹skich z³ó¿ barytów. Biul. Inst. Geol., 267: 5–114.
ROEDDER E. 1984 — Reviews in Mineralogy, Fluid Inclusions. Min. Soc. Am.,12.
SYLWESTRZAK H. & WO£KOWICZ K. 1985 — Nowy zespó³ mine-ra³ów Sn–W–Mo ze Starej Góry i jego znaczenie genetyczne. Prz. Geol., 33: 73–75.
WO£KOWICZ K. 2000 — O katodoluminescencji sudeckich kwarców ¿y³owych. Prz. Geol., 48: 625–633.
WO£KOWICZ K. & WO£KOWICZ S. 1985 — Mineralizacja krusz-cowa wschodniej strefy kontaktowej granitu karkonoskiego na obsza-rze Mniszkowa–Rêdzin. Kwart. Geol., 29: 237–254.
ZIMNOCH E. 1978 — Mineralizacja kruszcowa z³o¿a Miedzianka w Sudetach. Biul. Inst. Geol., 308.
ZIMNOCH E. 1965 — Okruszcowanie z³o¿a Starej Góry w œwietle nowych danych. Biul. Geol. Wydz. Geol. UW., 5.
1160
Przegl¹d Geologiczny, vol. 49, nr 12, 2001
0,04 mm
Ryc. 6. Wysokotemperaturowe dwufazowe inkluzje wodne homogenizuj¹ce w fazê ciek³¹ w temperaturach 312, 338, 362 i 350oC. Zdjêcie z mikroskopu
polaryza-cyjnego. Bez analizatora
Fig. 6. High temperature biphase liquid inclusions homogenizing into a liquid phase at temperatures of 312, 338, 362 and 350oC. Photomicrographs. Plane
polarized light
0,04 mm
Ryc. 7. Wspó³wystêpuj¹ce inkluzje wy¿ej i ni¿ej tempe-raturowe. Wrostek najwiêkszy, w lewej czêœci zdjêcia, homogenizuje w fazê ciek³a w temperaturze 239oC. W
mniejszych, po³o¿onych centralnie i w prawej czêœci zdjêcia, ujednolicenie faz nastêpuje w temperaturach 360 i 350oC. Inkluzja po³o¿ona w g³êbi (niewidoczna) homogenizuje w temperaturze 273oC. Zdjêcie z mikro-skopu polaryzacyjnego. Bez analizatora
Fig. 7. Higher and lower temperature coexisted inclu-sions. The largest inclusion on the left homogenizes into a liquid phase at a temperature of 239oC. The smaller inclusions in the center and on the right are homogeni-zed at a temperature of 360oC and 350oC. The invisible inclusion in the background homogenizes at a tempera-ture of 273oC. Photomicrographs. Plane polarized light
