Żyły kwarcowe Gór Izerskich i ich pogórza

T o m ( V o lu m e ) X X X V I I — 1967 Z e s z y t ( F a s c i c u l e ) 3 K r a k ó w 1967

S T A N IS Ł A W LEW OW ICKI

ŻYŁY KWARCOWE GÓR IZERSKICH I ICH POGÓRZA

CTabl. X X I —X X I V i 7 fig.)

Quartz veins of the Izera Mts and Foreland

(Western Sudetes)

(PI. X X I — X X I V a nd 7 Figs.)

T r e ś ć . P raca p rzed staw ia ch a r a k ter y sty k ę geologiczn ą i p etro graficzn ą trzech ży ł k w a r c o w y c h w y stę p u ją c y c h w e w sch od n iej części bloku K ark onoszy. P odan o w y n ik i analizy chem iczn ej i m ikrotek&turalnej. O m ów iono przeb ieg zm ian m eta so - m a ty c z n y c h w obrębie i są sie d z tw ie żył k w a rc o w y ch . R ezu lta ty badań p etro lo gicz- n y c h d ały p o d sta w ę do w y p ro w a d z e n ia w n io s k ó w g en etyczn ych .

W STĘP

W pracy niniejszej przedstawiono budowę geologiczną i charaktery­

stykę petrograficzną trzech żył kwarcowych. Opracowaniem objęto żyłę w Rozdrożu Izerskim (Góry Izerskie) oraz dw ie żyły znane z W yżyny Kamienickiej (Pogórze Izerskie). Pierwsza z nich jest eksploatowana dla potrzeb przem ysłu optycznego, ceramicznego, hutniczego i przemysłu ma­

teriałów budowlanych. D w ie dalsze w ystępują w miejscowości Nowa Kamienica i Pasiecznik.

Budowę geologiczną om awianych żył przedstawiono w formie profilów odsłonięć i wyrobisk, na których zaznaczono lokalizację pobranych prób do;badań petrograficznych i analizy chemicznej. Charakterystykę petro­

graficzną oparto na obserwacjach litologicznych megaskopowych i badań mikroskopowych oraz na wynikach statystycznej analizy mikrotekstu- ralnej wykonanej przy użyciu stolika uniwersalnego. Orientację optycz­

nych osi kwarcu przedstawiono w postaci diagramów konturowych, na których zaznaczono stwierdzone płaszczyzny poślizgu, związane genetycz­

nie z makrotektoniką mas skalnych. Główne kierunki spękań w obrębie poszczególnych żył przedstawiono w postaci stereograficznych wykresów.

Diagram y konturowe osi optycznych kwarcu zorientowano geograficznie.

Pragnę w tym m iejscu złożyć podziękowanie profesorowi drowi K. M a ś 1 a n k i e w i c z o w i za cenne wskazówki i opiekę w czasie wykonywania pracy oraz profesorom drowi A. G a w ł o w i i drowi M. B u d k i e w i c z o w i za wyrażenie uwag krytycznych, które zostały uwzględnione w ostatecznym brzmieniu tekstu.

ŻY ŁA K W ARC O W A W ROZDROŻU IZERSK IM

Żyła ta jest najbardziej poznana pod względem geologicznym dzięki istniejącej tu eksploatacji kwarcu oraz na skutek wykonania wyrobisk górniczych dla celów dokumentacji geologicznej. Stosunki litologiczne

5 R o c z n i k P T G

w obrębie żyły przedstawiono szczegółowo w e w cześniejszym opracowa­

niu (S. L e w o w i c k i , 1965).

Żyła w ystępuje na kontakcie łupków łyszezykowych i gnejsów izer­

skich, stanowiących metamorficzną osłonę granitów Karkonoszy (fig. 1).

FLg. 1. M apa g eologiczn a o k o lic S zk larsk iej P o r ę b y — Ś w ie r a d o w a (na p o d sta w ie m apy 1 :100 000 w y k o n a n ej pod red a k cją H. T e i s s e y r e ’a): 1 — u tw o r y cz w a r ­ to rz ę d o w e (piaski, g lin y i ż w ir y oraz u tw o r y h o lo c eń sk ie w d olin ach rzecznych);

2 — b a za lty i tu fy (trzeciorzęd); 3 — ż y ły p orfirow e; 4 — a p lity i p e g m a ty ty ; 5 — ż y ły k w a rco w e; 6 — gran it K arkonoszy; 7 — g r a n ito g n e jsy (gn ejsy ) izersk ie; 8 — leu k o g ra n ity . izerskie; 9 — g n e jsy m igm a tyczn e; 10 — łu p k i ły sz c z y k o w e ; 11 — łu p k i k o n ta k to w o zm ien ion e, h orn felsy ; 12 — am fib olity ; 13 — u sk o k i stw ie r d z o n e i praw dopodobne; 14 — gr a n ice p a ń stw o w e ; 15 — odcinek ż y ły k w a rc o w ej ob jęty

ek sp lo ata cją

Fig. 1. G eological m ap of th e neig h b ou rh o u d of S zk la rsk a P o r ę b a (after H. T e i s - s e y r e ) ; 1 — Q uarternary sed im en ts — sands, lo a m s, g r a v e ls, and H o lo cen e sed im en ts in riv er v a lle y s; 2 — b asalts and tu ffs (Tertiary); 3 — p orp h y ry v ein s;

4 — a p lites and p egm atites; 5 — Q uartz vein s; 6 — K a rk on o sze Mts., granite; 7 — Izera M ts. g n e issic g ra n ite and gneiss; 8 — Izera Mts. leu co gra n ite; 9 — m ig m a tic gneiss; 10 — m ica sch ists; 11 — c o n ta ct-m e ta m o r p h o se d sch ists; h o rn felses; 12 — am p h ib olites; 13 — p roven and p rob ab le fau lts; 14 — sta te boundary; 15 — w o rk ed

se ctio n of th e quartz v e in

Zarówno jedne, jak i drugie skały oboczne są metasom atycznie wzboga­

cone w krzemionkę, co doskonale ilustrują w yniki analizy chemicznej poszczególnych prób. Żyła kwarcowa należy do typu żył złożonych, gdzie obok głównej szczeliny (szerokości około 20 m) kwarc w ypełnia szereg drobniejszych szczelin równoległych, których bieg jest zgodny z łupkowa- tością skał otaczających (fig. 2, 3, 4, 5). W profilu odsłoniętych na szero­

kości około 70 m skał wyróżniono 3 głów ne kierunki spękań (fig. 2DI).

G łówny ich system stanowią spękania podłużne oznaczone sym bolem Q.

D wa dalsze (Lx, L2) przecinają żyłę poprzecznie (Tabl. XXI, fig. 1). Spę­

kania wiążą się z tektoniką granitu Karkonoszy.

Łupki kwarcowo-łyszczykow e w ystępujące w e wschodniej części od­

słonięcia zbudowane są z naprzem ianległych w arstew ek o różnym składzie m ineralnym i w ielkości ziarn. Jedne z nich zbudowane są z drobnych ziarn kwarcu o pokroju hipautomorficznym, jasnych łyszczyków oraz skaleni (często w reliktach), drugie zaś buduje kwarc o wydłużonych kształtach i zazębionych brzegach (Tabl. XXII, fig. 1).

Kwarc żylny zbudowany jest z ksenom orficznych ziarn silnie zazębio­

nych ze sobą. Wykazują one obecność niekiedy licznych wrostków blaszek serycytu (Tabl. XXII, fig. 2). Te z reguły duże osobniki kwarcu (średnio około 1 mm, m aksym alnie 4 mm) są niekiedy zaangażowane tektonicznie, czego oznaką są spękania oraz odkształcenia dynamiczne sieci krysta­

licznej (Tabl. XXII, fig. 3).

G nejsy zbudowane są z naprzem ianległych w arstew ek kwarcowych i skaleniowych, wśród których dominują polisyntetycznie zbliźniaczone plagioklazy i m ikropertyty mikroklinowe, często przeobrażone w blaszki m uskowitu czy serycytu (Tabl. XXIII, fig. 1). Dla utw orów tych cha­

rakterystyczne jest także nieznaczne okruszcowanie. Najczęściej spotyka­

ne są związki żelaza w postaci tlenków i siarczków. Nadają one niekiedy skale kwarcowej różowe zabarwienie. Barw y różowofioletowe pochodzą według A. M o r a w i e c k i e g o (1954) od związków miedzi.

S k ł a d c h e m i c z n y

Na załączonych profilach (fig. 2, 3, 4, 5) przedstawiono lokalizację pobranych prób do badań chemicznych i mikroskopowych. W tabe­

lach (1-4) przedstawiono w yniki analizy chemicznej pobranych prób.

Spektrograficzna analiza jakościowa wykazała, że kwarc żyln y zawiera skrom ny i raczej stały skład pierwiastków śladowych. W ystępują tu mia­

nowicie: Mn, Cu, Pb, Cr, Zn. Skały otaczające zawierają znacznie mniej krzemionki i większą ilość tlenków glinu, żelaza, wapnia, m agnezu i al­

kaliów oraz znacznie większą ilość pierwiastków śladowych, w których skład obok już wspom nianych wchodzą dalsze, takie jak: V, Zr, Ba, Sn, As, Sr, Ag.

Skład chem iczny poszczególnych serii skalnych określono na podsta­

w ie 32 analiz, w ykonanych przez laboratorium Instytutu Materiałów Ogniotrwałych w Gliwicach. Jak w ynika z tych badań, kwarc żyln y w y ­ kazuje wysoką zawartość S i 0 2 (98,25— 99,70%), przy zawartości A120 3 w granicach 0,10— 1,28%. Największą czystość kwarcu w ykazuje central­

na część żyły w jej przypowierzchniowej partii.

Wraz z głębokością oraz w kierunku północnym (sztolnia II) kwarc w ykazuje niższą zawartość krzemionki. W tym też kierunku zwęża się żyła kwarcowa, a zawartość tlenków glinu i żelaza znacznie wzrasta

5*

A o-St

>=

<D Sas

X

►>

caC

• »H

vCOO I 3 :

I ia 2

1 , 3 a I w

J-. ^

rt ?o a)

x£ >>

' -0 & 0 . 5 ai b £ Q Q fl 3 . 4)

^ & s

i p _rrl *>

CM3 o£

u « I

£ .S3 ns cd pq

<u .3

1 = a

CO

a

£0 c

. ri t in Jj_{■O M}

>>

0 a 1

<

•»—iJ <

cn Jh (1) N HH

(1)

• NO T3t-i

S3o

« u

PQ

<

■N . -

| S

_5 o a o

3 d «h

O* tiO . ~ O

<D

L i I S'*

s 3 O nfO-M

•-h Ar- ej

**-* I (D

£, S m

60X1 «3 e ^ rt _c~ . g«M.y ^{. .} |

O © fl S>>C* *« +* r \

° i M °

-O O N g

a cc -2 ,„•

*” «3.2 £ 3 (1 ^ 0 -5 I . M H

-H g rto

• • a> c g o

‘O H _s-, id u

f t w O

c m

► C ■ r—i |

o d) Cd , P3

•Q I .s-i

^ T .fl rt* w

o «h i I

•;2 Q £ <N I

€) d) CD

‘3 *rH N

C'H^ 2 *

s s a1 p_{H w}

■§ § SCD <U

> a> £

■ a ^

> 1

a

y <

ca

f .2 I

w ^ .a & «5

w <0 § g^3

ca ^

* cd i *-*

i -M3 m 3 O

I »N C $-i

I R S » n

CJ <D

d C ^ .a wig1

•3 |

x i i .5 w 1

N

£ of

*1-^bo

pt(

o ,S*g

O ° _

xIK fi ^

"O ^ o _ a ^ ^ . 1

>»< s a

w

aj aj

G J3

o _

° N '^ -=■ -, _

' No^af cce- ^o11

northernquarry

F ig. 2 D . R ozdroże Izerskie. I — ste r e o g r a ficz n y wyikres sp ęk a ń w ż y le k w a rco w ej;

Q — sp ęk a n ia podłużne; L x i L 2 — sp ęk an ia poprzeczne; b — ro zcią g ło ść żyły; pr. 1, 4, 6, 9 — diagram y k o n tu r o w e dla 100 osi op tyczn ych k w a rc u w próbach nr 1, 4, 6, 9 (patrz fig. 2 A), rzut na dolną p ółk u lę; Q Lj, L>2 — sp ęk an ia; S, Sj, S 2, S 3 — p ła szc z y z ­

n y ślizgu; a, b, c — o s ie tek stu r a ln e

F ig. 2 D. R ozdroże Izerskie. I — stereog rap h ic diagram of fractu res in t h e q u artz vein ; Q — lo n g itu d in a l fractures; and L 2 — tr a n sv e r se fractures; b — str ik e of th e vein; pr. 1, 4, 6, 9 — contour diagram s for 100 optical a x e s of quartz in th e sa m p le s N o. No. 1, 4, 6, 9 (se e F ig. 2 A), p r o jec tio n on th e lo w e r h em isp h ere;

Q, L a, L 2 — fractu res; S, Sj, S2, S 3 — s lip p la n es; a, b, c — str u c tu r a l a x e s

Rozdroże Izerskie

ЪÓоХ) а

, ■> '

\ 1

'

N гм

V * ч

,N<. ,

Ч 1 ‘ - ^

V III

Гч»Ч-_

*_1 '

\ / 4 N ' 4

'

I ^

! > g Ac

11 4 31 ⁱ

с о -•

5? ш 3 'i

^ tfl

С -j-J -i

•Г* & Ю 4-J-.-I I

^ О *sj Ч> "

ИЛ и Й м -5 з | й З я в-§та Е 4) «УЗ

° * 1 < |_о с 1

£ § ю

■«и « 1 ч И б V, '■£■ I й<г-£^ ( О й М . й i3 5

fa!

(fig. 5). Niższą zawartość krzemionki w ykazuje też kwarc oddalony w kierunku poziomym od centrum ży ły (próby nr 2, 9, 15).

Łupki kwarcowo-łyszczykowe wykazują zawartość S i 0 2 w granicach 92,07— 98,17%, przy zawartości A120 3 od 1,12— 4,10%.

Gnejsy mało wzbogacone m etasom atycznie w krzemionkę (próby nr 8, 29, 32) wykazują jej zawartość w granicach 71,57— 80,51% i A120 3 od 9,77— 13,78%. Zawartość alkaliów waha się w przedziałach od 1,99— 8,06%.

Gnejsy zsylifikowane (pr. 10, 14) wykazują zawartość SiOa w grani­

cach 85,63— 94,89%, a tlenków glinu od 2,88— 7,36%.

u * * '

1 -2 y»

Z -

4%

4-8%

> 8%

Fig. 3 C. R ozdroże Izerskie. D iagra m y k o n tu row e dla 100 osi op tyczn ych k w a rc u w próbkach 12, 13, 14, 15; Q Li, L z — sp ęk a n ie; S, Si, S 2, S 3 — p łaszczy zn y ślizgu;

a, b, c — osie tek stu r a ln e

Fig. 3 C. R ozdroże Izerskie. Contour diagram s for 100 optical a x e s o f quartz in sam p les No. No. 12, 13, 14, 15; Q, Li, L 2 — fractures; S, Si, S 2, S 3 — s lip planes;

a, b, c — stru ctu ral a x es

о

Ч -Ь

NОТ

cd й 'си

£о

Ои 03

* М

оо иcd

£ Л !

а 5

>5

•N г

>>

й N аш N

S-*

aО

ft

ЧЧо сх

^ хз

й с5

£ ^ й л (н

cd от

7 ? ^ Ь! ^

'S ^

2 g

I <D

СО <и

.. ей

>> S С £С О

^ *0 _си

XОТ

Sh CUN

tó

И

<

•I—f Itub Рч

а>

* .о

■§■3

$чО)

н

.м

<и

N

з

—-.м( си

-4->

С О I И ю Ja

•w й g o b N

£ W Ó I О cd г -

* $

• H

§&

& _CU с

8 2 Ńnи О

•—i _£3 +-=

^.22

■rH Я (H

■ s s l I II I CJ

. s a

> M Ń

^ ■P +j

^ ^ M cd cd

Й&&

&.S I

^

“M I . «

tw **

О _{ł_ , О} &

CU . *-!

н и ^.

чЗ ® ►б C_{£ й се}J ^ *>

>о .й

и “ " д

^ с"*-3

и И М

1 2 ^о °

•5 +-> м

О - и

' тз.2

' S ’S

<J га и

• ^ тз CU .. й

■ Н О Й

^ ^ СС w ^Е а>

0^3 й

n t: з

н-i 7? -*-»

о о

й> 1 з

o i |

'SЙ м ca

« . S i. Ч -s Ч -J

W ^{«W (U v}

< ° - ~

. Й Л

ьо Р .-£

■н ^ ^ Ь О , ?

43 ^ си ”

•^Н ^

«И 3

«1—4 ^{J j}

•У О г=! 3

от

ю

от

(D Л

a

от *н й °

и fi

^ . 2 и £

и Cd Ч-j й й

" Ё .2 са з о

& i ^м

■а I £ й „ a се и g

£ ? ч - > о т

cd itn

о 'В фЙ д

й

I ^

^ м

Т З . Л ч ^

V w fi

^ О) (D

« ■ E S е си w С г Н а> cd ^

^ от

• w> «W cd о о

сл ^

^ Cd у 8 ' оо

N

Ч- i I

иcd «5 3 _

СГ1 от

от I *5)

^ иьй

Rozdroże Izerskie

C

i - l %

i - w i .

k-9%

F ig. 4 C. R ozdroże Izerskie. D iagram y k o n tu r o w e dla 100 osi o p ty czn y ch kw arcu w próbach 17, 19, 25 (patrz fig. 4 A), sy m b o le jak na fig. 3 C

Fig. 4 C. R ozdroże Izerskie. Contour diagram s for 100 o p tica l a x e s o f q u artz in the sa m p les No. No. 17, 19, and 25 (see F ig. 4 A), sy m b ols as in Fig. 3 C

C H A R A K T E R Y ST Y K A ZA O B SE R W O W A N Y C H Z M IA N M ET A SO M A TY C Z N Y C H O R A Z ICH IN T E R P R E T A C JA

Przebudowa mineralna pierwotnych skał polegająca głów nie na roz­

kładzie skaleni i wzmożonej sylifikacji dokonała się pod w pływ em go­

rących roztworów wodnych w warunkach średnich temperatur i ciśnie­

nia, bez w yraźnego udziału m ineralizatorów w postaci związków fluoru, chloru czy boru, charakterystycznych dla etapu pneum atolitycznego.

Procesy m etasom atyczne zachodziły zatem w warunkach hydroter- malnych, o czym świadczyć m oże obecność najczęściej tu spotykanych pierwiastków, takich jak: Cu, Zn, Pb, Ag, As. Według schem atu klasy­

fikacji utworów pom agm owych F e r s m a n a , wskazują ’one na zakres tem peratur poniżej 400°C, charakterystyczny głów nie dla V i VI typu pneum atolitów geofazy H. I. (K. S m u l i k o w s k i , 1952).

LU

to

- B

“

6 1

w

■/>

1 7

/ N

-p ca ^3 tu cs] £•£-•-? cc

— ca ,5

^ o

HTS N u £ *

„ s I ę ■

3 g

° -

" Br. cd

esi ■—i

I d 3 i> £ ^

<Sg

a g T3

£ ca XiO>5

-a -Q

rM

3 2

q n

1 - 1 “

*0 ■'“> ^

C/D © (L)

•Sa W) ca ^

CUI u 'H I ca oKI

C OQ^ QJ

o . „ ca ^ o . „ wca

h>«*H

« g °

^ c J-i ^ 03 8S-- ,5 ^£ cd

»:

.<V:o».

HH ó C Sh

i-c q;

!

«4H CO

i O

OTOT

■h cd^ O

• M >>

y o

■3 w O) Sh

S

VJ

>>

cd '5?.-3

oó 5-ł cd

<D o

J-ł oJh

N cd T3 -Hcd c § 8 '5* *0 15 N

> CU - e

tr Sh

n 3 2 d o'

Jh C J

ca 3 o"&

'J? P !),_, P G

o ^ o

>2 j£ cu Tj - • a ° u

<D

OTOT '53bfld N 2

“ s ■ ^ - o (-1 .c -- 8 S 10 ft£:g

G “ N ca

g fe ''

£ o

*hO Ś-i o o O n £

fc

I M N ua -+J O ot

o ca3 1f-H I

C J

cd £

•XMSh I <Ui M ^- CU

ci cd

.H i - -

-Eh I N 8<H

N -5 . „ 3

h fS ^ n1 w -uSh >-l ,

<DCM £cd

N Cmot M

^ .„’ci?*"*

< d a a j

•N_o T3 u N ó

d M-M

k! I ^o

N 7 3

C J N

°

« gt!

CJ* ot

C OH •!—I i) -+J

> cdi-H I 03a 1 h* _CD P3 iri o io .. .S

, t! w Ł- ca ■ aj _ M fe tuo O ^ r* S r cd c

& ca XIcu Ecah

_Q C - -O •_d,T-H(H 5 . w I 2 a? o «

- S ^ 2

^ cd d •«

c ^ w bD w g. JD -t-5 <D

O 3 I Q,

a V I g*

U £ C O

<D 3_OT

UD hHN

■Nó(Ut-(

T3O

tó

Pierwiastki śladowe (spektrograficznaanaliza jakościowa) Mn CuVPb Mn Cu V Cr Pb

Ud Mn ZrCuV Be Pb Mn Cu V Pb Mn CuV Pb Mn CuV Pb

Oca s?

&

CDCM

o' 0,62 0,06 0,06 ■■ 0,03 o^

o' 2,58

W °

co^ITS

o 0,99 o o

CM_t-H CO

o' 0,76 5,48

MgO % co

o^o' 0,14 oł-H

o" 0,41 0,09 c^r~l o' *-OT

CaO % 0,32

SO COo^

CM 'OT SOT 0,79

en

° .<=

Eli 0,29 0,52 0,22 2,33 £>^co

o' 0,89 0,88

C<) O .o

•P—t o^- Eh

rHVOT 0,06 r—1 'OT

13,78

O cT o

o

9,77

CO 2-aS

< 1,18 - 03o*

cm" 0,93

mTfl 00 w

O ^•ł—Ci1 o^*

Ul 98,45 93,80 98,75 77,30 TT co

cn 97,32 1 80,51

Strata prażenia % 0,35 0,57 0,36 2,98

o' 0,58 0,66

N \ ■§ d « S

\ 53 5

> , \ w « - \

? \

a \

26 27 28 1 29 i

oc o CO 32

Infiltracja roztworów, ułatwiona dzięki spękaniom i kierunkowej teksturze skał pierwotnych, spowodowała odprowadzenie alkaliów ze skaleni oraz częściowe przeobrażenie tych ostatnich w muskowit. Prze­

obrażeniu w m uskowit u legł również biotyt. Część zaś żelaza i tytanu odprowadzona ze skał w ydzieliła się w postaci tlenków żelaza i rutylu bądź leukoksenu.

Główna masa żyły utworzona jest z kwarcu wykrystalizowanego' z po- m agm owych roztworów wstępujących, które dostały się do otwartej szczeliny.

Oprócz głównej szczeliny kwarc w ypełnia także szereg drobniejszych szczelin równoległych, których bieg jest zgodny z łupkowatością skał obocznych.

Skały otaczające wykazują różny stopień m etasom atycznego przeobra­

żenia w zależności od stopnia rozluźnienia i rozkruszenia w strefie roz­

łamu. Na kontaktach w ypełnień kwarcowych ze skałami otaczającymi zauważa się zwiększoną mineralizację kruszcową, szczególnie bogatą w odniesieniu do siarczków i tlenków metali.

W w ypełnieniach kwarcowych notuje się zawartość kruszców jedynie w śladach. Jest to niew ątpliw ie spowodowane własnością pierwotnych roztworów z dużą zawartością gelu krzemionkowego, w którego obec­

ności wytrącanie minerałów kruszczowych było utrudnione.

Obok czystych kwarców w ypełniających szczeliny w ystępują partie, w których pozostały relikty pierwotnej skały. Licznie w ystępują tu w rostki m uskowitu czy serycytu w ziarnach kwarcu, bądź też w postaci drobnołuseczkowych agregatów na granicy ziarn kwarcu. W reliktach zachowały się niekiedy skalenie. Obecność reliktów nasuwa przypuszcze­

nie, że. przy tworzeniu się ży ły kwarcowej, obok procesu wypełniania koloidalną krzemionką z roztworów pom agm owych pustych przestrzeni, m ogło mieć m iejsce m etasom atyczne w ypieranie i zastępowanie łatwo rozpuszczalnych składników m ineralnych skał otaczających, aż do utw o­

rzenia skały monom ineralnej jako ostatecznego efektu tego procesu.

Obserwacje makroskopowe i mikroskopowe skał wskazują, że mogła tu mieć m iejsce kombinacja tych obydwu procesów.

Obserwacje autora dokonywane w obrębie eksploatowanej partii żyły kwarcowej w Rozdrożu Izerskim, od roku 1959, pozw oliły na dokonanie następujących spostrzeżeń:

Uwidoczniona na profilu kamieniołomu (poz. II) seria, reprezentowana przez próbę 11, przedstawia kwarc żyln y o w yb itn ie dużej czystości (fig. 3). Próbę tę pobrano w okresie sporządzania profilu ściany kam ie­

niołomu, tj. w roku 1960. W rok później, na skutek postępu robót eks­

ploatacyjnych na tym odcinku, skała stopniowo poczęła ujawniać budo­

w ę łupkową, zbliżając się w yglądem do otaczających ją łupków kwarco- w o-łyszczykow ych o w ysokiej zawartości S i0 2, obserw owanych już na tym odcinku w profilu poz. I kamieniołomu (Tab. XXI, fig. 2). Obserwo­

wano przy tym stopniowe zwiększanie się makroskopowo widocznych reliktów skał pierw otnych z nagromadzeniem tlenków żelaza.

Zaobserwowane zm iany metasom atyczne m ogły zachodzić przypusz­

czalnie dzięki infiltracyjnem u przenoszeniu składników skały i roztworu przez system por i szczelin w skałach pierwotnych.

Metasomatoza infiltracyjna, jak wiadomo, przejawia się głównie w tworzeniu stref metasomatycznych, zm ieniających się wzajem nie w kierunku płynięcia roztworu, przy czym skała i roztwór znajdują się w chem icznej równowadze, a objętość skały nie ulega zmianie.

Zamiana składników skały pod. w pływ em roztworów kontaktujących się z ciałem stałym zachodzić m oże tylko na granicy dwu stref o jako1- ściowo różnym składzie mineralnym. Przy tym procesie ilość m inerałów w poszczególnych strefach m etasom atycznych redukuje się aż do utwo­

rzenia monomineralnej skały (D. S. K o r ż i n s k i j, 1951).

Koncentracja roztworu w każdej strefie, w edług D. S. K o r ż i n - s k i e g o (1951), równa jest nasyceniu jego tym i minerałami, które w y ­ stępują w danej strefie. W zależności od zawartości składników w skale powstaje kolumna infiltracyjna składająca się z odpowiedniej ilości stref z malejącą stopniowo ilością składników, aż do w ytw orzenia strefy peł­

nego rozpuszczenia skały. Każdy m inerał przy tym rozpuszcza się tylko na określonym froncie jego rozpuszczania. Szybkość przesuwania się frontu dla każdego m inerału jest wprost proporcjonalna do różnicy m ię­

dzy koncentracją nasycenia i koncentracją roztworu i odwrotnie propor­

cjonalna do zawartości składnika w w yjściow ej skale. Front rozpuszcza­

nia poszczególnych m inerałów zatem przenosi się tym szybciej, im m niej­

sza jest ich zawartość w skale. D latego też skała złożona z nielicznych minerałów, w odniesieniu do których roztwór jest nienasycony, będzie, się szybciej rozpuszczać niż skała złożona z jednego minerału. Bardziej rozpuszczalne składniki m ineralne powodują zwiększanie się szybkości rozpuszczania skały, co pociąga za sobą obniżenie ciśnienia, um ożliw ia­

jące osadzanie również tych minerałów, w które roztwór był przesycony w m niejszym stopniu niż głów nym składnikiem.

To osadzanie w tórnych składników roztworu, do których m. in. zali­

czyć należy m inerały kruszcowe, zachodzi zatem łatwiej w skałach o kil­

ku składnikach niż w skałach o bardziej prostym składzie.

Intensyw ne rozpuszczanie jednych składników skały, powodujące podwyższenie ich koncentracji w roztworze, obniża rozpuszczalność in­

nych, doprowadzając do ich przesycenia w roztworze. Oczyw istym efek­

tem będzie w ytrącenie z roztworu tych ostatnich na froncie rozpuszczania pierwszych. W ten sposób tłum aczy się zapełnienie pustek po w yługo­

wanych minerałach (D. S. K o r ż i n s k i j , 1951).

Podany w ogólnym zarysie mechanizm m etasom atozy infiltracyjnej tłum aczy powstawanie strefowości metasom atycznej z jednoczesnym istnieniem całej serii w różnym stopniu zm ienionych skał pierwotnych od mało zmienionych aż do monom ineralnych, będących produktem koń­

cowym działania hydroterm alnych roztworów na skały oboczne o róż­

nym składzie. Istnieje przy tym tendencja tworzenia w yraźnych kon­

taktów m iędzy strefam i m etasomatycznymi.

Omówiony sposób w ypełniania m ineralnego w olnych przestrzeni pod w pływ em hydroterm alnych roztworów nie jest oczyw iście jedynym zna­

nym w przyrodzie. W ypełnianie szczelin czy pustek w skale m oże się odbywać za pośrednictwem stopniowego narastania kryształów na ścian­

kach albo też w ypełnienia ich gelem z następną jego krystalizacją. Na­

rastanie kwarcu na ściankach obserw uje się często w drobnych szczeli­

nach wśród zm ienionych już skał.

W procesie powstawania omawianej ży ły kwarcowej zasadniczą rolę odgrywało: 1° — w ypełnianie szczeliny osadami z przesyconych pomag- mowych roztworów, których ostateczne źródło należy upatrywać w in- truzji granitu Karkonoszy, oraz 2° — procesy m etasom atycznego zastę­

powania m ineralnych składników rozluźnionych skał w strefie rozłamu wraz z produktami tarcia w jej obrębie. Istniały przy tym warunki do wytrącania się wtórnych składników roztworu oraz ich osadzania w stre­

fach kontaktowych pomiędzy monomineralną a wieloskładnikową zastę­

powaną skałą.

Istniejące niekiedy pustki po kryształach m inerałów kruszcowych tłum aczy się tym, że po ich osadzeniu poddane b yły one kolejnem u roz­

puszczeniu na skutek przesuwania się frontu rozpuszczania podczas auto- m etasom atozy w ytrąconych już osadów z roztworu przesyconego. Pustki te są częściowo w ypełnione przez m inerał żylny luib przez produkty u tle­

niania m inerałów kruszcowych. To zjawisko tylko częściowego zastąpie­

nia tych minerałów tłumaczyć można intensyw niejszym rozpuszczaniem od procesu osadzania na skutek w iększego utlenienia roztworów w strefie przypowierzchniowej. Pozostałe relikty m ineralne po skałach pierw ot­

nych w tej strefie można w ytłum aczyć mniejszą agresywnością roztwo­

rów, spowodowaną zapewne ich ochłodzeniem bądź częściową ucieczką składników roztworu w otwartą przestrzeń.

A n a l i z a m i k r o t e k s t u r a l n a

Odsłonięte skały w obrębie eksploatowanej żyły kwarcowej wykazują wyraźnie zaznaczone złupkowanie oraz różnokierunkowo przecinające się spękania, które doprowadziły do powstania dużych płaszczyzn poślizgu (Tabl. XXI, fig. 1).

Zarówno łupki, jak i gnejsy są drobnolaminowane, przy czym istnie­

jące kierunki złupkowania (warstewkowania) są zgodne w obu tych ska­

łach. Żyła kwarcowa przebiega zgodnie z kierunkiem rozciągłości skał obocznych.

Spękania grupują się głów nie w trzech systemach. Najczęstszym i są spękania podłużne, zgodnie z rozciągłością skał. Dają one w yraźnie za­

znaczone gładkie płaszczyzny, szczególnie dobrze widoczne na granicy skał obocznych i ży ły kwarcowej. Dwa dalsze system y spękań należą do poprzecznych (fig, 2DI).

Istnienie tak wyraźnie zaznaczonych deformacji w ywarło w pływ na strukturę wew nętrzną składników mineralnych. Skały te zbudowane głów nie z kwarcu i m inerałów łyszczykowych, szczególnie czułych na w szelkie naprężenia i ruchy, nie m ogły pozostać obojętne na zaistniałe procesy deformacyjne.

K ryształy kwarcu wykazują ogólną tendencję lepszego wzrostu wzdłuż kierunku łupliw ości skał, dążąc do kierunkowej orientacji ziarn.

Analizę m ikroteksturalną wykonano w oparciu o w yniki statystycz­

nych pomiarów orientacji optycznych osi kwarcu na trójosiowym uni­

w ersalnym stoliku w zorientowanych szlifach. Zastosowano system pro­

stokątnych współrzędnych (fig. 2B), gdzie oś a oznacza kierunek upadu, oś b rozciągłość. Oś c jest prostopadłą do płaszczyzny ab, która stanowi płaszczyznę łupkowatości (S).

Diagram y konturowe orientacji osi optycznych kwarcu w poszczegól­

nych seriach skalnych przedstawiono na fig. 2D, 3C, 4C.

Oś b, zgodna z płaszczyzną łupkowatości jest też bardzo zbliżona a często pokrywa się z system em spękań podłużnych, oznaczonych sym ­ bolem Q (fig. 2DI). W związku z tym można ją utożsamiać z główną osią deformacji, oznaczoną sym bolem B przez B. S a n d e r a (1950). To na­

kładanie się kierunku orientacji osi b z osią główną deform acji w ywarło w p ływ na orientację kryształów kwarcu. Wśród linijnie ułożonych bla­

szek miki, głównie w tym kierunku (płaszczyzna S), obserw uje się też ten charakter orientacji kierunkowej wśród ziarn kwarcu. Oprócz tego częstym zjawiskiem jest laminarne zdeform owanie ziarn kwarcu, w yw o­

łane zapew ne przez siły tangencjalne i stąd pochodzi ich skośny bieg w stosunku do uwarstw ienia skał. Kierunek ich (płaszczyzna Si), zbli­

żony do prostopadłego w stosunku do płaszczyzny ślizgu S 2, związany jest z naprężeniem i spękaniem górotworu w system ie Lx.

Płaszczyzna ślizgu S2 zbliżona jest do płaszczyzny S, co zapewne zo­

stało w yw ołane w pływ em nacisków ścinających w tej strefie deformacji (F. J. T u r n e r , J. V e r h o o g e n , 1951).

Opisane deformacje wewnętrznej budowy kwarcu w mikroskopowym obrazie ziarna przybierają postać wyraźnie niekiedy zarysowanych la- m elek (Tabl. XXII, fig. 3). Kąt zawarty m iędzy płaszczyznami Si i S 2 w ynosi średnio 84°.

Na przedstawionych diagramach konturowych na fig. 2D, 3C, 4C za­

znacza się również w p ływ czwartej płaszczyzny ślizgu, której biegun z grubsza pokrywałby się z kierunkiem spękań L2. Z kierunkiem tym można wiązać widoczne w niektórych płytkach cienkich pewne, okludo- wane przez kwarc blaszki serycytu, układające się w stosunku do płasz­

czyzny ab = S pod kątem około 50°. Kierunek ten może zatem stanowić płaszczyznę ślizgu S3, w ywołaną naciskiem ścinającym, uzewnętrznionym w system ie spękań L2.

W edług przedstawionych diagramów, w których z reguły maksima układają się w formie pasów, rozpatrywane skały można zaklasyfikować do tektonitów złożonych.

Tworzenie się pasa maksimów w pobliżu płaszczyzny ab spowodowane jest równoległą orientacją wzrostu wzdłuż płaszczyzn złupkowania. Taką orientację wykazuje kwarc w łupkach oraz kwarc z reliktam i pierwotnej tekstury (fig. 2D, pr. 4, 6, 9; fig. 4C, pr. 19, 25).

Pas maksimów w pobliżu płaszczyzny ac charakterystyczny jest dla łupków i gnejsów (fig. 2D, pr. 1; fig. 3C, pr. 14). Cechuje on pierwotną orientację ziarn kwarcu w skałach zrekrystalizowanych. Tego typu orien­

tację w ykazuje ponadto kwarc żylny (próba 12, 15) w ystępujący wśród tych skał (fig. 3). Tłumaczę to orientacją przetrwałych zalążków krysta­

lizacji zmienionych m etasom atycznie skał pierwotnych.

Pas bc pow stał na skutek krystaloblastezy postdeformacyjnej (fig. 2D, pr. 1; fig. 3C, pr. 13; fig. 4C, pr. 17).

Układanie się pasów maksimów blisko płaszczyzny ab i ac tłumaczone jest niekiedy w pływ em ślizgu wzdłuż krawędzi (m : r) w kwarcu (H. W.

F a i r b a i r n , 1949).

W pływ deformacji na orientację m inerałów podkreśla linijne ułoże­

nie łusek serycytu zgodnie z płaszczyznami ślizgu.

Ż Y Ł A K W ARCOW A W NO W EJ K A M IEN IC Y

Omawiana żyła odsłonięta jest na odcinku o długości około 25 m i szerokości 12 m w nieczynnym kamieniołomie, założonym w szczytowej partii wzgórza Biały Kamień na wschód od m iejscow ości Nowa Kamie­

nica (Tabl. XXI, fig. 3). Wysokość ścian kamieniołomu waha się w gra­

nicach od 6 do 10 m, a łączna ich długość w ynosi około 50 m. Profil ściany kamieniołomu przedstawia fig. 6A.

S t o s u n k i g e o l o g i c z n e i c h a r a k t e r y s t y k a l i t o l o g i c z n a s k a ł w o b r ę b i e ż y ł y

Żyła w ystępuje wśród granitognejsów izerskich budujących pasmo w zniesień o przebiegu równoleżnikowym, zwanych W yżyną Kamienicką.

Granitognejsy te w ystępują na północ od. pasma łupków łyszczykow ych (fig. 1), wraz z którymi stanowią serię utworów północnej, m etam orficz­

nej okryw y bloku Karkonoszy.

B ieg ży ły kwarcowej w ynosi 340°, upad zaś 60°/NE. Skała jest bardzo mocno spękana, przy czym dominują dwa prawie prostopadłe kierunki spękań o nachyleniu płaszczyzn kliważu w granicach 80— 85° (fig. 6D).

G łów ny system spękań o biegu ENE-WSW, oznaczony sym bolem I, prze­

cina poprzecznie żyłę kwarcową, powodując powstanie dużych i w yraź­

nych płaszczyzn poślizgu. System spękań oznaczony sym bolem II pokry­

wa się z rozciągłością żyły.

Żyła zbudowana jest na ogół z gruibokrystalicznego kwarcu barwy białej i białoróżowej.

Kwarc żylny w ykazuje w swej m asie obecność licznych okruchów m etasom atycznie zm ienionych skał pierwotnych. Wśród nich wyróżnia się skały z częściowo zachowaną reliktową teksturą gnejsową oraz okru­

chy skał afanitowych barwy beżoworóżowej.

Okruchy pierwszego rodzaju są z reguły pocięte gęstą siatką różno- kierunkowych żyłek kwarcowych i zawierają liczne skupienia drobno- łuseczkow ego serycytu. N iekiedy po tych okruchach pozostały jedynie drobne pory i kaw erny często z resztkami rozłożonej skały pierwotnej.

Brzegi okruchów w yraźnie odcinają się od m asy kwarcowej i mają za­

zwyczaj regularne i ostre granice.

Okruchy drugiego rodzaju są również pocięte licznym i drobnymi żył­

kami kwarcowymi. W odróżnieniu od poprzednio opisanych są one silnie zsylifikow ane i m ało porowate.

Skała kwarcowa pod mikroskopem ukazuje strukturę brekcjowatą.

Buduje ją grubokrystaliczny kwarc o w ielkości ziarn średnio w grani­

cach do 2 mm, sporadycznie zaś dochodzących do 5 mm. Kierunek wzro­

stu ziarn jest na ogół m ało uporządkowany. W pew nych strefach wzrost ziarn zaznacza się w dwóch prostopadłych kierunkach, szczególnie w y ­ raźnie w ystępujący w grubszych żyłkach przecinających m asę skalną.

W ystępowanie pęknięć, w ypełnionych wtórnie żyłkam i drobnokrysta- licznego kwarcu, podkreśla brekcjowaty charakter skały. P ow stały one przypuszczalnie podczas procesu odnowienia ruchów tektonicznych, już po w ykształceniu ży ły kwarcowej, co spowodowało jej częściow e zbrek- cjonow anie i w tórne scem entowanie nowo doprowadzonymi roztworami krzemionkowymi.

Ziarna kwarcu wykazują proste, faliste i mozaikowe w ygaszanie światła. W strefach pęknięć zauważa się zdeform owanie niektórych ziarn kwarcu. Duże ziarna automorficznego i hipautomorficznego kwarcu w y ­ kazują niekiedy zdeformowanie w partiach brzeżnych kryształów (Tabl.

XXIII, fig. 2). '

K rystaloblasły kwarcu o pokroju hipautomorficznym w ystępują czę­

sto w masie drobnokrystalicznego kwarcu. Na ogół jednak wzrost ich ma przebieg radialny wokół tych drobnych skupień czy okruchów pier­

w otnego kwarcu (Tabl. XXIII, fig. 3). Przestrzenie m iędzy okruchami pierwotnego kwarcu żylnego a otoczkami kwarcowym i drugiej generacji w ypełnione są często m ikrokrystalicznym ciastem kwarcowym o struk-

6 R o c z n i k P T G

О I

ад cd

<D 1ч

C.Q _{i о}

>5 а

•N_ 3 о^Л

8 >»

£ й . * Я

| 3С 0) о

■S

о ! 2 Ш +3 й

■йС . . . с ® 5 21"

а йз

£ о ,

* §

^1 d

>4 М 2 (L)

« ч - <

t О

( U* Д2 м fi ^ д О X Д л ri аз

«Ы CL)

>,

«и 2 и

о h t-i

vu ca 3 cd Л ^ о З 0) 3 С а ^<и

т л Л * н ( I) * 1 о

й ,

ь . <о i ? ^ l s S «

Р fi >>*н

ч я 4) у Ó

_ ^{N Й}

1 s - S i - s g .М w ó cd ] д ! l l - S

"■® I ~

® S r ) ćd

•r-< w ę j

J-H -S o ,

O)

JWco

cd M M

Cd ^ i

fe <L>

o - S

tT’ ю

a O Cd*

« ¥

< я

<o cd M °

p4 N S i 1

S . g « o

I 15 I

u

w0) cd Л M

o ^ _

^ cd Л 5 cd Й "

u °. 44

w g#4 *H

< ■ §

co.^a

.BP O

turze mozaikowej. Kwarc pierwszej generacji, w przeciw ieństw ie do ge­

neracji drugiej, w ykazuje silne zaangażowanie tektoniczne, którego w y ­ razem jest faliste i m ozaikowe wygaszanie światła.

Okruchy skał afanitowych barwy beżoworóżowej wykazują strukturę kryptokrystaliczną i teksturę bezładną. Składają się z drobnoziarnistego

> 8 %

Fig. 6 D. N o w a K am ien ica; I — ste r e o g r a ficz n y w y k r e s spękań; pr. 1, 2, 4, 5, 6 — d ia g r a m y k o n tu r o w e dla 1Ó0 osi op ty czn ych k w a rcu w próbkach nr 1, 2, 4, 5, 6 (rzut

n a dolną p ółkulę); I, II — s y s te m y sp ęk ań ; S, S 1( S 2 — p ła szc z y z n y ślizg u Fig. 6 D. N o w a K am ien ica: I — ster e o g r a p h ic diagram of fractures; pr. 1, 2, 4, 5, 6 — contour diagram s for 100 optical a x e s o f q u artz in t h e sa m p les No. No. 1, 2, 4, 5, 6 (projection on t h e lo w e r h em isp h ere); I, II — fra c tu r e sy ste m s; S, S lf S2 — slip

plan es

6»

kwarcu o ziarnach poniżej 0,05 m, niekiedy 0,02 mm. A kcesorycznie spo­

tyka się w nich bardzo drobne łuseczki serycytu. Okruchy te mają cha­

rakter krzemieni, pow stałych przypuszczalnie w pierwszym etapie m ine­

ralizacji kwarcowej na drodze m etasom atycznej, a następnie u legły zbrekcjonowaniu. W św ietle przechodzącym mają one zabarwienie ma- towTobrązowawe. Pocięte są licznym i jaśniejszym i żyłkam i drobnokry- stalicznego w tórnego kwarcu. Zaznaczają się w nich jak gdyby relikty jakiejś pierwotnej struktury, ale jest ona praktycznie nie do rozpoznania.

Przestrzenie m iędzy okruchami tego typu w ypełnione są przez żyłki kwarcowe, które radialnie otaczają poszczególne okruchy, zespalając je ze sobą. Poszczególne ziarna kwarcu posiadają kryształy wydłużone w kierunku prostopadłym do krawędzi okruchów (Tabl. XXIV, fig. 1).

Wielkość poszczególnych ziarn waha się w granicach 0,2— 0,1 mm. Oma­

w iany kwarc w ykazuje normalne w ygaszanie światła.

S k ł a d c h e m i c z n y

W yniki analizy chemicznej kwarcu żylnego zamieszczono w tabeli 5.

W ystępujący w Nowej Kam ienicy kwarc żyln y w ykazuje wysoką zawartość SiÓ2, wahającą się w granicach od 97,64— 99,50%. Na sześć pobranych tu prób w czterech stwierdzono udział krzemionki w ilości powyżej 99%. Niska jest natom iast zawartość tlenków glinu (do 1,5%) żelaza, wapnia i magnezu.

Spektrograficzna analiza jakościowa wykazała obecność w śladach takich pierwiastków, jak: Na, K, Mn, Cu, Pb, niekiedy też Cr, V, Zn. Ten skromny zespół pierwiastków śladowych świadczy o nieznacznej m ine­

ralizacji kruszcowej, co jest zjawiskiem typow ym dla żył kwarcowych w ich partiach monom ineralnych. Przedstawiony zespół pierwiastków wskazuje ponadto na zakres temperatur poniżej 400°C, towarzyszący procesowi m ineralizacji kwarcowej.

A n a l i z a m i k r o t e k s t u r a l n a

G łównym kierunkiem w ydłużenia ziarn kwarcu jest najczęściej dwu­

sieczna kąta utworzonego przez płaszczyzny spękań Oki.

Kierunek płaszczyzny ślizgu S 1 (zgodny z w ydłużeniem ziarn kwarcu) związany jest ze spękaniem górotworu w system ie I. Druga płaszczyzna ślizgu S 2 zbliżona jest do płaszczyzny S, która z kolei pokrywa się z sy ­ stem em spękań II. Spękania te zgodne są z rozciągłością żyły, czyli z kie­

runkiem osi b. Ślizg S 2 zatem w yw ołany został w pływ em nacisków ści­

nających w strefie deformacji, uzewnętrznionej w system ie spękań II.

Kąt zaw arty m iędzy płaszczyzną ślizgu S x i S 2 w ynosi 82°.

W pływ deform acji na orientację optyczną kwarcu zaznacza się w y ­ raźnie na przedstawionych diagramach konturowych (fig. 6D).

Osie optyczne kwarcu tworzą głównie maksima w pobliżu bieguna a.

Taki układ jest charakterystyczny dla S-tektonitów. Na tę orientację, charakteryzującą zapewne skałę w yjściow ą, nałożyły się w dalszej ko­

lejności płaszczyzny ślizgu, w yw ołane przez późniejsze deformacje.

Przedstawiona orientacja osi optycznych kwarcu na załączonych dia­

gramach jest w ięc wyrazem najm łodszych deformacji, nałożonych na wcześniejszą, której zawdzięcza się m ylonityzację skały pierwotnej.

Obecność płaszczyzn ślizgu skłania do zaliczenia rozpatrywanej struk­

tury do tektonitów złożonych.