Mineralogie a geneze sulfidických Pb-Zn-(Ag, Cu) mineralizací a zrudnělých mramorů na uranovém ložisku Rožná

Mgr. Hana Laudátová, Ph.D.

Doctoral thesis

Mineralogy and genesis of Pb-Zn-(Ag,Cu) sulphide mineralizations and marbles with disseminated ores from the Rožná uranium deposit

Abstract:

Mineralogie a geneze sulfidických Pb−Zn−(Ag, Cu) mineralizací a zrudnělých mramorů na uranovém ložisku Rožná Uranové ložisko Rožná leží cca 50 km severozápadně od Brna v komplexu metamorfovaných hornin označovaných za součást raabské subjednotky náležející k gföhlské jednotce moldanubika (Kříbek & Hájek 2005). Pb-Zn-(Ag, Cu) mineralizace zde byly rozpoznány ve třech různých genetických typech, které byly podrobně charakterizovány na základě makroskopického a mikroskopického pozorování, WDX analýz, izotopových analýz S, katodoluminiscenčního studia atd. · stratidependentní, rozptýlená sulfidická mineralizace pyrhotin ± sfalerit (s vysokým obsahem Mn ≤ 14,61 hm. %) ± galenit ± pyrit ± markazit Extrémně vysoké a kladné hodnoty δ34S svědčí o původu S sulfidů z protolitu hostitelských hornin. Zrudnělé mramory obsahují řadu minerálů se zvýšeným obsahem Mn (např. až 57,62 hm. % MnO v karbonátech, až 1,28 hm. % MnO v hydroxylklinohumitu, až 1,41 hm. % MnO v serpentinu) a Ba-slídy (včetně nově popsaného kinoshitalitu), které se naopak vyznačují mimořádně vysokým obsahem Mg a nízkými obsahy Mn, Fe a Ti. · předuranová žilná siderit-sulfidická mineralizace (včetně subtypu Pb-Zn zrudnění v metasomatitech v okolí siderit-sulfidických žil) sfalerit (Mn ≤ 0,02 hm. %) + galenit ± pyrhotin ± chalkopyrit ± Ag-minerály Pro galenit jsou typické inkluze Ag-minerálů (Ag-tetraedrit, freibergit, pyrargyrit, stefanit), chalkopyritu či bournonitu. Při srovnání s obdobnými výskyty na Českomoravské vrchovině bylo zjištěno, že tento typ sulfidické mineralizace má řadu společných znaků s Pb-Zn-Ag mineralizací mezotermálního charakteru (ve smyslu Malý & Dolníček 2005), liší se však hodnotami δ34S, které v Rožné značí síru odvozenou od hlubinného zdroje. Použití izotopového termometru poskytlo teploty krystalizace hlavních sulfidů v rozmezí 210 ― 330ºC. · pouranová baryt-fluorit-sulfidická mineralizace žilného typu sfalerit (Mn ≤ 0,04 hm. %, silně kolísající obsahy Cd: 0,15 – 1,88 hm. %) + baryt ± galenit (kolísají obsahy Ag a Sb) ± chalkopyrit Zjištěné hodnoty δ34S se nacházejí v širokém rozmezí (-12,2 až +17,5 ‰ CDT). Pravděpodobně jde o produkty několika časově oddělených mineralizačních etap nebo o sulfidy vykrystalované z roztoků lokální cirkulace. Aplikace izotopové termometrie nepřinesla spolehlivé výsledky, teploty vzniku mineralizace se však pravděpodobně pohybují uvnitř intervalu 100 – 200ºC.

Abstract:

Mineralogy and genesis of Pb-Zn-(Ag, Cu) sulphide mineralizations and marbles with disseminated ores from the Rožná uranium deposit The Rožná uranium deposit is located approx. 50 km to the northwest from Brno, Czech Republic, in metamorphic complex usually assigned to the Raab subunit of the Gföhl Unit, Moldanubicum (Kříbek & Hájek 2005). The Pb-Zn-(Ag, Cu) mineralizations of the deposit were recognized in three different genetic types, which were distinguished and detailed studied by macroscopic and microscopic observations, WDX analyses, sulphur isotope analyses, cathodoluminescence study etc. · The stratidependent disseminated sulphide mineralization pyrrhotite ± sphalerite (with high content of Mn ≤ 14.61 wt. %) ± galena ± pyrite ± marcasite The extremely high, positive values of δ34S document that the source of sulphide is the protolith of the host rock. Marbles with disseminated ores involve many minerals with high content of Mn (e. g. up to 57.62 wt. % MnO in carbonates, up to 1.28 wt. % MnO in hydroxylklinohumite, up to 1.41 wt. % MnO in serpentine, etc.) and Ba-micas (including new described kinoshitalite), which are characterized by high content of Mg and low content of Mn, Fe and Ti. · The pre-uranium siderite-sulphide vein mineralization (including the subtype of Pb-Zn ore in metasomatic rocks in the vicinity of the siderite-sulphide veins) sphalerite (Mn ≤ 0.02 wt %) + galena ± pyrrhotite ± chalcopyrite ± Ag-minerals Galena typically contains inclusions of Ag-minerals (Ag-tetrahedrite, freibergite, pyrargyrite, stephanite), chalcopyrite or bournonite. The sulphide mineralization was compared with anologous occurrences in Českomoravská vrchovina Upland. It has many common features with the mezothermal Pb-Zn-Ag mineralization (classification after Malý & Dolníček 2005) with exception of δ34S isotopic composition. In Rožná the values of δ34S show that the sulphur was derived from a deep source. The isotope thermometer provided temperatures of crystallization of major sulphides between 210 ― 330ºC. · The post-uranium barite-fluorite-sulphide mineralization sphalerite (Mn ≤ 0.04 wt. %, strongly variable Cd content: 0.15 – 1.88 wt. %) + barite ± galena (with strongly variable contents of Ag and Sb) ± chalcopyrite Analyzed values of δ34S vary in a wide range (from –12.2 to +17.5 ‰ CDT). The sulphides are probably a product of several chronologically separated mineralization phases, or they crystallized from locally circulating solutions. The isotope thermometer did not provide reliable results; however, the estimated temperature of mineralizing process is between 100 – 200ºC.

Keywords

uranové ložisko Rožná, sulfidy, sfalerit, galenit, Ag-minerály, Ba-slída, kinoshitalit, moldanubikum, Český masiv, the Rožná uranium deposit, sulphides, sphalerite, galena, Ag-minerals, Ba-mica, kinoshitalite, Maldanubicum, Bohemian Massif

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 11. 12. 2008

Thesis defence

• Date of defence: 5. 2. 2009
• Supervisor: doc. RNDr. Zdeněk Losos, CSc.
• Reader: prof. RNDr. Bohuslav Fojt, CSc., doc. RNDr. Jiří Zimák, CSc.

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Geology (4-years) / Geological Sciences