A Bolcana porfíros és Măgura epitermás ércesedés jellemzése és kapcsolatuk vizsgálata (Erdélyi-szigethegység)
Date: 2015
Subject: geológus MSc
szakdolgozat
Általános és Alkalmazott Földtani Tanszék
Erdélyi-szigethegység
Bolcana magmás-hidrotermás rendszer
ércesedés
szakdolgozat
Általános és Alkalmazott Földtani Tanszék
Erdélyi-szigethegység
Bolcana magmás-hidrotermás rendszer
ércesedés
Abstract:
Diplomamunkám témája a Bolcana magmás-hidrotermás rendszer porfíros és epitermás ércesedésének vizsgálata. A Bolcana porfíros Cu-Au érctelep és a hozzá kapcsolódó epitermás telérrendszerek az Erdélyi-szigethegység déli részén helyezkednek el.
Kutatásom célja a magmás-hidrotermás rendszerben a Bolcana porfíros és Măgura epitermás ércesedésbe mélyült újabb fúr
ások anyagának értelmezése, kiegészítése felszíni feltárásokból nyerhető információkkal, valamint a két ércesedés összehasonlítása volt, petrográfiai illetve az érchozó oldatok genetikája szempontjából. A porfíros rendszer tanulmányozott részén magmás fázisokat és hidrotermás értípusokat különítettem el, valamint jellemeztem az ércásványparagenezist illetve a hidrotermás átalakulások ásványparagenezisét.
A vizsgált epitermás ércesedés kapcsán, két, eddig le nem írt felszíni telérnek a hidrotermás átalakulásait és az ércásványparagenezisét írtam le. Mindkét típusú ércesedést létrehozó fluidumok jellemzésére fluidzárványvizsgálatot végeztem. A magmás-hidrotermás rendszerben a két típusú ércesedés közti agyagásványzonáció leírására is kísérletet tettem. A vizsgálatokat fúrómagokból vett és felszínről gyűjtött mintákban végeztem. A kőzetmintákat mikroszkópos, mikroszondás, röntgen pordiffrakciós vizsgálatnak vetettem alá. A porfíros eredetű hidrotermás értípusokon és epitermás eredetű teléreken fluidzárványvizsgá
latot alkalmaztam, amelyet Raman spektroszkópiával egészítettem ki.
A kutatás eredményeként négy porfíros fázist, különböző típusú breccsákat és teléreket illetve ezekhez kapcsolódó hidrotermás átalakulásokat sikerült hozzárendelni a bolcana-i porfíros
ércesedéshez. Két korai fázisként a középszemcsés (MGPO) és durvaszemcsés (CGPO) porfíros fázis jelent meg, ezeket egy interminerális jellegű kvarc tartalmú középszemcsés
(QMGPO) porfíros intrúzió követte és a megfigyelések alapján, utolsóként egy finomszemcsés (FGPO) porfíros benyomulás jelent meg a rendszerben. Az egymást követő porfíros benyomulások jól bizonyítják, hogy a porfíros rendszerek folyamatosan újabb kisebb
intrúziókat létrehozó, dinamikus rendszerek. A porfíros ércesedés hidrotermás átalakulásai a káli átalakulás utáni szericites(-kloritos), szericites, propilites, kovás és agyagos (semleges-szulfidos) átalakulás volt. Hét porfíros eredetű értípust és egy epitermás eredetű telért különítettem el. Az epitermás telér a petrográfiai eredmények alapján felülbélyegzi az elsődleges porfíros eredetű ásványparagenezist. A porfíros Cu-Au ércesedésben, az arany és
réz illetve a színesfém tartalmak szoros összefüggésben állnak a porfíros fázisokkal, hidrotermás átalakulásokkal és értípusokkal. A Măgura epitermás telérrendszer a porfíros rendszertől délre helyezkedik el. A telérek befogadókőzete propilitesen átalakult, plagioklász és amfibol tartalmú andezit. Az ércesedés tipikus ásványparagenezisét pirit, arzenopirit, szfalerit, galenit, covellin, markazit, enargit, hessit és kalkopirit alkotja. A porfíros
rendszerben megjelenő epitermás felülbélyegződés és a Măgura epitermás rendszerből származó két telér kénfugacitása alapján elmondható, hogy mindkét típusú epitermás ércesedés magas szulfidizációs fokkal rendelkezik. Mindez új információ a területtel
kapcsolatban, hiszen a korábbiakban nem azonosítottak hasonló tulajdonságokkal rendelkező teléreket. Az agyagásványos átalakulás kapcsán elmondható, hogy a porfíros rendszert
kaolinit tartalmú, savas környezetet jelző ásványtársulás veszi körül, míg a porfíros rendszertől délre és nyugatra lévő epitermás telérrendszerek környezetét inkább illit-szmektit ásványtársulás jellemzi, amely egy átmeneti zóna a savas és semleges
környezetek között. A fluidzárvány vizsgálat során a porfíros ércesedést létrehozó fluidum felforrását azonosítottam
az ércesedés sekély és mély zónájában egyaránt. A sekély zónában az oldatok keletkezési hőmérséklete 220 és 270 °C, a sótartalmak <0,5-3,5 NaCl ekv. t% között változtak, míg a mély zónában a keletkezési hőmérsékletek 280 és 360 °C intervallumba tehetőek illetve a kapott sótartalom 28-35 NaCl ekv. t%. Az eredményeket figyelembe véve, elmondható, hogy a mély zónában előforduló varc erezet illetve a kvarc a hidrotermás breccsából egy magas hőmérsékletű és sótartalmú oldatból (brine) keletkezett, míg a sekély
zóna kvarc erezete egy fázisszeparáció (felforrás) után kondenzálódott, alacsony hőmérsékletű és sótartalmú oldatból
jött létre. A Raman spektroszkópiával kimutatott
összetétel alapján, feltételezhető az érchordozó oldat magmás-
hidrotermás eredete és oxidált jellege valamint a kénben, illetve
ólomban való gazdagsága is. Az epitermás ércesedést
létrehozó oldatokban nem történt felforrás, a fluidum minimum csapdázódási hőmérséklete 200-225 °C és sótartalma <0,
5-3,4 NaCl ekv. t% között változik.
A kutatás során kapott eredmények jól alátámasztják a tényt, hogy a porfíros ércesedést epitermás követte, és a porfíros ércesedést felülíró epitermás valamint a măgura-i epitermás telérek hasonlóan magas szulfidizációs fokkal rendelkeznek. Összegezve a fluidzárvány vizsgálat eredményeit elmondható, hogy az ércesedést létrehozó oldat fejlődésének fontos állomásait végig lehetett követni, a korai porfíros ércesedési szakasztól az epitermásig.
Az ércesedés jellegeit tekintve megállapítható, hogy jól illeszkedik az Erdélyi-szigethegység fémprovinciájának hasonló ércesedéseihez. Összefoglalásként elmondható, hogy sikerült pontosítani az eddigi petrográfiai és genetikai ismereteket a
Bolcana magmás-hidrotermás rendszer ércesedéseiről.
A vizsgált porfíros és epitermás rendszerek közti genetikai kapcsolatról szóló pontosabb következtetések azonban további kutatásokat igényelnének.
Abstract:
The Bolcana porphyry Cu
-
Au and the southern Măgura epither
mal mineralization are
found as parts of the Bolcana
-
Troița
-
Măgura volcanic structure, located in the southern
part of
the Apuseni Mountains, in Romania.
The scope of the present study was to prepare a detailed
documentation of the magmatic phases, their sp
ecific mineral assemblages, the alteration
features and the crosscutting relationships of hydrothermal veins in the porphyry system. In
the epithermal mineralization part, the aim was the characterization of the mineral assemblage
of the lodes and the asso
ciated hydrothermal alteration.
Investigations by transmitted and
reflected polarized light microscopy, scanning electron
microscopy
(SEM+EDS),
electron
probe microanalyses (EPMA), X
-
ray powder diffraction,
fluid inclusion microthermometry
and Raman spectr
oscopy were performed.
The shallow part of the Bolcana prospect is composed by successive porphyry
phases
(early, intermineral, late) of dioritic composition, which underwent different hydrothermal
alterations.
The hydrothermal alteration zones developed d
uring the porphyry phases are
accompanied by
different stockwork vein types.
The porphyry phases are locally associated
with different breccia types
and dykes, too
.
The p
rimary porphyry assemblages are
overprinted b
y late E
-
type epithermal veins.
The Măgur
a epithermal veingroup is located
south of the Bolcana porphyry system.
The typical mineral
assemblage contains zoned pyrite,
ar
senopyrite, sphalerite, galena
, marcasite and a small amount of
enargite, covellite
and
chalcopyrite. These successions and the z
oned feature of the pyrite refer to more ore
-
forming
stages.
The
overprinting epithermal mineral
assemblages in the porphyry system and the
mineral
assemblage
of the
Măgura epithermal
veingroup
show the same, high sulfidation
character based on the calcula
ted sulfur fugacity values
.
Fluid inclusion study in the shallow
zone of the porphyry system was performed on quartz of the A2
-
and A3
-
type veinlets,
while
i
n the deeper parts of the system, measurements were done in quartz from the matrix of the
hydrother
mal breccia, besides the A3
-
type veinlet.
Fluid inclusion study in the Măgura
epithermal veingroup was performed on quartz from two lodes
found on the surface
.
The
results of the fluid inclusion study show the continual development of the ore forming fluid
.
Raman spectroscopy revealed the presence of CO
2
in the gas phase of every studied fluid
inclusion assemblage and identified the solid phases in the inclusions (hematite, anhydrite,
matlockite).
In the Bolcana magmatic
-
hydrothermal system porphyry and epi
thermal style
mineralizations appear together, demonstrated by the different ore mineral assemblages.
The
got data completed succesfully the earlier knowledge regarding both two mineralization types.