Mineralogy and geochemistry of rhythmic sulphide bands in the Weissliegend sandstone from Rudna Mine

The investigations were based on samples derived from two underground localizations at the area of Rudna mine. Researches were performed by macroscopically observations, optical polarizing microscope with passing and reflected light, electron scanning microscope with EDS analyzer and powder x-rays diffraction.The purpose of this work was to recognize precisely the mineralogical composition and series of phenomenon between minerals forming rhythmic sulphide bands in Weissliegendes sandstones. Mineralization type is different between two profiles used in this MA thesis. Sulphides of Cu – S system exists in RZA profile and sulphides of Cu – Fe – S system exists in RGM profile. Mineral paragenesis do not change between set of one rhythmite. In both profiles in strongly mineralized areas (laminas, laminas with spots, spots) quartz, feldspars and non – sulphides cements are strongly replaced by sulphides and the force of the process is increasing in these areas where mineralization becomes stronger. High mineralized areas are also the places of quartz grains regeneration. Sulphides very often establish laggings in the contact with quartz which protects its grains from corrosion. In both profiles mineralization is getting weaker beyond the laminas and amount of gypsum and kaolinite cement is fooling down in more mineralized parts. Sulphides and other cements were developing in long time and in many stages of diagenesis.In laminas of RZA profile we can basically find covellite and sulphides with maximal Cu:S ratio about 1,52. Cu:S ratio is getting greater upward about 0,15 for dispersed mineralization. Sulphides in laminas have greater Cu:S ratio (1,0 – 1,4) in comparison with dispersed mineralization in adjacent areas (1,0 – 1,2). Chalcopyrite occurs only in secondary ferrous lamina in the bottom part of rhythmite set. In RZA probes numerous appearance of different forms of atacamite are present.RGM profile is dominated by bornite, chalcopyrite and pyrite. The biggest amounts of pyrite occur in areas of high mineralization whereas galena occurs in the strongly mineralized spots overlapping primary laminas.

Badania oparto na próbkach rytmitów pochodzących z dwóch wyrobisk na terenie kopalni Rudna. W badaniach korzystano z obserwacji makroskopowych, mikroskopu optycznego polaryzacyjnego w świetle przechodzącym i odbitym, elektronowego mikroskopu skaningowego z analizatorem EDS oraz proszkowej dyfrakcyjnej analizy rentgenowskiej. Celem pracy było dokładne poznanie składu mineralnego i szeregu zjawisk zachodzących pomiędzy minerałami tworzącymi rytmity siarczkowe piaskowców białego spągowca (Weissliegende).Okruszcowanie pomiędzy profilami różni się składem. W profilu RZA występują siarczki systemu Cu – S a w profilu RGM głównie systemu Cu – Fe – S. Pomiędzy zestawem lamin z jednego profilu paragenezy mineralne nie zmieniają się. W obu profilach w strefach silnej mineralizacji (laminy, laminy z plamami, plamy) kwarc, skalenie i cementy niesiarczkowe są silnie zastępowane przez siarczki a sam proces w tych strefach przebiega intensywniej wraz ze wzrostem okruszcowania. W miejscach silnej mineralizacji dochodzi również do częstej regeneracji ziaren kwarcu, zaś siarczki często tworzą otuliny chroniące kwarc przed korozją. W obu profilach ilość okruszcowania znacznie spada poza laminami, a ilość cementu gipsowego i kaolinitowego spada w strefach podwyższonej mineralizacji. Siarczki i pozostałe cementy powstawały w długim czasie i wielu etapach diagenezy.W profilu RZA w lamiach występuje głównie kowelin i siarczki o maksymalnym stosunku Cu:S 1,52. Zaobserwowano wzrost stosunku Cu:S ku stropowi o około 0,15 dla mineralizacji rozproszonej. Siarczki w laminach mają wyższe stosunki Cu:S (1,0 – 1,4) w stosunku do mineralizacji rozproszonej w strefach sąsiadujących (1,0 – 1,2). Chalkopiryt występuje jedynie we wtórnej laminie żelazistej w dolnej części zestawu. W próbkach RZA licznie, w postaci różnych form, obecny jest atakamit. W profilu RGM występują głównie: bornit, chalkopiryt, piryt. Największe ilości pirytu występują w miejscach silniejszej mineralizacji, zaś galena pojawia się w miejscach występowania okruszcowanych plam nakładających się na pierwotne okruszcowanie.