Mineralogical and geochemical study of sulphur ore samples from closed sulphur mine in Posądza

Celem pracy było opisanie minerałów występujących w skałach wapiennych i wapienno-gipsowych, pobranych z rumoszu zalegającego na dnie korytarzy prowadzących do starych wyrobisk kopalni siarki w Posądzy. Okazy o kawernistej i brekcjowej budowie, zawierające nagromadzenia siarki rodzimej i liczne mineralne szczotki krystaliczne, poddano badaniom przy użyciu mikroskopii optycznej w świetle przechodzącym i odbitym oraz w katodoluminescencji, dyfraktometrii rentgenowskiej, a także skaningowej mikroskopii elektronowej z mikroanalizą chemiczną EDS.Opisy makroskopowe i badania laboratoryjne pozwoliły rozpoznać w tych skałach minerały główne: gips, kalcyt i siarkę. Stwierdzono dwa rodzaje gipsu: gips pierwotny i wtórny. Pierwotny tworzy fragmenty skał gipsowych lub występuje jako pojedyncze kryształy rozrzucone w tle kalcytowym. Gips wtórny buduje obwódki regeneracyjne wokół kryształów siarki krystalicznej lub wypełnia znajdujące się w niej szczeliny. Tworzy także wypełnienia pustek w formie szczotek krystalicznych lub nieliczne cementy. Kalcyt występuje w postaci mikrytu, mikrosparytu i sparytu. Mikryt budujący zbrekcjonowane fragmenty skał wykazuje przytłumioną luminescencję lub jej brak. Mikrosparyt występujący na granicy stref mikrytowych i sparytowych posiada przytłumioną luminescencję mozaikową. Sparyt kalcytowy tworzy główną masę badanych skał lub ostro zakończone, wydłużone kryształy w pustkach, o bardzo jasnej luminescencji w zewnętrznych strefach kryształów. Siarka występuje w trzech odmianach: krystalicznej wypełniającej szczeliny, zbitej tworzącej wypełnienia regularnych pustek i pylastej rozproszonej na powierzchni skał lub w masie gipsowej i mikrytowej.W badanych skałach stwierdzono także celestyn wtórny oraz pierwotny ksenomorficzny, w którym zaobserwowano wrostki barytowe. Baryt spotykany jest także w szczelinach siarki krystalicznej. Materia organiczna jest obecna w interstycjach mikrytu oraz jako czarne, groniaste skupienia na powierzchni skał. Dodatkowo w tych skałach można zaobserwować tlenki i wodorotlenki żelaza oraz manganu. Podrzędnie występuje materiał ilasty, niekiedy z pirytem.

The main aim of this study was to describe minerals occuring in limestones and limestone-gypsum rocks, taken from a debris, from the bottom of corridors, leading to the old sulphur mine excavations in Posądza. Breccia nad cavernous specimens of limestones with accumulations of native sulphur were examined by optical microscopy with transmitted and reflected light, and cathodoluminescence, X-ray powder diffraction, and scanning electron microscopy with EDS chemical microanalysis. Macroscopic descriptions and laboratory studies showed the presence of mine minerals: gypsum, calcite and sulphur. Two types of gypsum were found: primary and secondary. Primary gypsum builds fragments of gypsum rocks or occurs in the form of isolated crystals scattered in the limestone. Secondary gypsum forms aureoles around sulphur crystals or fulfils fissures in sulphur and limestones. This type of gypsum also infils voids in the form of geodes or some minor cements in the limestones. Calcite occurs as micrite, microsparite and sparite. Micrite which builds brecciated fragments of rocks shows dull luminescence or non-luminescence. Microsparite borders micrite and sparite and has mosaic and dull luminescence. Calcitic sparite forms main mass of studied rocks or euhedral, elongated crystals in voids or caverns. These crystals show bright luminescence in the outermost zone. Sulphur occurs as three different types: crystalline forming veins, a massive fillings in regular voids and dusty dispersed on the surface of rocks or in gypsum and micritic mass.Some minor minerals were also found in the studied rocks: diagenetic celestite and primary anhedral celestite with barite inclusions. Barite is also present in the small fissures of crystalline sulphur. Organic matter is present in micrite intersticies and as black accumulations on the rock surface. In addition, oxides and hydroxides of iron and manganese are observed. Clay minerals, sometimes with pyrite, are rare in the studied rocks.