XI. Erdélyi Tudományos Diákköri Konferencia – Kolozsvár, 2008. május 23–24.
A stromeyerit új előfordulása Romániában
Témavezető:
Dr. Weiszburg Tamás, egyetemi docens Eötvö Lóránd Tudományegyetem, Budapest, Természettudományi kar, Ásványtani Tanszékcsoport Szerző: Péter
Zsuzsa,
Babeş-Bolyai Tudományegyetem, Kolozsvár, Biológia és geológia kar Geológia szak III év 1
Bevezetés: Munkánkban egy, a Keleti-Kárpátok kristályos mezozoós palájában található polimetallikus ércesedés ásványtani vizsgálatát végeztük polarizációs mikroszkópi, röntgen-pordiffrakciós és elemanalitikával felszerelt pásztázó elektronmikroszkópos (SEM+EDX) módszerekkel. A vizsgált terület a Mănăilai külfejtés, Románia észak-keleti részén helyezkedik el, Dorna Vatratól északra. A terület tektonikailag a Közép-Dacidák egységébe sorolható, melyet mezometamorf, illetve epimetamorf kőzetek alkotnak. Az
ércesedés
polimetallikus,
szulfidos,
mely
a
Kelemen
Havasok
neogén
vulkanizmusához köthető. A területről készített korábbi kutatási jelentés szerint előforduló ércásványok: galenit, szfalerit, pirit, kalkopirit, bornit, kalkozin; míg átlag ércmintákból kémiai adatokkal rendelkeztünk Pb, Zn, Fe, Cu, Ag, As, Au és S elemekre. SEM+EDX vizsgálataink során a már korábban ismert ásványok mellett kimutattuk az arzén-fakóércet (tennantit). Emellett sikerült a korábban erős nyomelemként ismert, de ásványfázishoz eddig nem kötött ezüstöt önálló, néhány tíz mikrométeres szemcsékben ezüst-réz-szulfidként azonosítani. A mért kb. 1:1:1 elemarány egyértelműen a stromeyerit ásványt igazolja. A stromeyerit (AgCuS) igen ritka ásvány a Kárpát-Pannon Régióban. Romániai lelőhelyről egy Ramdohr-gyűjteményben található dognácskai mintából említi Udubasa (in Szakáll et al., 2002). A mostani eredmény az első Romániában, ahol az ásvány pontosan visszahelyezhető a geológiai-genetikai környezetbe. Dolgozatom az új lelet kapcsán bemutatja a stromeyerit ásvány megjelenéséről világszerte rendelkezésünkre álló ásványtani és paragenetikai adatokat. A vizsgált terület: A vizsgált terület Románia észak-keleti részén helyezkedik el, a Keleti-Kárpátok északi részén fekvő Vatra Dornei településtől északra. A Keleti-Kárpátok kristályos aljzatában polimetallikus szulfidos ércesedés jött létre, amely a Kelemen Havasok neogén vulkáni tevékenységéhez köthető. A vizsgált terület a Mănăila bánya, egy ma is művelt külfejtés.
2
A Mănăilai ércesedésről eddig rendelkezésre álló ismeretek: A bányajelentés alapján a kitermelés az Pb, Zn, Fe, Cu ércekre vonatkozik. Az itt előforduló szulfidos ércásványok galenit, szfalerit, pirit, kalkopirit, kalkozin, bornit, teraedrit, míg átlag ércmintákból kémiai adatokkal rendelkeztünk Pb, Zn, Fe, Cu, Ag, As, Au és S elemekre (hivatkozás a bányajelentésre), Sb, Cd, Ga, Ba, Mn, Sn, Bi, Ni, Co elemekre (in Vulpescu G.H., et al., 1971). A bányavállalat jelentése alapján kémiai elemzésekből egyértelműen kimutatható, hogy fő érásványként jelennek meg a szulfidok, míg alárendeltek az oxidok, szulfátok és karbonátok. A kitermelhetőség lehetőségét technológiai szempontból vizsgálva kémiai elemzéseket végzett a S.C. P.C.P.M. S.A. Baia Mare vállalat kutatófúrásból a polimetallikus ércesedésre vonatkozóan és
3
laboratóriumban a pirites rézércesedést illetően. Az ércesedés vizsgálatára 1972-ben végzett kutatásokat az I.P.E.G. „Suceava”, kis mélységű fúrásokkal és geokémiai elemzésekkel és az I.P.G.G. Bucuresti. 1985-ben az I.P.E.G. „Suceava” újra átveszi a kutatást és 1987-től az I.G.G. Bucuresti geofizikai méréseket végez a geoelektromos módszer alkalmazásával. Végül 1995-ben a S.C. I.C.P.M. S.A. Baia Mare lezárta az előzetes kutatásokat technológiai mérésekkel úgy a polimetallikus, mint a réz-pirites ércesedésre vonatkozóan. A kitermelés gazdaságosságának értékeléséhez végeztek geokémiai, pedogeokémiai, litogeokémiai elemzéseket, és 1986-1987-ben az I.G.G. Bucuresti (E. Rusu et al.) geofizikai elemzéseket vézett indukát polarizációs mérésekkel. Saját vizsgálati eredmények a Mănăilai ércesedésen: Munkánkban a Mănăila polimetallikus ércesedés ásványtani vizsgálatát végeztük polarizációs mikroszkópi, röntgen-pordiffrakciós és elemanalitikával felszerelt pásztázó elektronmikroszkópos (SEM+EDX) módszerekkel. Eredményeink: 1. SEM+EDX vizsgálataink során a már korábban ismert ásványok mellett tennantitot (arzén-fakóérc, (Cu,Fe)12(Sb,As)4S13) mutattunk ki. Korábban, pontos anyagvizsgálat nélkül tetraedritet (antimon-fakóérc, (Cu,Fe,Ag,Zn)12Sb4S13) már írtak le a területről. E módszerrel az MA04-es mintánkat vizsgáltuk. 2. Behatároltuk, hogy a Ba elem a barit (BaSO4) ásványfázishoz kötehető a szulfátok közt alárendelten. 3. Sikerült a korábban erős nyomelemként ismert, de ásványfázishoz eddig nem kötött ezüstöt önálló, néhány tíz mikrométeres szemcsékben ezüst-réz-szulfidként azonosítani. A mért kb. 1:1:1 elemarány egyértelműen a stromeyerit AgCuS ásványt igazolja. A röntgen-pordiffrakciós méréseink nem mutatták ki a stromeyerit jelenlétét a mintában való kis mennyisége miatt (a röntgen-pordiffrakció csak 5%-os előfordulásnál mutatja ki az ásványfázis jelenlétét a mintában).
4
MA04/es minta
5
MA04-1
6
Ma04-2
stromeyerit:Ag0,99Cu1,16S
7
A stromeyerit ásványtani jellemzői és eddigi ismert lelőhelyei, irodalmi adatok alapján: A stromeyerit ásványt egy német kémikus vizsgálta először Göttingenben, Friedrich Stromeyer, aki 1766-1835-ig élt és ő nevezte el 1832-ben (James Dwight Dana and Edward Salisbury Dana et al.) Megjelenése pszeudohexagonális, prizmás kristályok és masszív is lehet. Acélszürke, kékes, sávos acélszürke, lépcsőzetes. Nem hasad, kagylósan törik, nagyon törékeny, erősen anizotróp, kékes-ibolyás. Akcesszórikusan ezüst-réz telepeken jelenik meg. A stromeyerit ritkán jelenik meg szépen fejlett kristályokban. A kalkozin habitusában és formájában jelenik meg általában. 78 °C-on szabályossá alakul. A rézércesedések oxidációs-cementációs zónájában jelenik meg gyakran, így jelenik meg Băiţa (Bihorului) (r. Beiuş) fekete színű, B. Borsabánya (Băile Borşa) (r. Vişeu) (in Mastacan G., Mastacan I.). A pirit, kalkopirit, galenit, pirrhotin, arzenopirit, bournonit, plumozit, semseyit fő ércásványok társaságában jelenik meg, melyhez meddőként társul kalcit, kvarc és dolomit. A vulkanikus közegben cirkuláló oldatok következtében kristályosodik malachit, azurit, kalkozin, kovellin, illetve vas-oxi-hidroxid. Kémiai elemzések alapján a Toroiaga
8
Masszivumból kimutatták az ezüst jelenlétét, melyet nem kötöttek ezüst tartalmú ásványfázishoz, ezért úgy vélték, hogy a galenit kristályszerkezetébe épült be szórtan, ahogyan az arany beépül a pirit és arzenopirit kristályszerkezetébe (Szöke A., Steclaci L. et al., 1962). Az irányított galenit szemcsék közt megjelenik alárendelten ezüst ásvány is, mint az argentit és stromeyerit, a cerusszit és ritkán kalkozin társaságában (Szöke A., Steclaci L. et al., 1962). Pleokroizmusa: Halvány levegőn, erős olajban, barnás szürke, szürkés fehér, egy halvány kékes szürkés árnyalattal, vagy krémszín rózsaszínes árnyalattal (in John W. Anthony, Richard A. Bideaux et al., 1999). A következő lelőhelyeken mutatták ki: Colorado; Butte, Montana; Silver King és Magma bánya, Superior, Arizona; Cobalt/Gowanda district, Ontario, és Silver King bánya, Nelson közelében, British Columbia, Kanada; Pribram, Csehország; Rudelstadt és Kupferberg, Szilézia, Lengyelország; Godejord, Grong Dist., Norvégia; Agdarinsk telep, Azerbaidzsán; Smeinogorski, Altai hegység, Oroszország; Mt. Lyell, Tasmánia, és Broken Hill, New South Wales, Ausztrália; Tsumeb, Namibia (in Gaines et al., 1997). Rombos rendszerben kristályosodik. Romániában, Dognácskáról csiszolatban mutatták ki egyedül, itt finom lemezeket, pengéket alkot kalcitban (a Ramdohrs gyűjteményben, csiszolatban található Heidelbergben; Szakáll et al., 2002). Szlovákiában mikroszkópikus szemcséit írták le, ritka előfordulásként a Terézia, Spitaler és Bieber telérekből, Selmecbányán a Rozália és Bbakali telérekből, és Hodrusa-Hámren. A stromeyerit társásványai mindegyik előfordulásban polibázit, mckinstryit, pirargirit és akantit (Jelen & Kalinaj, 1992) voltak. A stromeyerit (AgCuS) igen ritka ásvány a Kárpát-Pannon Régióban. Romániai lelőhelyről egy Ramdohr-gyűjteményben található dognácskai mintából említi Udubasa (in Szakáll et al., 2002). A mostani eredmény az első Romániában, ahol az ásvány pontosan visszahelyezhető a geológiai-genetikai környezetbe. Dolgozatom az új lelet kapcsán bemutatja a stromeyerit ásvány megjelenéséről világszerte rendelkezésünkre álló ásványtani és paragenetikai adatokat.
9
Az említett ásvány polimetallikus, szulfidos ércesedésben jelenik meg, amely a banatit (A), illetve a neogén (B) magmatizmushoz köthető: A. Băiţa (Bihorului) (r. Beiuş) fekete színű, B. Borsabánya (Băile Borşa) (r. Vişeu), Toroiaga a Caterina, Johann, Vîrfuri fejtésekben (in Rădulescu D., Dimitrescu R. Et al., 1966). Rézbányáról is leírták a stromeyeritet, de nem készültek elemzések róla. „Mondják, hogy a „Reichenstein”- bányában fekete kéreg alakjában előfordult s a British-Múzeumban van; sajnálom, hogy nem vettem ott észre” – (99, II3 lp.- 27.II.82 lp.).” (Tóth M., 1882).
10
Röntgen-pordiffrakcióval is kimutatták az Amerikai Egyesült Államokban, Arizonában, a Silver King bányából a stromeyeritet: X-rayPowder Pattern: Silver King mine, Arizona, USA. d(A) Int.(%) 3,30 60 2,61 100 2,02 50 1,98 50 1,88 50 1,74 40 1,42 40
Képletet is pontosan tudtak számilni kémiai összetételből: Kémiai összetétel: (1) Ag 53,31 Cu 31,00 Fe 0 S 16,02 Total 100,33
(2) 52,10 32,14 0 15,26 99,50
(3) 53,01 31,24 0 15,75 100,00
(1) Foster mine, Cobalt, Canada (2) Guarisamey, Mexico, average of there analyses (3) AgCuS
11
Következtetés: Munkámban a Keleti Kárpátokban kifejlődött polimetallikus ércesedés ásványtani vizsgálata során feltáruló, e lelőhelyről nem ismert stromeyerit ásvány vizsgálatát végeztem el. Miután elemanalitikával felszerelt pásztázó elektronmikroszkópos (SEM+EDX) módszerrel egyértelműen meghatároztuk a stromeyerit ásványt, dolgozatom az új lelet kapcsán bemutatta a megjelenéséről világszerte rendelkezésünkre álló ásványtani és paragenetikai adatokat.
12
Függelék:
barit: BaSO4
tennantit: (Cu11,03Zn2,1) (As4,24Sb0,68)S13
13
Irodalomjegyzék: •
Gaines, R. V., Skinner, H. C. W., Foord, E. E., Mason, B. & Rosenzweig, A. (1997, szerk.): Dana’s new mineralogy. New York, John Wiley & Sons Inc., 1819 pp.
•
Szakáll Sándor (szerk., 2002): Minerals of the Carpathians. Granit kiadó, Prága, 480 pp.
•
Tóth M. (1882): Magyarország ásványai. Hunyadi Mátyás Intézet, Budapest, 510 pp.
•
Vulpescu G.H. 1971- Raport asupra prospectiunilor geochimice pentru sulfuri complexe in Muntii Bistritei ,perimetrul Arseneasa Valea Stanii-Manaila;
•
Cioabă Ion et. colab.1974 –Raport geologic de sinteza ,asupra lucrarilor geologice de explorare, din perimetrul Manaila Valea Stanii –Fantana Galbezii;
•
Munteanu Laurenţiu et. colab. 1985-Proiect geologic privind cercetarile mineralizatiei de sulfuri din perimetrul Manaila;
•
Podaşcă Ion 1992-Raport asupra prospectiunilor geologice Sc-1:2000,pentru sulfuri complexe in perimetrul Manaila;
•
Vieru et. colab. 1992-Documentatie geologica de etapa cu evaluarea rezervelor de minereu polimetalic din perimetrul Manaila;
•
Moroşanu Jenică si Munteanu Laurenţiu
-Raport geologic cu situatia
resurselor de minereu polimetalic din perimetrul Manaila Sud la data de 01.01.1998.
14
•
Hintze, C., (1904), Handbuch der Mineralogie, I vol., Leipzig,Vetlag von Veit & Comp., 539-542 pp.
•
John W. Antony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nochols, Handbook of mineralogy, I vol., Mineral data publishing Tucson, Arizona, 502 pp.
•
Dan Rădulescu, Radu Dimitrescu, (1966), Mineralogia topografică a României, Ed. Academiei, Republica socială Română, 280 pp.
15
