Geologia Sudetica, 26 (1-2): 1-34

Origin of ore mineralization in mafic and ultramafic rocks of the Sowie Mountains block surrounding

Ryszard Sałaciński

Abstract
Signs of qualitatively and quantitatively Variable ore mineralization can be observed in mafic and ultramafic rocks occurring in the Sowie Mountains block surrounding. The author has studied the ore associations in the Nowa Ruda and Ślęża gabbroic massifs and in the Gogołów-Jordanów and Przygórze (near Nowa Ruda) serpentinite massifs. The samples for studies have come from boreholes drilled by the State Geological Institute and the others have been collected in quarries and outcrops. The routine optic reflected light microscopy has been used by the author as the main investigating method. The studies have been completed by use of the electron microscopy and electron microprobe method (Sałaciński, Zawidzki 1983). Experimental chemical investigations have been also performed (Białowolska, Sałaciński 1984).
The Cr-Fe-Ti oxide and Fe-Cu-Ni-Zn-Pb sulfide mineralizations have been characterized in the present paper. The analysis of the ore mineral alteration processes at the post-magmatic stage and recognition of the regularities in these processes, in formation of new mineral phases and crystal habits and ore deposit-type concentrations are the essential part of the report.
In the author's opinion the well-known chromite deposit at Tąpadła is of hydrothermal origin. Chromite occurring in the ore from this deposit is a secondary mineral with respect to the primary chromite dispersed in the rocks of the whole massif. The hydrothermal chromite was formed due to mobilization and redistribution of chromium from the primary chromite generation. The author indicates the possibility of the other chromite deposit occurrences in this massif, which should be connected with tectonic zones.
The existence of the ore concentrations of copper, nickel and iron at the deeper levels of the Nowa Ruda massif is also probable.

Geneza mineralizacji kruszcowej mafitów i ultramafitów w otoczeniu bloku sowiogórskiego

Abstrakt

W mafitach i ultramafitach występujących w osłonie bloku sowiogórskiego są obserwowane przejawy mineralizacji kruszcowej o zróżnicowanym składzie jakościowym i ilościowym. Autor przebadał asocjacje kruszcowe występujące w masywach gabrowych Nowej Rudy i Ślęży oraz w masywach serpentynitowych Gogołowa-Jordanowa i Przygórza koło Nowej Rudy. Materiał do badań pochodził z wierceń wykonanych przez Państwowy Instytut Geologiczny oraz z opróbowania kamieniołomów i odkrywek. W badaniach kruszców autor stosował przede wszystkim optyczne badania mikroskopowe w świetle odbitym uzupełnione wcześniejszymi badaniami przy użyciu mikroskopu elektronowego i mikroanalizatora rentgenowskiego (Sałaciński, Zawidzki 1983). Wykonane zostały również eksperymentalne badania chemiczne (Białowolska. Sałaciński 1984).
W pracy scharakteryzowano tlenkową mineralizację Cr, Fe, Ti oraz mineralizację siarczkową Fe, Cu, Ni, Zn, Pb. Istotną częścią pracy jest analiza procesów przeobrażeń kruszców w etapie pomagmowym, a także stwierdzenie prawidłowości przebiegu tych procesów i powstawania nowych faz mineralnych, postaci krystalograficznych oraz koncentracji złożowych.
Zdaniem autora znane złoże chromitu w Tąpadłach w masywie Gogołów-Jordanów jest pochodzenia hydrotermalnego. Chromit występujący w rudzie z tego złoża jest minerałem wtórnym w stosunku do chromitu pierwotnego, rozproszonego w skałach całego masywu i powstał w wyniku uruchomienia i przemieszczenia chromu miedzy dwiema generacjami tego minerału. Autor uważa, że istnieją uzasadnione przesłanki występowania innych złóż chromitowych w tym masywie, związanych ze strefami tektonicznymi. Prawdopodobne jest również istnienie koncentracji złożowych Cu, Ni i Fe w głębszych poziomach masywu noworudzkiego.

Geologia Sudetica, 26 (1-2): 35-45

Alkali feldspars in the Lower Permian rhyolite from Wielisławka Hill near Świerzawa (West Sudetes)

Andrzej Wilamowski

Abstract
Permian potassium rhyolite from Wielisławka Hill has been recognized as a part of the lava surface extrusion. The rhyolite bears sanidine and albite phenocrysts. Albite has been investigated by the optic methods. On the basis of the orientation of the relic pericline composition plane (relic rhombic section) in albite it has been found that this mineral formed pseudomorphs after primary plagioclase of the oligoclase-andesine composition. This feldspar locally was submitted to autohydrothermal adularization during its subsequent evolution. Sanidine phenocrysts bear about 67 mole percent orthoclase molecule. This mineral has distorted unit cell parameters what probably results from the sodic and potassic phase exsolution. The ordering degree of the sanidine structure is relatively high and equals 2t₁ = 0.6. On this basis the author has concluded that the cooling time of the rhyolite was probably relatively long.

Skalenie alkaliczne w ryolicie ze wzgórza Wielisławka koło Świerzawy (Sudety Zachodnie)

Abstrakt

Permski ryolit potasowy ze wzgórza Wielisławka uznano za fragment pokrywy wulkanicznej. Ryolit zawiera fenokryształy sanidynu i albitu. Albit zbadano metodami optycznymi. Na podstawie orientacji płaszczyzny reliktowego przekroju rombowego w albicie stwierdzono, że tworzy on pseudomorfozy po pierwotnym plagioklazie o składzie oligoklazu-andezynu. Skaleń ten w swej dalszej ewolucji autohydrotermalnej miejscami uległ adularyzacji. Fenokryształy sanidynu zawierają około 67% molekularnych cząsteczki Or. Minerał ten posiada odkształcone parametry komórki elementarnej, co jest prawdopodobnie efektem domieszania fazy sodowej i potasowej. Stopień uporządkowania struktury sanidynu wynosi około 2t₁ = 0.6 i jest stosunkowo wysoki. Na tej podstawie wyciągnięto wniosek o prawdopodobnym względnie długotrwałym stygnięciu ryolitu.

Geologia Sudetica, 26 (1-2): 47-82

Petrography and depositional conditions of the coal seams of the Wałbrzych Formation, Intrasudetic Basin, SW Poland

Maria Mastalerz

Abstract
Coal-bearing strata of the Intrasudetic Basin comprise three lithostratigraphic units: the Wałbrzych Formation (Namurian A), Biały Kamień Formation (Namurian B, C) and Żacler Formation (Westphalian A, B, C?). The Wałbrzych Formation contains about 30 coal seams; a few of them are of industrial importance. The coal is typified by low sulphur content, usually no more than 1 % and variable ash content. In the study area, the coal is of medium to low-volatile bituminous rank; vitrinite reflectance R₀ max ranges from 0.8 to 2.0%, volatile matter content from 29 to 16%.
The coal seams of the Wałbrzych Formation contain mainly banded coal. Bright and dull lithotypes occur only sporadically. There is a great variability with respect to the proportion of banded lithotypes in the profile of the Wałbrzych Formation. An amount of banded and banded dull coals increases towards the top of the formation at the expense of banded bright coal. The amount of dull coal is low in all the seams studied and it does not exceed 5% of their thickness. There are generally two types of vertical lithotype successions in the seams. Type 1 is characterized by the presence of bright lithotypes interlayered with elastics. In type 2 clastic partings occur between the successions of lithotypes from brigh to dull; sometimes certain links are missing. The area with a succession of type 1 was probably unstable during peat deposition. A fast, differentiated rate of subsidence caused drowning and, consequently, influx of clastic material. A succession of type 2 may signify stable areas with a fast but uniform rate of subsidence. Such conditions favoured deposition of thick peat layers with plant succession adopted to an increasingly thicker water cover.
Comparison of the mean content of three maceral groups for the 680, 678, 672, and 664/665 seams has revealed that in the Wałbrzych Formation there is a tendency of decreasing-upward vitrinite content, from more than 90% in the 680 seam to about 60% in the 664/665 seam. Exinite content increases upward from 0.5 to 10%. There is no regularity in inertinite content. Variation of microlithotype composition corresponds to that of macerals. Vitrite content decreases upward while trimacerite shows a reverse tendency.
There is a distinct relationship between coal and clastic deposition. This is manifested by correlation e.g. between root/bottom lithology and seam thickness, distribution of coarse-grained clastic zones below the seams and seam thickness pre-peat topography and distribution of coal facies, petrographic composition of the coal etc. The 675, 672 and 664/665 seams are of diachronous character while the 678 one seems to be isochronous. The termination of the coal seams resulted from gradual drowning of the peat-bogs (e.g. the 661, 662 seams) or channel avulsion (e.g. the 678 seam). In the 672 and 664/665 seams these two factors were relevant.
Microfacial analysis of the coal supplemented with litho-facial analysis of the surrounding elastics have permitted reconstruction of depositional conditions of the coal seams studied. The 678 seam deposited in very stable conditions. Peat deposition started almost isochronically over the entire area and it took place mostly in telmatic forest moor and rarely in limno-telmatic forest moor. Peat was temporarily subjected to oxidized conditions. The swamp was removed from main locus of fluvial activity. Temporarily it was fed by meteoric water. Organic matter decayed in acidic conditions, pH below 4.5. The termination of peat growth was caused by abrupt influx of coarse-grained sediments. The deposition of the 672 seam started in low-lying areas located between distributary channels or in abandoned channels. Peat deposited in variable facial conditions: telmatic and limno-telmatic forest moors, telmatic and limno-telmatic reed moors and open moor. Contemporaneous fluvial activity sometimes interrupted peat deposition. The swamp was of low-lying type, fed by surface- and ground waters. The termination of the seam was of diachronous character and took place mainly as a result of gradual drowning of the swamp, sporadically due to channel avulsion. In the 664/665 seam peat-forming plants encroached upon the area of variable stability and with well defined channel and overbank zones. Peat deposition commenced in low-lying morphologically areas between distributary channels, while channel zones were blanketed with peat much later. The coal represents a wide range of peat facies from telmatic forest moor to open moor. Organic matter decayed in a low-lying swamp fed by surface- and groundwaters under pH about 4.6, however, neutral conditions appeared temporarily in the swamp. The termination of the seam resulted from gradual drowning of the swamp as well as channel avulsion.

Petrografia i warunki depozycji pokładów węgla formacji wałbrzyskiej w niecce śródsudeckiej (SW Polska)

Abstrakt

Seria węglonośna niecki śródsudeckiej składa się z trzech jednostek litostratygraficznych: formacji wałbrzyskiej (namur A), białokamieńskiej (namur B, C) i żaclerskiej (westfal A, B, C?). Formacja wałbrzyska zawiera około 30 pokładów węgla, z których kilka ma znaczenie przemysłowe. Węgiel charakteryzuje się niską zawartością siarki (zazwyczaj poniżej 1%) i zmienną zawartością popiołu. Na badanym obszarze jest to średnio i wysoko uwęglony węgiel o zawartości części lotnych od 29 do 16% i refleksyjności witrynitu od 0,8 do 2%.
Pokłady węgla formacji wałbrzyskiej zawierają głównie węgiel pasemkowy. Odmiany matowe i błyszczące występują sporadycznie. Stwierdza się duże zróżnicowanie udziału węgli pasemkowych błyszczących, pasemkowych i pasemkowych matowych w profilu formacji. Udział węgli pasemkowych błyszczących i pasemkowych wyraźnie maleje ku stropowi formacji na rzecz węgli pasemkowych matowych i matowych. W pokładach stwierdzono generalnie dwa typy pionowej sekwencji litotypów. W typie l litotypy błyszczące przewarstwiają się ze skałą płonną, a w typie 2 pomiędzy przewarstwieniami klastycznymi obserwuje się przejście od litotypów błyszczących w spągu do litotypów matowych w stropie. Typ l prawdopodobnie charakteryzuje obszary niestabilne w czasie depozycji torfowej, o szybkim i niejednakowym tempie subsydencji, co powodowało szybkie zatopienie torfowiska i w konsekwencji inwazję materiału klastycznego. Typ 2 natomiast wskazywałby na obszary stabilne, o szybkim i względnie stałym tempie subsydencji, co umożliwiało depozycję grubych ławic torfu z sukcesją roślinną przystosowaną do coraz wilgotniejszych warunków.
Porównanie średniej zawartości trzech grup macerałów dla pokładów 680, 678, 672 i 664/665 wykazało, że w obrębie formacji wałbrzyskiej zaznacza się tendencja malejącej ku górze zawartości witrynitu, od ponad 90% w pokładzie 680 do około 60% w pokładzie 664/665. Zawartość egzynitu rośnie ku stropowi formacji od 0,5% do 10%, natomiast nie zauważono regularności w zmianie zawartości inertynitu. Zmienność mikrolitotypów naśladuje zmienność macerałów. Zawartość witrytu maleje ku stropowi na rzecz trimacerytu.
Obserwuje się wyraźne związki pomiędzy depozycją torfową a sedymentacją klastyczną. Wyrażone są one np. korelacją pomiędzy litologią stropu/spągu a miąższością pokładów, rozmieszczeniem stref z przewagą osadów gruboklastycznych pod pokładami a miąższością pokładów, topografią sprzed rozwoju torfowiska a rozmieszczeniem facji węglowych, składem petrograficznym węgla itd. Pokłady 675, 672 i 664/665 mają wyraźnie diachroniczny charakter, a pokład 678 jest względnie izochroniczny. Zakończenie depozycji torfowej spowodowane zostało stopniowym zatopieniem torfowisk (np. pokłady 661 i 662) lub awulsją koryt na ich obszar (np. pokład 678). W przypadku pokładów 672 i 664/665 obydwa wymienione czynniki przyczyniły się do zakończenia depozycji torfu.
Analiza mikrofacjalna węgla uzupełniona analizą litofacjalną osadów klastycznych otaczających pokłady umożliwiła rekonstrukcję warunków depozycyjnych badanych pokładów. Pokład 678 tworzył się w bardzo spokojnych warunkach. Depozycja torfu rozpoczęła się prawie jednocześnie na całym badanym obszarze i odbywała się w strefie telmatycznej, rzadko limno-telmatycznej torfowiska leśnego. Torfowisko położone było poza zasięgiem działalności koryt fluwialnych, a okresowo zasilane było głównie przez wody opadowe. Substancja organiczna ulegała rozkładowi w środowisku kwaśnym o pH poniżej 4,5 a torf okresowo eksponowany był na oddziaływanie tlenu atmosferycznego. Zakończenie depozycji torfu spowodowane było awulsją koryt i nagłą dostawą grubookruchowego materiału. Depozycja pokładu 672 rozpoczęła się od opuszczonych koryt, a także obniżeń pomiędzy korytami. Przebiegała ona w warunkach telmatycznych i limno-telmatycznych zarówno torfowiska leśnego, jak i szuwarowego, jak również w strefie wód otwartych, a przerywana była dostawą materiału detrytycznego, a także opadem tufu wulkanicznego. Torfowisko było typu niskiego, zasilane przez wody powierzchniowe i gruntowe. Zakończenie depozycji torfu miało charakter diachroniczny i nastąpiło w wyniku zarówno zatopienia, jak i awulsji koryt. W przypadku pokładu 664/665 roślinność torfotwórcza wkroczyła na obszar zróżnicowany pod względem tempa subsydencji. Depozycja torfu rozpoczęła się od obniżeń pomiędzy korytami rozprowadzającymi, strefy korytowe zostały zasiedlone znacznie później. Węgiel reprezentuje szeroki zespól facji, od telmatycznej strefy leśnej do strefy wód otwartych. Było to torfowisko niskie, przeważnie z pH poniżej 4,6, jakkolwiek okresowo charakter torfowiska zmieniał się na neutralny. Zakończenie depozycji torfu było wynikiem zatopienia torfowiska, lokalnie awulsji koryta.

Geologia Sudetica, 26 (1-2): 83-118

Proglacial valley facies of the Silesian Upland - genetic factors and their sedimentological effects

Tomasz Zieliński

Abstract
Results of the sedimentological study on the Quaternary deposits that crop out in deep valleys and open pits of the Silesian Upland (S Poland) are presented and discussed. Lithofacies, lithofacies associations, as well as superior units - lithofacies complexes have been recognized within the deposits. They have been used for delineating the depositional subenvironments and environments. Variability of the valley depositional conditions in the Neopleistocene and Holocene is enlightened. Investigations are focused on these sandy and sandy-gravelly deposits the lithofacial characteristics of which suggest their origin due to ablational (proglacial) flows in front of the ice-sheet. Genetic factors of the proglacial sedimentation are discussed in the light of the following lithofacial features: 1° the character of lithofacies and lithofacies associations, 2° lateral variability of lithology, 3° high-energy lithofacies, 4° lithological features resulted from both high discharges and high unsteadiness of flows, 5° palaeocurrent data, 6° palaeohydraulics. Textural and structural features that can be used as criteria for identification of ancient proglacial facies are emphasized. In completion to the paper the procedure of palaeohydraulic analysis is provided.

Dolinne facje proglacjalne Wyżyny Śląskiej - czynniki genetyczne i ich efekty sedymentologiczne

Abstrakt

Dokonano analizy sedymentologicznej osadów czwartorzędowych wypełniających głębokie doliny i odsłaniających się w kopalniach odkrywkowych Wyżyny Śląskiej. W osadach wydzielono litofacje, zespoły litofacji oraz kompleksy litofacjalne. Wydzielenia litofacjalne posłużyły do interpretacji subśrodowisk i środowisk sedymentacyjnych. Prześledzono zmienność warunków akumulacji dolinnej w neoplejstocenie i holocenie. Badania skoncentrowano na tych osadach piaszczystych i piaszczysto-żwirowych, których charakter litofacjalny sugerował genezę w warunkach przepływów ablacyjnych na przedpolu lądolodu (proglacjalnych). Przedyskutowano czynniki genetyczne sedymentacji proglacjalnej w świetle następujących cech litofacjalnych: 1° charakter litofacji i zespołów litofacji, 2° oboczna zmienność litofacjalna, 3° litofacje wysokoenergetyczne, 4° cechy litofacjalne wynikające z dużych wydatków i silnej zmienności przepływu, 5° dane kierunkowe, 6° paleohydraulika. Zaakcentowano te cechy teksturalno-strukturalne, które mogą służyć jako kryteria identyfikacyjne kopalnych facji proglacjalnych. W dodatku do artykułu podano tok analizy paleohydraulicznej.

Geologia Sudetica, 26 (1-2): 119-170

Petrologia skał ultrazasadowych z masywu Braszowic-Brzeźnicy (blok przedsudecki)

Piotr Gunia

Abstract
W pracy przedstawiono charakterystykę petrologiczną ultrabazytów masywu Braszowic-Brzeźnicy, położonego w południowym obrzeżeniu gnejsowego bloku sowiogórskiego. Wśród skał ultrazasadowych wyróżniono: perydotyty, piroksenity, skały piroksenowo-amfibolowe oraz serpentynity. W grupie serpentynitów wydzielono; serpentynity lizardytowo-chryzotylowe i serpentynity antygorytowe. Opisano również niektóre skały towarzyszące ultrabazytom oraz strefy kontaktów: metagabro-serpentynit i aplit-serpentynit.
Na podstawie wyników analiz chemicznych ustalono, że skałami pierwotnymi serpentynitów mogły być harzburgity i lherzolity, a w mniejszym stopniu werlity i dunity. Skały te składem chemicznym odpowiadają ultrabazytom najniższego członu sekwencji ofiolitowej tzn. metamorficznym perydotytom. Niektóre z nich mogą być porównywalne z ultramaficznymi kumulatami ofiolitów.
Obliczono również temperatury równowagi fazowej pary oliwin-spinel chromowy w perydotytach (920- 1100°C) oraz temperatury krystalizacji piroksenów jednoskośnych w klinopiroksenitach (780 - 880°C). Temperatury te w przypadku perydotytów wskazywałyby na warunki górnopłaszczowej rekrystalizacji we wczesnym stadium formowania się skorupy oceanicznej, w odniesieniu do klinopiroksenitów natomiast sugerują ich genetyczny związek z magmową facją ultrabazytów powstałą w stadium depozycji kumulatów ultramaficznych.
Na podstawie przeprowadzonych studiów nad petrogenezą ultrabazytów z masywu Braszowic-Brzeźnicy sformułowano hipotezę, zgodnie z którą skały te stanowią przeobrażony i zdeformowany fragment strefy przejściowej między metamorficznymi perydotytami i ultramaficznymi kumulatami w asocjacji ofiolitowej.

Petrology of the ultrabasic rocks from the Braszowice-Brzeźnica Massif (Fore-Sudetic Block)

Abstract

Results of petrological studies of the ultrabasic rocks from the Braszowice-Brzeźnica Massif are presented. The mentioned massif is situated at the southern edge of the Niemcza Dislocation Zone. Most of the ultrabasic rocks are strongly serpentinized varieties such as antigorite serpentinites with interpenetrating or interlocking textures or lizardite-chrysotile serpentinites with serpentine veins textures. Dunite, peridotite with tremolite and clinopyroxenite constitute slightly altered ultrabasic rocks in this massif. On the basis of petrographic investigations, geochemical characteristics and some geothermometric evaluations the rocks of the Braszowice-Brzeźnica Massif have been classified as peridotites of the „transitional” zone between tectonic peridotites and ultramafic cumulates in the lower part of an ophiolite association.