The occurrence of tellurium and bismuth in the gold-bearing polymetallic sulfide ores in the Sudetes (SW Poland)
 
More details
Hide details
1
Państwowy Instytut Geologiczny – Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa, Polska
 
Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 2014;30(2):15–34
 
KEYWORDS
ABSTRACT
This paper provides a detailed description of the geochemical and mineralogical characteristics of the occurrence of tellurium and bismuth in gold-bearing, polymetallic sulfide deposits and their prospects in the Sudetes Mountains (specifically in Złotym Stok, Czarnów, Radzimowice, Radomice, and Bardo Śląskie). Tellurium is classified as a critical element, and its role in modern industry is gradually increasing due to high demand for use in solar batteries and memory discs. Within the study area, the highest Te concentration (approx. 150 ppm) was determined in auriferous arsenic-chalcopyrite ores in Radzimowice, and the highest bismuth concentration (0.5%) in sulfide ores in the Czarnów deposit. In other studied areas, Te content ranges from a few up to dozens of ppm, and Bi from dozens up to hundreds of ppm. These concentrations are much higher than their Clarks in the earth’s crust. Among Teminerals in the Radzimowice and Czarnów deposit, Ag-tellurides (hessite) dominated, while Bi-tellurides (hedleyite and tellurobismuthite) prevailed in Bardo Śląskie. Tellurides occur mainly as micro-inserts in sulfides in paragenetic association with Au, Ag, and Bi minerals. Bi minerals were recognized in all of the studied deposits, represented mainly by native bismuth and a secondary Bi-mineral – bismuthinite. Tellurium and bismuth usually have a strong positive correlation (cc > 0.6) with Au, Ag, and Pb. Crystallization of tellurides occurred in at least two separate events of ore crystallization at temperatures ranging from 200 to 300°C. The first event dominated by Bi-tellurides was connected with metasomatic processes in the contact zones of Variscan granites (Czarnów and Bardo Śląskie), and the second event with Ag-tellurides was connected with epithermal low sulfidation processes related to Variscan porphyries (Radzimowice). Bi and Te played a significant role as scavengers of gold from hydrothermal fluids. These elements also have important metallogenic and prospecting significance.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Występowanie telluru i bizmutu w złotonośnych siarczkowych rudach polimetalicznych w Sudetach (SW Polska)
tellur, bizmut, złoże złota, pierwiastek strategiczny, Sudety
W artykule szczegółowo scharakteryzowano pod względem mineralogicznym i geochemicznym występowanie telluru i bizmutu w złotonośnych siarczkowych rudach polimetalicznych z zarzuconych złóż (Złoty Stok, Czarnów, Radzimowice i Radomice) oraz punktu mineralizacji (Bardo Śląskie) w Sudetach. Tellur jest zaliczany do pierwiastków krytycznych, a jego rola stale wzrasta. Na rynkach światowych popyt na tellur znacznie przewyższa jego podaż ze względu na coraz większe wykorzystanie np. w produkcji paneli słonecznych czy nośników informacji. Maksymalne koncentracje telluru około 150 ppm stwierdzono w rudach arsenopirytowo-chalkopirytowych w Radzimowicach, a najwyższe koncentracje bizmutu (ok. 0,5%) w rudach siarczkowych w Czarnowie. W pozostałych obszarach koncentracje Te są na poziomie od kilku do kilkudziesięciu ppm, a w przypadku Bi od kilkudziesięciu do kilkuset ppm. Zawartości te znacznie przewyższają klarki tych metali w skorupie ziemskiej. Wśród zidentyfikowanych minerałów telluru w Radzimowicach i Czarnowie dominują tellurki Ag (hessyt) oraz w Bardzie Śląskim tellurki Bi (hedleyit i tellurobismutyt). Tellurki występują głównie w postaci mikro-wrostków w minerałach siarczkowych w paragenezie z minerałami Au, Ag i Bi. Minerały bizmutu rozpoznano we wszystkich zbadanych miejscach i reprezentowane są głównie przez bizmut rodzimy i wtórny minerał bizmutu – bismutynit. Tellur i bizmut wykazują przeważnie silną korelacje (cc>0,6) z Au, Ag i Pb. Krystalizacja głównych minerałów Bi i Te nastąpiła w zakresie temperatur średnich (300 to 200°C ) w dwóch etapach. Pierwszy związany głównie z krystalizacją tellurków Bi w strefach kontaktowo-metasomatycznych wokół waryscyjskich intruzji granitoidowych (Czarnów i Bardo Śląskie) i drugi – związany z krystalizacją tellurków Ag w procesach epitermalnych wokół intruzji porfirowych (Radzimowice). Bi i Te odgrywały donośną rolę w procesie wytrącania złota z roztworów hydrotermalnych. Pierwiastki te mają znaczenie metalogeniczne i wskaźnikowe przy poszukiwaniach złota.
 
REFERENCES (57)
1.
Afifi i in. 1988 – Afifi, A.M., Kelly, W.C. i Essene, E.J. 1988. Phase relations among tellurides, sulfides, and oxides: I. Thermochemical data and calculated equilibrium. II. Applications to telluride-bearing ore deposits. Economic Geology 83, s. 377–404.
 
2.
Banaś i in. 1996 – Banaś, M., Kijewski, P. i Salamon, W. 1996. Metale towarzyszące w złożu rud miedzi. [W:] Piestrzyński, A. red. Monografiia KGHM Polska Miedź SA: Lubin 1996, s. 258–271.
 
3.
Cook, N.J. i Ciobanu, C. 2004a. Bismuth tellurides and sulphosalts from the Larga hydrothermal system, Metaliferi Mts., Romania: Paragenesis and genetic significance. Mineralogical Magazine 68, s. 301–321.
 
4.
Cook, N.J. i Ciobanu, C. 2004b. Telluride metallogeny in the ‘Golden Quadrilateral’ and beyond: Quo vadis? [W:] Cook, N.J i Ciobanu, C.L. red. Gold-Silver-Telluride deposits of the Golden Quadrilateral, South Apuseni Mts., Romania. IAGOD Guidebook Series vol. 12, s. 203–211.
 
5.
Domaszewska, T. 1965. Występowanie i eksploatacja złota na Dolnym Śląsku. Przegl. Geol. 13(4), s. 180–184.
 
6.
Dziekoński, T. 1972. Wydobywanie i metalurgia kruszców na Dolnym Śląsku od XIII do połowy XX w.: Ossolineum, PAN, Inst. Hist. Kul. Materialnej, 420 s.
 
7.
EU Resolution 2011: An effective raw materials strategy for Europe. European Parliament resolution of 13 September 2011 (http://eur lex.europa.eu/LexUriServ/LexUr...).
 
8.
Galos, K. i Smakowski, T. 2008. Nowa polityka surowcowa Unii Europejskiej w obszarze surowców nieenergetycznych. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 24(4), s. 75–90.
 
9.
Galos i in. 2012 – Galos, K., Nieć, M., Radwanek-Bąk, B., Smakowski, T. i Szamałek, K. 2012. Bezpieczeństwo surowcowe Polski w Unii Europejskiej i na świecie. Biuletyn Państ. Inst. Geol. 452, s. 43–52.
 
10.
Gołębiowska i in. 2005 – Gołębiowska, B., Pieczka, A. i Parafiniuk, J. 2005. Minerals of the bismuthinite-aikinite series from Rędziny (Western Sudetes). Min. Soc. of Poland – Special Papers 26, s. 165–168.
 
11.
Guilbert, J.M, i Park, C.F. 1985 – The geology of ore deposits: W.H. Freeman and Company / New York, 985 p.
 
12.
Kijewski, P. i Jarosz, J. 1987. Mineralizacja kruszcowa i formy występowania pierwiastków towarzyszących w złożu rudy miedzi. [W:] Metale towarzyszące w złożu rudy miedzi – stan badań i perspektywy dalszego ich wykorzystania: KGHM Wrocław 1987, s. 21–48.
 
13.
Kłos, T. 1955. Dokumentacja geologiczna złoża rud arsenu „Czarnów” w Czarnowie, powiat Kamienna Góra. NAG Warszawa.
 
14.
Kowalski, W. 1963. Serpentynizacja złoża kruszców arsenu w Złotym Stoku (Dolny Śląsk). PAN Prace Geologiczne 12, s. 55–76.
 
15.
Kowalski, W. 1969. Minerały kruszcowe ze Złotego Stoku (Dolny Śląsk). PAN Oddz. w Krakowie. Prace Mineralogiczne 16, s. 23–40.
 
16.
Kucha, H. 1993. Noble metals associated with organic matter, Kupferschiefer, Poland. [W:] Parnell, J., Kucha, H. i Landais P. red. – Bitumens in ore deposits Spec. Publ. SGA, 9, s. 153–170.
 
17.
Kucha, H. 2007. Mineralogia kruszcowa i geochemia ciała rudnego złoża Lubin-Sieroszowice. Biuletyn Pań. Inst. Geol. 423, s. 77–94.
 
18.
Kucha, H. i Mochnacka, K. 1986. Preliminary report on bismuth minerals from the Gierczyn tin deposits, Lower Silesia, Poland. Mineralogia Polonica 17(1), s. 55–62.
 
19.
Litochleb, J. i Šrein, V. 1994. Minerály bismutu a telluru z ložisek a výskytu zlata v České Republice. Bull Min.-Petr. Odd. NM v Praze 2, s. 89–103.
 
20.
Lis, J. i Sylwestrzak, H. 1986. Minerały Dolnego Śląska: Wyd. Geologiczne Warszawa. 643 s.
 
21.
Manecki, A. 1965. Studium mineralogiczno-petrograficzne polimetalicznych żył okolic Wojcieszowa (Dolny Śląsk). Pr. Min. Komisji Nauk Min. PAN Oddz. w Krakowie 2, s. 7–58.
 
22.
Mikulski, S.Z. 1996a. Złoto z kamieniołomu Złoty Jar k. Złotego Stoku (Sudety). Przegląd Geol. 44(12), s. 1205–1210.
 
23.
Mikulski, S.Z. 1996b. Gold mineralization within contact-metamorphic and shear zones in the Zloty Jar quarry – the Zloty Stok As-Au deposit area. Geological Quarterly 40(3), s. 407–442.
 
24.
Mikulski, S.Z. 1998. Złotonośna mineralizacja kruszcowa z Barda Śląskiego (Sudety Środkowe). Przegląd Geol. 46(12), s. 1261–1267.
 
25.
Mikulski, S.Z. 1999. Złoto z Radzimowic w Górach Kaczawskich (Sudety) – nowe dane geochemiczne i mineralogiczne. Przegląd Geol. 47(11), s. 999–1005.
 
26.
Mikulski, S.Z. 2000. Złoto w polimetalicznych rudach na Dolnym Śląsku – próba klasyfikacji. Przegląd Geol. 48(10), s. 911–916.
 
27.
Mikulski, S.Z. 2002. Studium geochemiczno-mineralogiczne asocjacji złota pierwotnego i pierwiastków rzadkich z Sudetów w aspekcie surowcowym. NAG Warszawa.
 
28.
Mikulski, S.Z. 2003. Orogenic quartz-sulfide-gold veins from the Klecza-Radomice Ore District in the Kaczawa Mts. (Western Sudetes) – NE part of Bohemian Massif. [W:] Eliopoulos i in. red. Mineral exploration and sustainable development. 7th Biennial SGA Meeting: Athens, Greece, Aug 24–28, 2003, t 1. Rotterdam: Millpress, s. 787–790.
 
29.
Mikulski, S.Z. 2005a. Geological, mineralogical and geochemical characteristics of the Radzimowice Au-As-Cu deposit from the Kaczawa Mountains (Western Sudetes, Poland) – an example of the transition of porphyry and epithermal style. Mineralium Deposita 39(8), s. 904–920.
 
30.
Mikulski, S.Z. 2005b. The telluride mineralization event(s) within the Late-Variscan gold deposits in the Western Sudetes (NE part of the Bohemian Massif, SW Poland). [W:] Mao J.W. i Bierlein, F.P., red. Mineral deposit research: Meeting the global challenge: 8th Biennial SGA Meeting Location: Beijing, China: Aug. 18–21, 2005, s. 1415–1418.
 
31.
Mikulski, S.Z. 2007. The late Variscan gold mineralization in the Kaczawa Mountains, Western Sudetes. Polish Geological Institute Special Papers t. 22, s. 1–162.
 
32.
Mikulski, S.Z. 2010. Charakterystyka i geneza złotonośnej mineralizacji arsenowo-polimetalicznej w złożu Czarnów (Sudety Zachodnie). Biuletyn Państw. Inst. Geol. 439(2), s. 303–320.
 
33.
Mikulski, S.Z. i Speczik, S. 2008. Organic and inorganic geochemistry of gold mineralization at the Zloty Stok, SW Poland. Applied Earth Science (Transactions of Institution of Mining and Metallurgy, Section B – Applied Earth Science), 117(4), s. 149–159.
 
34.
Mikulski, S.Z. i Muszyński, A. 2012. Petzite (Ag3AuTe2) – a new telluride mineral from the Radzimowice deposit (Sudetes, SW Poland), Mineralogia – Special Papers 39, s. 103–104.
 
35.
Mochnacka i in. 2008 – Mochnacka, K., Oberc-Dziedzic, T., Mayer, W., Pieczka, A. i Góralski M. 2008. New insights into the mineralisation of the Czarnów ore deposit (West Sudetes, Poland). Geologia Sudetica 41, s. 43–56.
 
36.
Mochnacka i in. 2012 – Mochnacka, K., Oberc-Dziedzic, T., Mayer, W. i Pieczka, A. 2012. Ore mineralisation in the Miedzianka area (Karkonosze-Izera Massif, the Sudetes, Poland): New information. Mineralogia 43(3–4), s. 155–178.
 
37.
Moss i in. 2011 – Moss, R.L., Tzimas, E., Kara, H., Willis, P. i Kooroshy J. 2011. Critical Metals in Strategic Energy Technologies Appendices, Assesing Rare Metals as supply-chain bottlenecks in Low-Carbon Energy Technologies: JRC European Commission, s. 1–159.
 
38.
Muszer, A. 1997. Charakterystyka okruszcowania północnej i środkowej części Gór Złotych na tle budowy geologicznej. Acta Univ. Vratisl. Prace Geol. Miner. 52, 130 s.
 
39.
Muszer, A. 2011. Gold at Złoty Stok – history, exploitation, characteristic and perspectives. [W:] Kozłowski, A. i Mikulski, S.Z. red. – Gold in Poland. Archivum Mineralogiae Monograph:Warszawa 2011, t. 2, s. 45–61.
 
40.
Opinion 2006 – Opinion of the European Economic and Social Committee on Risks and problems associated with the supply of raw materials to European industry. Official Journal 2006/C 309/16.
 
41.
Parafiniuk, J. 2003. Secondary bismuth and tellurium minerals from Rędziny (SW Poland). Mineralogia Polonica 34(2), s. 3–14.
 
42.
Parafiniuk, J. i Domańska, J. 2002. Bismuth minerals from Redziny (Rudawy Janowickie, SW Poland). Mineralogia Polonica 33(2), s. 3–14.
 
43.
Parafiniuk i in. 2008 – Parafiniuk, J., Pieczka, A. i Gołębiowska, B. 2008. Compositional data for ikunolite from Rędziny, Rudawy Janowickie, Lower Silesia, Poland. Canadian Mineralogist 46, s. 1305–1315.
 
44.
Paulo, A. i Salamon, W. 1973. Native gold in ore veins of the Western part of the Góry Kaczawskie Mountains (Sudetes). Mineralogia Polonica t. 4, s. 85–90.
 
45.
Paulo, A. i Salamon, W. 1974. Przyczynek do znajomości złoża polimetalicznego w Starej Górze. Kwart. Geol. 18(2), s. 266–276.
 
46.
Pieczka i in. 2011 – Pieczka, A., Gołębiowska, B. i Parafiniuk, J. 2011. Gold in sulfide-telluride assemblages at Rędziny, Rudawy Janowickie Range. [W:] Gold in Poland. Archivum Mineralogiae Monograph: Warszawa 2011. t. 2, s. 119–134.
 
47.
Pieczonka i in. 2008 – Pieczonka, J., Piestrzyński, A., Mucha, J., Kotarba, M., Głuszek, A. i Więcław, D. 2008. The red-bed type precious metals deposit in the Sieroszowice-Polkowice copper mining district, SW Poland. Annales Societatis Geologorum Poloniae t. 78, s. 151–280.
 
48.
Pieczonka, J. i Piestrzyński, A., 2011. Gold and other precious metals in copper deposit, Lubin-Sieroszowice district, SW Poland. [W:] Gold in Poland. Archivum Mineralogiae Monograph: Warszawa 2011. t. 2, s. 135–152.
 
49.
Piestrzyński i in. 1992 – Piestrzyński, A., Mochnacka, K., Mayer, W. i Kucha H., 1992. Native gold (electrum), Fe-Co-Ni arsenates and sulphoarsenates in the mica schists from Przecznica, the Kamienica Range, SW Poland. Mineralogia Polonica 23(1), s. 27–42.
 
50.
Quiring, H. 1948. Geschichte des Goldes: Stuttgart. F. Enke. Verlag. s. 154–166.
 
51.
Radwanek-Bąk, B. 2011. Zasoby kopalin Polski w aspekcie oceny surowców krytycznych Unii Europejskiej. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 27(1), s. 5–19.
 
52.
Smakowski, T. 2011. Surowce mineralne – krytyczne czy deficytowe dla gospodarki UE i Polski. Zeszyt Nauk. IGSMiE PAN, t. 81, s. 59–68.
 
53.
Smakowski i in. 2012 – Smakowski, T., Ney, R. i Galos, K., red. Minerals Yearbook of Poland 2012: Mineral and Energy Economy Research Institute of the Polish Academy of Sciences 2013, 559 s.
 
54.
Szamałek, K. 2011. Rational mineral deposit management in the light of mineral resources theory. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 27(4), s. 5–15.
 
55.
Szuflicki i in. red. 2013 – Szuflicki M., Malon A., Tymiński W. red. 2013. Bilans zasobów złóż kopalin w Polsce według stanu na 31 XII 2012 r. Państwowy Instytut Geologiczny – Państwowy Instytut Badawczy, 2013. 468 s.
 
56.
Zimnoch, E. 1965. Okruszcowanie złoża Starej Góry w świetle nowych danych. Biuletyn Geol. Wydz. Geol. Uniwersytetu Warszawskiego t. 5, 3–38.
 
57.
Zimnoch, E. 1985. Ore mineralization of the Czarnów deposit (Sudetes). Annales Societatis Geologorum Poloniae 53(1–4), s. 289–306.
 
eISSN:2299-2324
ISSN:0860-0953