ISSN
print 2570-7337
online 2570-7345
Lead-rich oxidized zone of base-metal mineralization of the Kvasetice locality near Havlíčkův Brod: distribution of pyromorphite- and arsenate-bearing mineral assemblages
Keywords
Abstract
Supergene mineral assemblages rich in Pb, As and P occur on the dumps after the historical mining of the base-metal deposit in Kvasetice (Havlíčkův Brod ore district, Bohemian-Moravian Highlands, Czech Republic). The primary hydrothermal assemblage of pyrite > sphalerite > arsenopyrite > galena >> boulangerite hosted in the quartz veins is partly different from other similar localities in this area, which belong to the typical k-pol ores with iron-rich sphalerite, pyrrhotite, pyrite, arsenopyrite and chalcopyrite. Kvasetice locality is characterized by a relatively higher stability of pyrite and sphalerite with a relatively low Fe content (< 0.12 apfu of Fe) compared to arsenopyrite and galena in supergene conditions, as well as a total deficit of Cu, Ca and partly S. In the supergene mineral association rich in Pb-P-Fe-As, two main assemblages can be distinguished. Supergene assemblage I contains common microscopic anglesite replacing galena and two sub-groups of arsenates with sulphide relics in small quartz veins: (a) in close association with the relic arsenopyrite are pharmacosiderite and hydroniumpharmacosiderite, both relatively Pb-rich (≤ 0.18 apfu of Pb), accompanied by a rare scorodite. (b) More abundant assemblage of segnitite >> beudantite > mimetite >> carminite and coronadite without a direct association with sulphides. Other phases with a non-stoichiometric Fe/As ratio (HFA) are only locally found. A sporadic greenockite is the only detected decomposition product of sphalerite. The Pb-Fe3+ sulfates (minerals of the jarosite subgroup), gypsum, and Ca-, Zn-, Sb- and Cu-supergene minerals are missing. Supergene assemblage II is mainly represented by pyromorphite (mostly with As below detection limit, but locally with ≤ 0.44 apfu), rarely by mimetite and only locally also by cerussite. They overgrow thin crusts of mainly Fe-oxyhydroxides covering the altered granite matrix or line thin druse quartz veinlets. The supergene mineral assemblages from Kvasetice differ not only from other localities in the ore district studied, but also from other localities of supergene mineralization in the Bohemian-Moravian Highlands. They are the product of weathering in the shallow supergene zone, however, they could also have been arised by subrecent weathering of materials deposited on the dumps during the 13-16th century.
Files
References
a T (2010) Solubility of mimetite Pb5(AsO4)3Cl at 5-55°C. Envir Chem 7: 268-278. https://doi.org/10.1071/en10021
Bernard JH (1967) Kurze Übersicht der isogenetischen erzlagerbildenden Mineralassoziationen hydrother-malen Ursprung im tschechoslowakischen Teil der Böhmischen Masse. Čas Mineral Geol 12: 13-20
Bernard JH (1991) Empirical types of ore mineralizations in the Bohemian Massif. 1-181, Český geologický ústav, Praha
Bína J, Demek J (2012) Z nížin do hor (Geomorfologické jednotky České republiky). 1-343, Academia, Praha
Breiter K, Frýda J, Leichmann J (2002) Phosphorus and rubidium in alkali feldspars: case studies and possible genetic interpretation. Bull Czech Geol Surv 77(2): 93-104
Burmann F, Kein MF, Oelmann Y, Teiber H, Marks MA, Markl G (2013) The source of phosphate in the oxidation zone of ore deposits: Evidence from oxygen isotope compositions of pyromorphite. Geochim Cosmochim Acta 123: 427-439. https://doi.org/10.1016/j.gca.2013.07.042
Demek J, Novák V (1992) Vlastivěda moravská, Neživá příroda. 1-242, Muzejní a vlastivědná společnost v Brně, Brno
Dobeš P, Malý K (2001) Mineralogie polymetalických rudních výskytů ve střední části havlíčkobrodského revíru. Vlastiv Sbor Vysočiny, Odd Věd přír 15: 51-85
Dokoupilová P, Sulovský P (2007) Minerály skupiny jarositu ze sulfidických paragenezí východní části Českého masivu. Acta Mus Moraviae, Sci geol 92: 75-91
Dos Santos EC, Lourenço MP, Pettersson LGM, Duarte AH (2017) Stability, structure, and electronic properties of the pyrite/arsenopyrite solid-solid interface-A DFT study. J Phys Chem 121(14): 8042-8051. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.7b02642
Drahota P, Filippi M (2009) Secondary arsenic minerals in the environment: A review. Envir Inter 35:1243-1255. https://doi.org/10.1016/j.envint.2009.07.004
Drahota P, Knappová M, Kindlová H, Culka A, Majzlan J, Mihaljevič M, Rohovec J, Veselovský F, Fridrichová M, Jehlička J (2016) Mobility and attenuation of arsenic in sulfide-rich mining wastes from the Czech Republic. Sci Tot Environ 557-558: 192-203. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.03.079
Filippi M, Machovič V, Drahota P, Böhmová V (2009): Raman microspectroscopy as a valuable additional method to X-ray diffraction and electron microscope/microprobe analysis in the study of iron arsenates in environmental samples. Appl Spectrosc 63(6): 621-626. https://doi.org/10.1366/000370209788559700
Fojt B (1960) Farmakosiderit z Dlouhé Vsi u Havlíčkova Brodu. Čas Mineral Geol 5(1): 61
Frost RL, Kloprogge JT (2003) Raman spectroscopy of some complex arsenate minerals—implications for soil remediation. Spectrochim Acta A: Molecul Biomolecul Spectrosc 59(12): 2797-2804. https://doi.org/10.1016/s1386-1425(03)00103-3
Gołębiowska B, Włodek A, Pieczka A, Borkiewicz OJ, Polak M (2016) The philipsbornite-segnitite solid-solution series from Rędziny, eastern metamorphic cover of the Karkonosze granite (SW Poland). Ann Soc Geol Polon 86: 73-83. https://doi.org/10.14241/asgp.2015.036
Havlíček J, Malý K (2008) Kaňkit ze Stříbrných Hor u Hav- líčkova Brodu. Acta Rer Nat 5: 113-114
Holub M (2008) Poznámky k existenci větráním obohacených zón stříbronosných rud v Brodském a Jihlavském rudním revíru. Stříbrná Jihlava 2007, Studie k dějinám hornictví a důlních prací, Archeologické výzkumy na Vysočině, Supplementum (1): 206-215
Houzar S (2020) Regionálně geologická pozice hydrotermálních rudních ložisek na Českomoravské vrchovině. Stříbrná Jihlava 2019, Acta Rer Nat 25(1): 1-14
Houzar S, Malý K (2002): Přehled mineralogie, ložiskových poměrů a historie štěpánovského rudního revíru na západní Moravě. Acta Mus Moraviae, Sci geol 87: 5-59.
Houzar S, Kocourková E, Sejkora J, Hrazdil V (2011) Recentní výkvěty Fe sulfátů na odvalech po těžbě polymetalických rud v Dlouhé Vsi u Havlíčkova Brodu. Acta Mus Moraviae, Sci geol 96(2): 53-67
Houzar S, Hrazdil V, Hršelová P, Toman J, Buřivalová L, Grossmannová D, Hladišová T, Litochleb J, Malý K, Škrdla P, Šmerda J, Vedra P, Víšková E, Vokáč M (2021) Historické dolování drahých kovů na Českomoravské vrchovině. 1-476, Moravské zemské muzeum, Brno
Hrubý P (2019) Metalurgická produkční sféra na Českomoravské vrchovině v závěru přemyslovské éry. 1-248, Filosofická fakulta Masarykova univerzita, Brno. https://doi.org/10.5817/cz.muni.m210-9227-2019
Kaiser K, Guggenberger G, Haumaier L (2003) Organic phosphorus in soil water under a European beech (Fagus silvatica L.) stand in northeastern Bavaria, Germany: seasonal variability and changes with soil depth. Biogeochemistry 66: 287-310. https://doi.org/10.1023/b:biog.0000005325.86131.5f
Kalášek J, Pokorný J, Pospíšil Z, Středa J, Špaček J, Tenčík I, Vodochodský L (1964) Závěrečná zpráva a výpočet zásob ložiska Cu, Zn, Pb, Cd, Ag, (In) rud Dlouhá Ves u Havl. Brodu. MS, archiv ČGS - Geofond Praha GF FZ004623 p 37
Keim MF, Markl G (2015) Weathering of galena: Mineralogical processes, hydrogeochemical fluid path modeling, and estimation of the growth rate of pyromorfite. Am Mineral 100: 1584-1594. https://doi.org/10.2138/am-2015-5183
Kingsbury AWG, Hartley J (1960) Carminite and beudantite from the northern part of the Lake District and from Cornwall. Mineral Mag 32 (249): 423-432. https://doi.org/10.1180/minmag.1960.032.249.01
Kloprogge JT, Wood BJ (2017) X-ray photoelectron spectroscopic and Raman microscopic investigation of the variscite group minerals: Variscite, strengite, scorodite and mansfieldite. Spectrochim Acta Part A: Molecul Biomolec Spectrosc 185: 163-172. https://doi.org/10.1016/j.saa.2017.05.042
Kocourková E, Losos Z, Vávra V (2007) Pyromorfit z ložiska olověno-zinkových rud Nová Ves u Rýmařova. Acta Mus Moraviae, Sci geol 92: 93-102
Kocourková E, Cempírek J, Losos Z (2008) Kaňkit z Dlouhé Vsi u Havlíčkova Brodu. Acta Rer Nat 4: 7-12
Kocourková E, Houzar S, Hrazdil V (2010) Pyromorfit z jihlavského rudního revíru. Acta Mus Moraviae, Sci geol 95(1): 105-120
Kocourková E, Šráček O, Houzar S, Cempírek J, Losos Z, Filip J, Hršelová P (2011) Geochemical and mineralogical control on the mobility of arsenic in a waste rock pile at Dlouhá Ves, Czech Republic. J Geochem Explor 110: 61-73. https://doi.org/10.1016/j.gexplo.2011.02.009
Kratochvíl F (1949) O starých dolech na stříbro mezi Ledčem nad Sázavou, Havlíčkovým Brodem a Humpolcem. Sbor St geol úst ČSR 16: 213-264
Lafuente B, Downs RT, Yang H, Stone N (2015) The power of databases: the RRUFF project. In: Highlights in Mineralogical Crystallography, Armbruster T, Danisi RM (eds) Berlin, Germany, W. De Gruyter: 1-30. https://doi.org/10.1515/9783110417104-003
Litochleb J, Pletánek Z (1979) Nové výskyty polymetalické mineralizace v okolí Humpolce, Pelhřimova a Jindřichova Hradce. Sbor přísp geol výzk jz. části Českomoravské vrchoviny. Jihočeské muzeum, České Budějovice: 80-84
Ma X, Su R, Zhao X, Liu S, Wu X, Wang S, Jia Y (2021) Phase transformation of hydrous ferric arsenate in the presence of Fe(II) under anaerobic conditions: Implications for arsenic mobility and fate in natural and anthropogenic environments. Chem Geol 578: 120321. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2021.120321
Magalhães MCF, Silva MCM (2003) Stability of lead (II) arsenates. Monatsh Chem 134: 735-743
Markl G, Marks MA, Holzäpfel J, Wenzel T (2014) Major, minor, and trace element composition of pyromorphite-group minerals as recorder of supergene weathering processes form the Schwarzwald mining district, SW Germany. Am Mineral 99: 1133-1146. https://doi.org/10.2138/am.2014.4789
Merlet C (1994) An accurate computer correction program for quantitative electron probe microanalysis. Microchim Acta 114/115: 363-376. https://doi.org/10.1007/bf01244563
Němec D (1965) Geologické a paragenetické poměry ložiska formace Pb-Zn-Ag u Bartoušova na Havlíčko- brodsku. Sbor geol Věd, Ř Lož geol 6: 47-86
Novák F, Jansa J (1981) Minerogenetický výzkum fluoritových ložisek Moldava a Harrachov. Nerost Sur 13 (3): 1-88
Pauliš P (2022) Výskyty coronaditu v České republice. Minerál 30(3): 242-245
Pauliš P, Kopecký S, Novák F, Ševců J (2005): Skorodit z Dlouhé Vsi u Havlíčkova Brodu. Bull mineral-petrolog Odd Nár Muz (Praha) 13: 248-249
Pauliš P, Kopecký S, Jebavá I (2011) Nové nálezy supergenní mineralizace v havlíčkobrodském rudním revíru (Česká republika). Bull mineral-petrolog Odd Nár Muz (Praha) 19(1): 76-82
Pauliš P, Havlíček J, Kopecký S, Jebavá I (2012) Mimetit z kamenolomu Pohled u Havlíčkova Brodu. (Česká republika). Acta Rer Nat 13: 1-3
Pauliš P, Kopecký S, Jebavá I (2013) Beudantit z lokality Dvorce u Jihlavy. Minerál 21 (3): 234-236
Pauliš P, Vrtiška L, Dolníček Z, Malíková R, Pour O (2021) Coronadit z dolu Řimbaba v Bohutíně u Příbrami (Česká republika). Bull Mineral Petrolog 29(2): 281-284. https://doi.org/10.46861/bmp.29.281
Pekov IV, Khanin DA, Yapaskurt VO, Pakunova AV, Ekimenkova IA (2016) Minerals of the beudantite-segnitite series from the oxidation zone of the Berezovskoe gold deposit, Middle Urals: Chemical variations, behavior of admixtures, and antimonian varieties. Geol Ore Depos 58: 600-611. https://doi.org/10.1134/s1075701516070096
Pirajno F (2018) Halogens in hydrothermal fluids and their role in the formation and evolution of hydrothermal mineral systems. In: Harlov DE, Aranovich L (eds.) The role of halogens in terrestrial and extraterrestrial geochemical processes: Surface, crust, and mantle: 759-804 Vyd Springer Nature Berlin. https://doi.org/10.1007/978-3-319-61667-4_12
Pokorný J (1963) Závěrečná zpráva o vyhledávacím průzkumu Pb - Zn ložisek havlíčkobrodského rudního uzlu. MS, archiv ČGS - Geofond Praha GF P016609 p 112
Post JE, Bish DL (1989) Rietveld refinement of the coronadite structure sample from Morocco. Am Mineral 74: 913-917
Sejkora J (1994) Minerály ložiska Moldava v Krušných horách. Bull mineral-petrolog Odd Nár Muz (Praha) 2: 110-116
Sejkora J, Škovíra J, Čejka J, Plášil J (2009) Cu-rich members of the beudantite-segnitite series from the Krupka ore discrict, the Krušné hory Mountains, Czech Republic. J Geosci 54: 355-371. https://doi.org/10.3190/jgeosci.055
Sejkora J, Kopecký S sen., Pauliš P, Kopecký S jun. (2015) Nové poznatky o primární mineralizaci v havlíčkobrodském rudním revíru (Česká republika). Bull mineral-petrolog Odd Nár Muz (Praha) 23(2): 277-296
Velebil D (2020) Pyromorfity ve sbírce Národního muzea. Minerál 28(1): 3-10
Víšková E (2014) Arzenová supergenní mineralizace a chování arzenu na odvalech polymetalického ložiska Dlouhá Ves u Havlíčkova Brodu na Českomoravské vrchovině. Acta Mus Moraviae, Sci geol 99(1): 31-56
Víšková E, Houzar S, Hrazdil V (2019) Přehled supergenních minerálů Ag-Pb-Zn-Cu z historických rudních ložisek na Českomoravské vrchovině. Acta Mus Moraviae, Sci geol 104(1): 5-48
Warr LN (2021) IMA-CNMNC approved mineral symbols. Mineral Mag 85 (3): 291-320. https://doi.org/10.1180/mgm.2021.43
Internetové zdroje:
Důlní díla a poddolovaná území. Přístup 17. 8. 2022 na adrese: https://mapy.geology.cz/dulni_dila_poddolovani/
Laugier J, Bochu B (2011) LMGP-suite of programs for the interpretation of X-ray experiments. http://www.ccp14.ac.uk/tutorial/lmgp, přístup duben 2011