geologia econômica kupferschiefer

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Geologia Econômica Roberto Matsumoto Cobra Kupferschiefer Mineralização de Cobre controlada por Falhas 1. Abstract riginal! Fluid "lo# models pre$iousl% proposed ha$e been unable to account "or the &'( Mt o" copper metal associated #ith the )up"erschie"er shales in the south#est part o" the *olish basin #ithout an unreasonabl% high concentration o" Cu in the brine transport s%stem. A ne# conceptual model is presented+ on the basis o" more detailed ,no#ledge o" the structural+ stratigraphic and thermal e$olution o" the *olish basin+ that in$ol$es a localized high heat "lo# anomal% present at the time o" the main phase o" mineralization in the Earl% -riassic. -he mechanism proposed in$ol$ed inection o" hot brine "rom a deep/seated basement "ault/"racture s%stem into Rotliegend eolian sandstone and then updip "lo# through this porous "ormation to the 0ubin area+ #here chemical conditions in the immediatel% o$erl%ing )up"erschie"er shale allo#ed precipitation o" the metals "rom the brine. -he copper mineralization o" the 0ubin area is suggested to ha$e resulted "rom a large number o" short pulses o" "luid+ and "lo# #as triggered b% coseismic strain associated #ith normal "aulting. t is proposed that+ #ithin the basement+ a net#or, o" "ractures #ith high aspect ratios opened #ithin each interseismic period under lateral tension and "illed #ith brine. At the time o" a normal/ "ault2related earth3ua,e+ #hen "ault rupture occurred+ coseismic strain resulted in the closure o" "ractures in the $icinit% o" the "ault and brine #as e4pelled. Calculations suggest that+ #ith "luid pressure generated b% the coseismic strain close to lithostatic+ the "orce "rom hot brine inected into the Rotliegend sandstone #as su""icient to dri$e the brine through the a3ui"er at up to 5& m6%r to the site o" copper deposition in the )up"erschie"er shale. " "lo# "rom each earth3ua,e lasted+ on a$erage+ "or ust o$er a %ear+ then appro4imatel% (.(7 ,m8 o" "luid #ould ha$e been discharged. " earth3ua,es and normal "aulting occurred at 1((/ to 9((/%r inter$als+ a$eraging 7+(((6m.%.+ then 5+((( ,m8 o" "luid could ha$e been mobilized in a period o" 19 m.%. Assuming that the "luid #as a brine containing 5( ppm dissol$ed copper+ this $olume #ould ha$e been su""icient to account "or the obser$ed 3uantit% o" copper in the south#est part o" the *olish basin. 9. ntrodução!

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Geologia Econômica Roberto Matsumoto Cobra

Kupferschiefer Mineralização de Cobre controlada por Falhas

1. Abstract riginal!

Fluid "lo# models pre$iousl% proposed ha$e been unable to account "or the &'(Mt o" copper metal associated #ith the )up"erschie"er shales in the south#est part o"the *olish basin #ithout an unreasonabl% high concentration o" Cu in the brinetransport s%stem. A ne# conceptual model is presented+ on the basis o" more detailed,no#ledge o" the structural+ stratigraphic and thermal e$olution o" the *olish basin+ thatin$ol$es a localized high heat "lo# anomal% present at the time o" the main phase o"mineralization in the Earl% -riassic. -he mechanism proposed in$ol$ed inection o" hotbrine "rom a deep/seated basement "ault/"racture s%stem into Rotliegend eoliansandstone and then updip "lo# through this porous "ormation to the 0ubin area+ #herechemical conditions in the immediatel% o$erl%ing )up"erschie"er shale allo#edprecipitation o" the metals "rom the brine. -he copper mineralization o" the 0ubin areais suggested to ha$e resulted "rom a large number o" short pulses o" "luid+ and "lo# #astriggered b% coseismic strain associated #ith normal "aulting. t is proposed that+ #ithinthe basement+ a net#or, o" "ractures #ith high aspect ratios opened #ithin eachinterseismic period under lateral tension and "illed #ith brine. At the time o" a normal/"ault2related earth3ua,e+ #hen "ault rupture occurred+ coseismic strain resulted in theclosure o" "ractures in the $icinit% o" the "ault and brine #as e4pelled. Calculationssuggest that+ #ith "luid pressure generated b% the coseismic strain close to lithostatic+the "orce "rom hot brine inected into the Rotliegend sandstone #as su""icient to dri$ethe brine through the a3ui"er at up to 5& m6%r to the site o" copper deposition in the)up"erschie"er shale. " "lo# "rom each earth3ua,e lasted+ on a$erage+ "or ust o$er a%ear+ then appro4imatel% (.(7 ,m8 o" "luid #ould ha$e been discharged. " earth3ua,esand normal "aulting occurred at 1((/ to 9((/%r inter$als+ a$eraging 7+(((6m.%.+ then5+((( ,m8 o" "luid could ha$e been mobilized in a period o" 19 m.%. Assuming that the"luid #as a brine containing 5( ppm dissol$ed copper+ this $olume #ould ha$e beensu""icient to account "or the obser$ed 3uantit% o" copper in the south#est part o" the*olish basin.

9. ntrodução!

 

dep:sito estudado est; associado aos "olhelhos )up"erschie"er da regiãosudoeste da *olônia apresenta uma enorme 3uantidade de cobre met;lico+ chegandoa &'( Mt de min<rio. Apesar da sua grande rele$=ncia econômica+ os modelosgen<ticos para este dep:sito ainda não são satis"at:rios+ o 3ue le$ou > elaboração dopresente estudo.

Esta proposta pre$? a entrada de salmouras a3uecidas a partir do sistema de"alhas e "raturas+ 3ue abriria caminho para "luidos $indos das partes basais da bacia.Essa salmoura percolaria pelos arenitos e:licos altamente porosos encontrados naporção intermedi;ria da bacia+ at< atingir os "olhelhos )up"erschie"er. Ali+ as condiç@es3umicas seriam ideais para a precipitação do cobre met;lico+ "ormando um imensodep:sito associado aos "olhelhos.

Esse artigo "oi apresentado no peri:dico Economic Geology + $olume B+ de9((&.

&. papel do sistema de "alhas e a in"lu?ncia do )up"erschie"er!

sistema de "alhas e "raturas proposto condiz com os estudos de e$olução dabacia+ "ornecendo os controles para a "orma e a localização do dep:sito cupr"ero.Dados de poços indicam grande subsid?ncia no local+ entre o *ermiano e o -ri;ssico+seguida por um e$ento tectônico distensi$o no ur;ssico. Dessa "orma+ torna/seplaus$el a id<ia de uma rede de "luidos salinos 3ue partiria da base da bacia ealcançaria os "olhelhos )up"erschie"er+ atra$<s das "alhas e "raturas. Modelos atuais+3ue obser$am a interação entre "luidos percolantes e terremotos con"irmam essa id<ia.gualmente+ a orientação das "alhas parece mostrar um caminho "a$or;$el para adispersão do "luido salino.

ma $ez 3ue a bacia < bastante espessa+ ha$eria tamb<m uma pressãolitost;tica 3ue garantiria a mo$imentação da salmoura a altas $elocidades+ "azendocom 3ue ela alcançasse os "olhelhos em um curto inter$alo de tempo com poucasperdas de metais pelo caminhoH.

A mineralização teria ocorrido ainda no ur;ssico+ em pro"undidades de '(( a5(( metros. n$ers@es de bacia durante o Cret;ceo+ al<m da e4umação e erosãoposteriores teriam e4posto o dep:sito.

*or "im+ cabe ressaltar 3ue o modelo a3ui proposto tamb<m pode ser aplicadopara outras ;reas. I bastante pro$;$el 3ue outras ;reas da Europa Central tenhamsido in"luencidas pelo "lu4o de "luidos 3ue se apro$eitou da rede de "raturas e "alhasgeradas durante o ur;ssico. Jo entanto+ uma $ez 3ue a crosta+ nesses outros locais+era mais "ina+ a mineralização acabou não ocorrendo.