Geoquímica del kupferschiefer de Turingia y Alta Sajonia, Alemania

Abstract

Trabajo Fin de Máster Oficial en Geología y Gestión Ambiental de los Recursos Minerales. Tutor: Dr. D. Reinaldo Sáez Ramos. Los depósitos de tipo Kupferschiefer en el centro norte de Europa (suroeste de Polonia y Alemania central) representan uno de los distritos con mayor historia minera documentada desde tiempos medievales y una de las mayores acumulaciones de cobre hospedado en sedimentos a nivel mundial. Sus características han sido materia de estudio para los investigadores a lo largo del tiempo, logrando varias interpretaciones genéticas al respecto de su formación y mineralización. Estos yacimientos consisten en secuencias de pizarras negras ricas en materia orgánica y potencia métrica, que además de cobre albergan contenidos importantes de plata, plomo y zinc en una mineralogía que consiste esencialmente en sulfuros y sulfosales. El presente estudio contempla 42 muestras recolectadas en las regiones de Turingia y Alta Sajonia, Alemania, las cuales han sido extraídas desde tres sondeos (Fe Motzelbach 2/1961, Fe Motzelbach 6/1963 y Kal Kieselbach 4E/1960), dos afloramientos (Lange Wand y Stollenmundloch 2) y dos sitios de muestreo al interior de la mina de Wettelrode (B y C), por lo que han sido clasificadas en 4 zonas diferentes de acuerdo a su proximidad geográfica. Las litologías muestreadas y analizadas consisten principalmente en pizarras negras, pizarras margosas y areniscas de grano fino, lo que indica al menos diferencias en sus condiciones de formación y, por lo tanto, reflejan diferencias composicionales que radican en las cantidades de materia orgánica, y otros elementos, los cuales pueden representar un factor limitante en la mineralización epigenética de cobre, plomo y zinc. Así, ha logrado establecerse una relación genética entre las cantidades de materia orgánica y los porcentajes de cobre en algunas zonas, como también se deduce en otros casos que los procesos de sulfato-reducción no han sido suficientes para consumir la totalidad de la materia orgánica disponible. Finalmente, se cree que las rocas que dieron lugar a las Kupferschiefer estudiadas en el presente trabajo se han formado en cuencas cerradas o parcialmente restringidas, las cuales presentan variaciones leves en las tasas de sedimentación y condiciones redox propicias para la formación y conservación de los sulfuros metálicos.

The Kupferschiefer-type deposits in north-central Europe (southwest Poland and central Germany) represent one of the districts with the longest documented mining history since medieval times and one of the largest accumulations of sediment-hosted copper in the world, whose characteristics have been studied by researchers over time, achieving various genetic interpretations of their formation and mineralisation. These deposits consist of metric-sized stratigraphic sequences of organic-rich black shales, which in addition to copper host important contents of silver, lead and zinc in a mineralogy consisting essentially of sulphides and sulphosalts. The present study includes 42 samples collected in the regions of Thuringia and Upper Saxony, Germany, which have been extracted from three drill holes (Fe Motzelbach 2/1961, Fe Motzelbach 6/1963 and Kal Kieselbach 4E/1960), two outcrops (Lange Wand and Stollenmundloch 2) and two sampling sites within the Wettelrode mine (B and C), and have therefore been classified into 4 different zones according to their geographical proximity. The sampled and analized lithologies consist mainly of black shales, marly shales and fine-grained sandstones, which exhibit differences in their formation conditions and therefore reflect compositional differences in the amounts of organic matter, among other elements, which may represent a limiting factor in the epigenetic mineralisation of copper, lead and zinc. The genetic between the amounts of organic matter and the percentages of copper has been established in some areas. The geochemical results let also to invoke local limitations to sulphate-reduction processes which have not been efficient enough to consume all the available organic matter. Finally, the combination of sedimentologic and geochemical tools in the study of the Kupferschiefer sequences included in the present work suggest the formation in closed or partially restricted basins, which show slight variations in sedimentation rates and redox conditions conducive to the formation and preservation of metallic sulphides.