NGU Rapport 2003
Total Page：16
File Type：pdf, Size：1020Kb
Norges geologiske undersøkelse 7491 TRONDHEIM Tlf. 73 90 40 00 Telefaks 73 92 16 20 RAPPORT Rapport nr.: 2003.035 ISSN 0800-3416 Gradering: Fortrolig til 31.05.2004 Tittel: Potensielle ressurser av kvarts- og feltspat-råstoffer på Sørlandet, III: Sporelementsammensetningen av pegmatittisk og hydrotermal kvarts i Froland, Østre Froland og Lillesand. Status quo ved utgangen av 2002 Forfatter: Oppdragsgiver: Peter M. Ihlen, Iain Henderson, Rune B. Larsen, North Cape Minerals AS - NGU Rolf Lynum og Leif Furuhaug Fylke: Kommune: Aust-Agder Froland, Birkenes og Lillesand Kartblad (M=1:250.000) Kartbladnr. og -navn (M=1:50.000) Arendal 1512-2 Mykland; 1612-3 Nelaug og 1511-1 Lillesand Forekomstens navn og koordinater: Sidetall: 38 + 5 vedlegg Pris: Kr. 415 se Vedlegg 1 og 2 Kartbilag: Feltarbeid utført: Rapportdato: 01.10.03 Prosjektnr.: 292500 Ansvarlig: 10.-21.06.02 og 17.-22.09.02 Lagleder Are Korneliussen Sammendrag: Rapporten gir status quo for kvartsundersøkelsene i Froland, Østre Froland og Lillesand i 2001 og 2002. Målsetningen var å påvise forekomster med minimumsreserver på 200 000 tonn av kvarts og feltspat med renhetsgrad av kvarts i spekteret av super-rene kvaliteter, eventuelt i kombinasjon med gode kvaliteter av alkalifeltspat og natronfeltspat. Det er i alt undersøkt 101 enkeltstående pegmatitter og kvartsganger hvor det totalt er innsamlet 522 prøver av kvarts og feltspater. Hovedelementsammensetningen (XRF) av feltspatene viser at en meget stor andel av pegmatittene innholder K- feltspat med >13 % K2O som sannsynligvis vil tilfredsstille kravene til kommersielle alkalifeltspatkonsentrater. Men plagioklasen fører generelt 2,0-5,0 % CaO som må anses å være for høyt til å kunne gi høyverdige konsentrater av natronfeltspat. Resultatene av 227 LA-ICP-MS analyser av kvarts viser at 14 av forekomstene i Froland og Østre Froland med ønsket størrelse innholder kvarts med lavere totalt innhold av sporelementer enn medianverdiene for 19 kvartsprøver fra Glamsland (totalt 75 ppm). Av disse er det bare en forekomst (Nordre Teigen, nord) som har kvarts med bedre kvalitet enn kvarts fra Glamslandpegmatittene. Det er dessuten bare to av de 14 forekomstene som kan gi rågods med muligheter for fremstilling av kommersielle feltspatkonsentrater og disse representerer pegmatittiske granitter med fare for at rågodset blir for finkornet. Ingen av pegmatittene og kvartsgangene i Froland og Østre Froland fører kvarts med gjennomsnittlig renhetsgrad i spekteret av super- rene kvaliteter (totalt <30-50 ppm gitterbundete forurensninger), selv om slike kvaliteter finnes på prøvenivå. De renhetsgrader som kan oppnås ved optimal prosessering av kvarts fra forekomstene vil ikke i stor nok grad overstige kvaliteten til kvartskonsentrater som allerede produseres på verket i Glamsland og derfor vil ikke transport av rågods fra Froland til verket på Glamsland bli regningssvarende. Undersøkelsene har også vist at det er tilstrekkelig å innsamle prøver fra et titall forekomster for å teste et pegmatittfelts kvartspotensial. Ved regional prøvetakning er det ikke nødvendig å ta hensyn til eventuell innvirkning fra forskjeller i kvartstyper, pegmatittenes mineralogi, deformasjonsgrad og vertsbergarter. Variasjonene i sammensetningen av kvartsprøvene er i stor grad knyttet til avsetning av hydrotermal kvarts langs tektoniske mikro-strukturer. I denne prosessen introduseres kvarts med sterkt varierende innhold av sporelementer noe som øker variasjonsbredden av analyseverdiene på prøvenivå. Variasjonene på forekomst nivå er derfor i stor grad knyttet til en kombinasjon av analyseusikkerhet, variasjoner på prøvenivå og i mindre grad magmatiske forhold. Emneord: Fagrapport Industrimineraler Pegmatitter Kvarts K-feltspat Plagioklas Mineralkjemi SEM-CL Geologi INNHOLD FIGURER I VEDLEGG 5.......................................................................................................... 4 1. INNLEDNING................................................................................................................... 7 2. LA-ICP-MS ANALYSER AV SPORELEMENTER I KVARTS................................... 12 3. GITTERBUNDETE SPORELEMENTER I KVARTS................................................... 13 3.1 Interne variasjoner i kvartsprøvene.......................................................................... 14 3.1.1 Konklusjoner ........................................................................................................... 14 3.1.2 Dokumentasjon........................................................................................................ 14 3.2 Variasjoner i sammensetningen av forskjellige makroskopiske typer av kvarts ..... 23 3.2.1 Konklusjoner .................................................................................................... 23 3.2.2 Dokumentasjon................................................................................................. 23 3.3 Interne variasjoner i de enkeltstående pegmatittkropper.......................................... 24 3.3.1 Konklusjoner .................................................................................................... 24 3.3.2 Dokumentasjon................................................................................................. 25 3.4 Forskjeller mellom pegmatittene i klynger av kropper ............................................ 28 3.4.1 Konklusjoner .................................................................................................... 28 3.4.2 Dokumentasjon................................................................................................. 28 3.5 Forskjeller mellom pegmatitt-typene i Froland........................................................ 29 3.5.1 Konklusjoner .................................................................................................... 29 3.5.2 Dokumentasjon................................................................................................. 29 3.6 Regionale variasjoner............................................................................................... 31 3.6.1 Konklusjoner .................................................................................................... 31 3.6.2 Dokumentasjon................................................................................................. 31 4. EVALUERING AV KVARTSRÅSTOFFER I FROLAND OG ØSTRE FROLAND ....... 34 5. KONKLUSJONER .............................................................................................................. 36 6. REFERANSER .................................................................................................................... 37 FIGURER Fig. 1. Kart som viser fordelingen av pegmatitter i Bamble sektoren med angivelse av kartutsnittene vist i Fig. 1-3. Fig. 2. Kart over Frolandområdet med angivelse av prøvetatte pegmatitter med lokalitetsnummere. Fig. 3. Kart over Østre Froland med angivelse av prøvetatte kvartsganger og en pegmatitt (122) med lokalitetsnummere. Fig. 4. Kart over bruddene i Glamslandområdet med angivelse av prøvelokaliteter. Fig. 5. SEM-CL bilde som viser plasseringen av analysepunkter i to faser av primær magmatisk kvarts med forskjellig CL-intensitet i prøve 94041. Analyseverdiene er gitt i Tabell 2. Fig. 6. SEM-CL bilder fra prøve 97070, som viser analysepunktene i et kvartskorn som består av tre faser av primær magmatisk kvarts med forskjellige Cl-intensiteter. Punkt 1 (t.v.) ligger i en fase med høy CL-intensitet sentralt i kvartskornet, mens punktene 2 og 3 (t.h.) ligger innenfor to andre primære kvartsfaser som opptrer i det mørke området i det venstre bildet. Analyseverdiene er gitt i Tabell 2. Fig. 7. SEM-CL bilde av analysepunktene i slip A fra prøve 97132. Kvartsen viser betydelige variasjoner i Cl-intensitet mellom primær (lys grå) og sekundær kvarts(mørk grå). Punkt 1 finnes i rester av prmær kvarts som har blitt korrodert og senere innfylt med sekundær kvarts hvor punkt 2 opptrer. Analyseverdiene er gitt i Tabell 2. Fig. 8. SEM-CL bilde av analysepunktene i slip B fra prøve 97132. Den primære kvartsen med punkt 1 (lys grå) har blitt fortrengt av sekundær kvarts(mørk grå) langs et system av sprekker. Punkt 2 ligger i sekundær kvarts. Analyseverdiene er gitt i Tabell 2. Fig. 9. SEM-CL bilde av kvarts i prøve 97115. Den primære kvartsen (lys grå) er fortrengt av og innfylt med tertiær kvarts (svart) langs et nettverk av sprekker hvor punkt 2 er analysert. Punkt 1 ligger i et parti av den primære kvartsen som er upåvirket av de sene hydrotermale prosessene. Analyseverdiene er gitt i Tabell 2. Fig. 10. SEM-CL bilde av analysepunktene i slip A fra prøve 97111. Den primære kvartsen (lys grå) med punkt 1 er sterkt fortrengt av tidlig sekundær kvarts(grå) med punkt 2, og sen sekundær kvarts (mørkere grå t.h. for punkt 2). Alle disse fasene gjennomsettes av sprekkefyllinger med tertiær kvarts (svart) hvor punkt 3 er analysert. Analyseverdiene er gitt i Tabell 2. Fig. 11. SEM-CL bilde av analysepunktene i slip B fra prøve 97111. Kvartsen viser stor tetthet av sprekker som gjennomsetter primær (lys grå, punkt 1) og sekundær kvarts (grå). Sprekkene er fylt med kvarts med lav Cl-intensitet (mørk gråsvart) som antas å representere tertiær kvarts som er analysert i punkt 2. Analyseverdiene er gitt i Tabell 2. Fig. 12. SEM-CL bilde av analysepunktene i prøve 97047. Primær kvarts (punkt 1, lys grå) som er gjennomsatt av sprekker fylt med sekundær (punkt 2, mørk grå) og tertiær kvarts (punkt 3, svart) som i mindre grad fortrenger den primære. Analyseverdiene er gitt