A Kelet-Mecsek Kora-Kréta Vulkanizmusához Kapcsolódó Hidrotermális Folyamatok És Ércindikációk
Total Page：16
File Type：pdf, Size：1020Kb
A KELET-MECSEK KORA-KRÉTA VULKANIZMUSÁHOZ KAPCSOLÓDÓ HIDROTERMÁLIS FOLYAMATOK ÉS ÉRCINDIKÁCIÓK Jáger Viktor DOKTORI ÉRTEKEZÉS Eötvös Loránd Tudományegyetem, Ásványtani Tanszék Földtudományi Doktori Iskola, Földtan-Geofizika Doktori Program Témavezető: Molnár Ferenc, Ph.D. habilitált egyetemi docens (Ásványtani Tanszék, ELTE) Finn Geológiai Szolgálat Doktori Iskola vezetője: Dr.Nemes-Nagy József, egyetemi tanár, D.Sc. Doktori Program vezetője: Dr.Mindszenty Andrea, egyetemi tanár, D.Sc. 2015 1 Egy látogatónak, aki úgy mutatkozott be, mint az Igazság keresője, ezt mondta a Mester: -Ha valóban az Igazságot keresed, akkor van valami, amire mindenek felett szükséged van. -Tudom. Az igazság szenvedélyes szeretete az. -Nem. Állandó készenlét annak elismerésére, hogy tévedhetsz. Anthony de Mello S. 2 Tartalomjegyzék: 1. Bevezetés 7 2. Célkitűzések 8 3. A Kelet-Mecsek kora-kréta magmatizmusára és ércesedéseire vonatkozó korábbi ismeretek áttekintése 10 3.1 Magmás tevékenység 10 3.2 Geodinamika 13 3.3 Az üledékgyűjtő sajátságai, a vulkanizmus időtartama 15 3.4 Őslénytani megfigyelések 17 3.5 Hidrotermás tevékenységek 18 4. Az kora-kréta kori vulkanizmushoz kapcsolódó ércesedések és ércindikációk bányászati vonatkozásai 20 4.1 Vasérc 20 4.1.1 Pusztakisfalu 20 4.1.2 Zengővárkony 23 4.2 Arany és ezüstérc 24 4.2.1 Magyaregregy, Barnakő („Aranybánya‖) 25 4.2.2 Kárász, volt strand környéke („Aranybánya-gödör‖) 26 4.2.3 Pécsvárad, Réka-völgy („Pénz-bánya‖) 28 4.2.4 Beazonosítatlan arany-, ezüst indikációk 32 5. Kutatási módszerek 33 6. Kutatási eredmények 36 6.1 Teleptelérek a Liász feketeszéntelepben, Pécs-Vasas 36 6.1.1 Földtani környezet 36 6.1.2 Ásványtani vizsgálatok a kontaktustól való távolság függvényében 38 6.1.3 Fluidzárvány vizsgálatok 42 6.2 Toarci feketepalába nyomult teleptelérek hidrotermás-metaszomatikus folyamatai, Pécsvárad, Réka-völgy 44 6.2.1 Földtani környezet 44 6.2.2 Ásványtani vizsgálatok a kontaktustól való távolság függvényében 47 6.2.3 Fluidzárvány vizsgálatok 53 6.2.4 δ34S mérési adatok 53 6.2.5 Nyomelemzési adatok 54 3 6.3 Aaleni mészkő hematitos-goethites ércesedése, Pusztakisfalu 54 6.3.1 Földtani környezet 54 6.3.2 Ércszövettani megfigyelések és nyomelemzési adatok 55 6.4 Rákkoprolit-tartalmú goethites ércesedések és szeladonitos kitöltések 57 6.4.1 Alsó-kréta kori konszolidálatlan mésziszapba hatoló teleptelér menti vasércesedés, Zengővárkony 57 6.4.1.1 Földtani környezet 57 6.4.1.2 („Alsó‖) hialoklasztit 60 6.4.1.3 Intruzív párnabazalt pirites-goethites, peperites mészkőzárványokkal 60 6.4.1.4 Csöves-szerkezetű pirites-markazitos hidrotermás csatornák intruzív párnabazaltok között 68 6.4.1.5 („Felső‖) hialoklasztit 70 6.4.1.6 Vasérc 70 6.4.1.7 Ércfedő mészkő 71 6.4.1.8 Szövettani vizsgálatok 72 6.4.1.8.1 Vasérc 72 6.4.1.8.2 Fonalas struktúrák hialoklasztitban 74 6.4.1.9 Nyomelemzési és δ34S mérési adatok 76 6.4.1.9.1 Intruzív párnabazaltok közötti mészkőzárványok kőzetalkotó mennyiségű pirites koprolittal 76 6.4.1.9.2 Intruzív párnabazaltok közötti csöves-szerkezetű pirites-markazitos képződmények 77 6.4.1.9.3 Oxidálódott pirites képződmények és goethites vasérc 79 6.4.1.10 Fluidzárvány vizsgálatok 79 6.4.1.11 K/Ar kor 80 6.4.2 Goethites koprolitos vasérc a Hidasi-völgyi volt vadászház környékén 6.4.2.1 Földtani környezet 81 6.4.2.2 A goethites érc nyomelemtartalma 83 6.4.3 Szeladonitos rákkoprolit-tartalmú járatok a Hidasi-völgyi márgában 83 6.4.3.1 Földtani környezet 83 6.4.3.2 Fluidzárvány vizsgálatok 84 6.4.4 Szeladonitos-goethites rákkoprolitokat tartalmazó vulkano-szediment összlet, Komló-Jánosipuszta - Szöge-hegy és Hamvas-völgy közötti terület 86 4 6.4.4.1 Földtani környezet 86 6.4.5 A Kelet-Mecsek egyéb, rákkoprolitokat tartalmazó képződményei 91 6.5 Hialoklasztitok és párnabazaltok pirites-goethites indikációi 93 6.5.1 Hidasi-völgy, Csurgói mellékárok 93 6.5.1.1 Földtani környezet 93 6.5.1.2 nyomelemzési és δ34S mérési adatok valamint TOC-tartalom 94 6.5.2 Magyaregregy, Várvölgy 94 6.5.2.1 Földtani környezet 94 6.5.2.2 Nyomelemzési és δ34S mérési adatok 95 6.6 Peperit és hidraulikus breccsa, Magyaregregy, Petrác-völgy és Iharos-kút 95 6.6.1 Petrác-völgy 95 6.6.1.1 Földtani környezet 95 6.6.2 Iharos-kút környéke 96 6.6.2.1 Földtani környezet 96 6.7 Pirites indikáció berriázi mészkőbe nyomult bazalttelér kalcitereiben, valamint kovásodot titon tűzköves mészkőzárvány vulkanoklasztitos környezetből, Magyaregregy, Barnakő 99 6.7.1 Földtani környezet 99 6.7.2 Nyomelemzési és δ34S mérési adatok 100 6.7.3 Fluidzárvány vizsgálatok 100 6.8 Hematitos neptuni telérek, Ófalu, Goldgrund-völgy 101 6.8.1 Földtani környezet 101 6.8.2 Nyomelemzési adatok és TOC-tartalom 104 7. Következtetések 104 7.1 A magmás képződmények és a befogadó üledékek/üledékes kőzetek fizikai kapcsolata az alsó-kréta kori benyomulások idején 104 7.1.1 Teleptelérek képződése 104 7.1.2 Kokszosodási folyamat a teleptelérek mentén 105 7.1.3 Intruzív párnabazaltok és hialoklasztitok képződése 106 7.1.4 Peperit képződés, pórusvízkizökési struktúrák, hidrotermás tev. 109 7.2 A Kelet-Mecsek Jura-Kréta időszaki oxigénhiányos környezetben képződött üledékeinek/üledékes kőzeteinek ércképződésben betöltött szerepe és ichnofosszíliáinak paleoökológiája 113 7.2.1 Nyomelemdúsulások oxigénhiányos, magas szervesanyag tartalmú és pirites üledékekben 113 5 7.2.2 A Kelet-Mecsek alsó-kréta kőzeteinek ichnofosszíliái és jelentőségük a nyomelemdúsulások és ércesedések létrejöttében 119 7.2.2.1 Zoophycos és Chondrites 119 7.2.2.2 Thalassinid rákjáratok és rákkoprolitok 120 7.2.2.3 Pirites rákkoprolitokat tartalmazó peperites mészkövek nyomelemdúsulásai és δ34S értékei 126 7.2.2.4 Bakteriális nyomfosszíliák 128 7.2.2.4.1 Alsó-kréta(?) pirites üledékek mikrobiális oxidációja 128 7.2.2.4.2 Bazaltos kőzetüveg mikrobiális oxidációja 133 7.3 Biomimetikus struktúrák 136 7.4 A Kelet-Mecsek alsó-kréta magmás intrúziói mentén kialakult hidrotermás folyamatok és vasércesedések genetikája 141 7.4.1 Üledékes kőzetekbe hatoló magma által kiváltott hidrotermás folyamatok 142 7.4.1.1 Pécsvárad, Réka-völgy 142 7.4.1.2 Pécs-Vasas, Liász feketekőszén-telep 144 7.4.1.3 Magyaregregy, Barnakő 146 7.4.1.4 Pusztakisfalu 147 7.4.1.5 Magyaregregy, Várvölgy, Iharos-kút; Petrác-völgy 148 7.4.2 Konszolidálatlan üledékekbe hatoló magmás intrúziók menti hidrotermás folyamatok 150 7.4.2.1 Zengővárkony, volt vasércbánya 150 7.4.2.2 Jánosipuszta, Szöge-hegy és Hamvas-völgy közötti terület 154 7.4.2.3 Hidasi-völgy, Csurgói mellékárok és a volt vadászház környéke 155 7.4.2.4 Hidasi-völgy, Pásztor-forrás (Pusztabánya) 156 7.4.3 Tenger alatti párna lávabreccsák és hialoklasztitok 156 8. Összefoglalás 157 9. Összefoglaló 163 10. Summary 164 Köszönetnyilvánítás i Idézett szakirodalom ii Melléklet I 6 1. Bevezetés A Tisza-egységhez tartozó Kelet-Mecsek területe a kora-kréta során vastag üledékekkel fedett rift árokrendszerhez tartozott. A kontinentális kéreg riftesedése a késő- triásztól fogva követhető amit Vörös (1993, 2001), Haas (1990), Haas & Péró (2004) és Császár (2005) kutatásai alapján szignifikáns tektonikai, litológiai és paleontológiai bizonyítékok jeleznek. A Tisza mikrokontinensnek az európai kontinens déli pereméről az óramutató járásával ellentétes rotációval való leválása szintén a kora-kréta korban következett be (Márton, 1980; Balla, 1987). Az előrehaladott kéregkivékonyodásnak és a tektonikai mozgásoknak köszönhetően az asztenoszférikus anyag 3-6 %-os parciális olvadása következett be kb. 60-80 km mélységben és kiterjedt alkáli magmás tevékenységet hozott létre (Harangi, 1994; Harangi et al., 2003). Bilik (1980) szerint a Mecsek hegység alsó-kréta vulkáni sorozata egy kb. 250 km hosszúságú és 50 km szélességű DNy-Ék irányú vulkáni zónához tartozik, azonban Császár (2005) alapján a riftzóna jelenleg ismert legnagyobb szélessége 70 km, ami a késő-kréta térrövidülést figyelembe véve eredetileg ennek akár másfélszerese is lehetett, vagyis meghaladhatta a 100 km-t. A riftesedéshez kapcsolódó magmás tevékenység során ankaramit-alkálibazalt később Na-bazanit-fonolit képződött, mely utóbbi kőzetsorozat termékei csak intrúziókként ismertek, míg a Na-bazanit-alkálibazalt sorozat mafikusabb kőzetei közt dominálnak a lávakőzetek (Harangi & Árváné, 1993). A tenger alatti kitörések lehetőségét először Sztrókay (1952) vetette fel a zengővárkonyi vasércesedés vizsgálata kapcsán, majd Viczián (1966) és Bilik (1974) is beszámol a tengeralatti bazaltok előfordulásairól, sőt Viczián (1966) megállapítja hogy vulkáni szigetek is képződtek, melyet később Császár és Turnńek (1996) korallzátony roncsok felfedezésével is igazolt. Azonban a vulkanikusan aktív területek vastag üledékekkel fedett tengeri medencéiben a kezdeti magmás tevékenység során a nagyobb sűrűségű és főként bazaltos magma nem tud a felszínre ömleni és lávát alkotni, hanem a kisebb sűrűségű, laza üledékekbe hatol be teleptelérek formájában. E folyamatot elsőként McBirney (1963) vázolta, majd az 1979-es Kaliforniai öböl-beli (Guaymas-medence) DSDP (Deep Sea Drilling Porject) fúrások igazolták a feltételezést, és Einsele (1980, 1982, 1985) publikációiban már hipabisszikus „szill-szediment‖ komplexumokat írt le. Megállapításai szerint a teleptelérek környezetéből hirtelen elvándorló pórusvíz és az üledékeket ért gyors kompakció hatására a következő teleptelér már ezen megkeményedett felület mentén nyomul be, így egyre magasabbra 7 építkező teleptelér-raj jön létre. A teleptelérek feletti üledékeken belül a pórusvíz kiszökésből eredő időszakos hidrotermás működés lesz jellemző: e sajátos hidrotermás folyamatot is Einsele (1980) írta le először.