Jump to ContentJump to Main Navigation
Show Summary Details
More options …

Acta Musei Silesiae, Scientiae Naturales

The Journal of Silesian Museum in Opava

3 Issues per year

Open Access
Online
ISSN
2336-3207
See all formats and pricing
More options …

The Horní Benešov ore deposit in the Devonian Šternberk-Horní Benešov Belt, Jeseníky Mts, Czech Republic. Part II: Fe-ore occurrences

Arno Mücke
  • Corresponding author
  • Experimentelle und Angewandte Mineralogie, Göttinger Zentrum Geowissenschaften, Georg-August-Universität, Goldschmidtstrasse 1, 37077 Göttingen, Germany
  • Email
  • Other articles by this author:
  • De Gruyter OnlineGoogle Scholar
/ Zdeněk Dolníček
  • Corresponding author
  • Department of Geology, Palacký University, Tř. 17, listopadu 12, 771 46 Olomouc, Czech Republic
  • Email
  • Other articles by this author:
  • De Gruyter OnlineGoogle Scholar
/ Bohuslav Fojt
  • Corresponding author
  • Institute of Geological Sciences, Masaryk University, Kotlářská 2, 611 37 Brno, Czech Republic
  • Email
  • Other articles by this author:
  • De Gruyter OnlineGoogle Scholar
/ Jana Hladíková / Marta Pudilová / Jaroslav Reif
  • Institute of Geological Sciences, Masaryk University, Kotlářská 2, 611 37 Brno, Czech Republic
  • Other articles by this author:
  • De Gruyter OnlineGoogle Scholar
/ Radek Škoda
  • Institute of Geological Sciences, Masaryk University, Kotlářská 2, 611 37 Brno, Czech Republic
  • Other articles by this author:
  • De Gruyter OnlineGoogle Scholar
Published Online: 2013-12-31 | DOI: https://doi.org/10.2478/cszma-2013-0023

Abstract

The iron ore mineralizations at the Horní Benešov sulphidic deposit are located in the Devonian Šternberk-Horní Benešov Belt which is enveloped by the Lower Carboniferous flysch of the Culm Foreland Basin. The belt consists of metasedimentary and metavolcanic rocks. Horní Benešov is the only site in the Jeseníky Mountains, where the oxidic iron ores occur in close association with the sulphide orebodies of the VMS/SHMS type.

The ores are composed of magnetite, Fe-silicates [stilpnomelane, often Ba-dominated, chamosite, berthierine and odinite (in the former literature described as greenalite)], carbonates (calcite, siderite, rhodochrosite and rarely dolomite and ankerite), sulphides (pyrite, sphalerite, galena, arsenopyrite, chalcopyrite, cobaltite and a mineral of the linneite-group with unusual composition), apatite, krauskopfite, barite and scheelite. Fluid inclusion and stable isotope data are in agreement with a low-temperature metamorphic/diagenetic reworking of the ores, which does not exceed 200- 250 °C. These low temperatures are also confirmed by the abundance of clastic material and fossils which both survived metamorphism, occurrence of stilpnomelane, diffusively zoned Fe-Mn carbonate crystals and remnants of undigested material in replacement textures. The associated fluids were lowsalinity (1-5 wt. % NaCl eq.), high-δ18O (+8 to +19 ‰ SMOW) aqueous solutions belonging to the Na-Mg-Cl salt system. The post-metamorphic fluid evolution involved the zero-salinity meteoric waters (with negative δ18O values) and high-salinity Ca-Na-Cl brines. The isotope data suggest participation of sulphur derived from the reduction of marine sulphate and carbon from organic matter during the formation of pyrite and carbonate, respectively. However, the latter originated predominantly from CO2-rich volcanogenic exhalations.

The studied iron mineralizations are characterized by the absence of ooids, low abundance of hematite, presence of Mn/Fe carbonates and the absence of basic volcanites in the immediate contact with iron ores. The iron ores differ from the typical Lahn-Dill type and therefore, they may represent the iron-rich distal facies of hydrothermal vents which gave rise to the polymetallic sulphide + barite deposit at Horní Benešov. However, magnetite was formed by the replacement of primary siderite or is inferred to originate, at least partially, from precipitation of Fe-rich fluids.

Keywords : Šternberk - Horní Benešov Belt; iron mineralization; mineralogy (carbonates and Fesilicates); fluid inclusions; stable isotopes; mineral-; whole rock- and REE-chemistry; genesis

  • Anders E. & Grevesse N. (1989): Abundance of the elements: meteoric and solar. - Geochim. Cosmochim. Acta 53: 197-214.Google Scholar

  • Babčan J . ( 1958): Chemicko-mineralogické studium jesenických železných rud. MS, ÚNS Kutná Hora.Google Scholar

  • Bajwah Z.U. , Secombe P.K. & Offler R. (1987): Trace element distribution, Co:Ni ratios and genesis of the Big Cadia iron copper deposit, New South Wales - Australia - Mineral. - Deposita 22: 292-300.Google Scholar

  • Barth V. (1960): Devonský vulkanismus Šternbersko-hornobenešovského pásma v Nízkém Jeseníku. - Acta Univ. Palack. Olomuc., Fac. rer. Nat. 1, Geol. geogr. biol. 1: 5-131.Google Scholar

  • Bodnar R.J. (1993): Revised equation and table for determining the freezing point depression of H2O-NaCl solutions. - Geochim. Cosmochim. Acta 57: 683-684.Google Scholar

  • Cathelineau M. (1988): Cation site occupancy in chlorites and illites as a function of temperature. - Clay Miner. 23: 471-485.Google Scholar

  • Chlupáč I. (1965): Fortschritte in der Stratigraphie des Mährischen (Ostsudetischen) Devons. - Geol. Rdsch. 54: 1003-1025.Google Scholar

  • Clayton R.N. & Mayeda T.K. (1963): The use of bromine pentafluoride in the extraction of oxygen from oxides and silicates for isotopic analysis. - Geochim. Cosmochim. Acta 27: 43-52.Google Scholar

  • Dobeš P. & Mixa P. (1993): A preliminary fluid inclusion study of the Pb-Zn deposit Horní Benešov, Czech Republic. - Final Meeting of IGCP Project No. 291, Metamorphic fluids and mineral deposits. Abstracts, pp. 17-18. Prague.Google Scholar

  • Dvořák J., Friáková O., Kukal Z., Otava J. & Přichystal A. (1984): Závěrečná zpráva o komplexním výzkumu vrtu HB SV-3 (Horní Benešov). - ms., Ústř. úst. geol. Praha.Google Scholar

  • Flick H. & Behnisch R. (1990): Iron ore of the Lahn-Dill type formed by diagenetic seeping of pyroclastic sequences - a case study of the Schalstein section at Gänsberg (Weilburg). - Geol. Rdsch. 79: 401-415.Google Scholar

  • Fojt B., Dolníče k Z., Kopa D., Sulovský P. & Škoda R. (2005): Paragenetická charakteristika hypogenních minerálních asociací uranového ložiska Zálesí u Javorníku ve Slezsku. - Čas. Slez. Muz. Opava (A) 54: 223-280.Google Scholar

  • Fojt B., Dolníče k Z., Hoffman V., Škoda R., T rdlička Z. & Zeman J. (2007): Paragenetická charakteristika ložisek Zn-Pb rud v širším okolí Horního Města u Rýmařova (Nízký Jeseník). - Acta Mus. Moraviae, Sci. geol. 92: 3-57.Google Scholar

  • Fojt B., Dolníče k Z., Hladíko vá J., Škoda R. & Zeman J. (2010): Paragenetická charakteristika ložisek Zn-Pb a Fe rud u Horního Benešova v Nízkémm Jeseníku. - Část I.: Ložisko Zn-Pb rud. - Čas. Slez. Muz. Opava (A) 59: 1-59.Google Scholar

  • Franke W. & Że laź nie wicz A. (2000): The eastern termination of the Variscides: terrane correlation and kinematic evolution. In: Franke W., Haak V, Oncken O., Tanner D. (eds). Orogenic Processes: Quantification and Modelling in Variscan Belt. Geological Society London Speciál Publications 179: 63-86.Google Scholar

  • Grygar R. & Vavro M. (1995): Evolution of Lugosilesian Orocline (north-eastern perifery of the Bohemian Massif): Kinetice of Variscan deformation. - J. Czech. Geol. Soc. 40: 65-90.Google Scholar

  • Havelka J. (1992): General genetic model and roots of flow metal contents of the Jeseníky Mts. Deposits of stratiform sulphide formation. - Sbor. věd. prací VŠB v Ostravě, ř. horn.-geol. 38: 89-101.Google Scholar

  • Hentschel H. (1960): Zur Frage der Bildung der Eisenerze vom Lahn-Dill Typ. - Freib. Forschungsh. 79: 82-105.Google Scholar

  • Hladil J., Kalvoda J. & Vavrdová M. (1987): Některá nová mikropaleontologická data z Nízkého Jeseníku. - Zem. plyn nafta, 6: 97-118.Google Scholar

  • Hladíková J., Šmejkal V., Fojt B., Pertold Z. & Aichler J. (1990): Izotopické složení síry, uhlíku a kyslíku vybraných lokalit Jeseníků. - Sbor. geol. věd, ř. lož. geol. mineral. 29: 141-165.Google Scholar

  • Hoefs J. (1997): Stable isotope geochemistry, 4th ed., Springer Verlag, Berlin, New York.Google Scholar

  • Hornibrook R. C. & Longstaffe (1996): Berthierine from the Lower Cretaceous Cölearwater Formation, Alberta, Canada. - Clay and Clay minerals 44: 1-21.Google Scholar

  • Houzar S., Cempírek J., Fojt B., Gadas P., Hrazdil V., Novák M., Sejkora J. & Škoda R. (2010): Přehled nových minerálů nalezených na Moravě a ve Slezsku v letech 1985-2009. - Acta Mus. Moraviae, Sci. geol. 95: 5-60.Google Scholar

  • Jakeš P. & Patoč ka F. (1982): Compositional variations of the Devonian volcanic rock sof the Jeseníky Mts. - Věst. Ústř. Úst. Geol. 57: 139-202.Google Scholar

  • Janečka J. & Skácel J. (1950): Zpráva o geologickém mapování v oblasti Horního Benešova. - Přír. Sbor. Ostrav. kraje 11: 162-173.Google Scholar

  • Jiang W. -T., Peacor D.R. & Buseck P.R. (1994): Chlorite geothermometry? - Contamination and apparent octahedral vacancies. - Clays Clay Miner. 42: 593-605.Google Scholar

  • Jowett E.C. (1991): Fitting iron and magnesium into the hydrothermal chlorite geothermometer. GAC/MAC/SEG Joint Annual Meeting, Toronto. Program with abstracts 16: A62.Google Scholar

  • Kalvoda J., Bábek O., Fatka O, Leichmann J., Melichar R., Nehyba S. & Špače k P. (2008): Brunovistulian terrane (Bohemian Massif Central Europe) from late Proterozoic to late Paleozoic: a review. - Int. J. Earth Sci. (Geol. Rdsch.) 97: 497-518.CrossrefGoogle Scholar

  • Karrenberg-Metz H. & Quitzow H.W. (1942): Die Erze des schlesisch-mährischen Devons. - Arch. Lagerst. Forschung 75: 155-166.Google Scholar

  • Kettner R. (1952): Zpráva o mapování v okolí Horního Benešova a Leskovce. - Věst. Ústř. Úst. Geol. 27: 149-155.Google Scholar

  • Kopecká L. (2012): Mineralogie rud typu Lahn-Dill ve šternbersko-hornobenešovském pruhu. - ms., Diploma thesis, PřF UP Olomouc.Google Scholar

  • Koutek J. (1951): K petrografii železnorudných ložisek v nemetamorfovaném devonu moravsko-slezských Jeseníků. - Věst. Ústř. Úst. Geol. 22: 55-58.Google Scholar

  • Kretschmer F. (1917): Die erzführende Diabas- und Schalsteinzone Sternberg-Benisch. - Arch. Lagerst. Forschh. 23: 1-198. Google Scholar

  • - (1918): Űber die Eisensilikaterze des Diabas- und Schalsteinzuges Sternberg-Benisch. - N. Jb. Min., Geol., Pal. (1918): 19-42.Google Scholar

  • Kruťa T. (1958): Mineralogické poměry na ložisku barevných kovů, železných rud a barytu v Horním Benešově ve Slezsku. - Acta Mus. Moraviae, Sci. nat. 46: 5-38.Google Scholar

  • Kříbek B. (1977): Uhlíkaté formace Českého masivu a jejich mineralizace. - Knih. Čes. Geol. Úst. 66: 1-126.Google Scholar

  • Kuba B. & Urbánek J. (1978): Nové poznatky z ložiska Pb - Zn rud v Horním Benešově. - ms., GP Rýmařov.Google Scholar

  • Kučera J. (1957): Závěrečná zpráva a výpočet zásob na Fe-ložisku Horní Benešov. - ms., Geofond Praha.Google Scholar

  • McLennan S.M. (1989): Rare earth elements in sedimentary rocks: Influence of provenance and sedimentary processes. - Rev. Mineral. 21: 169-200.Google Scholar

  • Melka K. & Vybíral J. (1977): Geologická stavba ložisek železných rud v Hornomoravském úvalu a jejich Fe-fylosilikátů. - Sbor. geol. věd, lož. geol. mineral. 18: 32-88.Google Scholar

  • Mosser-Ruck R., Cathelineau M., Guillaume D., Charpentier D., Rousset D., Barres O. & Michau N. (2010): Effects of temperature, pH, and iron clay and liquid/clay ratios on experimental conversion on dioctahedral smectite to berthierine, chlorite, vermiculite, or saponite. - Clay Clay Mineral. 58: 280-291.Google Scholar

  • Mücke A. (2006): Chamosite, siderite and the environmental conditions of their formation in chamosite-type Phanerozoic ooidal ironstones. - Ore Geol. Rev. 28: 235-249. Google Scholar

  • - (2008): Ooide und Sphärolithe: Genese und Unterscheidungsmerkmale zweier rundlicher Gebilde, die in der Natur weit verbreitet sind. - Aufschluss 59: 181-191.Google Scholar

  • Mücke A., Fojt B. & Dolníček Z. (2010): Petrography, mineralogy, geochemistry and genetic aspects of the Lahn-Dill type deposit of Malý Děd (= Leiterberg) in Devonian Vrbno Group (Silesicum), Czech Republic. - Acta Mus. Moravice, Sci. geol. 95: 95-129.Google Scholar

  • Müller P. (1981): Reflektivita organických dispersinitů ve vzorcích vrtu HB-SV-1. - In: Dvořák J. (ed.): Vrt Horní Benešov HB-SV-1. MS, ČGÚ Praha.Google Scholar

  • Nesbor H.D., Buggisch W., Flick H., Horn M. & Lippert H.J. (1993): Vulkanismus im Devon des Rhenohercynikums. Fazielle und paläogeographische Entwicklung vulkanisch geprägter mariner Becken am Beispiel des Lahn-Dill Gebietes. - Geol. Abh. Hessen 98: 3-87.Google Scholar

  • Newberry N.G., Peacor D.R., Essene E.J. & Geissman J.W.(1982): Silicon in magnetite: High resolution microanalysis of magnetite-ilmenite intergrowths. - Contrib. Mineral. Petrol. 80: 334-340.Google Scholar

  • Ohkawa M., Niyagara M., Ohta E. & Hoshiro K. (2007): Silicon substituted magnetite and accompanying iron oxides and hydroxides from the Kumano mine, Yamaguchi Prefecture, Japan: Reexamination of the so-called maghemite (γ-Fe2O3). - J. Mineral. Petrolog. Sci. 102: 182-193.Google Scholar

  • O’Neil J.R., Clayton R.N. & Mayeda T.K. (1969): Oxygen isotope fractionation in divalent metal carbonates. - J. Chem. Phys. 51: 5547-5558.Google Scholar

  • Orel P. (1975): Variský tektonický styl paleozoika západní části jesenického bloku Českého masivu. - Výzk. pr. Ústř. Úst. Geol. (1975): 5-23.Google Scholar

  • Plimer I.R. (1979): Sulphide rock zonation and hydrothermal alteration at Broken Hill, Australia. - Trans. Inst. Min. Metall. (Sect. B: Appl Earth Sci) 88: 161-176.Google Scholar

  • Pouba Z. (1971): Vztahy mezi petrogenezí a mineragenezí ultrabazických a bazických magmatitů Hrubého Jeseníku. - In: Mísař Z. (ed.): Ultrabasity a ultramafity, ÚGV UK, Praha, pp. 196-203.Google Scholar

  • Pouchou J. & Pichoir F. (1985): „PAP“ procedure for improved quantitative microanalysis. - Microbeam Anal. 20: 104-105.Google Scholar

  • Přichysta l A. (1983): Vulkanické horniny ze strukturního vrtu HB SV 1. - Sbor. ref. semináře Geofyz. Brno: (1983). 69-73. Google Scholar

  • - (1984): Geologie a petrologie šternbersko-chabičovské vulkanické struktury nízkém Jeseníku. - Sbor. „Nové poznatky o geologii Jeseníků“: (1984): 45-46 Google Scholar

  • - (1990): Hlavní výsledky studia paleozoického vulkanismu ve šternbersko-hornobenešovském pruhu (Nízký Jeseník). - Sbor. geol. věd, Lož. geol. mineral. 24: 41-66.Google Scholar

  • Reif J. (1985): Mineralogie železorudných výskytů na ložisku Pb-Zn rud v Horním B enešově. - MS, Diploma thesis PřF MU Brno. Google Scholar

  • - (1999): Výskyt karbonátových Mn rud na stratiformním sulfidickém ložisku Horní Benešov. - Seminář „Současné výzkumy v sileziku“, PřF MU, Brno, pp. 33-38. Google Scholar

  • - (2000a): Mineralogie železných rud na ložisku Pb-Zn-Ag a barytu v Horním Benešově. - ms., doktorská disertace PřF MU Brno. Google Scholar

  • - (2000b): Occurrence of manganese carbonate ores on strata-bound Horní Benešov deposite (Silesia, Czech Republic). - Věst. Čes. geol. úst. 75: 449-453.Google Scholar

  • Reif J. & Fojt B. (2001): Mineralogy and geochemistry of iron ores from Horní Benešov deposit. - Mitt. Österr. Miner. Ges. 146: 254-255.Google Scholar

  • Reif J. & Vávra V. (2000): Scheelit z železných rud na ložisku Zn, Pb, Ag a barytu v Horním Benešově (preliminary information). - Geol. výzk. Mor. Slez. v r. 1999. Brno.Google Scholar

  • Reynolds J. & Goldstein R. (1990): Systematics of fluid inclusions in authigenic minerals and applications in a sedimentary basin analysis. Short course at the University of Manchester, 83 pp.Google Scholar

  • Roemer F. (1870): Geologie von Oberschlesien. Breslau.Google Scholar

  • Quade H. (1976): Genetic problems and environmental features of volcano-sedimentary iron ore deposits of the Lahn-Dill type. - In: Wolfe K.H. (ed): Handbook of strata- bound and stratiform ore deposits. Elsevier Amsterdam, pp. 255-294.Google Scholar

  • Sawkins F.J. (1990): Metal deposits in relation to plate tectonics, second edition. Springer Verlag. Berlin Heidelberg, New York.Google Scholar

  • Sawkins F.J. & Burke K. (1980): Extensional tectonics and Mid-Paleozoic massive sulphide occurrences in Europe. - Geol. Rdsch. 69: 349-360.Google Scholar

  • Schulmann K. & Gayer R. (2000): A model for a continental accretionary wedge by oblique collision. - J. Geol. Soc. 157: 401-416.Google Scholar

  • Sheppard S.M.F. (1986): Characterization and isotopic variations in natural waters. - Rev. Mineral. 16: 165-183.Google Scholar

  • Skácel J.(1959): Železnorudná ložiska Jeseníků. - Geol. průzk. 11: 334-337. - (1960): Geologie devonu a rudních ložisek u Horního Benešova. - Přír. čas. slezský 21: 465-488. Google Scholar

  • - (1962): Metallogenetische Verhältnisse der Mittel- und Ostsudeten (ČSSR) - Zeitschr. Angew. Geol. 9: 469-475. - (1963a): Úlomkovité železné rudy na ložiskách ve východosudetském devonu. - Zprávy Slez. úst. ČSAV v Opavě, přír. vědy 126: 1-4. Google Scholar

  • - (1963b): Železorudná ložiska typu „Lahn-Dill“ v durynském devonu a jejich přirovnání k našim. - Geol. průzk. 5: 3-4. Google Scholar

  • - (1964): Die Eisenerzlagerstätten des mährisch-schlesischen Devons. - Ber. Geol. Ges. DDR 9: 487-506. - (1965): Oolitické železné rudy v moravskoslezském devonu a problém geneze ložisek typu Lahn-Dill. - Čas. Slez. Muz. Opava (A) 14: 111-114.Google Scholar

  • - (1966): Železorudná ložiska moravskoslezského devonu. - Rozpr. ČSAV, ř. mat. přír. věd 76: 3-60. Google Scholar

  • - (1970): Poznámky ke vztahu devonských Fe-ložisek ke kyzovým ložiskům s polymetaly na sv. okraji Českého masívu. - Acta Univ. Palack. Olomuc., Fac. rer. nat. 29: 149-157.Google Scholar

  • Slack J.F., Jiang W. -T., Peacor D.R. & Okita, P.M. (1992): Hydrothermal and metamorphic berthierine from the Kidd Creek volcanogenic massive sulphide deposit, Timmins, Ontario. - Can. Min. 30: 1127-1142.Google Scholar

  • Strunz H. & Nickel E.H. (2001): Mineralogical Tables. Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung. Stuttgart.Google Scholar

  • Synek J., Rajlich P. & Urban M. (1990): Transpression and transtension in the Devonian and Culm of the Nízký Jeseník Mts. - Acta Univ. Carol., Geol. 2: 209-234.Google Scholar

  • Urbánek J. (1988): Poznatky z revizního průzkumu ložiska Horní Benešov. - Geol. průzk. 30: 193-197.Google Scholar

  • Wedepohl K.H. (1975): Handbook of Geochemistry. Springer-Verl. Stuttgart.Google Scholar

  • Zachař Z. (1983): Mineralogie chloritů železorudných výskytů ve šternbersko-hornobenešovskémk pruhu. ms., diploma thesis, PřF UJEP Brno.Google Scholar

  • Zelinger O. (ed.) (1998): RD Jeseník. Jeseník.Google Scholar

  • Zheng Y. -F. & Simon K. (1991): Oxygen isotope fractionation in hematite and magnetite: A theoretical calculation and application to geothermometry of metamorphic iron-formation. - Eur. J. Mineral. 3: 877-886.Google Scholar

  • Zimák J. (1999): Stilpnomelan z akumulací Fe-rud lahn-dillského typu ve šternbersko-hornobenešovském pruhu a vrbenské skupině. Seminář „Současné výzkumy v Sileziku“, Brno, pp. 29-32. Google Scholar

  • - (2004): Fylosilikáty ložisek typu Lahn-Dill na území Moravy a Slezska. - Sbor. Mineralógia Západných Karpát a Českého masivu (2004): 72-75.Google Scholar

  • Zimák J. & Vávra V. (1998): Monazit v silikátových Fe-rudách typu Lahn-Dill u Chabičova. - Geol. výzk. Mor. Slez. v r. 1997 5: 72-73.Google Scholar

  • Zimák J., Vávra V. & Krausová D. (1998): Výskyt barytu ve stilpnomelanové Fe-rudě z důlní míry Prokop u Šternberka. - Geol. výzk. Mor. Slez. v r. 1997 5: 75-76. Google Scholar

About the article

Published Online: 2013-12-31

Published in Print: 2013-09-01


Citation Information: Casopis slezskeho zemskeho muzea (A), Volume 62, Issue 3, Pages 215–254, ISSN (Print) 1211-3026, DOI: https://doi.org/10.2478/cszma-2013-0023.

Export Citation

This content is open access.

Comments (0)

Please log in or register to comment.
Log in