Supergene alteration of a refractory epithermal gold mineralization: The Perama Hill deposit, NE Greece

Περίληψη

Το κοίτασμα χρυσού του λόφου του Περάματος βρίσκεται περίπου 30 χλμ δυτικά-βορειοδυτικά της πόλης της Αλεξανδρούπολης και εντοπίζεται κατά μήκος μιας ΒΒΑ διεύθυνσης ρηξιγενούς ζώνης που καθορίζει το βορειοανατολικό όριο της τάφρου των Πετρωτών και η οποία φέρνει σε επαφή τους Καινοζωικούς ηφαιστειο-ιζηματογενείς σχηματισμούς της λεκάνης της Μαρώνειας με Μεσοζωικής ηλικίας μεταμορφωμένα πετρώματα της Περιροδοπικής. Το κοίτασμα φιλοξενείται σε ψαμμίτες που υπέρκεινται μιας ακολουθίας ανδεσιτικών λατυποπαγών, έχει σχήμα μανιταριού και εκτείνεται σε μήκος 750 m σε διεύθυνση Β-Ν και 300 m σε διεύθυνση Α-Δ. Το πάχος του κοιτάσματος κυμαίνεται από 15 έως 20 m στα άκρα, ενώ στο κέντρο φθάνει σε πάχος τα 125 m. Η μεταλλοφορία που φιλοξενείται στα ανδεσιτικά λατυποπαγή βρίσκεται υπό τεκτονικό έλεγχο, ενώ στον υπερκείμενο ψαμμίτη είναι κυρίως διάσπαρτη. Σκοπός της παρούσας έρευνας είναι η μελέτη της επίδρασης των φαινομένων υπεργενετικής αλλοίωσης στην επιθερμική μεταλλοφορία και η αναγνώριση των φυσικοχημικών συνθηκών που επικράτησαν κατά την οξείδωσή της και τελικά στο σχηματισμό κόκκων ελεύθερου χρυσού. Συλλέχθηκαν δείγματα πυρήνων από 15 γεωτρήσεις κατά μήκος του άξονα Β-Ν του κοιτάσματος, μέχρι βάθους 262 m από την επιφάνεια. Τα δείγματα μελετήθηκαν με Ηλεκτρονικό Μικροσκόπιο Σάρωσης με Ανιχνευτή Διασποράς Ενέργειας, με Περιθλασιμετρία Ακτίνων-Χ και Οπτική Μικροσκοπία, για την αναγνώριση των υπογενετικών και υπεργενετικών ορυκτολογικών φάσεων. Ταυτόχρονα, γειτονικά του κοιτάσματος συλλέχθηκαν δείγματα επιφανειακών (ρέμματα) και υπεδαφικών υδάτων (πηγάδια) για μελέτη πιθανής επίδρασης σύγχρονων φαινομένων υπεργενετικής αλλοίωσης και υποβάθμισης της ποιότητας των απορρεόντων υδάτων. Τα αποτελέσματα των ορυκτολογικών και ιστολογικών μελετών έδειξαν ότι η ζώνη οξείδωσης του κοιτάσματος του λόφου του Περάματος ακολουθεί περίπου το όριο μεταξύ των υποκείμενων ανδεσιτικών λατυποπαγών και του υπερκείμενου ψαμμίτη. Στο κέντρο φθάνει σε βάθος περίπου 100 m από την επιφάνεια, ενώ στα άκρα κυμαίνεται μεταξύ 20 και 25 m. Η μελέτη δειγμάτων πυρήνων γεωτρήσεων από τον υπερκείμενο ψαμμίτη απέδειξε την παρουσία κόκκων ελεύθερου χρυσού με κυμαινόμενο περιεχόμενο σε άργυρο (1 έως και 3% κ.β.) και μέγεθος μεταξύ 1 και 10 μm. Οι υψηλότερες συγκεντρώσεις κόκκων χρυσού εντοπίζονται στο ανώτερο τμήμα του ψαμμίτη κοντά στην επιφάνεια και στο κατώτερο κοντά στη ζώνη μετάβασης με τα υποκείμενα ανδεσιτικά λατυποπαγή. Στο ανώτερο τμήμα της ζώνης οξείδωσης τα φαινόμενα υπεργενετικής αλλοίωσης είναι ιδιαίτερα έντονα. Τα μεταλλικά ορυκτά σιδηροπυρίτης και τενναντίτης είναι έντονα οξειδωμένα με κυριότερα τελικά προϊόντα τις δυσδιάλυτες φάσεις του Fe(III) γκαιτίτη και αιματίτη. Επίσης, το ανώτερο τμήμα της ζώνης οξείδωσης εμφανίζει έντονη έκπλυση βαρέων μετάλλων, όπως χαλκός και ψευδάργυρος. Ζώνες liesegang, ίχνη σιδηροπυρίτη και τενναντίτη, υψηλό φορτίο σε γκαιτίτη και αιματίτη ως εμποτισμοί με λεπτόκοκκο καολινίτη μεταξύ κλαστών χαλαζία και κόκκοι ελεύθερου χρυσού συνδεόμενοι με μάζες καολινίτη±γκαιτίτη αποτελούν τα  πιο κοινά ιστολογικά χαρακτηριστικά του ανώτερου τμήματος της ζώνης οξείδωσης, το οποίο στο κέντρο του κοιτάσματος φθάνει σε βάθη μέχρι και 45 m από την επιφάνεια. Κάτω από το ανώτερο, έντονα οξειδωμένο τμήμα, τα φαινόμενα οξείδωσης είναι σχετικά περιορισμένα. Κατά θέσεις, τα πρωτογενή μεταλλικά ορυκτά παραμένουν υγιή. Γκαιτίτης και αιματίτης εντοπίζονται κατά μήκος ρωγμών και σπασιμάτων του πυριτιωμένου ψαμμίτη. Τοπικά παρατηρούνται ψευδομορφώσεις γκαιτίτη κατά σιδηροπυρίτη, ενώ σε άλλες περιπτώσεις ο σιδηροπυρίτης αντικαθίσταται περιφερειακά από αλλοτριόμορφο γιαροσίτη. Ορυκτολογική μελέτη δειγμάτων πυρήνων γεωτρήσεων κοντά στη ζώνη μετάβασης μεταξύ του υπερκείμενου ψαμμίτη και των υποκείμενων ανδεσιτικών λατυποπαγών αποκάλυψε την παρουσία κόκκων ελεύθερου χρυσού μεταξύ κλαστών χαλαζία. Από την άλλη πλευρά, φαινόμενα υπεργενετικής αλλοίωσης δεν παρατηρήθηκαν στη δυσκατέργαστη μεταλλοφορία που φιλοξενείται στα υποκείμενα ανδεσιτικά λατυποπαγή, ενώ επίσης δεν εντοπίζονται κόκκοι ελεύθερου χρυσού. Τα επιφανειακά και υποεπιφανειακά ύδατα που συλλέχθηκαν γειτονικά του κοιτάσματος χαρακτηρίζονται ως όξινα με υψηλό φορτίο βαρέων μετάλλων. Η χαμηλή ποιότητα των υδάτων είναι αποτέλεσμα των συνεχιζόμενων φαινομένων υπεργενετικής αλλοίωσης που δρουν ακόμη και σήμερα στη διάσπαρτη μεταλλοφορία που φιλοξενείται στον ψαμμίτη. Ελαφρά όξινα και οξειδωτικά ρευστά κατεισδύουν μεταξύ των πόρων του ψαμμίτη και προσβάλλουν τη διάσπαρτη μεταλλοφορία, με τελικό αποτέλεσμα την πτώση της ποιότητας των υδάτων που αποστραγγίζουν τον ψαμμίτη του λόφου του Περάματος.