Original paper

Precious metals and selenides mineralisation in the copper-silver deposit Spremberg-Graustein, Niederlausitz, SE-Germany

Kopp, Jürgen Christian; Spieth, Volker; Bernhardt, Heinz-Jürgen

Abstract

The copper-silver mineralisation Spremberg-Graustein in the Niederlausitz (Lower Lusatia) in SE Germany was explored in 1953-1974 resulting in the discovery of a Kupferschiefer type deposit with close to 100 million tons of copper ore at the stratigraphic base of the Lower Permian (Zechstein). This deposit contains 1.5 million tons of extractable metallic copper and considerable quantities of silver, lead and zinc. The deposit consists of the ore fields Spremberg and Graustein, which are separated by a graben structure. New mineralogical research using electron microprobe analysis has discovered a rich Cu-Se-Pb-Au-Ag-Bi-Ba mineralisation that previously was not known. The described mineral association occurs in the border area of the copper mineralisation and the haematitic Rote Fäule as well as within the Rote Fäule facies. This facies intersects the Zechstein base layers in the form of a wedge at a shallow angle crosscutting the geology. It causes lateral zoning of the deposit with several types of oxide and sulphide mineralisation. The principal selenide minerals are: clausthalite (PbSe) and klockmannite (CuSe) and subordinate eucairite (AgCuSe). Furthermore a significant occurrence of electrum (AuAg), native gold (Au), native silver (Ag), schapbachite (AgBiS2), and barite (BaSO4) belongs to the assemblage. In the deposit Spremberg-Graustein, near the border of as well as within the Rote Fäule facies , this assemblage is abundant. Mineralogical observations, microprobe analyses and phase relations are documented. Similar mineral assemblages are known from the copper-silver deposits of the Lubin-Sieroszowice-Rudna mining district in SW Poland . As mineralogical basis they contribute to the production of precious and strategic metals at the Polish KGHM Copper Mining Company. To date, in addition to the base metals, there already has been a considerable production of Au, Pt and Pd amongst others. These by-products improve the economics of those deposits considerably. The investigated mineralisation of the copper-silver deposit Spremberg-Graustein is of epigenetic nature and post-Variscan age. Various copper sulphides and mineral inclusions indicate a hydrothermal origin. It may represent a late phase of the multi-stage mineralisation in the deposit.

Kurzfassung

Die Kupfer-Silber-Lagerstätte Spremberg-Graustein in der Niederlausitz (Brandenburg) in SE-Deutschland wurde zwischen 1953 und 1974 erkundet, wobei etwa 100 Millionen Tonnen Kupfererz an der Zechsteinbasis nachgewiesen wurden. Aus dieser Menge sind 1,5 Mio. t metallisches Kupfer sowie beträchtliche Mengen an metallischem Silber, Blei und Zink gewinnbar. Die Lagerstätte besteht aus den Erzfeldern Spremberg und Graustein, die durch eine Grabenstruktur getrennt sind. Im Rahmen neuer mineralogischer Untersuchungen mit einer Elektronenstrahlmikrosonde wurde eine Cu-Se-Pb-Au-Ag-Bi-Ba-Mineralisation entdeckt, die bisher unbekannt war. Sie tritt im Randbereich der Kupfervererzung zur Roten Fäule sowie innerhalb der Roten-Fäule-Fazies auf. Die Rote Fäule zeigt sich als hämatitreiche Fazies, die sämtliche geologische Schichten der Zechsteinbasis mit flachem Winkel schneidet und dabei die laterale mineralogische Zonenfolge der Lagerstätte mit den verschiedenen Erztypen verursacht. Als wichtigste Selenide wurden Clausthalit (PbSe), Klockmannit (CuSe) sowie untergeordnet Eucairit (AgCuSe) nachgewiesen. Weiterhin gehören zur Paragenese reichlich Elektrum (AuAg), gediegenes Gold (Au), gediegenes Silber (Ag), Schapbachit (AgBiS2) und Baryt. In beiden Erzfeldern, nahe der Roten Fäule aber auch innerhalb dieses Faziesbereichs, tritt diese Mineralvergesellschaftung in teilweise reichlichem Umfang auf. Mineralogische Beobachtungen, Mikrosonden-Analysen und die entsprechenden Phasendiagramme werden dargestellt. Ähnliche Mineralparagenesen sind aus den Kupfer-Silber-Lagerstätten des Lubin-Sieroszowice-Rudna-Gebietes in SWPolen bekannt geworden, wo sie die mineralogische Grundlage der Produktion verschiedener Edel- und strategischer Metalle bilden. Zusätzlich zu den Buntmetallen wurden bis heute bereits große Mengen an Gold- und PGE-Metallen (Pd, Pt) gewonnen, was die ökonomische Bilanz der Lagerstätten und des polnischen Kupfer-Bergbaukonzerns KGHM weiter verbesserte. Die untersuchte Mineralisation der Kupfer-Silber-Lagerstätte Spremberg-Graustein ist epigenetischer Natur und postvariszischen Alters, wobei verschiedene Kupfersulfide und Mineraleinschlüsse für eine hydrothermale Genese sprechen. Sie dürfte möglicherweise einen späten Mineralisierungsschub im Verlauf der mehrphasigen Lagerstättenbildung repräsentieren.

Keywords

copper-silver deposit spremberg-grausteinkupferschieferzechstein baseepigenetic cu-se-pb-au-ag-bi mineralisationrote fÄule facies