VLOGA KRAŠKIH PROCESOV PRI NASTANKU SEVERNO KARAVANŠKIH Pb - Zn RUDIŠČ THE IMPORTANCE OF KARST PROCESSES AT ORIGIN OF NORTH KARA V ANKE Pb - Zn ORE DEPOSITS IVO ŠTRUCL Acta carsologica, XVIII (1989), 113-128, Ljubljana, 1989 Izvleček UDK 551.44(234.323.61~553.44.068 Štrucl, Ivo: Vloga traških proceaov pri nastanku severno taravaniltih Pb-Zn rudiilč Severno karavanška Pb rudišča se pojavljajo v različnih nivojih triasne skladovnice. Vertikalna litostratigrafska razdalja med najnižjim in najvišjim orudenim nivojem znaša 1500 m. Orudene so ani- zijske, ladinijske in karnijske plitvovodne karbonatne kamenine sub-, intra- in supratidalnega območja sedimentacije. Pb-Zn orudenja so sedimentogenega porekla, vključno seveda z vsemi naknadnimi dia- genetskimi procesi. Paleogeografske razmere so pri nastanku rude in kamenin igrale pomembno vlogo. Ob občasnih prekinitvah v sedimentaciji so se oblikovale površinske in podzemeljske kraške strukture. Kraških procesov pri nastanku Pb-Zn orudenenj ni možno zanikati, vprašanje pa je, ali jih lahko po- splošimo v smislu emerzijsko kraške hipoteze na vsa severno karavanška rudišča. Ključne besede: kraški procesi, rudišče, Karavanke, Slovenija Abstract UDK 551.44(234.323.61 ~553.44.068 Štrucl, Ivo: The Importance o( Karst Proceasea at Origin o( North Karavanke Pb-Zn Ore Deposits Northern Kravanke Pb-Zn ore deposils appear in different levels of Triassic block. The vertical lithostratigraphic distance belween the lowest and the highesl mineralised leve! is 1500 m. Anisian, Ladinian and Karnian shallow waler carbonale rocks of sub-, inlra- and supratidal area of sedimen- lalion are mineralised. Pb-Zn ore deposils in them have sedimentogene origin including ali the sub- sequent processes during the sediments diagenesis. Paleogeographic conditions have played an impor- tant role at ore deposit and rocks development. Periodically the sedimentation was interrupted and the condilions for karst processes were given, for transformation of superficial and underground karst slructures respectively. The role of karst processes during the Pb-Zn mineralisation cannot be denied bul lhe question remains could it be generalized in the sense of emersion karst hypothesis to all Kara- vanke ore deposits. Key words: karst processes, ore deposit, Karavanke Ml, Slovenia Naslov - Address dr. Ivo Štrucl, znan. svetnik, dipl.ing.geol. Inštitut za raziskovanje krasa ZRC SAZU Titov trg 2 YU - 66230 Postojna ' 1 UVOD Vse bolj pogosto se v zvezi z metalogenetsko problematiko svinčevo cinkovih rudišč v karbonatnih kameninah omenja tudi vloga kraških procesov. Da je z njimi povezan nastanek boksitnih rudišč, danes nihče ne dvomi, da pa so s kraškimi procesi lahko nastala tudi svinčevo cinkova rudišča in to celo sulfidna, pa je še vedno precej sporno vprašanje. Sem sodijo tudi severno karavanška rudišča. Najbolj znano in raziskano med njimi je mežiško rudišče, v kate- rem so kraški procesi pri nastanku nekaterih orudenenj imeli gotovo zelo pomembno vlogo, toda to še ne pomeni, da lahko to brez zadržkov posplošimo na celotno rudišče ali skupino rudišč (n.pr. na vsa vzhodnoalpska rudišča itd). Kljub velikim napredkom je na področju metalogenetske problematike še vedno dosti ugibanj in različnih razlag o enem in istem problemu, najsi bo to o poteku nastanka rude in prikamenine, izvoru rudnih komponent, kakor tudi o naknadnih spremembah v rudi in prika- menini. PREGLED DOSEDANJIH RAZISKAV KRAŠKIH POJAVOV Čeravno so se v mežiškem rudniku s kraškimi problemi (vodami, razpokami, ilovicami, gruščem itd.) soočali že od samega začetka rudarjenja, je o njih sorazmerno malo napisanega. Zaradi narave problemov je razumljivo, da so o njih v prvi vrsti poročali rudarski strokovnja- ki (A. Bertapelle, 1954; A. Zorc, 1955; S. Grafenauer, 1959), vendar pa so se prav ti tudi dosti ukvarjali z geološko problematiko rudišča, zlasti slednja dva. Precej bolj podrobno pa poroča o kraških pojavih v mežiškem rudišču in okolici D. Novak (1962; 1974), ki podobno kot P. Habič (v R. Gospodarič in sodelavci, 1989) opisuje Peco in okoliški gorski svet med osamlje- nimi kraškimi predeli Slovenije. Slednji meni, da so kraške globeli, vrtače in doli nastali naj- manj pred zadnjo glaciacijo, če ne celo v zvezi z najstarejšo generacijo reliefnih oblik. Primer- ja jih z vršnimi enotami v Savinjskih Alpah, ki jih geomorfologi uvrščajo med pliocenske ali celo še starejše oblike. Najbolj podrobne raziskave so bile opravljene v letih 1980-81, ko je na Peci mednarod- na delovna skupina, sestavljena iz strokovnjakov Inštituta za hidrogeologijo iz Gradca (H. Zajer in P. Ramspacher), Inštituta za raziskovanje krasa iz Postojne (R. Gospodarič in P. Habič), Ekonomskega centra z Raven na Koroškem (l. Štrucl), po obsežnih vsestranskih predhodnih raziskavah izvedla kombiniran sledilni poskus z osmimi sledilnimi sredstvi (R. Gospodarič in sodelavci, 1989). Pred tem sta kraške pojave na Peci raziskovala tudi A. Brandt in C. Hiitschler (1980). Vsi navedeni raziskovalci (razen avtorja) so kraške pojave raziskovali v okviru hidrogeo- 115 Acta carsologica, XVIII (1989) loških raziskav, to pomeni, da so vso pozornost posvetili v glavnem le recentnim kraškim obli- kam, toda na območju severnih Karavank so tudi zanesljiva znamenja triasnih paleokrnških procesov, ki jim T. Bechstadt (1975; 1978) in l. Štrucl (1981; 1984) pripisujeta pomembno vlogo pri nastanku svinčevo-cinkovih orudenenj. Nekaj povsem drugega so seveda razlage o "hidrotermalnem krasu" S. Dzulynskega in M. Sass-Gustkiewiczeve (1977), ki vnašata v kraško terminologijo morda določeno zmedo, saj gre pri njuni razlagi pravzaprav le za posebno varianto hidrotermalne teorije. LITOSTRATIGRAFSKA RAZPOREDITEV SVINČEVO-CINKOVIH ORUDENENJ Svinčevo cinkova rudišča se na območju severnih Karavank pojavljajo v različnih nivo- jih litostratigrafskega zaporedja triasnih kamenin in sicer: - v anizijskem dolomitu (Topla) - v ladinijsko-karnijskem apnencu ali dolomitu oziroma v takoimenovanem wetterstein- skem apnencu ali dolomitu (centralno rudišče mežiškega rudnika) - v karnijskem dolomitu med l. in 2. rabeljskim skrilavcem (Graben ter rudni pojavi na Pristavi, Marholčah, na Platu in Uršlji gori) ter - v karnijskem apnencu med 3. rabeljskim skrilavcem (rudni pojavi na Uršlji gori). Največ in tudi najbolj bogata orudenenja so v wettersteinskih plasteh. Med orudenenji nave- denih nivojev ni nobene povezave, med seboj so celo ločeni z vodoneprepustnimi glinovci ali laporji. Vertikalna litostratigrafska razdalja med najnižjo in najvišjo rudo je okoli 1500 m. Z vidika singenetsko-sedimentne teorije pomeni to tudi relativno veliko razliko v starosti na~ tanka rude najnižjega in najvišjega nivoja. Da je paleogeografski relief pri nastanku orudenih nivojev odigral zelo pomembno vlogo skorajda ni nobenega dvoma, zato je tudi eden glavnih argumentov singenetsko sedimentne teorije. Vprašanje je le, kakšni so bili še drugi pogoji, da so se nakopičile tako velike količine kovin. če primerjamo interstratificirana orudenja, ki se pojavljajo v wettersteinskih plasteh v glavnem v zgornjih 140 metrih, toda v različnih in med seboj ločenih nivojih, lahko ugotav- ljamo v pogojih nastanka določene razlike. V nekaterih nivojih se ruda pojavlja v precej čistih apnencih (n.pr. v Srednji coni), v drugih pa v dolomitih (Navršnik, Triurno rudišče). Enako velja za oblike rudnih teles, ki kažejo določene značilnosti kraških struktur, bodisi površinskih ali podzemeljskih. LITOSTRATIGRAFSKI RAZVOJ RUDONOSNIH KAMENIN Anizijske plasti delimo po litofacialnih značilnostih na tri različna zaporedja kamenin. Paleontolooko dokazana je edinole starost zgornjega zaporedja. Z amonitno in konodontno favno je ugotovljen zgornji anizij oziroma ilirij. Spodnje zaporedje kamenin sestoji pretežno iz mikritnega in biomikritnega apnenca, to pomeni iz subtidalnih (podplimskih) sedimentov. 116 I. Štrucl, Vloga kraških procesov pri nastanku severno karavanških Pb-Zn rudišč Srednje zaporedje sestoji bodisi iz dolomita (pretežno dolosparita) ali iz raznovrstnih alokemičnih kamenin (apnencev in dolomitnih apnencev) s krinoidi. Sedimenti tega zaporedja so nastali v plitvovodnih okoliščinah plimskega (tidalnega) in nadplimskega (supratidalnega) pasu, kar pomeni, da je lahko občasno prišlo tudi do prekinitev v sedimentaciji, s tem pa tudi do kraških procesov oziroma do oblikovanja kraških struktur, če že ne podzemelj,kih pa vsaj površinskih. Zgornje zaporedje sestavljajo v glavnem globlje morski pelagični sedimenti - mikritni ali biomikritni apnenci z radiolarijami in roženci. Posebnost tega zaporedja so tudi tufske plasti iz lito- in kristaloklastičnega tufa srednje kisle vulkanske kamenine. stladovnica wettersteiostib plasti, pretežno ladinij,ke, deloma pa karnij,ke starosti, se- stoji v glavnem iz plitvovodnih lagunskih sedimentov (apnencev in dolomitov). Njena debelina znaša prek tisoč metrov. Spodnja polovica sestoji iz dolomita, zgornja pa pretežno iz apnenca in delno iz dolomita. Wettersteinski apnenci prehajajo proti jugu v grebenski apnenec, za kate- rega pa še nismo ugotovili, kdaj se je začel in kdaj je nehal njegov razvoj. Lagunske apnence ločimo od grebenskih v glavnem po fosilnem inventarju, po mikro in makrostrukturnih ele- mentih, predvsem pa seveda po sedimentoloških značilnostih karbonatnih kamenin. Južno od grebenskega pasu se namesto apnencev in dolomitov pojavljajo glinovci in laporji, ekvivalent takoimenovanih partnaških skladov. Wettersteinski apnenci so na prvi pogled zelo enolični, toda z malo večjo pozornostjo lahko kmalu ugotovimo, da se med seboj menjavajo raznovrstni apnenci (mikritni, dismikritni in sparitni) z in brez mikro- in makrofavne, makro- in mikrobreče, stromatolitne in onkoidne plasti ter dolomiti različne kemične sestave in zrnavosti, kar pomeni, da imamo opravka s podplimskimi, plimskimi in nadplimskimi sedimenti. Razen čistih karbonatnih kamenin s po- prečno 0,16 % netopnih snovi pa se v zaporedju tu in tam pojavljajo tanke laporne plasti. T. Bechstadt (1973, 1975) je v wettersteinskih plasteh v Bleibergu ugotovil vrsto ciklotem iz regresivnih in transgresivnih sedimentov. Po njegovem vzoru smo podobne raziskave izvedli tudi v mežiškem rudniku in ugotovili povsem podobne sekvence in to celo v približno enakih razdaljah do l. rabelj,kega skrilavca, kakor v Bleibergu. V vsaki sekvenci je navadno tudi tanka laporna plast, za katero Bechstadt meni, da gre za rezidualne sedimente iz dolomita (74-85 %), illita in zelo malo kremena. Debelina lapornih vložkov se navadno giblje v mili- metrskem območju, včasih pa so celo komajda vidni. Najdemo pa tudi primere, ko lapor za- polnjuje manjše vdolbine v apnencu. Če izhajamo iz domneve, da predstavljajo laporne plasti rezidualne sedimente in ne tufite, kot to marsikdo domneva, je v zgornjem delu skladovnice rudonosnih wettersteinskih plasti osem do dvanaj,t nivojev, v katerih je med sedimentacijo prišlo do daliih prekinitev. Med najbolj značilne plasti ciklotem pa sodijo takoimenovane črne breče, ki se v meži- škem rudišču pojavljajo zlasti v nivojih 12, 25 in 60 m pod l. rabelj,kim skrilavcem. Kljub neznatni debelini, od 5 do največ 15 c_m, izkazujejo breče izredno veliko regionalno razpro- stranjenost, saj jih najdemo v približno enakih nivojih od Uršlje gore do Bleiberga v Zilj,kih Alpah. 117 Acta carsologica, XVIII (1989) Pb-Zn ORUDENJA TER NJIHOVA POVEZAVA S PALEOKRAŠKIMI STRUKTURAMI Dejstvo, da se velik del svinčevo cinkovih orudenenj v wettersteinskem apnencu pojav- lja ob črni breči, ki v ciklotemu označuje začetek transgresije, pomeni, da je njihov nastanek povezan s paleoreliefom. Ob prekinitvi sedimentacije so v apnencu nastajale razpoke in kotan- je, tu in tam morda tudi votline. Črne breče smo v mežiškem rudniku okrog leta 1960 uvedli kot vodilo pri iskanju medplastovnih orudenenj, zlasti v Navršnikovem revirju. Tloris sistema medplastovnih orudenenj je podoben tlorisu kraških jam in tudi njihovo obliko je možno primerjati z njimi. Določena dejstva dopuščajo, da tudi njihov nastanek istovetimo, druga pa govorijo proti temu ali vsaj niso tako prepričljiva. V medplastovnih orudenenjih praviloma ne zasledimo korodiranih ali ostro začrtanih bočnih sten, kot to lahko opazujemo v recentnih jamah. So pa seveda tudi izjeme. Sem spadajo na primer cevasta orudenenja v Igrčevem revir- ju, imenovana Formoza. Povečini je lateralni prehod iz orudenega dela v neorudeni del posto- pen in ne kaže na tipične zapolnitve, kakršne na primer najdemo v osemurnih razpokah, imenovanih po starem rudarskem načinu označevanja smeri slemenitve (8h=120 °). Njihov nastanek lahko s preceinjo verjetnostjo pripišemo triasnim paleokraškim procesom. Bolj ostro začrtana je navadno le talnina rudnega telesa. Tu se praviloma pojavljajo tudi raznovr- stni rudni ritmiti, ki sestoje iz karbonatnih, glinenih in sulfidnih mineralov (podroben opis rit- mitov glej O. Schulz, 1964 in l. Štrucl, 1984). Da imamo večidel opravka s površinskimi obli- kami korodiranega reliefa in ne s sistemom kraških jam, sklepamo tudi po fosilnih ostankih, ki smo jih tu in tam našli sredi medplastovitih rudnih teles. V Navršniku smo na primer na 10. obzorju našli celo grobišče polžev iz rodu Chemnj[zia sp. S. Dzulynski in M. Sass-Gustkiewicz (1977) sta sicer mnenja, da je močno mineralizirane fosile, kakršne smo na primer našli v Topli (I. Štrucl, 1974) interpretirati tudi z metasomat- skimi procesi. Poleg tega pravita, da se zbruski ne nanašajo na prikamnino, kar je sicer res, vendar s tem ničesar ne dokazujeta. Prikazani fosili (krinoidi in foraminifere) ležijo namreč v rudi z vsemi značilnostmi sedimenta in ne v metasomatski rudi. Fosile lahko sicer najdemo tudi v jamskih sedimentih, če so jame bile povezane z morjem, v nobenem primeru pa si jih ne moremo predstavljati v precipitatih iz "hidrotermalnih" kraških raztopin. V prid eksterni (površinski) sedimentaciji, vsaj za velik del medplastovnih orudenenj, govori tudi dejstvo, da so črne breče in stromatolitne plasti sestavni del orudenele prikameni- ne. Eksterna sedimentacija pa seveda ne izključuje interne sedimentacije, vsaj ne z vidika singenetsko-sedimentne teorije. Precej bolj jasna je situacija, kar zadeva osemurna orudenenja. To so razpoke ali po kraški terminologiji špranjasta brezna, ki so bila z rudo zapolnjena v triasu, ali bolje rečeno v času, ko je nastal emerzijski nivo s črno brečo, ki je od l. rabeljskega skrilavca oddaljena 50-60 m. Na ta nivo je namreč vezan večji del osemurnih orudenenj. So pa seveda enako stara kakor medplastovna orudenja tega nivoja. Tudi v Bleibergu spada ta nivo med najbolj pomembne nosilce medplastovnih orudenenj in ga imenujejo Hauptsildschlagmtche (H. Hal- 118 ~ 1 1 I. Štrucl, Vloga kraških procesov pri nastanku severno karavanških Pb-Zn rudišč o 5 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 •4-13 % DOLOMITA % NETOPNIH SNOVI ~-=_;~~~~ o ~ 50 1000,1 0,4 ~ ;\~ // ,, // ~ // ~* ,~~// .,, 1/ ,, { ~ ~ // I'/ ~ \\ // ~ \\ .;,. ,,.. II ❖ ~ ~ ~ 13° ~ L 12 ( ~11 10. ~ ~ ·9~ ~ .8 ,, ,c\. J ,, v- ·1 ~ :6L .s->~ h,,f° s~. s ~ . 4 ~ ~ ~ ~ 1 2 S1.1. Shematski prikaz osemurne orudenele razpoke iz 14. obzorja revirja Navršnik 3 Fig.!. Shematic cross section of the so-called 8 hour or 120° (NW-SE) mineralized fissure on the leve! 14 in the Navršnik district of the Mežica mines 119 Acta carsologica, XVIII (1989) ler, 1960). že to dejstvo nam pove, da imamo opravka s paleogeografskimi nivoji velikega prostranstva. Medplastovne rude zavzemajo v skladovnici wettersteinskega apnenca z oziro- mana lego plasti sorazmerno majhno debelino, 1-4 m, razpoke pa segajo pod brečo 30-40 m, včasih pa tudi več. Izjema je morda veliko "osemurno rudišče" v Navršniku, za katerega si nikoli nismo bili povsem na jasnem, kateremu sistemu orudenenj pripada. Po obliki in debelini (pravokotno na plastovitost) kaže značilnosti osemurnih orudenen1 po mineralni sestavi in strukturnih značilnostih mineralnih komponent pa medplastovnim orudenenjem. Medplastov- ne rude tega nivoja so praviloma v dolomitu, osemurne pa v apnencu. Ruda osemurnih orudenenj sestoji povečini iz galenita, cerusita in limonita, ki je nastal pretežno iz markazita Širina orudenelih razpok variira od 1 cm do 3 m. Ruda se pogosto pojavlja le v obliki nepravilnih gnezdastih zapolnitev. Ker se je po oblikovanju današnje geo- loške zgradbe po osemurnih razpokah pretakala podtalnica, je marsikatera razpoka zapolnjena z recentno kraško glino ali ilovico, v kateri najdemo samo še ostanke rude. Pomembna značil­ nost rude je izredno visoka stopnja oksidacije, ne glede na globino, v kateri se ruda nahaja. O nastanku osemurnih razpok so različna mnenja. Eni menijo, da gre za tektonske raz- poke, drugi za netektonske. Večina znamenj govori v prid slednji ugotovitvi. Razpoke so lahko nastale že na morskem dnu, zaradi dehidracije ali diageneze sedimentov. Takšne razpo- ke so praviloma nepravilnih oblik in povečini tudi pravokotne na plastovitost. Morda so neka- tere nekoliko preširoke, toda iz sedimentoloških in paleogeografskih raziskav sled~ da lahko nepravilne ra:diritve, obliko razpok in bočne korozijske pojave razlagamo s kraškimi procesi. Del kraških elementov je nastal v bližnji preteklosti, tode pretežen del jih pripisujemo paleo- kraškim procesom. Na prvi pogled nam kombinacija osemurnih in medplastovnih orudenenj skorajda vsilju- je razlago o dovajanju ascendentnih rudnih raztopin. Toda osemurne razpoke zanesljivo niso imele te vloge, čeravno bi od vseh diskordantnih epigenetskih orudenenj še najprej in edine prišle v poštev. To sodimo predvsem po kraškem značaju razpok, po mineralni paragenezi ter popolni odsotnosti kakršnihkoli hidrotermalno-metasomatskih sprememb v prikamenini. V vzorcih 4-13 na sliki 1 smo namreč našli dokaj dobro ohranjene alge in foraminifere. Znamenja paleokraških procesov kažejo tudi grebenski apnenci karnijske starosti gre- benskega rudišča v jugovzhodnem delu mežiškega rudnika Pridevek "grebenski" morda ni povsem upravičen, ker ni ves apnenec biogenega porekla. Pretežen del sestoji namreč iz drob- nega intraklastičnega in bioklastičnega materiala, toda fosilni inventar kaže v glavnem na tipi- čno grebensko favno. Zaradi korale Tecosmilia badiotica Volz (I. Štrucl, 1970) smo grebenski apnenec uvrščali v ladinijsko stopnjo, toda po najdbi fosilov Oppelismilia sp. in Mikrotubus communis Flilgel sodimo, da je grebenski apnenec karnijske starosti in da ga lahko morda le vzporejamo s psevdowettersteinskim apnencem med l. in 2. rabeljskim skrilavcem. Sem ga je uvrščal tudi A. Zorc (1957), vendar brez fosilnih dokazov, zgolj s primerjavo z rudiščem Kreuth v Ziljskih Alpah in to zaradi prevladujočih količin cinka v obeh rudiščih. Grebenski apnenec prehaja navzgor (glej sl. 2a) v bituminozni dolomit, med obema pa je praviloma razli- čno debel (širok) vložek z raznovrstnimi orudenimi ali neorudenimi brečami. V krovninskem 120 1 I. Štrucl, Vloga kraških procesov pri nastanku severno karavanških Pb-Zn rudišč delu grebenskega apnenca najdemo tu in tam erozi~ke ali korozi~ke kotanje in vdolbine, še bolj pogosto pa votline, z.apolnjene z rudnimi ritmiti, kar pomeni soseščino eksternih in inter- nih rudnih sedimentov. ~i~ l. T~ 7 T1 1 3 _::t-+ , ,~ 2a 6 + (''.\\ ' \ " ~ J ,, ----f:,' \\ ,:,. 3 .... ✓\\ T~ ...,.,,, .,, ,, .... , .. r: ,, .,,,,.~\ 5 \\ ~ //~'-' ::- -., \\ )()(')( // )( ,, ,, - ~)( 4 - -s,.4 4a 5 4 3 T2 2 I 4 II ... ~ II) T~ I 2 -'~ -+ T! 6 1 T1 7 3 S1.2 Dve različni razlagi o zaporedju kamnin v grabenskem rudišču 1 - wettersteinski apnenec, 2 - regresipka breča, 2a - tektonska breča, 3 - bituminozni dolomit, 4 - transgresipka breča, 4a - intraformacipka (deformacipka) breča, 5 - dolomitizirani grebenski apnenec, 6 - grebenski apnenec, 7 - l. rabelpki skrilavec, 8 - Pb-Zn mineralizacije, 9 - sedimentne rude, T2 2 - ladinij, T 1 3 - karnij Fig.2 Two different interpretations of the depositional succession in the Graben district of the Mežica mines 1 - Wetterstein limestone, 2 - regressive breccia, 2a - tectonic breccia, 3 - bituminous limestone, 4 - transgressive breccia, 4a - intraformational (deformational) breccia, 5 - dolomitized reef limes- tone, 6 - reef limestone, 7 - l. Raibl shale, 8 - Pb-Zn mineralizations, 9 - ore sediments, T2 2 - Ladinian, T 1 3 - Carnian 121 Acta carsologica, XVIII (1989) Toda z rudo niso bile zapolnjene le kotanje in votline, s kovinami bogate~ pome vode so pronicale tudi v porozen grebenski apnenec in ga sčasoma nadomeščale z dolomitom in sulfidnimi minerali. Dolomitiziran rudonosni grebenski apnenec vsebuje tudi do desetkrat več Si02 kakor nespremenjen apnenec. V kontaktni coni paleogeografskega nivoja med dolomiti- ziranim grebenskim apnencem in bituminoznim dolomitom se srečujemo z raznovrstnimi brečami, katerih nastanek pa je še zelo sporen. Obstajajo različne in zelo si nasprotujoče raz- lage. Nasprotja izhajajo med drugim tudi iz različnih tolmačenj litostratigrafskega zaporedja obeh enot. Po eni razlagi je bituminozni dolomit namreč starejši od grebenskega apnenca, N 6.obz. 569m 8.obz. 511 m 10.obz. 464 m_ 12. obz. 417 m 14. obz. 354 m Ostrčnjak Sl.3 Geološki presek skozi zapadni del grabenskega rudišča (po y = 4620) s ~8 I 1 - wettersteinski apnenec (ladinij), 2 - l. rabeljski skrilavec (karnij), 3 - grebenski apnenec (kar- nij), 4 - dolomitizirani grebenski apnenec, 5 - bituminozni dolomit (karnij), 6 - glavni dolomit (norij), 7 - brečasta cona, 8 - Pb-Zn mineralizacije Fig.3 Geological cross-section through the west pari of lhe Graben ore deposit 1 - Wetterstein limestone (Ladinian), 2 - l. Raibl shale (Carnian), 3 - reef limestone (Carnian), 4 - dolomitized reef limestone, 5 - bituminous dolomite (Carnian), 6 - Norian dolomite, 7 - breccias zone, 8 · Pb-Zn mineralizations 122 , 1 I. Štrucl, Vloga kraških procesov pri nastanku severno karavanških Pb-Zn rudišč breča pa transgresijske narave. Iz doslej objavljenih pogledov avtorja (I. Štrucl, 1970; 1984) in predhodne razlage pa sledi ravno obratno zaporedje. Obe varianti sta razvidni iz slike 2. Prva razlaga zahteva manj komplicirano tektonsko interpretacijo in normalno lego plasti, druga pa se oslanja na gravitacijske strukture v rudnih sedimentih, ki kažejo na prevrnjeno lego plasti (gl.sl. 3). Nastanka breč verjetno ne moremo posplošiti in pripisati enemu samemu procesu (n.pr. kraškemu ali hidrotermalno kraškemu procesu, sedimentaciji, tektoniki itd.), temveč različnim procesom, ki se mestoma med seboj tudi dopolnjujejo. V petrološki sestavi breč odseva namreč v večini primerov neposredna okolica, to pomeni, da je njihov nastanek več ali manj povezan z naknadnimi geološkimi procesi znotraj obeh enot, toda v nekaterih primerih ne moremo povsem izključiti eksogenih procesov na morskem dnu. Nastanek orudenih breč je povezan s postsedimentacijskimi deformacijskimi in disolucij- skimi procesi, vendar ne v smislu hidrotermalnih kraških procesov S. Dzulynskega in M. Sass-Gustkiewiczeve (1977), temveč z descendentnimi hidatogenimi raztopinami. G. Perna (1973) opisuje breče in sedimentno rudo v kotanjah grebenskega apnenca kot tipične kraške zapolnitve v smislu emerzijsko kraške hipoteze, kar je sicer možno, toda z ozi- ram na sedimentacijsko okolje, ki je sledilo grebenskemu razvoju, vendarle precej vprašljivo. Zaradi evksinskega okolja z močno slano morsko vodo (lahko bi jo morda celo imenovali slanico) je bila prekinjena ali lateralno prestavljena nadaljnja rast grebena. Voda je bila obo- gatena s kovinami, zato je bil na grebenski apnenec, deloma pa tudi v votlinah znotraj njega, najprej odložen rudni mulj, potem pa različne količine gline in dolomita, ki za gotovo tudi niso bile brez kovinskih primesi. Mestoma sta bila odložena tudi sadra in anhidrit, ki samo še potr- jujeta domnevo o močno slani naravi morske vode. Vse te kamenine najdemo v različnih razmerjih nakopičene v polimiktnih in monomiktnih brečah. Poraja pa se seveda vprašanje odkod tako nagle spremembe v sedimentacijskih pogojih, ki so omogočale nastanek triasnih svinčevo-cinkovih orudenenj. Problematika o izvoru rudnih komponent je še vedno precej zamegljena. O njej sem pisal že v razpravi o anizijskem rudišču v Topli (I. Štrucl, 1974), v razpravi o mežiškem rudišču pa ni nobenih novih bolj oprijemljivih dokazov, zato sem ostal tudi pri istih ugibanjih. Ostajata dve možnosti: prvič, da so kovine prispele v zelo plitvovodne bazene z ascendentnimi (hidrotermalnimi) raztopinami, ali drugič, da so kovine supergenetskega porekla. Ker sem o teh možnostih že večkrat razpravljal ter navedel tudi dejstva za in proti prvi ali drugi možnosti (I. Štrucl, 1971; 1974; 1981), bi se tu omejil le na pripombo M. Drovenika (1988), ki pravi: 'Težko je razumljivo, da bi se zaradi preperevanja na kopnem morska voda bistveno obogati- la z obema kovinama, še posebno, če upoštevamo, da je bilo območje Tople oddaljeno od Vindelici_jskega praga, odkoder naj bi po Štruclu prihajali obe kovini, kar okrog 200 km." Današnja razdalja je resda 200 km, toda severna karavanška rudišča so nastala v istem bazenu (enako velja seveda tudi za rudišča v Ziljskih Alpah), kot rudišča in kamenine v Se- vernih apneniških Alpah. O tem problemu smo razpravljali že leta 1970 v Bleibergu, kjer sem med drugim dejal: "Wbere can tbe nalive area of tbe Nortbem Drau cbain be located? One possibifity woufd be 123 Acta carsologica, XVIII (1989) to seek for it a/ong the Periadriatic line, that is approximately in the area South of Innsbruck (1 Štrucl, 1971) H Po Bechstadt-ovi (1978; 1979) rekonstrukciji pa Dravski niz predstavlja celo zahodni podaljšek Severnih apneniških Alp, to pomeni, da so Pb-Zn rudišča nastala med odprtim morjem na jugu in jugovzhodu ter bližnjo celino na severu. POSTTEKTONSKI KRAŠKI PROCESI IN NJIHOVA VLOGA PRI NASTANKU IN PREOBRAZBI Pb-Zn ORUDENENJ Brečasta orudenja se pojavljajo tudi v wettersteinskem apnencu. Najbolj pogosto so vezana na sistem unionskih prelomnic, ki pa so zagotovo dosti mlajše od predhodno opisanih. Starost orudenelih unionskih prelomnic je bila kar precej časa predmet polemike (M. Fabjan- čič, 1965). Ne samo med epigenetiki in singenetiki, temveč tudi znotraj posameznih struj so bila mnenja deljena in dileme še tudi danes niso povsem odpravljene. Nekateri so videli v teh prelomnicah dovodne kanale za singenetska sedimentna rudišča (L. Kostelka, 1965), osebno pa jih že od vsega začetka smatram za mlajše od interstratificiranih orudenenj (I. Štrucl, 1965; 1971; 1984). Prostor za orudenja je bil ustvarjen s tektonskimi procesi, toda ruda je tudi še pozneje utrpela vrsto tektonskih sprememb. Ostalo so seveda opravile hidatogene raztopine oziroma kraške vode. Od drugih orudenenj se unionska orudenenja razlikujejo zlasti po velikih količinah kal- cita. V pretežnem delu medplastovnih orudenenj (izjema so orudenja v Srednji coni) sestoji žilnina 90-95 % iz dolomita in le 5-10 % iz kalcita, v unionski rudi pa je to razmerje ravno obratno. Kalcit je povečini mlečno bel, lahko pa je tudi različno obarvan, odvisno od količine in vrste tujih vključkov. V razpokah, geodah in večjih votlinah najdemo včasih tudi lepe kristal- ne kopuče kalcita, včasih pa tudi aragonita. Najbolj iskane in dragocene so kristalne kopuče vulfenita. Nastanek orudenenj unionskega sistema je povezan s kraškimi procesi, kar pomeni z epigenetsko mobilizacijo svinca, cinka, železa in molibdena iz okolnih kamenin ali starejših orudenent Ob tem se seveda sprašujemo, kdaj se je vse to dogajalo, pred ali po pliocenu. Z oziram na dejstvo, da so unionska orudenenja kljub temu, da so najmlajša, tektonsko precej prizadeta, je velika verjetnost, da je velik del teh orudenenj nastal pred pliocenom, na primer v oligo-miocenu. S tem bi lahko razložili tudi nekoliko višje, z izotopnimi analizami ugotovlje- ne temperature vode (T. Dolenc in sodelavci,1981). V oligo-miocenu namreč ni prišlo le do največjih dvigov karbonatne skladovnice, temveč tudi do pomembnih magmatskih procesov vzdolž bližnjega periadriatskega šiva (E. Faninger in I. Štrucl, 1978). Temperaturni gradient je bil prav gotovo precej višji od današnjega. Kraški procesi so se seveda nadaljevali vse do današnjega dne, toda od pliocena naprej vse bolj z razgrajevalnimi učinki, povezanimi z oksi- dacijskimi procesi. 124 1 1 1 1 1 I. Štrucl, Vloga kraških procesov pri nastanku severno karavanških Pb-Zn rudišč LITERATURA Bechstiidt, T, 1973: Zyklotheme im hangenden Wettersteinkalk von Bleiberg-Kreuth (Kiirnten, Oster- reich). Festschrift Heissel, Veroffentl. Univ. Innsbruck, 86, 25-55, Innsbruck Bechstiidt, T, 1075: Lead-Zinc Ores Dependent on Cyclic Sedimentation (Wetterstein-Limestone of Bleiberg-Kreuth, Carinthia, Austria). Mineral. Deposita, 10, 234-248, Berlin Bechstiidt, T, 1978: The Lead-Zinc Deposit of Bleiberg-Kreuth (Carinthia, Austria): Palinspatic situa- tion, Paleogeography and Ore Mineralisation. Verh. Geol. B-A. 3, 221-235, Wien Bechstiidt, T., 1978: Faziesanalyse permischer und triadischer Sedimente des Drauzuges als Hinweis auf eine grossriiumige Lateralverschiebung innerhalb des Ostalpins. Jahrb. Geol. B. A, Bd. 121, H 1, 1-121, Wien Bertapelle, A, 1954: Probleme und Erfolge in der Wasserhaltungsfrage in Mežica. Montan-Rundschau, 2 Brandt, A. und Hiitschler, C, 1980: Karsthydrologische Kartierung der Petzen, Kiirnten, Osterreich. Carinthia II, 170/ 90, 161-180, Klagenfurt Dolenc, T, Kuše1 J, Pezdič, J, 1981: The Isotopoc Composition of Oxygen and Carbon in Lead and Zine Deposits from Northern Karavanke. Mineral Deposits of the Alps, Proceedings of the IV. ISMIDA, Springer Verlag, Special Publication No 3, 176-189, Berlin_ Drovenik, M, Pungartnik, M, 1987: Nastanek cinkovo-svinčevega rudišča Topla in njegove značilnosti. Geologija 30, 245-314, Ljubljana Dzulynski, S., Sass-Gustkiewicz, M, 1977: Comments on the Genesis of the Eastern-Alpine Zn-Pb Deposits. Mineral Deposita, 12, 219-233, Berlin Fabjančič, M, 1965: Razprave na mednarodnem posvetovanju v Mežici 17.11.1964. Rudarsko-metalur- ški zbornik, 2, 181-184, Ljubljana Faninger, E, Štrucl, I, 1978: Plutonic emplacement in the Eastern Karavanke Alps. Geologija 21, 81-87, Ljubljana Grafenauer, S., 1959: Hidrogeologija in njena uporaba v rudniku Mežici. Rudarsko-metalurški zbornik, 3, 259-288, Ljubljana Gospodarič, R, Habič, P, Herzog, U, Ramspacher, P, Štrucl, I, Zojer, H, 1989: Hydrogeologische Untersuchungen im Petzenmassiv. Carinthia II, Sonderheft, Klagenfurt (v tisku) Holler, H, 1960: Zur Stratigraphie des Ladin im ostlichen Drauzug und in den Nordkarawanken. Carin- thia II, 150, 63-75, Klagenfurt Kostelka, L, 1965: Opažanja in misli o svinčevo-cinkovih orudenenjih v Apneniških Alpah južno od Drave. Rudarsko-metalurški zbornik, 2, 173-180, Ljubljana Novak, D., 1962: Kraške pojave v porečju Meže. Geografski glasnik 21, 39-50, Zagreb Novak, D., 1974: Osameli kras v podravskem delu SR Slovenije. Acta carsologica 6, 57-78, Ljubljana Perna, G, 1973: Fenomeni carsici e giacimenti minerari. Le Grotte d'Italia 4, Vol. IV, 1-72, Bologna Schulz, O, 1964: Mechanische Erzanlagerungs-Gefiige in den Pb-Zn Lagerstiitten Mežica und Cave del Predi!. Berg- und Hiittenm. Mh, 109, 12, 385-389, Wien Štrucl, I, 1965: Nekaj misli o nastanku karavanških svinčevo cinkovih rudišč s posebnim ozirom na rudišče Mežice. Rudarsko-metalurški zbornik 2, 155-164, Ljubljana Štrucl, I, 1970: Poseben tip mežiškega svinčevo cinkovega orudenenja v rudišču Graben. Geologija 13, 21-34, Ljubljana 125 Acta carsologica, XVIII (1989) Štrucl, I, 1971: On the geology of the Eastern Pari of the Northern Karawankes with Special Regard to the triassic Lead-Zinc-Deposits. Sedimentology of parts of central Europe, Guide book, VII, Int. Sediment. Congress, 285-301, Heidelberg Štrucl, I., 1974: Nastanek karbonatnih kamenin in cinkovo svinčeve rude v anizičnih plasteh Tople. Geologija 17, 299-397, Ljubljana Štrucl, I., 1981: Die Schichtgebundenen Blei-Zinc-Lagerstiitten Jugoslawiens. Mitt. osterr. geol. Ges, 74/75, 307-322, Wien Štrucl, l., 1984: Geološke, geokemične in mineraloške značilnosti rude in prikamenine svinčevo-cinkovih orudenenj mežiškega rudišča. Geologija 27, 215-327, Ljubljana Tufar, W., 1980: Ore Deposits of the Eastern Alps. 8th Internat. Geochemical Explor. Symp, Bundes- anst. fiir Geowissenschaften und Rohstoffe, Excursion Guide, C 6, 1-78, Hannover Zorc, A., 1955: Rudarsko geološka karakteristika rudnika Mežica. Geologija 3, 24-80, Ljubljana Zorc, A., 1957: Diskussionsbeitrag in: Entstehung von Blei-Zinc-erzlagerstiitten in Karbonatgesteinen. Berg- und Hiittenm. Mh 9, 235, Wien THE IMPORTANCE OF KARST PROCESSES AT ORIGIN OF NORTH KARA V ANKE PB-ZN ORE DEPOSITS Summary More and more frequently the role of karst processes is connected to metalogenetic problematics of Pb-Zn orebodies in carbonate rocks. The Norih Karavanke Mt. ore deposits belong within this fra- me. The besi known and the best explored is Mežica ore deposit where karst processes have played without doubt an important pari during the mineralisation but it does not mean that this importance could be generalized to the entire ore deposit or group of them without hindrance. In the yugoslav region of northern Karavanke Mt. the Pb-Zn ore deposits appear in different levels of litostratigraphical sequences of Triassic rocks, namely: - in Anisian dolomite (Topla) - in Ladinian-Carnian limestone and dolomite, in so called Wetterstein limestone and dolomite respectively (the main ore deposit of the Mežica mine) - in Carnian dolomite between 1•• and z=tl Rabelj shale (Graben [?J and ore phenomena on Pri- stava, Marholče on Plat and on Uršlja gora) and - in Carnian limestone above the 3rd Rabelj shale (ore phenomena on Uršlja gora) There is no connection among the orebodies of cited levels, they are separated by impermeable mudstone and marls even. Litostratigraphic vertical distance between the Iowest and the highest ore- body is about 1500 m. The rocks in mentioned Ievels are shallow water sediments. The fact, that a big part of Pb-Zn orebodies in Wetterstein Jimestone occurs along the black bre- ccia, designing in the sedimentation cyclotheme the start of transgression, evidences that the origin is connected to paleorelief. In Mežica mine the black breccias appear 12 - 25 and about 60 m below thc first Rabelj shale. During the sedimentation interruptions the cracks and hollows, here and there holes even, appear in the limestone. The ground plan of stratabound orebodies is similar to ground plan of karst caves and even their 126 , 1 1 l. Štrucl, Vloga kraških procesov pri nastanku severno karavanških Pb-Zn rudišč shape could be compared. Some facts enable to identify their origin, while there are some other facts speaking against but they are not so cogent. In stratabound ore deposits the corroded or clearly drawn surfaces of lateral walls as are seen in recent caves are usually not found. The lateral transition from mineralised pari to non-mineralised part is usually gradual and does not show typical sediments as are found in 8 hours fissures, as are called according to old way of description of dip direction (8h = 120°). Fissures (fissured potholes) were filled up by ore in Triassic, or better in the tirne when the emersion leve! with black breccia tvolved, distant from the 1"' Rabelj shale about 50 - 60 m. Obviously bolh mineralised systems are approximatively equally old. According to the beds position in the We- tterstein limestone the stratabound ore occupies relatively small thickness of 1 - 4 m, while the fissures extend below breccia for 30 - 40 m, sometimes even more. Stratabound orebodies of this leve! are usua- lly in dolomite, the 8 hours ones in limestone. As usually there are different opinions regarding the origin of 8 hours fissures. Some think that they are tectonic and some that they are not. Most of evidences confirm the last statement. A pari of karst elements has developed in the recent past but the predominant part is contributed to paleokarst processes. The reef limestone of Carnian age in Graben mine show the traces of paleokarst processes. In the contact zone of paleogeographic leve! between the dolomitized reef limestone and bituminous limesto- ne we meet ali sorts of mineralized and non-mineralized breccias which origin remains discutable. Di- fferent opinions result from different explanation of litostratigraphic sequences of bolh units (compare the sketches 2 a and 2 b). The author thinks that the breccias origin could not be generalized on one process only (f.e. karst or hydrotermal karst process, sedimentation, tectonics etc.) but on different processes which are partly complemented. G.Perna (1973) describes the breccias and the sedimentary ore in the hollows of the reef limestone as typical karst sediments, which is quite possible, bul accor- ding to sedimentation environment, following the reef development, rather questionable. Because of euxinic environment of sea water with high salinity the further reef uplifting was interrupted or late- rally displaced. Above the reef limestone, and partly in the hollows within it, mud, different quantities of clay and dolomite, having surely the mineralised impurities, were deposited. On some parts gypsum and anhydrite are found confirming high water salinity. Ali these rocks could be found in different proportions accumulated in polymictic and monomictic breccias. Breccia mineralisations appear in Wetterstein limestone too. The most frequently they are bound to the system of Union fault lines and are surely a lot younger than the previously described. The space for mineralisation was created by tectonic processes but later too the ore underwent drastic tectonic changes. The resi was done by hidatogene? solutions, karst water respectively. From other orebodies the Union system (called after the Union mine district) differs after big quantities of calcite in parti- cular. In predominant pari of stratabound ore deposits there is a vein composed by 90-95% of dolomite and 5- 10% of calcite only, in Union system the relation is just the opposite. The origin of ore deposit in Union system is connected to karst processes, which means the epigenetic mobilisation of lead, zine, iron and molybdenum from the near rocks or older ore deposits. According to the fact that the Union ore deposit, in spite of being the youngest, have tectonically suffered a lot there is a great possibility that big part of these ore deposits had developed before Pliocene, f.e. in Oligo-Miocene. Thus a little highcr water temperatures, evidenced by isotope analyses (T.Dolenc et al, 1981) could be explained. Oligo-Miocene is namely the epoch with the strongest magmatic activity along the near Periadriatic Lincamcnt therefore the temperature gradient was without doubt a lot higher than the actual one. 127 Acta carsologica, XVIII (1989) The karst processes have continued till today, but from Pliocene onwards with more weathering effects because of oxidation processes. 128 ~ 1 1 1 1