Współzależność występowania kalcytu i para-alumohydrokalcytu w węglu
brunatnym ze złoża "Szczerców"
Para-alumohydrokalcyt jest rzadkim minerałem węglanowym, który stwierdzono w
przyspągowej części głównego pokładu węgla brunatnego w złożu "Szczerców".
Korelacja tej części pokładu węgla z licznie tu występującymi paratonsteinami
wskazuje, że dwie warstwy z tym minerałem położone są pomiędzy dwoma
domniemanymi poziomami skał tufogenicznych, czyli odpowiadają niestałym
horyzontom tych skał o genezie piroklastycznej. Potwierdza to występowanie
para-alumohydrokalcytu w postaci intraklastów z fragmentarycznie zachowanymi i
częściowo ultenionymi powłokami żelazistymi. Sugeruje to także, że węgiel tego
odcinka pokładu ma charakter śródformacyjnej brekcji powstałej z lokalnej erozji
tych horyzontów. Można więc sądzić, że para-alumohydrokalcyt był autogenicznym
składnikiem warstw przeobrażonych tufitów. Do powstawania tego minerału
dochodziło, jak się wydaje, w obniżonych miejscach torfowiska, wypełnionych wodą
z rozpuszczonym w niej kwaśnym węglanem wapnia i nasyconej dwutlenkiem węgla.
Brak jonu glinowego doprowadzał do wytrącania kalcytu, co dokumentują liczne
wkładki kredy jeziornej w tej części pokładu węgla, natomiast obecność jonu
glinowego, pochodzącego z rozkładu glinokrzemianów z opadającego pyłu
wulkanicznego powodował, że dochodziło do wytrącania się para-alumohydrokalcytu.
Wprowadzenie
Złoża kopalnego węgla są miejscem występowania wielu
minerałów, które nie są pospolitymi składnikami skał węglonośnych. Jedną z
takich grup minerałów są węglany. Są to składniki skał osadowych, najczęściej
wapiennych, które z wyjątkiem syderytu (Fe2CO3) należą do rzadkich minerałów
spotykanych w formacjach węglowych. Wyjątkiem w skali światowej są krajowe złoża
węgla brunatnego z tzw. rowu Kleszczowa, w których wapienie jeziorne, nazywane
także kredą jeziorną, są ważnym składnikiem litologicznym serii węglowych, tj.
eksploatowanego od kilkudziesięciu lat złoża "Bełchatów" i rozpoczynającej się
obecnie eksploatacji górniczej złoża "Szczerców" (obecnie pole górnicze BOT KWB
Bełchatów SA).
Kredę jeziorną ze złoża "Bełchatów" opisywano już
wielokrotnie [1, 2, 3, 4 i in]. Ten typ litologiczny skał występuje tu w postaci
odosobnionych i izolowanych płatów, przeważnie w osadach dolnomioceńskich w tzw.
kompleksie węglowym. Kreda tworzy tu wielometrowe pakiety, często zastępujące
facjalnie węgiel brunatny. Mniej znane jest jej występowanie w złożu
"Szczerców". Nieliczne wiadomości o kredzie jeziornej z tego złoża [5, 6]
wskazują jednak, że pakiety wapieni jeziornych są znane prawie z całego profilu
neogeńskiej serii węglowej, a jej rozprzestrzenienie obejmuje prawie 3/4
powierzchni złoża. Podobnie jak w złożu "Bełchatów", głównym mineralnym
składnikiem kredy jeziornej jest kalcyt.
W dolnej części zasadniczego pokładu węgla w złożu
"Szczerców" stwierdzono dość częste występowanie rzadkiego minerału:
para-alumohydrokalcytu z klasy słabo poznanych hydroksywęglanów. Minerał ten o
wzorze chemicznym CaAl2(CO3)2(OH)46H2O, został odkryty w roku 1977 w złożu
siarki w Wodinsku w okręgu Samarskim na Powołżu, gdzie występuje wspólnie z
kalcytem i gipsem [7]. Minerał ten został zaakceptowany w roku 1978 przez IMA (International
Mineral Association) - [8]. Ponadto był wzmiankowany z Turkmenii ze
złoża siarki "Gaurdak". Pod względem chemicznym nawiązuje on do częściej
spotykanego w przyrodzie alumohydrokalcytu (gismondytu, chabarskitu -
CaAl2(CO3)2(OH)43H2O), lecz różni się od niego ilością drobin wody
krystalizacyjnej, a tym samym strukturą krystaliczną. Stąd pojawiają się
sugestie, że alumohydrokalcyt jest częściowo odwodnioną formą
para-alumohydrokalcytu, na co wskazuje nadany mu przedrostek "para" (grec.:
niedojrzały). Jednak zdaniem White'a [8] alumohydrokalcyt nie wydaje się być
produktem odwodnienia para-alumohydokalcytu, lecz stanowi odrębną fazę
mineralną, na co wskazują wyraźnie odmienne własności krystalograficzne tych
minerałów, związane przypuszczalnie z pakietową strukturą para-alumohydrokalcytu
[9].
Występowanie para-alumohydrokalcytu w złożu węgla brunatnego
"Szczerców" wiąże się z wapiennymi seriami skalnymi, a jednocześnie z poziomami
tonsteinów, nazywanymi także paratonsteinami [10]. Obecność tego minerału w
poziomach tufogenicznych wskazuje więc na możliwość daleko idącej modyfikacji
struktury kalcytu (CaCO3) w zbiornikach sedymentacyjnych typu wapiennego z
rozkładającym się pyłem wulkanicznym.
Krótka charakterystyka złoża węgla brunatnego "Szczerców"
Złoże węgla brunatnego "Szczerców" położone jest w środkowej
Polsce w zachodniej części tzw. rowu tektonicznego Kleszczowa (Rys. 1). Od
pobliskiego złoża "Bełchatów" oddzielone jest strefą wysadu solnego "Dębina".

Rys. 1. Lokalizacja Odkrywki "Szczerców" w BOT KWB Bełchatów SA.
Para-alumohydrokalcyt jest rzadkim minerałem węglanowym,
który stwierdzono w przyspągowej części głównego pokładu węgla brunatnego w
złożu "Szczerców". Korelacja tej części pokładu węgla z licznie tu występującymi
paratonsteinami wskazuje, że dwie warstwy z tym minerałem położone są pomiędzy
dwoma domniemanymi poziomami skał tufogenicznych, czyli odpowiadają niestałym
horyzontom tych skał o genezie piroklastycznej. Potwierdza to występowanie
para-alumohydrokalcytu w postaci intraklastów z fragmentarycznie zachowanymi i
częściowo ultenionymi powłokami żelazistymi. Sugeruje to także, że węgiel tego
odcinka pokładu ma charakter śródformacyjnej brekcji powstałej z lokalnej erozji
tych horyzontów. Można więc sądzić, że para-alumohydrokalcyt był autogenicznym
składnikiem warstw przeobrażonych tufitów. Do powstawania tego minerału
dochodziło, jak się wydaje, w obniżonych miejscach torfowiska, wypełnionych wodą
z rozpuszczonym w niej kwaśnym węglanem wapnia i nasyconej dwutlenkiem węgla.
Brak jonu glinowego doprowadzał do wytrącania kalcytu, co dokumentują liczne
wkładki kredy jeziornej w tej części pokładu węgla, natomiast obecność jonu
glinowego, pochodzącego z rozkładu glinokrzemianów z opadającego pyłu
wulkanicznego powodował, że dochodziło do wytrącania się para-alumohydrokalcytu.
Serie skalne węglozasobnych osadów neogenu w tym złożu są zaliczane do miocenu i
pliocenu na podstawie podobnego wykształcenia litologicznego do utworów znanych
z złoża "Bełchatów" [5]. Podobnie jak w pobliskim złożu "Bełchatów", osady
neogenu podzielono tu na cztery kompleksy: podwęglowy, węglowy, ilasto-węglowy i
ilasto-piaszczysty [11]. Przykrywa je ciągła pokrywa osadów plejstocenu o
grubości od kilku do ponad 100 m (Rys. 2).

Rys. 2. Profil litostratygraficzny osadów w złożu węgla brunatnego
"Szczerców" [11].
Bezpośrednim podłożem osadów neogenu tego złoża węgla są
miejscami skrasowiałe wapienie górnej jury oraz wapienie i opoki górnej kredy.
Najstarsze osady neogenu, wyróżniane jako tzw. kompleks
podwęglowy, to płaty rumoszu wapiennego skał mezozoicznych o grubości od kilku
do około 40 m, którym przypisywany jest wiek paleoceńsko-dolnoeoceński. Lokalnie
nad tymi osadami we wschodniej części złoża zachowane zostały osady
piaszczysto-glaukonitowe o grubości do kilku metrów, tymczasowo zaliczane do
dolnego oligocenu [5].
Wyższą część profilu kompleksu podwęglowego stanowi
kilkudziesięciometrowy, dolno mioceński kompleks piaszczysty, miejscami
ilasto-piaszczysty, który podściela produktywną serię węglową. Serię węglową
podzielono na dwie części ze względu na jej węglozasobność (Rys. 2). Dolna jej
część wyróżniona jako subkompleks nieproduktywny to drobnoziarniste piaski,
często węgliste z przewarstwieniami iłów i w zachodniej części złoża - wapieni
jeziornych. Seria ta zawiera także w części zachodniej cienkie pokłady węgla
brunatnego.
Górna część tej serii (subkompleks produktywny) to pokład
węgla brunatnego o dużej miąższości, która zmienia się od kilku metrów w części
zachodniej do około 40-60 m w części wschodniej złoża. Pokład ten tworzy
rozległą asymetryczną synklinę we wschodniej części o wyraźnie zwiększonej
miąższości, a następnie ulega silnemu podgięciu w strefie wysadu solnego
"Dębiny", dochodząc prawie do powierzchni terenu. Na podstawie korelacji z
pobliskim złożem węgla "Bełchatów" można sądzić o dolno- i środkowo-mioceńskim
wieku tego pokładu węgla.
Utwory neogenu znad pokładu węgla to seria skalna o
charakterze ilasto-piaszczystym z niestałym pod względem rozprzestrzenienia i
miąższości pokładem węgla (kompleks ilasto-węglowy i ilasto-piaszczysty,
rozdzielony rumoszem skał wapienno-krzemiennych). Sumaryczna grubość tych
kompleksów skalnych dochodzi do 170 m. Zielonkawe zabarwienie skał
ilasto-mułkowych kompleksu ilasto-piaszczystego i wapnistość iłów wskazują, że
powinno się go uważać za odpowiednik formacji poznańskiej (środkowy i górny
miocen, częściowo także pliocen).
Kreda jeziorna jest często wyróżnianą odmianą skał w serii
węglonośnej złoża "Szczerców". Występuje w zasadzie w całym profilu osadów
miocenu dolnego i środkowego w postaci pakietów kilkumetrowej grubości, lecz
częściej w postaci cieńszych warstwowych przeławiceń w węglu i skałach płonnych,
niekiedy jedynie w postaci cienkich lamin. W rozprzestrzenieniu poziomym
najczęściej spotyka się ją w zachodniej części złoża - ku wschodowi ilość
wkładek kredy ulega wyraźnej redukcji, tworząc w strefie przylegającej od
zachodu do wysadu solnego obszar pozbawiony skał węglanowych. W przeciwieństwie
do złoża "Bełchatów", gdzie kreda jeziorna występuje jedynie w izolowanych
płatach (tzw. zbiornikach), w tym złożu rozprzestrzenienie kredy obejmuje prawie
3/4 powierzchni złoża (Rys. 3).

Rys. 3. Lateralne rozprzestrzenienie kredy jeziornej w
złożu węgla brunatnego "Szczerców".
Objaśnienia: 1 - obszar występowania kredy wyznaczony na podstawie
obecności tych skał w neogeńskich profilach odwiertów;
2 - brak kredy jeziornej w profilach; 3 - kontur obszaru górniczego.
W serii węglowej oraz dolnej części jej ilasto-piaszczystego
nadkładu występują utwory tufogeniczne, nazwane paratonsteinami. Są to wkładki
beżowych iłów kaolinitowych o grubości od 1 do 10 cm, często o dużej lateralnej
rozciągłości. Podobnie jak w pobliskim złożu "Bełchatów", wyznaczono tu 10
horyzontów tych skał [12]. Wiele z nich można korelować w obszarze całego złoża.
Są więc one wyrazistymi litostratygraficznymi poziomami korelacyjnymi.
Rozprzestrzenienie w złożu i mineralogiczna charakterystyka
para-alumohydrokalcytu
Minerał ten stwierdzono dotychczas w rdzeniach kilkunastu
wierceń we wschodniej i środkowej części złoża "Szczerców". Najbardziej bogaty w
ten minerał jest profil dolnej części subkompleksu produktywnego w wierceniu
PS-320, gdzie w przyspągowej części pokładu węgla, stwierdzono pięć cienkich
warstw węglowych (0,1 m) z zawartością białych okruchów o charakterze
litoklastów. Warstewki te tworzą dwa wyraźne horyzonty, które mogą odpowiadać
nieobecnym w tym profilu poziomom paratonsteinów o numeracji Ts 7 - Ts 8 (Rys.
4).

Rys. 4. Profil wiercenia PS-320
z zaznaczoną strefą występowania para-alumohydrokalcytu.
Objaśnienia symboli: 1 - osady piaszczyste, 2 - żwiry i gruzy poziomów
erozyjnych, 3 - iły, 4 - kreda jeziorna, 5 - węgiel brunatny:
6 - węgiel detrytowy, 7 - węgiel ksylodetrytowy, 8- węgiel z litoklastami
para-alumohydrokalcytu, 9 - poziomy pni stojących, 11 - paratonsteiny
i ich symbolika.
Węgiel detrytowy, będący tłem skalnym dla opisywanych
litoklastów, jest rozsypliwy i dość silnie zżelifikowany (brunatnoczarna barwa),
a swym wykształceniem przypomina węglową brecję, co wyróżnia ją od innych
zwięzłych warstw węgla w tej części pokładu. Wygląd tego węgla jednoznacznie
wskazuje, że jest to śródformacyjna brekcja, a białe litoklasty
para-alumohydrokalcytu mają charakter intraklastów.
Główną formą występowania tych intraklastów są mniej lub
bardziej obtoczone okruchy, często dyskowate (Rys. 5 i 6). Średnica ich jest
zróżnicowana - w kilku warstwach są to okruchy o średnicy do 5 cm, średnio 1-2
cm. Przeważnie jednak są one mniejsze (do 0,5 cm), lecz są wtedy gęściej
upakowane w warstwie węgla i nigdy nie stykają się z sobą. Rozmieszczenie ich w
węglu jest horyzontalne, a w przypadku skupień wydłużonych obserwowano ich
ułożenie dłuższymi osiami mniej więcej równolegle do powierzchni warstwowania
węgla. Ich zawartość w warstwie brekcji węglowej zawiera się w przedziale od 10
do 50% obj.
Intraklasty są białe, o białej rysie, połysku półmatowym i
znikomej twardości - w skali Mohsa pośredniej pomiędzy talkiem a gipsem (1,5).
Ich barwa silnie kontrastuje z brunatno-czarnym węglem, przypominając swym
wyglądem grudki iłowców. Wykazują one słabą pozytywną reakcję z rozcieńczonym
kwasem solnym (HCl), jednak znacznie słabszą niż kalcyt.
Niektóre klasty mają fragmentarycznie zachowaną jasnobrązową
powłoką o grubości do 2 mm. Jest ona matowa, krucha i silnie porowata. Jej
twardość jest większa od białych litoklastów (w skali Mohsa wynosi 2-3) i nie
wykazuje pozytywnej reakcji z HCl.
W płytce cienkiej ujawnia się drobnokrystaliczna, często
agregatowa budowa minerału, z którego zbudowane są litoklasty. Agregaty są
orientacyjne typu "robakowego" w postaci powyginanych taśm (Rys. 7). Tkwią one w
tle skalnym złożonym także z mniejszych agregatów oraz z jednoskośnych bardzo
drobnych słupków (Rys. 8 i 9). Długość agregatów orientacyjnych "robakowych"
jest zmienna i wynosi 20-30 mm, a ich szerokość jest kilkadziesiąt razy
mniejsza. Pojedyncze słupki tego minerału mają długość od 7 do 12 mm. Jest to
minerał w płytce cienkiej przeźroczysty, bezbarwny i niepleochroiczny o wysokiej
dwójłomności [9]. Składnikiem litoklastów są także drobne okruchy szkliwa
wulkanicznego oraz cząstki pyłu węgla brunatnego.
Analiza dyfraktometryczna ujawniła bogaty zestaw linii
dyfrakcyjnych, z których najsilniejsze mają wartości: 7,87, 6,26, 3,90, 3,31,
2,70 i 2,62 A. Ponadto zarejestrowano wiele słabszych, odpowiadających
para-alumohydrokalcytowi. Taki dyfraktogram pozwala na łatwe odróżnienie
para-alumohydrokalcytu od kalcytu.
Badania chemiczne para-alumohydrokalcytu wykazały, że
zbudowany jest on z takich pierwiastków jak: wapń (10,29-10,39% wag.), glin
(13,93-14,08% wag.), węgiel (6,14-6,29% wag.) i wodór (4,06-4,31% wag.). Ponadto
w śladowych ilościach stwierdzono: azot (N), fosfor (P), magnez (Mg), siarkę
(S), krzem (Si) i szereg pierwiastków rzadkich i śladowych (Tabela 1). Zwraca
uwagę niska zawartość mikroelemetów w porównaniu z węglem brunatnym z rowu
Kleszczowa i innych polskich złóż węgla brunatnego [13], co może świadczyć o
materiale allogenicznym spoza zbiornika sedymentacyjnego.
Przeliczenie wyników analiz chemicznych na chemiczną formułę
minerału wskazało, że jego wzór chemiczny ma następującą postać:
CaAl2(CO3)2(OH)46H2O [9].
Analizowano także jasnobrunatne naskorupienia na niektórych
ziarnistych skupieniach para-alumohydrokalcytu. Dyfraktogram rentgenowski
ujawnia wielofazową ich budowę z głównymi minerałami takimi jak: markasyt (FeS2)
oraz gips (CaSO42H2O) i rozenit (FeSO44H2O). Analiza paleosedymentologiczna
pozwala sądzić, że markasyt jest tu minerałem pierwotnym, wskazującym na
redukcyjne środowisko sedymentacji litoklastów, natomiast gips i rozenit są
minerałami wietrzeniowymi.
Występowanie w serii węglowej
Para-alumohydrokalcyt występuje obecnie w formie intraklastów
w przyspągowej części zasadniczego pokładu węgla brunatnego w złożu "Szczerców",
która zawiera także cienkie warstwy kredy jeziornej i tonsteinów. Korelacja tej
części pokładu węgla w pobliskich wierceniach wskazuje, że warstwy brekcji
węglowej z tym minerałem położone są między wyraźnymi poziomami paratonsteinów o
tymczasowych symbolach Ts 6 i Ts 9 (Rys. 4), czyli mogą być odpowiednikami dwóch
niestałych horyzontów tych skał o genezie piroklastycznej (tj. Ts 7 i Ts 8).
Można więc przypuszczać, że para-alumohydrokalcyt był autogenicznym składnikiem
warstw tufitowych, osadzanych w węglotwórczym wapiennym środowisku i
zniszczonych w wyniku erozji w krótkim czasie po sedymentacji pyłów
wulkanicznych i materiału terygenicznego. Może o tym świadczyć fragmentarycznie
zachowane w nich krzemianowe szkliwo wulkaniczne. Skutkiem sedymentacji w
środowisku o słabym przepływie wody wydaje się być mikrokrystaliczne
wykształcenie para-alumohydrokalcytu i niezwykle słaba zwięzłość jego skupień,
ujawniająca się w skali makro dużą mikroporowatością (Rys. 8, 9). Skupienia te,
wyróżniające się także niskim ciężarem objętościowym, nie były więc odporne na
zjawiska lokalnej erozji, którą cechują się niskie torfowiska. Nie należy wszak
wykluczyć, że obecnie obserwowane formy występowania para-alumohydrokalcytu są
autochtoniczne, podobne do wykształcenia nodularnych (krupowych) odmian
paratonsteinów [10].
Do powstawania para-alumohydrokalcytu dochodziło więc, jak
się wydaje, w obniżonych miejscach niskich torfowisk, wypełnionych wodą z
rozpuszczonym w niej kwaśnym węglanem wapnia i nasyconej dwutlenkiem węgla. Woda
taka dopływała z wapiennego obrzeżenia zapadliska Szczercowa. Było to torfowisko
wapienne alkalitroficzne (wyróżniane jako facja węglowa typu fen), o
zmieniającym się odczynie wody wskutek zmian zawartości dwutlenku węgla (m.in.
szybszy ruch wody na obrzeżeniu, rozrost roślin błotnych na obrzeżeniu jeziora i
oczek wodnych w przybrzeżnych torfowiskach). Procesy te prowadziły wprost do
wytrącania się mikrytu (mułu) kalcytowego. Dokumentują to liczne wkładki kredy
jeziornej w tej części pokładu węgla. Jednak obecność jonu glinowego,
pochodzącego z rozkładu opadającego glinokrzemianowego pyłu piroklastycznego
powodowała, że miejscami nie dochodziło do wytrącania się kalcytu, lecz tworzył
się mikrokrystaliczny para-alumohydrokalcyt. Słabo kwaśny odczyn wody sprzyjał
temu zjawisku, a towarzyszyło mu zwiększanie się rozpuszczalności uwalnianej
krzemionki i jej migrację, co zauważa Morawiecki [14] w przypadku powstawania
b-alumohydrokalcytu, tj. minerału o zbliżonej budowie chemicznej. Uwalniana
krzemionka, nie wchodząc w strukturę para-alumohydrokalcytu, osadzała się w
najbliższym otoczeniu o podwyższonym pH. Obserwacje dotyczące migracji
krzemionki w seriach wapiennych potwierdzają Barczuk i Wyrwicki [4], opisując
synsedymentacyjnie zsylifikowane wapienie jeziorne.
Obliczenia stechiometryczne wskazują, że najprościej mogło
dochodzić do powstania tego minerału, gdy w tym środowisku obecny był jon
Al(OH)2+, trwały przy pH około 3,0-6,7 [15]. Odczyn zbliżony do pH 4-6 ma woda w
niskich torfowiskach, z których powstały pokłady węgla brunatnego. Można więc
sądzić, że para-alumohydrokalcyt jest obecny
w poziomach tufogenicznych (tonsteinach), które osadziły się w obrębie tworzącej
się kredy jeziornej, zastępując kalcyt. W tym miejscu należy wspomnieć, że
wielokrotne poszukiwania kontynuacji lateralnej paratonsteinów w kredzie
jeziornej w izolowanych zbiornikach w złożu "Bełchatów" były negatywne - warstwy
paratonsteinów, bardzo wyraziste w węglu, jakby zanikały wśród kredy.
Przypuszczalnie tworzący się para-alumohydrokalcyt był rozpraszany (rozmywany),
a tylko sporadycznie mógł tworzyć warstwowe skupienia w miejscach o
spokojniejszej sedymentacji (np. w przybrzeżnych zatokach). Te nieliczne warstwy
były nieco później śródformacyjnie erodowane.
Tabela. 1. Skład chemiczny para-alumohydrokalcytu
ze złoża węgla brunatnego "Szczerców".
| Pierwiastek |
Próbka w stanie wilgoci powietrzno-suchej z wiercenia PS-320 |
| głębokość 217,8 m |
głębokość 221,9 m |
| Ca |
8,40% |
8,51% |
| Al |
11,50% |
11,41% |
| C |
5,02% |
5,15% |
| H |
3,31% |
3,53% |
| N |
0,026% |
0,022% |
| P |
0,016% |
0,013% |
| S |
0,007% |
0,006% |
| Mg |
0,012% |
0,011% |
| Fe |
0,066% |
0,068% |
| Ba |
0,013% |
0,009% |
| Si |
0,61% |
0,73% |
| K |
0,03% |
0,02% |
| Na |
0,04% |
0,04% |
| Cu |
6ppm |
11ppm |
| Zn |
7ppm |
6ppm |
| Sn |
2ppm |
1ppm |
| Mn |
10ppm |
6ppm |
| La |
1,6ppm |
1,4ppm |
| U |
<0,5ppm |
<0,5ppm |
| Th |
0,5ppm |
0,4ppm |
| Hg |
<1ppm |
<1ppm |
| Pb |
<3ppm |
3ppm |
| Cd |
<0,3ppm |
<0,3ppm |
| As |
1,8ppm |
2,7ppm |
| Be |
<1ppm |
<1ppm |
| Cr |
13ppm |
8ppm |
| Ni |
4ppm |
<3ppm |
| Sr |
18ppm |
10ppm |
| Ge |
<1ppm |
<1ppm |
| Co |
<1ppm |
<1ppm |
| H2O- |
18,4% |
18,1% |
(Analizy chemiczne pierwiastków głównych wykonano w
Laboratorium Zakładu Mineralogii, Petrografii i Geochemii AGH, natomiast
pierwiastków rzadkich i śladowych w Activation Laboratories Ltd - ACTLABS
(Kanada).
Obecność fragmentarycznie zachowanych powłok markasytowych na
litoklastach świadczy o okresowym podtopieniu torfowiska, natomiast występowanie
w nich rozenitu i gipsu z kolei o zwietrzeniu markasytu, co mogło się odbywać w
warunkach utleniających przy okresowym przesuszaniu powierzchni torfowiska. W
klimacie subtropikalnym, jaki panował tu w dolnym miocenie, dochodziło do
okresowych (ogólnie półrocznych) przesuszeń wierzchnicy torfowisk wskutek
mniejszego dopływu wody do zapadliska (torfowiska typu forest swamp).
Wtedy też dochodziło do spękania tufogenicznej warstwy, a nawet do jej
zmurszenia. W czasie następnego pluwialnego okresu okruchy torfu i tufitów z
para-alumohydrokalcytem były przemieszczane przez intensywniej płynące po
torfowisku strugami wody w bardziej pogłębione miejsca. O okresowym zawodnieniu
i przesuszaniu torfowiska świadczy także silny stopień żelifikacji brekcji
węglowych, które jednak są rozluźnione, czym przypominają gruboziarniste
współczesne mursze torfowe.

Rys. 5. Litoklasty para-alumohydrokalcytu w węglu brunatnym
w rdzeniu z wiercenia PS-320; głębokość 221,8 m
(średnica rdzenia około 10 cm).

Rys. 6. Wyseparowane z węgla litoklasty para-alumohydrokalcytu.

Rys. 7. Orientacyjne ("robakowe") agregaty
para-alumohydrokalcytu. Światło przechodzące,
pow. 750x (wiercenie PS-320, głębokość 223,6 m).

Rys. 8. Kryształ para-alumohydrokalcytu. Obraz SEM,
wiercenie K40P.

Rys. 9. Fragment agregatu orientacyjnego para-alumohydrokalcytu w obrazie
SEM, wiercenie K-40 P, głębokość 95 m.
Para-alumohydrokalcyt jest bardzo rzadkim minerałem.
Dotychczas opisano go jedynie z osadowych złóż siarki, gdzie w wyniku rozkładu
gipsu w środowisku wzbogaconym w jony glinu, powstawał ten minerał. Stwierdzenie
go w osadach węglonośnych złoża "Szczerców", które okresowo miały czytelny
charakter wapiennych torfowisk alkalitroficznych z opadającym na nie pyłem
wulkanicznym, jest nową, choć rzadką możliwością genezy tego minerału, tak jak
rzadkością jest jednoczesne współwystępowanie w złożu węgla brunatnego wapieni i
paratonsteinów. Takim ewenementem w skali światowej jest właśnie złoże węgla
brunatnego "Szczerców".
Marian Wagner
Zakład Geologii Złożowej i Górniczej
Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie
LITERATURA:
[1] Ratajczak T., Bahranowski K., Górniak K., Szydłak
T., Wyszomirski P., Kopaliny towarzyszące [w:] Stryszewski M. -
Eksploatacja selektywna węgla brunatnego i kopalin towarzyszących wraz z
uwarunkowaniami techniczno-ekonomicznymi i korzyściami ekologicznymi. Wyd.:
Centrum CPPGSMiE PAN w Krakowie, 1995 r.
[2] Wagner M., Słomka T., Doktor M., Skład
petrograficzny i warunki sedymentacji Wapieni jeziornych ze złoża węgla
brunatnego Bełchatów. Pr. Geol. PAN - O/Kraków, nr 147, 2000 r.
[3] Wyrwicki r., Określenie właściwości kredy
jeziornej z KWB "Bełchatów" jako surowca do produkcji wapna palonego.
Gór. Odkryw.,
nr 1, 1999 r.
[4]
Borczuk A., Wyrwicki r.,
Kreda jeziorna złoża
Bełchatów w świetle analizy mikroskopowej. Gór. Odkryw., nr 2-3, 2001 r.
[5] Wagner M., Zmienność litologiczna osadów
trzeciorzędowych w złożu węgla brunatnego "Szczerców". Mat. XXIV Symp.
"Geol. Form. Węgl. Polski". Wyd.: AGH, Kraków.
[6] Jończyk M. W., Skórzak A., Złoże węgla brunatnego
"Bełchatów" - porównanie Występowania kopalin towarzyszących w polu
"Bełchatów" i w polu "Szczerców". Górn. Odkryw. Nr 2-3, 2001 r.
[7] Srebrodolski V.I., Para-alumohydrocalcite, a
new mineral. Zap. Vses. Mineral. Obshed. 106, 1977 r.
[8] Fleischer M., Pabst A., White J.S., New
mineral names. Amer. Miner., 7 -8, 1978 r.
[9] Wagner M., The rare mineral -
para-alumohydrokalcite from the "Szczerców" lignite deposit. Miner. Pol.
2006 r. (w druku).
[10] Wagner M., Petrografia i praktyczne znaczenie
paratonsteinów
ze złoża węgla brunatnego "Bełchatów". Pr. Geol. PAN nr 147. Wyd.:
IGSMiE PAN, Kraków, 2000 r.
[11] Czarnecki L., Frankowski r., Syntetyczny
profil litostratygraficzny pola "Szczerców" KWB "Bełchatów" dla potrzeb Bazy
Danych Geologicznych. Arch. KWB Bełchatów, 2000 r.
[12] Wagner M., Paratonsteiny w złożu węgla
brunatnego KWB "Bełchatów" - pole "Szczerców" [W]: Słomka T., Ratajczak
T., Wagner M., Leśniak T. - Badanie jakości węgla brunatnego z otworów
rozpoznawczych i piezometrycznych na podstawie norm ISO wraz z oznaczeniem
składników nie badanych przez laboratorium KWB "Bełchatów" - pole
"Szczerców". Stow. Nauk. im. S. Staszica, Kraków,
2001 r.
[13] Matl K., Wagner M., Węgiel brunatny [w:]
Stryszewski M. - Eksploatacja selektywna węgla brunatnego i kopalin
towarzyszących wraz z uwarunkowaniami techniczno-ekonomicznymi i korzyściami
ekologicznymi. Wyd.: Centrum CPPGSMiE PAN w Krakowie, 1995 r.
[14] Morawiecki A., b-alumohydrokalcyt z Nowej
Rudy. Kwart. Geol.
nr 3, 1961 r.
[15] Reesman A.L., Keller W.D., Aqueos solubility studies of high -
alumina and clay minerals. Am. Miner. 53, 1968 r.