nr 71
Niedziela 5.09.2010 - Doroty, Wawrzyńca, Herkulesa
szukaj na stronach > WEGIEL BRUNATNY
strona glowna

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.




copyrights PPWB 2007