Harmotome from a new occurrence of red beds in the Upper Silesian Coal Basin (Poland)

• Autorzy: Muszyński Marek , Wyszomirski Piotr

Warianty tytułu

PL

Harmotom z nowego wystąpienia pstrych utworów w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym (Polska)

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Harmotome has been identified, using optical microscopy, XRD, IR, SEM/EDS and DTA, in an altered collapse breccia in a new occurrence of the so-called red beds in the Upper Silesian Coal Basin (“Marcel” mine). The mineral occurs in some metasomatized clasts, in the breccia matrix and in some microdruses and seald vugs. Prismatic, subhedral crystals of harmotome present in the druses are most often transparent and colourless and reach a length of 0.5 mm. In most cases, they form penetration twins with pseudo-tetragonal (morvenite type) and pseudo-orthorhombic (Marburg type) symmetry. The chemical formulae of two crystals analysed using EDS are as follows: A — Ba1.43Na0.86K0.24[Al4.38Si11.72O32] · 12 H2O B — Ba1.45Na0.84K0.20[Al4.31Si11.78O32] · 12 H2O The harmotome originated at a last stage in the evolution of the red beds; their younger component, dioctahedral smectite, occurs only locally. The harmatome could have formed as a result of either supergene weathering of Carboniferous rocks (previously thermally altered by coal fires) or during later diagenesis of the products of these alterations when the Carboniferous strata were buried under Miocene sediments. Barium was contained in sulphate-free or sulphate-poor pore waters in the Carboniferous rocks of the coal basin.

PL

W przeobrażonej brekcji zawałowej z nowego wystąpienia tzw. pstrych utworów w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym w kopalni „Marcel” (Fig. 1) rozpoznano obecność harmotomu. W badaniach stosowano mikroskopię optyczną (Fig. 3–12), dyfrakcję rentgenowską (Tab. 2), spektroskopię absorpcyjną w podczerwieni (Fig. 15), SEM/EDS (Fig. 13) oraz analizę termiczną (Fig. 2). Harmotom jest składnikiem niektórych zmetasomatyzowanych klastów i lepiszcza brekcji oraz mikrodruz i wypełnień pustek skalnych. Słupkowe, subhedralne kryształy tego minerału z druz, przeważnie bezbarwne i przezroczyste, osiągają wielkość 0,5 mm. W przewadze są to penetracyjne bliźniaki o symetrii pseudotetragonalnej (typ morwenitowy) i pseudorombowej (typ Marburg) (Fig. 3–12, 13 A, B; 14). Skład chemiczny harmotomu cechuje obecność zarówno potasu jak i sodu, przy zdecydowanej przewadze tego ostatniego, oraz brak wapnia (Tab. 2, Fig. 13A, B). Wzory krystalochemiczne dwu analizowanych metodą EDS kryształów tego minerału są następujące: A — Ba1.43Na0.86K0.24 [Al4.38Si11.72O32] · 12 H2O B — Ba1.45Na0.84K0.20 [Al4.31Si11.78O32] · 12 H2O 48 Harmotom powstał w końcowym etapie formowania się pstrych utworów; jedynie miejscami występuje młodszy składnik — dioktaedryczny smektyt (Fig. 13C). Mogło to następić jeszcze na etapie supergenicznego wietrzenia skał karbonu (uprzednio zmienionych termicznie skutkiem pożarów węgla) lub podczas późniejszej diagenezy produktów tych przeobrażeń, po ich pogrzebaniu pod utworami miocenu. Źródłem baru były zasobne w ten pierwiastek, bezsiarczanowe lub ubogie w siarczany wody (roztwory) porowe występujące w karbonie tego rejonu.

Słowa kluczowe

EN

harmotome; red beds; Upper Silesian Coal Basin; Poland

• Wydawca: Mineralogical Society of Poland
• Czasopismo: Mineralogia
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 36, iss. 1
• Strony: 31--49
• Opis fizyczny: Bibliogr. [43] poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Muszyński Marek

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Geology, Geophysics and Environmental Protection, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Wyszomirski Piotr

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Material Science and Ceramics, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• AKIZUKI M., 1985: The origin of sector twinning in harmotome. Amer. Miner. 70, 822–828.
• COOMBS D.S., ALBERTI A., ARBRUSTER T., ARTIOLI G., COLELLA C., GALLI E., GRICE J.D., LIEBAU F., MANDARINO J.A., MINATO H., NICKEL E.H., PASSAGLIA E., PEACOR D.R., QUARTIERI S., RINALDI R., ROSS M., SHEPPARD R.A., TILLMANNS E., VAZZALINI G., 1997: Recommended nomenclature of zeolite minerals: Report of the Subcommittee on Zeolites of the International Mineralogical Association, Commission on New Minerals and Mineral Names. Can. Miner. 35, 1571–1606.
• BLACK P.M., 1969: Harmotome from the Tokatoka District, New Zealand. Miner. Mag. 37, 288, 453–458.
• BYSTRÖM A.M., 1956: Harmotome penetration of a scapolite partly altered to argillic material in Ultevis, North Sweden. Geol. Fören. Stockholm Forh. 78, 4, 645–653.
• CERNÝ P., POVONDRA P., 1965: Harmotome from desilicated pegmatites at Hrubšice, Western Moravia. Acta Univ. Carolinae Geol. 1, 31–43.
• CERNÝ P., RINALDI R., SURDAM R.C., 1977: Welsite and its status in the phillipsite-harmotome group. Neues Jahrb. Miner. Abh. 128, 3, 312–330.
• DEER W.A., HOWIE R.A., ZUSSMAN J., 1963: Rock-forming minerals. Vol. 4. Framework silicates. Longman, London.
• FRANUS W., 1999: (Sr, Ba) phillipsite-Ca and chabasite from “Józef” basalt deposit in Zarêba (Lower Silesia). Miner. Polon. 30, 1, 17–32.
• GOTTARDI G., GALLI E., 1985: Natural zeolites. Springer-Verlag.
• HANSEN S., 1991: Harmotome from Odarslöv, Skåne, Sweden. Geol. Föreningens i Stockholm Förhandlingar 112, 2, 140.
• HAY R.L., SHEPPARD R.A., 2001: Occurrence of zeolites in sedimentary rocks: an overview. Review Mineral. Geochem. 45, 217–234
• KLIKA Z., 1998: Geochemistry of coal from region of the red bed bodies of the Upper Silesian Coal Basin. VŠB — Technical University Ostrava. 1–85.
• KOWALSKI W.M., 1977: Petrografia pstrych utworów górnośląskiej serii piaskowcowej (namur górny) Rybnickiego Okręgu Węglowego. Kwart. Akad. Górn.-Hutn. — Geologia, 3, 1, 1–61.
• KOWALSKI W.M., 1979: Rozmieszczenie pstrych utworów na pod mioceńskich wychodniach skał karbońskich w północno-wschodniej części Rybnickiego Okręgu Węglowego. Annales UMCS, Sect. B, Geogr. Geol. 34, 113–122.
• KOWALSKI W.M., 1981: The occurrence of zeolites in variegated deposits of the Rybnik Coal Basin (Upper Silesia). Miner. Polon. 12, 2, 77–89.
• KOWALSKI W.M., 1982: Przed mioceńska strefa wietrzenia w stropie warstw załęskich (pstre utwory) Rybnickiego Okręgu Węglowego. Kwart. Geol. 26, 1, 59–70.
• KOWALSKI W.M., 1983: Procesy wietrzeniowe i epigenetyczne w obrębie pstrych utworów Rybnickiego Okręgu Węglowego. Przegl. Geol. 31, 11, 591–595.
• KRÁLÍK J., 1971: Montmorillonit a zeolity v pestrých vrstvách ostravsko-karvinského revíru. Sb. Vd. Prací Vys. Šk. Bánské v Ostravé 17, 3, 1–28.
• KRÁLÍK J., 1982: Mineralogie pestrých vrstev v ostravsko-karvinské cernouhelné pánvi. Cas. Slez. Muz. Opava [A], 31, 149–171.
• KRÁLÍK J., 1984: Tepelné zmeny uhlonosných sedimentu pri po zárech dulních odvalu a príodním horení uhelných slojí. Sbor. Vd. Prací Vys. Šk. Bánské v Ostravé 30, 171–198.
• LIPIARSKI I., MUSZYŃSKI M., SKOWROÑSKI A., in preparation: Red beds of the altered collapse breccia type from the “Marcel” coal mine, Upper Silesian Coal Basin, Poland.
• LIPIARSKI I., MUSZYŃSKI M., WYSZOMIRSKI P., 2004: Alunites in the red beds of the “Marcel” coal-mine; Upper Silesian Coal Basin, Poland. Miner. Polon. 35, 1, 3–18.
• LIPIARSKI I., PRASNOWSKI M., SZREDER M., 1998: Objawy fosylnego wietrzenia wêglonoœnych utworów dolnego i œrodkowego namuru w niecce chwa³owickiej ko³o Rybnika w zachodniej czêœci GZW. Mat. 21. Symp. „Geol. form. Wêglonoœnych Polski”. Wyd. Geol. Akad. Górn.-Hutn. Kraków, 37–42.
• LIS J., SYLWESTRZAK H., 1986: Minerały Dolnego Śląska. Wyd. Geol., Warszawa.
• MEIER A.E, 1939: Association of harmotome and barium feldspar at Glen Riddle, Pennsylvania. Amer. Miner. 24, 540–560.
• MOENKE H., 1962: Mineralspectren. Berlin.
• MORGENSTEIN M. 1967: Authigenic cementation of scoriaceous deep-sea sediments west of the Society Ridge, South Pacific. Sedimentology 9, 105–118.
• PAŁYS J., 1966: O genezie solanek w górnym karbonie na Górnym Śląsku. Rocz. Pol. Tow. Geol. 36, 2, 121–154.
• PASSAGLIA E., BERTOLDI G., 1983: Harmotome from Selva di Trissino (Vicenza, Italy). Period. Mineral. — Roma 52, 75– 82.
• PAWLOSKI G.A., 1985: Quantitative determination of mineral content of geological samples by X-ray diffraction. Amer. Miner. 70, 663–667.
• PECHAR F., RYKL D., 1985: Infrared spectra of natural zeolites. Rozpr. Èeskosl. Akad. Vd. 95, 2, 1–68.
• PLUTA I., 2001: Barium and radium discharged from coal mines in the Upper Silesia, Poland. Environ. Geol. 40, 3, 345–348.
• PLUTA I., PA£YS J., 1999: Bar w wodach kopalń Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Przegl. Górn. 55 (95), 4, 16–22.
• RINALDI R., PLUTH J.J., SMITH J.V., 1974: Zeolites of the phillipsite family. Refinement of the crystal structures of phillipsite and harmotome. Acta Cryst. B 30, 2426–2433.
• RÓŻKOWSKA A., PTAK B., 1995: Nierównomierność rozprzestrzenienia baru w węglu kamiennym Górnego Śląska. Mater. XVIII Symp. „Geologia Formacji Węglonośnych Polski”, Kraków 5–6.04.1995, 56–59.
• RUSSEL A., 1946: An account of the Struy lead mines, Inverness-shire, and of wulfenite, harmotome, and other minerals which occur there. Miner. Mag. 27, 192, 147–154.
• SADANAGA R., MARUMO F., TAKÉUCHI Y., 1961: The crystal structure harmotome, Ba2Al4Si12O32. 12 H2O. Acta Cryst. 14, 1153–1163.
• SAHAMA T.G., LEHTINEN M., 1967: Harmotome from Korsnäs, Finland. Miner. Mag. 36, 444–448. SHEPPARD R.A., GUDE A.J., 1983: Harmotome in a basaltic volcaniclastics sandstone from a lacustrine deposit near Kirkland Junction, Yavapai County, Arizona. Clays Clay Miner. 31, 57–59.
• STUCKENSCHMIDT E., FUESS H., PECHAR F., 1988: Infrared absorption and reflection spectroscopy on the natural zeolite harmotome. Phys. Chem. Mineral. 15, 461–464.
• THUGUTT S.J., 1947: Harmotom, ustrój i pochodzenie. Arch. Miner. Tow. Nauk. Warsz. 17, 140–144. T
• RÖGER W.E., 1959: Optische Bestimmung der gesteinsbildenden Minerale. Stuttgart.
• WATERSON C.D., 1953: An occurrence of harmotome in north-west Ross-shire. Miner. Mag. 30, 221, 136–138.
• WEDEPOHL K.H. [Ed.], 1978: Handbook of geochemistry. Springer-Verlag. Berlin–Heidelberg–New–York.
• WIESER T., 1985: Harmotome in melabasalt from Biała Woda gorge, Pieniny Mountains (Poland). Miner. Polon. 16, 1, 3–11.