"Górka Lubartowska-Niedźwiada” deposit (E Poland) as a potential source of glauconite raw material

• Autorzy: Natkaniec-Nowak Lucyna , Piestrzyński Adam , Wagner Marian , Heflik Wiesław , Naglik Beata , Paluch Jan , Pałasz Krzysztof , Milovská Stanislava , Stach Paweł

Identyfikatory

DOI

10.24425/gsm.2019.128522

Warianty tytułu

PL

Złoże „Górka Lubartowska-Niedźwiada” (E Polska) jako potencjalne źródło surowca glaukonitowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The main subject of research in this paper is glauconite with its useful parameters, which is the object of exploitation in the “Górka Lubartowska-Niedźwiada” deposit. The main glauconitic horizon (lower Eocene) is built by loamy fine-grained and medium greenish sands with marine fauna and fragments of amber (ca. 7 m thick). Thin lamins and pockets of silts containing phosphorites and also glauconitic sands with underlaying very thin quartz-glauconitic sands are found at the bottom of this layer. The glauconite deposit in “Górka Lubartowska-Niedźwiada” is an amount of ca. 30% by volume of the main glauconitic horizon. Glauconite of the 1M polytype (XRD) shows large granulometric and morphological differentiation (SEM-EDS). It frequently contains aggregations of euhedral or framboidal pyrite grains (RS), which is indicative of the euxinic nature of the formation environment of the rocks under study. The individual glauconite grains show distinct chemical variability, manifested in a lower share of Al₂O₃ and an increased content of MgO and CaO (EPMA, XRF). At the same time, a large share of K₂O (above 8% by weight) allows it to be included in highly matured glauconite, thus it can be considered as a potential raw material for the production of mineral fertilizers. The association of glauconite with phosphates (SEM-EDS) and anatase inclusions in the grains of glauconite (RS) indirectly point to the contribution of the decomposing organic matter to the formation of grains of this mineral. The xylite fragments preserved in the sediment show a low degree of coalification, which is typical of soft lignite. This also shows that the transformation process was taking place under a relatively small overburden.

PL

Złoże piasków glaukonitowych „Górka Lubartowska-Niedźwiada” znajduje się na obszarze Niziny Podlaskiej (E Polska). Właściwy horyzont glaukonitowy (dolny eocen) budują silnie zailone, drobno- i średnioziarniste piaski, barwy zielonkawej, zawierające faunę morską a także okruchy bursztynu (ok. 7 m miąższości). W spągu tych osadów pojawiają się drobne laminy i soczewki zailonego, zdiagenezowanego mułku glaukonitowego z otoczakami i konkrecjami fosforytów oraz warstwa drobno- i średnioziarnistych piasków glaukonitowych, podścielona bardzo drobną laminą zwartego piaskowca kwarcowo-glaukonitowego. Badaniom poddano piaski kwarcowo-glaukonitowe, próbki piaskowca kwarcowo-glaukonitowego oraz 10 drobnych kawałków ksylitu z osadów czwartorzędowych dolnych. Glaukonit obecny w tych osadach w politypie 1M wykazuje duże zróżnicowanie granulometryczne i morfologiczne. Tworzy formy agregatowe, zazwyczaj zawierające framboidalne lub euhedralne kryształy pirytu wskazujące na euksyniczny charakter środowiska powstawania badanych skał. Glaukonit ten zawiera wyraźnie niższy udział glinu (Al₂O₃), natomiast podwyższony udział magnezu (MgO) i wapnia (CaO). W analizowanych ziarnach glaukonitu średni udział K₂O jest wysoki, zatem można go zaliczyć do glaukonitu wysoko dojrzałego. Mimo stosunkowo wysokiej zawartości żelaza może być on potencjalnym surowcem do produkcji nawozów mineralnych. Asocjacja glaukonitu z fosforanami (SEM-EDS) oraz wrostki anatazu w ziarnach glaukonitu (RS) pośrednio wskazują na udział rozkładającej się materii organicznej w tworzeniu się ziaren tego minerału. Zachowane w osadzie fragmenty ksylitów wykazują niski stopień uwęglenia, co jest typowe dla miękkiego węgla brunatnego. Świadczy to jednocześnie, że proces przeobrażeń zachodził pod stosunkowo niedużym nadkładem.

Słowa kluczowe

EN

Górka Lubartowska-Niedźwiada deposit; quartz-glauconite sand; glauconite; xylite

PL

złoże Górka Lubartowska-Niedźwiada; piasek kwarcowo-glaukonitowy; glaukonit; ksylit

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN ; Komitet Zrównoważonej Gospodarki Surowcami Mineralnymi PAN
• Czasopismo: Gospodarka Surowcami Mineralnymi
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 35, z. 2
• Strony: 5--30
• Opis fizyczny: Bibliogr. 45 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Natkaniec-Nowak Lucyna

• AGH University of Science and Technology, Krakow, Poland; ORCID iD: 0000-0002-0113-0910

autor

Piestrzyński Adam

• AGH University of Science and Technology, Krakow, Poland; ORCID iD: 0000-0001-6649-6772

autor

Wagner Marian

• AGH University of Science and Technology, Krakow, Poland; ORCID iD: 0000-0002-7694-6527

autor

Heflik Wiesław

• AGH University of Science and Technology, Krakow, Poland

autor

Naglik Beata

• Beskidzka Str., Międzybrodzie Żywieckie, Poland; ORCID iD: 0000-0002-4452-3378

autor

Paluch Jan

• STELLARIUM mining company, Niedźwiada, Poland; ORCID iD: 0000-0001-7675-0623

autor

Pałasz Krzysztof

• AGH University of Science and Technology, Krakow, Poland

autor

Milovská Stanislava

• Ústav vied o Zemi Slovenskej Akadémie Vied, Banská Bystrica, Slovakia; ORCID iD: 0000-0002-0260-5033

autor

Stach Paweł

• AGH University of Science and Technology, Krakow, Poland; ORCID iD: 0000-0002-5886-9468

Bibliografia

• [1] Amorosi et al. 2007 – Amorosi, A., Sammartino, I. and Tateo, F . 2007. Evolution patterns of glaucony maturity: A mineralogical and geochemical approach. Deep Sea Research Part II: Topical Studies In Oceanography 54(11–13), pp. 1364–1374.
• [2] Baldermann et al. 2012 – Baldermann, A., Grathoff, G. and Baldermann, C. 2012. Micromilieu-controlled glauconitization in fecal pellets at Oker (central Gemrany). Clay Minerals 47(4), pp. 513–538.
• [3] Bodelle et al. 1969 – Bodelle, J., Lay, C. and Parfenoff, A. 1969. Age des glauconiescretacees du sud-est de la France (2:Vallee de l’EsteronAlpes-Maritimes). Resultats preliminaires de la methode potassium-argon. Comptes Rendus de l’Académie de Sciences 268D, pp. 1576–1579 (in French).
• [4] Bogdasarow et a.l 2016 – Bogdasarow, М.А., Natkaniec-Nowak, L., Криницкая, М.В., K utyła-Olesiuk, A., Drzewicz, P. and Czapla, D. 2016. The prospects of development of geological-genetic model of amber-bearing deposits of Poland, Belarus and Ukraine. The reports of the Joint Scientific Conference titled “Problems of the rational use of natural resources and sustainable development of Polesie”, Minsk, Belarus, 14–17.09. 2016; 450–454 (in Russian).
• [5] Burst, J. 1958. Glauconite pellets – their mineral nature and applications to stratigraphic interpretations. Bulletin of the American Association of Petroleum Geologists 42, pp. 310–327.
• [6] Carson, G.A. and Crowley, S.F. 1993. The glauconite–phosphate association in hardgrounds: examples from the Cenomanian of Devon, southwest England. Cretaceous Research 14, pp. 69–89.
• [7] Coleman, M.L. 1985. Geochemistry of diagenetic non-silicate minerals: kinetic considerations. Philosophical Transactions of the Royal Society of London A315, pp. 39–56.
• [8] Evernden et al. 1961 – Evernden, J.F., Curtis, G.H., Obradovich, J. and Kistler, R. 1961. On the evaluation of glauconiteandillite for dating sedimentary rocks by the potassium-argon method. Geochimica and Cosmochimica Acta 23, pp. 78–99.
• [9] Foster, M.D. 1951. Geochemical Studies of Clay Minerals. The Importance of exchangeable magnesium and cation exchange capacity in the study of montmorillonite clays. American Mineralogist 36, pp. 717–730.
• [10] Foster, M.D. 1969. Studies of celadonite and glauconite. Professional Paper United States Geological Survey 614-F, 17 pp.
• [11] Franus, M. 2010. Zastosowanie glaukonitu do usuwania śladowych ilości metali ciężkich. Lublin: Politechnika Lubelska, pp. 31–39.
• [12] Grim, R.E. 1953. Clay mineralogy. New York: McGraw-Hill Book Company, Inc. 384 pp.
• [13] Hower, J. 1961. Some factors concerning the nature and origin of glauconite. American Mineralogist 46(1961), pp. 313–334.
• [14] Ivanovskaya et al. 2010 – Ivanovskaya, T.A., Tsipurskiy, S.I., Cherkashin, V.I. and Yakhontova, L.K. 2010. Postsedimentation alteration of glauconite in southeast Yakutia riphean beds. International Geology Review 27(12), pp. 1451–1460.
• [15] Kazakov, G.A. 1964. The use of glauconite to determine the absolute age of sedimentary rocks [In:] Khimia Zemnoi Kory, Akademia Nauk. S.S.S.R., Trudy Geokhimicheskoi Konferencji 2, pp. 539–551.
• [16] Kłapyta, Z . 2008. Właściwości powierzchniowe sorbentów mineralnych. Kraków: Uczelniane Wydawnictwo Naukowo-Dydaktyczne AGH, pp.77–86.
• [17] Krzowski, Z. 1995. Glaukonit z osadów trzeciorzędowych regionu lubelskiego i możliwości jego wykorzystania do analiz geochronologicznych. Lublin: Wydaw. Uczelniane Politech. Lubelskiej, 130 pp.
• [18] Kucha, H. 1981. Precious metal alloys and organic matter in the Zechstein copper deposits, Poland. Tschermaks Mineralogische und Petrographische Mitteilungen 28, pp. 1–16.
• [19] Kuhn, A. and Pizon, A. 1987. Warunki sedymentacji serii fosforytonośnych górnego albu i cenomanu rejonu Gościeradów – Salomin (NE Obrzeżenie Gór Świętokrzyskich). Przegląd Geologiczny 35(4), 169–175.
• [20] Kwiecińska, B. and Wagner, M., 1997. Classification of qualitative features of brown coal from Polish deposits according to petrographical chemical and technological criteria. Kraków: PPGSiEM, 87 pp.
• [21] Kwiecińska, B. and Wagner, M., 2001. Możliwość zastosowania refleksyjności jako metody badawczej w klasyfikowaniu i technologicznej ocenie jakości węgla brunatnego. Kraków: Wyd. AGH, 35 pp.
• [22] Łozińska-Stępień et al. 1986 – Łozińska-Stępień, H., Rytel, A. and Saliński, P. 1986. Szczegółowe objaśnienia do mapy geologicznej Polski, Arkusz Leszkowice. Warszawa: Wydawnictwo Geologiczne.
• [23] McRae, S.G. 1972. Glauconite. Earth-Science Reviews 8, pp. 397–440.
• [24] Moore, D. and Reynolds, R. 1997. X-ray Diffraction and the identification and Analysis of Clay Minerals. 2nd ed. Oxford University Press, 378 pp.
• [25] Odin, G.S. and Matter, A. 1981. De glauconiarum origine. Sedimentology 28, pp. 611–641.
• [26] Odin, G.S. and Fullagar, P.D. 1988. Geological significance of the glucony facies [In:] Odin, G.S. red. Green Marine Clays: Developments in Sedimentology. Elsevier, pp. 295–332.
• [27] Ospitali et al. 2008 – Ospitali, F ., Bersani, D., Di Lonardo, G. and Lottici, P. 2008. ‘Green earths’: vibrational and elemental characterization of glauconites, celadonites and historical pigments. Journal of Raman Spectroscopy 39, pp. 1066–1073.
• [28] Ohsaka et al. 1978 – Ohsaka, T., Izumi, F . and Fujiki, Y . 1978. Raman Spectrum of Anatase. Journal of Raman Spectroscopy 7(6) pp. 321–324.
• [29] Pałasz, K . 2017. Charakterystyka mineralogiczna glaukonitu z okolic Niedźwiady (woj. lubelskie). Kraków: Archiwum KMPiG WGGiOŚ AGH, 42 pp.
• [30] Pettijohn et al. 1972 – Pettijohn, F .J., Potter, P.E., and Siever, R. 1972. Sand and sandstone. New York: Springer-Verlag, 618 pp.
• [31] Schieber, J. 2002. Sedimentary pyrite: A window into the microbial past. Geology 30(6), pp. 531–534.
• [32] Shively, R. and Weyl, W. 1951. The Color Change of Ferrous Hydroxide upon Oxidation. The Journal of Physical and Colloid Chemistry 55, pp. 512–515.
• [33] Smaill, J. 2015. Geochemical Variations in Glauconitic Minerals: Applications as a Potassium Fertiliser Resource. MSc thesis. New Zealand: University of Canterbury, pp. 4–7.
• [34] Soni, M. 1990. On the possibility of using glauconite sandstone as a source of raw material for potash fertilizer. Indian Mining and Engineering Journal, pp. 3–10.
• [35] Smulikowski, K . 1953. Rozważania na temat glaukonitu. Przegląd Geologiczny 1(2), pp. 8–12.
• [36] Sýkorova et al. 2005 – Sýkorova, W.P., Christanis, K ., Wolf, M. and Florest, D. 2005. Classification of huminite – ICCP System 1994. International Journal of Coal Geology 62(1), pp. 85–106.
• [37] Triplehorn, D.M. 1966. Glauconite provides good oil search data. Worm Oil 162, pp. 94–97.
• [38] Tyler, S.A. and Bailey, S.W. 1961. Secondary glauconite in the Biwabic iron-formation of Minnesota. Economic Geology 56, pp. 1033–1044.
• [39] Valanchene et al. 2006 – Valanchene, V., Mandeikite, N. and Urusowa, E. 2006. Intensity of coloring in ceramics with glauconite additives. Glass and Ceramics 3, pp. 23–25.
• [40] Warshaw, C.M. 1957. The Mineralogy of Glauconite. Thesis, Pennsylvania State University, University Park, PA, 155 pp.
• [41] Wilkin et al. 1996 – Wilkin, R., Barnes, H. and Brantley, S. 1996. The size distribution of framboidal pyrite in modern sediments: an indicator of redox conditions. Geochimica and Cosmochimica Acta 60, pp. 3897–3912.
• [42] Widera, M. 2013. Remarks on determining of the compaction coefficient of xylites for the first Middle-Polish lignite seam in central Poland. Przegląd Geologiczny 61, pp. 304–310.
• [43] Widera, M. 2015. Compaction of lignite: a review of methods and results. Acta Geologica Polonica 65, pp. 367–368.
• [44] Gong et al. – Gong, Y . M., Shi, G.R., Weldon, E.A. and Yuan-Sheng Du. 2008. Pyrite framboids interpreted as microbial colonies within the Permian Zoophycos spreiten from southeastern Australia. Geological Magazine 145(1), pp. 95–103.
• [45] Zatoń et al. 2008 – Zatoń, M., Rakociński, M. and Marynowski, L. 2008. Pyrite framboids as paleoenvironmental indicators (Framboidy pirytowe jako wskaźniki paleośrodowiska). Przegląd Geologiczny 56(2), pp. 158–164 (in Polish).

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).