Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Evidence of high-temperature rock salt transformations in areas of occurrence of borate minerals (Zechstein, Kłodawa salt dome, Poland)

Toboła T. T., Wachowiak J.

Geological Quarterly

|

2018

|

Vol. 62, No. 1

134--145

EN

Occurrences of borate minerals in the Zechstein salt-bearing deposits of the Kłodawa salt dome (central Poland), and the manner of their development, suggest that the minerals were formed at high temperatures, that considerably exceed the temperature estimated from the thermal gradient (~180°C). Research on rock salt and potassium-magnesium salts containing congolite and boracite, respectively, are consistent with high-temperature processes of transformations affecting the salt rocks in certain sections of the salt dome. The chemical composition of, and daughter minerals occurring in, primary fluid inclusions in halite, originating from the congolite zone, indicated a very high proportion of potassium and magnesium in the brines from which the halite crystallised. The thermal transformations observed in inclusions indicate a halite crystallisation temperature exceeding 420°C. Anhydrite crystals, co-occurring with borate minerals, represent unique features as to the distribution and composition of solid and fluid inclusions. These features indicate crystallisation or recrystallisation in conditions that differed considerably from those typical of the salt dome, with the involvement of solutions of changing chemical compositions. The crystals contain multiple solid inclusions of transparent and non-transparent minerals, among which we have focused on carnallite. The relationships of carnallite with liquid and gaseous phases indicate, as in the congolite zone, migration of very highly concentrated brines with respect to potassium and magnesium, or even transport of carnallite in the form of melt (liquid). Measurements of fluid inclusion homogenization temperatures, within the range from 197.8 to 473.8°C, supported a high-temperature origin for these minerals in hydrothermal conditions.

2

Litostratygrafia i geochemia cechsztyńskiej serii solnej przewierconej otworem M-35 w wysadzie solnym Mogilno

Wachowiak J.

Przegląd Solny

|

2016

|

T. 12

114--126

PL

Otwór badawczo-eksploatacyjny M-35 jest zlokalizowany w południowo-wschodniej części wysadu solnego Mogilno (Ryc. 2). Został odwiercony do głębokości 1755 metrów. Otwór nawierca ewaporaty późnego permu (cechsztynu). W analizowanym rdzeniu wydzielono 13 ogniw cechsztyńskiej serii solnej cyklotemów PZ2, PZ3 i PZ4. Złoże solne w rejonie otworu M-35 jest uformowane tektonicznie. W wyniku procesów halokinetycznych i halotektonicznych warstwy solne zostały silnie sfałdowane i zalegają bardzo stromo. Upad warstw waha się od 35 do 90°. Najczęściej jednak wynosi 70-80°. W wyniku częstych zmian kąta upadu i przefałdowań otwór przewierca kilkakrotnie te same ogniwa. Ponadto wiele wydzieleń jest zredukowanych lub całkowicie wyklinowanych. W profilu nie stwierdzono warstw stropowych cyklotemu PZ4 i ewaporatów starszych niż ogniwo starszej soli kamiennej (Na2).

EN

The M-35 exploratory borehole and operating well is located in the south-eastern part of the Mogilno Salt Dome (Fig. 2). It was drilled down to the depth of 1,755 m penetrating the Upper Permian (Zechstein) evaporates. Its core section enabled to distinguish 13 lithostratigraphic members of the Zechstein salt series, represented cyclothems PZ2, PZ3, and PZ4. The observed salt units had been tectonically extremely folded and steeply arranged. The layers dip varies from 35° to 90°, mostly 70-80° and the same salt units repetated several times in the section. Also many of them were reduced in thickness or completely wedged out. The uppermost units of PZ4 cycle or evaporates older than the Older Halite (Na2) unit, were not found in the studied profile.

3

Lithostratigraphic and bromine profile of the Zechstein salt series In the area of borehole M-29 of the Mogilno Salt Dome

Wachowiak J.

Przegląd Solny

|

2015

|

T. 11

81--97

EN

The M-29 exploratory borehole and operating well is located on the Mogilno I deposit in the south-eastern section of the Mogilno Salt Dome (Fig. 2). It was drilled down to the depth of 1,751 m in 2014. The borehole penetrated the evaporites of the Upper Permian (Zechstein) and a sequence of clay-mudstone-sand formations of the Lower Triassic. 11 lithostratigraphic members of the Zechstein salt series, belonging to cyclothems PZ-2, PZ-3, and PZ-4, were separated in the core subjected to our analysis. The salt deposit of the borehole M-29 area had been formed tectonically. The borehole cuts through a deep syncline, filled with the sediments of cyclothems PZ3 and PZ4. The syncline is limited on the ceiling and floor sides by anticlines composed mainly of Na2 rock salt. As a result of the uplift of the two anticline intrusions, the salt layers became strongly folded and formed very steeply. The borehole pierces through the same members several times. Many divisions are reduced in thickness or completely wedged out. No ceiling layers of cycle PZ-4 or evaporites, being older than Older Halite (Na2), were found in the profile. As a result of halokinetic and tectonic deformations, the salt layers became extremely folded and steeply arranged. The layer dip varies from 35° to 90°, mostly 60-80°. Numerous changes of the dip angle and multiple folding are demonstrated by the fact that the borehole often penetrated the same members.

PL

Otwór badawczo-eksploatacyjny M-29 jest zlokalizowany w południowo-wschodniej części wysadu solnego Mogilno, na złożu Mogilno I (Ryc. 2). Został on odwiercony w 2014 r. do głębokości 1751 m. Otwór nawierca ewaporaty późnego permu (cechsztynu) oraz kompleks utworów ilasto-mułowcowo- piaszczystych dolnego triasu. W analizowanym rdzeniu wydzielono 11 ogniw cechsztyńskiej serii solnej cyklotemów PZ-2, PZ-3 i PZ-4. Złoże solne w rejonie otworu M-29 jest uformowane tektonicznie. Otwór przewierca głęboką synklinę, wypełnioną osadami cyklotemów PZ3 and PZ4. Synklina ograniczona jest od stropu i spągu antyklinami, zbudowanymi głównie z soli kamiennej Na2. W wyniku wypiętrzenia tych dwóch intruzji antyklinalnych warstwy solne zostały silnie sfałdowane i zalegają bardzo stromo. Otwór przewierca kilkakrotnie te same ogniwa. Wiele wydzieleń jest zredukowanych lub całkowicie wyklinowanych. W profilu nie stwierdzono warstw stropowych cyklu PZ-4 i ewaporatów starszych niż Starszy Halit (Na2). W wyniku deformacji halokinetycznych i tektonicznych warstwy solne są silnie pofałdowane i zalegają bardzo stromo. Upad warstw waha się od 35 do 90°. Najczęściej jednak wynosi 60-80°. Otwór przewierca wielokrotnie te same ogniwa ze względu na częste zmiany kąta upadu i przefałdowania.

4

Larimar – a unique pectolite rock from the Dominican Republic

Kowalczyk J., Natkaniec-Nowak L., Wachowiak J.

Geology, Geophysics and Environment

|

2015

|

Vol. 41, no. 1

101--102

EN

Larimar, whose colour is varying from white light-blue, green-blue to deep blue, is only found in the Sierra de Bohoruco mountain range, Barahona Province, the Dominican Republic. It was discovered by a Spanish priest, Miguel Fuertes Lorén, in 1916 (Fuertes Marcuello & Garcia Guinea 1990). On the basis of geological map of this region, larimar is found in a tectonic sheet of Cretaceous-Eocene rocks, mainly basalts, tuffs and tuffites which are associated to an emerged block of oceanic Caribbean crust. The basic host rock is highly serpentinized and has suffered intensive fracturing and shearing (Donnelly et al. 1990). The Dumisseau formation represented by volcanic rocks is over-lain by limestones of the “Neiba formation” of the Lower Eocene-Lower Miocene age. During most of the Eocene, these carbonate rocks coexisted with, or were replaced by, volcanic materials of a tholeitic to alkaline signature (OIT to OIA), grouped under the new denomination of El Aguacate de Neiba Volcano-Sedimentary Complex, interpreted as being associated with plume. In the northern and southern areas of the Sierra de Bohoruco, coral reef limestones were deposited, representing shallow platform environments of the Oligocene-Miocene age (Huerta et al. 2007). Fault contacts are observed between the volcanic and the limestone rocks (Bente et al. 1991). For the first time, larimar was defined as a pectolite rock by the authors of this paper. The reason for this definition is the rock’s macroscopic, heterogeneous character emphasized by finely fibrous, spheroidal aggregates. The heterogeneity is also observed in the mineral composition of the rock. Pectolite, as a major component in these rocks, is a triclinic mineral crystallized usually in veinlets, stringers, and irregular masses in volcanic rocks. Other minerals, such as calcite, natrolite, chalcedony, hematite, chalcocite, crystal formations, and occasionally hematite dendrites, coexist with pectolite and are located along the border fillings (Woodruff & Fritsch 1989). Apatite, sphene, prehnite, danburite and datolite were also found in these heterogeneous masses (Fuertes Marcuello & Garcia Guinea 1990). In addition, Espi & Borrego described in 2008 an organic material associated with pectolite (indentified as volatiles), as a material which was very similar in appearance to bituminouscoal. Due to the heterogeneous character and various mineral compositions, the rock’s colour changes within short distances, and shows other colours-nearly white to light greenish, greenish to greenish blue, and light bluish to blue. The origin of the larimar colour is still not obvious. It has been associated with the presence of copper coming from copper sulphide (Woodruff & Fritsch 1989). Bente et al. (1991) suggested that vanadium was the cause of the colouration and the authors did not exclude the presence of other possible elements like Fe, Ti, Cr, Co, or Ni. Using a thermoluminescence dating, in light blue and blue pectolite were confirmed trace amounts of manganese (Sullasi et al. 2010). Woodruff & Fritsch (1989) are not excluded a manganese as a colouring agent. Espi & Borrego suggested in 2008 that organic matter might have been related to the larimar coloration. The petrographic studies of pectolite samples by Espi & Borrego (2008) with SEM-EDS showed that the veins containing pectolite were associated with a variety of minerals like apatite, calcite, and impure hematite, which, except for iron and oxygen, consisted of aluminium, titanium, calcium, and gold. The chemical composition of the veins, with almost an isometric crystal and compound Mg, Al, Si, Fe, K and Au, suggested the pyroxene group. SEM-EDS analyses of two samples of that rock conducted by the authors showed that impure hematite spreading in that crystalline groundmass can give alike results in polymineral composition, as colour-bearing elements, like Cr and Cu. Small amounts of copper are also found together with the pectolites. Some magnesium ions occurring within pectolite aggregates suggest that this element replaced calcium ions in the pectolite structure. Its source may be found in the surrounding original wall rock, especially in pyroxene group, represented by augite. That latter group is also represented by diopside, which is typical for serpentinization as the replacement of the wall rock. Association of pectolite with a variety of minerals, including e.g. hematite, calcite, natrolite, chalcedony, apatite, chalcocite, and crystallizations in veinlets, stringers, and irregular masses in volcanic rocks suggestes hydrothermal genesis of pectolite. The temperature in which it was formed did not exceed 250°C (Bente et al. 1991) and the process was strongly associated with reduced CO2 concentrations in solutions and low pressure zones (Włodyka et al. 1999).The above conditions were found to occur in many places around the world. The question is why the bluish pectolite crystallized only in one country, the Dominican Republic.

5

Wybrane zagadnienia z geologii złóż Dominikany – sprawozdanie z wyprawy naukowej PSGS

Jaworska J., Wachowiak J.

Przegląd Solny

|

2014

|

T. 10

139--149

PL

Republika Dominikańska, położona między Morzem Karaibskim a Atlantykiem, słynie z kilku surowców – błękitnego larimaru (prowincja Barahona, w Los Chupaderos) i bursztynu (w rejonie El Valle) o niebieskawym zabarwieniu. Do niedawna była również liczącym się w tej części świata producentem soli kamiennej (okolice Las Salinas). Zapoznanie się z budową geologiczną i warunkami eksploatacji tych złóż było celem ekspedycji naukowej Polskiego Stowarzyszenia Górnictwa Solnego, która odbyła się w dniach 26.11-06.12 2013. W trakcie wyjazdu członkowie wyprawy mieli również możliwość poznania przyrody ożywionej (parki narodowe w okolicach Samany i Saony), nieożywionej (jaskinie), architektury i historii Republiki Dominikańskiej. Niezwykle cenne okazały się nawiązane kontakty z najwyższymi przedstawicielami ministerstwa gospodarki, energetyki i górnictwa.

EN

The Dominican Republic, situated between the Caribbean Sea and the Atlantic, is well known for several raw materials: blue larimar (Los Chupaderos, Barahona Province) and bluish amber (El Valle area). Until recently, the country was also an important regional salt rock producer (Las Salinas areas). Exploration of the geological structures and learning the local mining conditions of those mineral deposits was the goal of the field trip organized by the Polish Salt Mining Association which took place from 26 November to 6 December 2013. During the trip, the participants also had an opportunity to observe nature (National Parks in the areas of Samana and Saona), geological formations (caves), and architecture, as well as learn the history of the Dominican Republic. Our contacts with high ranking representatives of the Ministries of Economy, Power Engineering, and Mining turned out to be extremely valuable for the attainment of our objectives.

6

Rozpoznanie wysadu solnego Wapno na tle tworzonych obrazów złoża

Kolonko M., Kolonko P., Wachowiak J.

Przegląd Solny

|

2014

|

T. 10

85--100

PL

Wysad solny Wapno był eksploatowany od początku XIX wieku. Początkowo eksploatowano margle kredowe, występujące ponad czapą gipsową tuż pod powierzchnią ziemi, następnie gips z czapy gipsowej i sól kamienną z wysadu solnego, którą nawiercono w 1871 r., na głębokości około 160 m p.p.t. Pierwsze nadanie górnicze na białą sól kamienną uzyskano w 1873 r. Podziemną eksploatację soli rozpoczęto w 1920 r., którą kontynuowano do 1977 r. Sól eksploatowano dwoma szybami na 8 poziomach eksploatacyjnych (III - VIII) na głębokości od 484 do 678 m p.p.t. W czasie działalności kopalni opracowano szczegółowo budowę wewnętrzną złoża oraz kształt i zasięg wysadu solnego i czapy gipsowej. Od początku eksploatacji kopalnia borykała się z zagrożeniem wodnym z warstw wodonośnych otaczających wysad, głównie z czapy gipsowej. Zagrożenie to wzrosło na początku lat 70. ubiegłego wieku. Szczególnie niebezpieczne były wycieki na poziomie III, w komorach 34, 36 i 37, które doprowadziły do zatopienia kopalni 5 sierpnia 1977 roku.

EN

The Wapno salt dome has been mined since the beginning of the 19th century. Initially, chalk marls, occurring above the gypsum cap and underneath the land surface, were extracted. Later, gypsum from the cap and rock salt from the very salt dome were mined. The salt dome was drilled to the depth of ca. 160 m below the ground in 1871. The first white salt mining concessions were obtained in 1873. Underground salt mining started in 1920 and was continued until 1977. Salt was extracted through two shafts and at eight operating levels (III-VIII) located at the depths from 484 to 678 m. During the mining operations, a detailed internal deposit shape and structure were identified, together with the range of both salt dome and gypsum cap. Since the beginning of salt extraction, the salt mine struggled against water hazard presented by the aquifers surrounding the salt dome, mainly those located in the gypsum cap. The hazard increased in the 1970’s. The leaks at Level II, Chambers 34, 36, and 37, turned out to be particularly dangerous and caused the mine flooding on 5 August 1977.

7

Mineralogiczno-petrograficzna charakterystyka utworów zubru czerwonego (Na4t) występujących w rejonie otworu M-34 w wysadzie solnym Mogilno

Natkaniec-Nowak L., Wachowiak J., Stach P.

Przegląd Solny

|

2014

|

T. 10

13--24

PL

Ewaporaty solno-ilaste – zubry osadziły się w górnym permie wraz z innymi skałami solnymi, w osiowej części wschodnio-europejskiego basenu górnopermskiego i są osadami charakterystycznymi dla polskiej prowincji cechsztynu na obszarze środkowej Polski. Wskutek silnej subsydencji skały te zostały pogrzebane na głębokość kilku kilometrów i tam zostały poddane przeobrażeniom diagenetycznym i/ lub metamorficznym. W wyniku tych procesów powstało wiele nowych, towarzyszących halitowi, minerałów epigenetycznych. W badanych skałach zubrowych, oprócz halitu, stwierdzono minerały ilaste, naniesione do cechsztyńskiego zbiornika sedymentacyjnego z otaczającego lądu. Na podstawie analizy rentgenograficznej najdrobniejszej frakcji osadu nierozpuszczalnego w wodzie, stwierdzono występowanie illitu i chlorytu. Illit może być słabo przeobrażonym minerałem pierwotnym, natomiast chloryt jest produktem wtórnych, postsedymentacyjnych przeobrażeń geochemicznych. Wyraźny refleks od płaszczyzny dhkl = 1,54Å wskazuje, że jest to chloryt trioktaedryczny. Oprócz minerałów ilastych, stwierdzono występowanie kwarcu, anhydrytu, magnezytu i hematytu. Minerały te wykształcone są w formie idiomorficznych lub/i subidiomorficznych kryształów. Ich wielkość waha się od setnych części milimetra do 2 mm. W składzie chemicznym soli ilastej, wydzielonej z warstwy zubru czerwonego, wśród oznaczonych pierwiastków zdecydowanie przeważają sód i chlor (ponad 94% wag.). Pozostałe 6% wag. stanowią: siarczany (SO4 2-), wapń, magnez, glin, potas, żelazo oraz w bardzo małej ilości krzemionka (SiO2) i brom.

EN

Clayey-salt evaporites, called zubers, were deposited in the axial part of the Eastern European Zechstein (Upper Permian) basin . Zubers are the most characteristic rocks for the Polish province of Zechstein on the Polish Lowlands. As a result of strong subsidence, the rocks were buried down to the depth of several kilometers and afterwards subjected to diagenetic and metamorphic transformations. Consequently, many epigenetic minerals have developed in the presence of halite such as: anhydrite, quartz, magnezite and hematite. These minerals were developing mostly in the form of idiomorphic and/or sub-idiomorphic crystals from hundredths parts of millimeter up to 2 mm in size. In addition to halite, the main component found in zuber’s rock was a clay matter, delivered into the Zechstein basin from the surrounding land. Based on the X-ray analysis of the finest water insoluble fractions, two clay minerals were identified: illite and chlorite. Illite could be a poorly transformed primary mineral, while chlorite is a secondary one, produced during post-sedimentation geochemical transformations. A clear reflex dhkl = 1.54Å indicates that it is a trioctaedral chlorite. In addition to clay minerals, the finest fraction also includes quartz, anhydrite, magnezite and hematite. The chemical composition of clay salt, a component of the Red Zuber (Na4t) unit, is strongly dominated by sodium and chlorine among the identified elements (over 94 weight%). The remaining ca. 6 weight% includes: sulfates (SO4 2-), calcium, magnesium, aluminum, potassium, iron and a small amount of silica (SiO2) and bromo.

8

Mineralogiczno-petrograficzna charakterystyka utworów zubru brunatnego (Na3t) występujących w rejonie otworu M-34 w wysadzie solnym Mogilno

Wachowiak J., Natkaniec-Nowak L., Smoliński W.

Przegląd Solny

|

2014

|

T. 10

25--38

PL

W profilu ewaporatów cechsztyńskich na Niżu Polskim utwory zubrowe występują w stropowej partii cyklotemu PZ3 (zuber Na3t) i w środkowej partii cyklotemu PZ4 (zuber Na4t) (Czapowski i in. 2008), gdzie w naturalnej, nie zaburzonej sekwencji tworzą kompleks skał iłowo-solnych o łącznej miąższości około 320–400 m (Wagner, 1994). W wysadach solnych, wypiętrzonych w wyniku procesów halokinetycznych z głębokości około 6000 m, miąższość ta jest bardzo zmienna. W wysadzie kłodawskim miąższość skał zubrowych ogniwa zubru brunatnego waha się od 80 do 140 metrów (Charysz, 1973). W profilu otworu badawczego M-34, odwierconego w wysadzie solnym Mogilno, skały zubru brunatnego stwierdzono w dwóch interwałach głębokości: 1063-1100 m oraz 1457- 1468 m (Wachowiak, Pitera, 2013). Są to utwory iłowo-solne o zmiennej proporcji udziału halitu w stosunku do minerałów ilastych. W badanych próbkach zawartość halitu waha się od 78,6% wag. do 88,4% wag. Zawartość części trudno rozpuszczalnych w wodzie zmienia się od 21,4% wag. do 11,6% wag. Nierozpuszczalne w wodzie residuum jest zbudowane z takich minerałów jak: anhydryt, kwarc, magnezyt, dolomit, piryt oraz minerały ilaste (illit, chloryt), które zidentyfikowano na podstawie analizy rentgenograficznej. W składzie chemicznym skał zubru brunatnego dominują jony sodu i chloru, których sumaryczny udział wynosi 79% i 86% wag. Pozostałą masę skały stanowią jony siarczanowe, węglanowe, wapń, magnez, glin, potas, żelazo, krzemionka oraz w minimalnej ilości inne pierwiastki występujące śladowo.

EN

Brown Zuber rocks (Na3t) occur in the upper part of the PZ3 cyclothem, creating nearly 80-140 m complex of claysalt rocks in the normal deposit succession of the Zechstein (PZ) evaporite profile of the Polish Lowlands (Charysz, 1973; Czapowski et al., 2008). In the salt domes formed by the halokinetic processes, the thickness of this complex is variable. Brown Zuber rocks were found in two depth intervals: 1063-1100 m and 1457-1468 m (Wachowiak, Pitera, 2013) in the profile of exploratory borehole M-34, drilled in the Mogilno Salt Dome. Those were clay-salt formations with changeable proportions of halite and clay minerals. Halite is the main rock-forming mineral, and the samples analysis demonstrated that its content ranges from 78,6 to 88,4 wt.%. The proportion of poorly water soluble parts varies from 21,4 to 11,6 wt.%. The insoluble residuum is composed of such minerals as: anhydrite, quartz, magnesite, pyrite, and clay minerals (illite and chlorite), identified on the basis of X-ray analysis. Chemical composition of the Brown Zuber rocks is dominated by sodium (Na) and chlorine (Cl). The total proportion of these elements amounted 79 and 86 wt.% by weight. Sulfate ion (SO42-), calcium, magnesium, aluminum, potassium, iron and silica (SiO2) equal the remaining wt.%. as well as a small amount of bromine was detected.

9

Charakterystyka mineralogiczna, geochemiczna i izotopowa solanki z samowypływu z otworu M-32 w wysadzie solnym Mogilno

Wachowiak J., Kasprzak A.

Przegląd Solny

|

2014

|

T. 10

39--48

PL

Otwór badawczy M-32 usytuowany jest w południowo- -zachodniej części wysadu solnego Mogilno na złożu Mogilno I (Ryc. 1, 2). Wiercenie otworu rozpoczęto 30.10.2013 r. a zakończono w dniu 03.04.2014 r. W dniu 12.03.2014 podczas wiercenia otworu w soli kamiennej Na2, na głębokości 1258 m zaobserwowano dopływ płynu ze złoża (wypływ pod ciśnieniem na powierzchnię) w ilości około 3 m3. Podczas dalszego wiercenia wydajność wypływu wzrosła osiągając wartości 40- 80 m3 na dobę. W dniu 03.04.2014 przerwano i zakończono wiercenie na głębokości 1502 m i przeprowadzono częściową likwidację otworu w interwale 1502 – 1200 m. W składzie chemicznym solanki pobranej z wypływu po zatrzymaniu wiercenia (brak wpływu płuczki, próbka M-32/2) stwierdzono bardzo dużą zawartość magnezu - 74070 mg/dm3, potasu - 15890 mg/ dm3, wapnia - 15140 mg/dm3 i żelaza - 7754 mg/dm3 oraz stosunkowo małą zawartość sodu - 9572 mg/dm3. Ponadto zarejestrowano wysokie zawartości pierwiastków śladowych: strontu, litu, manganu, boru, cynku i wanadu. W wyniku badań izotopowych w badanej próbce nie stwierdzono obecności trytu (3H). Uzyskany wynik to 0,0 ± 0,3 TU. Oznacza to, że w solance nie występuje składowa współczesna, zasilana po 1952 roku. Stosunek zawartości izotopów stałych δ2H – δ18O, lokuje badany płyn w obszarze solanek syngenetycznych (Ryc. 10). Powyższy chemizm jest charakterystyczny dla syngenetycznych solanek złożowych, powstałych w wyniku postsedymentacyjnych procesów diagenetycznych/metamorficznych zachodzących w złożu solnym (przeobrażeń uwięzionych paleosolanek oraz minerałów i skał solnych).

EN

The M-32 exploratory borehole is located on the Mogilno I deposit in the SW part of the Mogilno salt dome. Drilling started on 30.10.2013 and it was completed on 03.04.2014. During drilling on 12.03.2014, an outflow of liquid under pressure from the deposit to land surface was identified in Na2 rock salt at 1258 m, in the quantity of about 3 m3. Outflow was increased to 40-80 m3/d during continuation drilling. On 03.04.2014 drilling was stopped at 1502 m, with partial borehole liquidation at the 1502-1200 m. interval. Sample M-32/2 (not contaminated with drilling wash liquid) contain significant contents of Mg2+ - 74070 mg/dm3, K+ - 15890 mg/dm3, Ca2+ - 15140 mg/dm3 and Fe2+,3+ - 7754 mg/dm3 and relatively slight contents of Na2+ - 9572 mg/dm3. Either high concentrations of strontium, lithium, magnesium, boron, zinc and vanadium was observed. As a result of isotopic tests, tritium has been not detected in the tested sample ((3H): 0.0 ± 0.3 TU), which meant that no contemporary component existed in brine, fed after 1952 (i.e. after nuclear tests were initiated in the atmosphere). The proportion of the constant isotope content δ2H – δ18O, located the liquid in the area of syngenetic brines (Fig. 10). The M-32 exploratory borehole is located on the Mogilno I deposit in the SW part of the Mogilno salt dome. Drilling started on 30.10.2013 and it was completed on 03.04.2014. During drilling on 12.03.2014, an outflow of liquid under pressure from the deposit to land surface was identified in Na2 rock salt at 1258 m, in the quantity of about 3 m3. Outflow was increased to 40-80 m3/d during continuation drilling. On 03.04.2014 drilling was stopped at 1502 m, with partial borehole liquidation at the 1502-1200 m. interval. Sample M-32/2 (not contaminated with drilling wash liquid) contain significant contents of Mg2+ - 74070 mg/dm3, K+ - 15890 mg/dm3, Ca2+ - 15140 mg/dm3 and Fe2+,3+ - 7754 mg/dm3 and relatively slight contents of Na2+ - 9572 mg/dm3. Either high concentrations of strontium, lithium, magnesium, boron, zinc and vanadium was observed. As a result of isotopic tests, tritium has been not detected in the tested sample ((3H): 0.0 ± 0.3 TU), which meant that no contemporary component existed in brine, fed after 1952 (i.e. after nuclear tests were initiated in the atmosphere). The proportion of the constant isotope content δ2H – δ18O, located the liquid in the area of syngenetic brines (Fig. 10). Presented water chemistry is characteristic for reservoir brines formed during post-depositional diagenetic and/ or metamorphic processes within salt deposits (transformation of palaeobrines, minerals and salt evaporates).

10

Phase transitions in the borate minerals from the Kłodawa Salt Dome (Central Poland) as the indicators of the temperature processes in salt diapirs

Wachowiak J., Toboła T.

Geological Quarterly

|

2014

|

Vol. 58, No. 3

543--554

EN

The diapiric structures of the Polish Lowlands are tectonically deeply seated down to the autochthonous Zechstein strata at a depth of ca. 6 km. In the process of deep burial and halokinetic diapirism, the salt rocks were subjected to diagenetic and metamorphic transformations, with the temperature being an essential factor. Considering the thermal gradient, a temperature of up to ca. 200°C can be achieved in the salt dome within a depth range from several hundred metres to 6 km, which may lead to transformations of the majority of salt minerals. Phase transitions of two borate minerals – boracite and congolite from the Kłodawa salt dome – provide evidence for higher temperatures in the salt dome rocks. The authigenic euhedral crystals of those borate minerals display their external habitus in ambient temperature in the form of regular symmetry (F43c – pseudo-regular polyhedrons), whereas their internal structure is lower: orthorhombic (Pca21) for boracite and rhombohedral (R3C) for congolite. The heating and cooling of boracite and congolite crystals show reversible phase transition. At a temperature of ca. 270°C, boracite crystals change their symmetry: orthorhombic ↔ cubic. In the case of congolite three reversible phase transitions within a temperature range of 50–339°C can be observed: rhombohedral ↔ monoclinic ↔ orthorhombic ↔ cubic symmetry. Those phase transitions, confirmed experimentally in our study, clearly document at least local occurrences of temperatures exceeding 339°C in the Kłodawa salt dome.

11

Minerały epigenetyczne inowrocławskiego wysadu solnego, część I – historia i podziemne skarby kopalni Solno

Wachowiak J.

Przegląd Solny

|

2013

|

T. 9

60--70

12

Lithostratigraphy of Zechstein evaporites of the central and north-western parts of the Mogilno Salt Diapir, based on boreholes Z-9 and Z-17

Wachowiak J., Pawlikowski M., Wilkosz P.

Geology, Geophysics and Environment

|

2012

|

Vol. 38, no. 2

115-151

EN

This paper presents the results of comprehensive mineralogical and petrographic studies conducted on evaporite rocks of the Zechstein (Upper Permian) period, extracted from boreholes drilled in the Mogilno diapir. Based on the research results, the occurrence of rock salts, potash-magnesium salts (kieseritic sylvinites), clayey salts, zubers, and anhydrites was identified. Those formations were assigned to cyclothems PZ-3 and PZ-2. No presence of evaporites belonging to cyclothems PZ-1 and PZ-4 were discovered. The recognized rocks were mainly composed of halite, sylvine, kieserite and anhydrite. Smaller quantities of polyhalite, kainite, carbonates and clayey minerals were also found. A number of accessory minerals were identified, with their salt rock contents from several to about several tens of ppm.

PL

W artykule przedstawiono wyniki kompleksowych badań mineralogiczno-petrograficznych, przeprowadzonych na skałach ewaporatowych wieku cechsztyńskiego (górny perm) napotkanych w badawczych otworach wiertniczych w wysadzie solnym Mogilno. Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzono w badanych otworach sole kamienne, sole potasowo-magnezowe (sylwinity kizerytowe), sole ilaste, zubry i anhydrytowce. Powyższe utwory przydzielono do cyklotemów PZ-3 i PZ-2. Nie stwierdzono obecności ewaporatów cyklotemów PZ-1 i PZ-4. Rozpoznane skały zbudowane są głównie z halitu, sylwinu, kizerytu, anhydrytu. W mniejszych ilościach występują polihalit, kainit, węglany i minerały ilaste. Zidentyfikowano wiele minerałów akcesorycznych, których zawartość w skałach solnych jest rzędu ppm.

13

Poziomy mineralne w solach cechsztyńskich wysadu solnego Kłodawa jako narzędzie korelacji litostratygraficznej

Wachowiak J.

Geologia / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

|

2010

|

T. 36, z. 3

367-393

PL

W utworach ewaporatowych występuje wiele minerałów akcesorycznych, nierozpuszczalnych w wodzie, które można łatwo wydzielić poprzez rozpuszczenia tych osadów. Z próbek pobranych z soli kamiennych, potasowo-magnezowych i zubrów wysadu solnego Kłodawa wydzielono w efekcie hydroseparacji nierozpuszczalne w wodzie residuum, w którym stwierdzono obecność idiomorficznych monokryształów: anhydrytu, hydrotalkitu siarczanowego, magnezytu, dolomitu, kalcytu, boracytu, kongolitu, kwarcu, hematytu, pirytu, siarki, oraz mikrokrystaliczne skupienia szajbelyitu, talku, mik i chlorytów. Większość z tych minerałów występuje jednocześnie w różnych warstwach profilu. Nieliczne z nich wykazują bardzo wąski zakres koncentracji dotyczący wyłącznie określonej warstwy lub części pokładu, tworząc swego rodzaju poziomy mineralne. Należą do nich: kwarc i kalcyt z wrostkami bituminów, boracyt, szajbelyit, talk, hydrotalkit siarczanowy i kongolit. Na podstawie ich występowania wydzielono w kłodawskim wysadzie solnym pięć poziomów mineralnych. Mogą one być nowym narzędziem do identyfikacji oraz korelacji litostratygraficznej pokładów i warstw w cechsztyńskich złożach soli.

EN

Evaporate formations include a number of accessory minerals that are insoluble in water. They can be easily separated by dissolving sediments. The samples collected from rock, potassium-magnesium and zuber salts of the Kłodawa salt diapir were subjected to hydro-separation to obtain insoluble residuum in which the presence of idiomorphic monocrystals was found: anhydrite, sulphate hydrotalkite, magnesite, dolomite, calcite, boracite, kongolite, quartzite, hematite, pirite and sulphur, as well as microcrystalline concentrations of szaibelyite, talc, mica and chlorites. The majority of those minerals occur in various section layers at the same time. Few of them display a very narrow scope of concentration relating to exclusively specific layer or part of the stratum, creating specific mineral layers. They include: quartz and calcite with the ingrowths of bitumen, boracite, szaibelyite, talc, sulphate hydrotalkite and kongolite. Based on the occurrence of those minerals, five mineral levels were identified in the Kłodawa salt diapir. They can present a new tool for lithostratigraphic identification and correlation of strata and layers in Zechstein salt deposits.

14

Minerały nierozpuszczalne w wodzie wydzielone ze skał zubrowych cyklotemu PZ-4 w Kopalni Soli Kłodawa

Wachowiak J.

Technika Poszukiwań Geologicznych

|

2003

|

R. 42, nr 5

23-32

PL

Przedmiotem badań są minerały nierozpuszczalne w wodzie wydzielone z zubra hematytowego (piętro PZ-4) odsłoniętego w kłodawskim wysadzie solnym. Największy udział części nierozpuszczalnych (95%) stwierdzono w stropie zubra, gdzie kończy się sedymentacja ewaporatów a rozpoczyna się sedymentacja iłów oraz w przerostach iłowo - solnych (53%). Najmniej rozpuszczalnego w wodzie residuum zaobserwowano w przerostach soli kamiennej (ok. 1%). Przeciętnie zawartość części nierozpuszczalnych w wodzie wynosi w typowych zubrach 15 - 20%. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że w całym profilu zubra dominują anhydryt, kwarc i minerały ilaste (chloryt, illit). W niektórych warstwach zaznacza się duża zawartość węglanów, głównie magnezytu, dolomitu i kalcytu. W śladowych ilościach występuje hematyt i montmorillonit.

EN

The author studied minerals insoluble in water, separated from haematite-bearing zuber (PZ-4 cyclothem - Aller) from the Kłodawa salt dome. The highest content of insoluble parts has been found near the top of the zuber (about 95 wt.%), where the deposition of evaporites comes to the end, and in clay-rich intercalations (up to 53 wt.%). Typical zuber rocks contain 15-20 wt.% of insolubles (the variability range 6-28 wt.%). The lowest content of insolubles (about 1%) has been found in intercalations of rock salt in the zuber studied. Throughout the whole profile of the Z-4 zuber, the fraction of insoluble minerals is dominated by anhydrite, quartz and clay minerals (chlorites, illite), and in several layers they are accompanied by higher amounts of carbonates (magnesite, dolomite, calcite). Montmorillonite and haematite occur in trace amounts.