Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wstępna charakterystyka pierwiastków ziem rzadkich i innych pierwiastków śladowych w osadach drobnoziarnistych z pogranicza triasu i jury w dawnej bruździe śródpolskiej

Brański P.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2018

|

nr 472

255--270

PL

Skały drobnoklastyczne z pogranicza triasu i jury (retyk–hetang), nagromadzone w dawnej bruździe śródpolskiej były przedmiotem badań geochemicznych w Państwowym Instytucie Geologicznym – Państwowym Instytucie Badawczym w Warszawie. 94 próbki iłowców i mułowców, pochodzące z sześciu archiwalnych rdzeni wiertniczych, przeanalizowano metodami ICP-MS i XRF, na zawartość pierwiastków ziem rzadkich (REE) i innych pierwiastków śladowych. Wyniki wskazują, że źródłem większości badanych mułowców i iłowców były skały osadowe górnej skorupy kontynentalnej starych obszarów kratonicznych, których protolit miał charakter umiarkowanie felzytowy. Procesy wietrzenia i recyklingu zmodyfikowały, do pewnego stopnia, pierwotny skład chemiczny. Jednak w retyku i wczesnym hetangu, w południowo-wschodnim segmencie bruzdy, niektóre dane geochemiczne sugerują większą dostawę z wulkanicznego protolitu o charakterze maficznym. Ponadto, w kilku próbkach zaobserwowano wyraźne wzbogacenie w pierwiastki ziem rzadkich, w wyniku domieszki minerałów akcesorycznych, będących głównymi nośnikami REE. Tym niemniej, na podstawie obecnie otrzymanych wyników, koncentracje REE (i innych pierwiastków śladowych) w bruździe śródpolskiej są niskie i mają one naukowe znaczenie wskaźnikowe, natomiast nie mają znaczenia surowcowego.

EN

Fine-grained siliciclastic rocks from the Triassic-Jurassic transition (Rhaetian–Hettangian) in the former Mid-Polish Trough were the subject of the geochemical study at the Polish Geological Institute – National Research Institute in Warsaw. Ninety-four samples of claystones and mudstones from six archived drill cores were analysed by ICP-MS and XRF for rare earth elements (REE) and other trace elements. The results indicate that the sources of most of the claystones and mudstones were sedimentary rocks of the upper continental crust of old cratonic areas, where the protolith had a moderately felsic character. Weathering and recycling processes modified the original chemical composition to some extent. However, during Rhaetian and early Hettangian, some geochemical data in the south-eastern segment of the MPT suggest significant input from a mafic volcanic protolith. Moreover, a clear enrichment in rare-earth elements was observed in few samples, caused by admixtures of accessory minerals (being a main carrier of REE). Nevertheless, based on currently obtained data, the Rhaetian–Hettangian concentrations of REE (and other trace elements) in the MPT are low and they are of scientific indicative significance, not of raw material importance.

2

Rare earth elements distribution in fine-grained deposits from the uppermost Triassic and Lower Jurassic of the Polish Basin : provenance and weathering of source area

Brański P., Mikulski S. Z.

Geological Quarterly

|

2016

|

Vol. 60, No. 2

441--450

EN

Nineteen samples of uppermost Triassic and Lower Jurassic claystones and mudstones, which were formed in the epicontinental Polish Basin, were analysed by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) for rare earth elements (REE) and other selected trace elements (Sc, Y, Th, Zr and U). The results indicate that the source of most of the claystones and mudstones studied were sedimentary rocks of the upper continental crust of old cratonic areas, where the protolith had a mainly felsic character. However, in the latest Triassic a characteristic layer formed, implying significant input from mafic volcanic protolith. It was also found that moderately intense chemical weathering usually favoured increased concentration of the rare earths. Extremely strong hydrolysis, related to episodes of very hot and humid climate (greenhouse events), caused conspicuous impoverishment in REE in residual clays. Weathering and recycling processes modified the composition of REE to some extent, but generally did not obliterate the original characteristics of the protolith. In some samples, enrichment in rare earth elements was observed, caused by admixtures of accessory minerals (being a main carrier of REE) and/or increased sorting during recycling.

3

Dinosaur footprints from the Thaiat ridge and their palaeoenvironmental background, Jaisalmer Basin, Rajastan, India

Pieńkowski G., Brański P., Pandey D. K., Schlögl J., Alberti M., Fürsich F. T.

Volumina Jurassica

|

2015

|

Vol. 13, no. 1

17--26

EN

Two dinosaur footprints: Eubrontes cf. giganteus and Grallator tenuis, both attributed to theropods, have been found in the Lower Jurassic Thaiat Member of the Lathi Formation at the Thaiat ridge, near Jaisalmer in western Rajasthan, India. The footprints were left in sediments of a tidal origin, located in profile a few meters above a marked transgressive/flooding surface. They show different states of preservation – the smaller Grallator tenuis represents a well-preserved concave epirelief footprint on the upper surface of a sandstone containing nerineid gastropod shells, while the bigger Eubrontes cf. giganteus footprint shows a rare state of preservation as a positive epirelief on the top of a calcareous sandstone bed, where recent erosion exposed the footprint cast by removing the mud above and around the footprint. The Thaiat ridge section has been amended in its lower part, to indicate the marked transgressive surface. Geochemical analyses and calculated weathering indices (such as CIA) show that the hinterland climate was seasonal to semi-arid during deposition of that part of the succession.

4

Climatic disaster at theTriassic–Jurassic bound ary – a clay minerals and major elements record from the Polish Basin

Brański P.

Geological Quarterly

|

2014

|

Vol. 58, No. 2

291--310

EN

The Triassic-Jurassic boundary interval (ca. 201 Ma) was a time of sudden global environmental changes triggered by Pangea breakup and Central Atlantic Magmatic Province development. The bulk-rock mineralogy, clay mineralogy and major element geochemistry of 87 continental mudrock samples collected from four borehole cores yield information on Rhaetian-earliest Hettangian palaeoclimatic changes in the Polish Basin. During the Rhaetian, smectite preponderance was replaced by kaolinite and illite domination. This fundamental shift in clay mineral assemblages (supported by major element data) indicates very significant change in climate humidity. Moreover, some beds in the Zagaje Formation (Upper Rhaetian-Lower Hettangian) are particularly rich in kaolinite indicating extreme chemical weathering in humid-subtropical to tropical climate episodes in the aftermath of powerful warming and abundant rainfall. Importantly, the first distinct kaolinite enrichment appears already in the Lower Rhaetian Wielichowo Beds. In addition, abrupt and episodic shifts in the kaolinite-illite ratio and in values of weathering indices point to profound climate destabilisation and a sequence of frequent, catastrophic climatic reversals in the Late Rhaetian and at the Triassic-Jurassic boundary. These results are generally consistent with carbon isotope records in sections worldwide.

5

The mineralogical record of the Early Toarcian stepwise climate changes and other environmental variations (Ciechocinek Formation, Polish Basin)

Brański P.

Volumina Jurassica

|

2012

|

Vol. 10, no. 1

1--24

EN

After the cooling episode of the Late Pliensbachian, a major oceanic anoxic event occurred during the prominent warming event of the Early Toarcian (183 Myr; Early Jurassic). In this paper, new mineralogical and geochemical data (XRD, XRF, SEM, and TOC) measured on four cores from the Polish Basin are presented in order to document the regional impacts of these disturbances at a high sampling resolution. The results show that the clay mineral assemblages (<2 μm fraction) and vertical variations in kaolinite content are generally similar basin-wide and were controlled by the intensity of chemical weathering and climate changes. However, sea-level changes and variations in terrigenous supply are reflected in the bulk rock data. The spatial variability in clay mineral proportions may also be influenced by the distance from shoreline and the lithology of source areas. Generally, the clay minerals from the Polish Basin confirm the stepped nature of the Early Toarcian warming event. After a predominance of illite in the lower part of the Ciechocinek Fm., which suggests a temperate climate in the early tenuicostatum Zone, rises in kaolinite in the middle part of the Ciechocinek Fm. indicate a stronger weathering rate and high rainfall due to the onset of the warming event in the late tenuicostatum Zone. Importantly, the initial phase of climate change recorded by clay minerals seems to slightly precede the first step of the negative carbon isotope excursion ascribed to massive greenhouse gas releases.

6

Rozmieszczenie zasobów prognostycznych i perspektywicznych kopalin ilastych ceramiki budowlanej na obszarze Polski

Brański P.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2012

|

nr 448 (2)

411--418

PL

Dla kopalin ilastych ceramiki budowlanej wyznaczono na obszarze Polski ponad sto obszarów prognostycznych i 280 obszarów perspektywicznych. Podstawowe znaczenie mają kopaliny czwartorzędowe (zwłaszcza iły zastoiskowe) oraz starszego neogenu (tzw. iły poznańskie i iły krakowieckie), które pokrywają ponad 80% wydobycia. Iły triasu i jury mają znaczenie mniejsze, a inne kopaliny ilaste zupełnie podrzędne. Jednak rozmieszczenie zasobów prognostycznych (podobnie jak udokumentowanych zasobów bilansowych) jest na obszarze całego kraju bardzo nierównomierne, a kopaliny ilaste są bardzo zróżnicowane pod względem jakości. Rozpoznawanie zasobów prognostycznych (podobnie jak poszukiwanie nowych złóż) powinno być prowadzone przede wszystkim w deficytowych województwach Polski północnej. W innych regionach wszelkie poszukiwania powinny koncentrować się na iłach najwyższej jakości. Bardziej szczegółowe rozpoznanie powinno być prowadzone także w obrębie złóż udokumentowanych wstępnie. Barierę dla rozwoju ceramiki budowlanej mogą stanowić również niedostateczne zasoby wielu złóż prognostycznych. Nowe złoża powinny mieć zasoby bilansowe na poziomie przynajmniej 1 mln m3.

EN

Over a hundred of prognostic areas and 280 perspective areas of building ceramics raw materials have been indicated in Poland. Of fundamental importance are Quaternary deposits (ice-dammed lake clays) and Neogene deposits (so-called Poznań Clays and Krakowiec Clays), which covers more than 80% of the current output. Triassic and Jurassic clays are of less importance, and other clay deposits are highly insignificant. However, the prognostic resources (like the economic reserves) are very unevenly distributed throughout the country, and clay deposits are very diverse in terms of their quality. Evaluation of the prognostic resources (as well as prospecting for new deposits) should be performed mostly in northern and northeastern Poland, where a deficit of building ceramics raw materials occurs. In the other regions, any prospecting should focus on the highest quality clays. A more detailed recognition should be performed also in those areas where preliminary exploration was previously carried out. Insufficient resources of many prognostic deposits can be a hurdle for development of building ceramics. New deposits should have the reserves of at least 1 million m3.

7

Skład minerałów ilastych w osadach triasu i jury basenu polskiego – zapis zmian paleoklimatu i paleośrodowiska

Brański P.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2011

|

nr 444

15--31

PL

W artykule podsumowano wyniki ponad 220 badań dyfraktometrycznych, wykonanych we frakcji o śr mniejszej 0,002 mm triasowych i jurajskich kompleksów ilastych w basenie polskim. W przypadku niektórych próbek przeprowadzono także obserwacje w mikroskopie elektronowym. Skład detrytycznych minerałów ilastych warstw zbąszyneckich (noryk), warstw wielichowskich (retyk dolny–środkowy), formacji zagajskiej (retyk górny i hetang dolny), przysuskiej formacji rudonośnej (hetang górny), formacji ciechocińskiej (toark dolny) i częstochowskiej formacji iłów rudonośnych (bajos górny–baton) był przeważnie kontrolowany przez reżim wietrzenia i pośrednio warunki klimatyczne. Przerabianie i resedymentacja osadów starszych (spowodowana przez procesy tektoniczne i/lub wahania poziomu morza), jak również sortowanie hydrauliczne, mogły modyfikować skład mineralny i nieco zacierać sygnał paleoklimatyczny. Zmiany składu minerałów ilastych we frakcji <0,002 mm potwierdziły długookresową ewolucję od klimatu suchego lub półsuchego do wilgotnego. Główna zmiana paleoklimatyczna zachodziła w retyku. Chlorytowo-illitowa asocjacja noryku została zastąpiona we wczesnym–środkowym retyku przez zespół illitowo-smektytowy (lub kaolinitowo-smektytowy). W późnym retyku dominowała już asocjacja illitowo-kaolinitowa. W trakcie jury ustaliła się asocjacja chlorytowo-illitowo-kaolinitowa, odpowiadająca warunkom klimatu umiarkowanego, ciepłego. Wahania temperatury, a zwłaszcza wielkości opadów, zapisywały się tylko w zmianach proporcji kaolinitu i illitu. Odcinki profilu zubożone w kaolinit występowały w późnym pliensbachu, najwcześniejszym toarku oraz w bajosie i batonie, odpowiadając fazom klimatu chłodniejszego i mniej wilgotnego. Mniejsze, cykliczne zmiany składu minerałów ilastych były najprawdopodobniej kontrolowane astronomicznie, głównie przez cykle ekscentryczności orbity ziemskiej. Niektóre warstwy z retyku górnego, początku hetangu i toarku dolnego, wykazujące bardzo wysoki stosunek kaolinit/illit, sugerują ekstremalne wietrzenie chemiczne w klimacie tropikalnym lub subtropikalnym wilgotnym, w następstwie silnego efektu cieplarnianego.

EN

This paper summarizes over 220 results of XRD research carried out on <0.002 mm fraction of Triassic and Jurassic clay successions from the Polish Basin. SEM observations of some samples were also performed. The composition of detrital clay minerals of the Zbąszynek Beds (Norian), Wielichowo Beds (Lower–Middle Rhaetian), Zagaje Fm. (Upper Rhaetian and Lower Hettangian), Przysucha Ore bearing Fm. (Upper Hettangian), Ciechocinek Fm. (Lower Toarcian) and Częstochowa Ore-bearing Clay Fm. (Upper Bajocian and Bathonian) was controlled mostly by a weathering regime and, indirectly, by climatic conditions. Reworking and redeposition of ancient sediments (caused by tectonic processes and /or sea-level changes) and differential settling might have modified the mineral composition and partly erased the palaeoclimatic signal. A long-term evolution from arid or semi-arid to humid climatic conditions was confirmed by changes in the clay mineral composition of the <0.002 mm fraction. The major change of palaeoclimate took place during the Rhaetian. The Norian chlorite-illite association was replaced by the Early–Middle Rhaetian illite-smectite (and kaolinite-smectite) assemblage. Next, in the Late Rhaetian the illite-kaolinite association predominated. In the Jurassic, the chlorite-illite-kaolinite association was established due to a warm-temperate climate. Only changes in the kaolinite/illite ratio recorded the fluctuations in temperature and especially rainfall. Kaolinite-depleted intervals occurred in the Late Pliensbachian, Earliest Toarcian and Bajocian–Bathonian, due to cooler and less humid climatic phases. Minor cyclic variations in the clay mineral composition were most probably astronomically controlled, mainly due to the orbital eccentricity cycles. Some levels of the very high kaolinite/illite ratio in the Upper Rhaetian, at the beginning of Hettangian and in the Lower Toarcian suggest extreme chemical weathering in a humid-subtropical to tropical climate in the aftermath of a powerful greenhouse effect.

8

Zróżnicowanie zawartości pierwiastków śladowych w iłach poznańskich

Bojakowska I., Brański P., Iwasińska-Budzyk I., Retka J.

Górnictwo i Geologia

|

2010

|

T. 5, z. 4

31-40

PL

W próbkach iłów poznańskich, pobranych z 18 eksploatowanych obecnie złóż tych surowców, oznaczono zawartość pierwiastków śladowych: As, Ba, Br, Ce, Co, Cr, Cu, Ga, Hf, La, Mo, Nb, Ni, Pb, Rb, Sr, Bi, Th, U, V, Y, Zn, Zr, Cd, Sn, a także pierwiastków głównych: Ca, Mg, Fe, Mn, P, Ti, metodą fluorescencyjnej spektrometrii rentgenowskiej (XRF), zawartość rtęci, metodą spektrometrycznej absorpcji atomowej (CV-AAS) z zatężaniem na amalgamatorze oraz węgla organicznego, metodą kulometryczną. Stwierdzono zróżnicowanie w zawartości badanych składników w iłach, w zależności od ich litostratygrafii i regionu występowania.

EN

In the samples of clays of Poznań series, taken from the 18 currently operating deposites of these raw materials the content of trace elements: As, Ba, Br, Ce, Co, Cr, Cu, Ga, Hf, La, Mo, Nb, Ni, Pb, Rb, Sr, Bi, Th, U, V, Y, Zn, Zr, Cd, Sn and major elements: Ca, Mg, Fe, Mn, P, Ti were determined using X-ray fluorescence spectrometry (XRF), the mercury content was determine using spectrometry atomic absorption method (CV-AAS), and the concentration of organic carbon was determine by coulometric titration. Variability in the contents of tested components was found based on their lithostratigraphy and the region of oceurrence.

9

Kaolinite peaks in early Toarcian profiles from the Polish Basin-an inferred record of global warming

Brański P.

Geological Quarterly

|

2010

|

Vol. 54, No 1

15-24

EN

In lower Toarcian clay deposits (Ciechocinek Fm., VIII depositional sequence of the Lower Jurassic) from three boreholes from the Polish Basin, illite-dominated sedimentation representing the lower part of studied interval was interrupted by enhanced kaolinite input. Levels of high kaolinite/illite ratio at the VIIIb/VIIIc parasequence boundary suggest strong continental weathering in a humid-subtropical to tropical climate related to the phase of the early Toarcian global warming recorded at the top of the tenuicostatum Zone and correlated with isotope curves from a number of European sections. Kaolinite enrichment may be locally enhanced by reworking ofpre-Jurassic kaolinitic rocks and differential settling. Diagenetic processes were not sufficient enough to transform the initial kaolinite,but may have altered smectite and mixed-layers into illite and/or chlorite.

10

Geneza osadów ilastych formacji ciechocińskiej (jura dolna, toark) w południowej Polsce a ich znaczenie gospodarcze

Brański P.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2010

|

nr 439 (2)

249--258

PL

W artykule podsumowano wyniki dotychczasowych badań osadów ilastych formacji ciechocińskiej (jura dolna, toark) oraz przedstawiono wyniki nowych analiz mineralogicznych i geochemicznych z otworów wiertniczych Brody–Lubienia BL-1 i Suliszowice BN-38. W dolnej części badanych profili (poziom tenuicostatum) zespoły minerałów ilastych składają się głównie z detrytycznego illitu oraz podrzędnego kaolinitu i chlorytu. Sedymentację zdominowaną przez illit przerwał wzrost dostawy kaolinitu na pograniczu parasekwencji VIIIb/VIIIc. W górnej części (poziom falciferum) zawartość kaolinitu jest znacząco wyższa niż w części dolnej. W całym profilu nie zaobserwowano smektytów. Skład minerałów ilastych był przeważnie kontrolowany przez warunki klimatyczne i reżim wietrzenia. W poziomie tenuicostatum wciąż zaznaczał się wpływ ochłodzenia panującego w póĽnym pliensbachu. Odzwierciedla to większa zawartość illitu i chlorytu w dolnym odcinku profilu, spowodowana zahamowaniem hydrolizy. Warstwy o znacznym stosunku kaolinit/illit na pograniczu parasekwencji VIIIb/VIIIc wskazują na silne wietrzenie w wilgotnym klimacie subtropikalnym lub tropikalnym, odpowiadające początkowi głównej fazy globalnego ocieplenia, które się zapisało na licznych profilach w Europie u schyłku poziomu tenuicostatum. W górnym odcinku formacji ciechocińskiej kaolinit pozostał dominującym minerałem ilastym, co sugeruje panowanie klimatu ciepłego i wilgotnego. Mineralogiczny zapis paleoklimatu został nieco zmieniony przez wpływ składu mineralnego materiału dostarczanego z obszarów Ľródłowych i warunki paleośrodowiskowe. Procesy diagenetyczne nie były dość silne, by dokonać transformacji kaolinitu, ale mogły przeobrażać smektyt i minerały mieszanopakietowe w illit i/lub chloryt. Ze względu na rozwój litologiczny i zawartość syderytu, tylko osady ilaste z dolnej części formacji ciechocińskiej mają lokalnie realne znaczenie gospodarcze, ze względu na rozwój litologiczny i niższy udział syderytu. Zawierają one zasoby udokumentowane i perspektywiczne bardzo dobrych surowców ceramiki budowlanej i niektórych odmian surowców kamionkowych. W przeciwieństwie do osadów hetangu, iły ogniotrwałe i inne iły ceramiczne są tu nieobecne z powodu zubożenia w kaolinit.

EN

This paper summarizes the results of research performed on the Ciechocinek Formation clays (Lower Jurassic, Toarcian) and presents the results of a new mineralogical and geochemical study of the Brody–Lubienia BL-1 and Suliszowice BN-38 boreholes. In the lower part of the studied sections (tenuicostatum zone), clay minerals assemblages comprise predominantly detrital illite with subordinatekaolinite and chlorite. Illite-dominated sedimentation was interrupted by an increased input of kaolinite at the viiib/viiic parasequence boundary. In the upper part (falciferum zone) the kaolinite content is significantly higher than in the lower part. Smectite was not observed in the whole section. The clay minerals composition was mostly controlled by climatic conditions and weathering regime. Duringthe tenuicostatum zone, the influence of Late Pliensbachian cooling was still noticeable. It coincides with the higher illite and chlorite content in the lower interval due to prevention from extended hydrolysis. Levels of the high kaolinite/illite ratio at the viiib/viiic parasequence boundary interval suggest strong continental weathering in the humid-subtropical to tropical climate related to the onset of the main phase of global warming that was recorded in many sections of Europe at the top of the tenuicostatum zone. In the upper interval of the Ciechocinek Formation, kaolinite is still the dominant clay mineral suggesting mostly warm and humid climate conditions. The palaeoclimate record wasslightly modified by mineralogic composition of material supplied from source areas and by palaeoenvironmental conditions. Diagenetic processes were not sufficient to transform the initial kaolinite, but it may have altered smectite and mixed-layers into illite and/or chlorite. Only the clay deposits from the lower part of the Ciechocinek Formation locally reveal a real economic significance because of lithologic development and lower siderite content. They contain economic resources and reserves of raw materials very good for building ceramics and some type of stoneware clays. In contrast to Hettangian deposits the refractory and other ceramic clays are absent because of kaolinite depletion.

11

Influence of palaeoclimate and the green house effect on Hettangian clay mineral as sem blages (Holy Cross Mts. area, Polish Basin)

Brański P.

Geological Quarterly

|

2009

|

Vol. 53, No 3

363-368

EN

Hettangian clay mineral assemblages from the Holy Cross Mts. margin (south eastern part of the epicontinental Polish Basin) were mostly controlled by climaticcon ditions and weathering regime. Hettangian claystones and mudstones were deposited in continental and marine-margin palaeoenvironments in a warm climate, mostly with year-round humidity. The pronounced, long-term green house conditions intensified chemical weathering in the hinterland. Reworking and redeposition of ancient sediments caused by tectonics and/or by sea-level changes and early diagenesis may have modified the clay mineral content in the earliest Hettangian. Burial diagenesis and telodiagenesis changed the clay mineral composition only locally.

12

Epizody intensywnego wietrzenia chemicznego zapisane w profilach hetangu z obrzeżenia Gór Świętokrzyskich (wyniki nowych badań)

Brański P.

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

|

2009

|

T. 35, z. 3/1

21-30

EN

Results of new mineralogical and geochemical research on clay deposits of the Rhaetian-Hettangian successions from the Holy Cross Mts. margin (south-eastern part of the epicontinental Polish basin) are presented. The clay mineral assemblages were mostly controlled by climatic conditions and weathering regime. Reworking of ancient sediments and the early diagenesis could modify the clay mineral composition. Some levels of the high kaolinite content at the Triassic-Jurassic boundary suggest intense continental weathering in the humid-subtropical to tropical climate related to the global warming episodes that were recorded on isotope curves from a number of sections in the world.

13

Epizody kaolinitowe w profilu Brody--Lubienia - zapis efektu cieplarnianego (?) we wczesnym toarku

Brański P.

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

|

2008

|

T. 34, z. 3/1

165-166

14

Problem genezy kaolinitu w dolnojurajskich iłach ceramicznych i ogniotrwałych z regionu świętokrzyskiego

Brański P.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2008

|

nr 429

13-21

PL

W pracy podsumowano dotychczasowe badania genezy kaolinitu w dolnojurajskich (hetang) iłach ceramicznych i ogniotrwałych z obrzeżenia Gór Świętokrzyskich. W badanych profilach zespoły minerałów ilastych składają się głównie z detrytycznego kaolinitu i illitu, podrzędnego chlorytu i tylko śladowych ilości smektytu. W złożach iłów ogniotrwałych i ceramicznych (i w wielu innych warstwach hetangu) obserwowano bardzo wysoką zawartość kaolinitu. Skład minerałów ilastych był kontrolowany przeważnie przez warunki paleoklimatyczne i reżim wietrzenia. Iłowce i mułowce były osadzane w środowiskach lądowych i marginalnomorskich w warunkach klimatu ciepłego i wilgotnego. Wietrzenie chemiczne na obszarach źródłowych zostało zintensyfikowane przez wyraźny efekt cieplarniany. Rozległe środowiska aluwialno-limniczne i deltowo-lagunowe tworzyły pułapki, w których gromadził się kaolinit, tworzący się na obszarach kontynentalnych. Skład minerałów ilastych mógł być modyfikowany przez przerabianie osadów i resedymentację, spowodowane przez procesy tektoniczne i/lub wahania poziomu morza. Wyrazista zmienność proporcji kaolinitu i illitu w formacji zagajskiej (dolny hetang) mogła zostać wywołana degradacją osadów retyku lub noryku pod wpływem niskiego stanu morza i reaktywacji tektonicznej na pograniczu triasu i jury, w połączeniu z możliwym epizodem suchym. Następna formacja skłobska (hetang dolny-środkowy) jest zdominowana przez piaskowce i heterolity. Kaolinit występuje najobficiej w przysuskiej formacji rudonośnej (hetang środkowy-górny). Spokój tektoniczny i mały relief w połączeniu z wysoką temperaturą i intensywnymi opadami wybitnie faworyzował wietrzenie chemiczne. W wielu przypadkach pierwotny skład minerałów ilastych został zmodyfikowany przez procesy wczesnej diagenezy, zwłaszcza w środowiskach bagiennych. Diageneza wywołana pogrążaniem i telodiageneza zmieniły skład mineralny tylko w skali lokalnej. Tym niemniej przeobrażenia telodiagenetyczne mogły mieć duże znaczenie dla powstawania niektórych złóż iłów ogniotrwałych wysokiej jakości.

EN

This paper summarizes the results of research performed so far on the origin of kaolinite in the Lower Jurassic (Hettangian) ceramic and refractory clays from the Holy Cross Mts. margin. Clay mineral assemblages from the analysed sections contain predominantly detrital kaolinite and illite with subordinate chlorite and only trace amounts of smectite. In the refractory and ceramic clay deposits (and in many other Hettangian strata), a very high kaolinite content was observed. The clay mineral composition was controlled mostly by climatic conditions and weathering regime. The claystones and mudstones were deposited in continental and marginal marine palaeoenvironments in warm climatic conditions, mostly with year-round humidity. Pronounced greenhouse conditions strongly intensified chemical weathering in the source areas. Extensive alluvial-lacustrine and delta-lagoonal systems acted as traps for kaolinite formed on the hinterland. Reworking and redeposition of ancient sediments (caused by tectonic processes and/or by sea-level changes) could modify the clay mineral composition. Expressive changes of the kaolinite/illite ratio in the Zagaje Fm. (lower Hettangian) might have been influenced by a sea-level lowstand and tectonic reactivation at the Triassic/Jurassic boundary, coupled with possible arid episodes and subsequent degradation of Norian or Rhaetian deposits. The next Skłoby Fm. (lower-middle Hettangian) is dominated by sandstones and heteroliths. Kaolinite is the most abundant clay mineral particularly in the Przysucha Ore-bearing Fm. (middle-late Hettangian). The tectonic quiescence and low surface relief, combined with high temperatures and intense rainfall, greatly favoured chemical weathering over mechanical erosion. In many cases, the original clay mineral assemblage was modified by early diagenetic processes mainly in swampy environments. The burial diagenesis and telodiagenesis changed the mineral composition only on a local scale. However, the telodiagenetic transformations might have been of great importance in the formation of some high-quality refractory clay deposits.

15

Ocena możliwości wykorzystania wybranych przedkenozoicznych kopalin ilastych z obszaru Polski do celów ochrony środowiska

Brański P.

Przegląd Geologiczny

|

2007

|

Vol. 55, nr 6

467-474

EN

The paper presents the main results of the study of various Mesozoic (and Upper Carboniferous) clays from southern Poland and their capacities for pollution retention, water isolation and soil restoration. Laboratory testing was performed on 40 clay and claystone samples from 16 quarries in order to identify grain-size and mineral composition (XRD analyses), cation exchange capacity (CEC), filtration coefficient, pH reaction and contents of selected trace elements. The clay series were accumulated in various palaeoenvironmental and palaeoclimatic conditions. They have also had different burial histories. The main component of these rocks is illite and subordinately kaolinite. Smectite (beidellite) and chlorite are usually only accessory minerals. The permeability of the pre-Cenozoic clays is varied, but CEC is very low. The clay deposits are not particularly useful for environmental protection because of scarcity of smectite and due to diagenetic alterations. They are neither a natural sorbent (with the exception of some unexploited Carboniferous bentonitic clays), nor high-quality material for pollution retention. Some of the clays may be useful for water isolation and restoration of the near-surface layer in degraded areas.

16

Lower Hettangian in the Holy Cross Mountains region - an example of tectonically-controlled sedimentation in the epicontinental basin of Poland

Brański P.

Volumina Jurassica

|

2006

|

Vol. 4, no. 1

80-81

EN

Origin of the Early Jurassic depositional sequences in the epicontinental basin of Poland is mainly related to the successive super-regional pulses of sea-level with relatively lesser role of tectonic activity (Pieńkowski 2004). Development of sedimentary infill of Hettangian basin in the Holy Cross Mts. region was determined by both tectonic and eustatic factors. In earliest Jurassic times, a short-term tectonic event led to the pronounced subsidence acceleration in the southern part of the Mid-Polish Trough. It followed period of a low subsidence rate during the Rhaetian times. Geometry of the Holy Cross Mts. segment of the Mid-Polish Trough with its framing crustal fractures, rapid facies changes and shifting of depocenter indicate a strike-slip regime of tectonic reactivation, in agreement with the earlier suggestions of some authors (Hakenberg & Świdrowska 1997; Poprawa 1997). Based on the thickness changes, lithofacies and palaeoenvironment distribution, sequence correlation, as well as on the subsidence curves interpretation, two main stages of Hettangian basin evolution were identified. Accumulation of the basin-fill in Early Hettangian (Zagaje Fm.) was strongly related to the block-faulted structure of the basement and synsedimentary tectonics, controlling differential subsidence. After the transtensional (strike-slip) reactivation of the trough and local coarse-grained fluvial deposition, the extensional basin widening prevailed. It was coeval with a base-level rise (transgression), which continued through the Planorbis times (Pieńkowski 2004). Dip-slip motions of the faults became dominant and acceleration of the subsidence was very rapid. As a result of tectonic and eustatic processes, a large-scale fining-upward basin-fill succession was generated in a short time. The retrogradational, alluvial-lacustrine stacking pattern deviates from some traditional models of a progradational, coarsening-upward basin-fill in the strike-slip basins. It possibly reflects some temporal changes in magnitude of the strike-slip vs. dip-slip displacements and the rise of the base-level. After brackish-marine flooding, the nearshore and marginal-marine successions of Skłoby Fm. and Przysucha Ore-bearing Fm. were deposited in Middle-Late Hettangian time (Pieńkowski 2004). With exception of the Nowe Miasto-Iłża Fault, a synsedimentary activity of tectonic discontinuities ceased and the subsidence became much weaker. Cyclicity of sedimentation was then controlled mainly by sea-level changes. The subsidence pulse at Triassic/Jurassic boundary offers an explanation for the accumulation of anomalous thickness of the continental Lower Hettangian followed by brackish deposits of marine transgression.