Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Study on the stability evolution law of expansive soft rock roadway affected by seasonal wet-dry cycle

Jing Hongdi, Qu Fuming, Liu Xiaobo, Zhang Guangliang, Zhang Xingfan, Ma Xinbo

Archives of Mining Sciences

|

2023

|

Vol. 68, no. 1

165--182

EN

Many open-pit mines are gradually converted to underground mining, the problem of roadway surrounding rock damage caused by expansive soft rock is becoming increasingly problematic. To study the seasonal evolution of expansive rock mass containing clay minerals, an underground mine transferred from an open-pit was selected as the experimental mine. The experimental results of SEM electron microscopy and X-ray diffraction confirmed that the surrounding rock of the main haulage roadway contains a large number of expansive clay minerals. The expansive grade of the main transport roadway’s surrounding rock could then be identified as the medium expansive rock mass, which has a large amount of exchangeable cation and strong water absorption capacity, based on the combined test results of dry saturated water absorption and free expansion deformation. The water swelling can cause the roadway to considerably deform, and then the surrounding rock will have strong rheological characteristics. From the research results in the text, the seasonal evolution law of the main haulage roadway in the experimental mine was obtained, and the deformation law of the expansive rock mass under different dry and wet conditions was revealed. The research results provide a reference for studying the stability evolution law of expansive soft rocks in underground mines.

2

Technologie wytwarzania nawozów o powolnym/kontrolowanym uwalnianiu składników

Malecka Agnieszka, Kowalczyk Krzysztof

Przemysł Chemiczny

|

2022

|

T. 101, nr 6

377--386

PL

Wzrost światowego zapotrzebowania na żywność, a co za tym idzie, wymóg zachowania żyzności często bezodłogowo uprawianej ziemi wpływa na zwiększenie ilości stosowanych nawozów. Podstawowymi problemami przy zaopatrywaniu gleby nawozami sztucznymi są zbyt mała efektywność tego zabiegu i jego niekorzystne oddziaływanie na środowisko naturalne. Szacuje się, że tylko do 30% masy rozsianych nawozów konwencjonalnych jest przyswajane przez rośliny, a pozostała część może zanieczyszczać wodę i powietrze poprzez wymywanie i spływy powierzchniowe, ulatnianie do atmosfery oraz wywiewanie w efekcie erozji wietrznej. Problem ten dotyczy głównie takich ich składników, jak azot i fosfor, których nadmierna ilość w środowisku wywołuje bardzo niekorzystne zjawisko eutrofizacji wód. Wiadomym jest, że zwiększenie efektywności nawożenia i uniknięcie strat składników pokarmowych jest możliwe poprzez ścisłe dostosowanie dawek nawozów do tempa ich pobierania i potrzeb pokarmowych określonych roślin. W obliczu trudności ciągłego ich dozowania na istniejących już uprawach gruntowych celowe jest stosowanie tzw. nawozów długo działających (NDD) stanowiących nowoczesną grupę produktów nawozowych.

EN

A review, with 104 refs., of long-acting organic, inorganic, matrix and coated fertilizers. The structure of coated fertilizers with slow and controlled release of nutrients was discussed, taking into account typical substances used for their encapsulation. Particular attention was paid to the polymer coating modifiers and powder mineral fillers, which include layered Al-Si materials (montmorillonite, halloysite, kaolinite). The methods of applying coating materials to fertilizer granules were also presented.

3

Wpływ zailenia na wartości parametrów sprężystych w osadach miocenu

Lis-Śledziona Anita, Mroczkowska-Szerszeń Maja

Nafta-Gaz

|

2020

|

R. 76, nr 1

18--21

PL

Parametry sprężyste minerałów ilastych są słabo rozpoznane głównie z powodu niewielkich rozmiarów ziaren tych minerałów i trudności w wyizolowaniu pojedynczych kryształów tak, aby pomierzyć ich własności akustyczne. Do tej pory własności sprężyste minerałów ilastych określano za pomocą obliczeń teoretycznych lub przez połączenie wyników badań eksperymentalnych i obliczeń teoretycznych. Celem artykułu było określenie wpływu zawartości minerałów ilastych na wartości prędkości fali P oraz fali S. Jak wiadomo, wartości parametrów sprężystych ściśle zależą od porowatości. Jednak niebagatelny wpływ na te wartości ma także zawartość minerałów ilastych. W badanym ośrodku do głównych minerałów ilastych zaliczamy: illit (25–30%), minerały mieszanopakietowe illit/smektyt (5–10%) oraz kaolinit (0,5–1,3%). Występują także krzemiany warstwowe w postaci chlorytu (2–9%). Pierwszym etapem pracy było przeprowadzenie badań laboratoryjnych na dziewięciu próbkach pochodzących z osadów miocenu z profilu odwiertu R-1. Pomiary zawartości poszczególnych minerałów wykonano metodą spektroskopii w podczerwieni FTIR (Fourier-transform infrared spectroscopy) za pomocą przystawki ATR (attenuated total reflectance). Ponadto przeprowadzono pomiary prędkości fali P i fali S. Z uwagi na wysoką kruchość badanych próbek pomiary prędkości wykonano w warunkach statycznych. Na podstawie otrzymanych prędkości policzono wartości modułów sprężystości. W oparciu o pomierzone parametry zbudowano model mineralogiczny oraz wyliczono porowatość. Pomierzone statyczne wartości prędkości fal P i S przeliczono do wartości dynamicznych. Korzystając ze wzoru Castagny, obliczono wartości prędkości fali S. Finalnym etapem pracy było określenie zależności pomiędzy zawartością minerałów ilastych a wartościami prędkości fali P, prędkością fali S oraz modułami sprężystości: modułem Younga i modułem sprężystości objętościowej. Przedstawiono także zależność prędkości fali P od wartości prędkości fali S dla różnych zakresów zawartości materii ilastej przy wykorzystaniu modelu Greenberga–Castagny dla utworów piaszczysto-ilastych.

EN

The elastic parameters of clay minerals are poorly recognized mainly due to the small size of clay minerals and the difficulty in isolating individual crystals to measure their acoustic properties. So far the effective elastic properties of clays have been derived either by theoretical computation, or by a combination of theoretical and experimental investigations on clay mixtures. The aim of the article was to determine the effect of clay mineral content on the values of P-wave velocity and S-wave velocity. In the research area, the main clay minerals are: illite (25–30%), interstratified clay minerals illite/smectite (5–10%) and kaolinite (0.5–1.3%). There are also silicates present in the formation in the form of chlorite (2–9%). The first stage of the work consisted in laboratory tests on nine samples from Miocene deposits from the R-1 well. The FTIR (Fourier Transformed Infrared Spectroscopy) was used to measure the content of individual minerals using ATR (Attenuated Total Reflectace) technique. In addition, P- and S-waves velocity measurements were performed. Due to the high brittleness of the tested samples, the velocity measurements were performed under static conditions. The values of the elastic modulus were calculated based on measured velocities. The mineralogical model was built and calibrated based on the measured clay content and porosity was calculated. As is well known, the values of elastic parameters are closely related to the porosity. However, the content of clay minerals also has a considerable impact on the values of elastic parameters. Static values of P-wave and S-wave velocity were converted to dynamic values. Using the Castagna formula, the values of S-wave velocity were calculated. The final stage of the work consisted in determining the relationship between the clay mineral content and P-wave velocity values, S-wave velocity and elastic moduli: the Young modulus, the bulk modulus. The relationship between P-wave velocity and S-wave velocity for different ranges of clay content was presented using the Greenberg–Castagna model for clastic silicate rocks.

4

Haloizyt–naturalny absorber promieniowania elektromagnetycznego

Adamczyk Mariusz J., Kułacz Karol, Małycha Katarzyna, Pocheć Michał, Orzechowski Kazimierz

Wiadomości Chemiczne

|

2019

|

[Z] 73, 3-4

287--306

EN

The question about the harmfulness of electromagnetic radiation is ever more often raised in scientific discussions it is also interesting for the public. Unfortunately, there are no easy answers and no settled opinion. Followers of the catastrophic vision of the future argue, that the electromagnetic smog never grew as fast as today, and our bodies are probably not prepared for such conditions. Opponents, being accused of favoring telecommunication companies, claim that there are (or were) enough sources of electromagnetic radiation in the natural environment for organisms to learn how to self-protect, either by adaptation or development of specific sensory mechanisms. Questions are raised not only about health aspects, but also about security of data transmission and possible military applications, such as protection against radar localization. We want to present our recent investigations about the uses of natural materials for suppressing electromagnetic waves. The materials in question are ordinary clays, which role in Nature is barely now being discovered. Clay minerals, the basic ingredient of clay, are unusual materials, formed by Nature into nanostructures. Just recently we have begun to understand their role, behavior and possible applications. Those minerals, especially kaolinite and halloysite, are widespread, but in pure form occur only in few places in the world. Polish deposits belong to the richest ones.

5

Właściwości pęczniejące skał ilastych na przykładzie otworu P-1

Goc A., Stec M., Wojtasiak P.

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2018

|

R. 21, Nr 7 (237)

4--8

EN

One of the challenges faced by the Drilling Fluids Service is the drilling through clay rocks. The word clay is often a synonym for: shale, marlstones, shalestones, siltstones or any rock sensitive to hydration. Getting to know the drilled clay rocks allows for proper selection of drilling mud parameters which will ensure safe and trouble-free drilling of the borehole. During the drilling of the P-1 well on the Carpathian Flysch samples of the carried cuttings from the drilled clay rocks were collected. These samples of cut tings were checked for their interaction with water and compared to the Miocene Shale, which sample was obtained from the outcropping bed. The vertical P-1 borehole was drilled to a depth of 2600 m, and rocks from the following epochs (stages) were drilled: Miocene, Oligocene, Eocene and Paleocene. The cuttings samples were examined with the Linear Swelling Meter, determining its behavior in water. With regard to the Miocene Shale, all samples of cuttings were characterized by a smaller increase in volume, while the shape of the curve of volume growth in time was identical. During the first three hours of exposure to water, a rapid increase in its volume occured, which then decreased to the minimum values. Along with the depth of burial of the sediment and the age of the drilled nocks, the growth of sample volume decreased. Based on the tests carried out, particular attention was paid to the filtration of the drilling mud, so that it is at the lowest possible level. The second important element that has been highlighted is the filter cake, which significantly limits migration of the filtrate to the rock and stabilizes the walls of the hole as long as it is thin and flexible. The experience gained while drilling the P-1 well, as well as a detailed analysis of the impact of water on the rock samples, allowed to develop a composition of drilling mud for drilling through the rocks on the Carpathian Flysch.

PL

Jednym z wyzwań przed jakim stoi Serwis Płuczkowy jest przewiercanie skał ilastych. Słowo ił jest często synonimem dla: łupków, margli, iłowców, mułowców, czy iłów wrażliwych na hydratację. Poznanie przewiercanych skał ilastych pozwala na odpowiednie dobranie parametrów płuczki wiertniczej, które zapewnią bezpieczne i bezawaryjne odwiercenie otworu. W trakcie wiercenia otworu P-1 na Fliszu Karpackim zebrano próbki urobku z przewiercanych skał ilastych. Próbki urobku sprawdzono pod kątem oddziaływania ich z wodą i porównano do łupka mioceńskiego, którego próbkę pozyskano z wychodni. Pionowy otwór P-1 został odwiercony do głębokości 2600 m i przewiercono skały następujących epok (oddziały): Miocen, Oligocen, Eocen oraz Paleocen. Próbki urobku badano przy pomocy Linear Swelling Meter, określając jego zachowanie w wodzie. W odniesieniu do łupka mioceńskiego, wszystkie próbki urobku charakteryzowały się mniejszym przyrostem objętości, natomiast kształt krzywej przyrostu objętości w czasie był identyczny. Przez pierwsze trzy godziny oddziaływania wody na próbkę następował gwałtowny przyrost jej objętości, który następnie zmniejszał się do minimalnych wartości. Wraz z głębokością pogrzebania osadu i wiekiem przewiercanych skał, przyrost objętości próbek malał. Na podstawie przeprowadzonych testów zwrócono szczególną uwagę na filtrację płuczki wiertniczej tak, aby była ona na najniższym możliwym poziomie. Drugim ważnym elementem, na który zwrócono uwagę to osad filtracyjny, który ogranicza znacząco migrację filtratu do skały oraz stabilizuje ściany otworu, o ile jest cienki i elastyczny. Zdobyte doświadczenie przy wierceniu otworu P-1 a także szczegółowa analiza oddziaływania wody na próbki skały pozwoliły na opracowanie receptury płuczki wiertniczej do przewiercanych skał na Fliszu Karpackim.

6

Sorpcja związków organometalicznych cyny w zawiesinach wodnych minerałów ilastych

Strzępek M.

Analit

|

2018

|

Nr 6

36--44

PL

Celem pracy było zbadanie procesu sorpcji dichlorku dibutylocyny w zawiesinach wodnych wybranych minerałów ilastych. Minerały ilaste pełniły rolę sorbentów w trakcie badań. Minerały, które zostały wybrane do badania to: kaolin, montmorillonit oraz ziemia okrzemkowa. W części doświadczalnej wykonano optymalizację następujących parametrów: amplituda impulsu, czas próbkowania, czas oczekiwania oraz wysokość schodka. Proces sorpcji był badany w zależności od różnych parametrów. Wybrane z nich to: różne naważki sorbentów, różne ilości dodawanego roztworu chlorku dibutylocyny o stężeniu 1%, różne ośrodki dyspersyjne. Metodą analityczną za pomocą której dokonano pomiarów była różnicowa woltamperometria impulsowa.

EN

The aim of the work was to investigate the sorption process of dibutyltin chloride in aqueous suspensions of the selected clay minerals. The clay minerals acted as sorbents during the research. The minerals selected for the study are: kaolin, montmorillonite and diatomaceous earth. In the experimental part optimization of the following parameters was performed: pulse amplitude, sampling time, waiting time and step hight. The sorption process was tested depending on various parameters. These were: various sorbents, different amounts of 1% dibutyltin chloride solution added, different dispersion media. The analytical method by means of which measurements were made was differential pulse voltammetry.

7

Zastosowanie metod analizy termicznej w badaniach skał silikoklastycznych o zróżnicowanym zaileniu

Przelaskowska A., Klaja J., Kulinowski P., Gaweł A.

Nafta-Gaz

|

2017

|

R. 73, nr 7

479--487

PL

W pracy przedstawiono możliwość zastosowania metod analizy termicznej w charakterystyce skał silikoklastycznych o zróżnicowanym zaileniu. Badania wykonano dla dwóch grup próbek: słabo zdiagenezowanych skał mioceńskich i fliszowych oraz mocno przeobrażonych mułowców dolnopaleozoicznych. Dla wszystkich próbek przeprowadzono pomiary symultanicznej analizy termicznej STA, sprzężone ze spektrometrią masową QMS. Analiza wykonanych badań pozwoliła na określenie zakresów temperatur i ubytków masy charakterystycznych dla takich procesów jak: dehydratacja i dehydroksylacja minerałów ilastych, spalanie substancji organicznej i rozkład węglanów.

EN

The possibility of applying thermal methods to the characterization of siliciclastic rocks of different clay content was studied in the presented work. Two series of samples were investigated: highly diagenetic lower Paleozoic mudstones and less altered Miocene and Flysch rocks. Simultaneous thermal analysis STA coupled with mass spectrometry QMS was conducted for all samples. The reaction temperatures and mass changes of such processes as: dehydration and dehydroxylation of clay minerals, thermooxidative decomposition of organic substance and carbonates were determined.

8

Właściwości lepkosprężyste iłowo-cementowych spoiw uszczelniających

Litwinek E., Izak P., Wójcik Ł.

Materiały Ceramiczne

|

2017

|

T. 69, nr 4

347--350

PL

Spoiwa iłowo-cementowe znajdują zastosowanie zwłaszcza przy budowie i renowacji zabezpieczeń przeciwpowodziowych. Jednym z głównych kryteriów przydatności spoiw są ich parametry reologiczne w stanie płynnym, determinujące ich właściwości użytkowe, tj. możliwości wtłoczenia do gruntu i odpowiedniego usieciowania. W prezentowanej pracy przedstawiono wyniki badań reologicznych spoiw iłowo-cementowych, sporządzonych na bazie iłu polimineralnego Bełchatów oraz kaolinu KOC a także dodatku modyfikującego w postaci szkła wodnego. Przeanalizowano krzywe płynięcia, wartości modułów zachowawczego G' i stratności G'' oraz czas, po którym ich stosunek jest mniejszy od jeden. Określono wpływ zmian składu na właściwości reologiczne spoiw w stanie płynnym w aspekcie ich właściwości użytkowych.

EN

Clay-cement mixed binders are used in many areas especially in the construction and renovation of flood protection. The rheological parameters in the liquid state belong to the main criteria for their usefulness, which determine their application properties, i.e. the possibility of submerging to the ground and proper crosslinking. In this paper, the results of rheological studies are shown concerning clay-cement binders based on Bełchatów clay and KOC kaolin, and water glass as a modifying additive. The flow curves, values of conservative modulus G', loss modulus G" and time of the ‘crossover’ phenomenon were compared. The effects of composition changes on the rheological properties of the binders in the liquid state in terms of their performance were determined.

9

Geological interpretation of spectral gamma ray (SGR) logging in selected boreholes

Klaja J., Dudek L.

Nafta-Gaz

|

2016

|

R. 72, nr 1

3--14

EN

This paper presents the interpretation of the spectral gamma ray (SGR) log focused on geological analysis regarding determination of the clay content in studied deposits, evaluation of the types of clay minerals, identification of fissure zones, determination of the organic matter content, determination of radiogenic heat value secreted during the decay of radioactive elements, and the characteristics of sedimentary conditions. The method was tested on data collected from five boreholes.

PL

Bezpośredni pomiar koncentracji potasu, uranu i toru jest cenną informacją geochemiczną, mineralogiczną i w niektórych przypadkach złożową. W niniejszym artykule przedstawiono interpretację spektrometrycznego profilowania gamma (sPG) pod kątem określania wielkości zailenia badanych utworów oraz oceny rodzaju minerałów ilastych. Przedstawiono także wyniki w zakresie identyfikacji stref szczelinowych, wyznaczania zawartości substancji organicznej, wielkości ciepła radiogenicznego wydzielonego podczas rozpadu pierwiastków promieniotwórczych oraz charakterystyki środowiska sedymentacji. Metodę przetestowano na materiałach pochodzących z pięciu otworów wiertniczych.

10

Dependence between the content of copper and the content of major elements in sediments of Polish lakes

Bojakowska I., Bureć-Drewniak W., Wiłkomirski B.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2016

|

Vol. 23, nr 1

21--31

EN

In 416 sediment samples taken from the deepest waters of 260 lakes located within the following Lake Districts: Greater Poland, Pomeranian and Masurian, the content of Cu, Ca, Mg, Fe, Mn, K, Na, P and S was determined by the ICP-OES method and the content of the Total Organic Carbon (TOC) was determined by the coulometric titration method. The analyses revealed that in the majority of tested samples, the Cu content did not exceed 50 mg/kg and that the geometric mean of the copper content is 13 mg/kg, and thus it is much higher than the geochemical background for aquatic sediments in Poland. The high dependence determined between the Cu content in sediments and the concentration of Al, K, Mg, S and TOC and a weaker correlation between the Cu concentration and the content of P and Fe indicate that copper in sediments is primarily related to the organic matter and clay minerals and, to a lesser extent, to phosphates and iron compounds. The variation in the copper content in sediments of different Lake Districts and also the variation in the present correlations were observed.

PL

W 416 próbkach osadów pobranych z głęboczków 260 jezior Pojezierzy: Wielkopolskiego, Pomorskiego i Mazurskiego oznaczano zawartość Cu, Ca, Mg, Fe, Mn, K, Na, P i S metodą ICP-OES oraz zawartość węgla organicznego (TOC) metodą kulometrycznego miareczkowania. Analizy wykazały, że w większości zbadanych próbek zawartość Cu nie przekraczała 50 mg/kg, a średnia geometryczna zawartość miedzi wynosi 13 m/kg i jest znacznie wyższa od tła geochemicznego dla osadów wodnych Polski. Stwierdzona wysoka zależność między zawartością Cu w osadach a stężeniem Al, K, Mg, S i węgla organicznego oraz słabsza korelacja między stężeniem Cu a zawartością P i Fe wskazuje, że miedź w osadach związana jest przede wszystkim z materią organiczną oraz minerałami ilastymi, a w mniejszym stopniu z fosforanami i związkami żelaza. Zaobserwowano zróżnicowanie w zawartości miedzi w osadach różnych pojezierzy, a także zróżnicowanie w występujących korelacjach.

11

Mineralogia drobnoziarnistych utworów z krateru meteorytu Morasko

Duczmal-Czernikiewicz A., Muszyński A

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2015

|

nr 464

17--23

PL

Przedstawiono wstępne wyniki badań mineralogicznych utworów w rejonie rezerwatu przyrody Meteoryt Morasko znajdującego się w północnej części Poznania. Ponad 5000 lat temu spadł tu meteoryt, a ślad tego zdarzenia zaznacza się w morfologii w postaci kilku zagłębień oraz otaczających je wałów. Rejon rezerwatu jest zbudowany z glin polodowcowych i podścielających je iłów formacji poznańskiej. Prace wykonano w celu rozpoznania składu mineralnego utworów, ustalenia potencjalnych mineralogicznych skutków uderzenia meteorytu oraz określenia, jak wpłynęło ono na miękkie, młode osady. Metodami mikroskopowymi i rentgenowskimi oznaczono podstawowe składniki glin i iłów, zbadano frakcje ziarnowe glin oraz wyróżniono ich składniki pierwotne i wtórne. Do składników pierwotnych należą: kwarc, skalenie, pirokseny, minerały ilaste (illit, kaolinit), a także otoczaki skał magmowych. Procesy wietrzenia doprowadziły do powstania składników wtórnych: współczesnych gleb (humus, fragmenty korzeni) oraz glinokrzemianów z grupy wermikulitu. Materiał wtórny stanowią także klasty ilastych skał starszego podłoża, zawierających składniki typowe dla formacji poznańskiej (illit, kaolinit, smektyt i minerał mieszanopakietowy smektyt/ illit, bardzo drobnoziarnisty kwarc oraz prawdopodobnie skalenie). Na podstawie wyników dotychczasowych obserwacji i badań stwierdzono, że obecność klastów ilastych w glinach może być związana z upadkiem meteorytu.

EN

The present paper shows preliminary results of mineralogical studies of sediments in the Morasko Meteorite Nature Reserve located in the northern part of Poznań. The meteorite fell there over 5000 years ago, that left signs in the present morphology of the region in form of several craters and elevations that surround them. These forms are underlain by glacial tills and clay – silt sediments, known as the Poznań Formation. The aim of the research was to identify of the mineralogical composition of sediments, determine potential mineralogical effects of the meteorite fall, verify the impact of the meteorite fall on soft young sediments. The studies were conducted with the use of microscopic and X-ray diffraction equipment. Primary and secondary components were identified in grain fractions. Quartz, feldspar, pyroxene, clay minerals (illite, kaolinite), and pebbles of igneous rocks are the primary components of the sediment. Weathering processes resulted in the development of modern soil profiles (humus, root fragments) and aluminum silicates of vermiculite-type minerals. The secondary components are clay clasts of older rocks in younger ones, which contain components typical of the Poznań Formation (illite, kaolinite, smectite or mixed-layered smectite/ illite, very fine-grained quartz and likely feldspars). The presence of clay intercalations in tills can be associated with the meteorite fall.

12

Clay minerals – mineralogy and phenomenon of clay swelling in oil & sas industry

Karpiński B., Szkodo M.

Advances in Materials Science

|

2015

|

Vol. 15, nr 1(43)

37--55

EN

Among the minerals found in the earth's crust, clay minerals are of the widest interest. Due to the specific properties such as plasticity, absorbing and catalytic properties clay minerals are used in many industries (oil & gas, chemistry, pharmacy, refractory technology, ceramics etc.). In drilling, a phenomenon of swelling clays is frequently observed. It has an important impact on the cementing quality. During the last few decades clays have been the subject of research on a scale unprecedented in the history of mineralogy. This paper presents review literature on mineralogy of clay minerals and phenomenon of swelling in oil and gas industry. Unique ion exchange properties and clay swelling mechanisms are also considered.

13

Pomiary pojemności wymiany kationowej (CEC) w badaniach skał osadowych

Przelaskowska A., Klaja J.

Nafta-Gaz

|

2014

|

R. 70, nr 7

432--438

PL

Pojemność wymiany kationowej jest ściśle związana z ilością i rodzajem minerałów ilastych, charakteryzujących się, ze względu na wielkość powierzchni właściwej, dużymi zdolnościami jonowymiennymi. W pracy przeprowadzono badania metodyczne umożliwiające wdrożenie procedury pomiaru wartości CEC metodą heksaaminy kobaltowej w Zakładzie Geofizyki Wiertniczej INiG - PIB w Krakowie. Przedstawiono również możliwość wykorzystania parametru CEC do charakterystyki materiału ilastego, ze szczególnym uwzględnieniem skał gazonośnych formacji łupkowych. Zaprezentowane zależności dobrze ilustrują fakt, że parametr CEC odzwierciedla własności pęczniejące iłów (% S w minerale mieszanopakietowym illit-smektyt). W skałach o podobnych właściwościach materiału ilastego z parametrem CEC koreluje również sumaryczna zawartość minerałów ilastych.

EN

Cation exchange capacity (CEC) is a property of rocks closely related to the quantity and type of clay minerals. It is measured by a number of methods, one of them is the cobalt-hexamine technique. The presented work shows the results of experimental measurements enabling application of the cobalt-hexamine technique in the Well Logging Department, the Oil and Gas Institute - National Research Institute in Cracow. Also the possibility of characterization of the clay material in sedimentary rocks, especially shale gas formations by means of CEC values has been investigated. The obtained relationships are illustrative of the fact that cation exchange capacity reflects the swelling properties of clay minerals (% S in the interstratified illit-smectite). In rocks containing clay minerals of similar swelling properties CEC correlates also with the total amount of clay minerals.

14

Podróż do wnętrza bentonitu : poznaj materiał, który stosujesz. Cz. 1, Skład, zastosowania i nazewnictwo

Motyka P.

Inżynieria Bezwykopowa

|

2014

|

nr 2

96-97

15

Właściwości fizykochemiczne i mechaniczne wybranych gruntów spoistych Lubelszczyzny do zastosowań hydroizolacyjnych

Gazda L., Franus M.

Budownictwo i Architektura

|

2014

|

Vol. 13, nr 2

17--24

PL

W artykule przedstawiono wstępną charakterystykę wybranych gruntów spoistych Lubelszczyzny możliwych do wykonywania przesłon hydroizolacyjnych stosowanych w geotechnice i budownictwie. Badania i analizę wykonano w nawiązaniu do kryteriów stosowalności materiałów na mineralne przesłony hydroizolacyjne wypracowane w ostatnich latach w Instytucie Techniki Budowlanej. Na podstawie cech petrograficznych, mineralnych, filtracyjnych, strukturalnych i mechanicznych wykazano przydatność iłów Bychawa i Łążek Ordynacki oraz gliny pylastej Markowicze oraz nie spełnianie wszystkich kryteriów przez glinę glaukonitową Gawłówka. Wykazano, że większość parametrów określających ich kryteria przydatności wynika z ich petrografii i mineralogii. Nie wytypowano gruntu spełniającego wszystkie kryteria przydatności do tych celów, ale wykazano uzupełnianie się parametrów w poszczególnych rodzajach gruntów, co stwarza możliwość uzyskiwania materiałów kompozytowych.

EN

In this paper preliminary characteristics of selected cohesive soils of Lublin region that can be used in waterproofing applications in geotechnics and constructions is presented. The investigations and analysis were made according to the applicability criteria of materials used as mineral waterproofing barriers which have been elaborated in the last years in Institute of Building Techniques. On the basis of petrographical, mineral, filtering, structural and mechanical properties, the usability of slits from Bychawa and Łążek Ordynacki and powdery clay from Markowicze was confirmed, whereas glauconitic clay from Gawłówka did not meet all the criteria. The study has shown that a great number of parameters that determine the usability criteria, are resulting from petrography and mineralogy of the soils. A perfect suitable soil for that purpose has not been found, but a complementation of parameters in particular types of soils has been detected. This result gives a possibility to obtain composite materials (multilayered and homogenized).

16

Hydration layers on clay mineral surfaces in aqueous solutions: a review

Min F., Peng C., Song S.

Archives of Mining Sciences

|

2014

|

Vol. 59, no. 2

489--500

EN

Hydration layer on clay mineral surfaces is originated from the adsorption of polar water molecules and hydrated cations on the surfaces through unsaturated ionic bonds, hydrogen bonds and van der Waals bonds. It has attracted great attentions because of their important influences on the dispersive stability of the particles in aqueous solutions. This review highlighted the molecular structure of clay minerals, the origin of hydration layers on clay mineral surfaces, the hydration layer structural model, hydration force and the main parameters of affecting the hydration layers on clay minerals (crystal structure, cationic type and strength, and solution pH). Also, the research methods for hydration layers were briefly described, especially the determination of hydration layer thickness by the Einstein viscosity method and AFM method. In addition, the applications of the stability of fine clay mineral particles in aqueous suspensions were summarized.

PL

Warstwa uwodniona na powierzchni minerałów ilastych (gliniastych) powstaje w wyniku adsorpcji polarnych cząsteczek wody i uwodnionych kationów powierzchniowych wiązanych za pomocą nienasyconych wiązań jonowych, wiązań wodorowych i wiązań van der Waalsa. Zagadnienie to wzbudza wiele uwagi ze względu na to, że w dużej mierze warunkuje stabilność dyspersyjną cząstek w roztworach wodnych. W pracy omówiono strukturę molekularną minerałów ilastych, powstawanie warstw uwodnionych na powierzchni minerałów ilastych i siły hydratacji; przedstawiono także model strukturalny warstwy uwodnionej oraz główne parametry warunkujące powstawanie warstwy uwodnionej na powierzchni materiałów ilastych (struktura krystaliczna, rodzaj występujących kationów, stężenie roztworu i jego pH). Ponadto, pokrótce przedstawiono metody badań, ze szczególnym uwzględnieniem badania grubości warstw uwodnionych przy zastosowaniu modelu lepkości Einsteina oraz metody AFM. Ponadto, zestawiono zagadnienia związane ze stabilnością cząstek drobnoziarnistych minerałowa ilastych i ich potencjalne zastosowania.

17

Skład mineralogiczny gruntów pogórniczych i gleb rozwijających się z tego materiału macierzystego

Otremba K., Gilewska M.

Zeszyty Naukowe. Inżynieria Środowiska / Uniwersytet Zielonogórski

|

2013

|

nr 150 (30)

34--42

PL

Przedmiotem pracy był skład minerałów ilastych w gruntach pogórniczych KWB Konin i gleb rozwijających się z tego materiału macierzystego pod wpływem rekultywacji rolniczej. Przeprowadzone badania wykazały, że głównymi minerałami ilastymi w analizowanym materiale są smektyt i illit. Obok nich występują również minerały mieszanopakietowe illit- smektyt oraz kaolinit, chloryt, kalcyt, kwarc i skalenie. Ten skład jest zbliżony do składu minerałów ilastych w glinie zwałowej zlodowacenia Warty. Jest to skała, która stanowi główny składnik gruntów pogórniczych. W glebie rozwijającej się z gruntów pogórniczych większa jest ilość materii organicznej, która ponadto jest bardziej związana z minerałami ilastymi.

EN

The object of studies was the composition of clay minerals in post-mining groundsof the Konin Brown Coal Mine as well as of soils developing from this parent material under the influence of farming reclamation. The per-formed investigations revealed that the main clay minerals in the analysed materials included: smectite and illite with some other mixed-package minerals such as: illite-smectite, kaolinite, chlorite, calcite, quartz and feldspar. This composition is similar to clay minerals found in boulder clay of the Warta River glaciation. It is a formation which constitutes the main constituent of post-mining grounds. The soil developing from post-mining grounds contains greater quantities of organic matter which, in addition, is more associated with clay minerals.

18

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.

19

Granica diageneza/anchimetamorfizm w skałach najwyższego proterozoiku i kambru ze wschodniej części bloku małopolskiego wyznaczona na podstawie badań minerałów ilastych

Kowalska S.

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2012

|

nr 187

1-153

PL

Przez wiele lat wysoki stopień przeobrażeń termicznych skał proterozoicznych i kambryjskich bloku małopolskiego, występujących w jego wschodniej części, był korelowany ze zróżnicowaniem ich wieku [168, 150, 219]. Skały wykazujące oznaki metamorfizmu bardzo niskiego stopnia (przede wszystkim silne zaangażowanie tektoniczne, skliważowanie) określano mianem łupków sfyllityzowanych i uważano za ediakarskie. Przeprowadzone badania materiału ilastego pozwoliły wykazać, że zmiana przeobrażeń od późnej diagenezy (od ponad 20% S w I/S) do anchimetamorfizmu (do < 10% S w I/S i KI < 0,30 Delta stopni 20) w obrębie kompleksu ediakarsko-kambryjskiego następuje stopniowo. Zakresy maksymalnych paleotemperatur jakim podlegały te skały zawierają się w szerokim przedziale, odpowiednio, od 150 stopni Celsjusza do niemal 300 stopni Celsjusza. Maksimum anchimetamorfizmu zlokalizowano w południowo-wschodniej części antyklinorium dolnego Sanu. Przeprowadzone badania materiału illitowego pozwoliły wyznaczyć przebieg strefy granicznej późna diageneza/ anchimetamorfizm. Pomimo generalnie ciągłego charakteru zaobserwowanych zmian diagenetycznych i anchimetamorficznych, analiza lateralna powyższych parametrów pozwoliła stwierdzić obecność stref natury tektonicznej, gdzie zmiany te następują skokowo. Wydzielono dwie główne strefy tego typu o znaczeniu regionalnym: strefę uskokową Trzciana-Mielec oraz strefę uskokową zrębu Ryszkowej Woli, która być może stanowi południową część linii TT lub przedłużenie rozłamu świętokrzyskiego. Generalnie najniższy stopień diagenezy stwierdzono w zachodniej części bloku małopolskiego i wielu próbkach z bloku górnośląskiego. Uzyskany dla bloku górnośląskiego duży rozrzut wartości parametrów diagnostycznych: %S w I/S i KI, w pojedynczych otworach, łączyć można z obecnością zjawisk metamorfizmu kontaktowego. Stopień zaawansowania diagenezy i metamorfizmu określano dwiema różnymi metodami rentgenowskimi, czyli w oparciu zawartości pakietów pęczniejących w illicie/smektycie (%S w I/S), wskaźnik krystaliczności illitu (indeks Küblera). Obecność strefy anchimetamorficznej została potwierdzona dodatkowo badaniami uzupełniającymi: analizą politypów illitu, składu chemicznego i politypowego chlorytów, jak również obserwacjami mikroskopowymi.

EN

For many years, the high degree of thermal transformations of Proterozoic and Cambrian rocks occurring in the eastern part of the Małopolska massif was correlated with differences in their age [168, 150, 219]. The rocks demonstrating signs of the very low-grade metamorphism (most of all traces of strong tectonic activity, cleavage) were described as phyllitised shales and considered to be of the Ediacaran origin. Examination of the clay material proved that the changes from late diagenesis (from over 20% S in I/S) to anchimetamorphism (to < 10% S in I/S and KI < 0,30 Delta degree 20) within the Ediacaran-Cambrian complex proceeded gradually. That rocks was affected by the maximum paleotemperatures from the range of 150 degrees of Celsius to nearly 300 degrees of Celsius, respectively. The maximum anchimetamorphism was discovered in the south-eastern part of the lower San anticline. Examination of the illitic material allowed to determine the boundary between late diagenesis and anchimetamorphism. Despite generally continuous character of observed diagenetic and anchimetamorphic changes, the lateral analysis of described parameters allowed to discover areas of tectonic nature where these changes occurred abruptly. Two main such a places of the regional importance were assigned: the Trzciana-Mielec fault zone and the Ryszkowa Wola Horst, which might be the southern part of the TT line or extension of the Holy Cross Mountains dislocation. Generally, the lowest degree of diagenesis was found in the western part of the Małopolska massif and several samples from the Upper Silesian massif. Significant distribution of values of diagnostic parameters: % S in I/S and KI, obtained for the Upper Silesian massif in single boreholes can be associated with the presence of phenomena of contact metamorphism. The advance of diagenesis and metamorphism was determined using two different X-ray methods, i.e. on the basis of the content of swelling layers in illite-smectite (% S in I/S) and the illite crystallinity index (the Kübler index). The presence of the anchimetamorphic zone was additionally confirmed by complementary tests: analysis of illite polytypes, chemical composition and polytypes of chlorites, as well as microscopic observations.

20

Clay minerals of Miocene evaporites of the Carpathian region, Ukraine

Bilonizhka P., Iaremchuk I., Hryniv S., Vovnyuk S.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2012

|

nr 449

137--146

EN

Based on previously published XRD and DTA-TG data, the clay mineral assemblages composition of water-insoluble residue of Miocene evaporites of the Ukrainian Carpathian region is presented. Data on the composition of pelitic fraction minerals were obtained from studies of Egerian–Eggenburgian and Badenian evaporites of the Carpathian Foredeep, namely gypsum, rock salt and potash salts of the Stebnyk and Kalush-Holyn’ deposits, and rock salt from the Transcarpathian Trough. In the gypsum facies, the clay minerals are mainly allogenic and are represented by dioctahedral smectite, illite and chlorite, while authigenic minerals such as trioctahedral smectite and illite are present in minor amounts. Clay minerals of rock salt facies are represented by illite, chlorite and mixed-layer illite-smectite in Egerian–Eggenburgian rock salt. In Badenian rock salt, smectite, corrensite and mixed-layer chlorite-smectite are also present. In potash facies deposits, only illite and chlorite occur. The degree of transformation of clay minerals depends upon basin brine concentration. As the brine concentration increases, the mineral assemblage changes towards vanishing of swelling clay minerals. Volcanic activity had also a great impact on clay minerals composition – pyroclastic material alteration resulted in the occurrence of smectite, corrensite and mixed-layer chlorite-smectite in the Badenian rock salt.

PL

Skład asocjacji minerałów ilastych ewaporatów mioceńskich karpackiego regionu Ukrainy podsumowano na podstawie opublikowanych wyników badań dyfraktometrycznych i termicznych ewaporatów egeru–eggenburgu i badenu zapadliska przedkarpackiego, a mianowicie gipsu, soli kamiennej i soli potasowej z Stebnyka i Kałuszu, a także badeńskiej soli kamiennej z Sołotwyna i Mukaczewa (Zakarpacie). W ewaporatach facji gipsowej dominują alogeniczne minerały ilaste (smektyt dyoktaedrychny, chloryt i illit), a autigeniczne minerały (smektyt tryoktaedrychny, illit oraz minerały mieszanopakietowe) są obecne w małych ilościach. Minerały ilaste facji soli kamiennej egeru–eggenburgu zawierają illit, chloryt i mieszanopakietowy illit-smektyt, a w soli kamiennej badenu, oprócz tych minerałów, obecne są jeszcze smektyt, korensyt oraz minerał mieszanopakietowy chloryt-smektyt. W solach potasowych z minerałów ilastych występują tylko illit i chloryt. Stopień transformacji minerałów ilastych w ewaporatach regionu karpackiego zależy od stężenia solanek basenu ewaporatowego w czasie ich depozycji. Wraz ze wzrostem koncentracji solanek asocjacje minerałów ilastych zmieniają się w kierunku zmniejszenia ilości smektytu i mieszanopakietowych faz i uporządkowania ich struktury. Istotny wpływ na skład minerałów ilastych ma aktywność wulkaniczna – materiał piroklastyczny zamienia się w smektyt, korensyt i mieszanopakietowy chloryt-smektyt, które występują w badeńskiej soli kamiennej.