Mineral phases in carbonate rocks of the Gogolin Beds from the area of Opole Silesia
K. Stanienda 1  
 
More details
Hide details
1
Instytut Geologii Stosowanej, Wydział Górnictwa i Geologii, Politechnika Śląska, Gliwice
 
Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 2014;30(3):17–42
 
KEYWORDS
ABSTRACT
The results of the study presented in this article made it possible to determine the types of mineral phases from which the carbonate rocks of the Gogolin Beds of Opole Silesia were built. The limestone samples were collected in the Ligota Dolna Quarry and the Gogolin Quarry. Eight samples were taken from the Gogolin Deposit – five from the Lower Gogolin Beds and three from the Upper Gogolin Beds. Eight samples were taken from the Ligota Dolna Deposit. These came from Upper Gogolin Beds. The results of the study show that the limestone of the Gogoglin Beds from the area of Opole Silesia exhibit diversified types of carbonate phases as well as non carbonate phases. In the limestone of both formations, the Lower Gogolin Beds and Upper Gogolin Beds, four types of carbonate phases were identified which present differing content of magnesium – “pure” calcite (low-magnesium calcite), Mg-calcite (magnesium calcite, also known as magnesio-calcite), dolomite, and huntite. Moreover, in the examined limestone, ankerite phase (carbonate calcium-iron phase) and siderite phase (carbonate iron phase) occurred. Carbonate phases rich in iron were also determined based on X-ray diffraction. Non-carbonate mineral phases identified in the examined rocks were mainly quartz, feldspars, clay minerals, and muscovite. These minerals were determined in the limestone of both formations: the Lower Gogolin Beds and the Upper Gogolin Beds. Potassic feldspars occurred in the limestone of the Gogolin Beds. The results of the study show that the limestone of the Lower Gogolin Beds from the area of Opole Silesia is characterized by a more diverse presence of carbonate mineral phases with differing content of magnesium than the limestone of the Upper Gogolin Beds. However, in the Lower Gogolin Beds, carbonate phases rich in iron were not determined. The limestone of the Upper Gogolin Beds presents a higher content of non-carbonate phases in comparison with the limestone of the Lower Gogolin Beds. This can be connected with the conditions of the carbonates’ sedimentation. The limestone of the Lower Gogolin Beds constitutes littoral sediments poor in non-carbonate mineral phases but rich in fossils. The limestone of the Upper Gogolin Beds represents lagoonal sediments which are characterized by a low amount of organisms but a higher content of silicates and aluminosilicates.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Fazy mineralne w skałach węglanowych warstw gogolińskich obszaru Śląska Opolskiego
Śląsk Opolski, wapienie warstw gogolińskich, analiza mikroskopowa, spektroskopia fourierowska, analiza rentgenowska, badania w mikroobszarach
W niniejszym artykule zaprezentowano wyniki badań, które pozwoliły na określenie rodzaju faz mineralnych w skałach węglanowych warstw gogolińskich, głównie w wapieniach obszaru Śląska Opolskiego. Próbki do badań pobrano z kamieniołomów w Ligocie Dolnej oraz w Gogolinie. W kamieniołomie Gogolin pobrano 8 próbek – 5 z warstw gogolińskich dolnych, oraz 3 – z warstw gogolińskich górnych. W kamieniołomie Ligota Dolna pobrano do badań również 8 próbek, wszystkie z wapieni gogolińskich górnych. Wyniki badań wykazały, że wapienie warstw gogolińskich obszaru Śląska Opolskiego charakteryzują się zróżnicowaniem zarówno faz węglanowych, jak i faz niewęglanowych. W wapieniach obu formacji zidentyfikowano cztery fazy węglanowe, o różnym udziale magnezu: „czysty” kalcyt (niskomagnezowy), Mg-kalcyt (kalcyt magnezowy zwany również magnezjo-kalcytem), przypuszczalnie dolomit oraz fazę, którą uznano za huntyt. Występujące w badanych wapieniach fazy niewęglanowe to głównie kwarc, skalenie, minerały ilaste oraz muskowit. Minerały te zidentyfikowano zarówno w wapieniach gogolińskich dolnych jak i w gogolińskich górnych. Wyniki badań wykazały, że wapienie gogolińskie dolne obszaru Śląska Opolskiego wykazują większe zróżnicowanie faz węglanowych wzbogaconych w magnez niż wapienie gogolińskie górne, natomiast w skałach tej formacji nie zidentyfikowano faz węglanowych wzbogaconych w żelazo. Wapienie gogolińskie górne charakteryzują się natomiast wyższym udziałem faz niewęglanowych niż wapienie gogolińskie dolne. Może to wynikać z warunków sedymentacji skał węglanowych. Wapienie gogolińskie dolne reprezentują osady strefy litoralnej, które są uboższe w fazy niewęglanowe, natomiast zawierają bogatą faunę, natomiast wapienie gogolińskie górne to utwory lagunowe, które charakteryzują się niższą zawartością fauny, a wyższą – krzemianów i glinokrzemianów.
 
REFERENCES (33)
1.
Ahn i in. 1996 – Ahn, D.J., Berman, A. i Charych, D. 1996. Probing the dynamics of template-directed calcite crystallization with in situ FTIR. J. Phys. Chem. 100, p. 12455–12461.
 
2.
Assmann, P. 1944. Die Stratigraphie der oberschlesischen Trias. Teil 2. Der Muschelkalk. Abhandlungen des Reichsamtes für Bodenforschung, Neue Folge 208, 1944, p. 1–124.
 
3.
Bodzioch, A. 1990. International workshop field seminar the Muschelkalk- sedimentary environment, facies and diagenesis. Kraków–Opole.
 
4.
Bodzioch, A. 1998. Materiały XXXII Sympozjum Speleologicznego. Kamień Śląski, 23–25.10.1998 r.
 
5.
Bolewski, A. i Żabiński, W. 1988. Metody badań minerałów i skał. Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa.
 
6.
Boggs, S. Jr. 2010. Petrology of sedimentary rocks. Second Edition, Cambridge University Press, London.
 
7.
Böttcher i in. 1997 – Böttcher, M.E., Gehlken, P.L. i Steele F.D. 1997. Characterization of inorganic and biogenic magnesian calcites by Fourier Transform infrared spectroscopy. Solid State Ionics 101–103, p. 1379–1385.
 
8.
Böttcher, M.E. i Dietzel, M., 2010. Metal-ion partitioning during low-temperature precipitation and dissolution of anhydrous carbonates and sulphates. “EMU Notes in Mineralogy”, Vol. 10, Chapter 4, p. 139–187.
 
9.
Deelman J.C. 2011. Low-temperature formation of dolomite and magnesite. http://www.jcdeelman.demon.nl/....
 
10.
Dollase,W.A. i Reeder, R.J. 1986. Crystal structure refinement of huntite, CaMg3(CO3)4, with X-ray powder data. American Mineralogist 71, p. 163–166.
 
11.
Fairbridge, R.W. 1950. Recent and Pleistocene coral reefs of Australia. J. Geol. Vol. 58, p. 330–401.
 
12.
Faust, G.T., 1953. Huntite, Mg3Ca(CO3)4, a new mineral. American Mineralogist Vol. 38, p. 4–23.
 
13.
Kostecka, A. 1978. Utwory węglanowe dolnego wapienia muszlowego południowo-zachodniego obrzeżenia Gór Świętokrzyskich Cz. II. Diageneza. Rocznik Polskiego Towarzystwa Geologicznego vol. XLVIII – 3–4, s. 297–325.
 
14.
Kowal-Linka, M. 2008. Formalizacja litostratygrafii formacji gogolińskiej (trias środkowy) na Śląsku Opolskim. Geologos Vol. 14(2), s. 125–161.
 
15.
Kowal-Linka, M. 2009. Nowe jednostki litostratygraficzne w randze warstw w obrębie formacji gogolińskiej (trias środkowy) na Śląsku Opolskim. Geologia Vol. 35(2), s. 153–74.
 
16.
Makowski, H. 1977. Geologia Historyczna. Wydawnictwo Geologiczne, Warszawa.
 
17.
Morse i in. 2006 – Morse, J.W., Andersson, A.J. i Mackenzie, F.T. 2006. Initial responses of carbonate-rich shelf sediments to rising atmospheric pCO2 and “ocean acidification”’: Role of high Mg-calcites. Geochimica et Cosmochimica Acta 70, p. 5814–5830.
 
18.
Morse, J.W. i Mackenzie, F.T. 1990. Geochemistry of sedimentary carbonates. Elsevier t. 33, 707.
 
19.
Niedźwiedzki, R. 2000. Litostratygrafia formacji górażdżańskiej i formacji dziewkowickiej na Śląsku Opolskim. Prace Geologiczno-Mineralogiczne U.Wr. LXXI, Wrocław.
 
20.
Nürnberg i in. 1996 – Nürnberg, D., Bijma, J. i Hemleben, C. 1996. Assessing the reability of magnesium in foramini feral calcite as a proxy for water mass temperatures. Geochimica et Cosmochimica Acta Vol. 60, No 5, p. 803–814.
 
21.
Pokrovsky i in. 2000 – Pokrovsky, O.S., Mielczarski, J.A., Barrea, O. i Schott, J. 2000. Surface spaciation models of calcite and dolomite aqueous solution interfaces and their spectroscopic evaluation. Langmuir 16, p. 2677–2688.
 
22.
Polański, A. 1988. Geochemia i surowce mineralne. Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa.
 
23.
Ramseyer i in. 1997 – Ramseyer, K., Miano, T.M., D’Orazio, V., Wildberger, A., Wagner, T. i Geister, J. 1997. Nature and origin of organic matter in carbonates from speleothems, marine cements and coral skeletons. Org. Geochem. Vol. 26, No 5/6, p. 361–378.
 
24.
Senkowiczowa, H. i Szyperko-Śliwczyńska, A. 1972. Stratygrafia i paleografia triasu. Instytut Geologiczny, Biuletyn 252.
 
25.
Stanienda, K. 2011. Przejawy dolomityzacji w wapieniach triasowych złoża „Tarnów Opolski”. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice.
 
26.
Stanienda, K. 2013a. Diageneza triasowych wapieni Śląska Opolskiego w aspekcie obecności kalcytu magnezowego. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice.
 
27.
Stanienda, K. 2013b. Huntite in the Triassic limestones of Opolski Silesia. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management t. 29, z. 3, s. 79–98.
 
28.
Szulc, J. 1990. International Workshop – Field Seminar The Muschelkalk- Sedimentary Environments. Facies and Diagenesis – Excursion Guidebook and Abstracts, Kraków–Opole, p. 1–32.
 
29.
Szulc, J. 1993. Early alpinie tectonics and lithofacies succesion in the Silesian part of the Muschelkalk Basin. A synopsis. [W:] Hagdorn H. and Seilacher A. (eds.), Muschelkalk. Goldschneck, Stuttgart, p. 19–28.
 
30.
Szulc, J. 2000. Middle Triassic evolution of the Northern Peri-Tethys area is influenced by early opening of the Tethys Ocean. Annales Societatis Geologorum Poloniae vol. 70, p. 1–48.
 
31.
Szulc, J. 2007. Stratigraphy and correlation with Tethys and other Germanic subbasins. International Workshop on the Triassic of Southern Poland. Pan-European Correlation of Epicontinental Triassic 4th Meeting, Fieldtrip Guide, September 3–8, p. 26–28.
 
32.
Tucker, M.E. i Wright V.P., 1990. Carbonate sedimentology. Blackwell Scientific Publications, Oxford London, Edinburgh Boston Melbourne.
 
eISSN:2299-2324
ISSN:0860-0953