Mineral phases in carbonate rocks of the Górażdże 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 2016;32(3):67–92
 
KEYWORDS
ABSTRACT
This article presents the results of studies of carbonate rock samples that came from all members of the Górażdże Beds (Lower Muschelkalk – Middle T riassic), taken from the area of the Opole Silesia. Researches allowed the types of mineral phases which built the analyzed rocks to be determined. The limestone samples were collected in the Ligota Dolna Quarry, Strzelce Opolskie Quarry, Wysoka Quarry and the area of Saint Anne Mountain. Thirteen samples were taken from the Ligota Dolna Deposit, 4 samples – in the Strzelce Opolskie Quarry and 5 samples – in the area of St. Anne Mountain. Selected rock samples were examined using a microscope with polarized, transmitted light, FTIR spectroscopy, X-ray diffraction and microprobe measurements EPMA. The results of the study show that the limestone of the Górażdże Beds from the area of Opole Silesia do not exhibit diversified types according to the Ca and Mg content of. They are characterized by the Ca and Mg high purity of geochemical composition, as well as the domination of the low magnesium calcite. There are lower contents of carbonate phases rich in magnesium – high magnesium calcite (high-Mg calcite, which is also known as magnesio-calcite) and dolomite. The majority of the data was obtained through the results of the FTIR spectroscopy and microprobe measurements. Some information gave the results of microscopic analysis. The results of X-ray diffraction indicate the occurrence only low magnesium calcite in the studied samples. Dolomite was identified in some samples of Górażdże Beds and high magnesium calcite – in sample of the Wysoka Micrite Member. Smaller amounts of non-carbonate phases occurred in the analyzed rocks. Quartz, chalcedony, feldspars, micas and clay minerals were identified among the non-carbonate phases. The small diversification of the geochemical composition of the Górażdże limestones could be connected with their sedimentation environment conditions. These rocks represent the type of barrier sediments, which were formed during the sea transgression.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Fazy mineralne w skałach węglanowych warstw górażdżańskich obszaru Śląska Opolskiego
Śląsk Opolski, wapienie warstw górażdżańskich, analiza mikroskopowa, spektroskopia FTIR, analiza rentgenowska, badania w mikroobszarach
W niniejszym artykule zaprezentowano wyniki badań, które pozwoliły na określenie rodzaju faz mineralnych w skałach węglanowych wszystkich ogniw warstw górażdżańskich (utwory dolnego Wapienia Muszlowego – trias środkowy), obszaru Śląska Opolskiego. Próbki do badań pobrano w kamieniołomach w Ligocie Dolnej, Strzelcach Opolskich, Wysokiej oraz w obszarze Góry Św. Anny. W kamieniołomie Ligota Dolna, z warstw górażdżańskich pobrano w sumie 13 próbek, w Strzelcach Opolskich – 4 próbki, w niewielkim kamieniołomie Wysoka – 14 próbek, a w obszarze Góry Św. Anny – 5 próbek. W ramach badań dokonano opisu makroskopowego próbek oraz wykonano analizę mikroskopową w świetle przechodzącym spolaryzowanym, spektroskopię w podczerwieni FTIR, dyfraktometrię rentgenowską oraz mikroanalizę rentgenowską EPMA. Wyniki badań wykazały, że wapienie górażdżańskie obszaru Śląska Opolskiego nie wykazują zdecydowanego zróżnicowania pod względem zawartości Ca i Mg. Charakteryzują się czystością składu geochemicznego, a zatem dominacją niskomagnezowego kalcytu, przy mniejszym udziale faz wzbogaconych w magnez – kalcytu wysokomagnezowego (Mg-kalcytu, zwanego też magnezjo-kalcytem) oraz dolomitu. Najwięcej danych na temat faz węglanowych zawierających magnez dostarczyły wyniki FTIR oraz badań w mikroobszarach, w mniejszym stopniu wyniki analizy mikroskopowej. Wyniki dyfraktometrii rentgenowskiej wskazują na obecność w badanych próbkach jedynie niskomagnezowego kalcytu. Dolomit oznaczono w niektórych wapieniach warstw górażdżańskich, natomiast kalcyt wysokomagnezowy w próbce pochodzącej z ogniwa mikrytu z Wysokiej. Nieznaczny jest też udział w skałach warstw górażdżańskich faz niewęglanowych, takich jak kwarc, chalcedon, skalenie, miki i minerały ilaste. Niewielkie zróżnicowanie składu geochemicznego wapieni górażdżańskich może wynikać z warunków sedymentacji osadów tej formacji, reprezentują one bowiem typ utworów barierowych, których sedymentacja zachodziła podczas transgresji morskiej.
 
REFERENCES (30)
1.
Adams, A .E. i MacKenzie, W.S. 1998. A colour atlas. Carbonate sediments and rocks under the microscope. Manson Publishing Ltd, London, 180 s.
 
2.
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, s. 12455–12461.
 
3.
Assmann, P. 1944. Die Stratigraphie der oberschlesischen Trias. Teil 2. Der Muschelkalk. Abhandlungen des Reichsamtes für Bodenforschung. Neue Folge 208, s. 1–124.
 
4.
Bodzioch, A ., 2005. Biogeochemiczna diageneza dolnego wapienia muszlowego Opolszczyzny. Poznań: Wydawnictwo Naukowe UAM, s. 10–24.
 
5.
Boggs, S. Jr. 2010. Petrology of sedimentary rocks. Second Edition, Cambridge University Press, London, 600 s.
 
6.
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, s. 1379–1385.
 
7.
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 10, Chapter 4, s. 139–187.
 
8.
Flügel, E . 2004. Microfacies in carbonate Rocks. Analysis, Interpretation and Application. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 976 s.
 
9.
Kostecka, A . 1978. Utwory węglanowe dolnego wapienia muszlowego południowo-zachodniego obrzeżenia Gór Świętokrzyskich Cz. II. Diageneza. Rocznik Polskiego Towarzystwa Geologicznego XLVIII (3–4), s. 297–325.
 
10.
Kubisz, J. i Żabiński, W. 1988. Spektroskopia absorpcyjna w podczerwieni. Rozdział pracy pod redakcją A . Bolewskiego i W. Żabińskiego- Metody badań minerałów i skał. Warszawa: Wydawnictwa Geologiczne, 731 s.
 
11.
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, s. 5814–5830.
 
12.
Morse, J.W. i Mackenzie, F.T. 1990. Geochemistry of sedimentary carbonates. Elsevier, 707 s.
 
13.
Niedźwiedzki, R . 2000. Litostratygrafia formacji górażdżańskiej i formacji Dziewkowickiej na Śląsku Opolskim. Prace Geologiczno-Mineralogiczne U. Wr. LXXI, Wrocław, s. 7–59.
 
14.
Nürnberg i in. 1996 – Nürnberg, D., Nürnberg, D., Bijma, J. i Hemleben, C. 1996. Assessing the reability of magnesium in foraminiferal calcite as a proxy for water mass temperatures. Geochimica et Cosmochimica Acta 60(5) s. 803–814.
 
15.
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, s. 2677–2688.
 
16.
Polański, A . 1988. Podstawy geochemii. Warszawa: Wydawnictwa geologiczne, 634 s.
 
17.
Pozzi, M. i Stanienda, K. 2000. Wpływ zawartości magnezu w wapieniach triasowych ze złoża „Tarnów Opolski” na ich własności sorpcyjne w procesie odsiarczania spalin. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, seria: Górnictwo z. 246, s. 427–437.
 
18.
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. 26(5/6), s. 361–378.
 
19.
Senkowiczowa H. i Szyperko-Śliwczyńska A ., 1972. Stratygrafia i paleografia triasu. Instytut Geologiczny, Biuletyn 252, s. 135–151.
 
20.
Stanienda, K. 2008. Charakterystyka faz węglanowych w wapieniach triasowych warstw gogolińskich i górażdżańskich z Ligoty Dolnej, Góry Św. Anny i Gogolina. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, seria: Górnictwo z. 285, s. 259–269.
 
21.
Stanienda, K. 2011. Przejawy dolomityzacji w wapieniach triasowych złoża Tarnów Opolski. Gliwice: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, 95 s.
 
22.
Stanienda, K. 2013a. Diageneza triasowych wapieni Śląska Opolskiego w aspekcie obecności kalcytu magnezowego. Gliwice: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, 206 s.
 
23.
Stanienda, K. 2013b. Huntite in the Triassic limestones of Opolski Silesia. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 29(3), s. 79–98.
 
24.
Stanienda, K. 2014. Fazy mineralne w skałach węglanowych warstw gogolińskich obszaru Śląska Opolskiego. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 30(3), s. 17–42.
 
25.
Stanienda, K. 2016. Strontium and barium in the Triassic limestone of the Opole Silesia Deposits. Archives of Mining Sciences 61(1), s. 29–46.
 
26.
Szulc, J. 1990. International Workshop – Field Seminar The Muschelkalk – Sedimentary Environments, Facies and Diagenesis – Excursion Guidebook and Abstracts. Kraków–Opole, s. 1–32.
 
27.
Szulc, J. 1993. Early alpinie tectonics and lithofacies succesion in the Silesian part of the Muschelkalk Basin. A synopsis [In:] Hagdorn H. and Seilacher A . (eds.), Muschelkalk. Goldschneck, Stuttgart, s. 19–28.
 
28.
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 70, s. 1–48.
 
29.
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, s. 26–28.
 
30.
Tucker, M.E. i Wright, V.P. 1990. Carbonate sedimentology. Blackwell Scientific Publications, Oxford London, Edinburgh Boston Melbourne, 482 s.
 
eISSN:2299-2324
ISSN:0860-0953