Petrographic and mineral variability of the rocks accompanying selected coal seams of the Poruba beds and their influence of the trace elements content
 
More details
Hide details
1
Institute of Applied Geology, Silesian Technical University, Gliwice, Poland
 
Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 2015;31(2):73–92
 
KEYWORDS
ABSTRACT
The rocks accomanying with coal in selected Poruba beds (610, 620, 630 coal seams) showed the diversification of mineralogical and petrographic composition. Most often there are claystones (including syderitic claystones), rarely mudstones (including syderitic mudstones) and sporadically sandstones. The presence of tonstein was also found. In the rocks was found variability of trace elements content (Ba, Zn, Mn, V, Cr, Cu, Ni, Pb, As, Ga, B, Co, Ge, Be, Li, Cd, Ag, Sr – in order of decreasing participation) dependent on rocks petrographic variety. Large part of elements showed high and often dominant participation in claystones. Correlation analysis between trace elements concentration and main minerals content confirmed the affinity of many trace elements with clay minerals, carbonates and organic substance. Noteworthy, the correlation of many elements with mica in syderitic claystones.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Zróżnicowanie petrograficzno-mineralogiczne skał współwystępujacych z wybranymi pokładami węgla z warstw porębskich i jego wpływ na zawartość pierwiastków śladowych
skały współwystępujące, skały stropowe, skały spągowe, przerosty, pierwiastki śladowe, warstwy porębskie, pokład węgla 610, pokład węgla 620, pokład węgla 630
Skały współwystępujące z węglem w wybranych pokładach warstw porębskich (610, 620, 630) reprezentowane są najczęściej przez iłowce oraz iłowce syderytyczne, a rzadziej przez mułowce i mułowce syderytyczne. Sporadycznie występują piaskowce. Stwierdzono także występowanie przerostu z tonsteinem. Zależnie od odmiany petrograficznej skał stwierdzono w nich zróżnicowanie zawartości pierwiastków śladowych (Ba, Zn, Mn, V, Cr, Cu, Ni, Pb, As, Ga, B, Co, Ge, Be, Li, Cd, Ag, Sr – w kolejności malejącego udziału). Znaczna część pierwiastków wykazała wysoki i często dominujący udział w iłowcach. Stwierdzono także regionalne zróżnicowanie zawartości pierwiastków śladowych w skałach. Badania korelacji pomiędzy zawartością pierwiastków śladowych a zawartością głównych minerałów w skałach potwierdziły powinowactwo wielu pierwiastków śladowych z substancją organiczną, minerałami ilastymi i węglanami. Zwraca uwagę występowanie korelacji licznych pierwiastków śladowych z substancją organiczną (węglem) przy stosunkowo niewielkiej liczbie pierwiastków korelujących z minerałami ilastymi.
 
REFERENCES (39)
1.
Adamczyk, Z. 1994a. Obecność B, V, Ga, Zr, Ti, Mo, Cr w ilastych przerostach pokładów węgla warstw jaklowieckich i porębskich niecki jejkowickiej. XVII Sympozjum nt. Geologia formacji Węglonośnych Polski. PIG. Kraków. s. 9–12.
 
2.
Adamczyk, Z. 1994b. Badania pierwiastków śladowych w przerostach ilastych pokładów węgla grupy warstw brzeżnych (namur A) w Rybnickim Okręgu Węglowym. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej seria: Górnictwo nr 1234, Gliwice. s. 7–15.
 
3.
Adamczyk, Z. 1997. The importance of tonstein from the Coal Seam 610 as the correlation horizon in the southwestern part of the Upper Silesian Coal Basin. Kwartalnik Geologiczny vol. 41, s. 309–314. PIG, Warszawa.
 
4.
Adamczyk, Z. 1998. Studium petrograficzne wkładek płonnych z pokładów węgla górnych warstw brzeżnych niecki jejkowickiej. Prace Geologiczne 144, PAN. Wyd. IGSMiE PAN, Kraków.
 
5.
Admakin, L.A. 1995. Classification and Nomenclature of Tonsteins. Litol. Polezn. Iskop. no. 6.
 
6.
Admakin, L.A. 2001. Lithogenetic Indicators of Tonsteins. Lithology and Mineral Resouces vol. 36, no. 1.
 
7.
Bohor, B.F. and Triplehorn, D.M. 1993. Tonsteins: altered volcanic-ash layers in coal-bearing sequences. Geological Society of America, Special Paper 285.
 
8.
Dai et al. 2011 – Dai, S.,Wang, X., Zhou, Y., Hower, J.C., Li, D. and Chen,W. 2011. Chemical and mineralogical composition of silicic , mafic and alkali tonstein in the late Permian coals from the Songzao Coalfield, Chongqing, southwest China. Chemical Geology 282, 29–44.
 
9.
Dill et al. 1991 – Dill, H., Teschner, M. and Wehner, H. 1991. Geochemistry and lithofacies of Permo-Carboniferous carbonaceous rocks from the southwestern edge of the Bohemian Massif (Germany). A contribution to facies analysis of continental anoxic enwironments. International Journal of Coal Geology 18, s. 251–291.
 
10.
Dopita, M. and Kralik, J. 1977. Uhelne tonsteiny ostravsko-karvinskeho reviru. Ostrawa.
 
11.
Chodyniecka, L. 1973. Karbońskie sferosyderyty ilaste z Górnośląskiego Zagłębia Węglowego (Studium mineralogiczno-chemiczne). Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, seria Górnictwo nr 369.
 
12.
Chodyniecka, L. and Wilk, A. 1979. Przyczynek do poznania skał ilastych z kopalni „Murcki”. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, seria Górnictwo nr 102, s.79–85. Gliwice.
 
13.
Chodyniecka et al. – Chodyniecka, L., Biss, D. and Mikołajczyk, P. 1994. Charakterystyka mineralogiczno-petrograficzna i możliwości wykorzystania przerostów występujących w niektórych pokładach węgla w KWK „Sośnica” (GZW). Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, seria: Górnictwo nr 1234, Gliwice. s. 16–30.
 
14.
Ferm et al. – Ferm, J.C., Weisenfluh, G.A. and Smith, G.C. 2002. A method for development of a system of identification for Appalachian coal-bearing rocks. International Journal of Coal Geology vol. 49, issues 2–3, p. 93–104.
 
15.
Gabzdyl, W. 1969. Charakterystyka petrograficzno-facjalna pokładów węgla i skał towarzyszących w kopalni „Jastrzębie” (Rybnicki Okręg Węglowy). Prace Geologiczne 55 – PAN. Wyd. Geol., Warszawa.
 
16.
Gabzdyl,W. 1984. Dalsze stwierdzenia tonsztajnu w pokładzie 610 GZW. Przegląd Geologiczny nr 1.Wyd. Geol. Warszawa.
 
17.
Gabzdyl,W. 1990. Charakterystyka petrograficzna tonsteinów GZW. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, seria Górnictwo nr 187, s. 7–24.
 
18.
Gabzdyl, W. and Ryszka, J. 1995. Phosphorus – rich Coaly Tonsteins and Coal Seams in Silesian. XIII International Congress on Carboniferous – Permian. Kraków. p. 40–41.
 
19.
Gorol, M. 1996. Charakterystyka petrograficzno-facjalna pokładu węgla 349 z kopalni „Chwałowice”. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, seria Górnictwo nr 230, s. 75–107.
 
20.
Hanak, B. and Kokowska, M. 2002. Próba określenia zależności pomiędzy składem chemicznym i wybranymi wskaźnikami geochemicznymi w skałach stropowych jako potencjalnych odpadach pogórniczych z niektórych pokładów warstw porębskich Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management t. 18, z. 3, Kraków, s. 77–93.
 
21.
Hanak, B. and Kokowska-Pawłowska, M. 2003. Charakterystyka zmienności udziału wybranych pierwiastków śladowych w skałach towarzyszących pokładom węgla 610 i 620. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, seria Górnictwo nr 256, Gliwice, s. 95–101.
 
22.
Hanak, B. and Kokowska-Pawłowska, M. 2004. Zróżnicowanie zawartości pierwiastków śladowych i podrzędnych w skałach płonnych i popiołach węgla z pokładu 620. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, seria Górnictwo nr 260, s. 155–165.
 
23.
Hanak, B. and Kokowska-Pawłowska, M. 2006. Charakterystyka koncentracji pierwiastków śladowych w skałach towarzyszących z pokładu 630. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, seria Górnictwo nr 273, s. 28–37.
 
24.
Hawa Bibi et al. 2008 – Hawa Bibi, M., Farque, A., Hirokai, I. 2008. Mobility of arsenic and trace element inventories in sediment cores from Masuda City, southwestern Japan. Environmental Geology 54, 791–803.
 
25.
Kabata-Pendias, A. and Pendias, H. 1999. Biogeochemia pierwiastków śladowych. PWN, Warszawa.
 
26.
Krawczyk, A. and Słomka, T. 1986. Podstawowe metody matematyczne w geologii. Skrypty Uczelniane 1026. AGH. Kraków.
 
27.
Kuhl, J. 1955. Petrograficzna klasyfikacja skał towarzyszących pokładom węgla w Zagłębiu Górnego Śląska. Prace GIG, kom. nr 171. Katowice.
 
28.
Łapot, W. 1992. Zróżnicowanie petrograficzne tonsteinów Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Prace Naukowe Uniw. Śl., nr 1326. Katowice.
 
29.
Migaszewski, Z.M. and Gałuszka, A. 2003. Zarys geochemii środowiska. Wyd. Akad. Świętokrzyskiej. Kielce.
 
30.
Parzentny, H. 1992. Częstość występowania ołowiu w węglach i łupkach węglowych z Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Przegląd Górniczy nr 2, s. 25–29.
 
31.
Parzentny, H. 1999. Petrograficzna i geofizyczna charakterystyka skupień nieorganicznej substancji mineralnej w pokładzie węgla 504 w rejonie Czeladzi. Przegląd Górniczy nr 10, s. 32–40.
 
32.
Polański, A. 1988. Podstawy Geochemii. Wyd. Geol. Warszawa.
 
33.
Ryka, W. and Maliszewska, A. 1991. Słownik petrograficzny. Wyd. Geol., Warszawa.
 
34.
Ryszka, J. and Gabzdyl, W. 1986. Tonsztajny i inne skały tufogeniczne jako wskaźnik czasu, ich znaczenie dla rozpoznawania i eksploatacji pokładów węgla w GZW. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, seria Górnictwo nr 149.
 
35.
Shepard, S.P. 1973. Submarine Geology. Harper and Bross. New York [W:] Łydka K., 1975. Petrologia skał osadowych. Wyd. Geol.
 
36.
Trela, Z. and Tabor, A. 1984. Prognozowanie jakości odpadów powęglowych na tle badań geologicznych i dokumentowania złóż węgla. Mat. Ogólnokrajowej Konferencji na temat: Problemy badań węgla w pracach geologiczno-złożowych w aspekcie nowych technologii jego utylizacji. Jaworze.
 
37.
Ward et al. 2005 –Ward, C.R., Nunt-Jaruwong, S., Swanson, J. 2005. Use of mineralogical analysis in geotechnical assessment of rock strata for coal mining. International Journal of Coal Geology vol. 64, issue 1–2, p. 156–171.
 
38.
Yarali et al. 2008 – Yarali, O., Yasar, E., Bacak, G. and Ranjith, P.G. 2008. A study of rock abrasivity and tool wear in Coal Measures Rocks. International Journal of Coal Geology vol. 74, issue 1, p. 53–66.
 
39.
Zhou et al. 2000 – Zhou, Y., Bohor, B.F. and Ren, Y. 2000. Trace element geochemistry of altered volcanic ash layers (tonsteins) in Late Permian coal-bearing formations of eastern Yunnan and western Guizhou Province, China. International Journal of Coal Geology 44.
 
eISSN:2299-2324
ISSN:0860-0953