Standard bromine profiles of the Polish Zechstein salts
 
More details
Hide details
 
Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 2009;25(2):75–143
 
KEYWORDS
ABSTRACT
Rock salts of the Late Permian (Zechstein) evaporite cycles in Poland were studied for construction of the representative bromine curves. Such standard bromine profiles could enable identification of individual salt units within the highly tectonized and deformed salt structures such as diapirs, where the normal successions of evaporite lithological components are uncommon. Structural-textural, geochemical and petrological studies (Tab. 1-2, 5-10) were realized on the deep-water facies of salt deposits, defined in the cores from selected wells located on the Poland Permian Basin (PPB) margins (Oldest Halite [Na1] unit of PZ1 cycle - Figs 1-5) and in sections from mine galleries of the Kłodawa salt mine (a salt diapir with rock salt units of PZ2, PZ3 and PZ4 cycles located in the axial part of PPB - Figs 7-9, 11-13,15-18). Standard bromine profile for the rock salt succession of PZ1 cycle (Na1 unit; Tab. 1-2, 5-6; Fig. 6) characterizes with: (a) gradual increase of Br content in the lower part of section, (b) almost constant content values in its middle part (with a subtle decrease tendency upward) and (c) rapid fluctuations of Br content in the top part of section (rapid decrease, following increase and fall). Vertical bromine content distribution in the standard bromine profile for the rock salt succession of PZ2 cycle (Na2 unit, Tab. 7; Fig. 10) evidences: (a) gradual Br content increase along a thick interval of lower part of the section, registering evaporation progress; (b) rapid increase of Br values in the middle section part, indicating a period of isolation and (c) fine fluctuations of generally high Br content in the upper part of succession. [...] Vertical bromine content distribution for the rock salt succession of PZ4 cycle (Na4 unit, Tab. 8; Fig. 16) characterizes with: (a) rapid Br content increase within the Underlying Halite (Na4a0) unit, (b) almost constant Br content in the Lower Youngest Halite (Na4a1) unit, (c) fall and following increase of Br values in the Clay Youngest Halite (Na4at) unit and significant Br content fluctuations within the Upper Youngest Halite (Na4a2) unit. The extended in the axial part of PPB two zuber (mixed clay-salt rocks) units (Tab. 9; Fig. 15, 17-18): the Brownish Zuber (Na3t) and the Red Zuber (Na4t) differ with distinctly various Br content intervals being the higher for the Brownish Zuber rocks (Tab. 9; Fig. 18). Concluding, although sometimes comparable values intervals of Br content in studied Zechstein salt deposits (Tab. 10), the curves of Br distribution for individual salt lithostratigraphic units are different and may be considered as a characteristic feature of each unit. So this parameter (Br content distribution) could be used to identify the lithostratigraphic units especially in the highly tectonized successions build of almost structurally homogeneous rock salt deposits e.g. in salt diapirs.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Wzorcowe profile bromowe dla solnych utworów cechsztynu w Polsce
profil bromowy, profil standardowy, sól kamienna, cechsztyn, Polska
Sole kamienne głównych cyklotemów cechsztynu z obszaru Polski były badane w celu skonstruowania wzorcowych profili bromowych dla poszczególnych ogniw solnych, umożliwiających ich identyfikację w obrębie wysadowych struktur solnych, gdzie często istnieją problemy z normalną sukcesją ogniw litostratygraficznych. Badania (strukturalno-teksturalne, geochemiczne i petrologiczne) przeprowadzono na facjach głębokowodnych utworów solnych, zarejestrowanych w materiale rdzeniowym z wybranych profili wiertniczych z obrzeża basenu permskiego w Polsce (sól kamienna cyklu PZ1) oraz w profilach wyrobisk kopalni soli Kłodawa (wysad kłodawski położony w osiowej części basenu, sole kamienne cykli PZ2, PZ3 i PZ4). Bromowy profil wzorcowy dla utworów soli kamiennej cyklu PZ1 (ogniwo Na1) cechuje się: (a) stopniowym wzrostem zawartości bromu w części dolnej, (b) utrzymującymi się na mniej więcej stałym poziomie wartościami w jego środkowej części (z lekką tendencją spadkową) i (c) gwałtownymi wahaniami zawartości bromu w części stropowej (szybkim spadkiem, wzrostem i ponownym spadkiem). Bromowy profil wzorcowy dla utworów soli kamiennej cyklu PZ2 (ogniwo Na2) cechuje się: (a) powolnym wzrostem zawartości bromu na długim odcinku w dolnej części profilu, odzwierciedlającym postęp ewaporacji, (b) nagłym wzrostem udziału bromu w części środkowej profilu, świadczącym o okresie izolacji obszaru sedymentacji, i (c) drobnymi wahaniami wysokiej zwartości bromu w wyżej położonych warstwach soli. Stwierdzono, że mające duże rozprzestrzenienie w osiowej części basenu cechsztyńskiego dwa ogniwa zubrowe: zuber brunatny (Na3t) i zuber czerwony (Na4t), charakteryzują się znacząco różnymi zawartościami bromu - wyższymi w przypadku ogniwa zubru brunatnego. Reasumując, pomimo zbliżonych niejednokrotnie przedziałów zawartości bromu, krzywe jego rozkładu dla poszczególnych ogniw solnych są odmienne i mogą być uznane za ich cechę diagnostyczną, szczególnie w przypadku braku jednoznacznych różnic w wykształceniu strukturalno-teksturalnym utworów solnych.
 
REFERENCES (69)
1.
Bornemann O., Schramm M., Tomassi-Morawie c H., Czapowski G., Misiek G., Kolonko P., Janiów S., Tadych J., 2008 - Wzorcowe profile bromowe w cechsztyńskich solach kamiennych w Polsce i w Niemczech na przykładzie kopalni soli w Kłodawie i w Görleben. Geologos, vol. 14, nr 1, s. 73-90, Poznań.
 
2.
Braitsch O., Herrmann A.G., 1963 - Zur Geochimie des Broms in salinaren Sedimenten. Teil I: Experimentelle Bestimmung der Br-Verteilung in verschiedenen naturlichen Salzsystemen. Geochim. Cosmochim. Acta, vol. 27, p. 361-391.
 
3.
Burliga S., 1997 - Ewolucja wysadu solnego Kłodawy. Mat. konf. pt. Tektonika solna regionu kujawskiego, Uniejów 23-25.10.1997, s. 1-14, WIND, Wrocław.
 
4.
Burliga S., Kolonko P., Misiek G., Czapowski G., 1995 - Kłodawa Salt Mine. Upper Permian (Zechstein) profile from basin center, salt tectonics, mineral transformations, salt mining problems. XIII International Congress on Carboniferous-Permian Guide to Excursion A3, p. 45-54. Wyd. PIG, Warszawa.
 
5.
Burliga S., Czapowski G.,Misiek G., Poborska-Młynarska K., Garlicki A., 2004 -Możliwości utrzymania produkcji w Kopalni Soli "Kłodawa" oraz koncepcji jej likwidacji w świetle obecnego rozpoznania budowy geologicznej, zagrożeń naturalnych i geomechanicznych skutków wieloletniej eksploatacji. Etap I. Aktualizacja budowy geologicznej wysadu solnego w granicach obszaru górniczego Kopalni Soli "Kłodawa" z wnioskami dla dalszego jej funkcjonowania. Fundacja "Nauka i Tradycje Górnicze", AGH, Kraków, 150 ss.
 
6.
Chandij M., 1976 - Geochemiczna regionalizacja jakościowa złóż soli w kopalniach kujawskich. Prace Geologiczne PAN Oddz. w Krakowie, vol. 91, 80 ss.
 
7.
Charysz W., 1971 - Nowy zarys stratygrafii formacji cechsztyńskiej w rejonie kujawskim. Mat. Kolokwium, s. 19-25. Wyd. AGH, Kraków.
 
8.
Charysz W., 1973 - Cechsztyńskie piętro soli młodszych (Z3) w regionie kujawskim. Prace Geologiczne PAN Oddz. w Krakowie, vol. 75, 68 ss.
 
9.
Czapowski G., 1987 - Sedimentary facies in the Oldest Rock Salt (Na1) of the Łeba elevation (northern Poland). Lecture Notes of Earth Sciences, no 10, p. 207-224, Springer-Verlag.
 
10.
Czapowski G., 1988 - Charakterystyka zubrów cyklu PZ4 w okolicach Piły. Prz. Geol., t. 36, nr 4, s. 241-243, Warszawa.
 
11.
Czapowski G., 1990 - Kontynentalne osady chlorkowe w górnym cechsztynie Polski. Prz. Geol., t. 38, nr 9, s. 370-374, Warszawa.
 
12.
Czapowski G., 1994 - Facies characteristics and distribution of the Zechstein (Upper Permian) salt deposits of PZ3 (Leine) Cycle in Poland. Bull. Pol. Academ. des Sciences, Earth Sciences, vol. 41, no 4, p. 229-237, Warszawa.
 
13.
Czapowski G., 1995a - Upper Permian (Zechstein) salt deposits on the Żary Pericline - characteristics, origin and economic value. Prace PIG, no 150, p. 35-60, Warszawa.
 
14.
Czapowski G., 1995b - Salt facies of the Upper Permian. XIII International Congress on Carboniferous-Permian, Guide to Excursion A3, p. 85-96. Wydaw. PIG, Warszawa.
 
15.
Czapowski G., 1998 - Geneza najstarszej soli kamiennej cechsztynu w rejonie Zatoki Puckiej (studium sedymentologiczne). CAG PIG nr 696/99, 114 ss., Warszawa.
 
16.
Czapowski G., Antonowicz L., Peryt T., 1991 - Facies and paleogeography of the Zechstein (Upper Permian) Older Halite (Na2) in Poland. Bull. Pol. Acad. des Sciences, Earth Sciences, vol. 38, no 1-4, p. 45-55, Warszawa.
 
17.
Czapowski G., Dębski J., Peryt T.M., Tarka R., Wierzchowska H., 1986 - Geneza i petrofizyczne własności soli wielkokrystalicznej pośród soli starszej w polu nr 2 Kopalni Soli "Kłodawa". Archiwum Kopalni Soli "Kłodawa", 68 ss.
 
18.
Czapowski G., Dębski J., Kasprzyk A., Kieżel W., Langier-Kuźniarowa A. , Peryt T.M., 1992 - Monografia anhydrytu i soli kamiennej na monoklinie przedsudeckiej (rejon LGOM). Temat nr 2.62.0002.01.0-1, CAG PIG nr 20/93, 162 ss., Warszawa.
 
19.
Czapowski G., Langer-Kuźniar A., Peryt T.M., Tomassi-Morawiec H., Starnawska E., Fijałkowska-Mader A., Cebulak S., Misiek G., Kolonko P., Kowalewicz W.M., Wowniuk S., Bukowski K., Toboła T., Skowroński L., Dobroszycka T., 2002 - Geneza zubrów cechsztynu (górny perm) z obszaru Polski. Sprawozdanie merytoryczne z realizacji projektu nr 9T12B 00219, KBN, 138 ss., Warszawa.
 
20.
Czapowski G.,Misiek G., Poborska-Młynarska K., Tomassi-Morawiec H., 2005a - Różowa sól kamienna do produkcji galanteryjnych wyrobów solnych - geologiczne warunki występowania, własności i metody pozyskania w kopalni soli "Kłodawa". Zeszyty Naukowe AGH, Geologia, t. 31, z. 2, s. 167-188, Kraków.
 
21.
Czapowski G., Peryt T.M., Antonowicz L., 1994 - Facies and paleogeography of the Bechstein (Upper Permian) Oldest Halite (Na1) in Poland. Bull. Pol. Academ. des Sciences, Earth Sciences, vol. 41, no 4, p. 217-227, Warszawa.
 
22.
Czapowski G., Tomassi-Morawiec H., Misiek G., 2007 - Podział i występowanie górnopermskich skał zubrowych w Polsce. Abstrakty XII Międzynarodowego Sympozjum Solnego pt. Przemysł solny w gospodarce. Kłodawa, 11-12 października 2007 r., s. 31-33.
 
23.
Czapowski G., Tomassi-Morawiec H., Misiek G., Poborska-Młynarska K., Kolonko P., 2005 - Geologiczne warunki występowania soli różowej w złożu kłodawskim. Tech. Posz. Geol, Geosynoptyka i Geotermia, zesz. 234-235, s. 86-87, Kraków.
 
24.
Dębski J., Czapowski G., Tarka R., 1989 - Dodatek nr 2 do dokumentacji geologicznej złoża soli kamiennej (perm) w koplani Kłodawa, kat. C2+C1,woj. bydgoskie. CAG PIG nr 1155/91, 80 ss., Warszawa.
 
25.
Dybova-Jachowicz S., 1974 -Analyse palynologique des sediments rouges salif_res du Zechstein Supérieur ("Zouber Rouge") Klodawa. Pologne Rev. Palaeobot. Palynol., vol. 17, p. 57-61.
 
26.
Garlicki A., 1956 - Sole starsze na wysadzie kłodawskim ze szczególnym uwzględnieniem poziomów potasowo-magnezowych (praca dyplomowa). 49 ss., AGH Kraków. CAG PIG nr 39-28/470.Warszawa.
 
27.
Garlicki A., 1991 - On some Root Structures of Zechstein Salt Deposits in Poland. Zbl. Geol. Paläont. Teil. I: 1211-1222.
 
28.
Garlicki A., 1993 - On Some Trace Elements of Zechstein Younger Salts in Poland. [In]: Seventh Symposium on Salt, I, 165-170. Elsevier Science Publishers B.V., Amsterdam.
 
29.
Garlicki A., Szybist A., 1991 - Pierwiastki śladowe w solach kopalni kłodawskiej. Polskie Towarzystwo Mineralogiczne - Prace Specjalne, vol. 1, s. 71-76.
 
30.
Garlicki A., Szybist A., Kasprzyk A., 1991 - Badania pierwiastków śladowych w złożach soli i surowców chemicznych. Prz. Geol., vol. 39, no 11-12, s. 520-527.
 
31.
Hanczke T., 1969 - Mineralogia i petrografia soli cechsztyńskich w kopalni Kłodawa. Prace Muzeum Ziemi nr 16, s. 3-52, Warszawa.
 
32.
Herrmann A.G., 1980 - Bromide distribution between halite and NaCl-saturated seawater. Chemical Geology, 28, 171-177.
 
33.
Herrmann A.G., Knake D., Schneider J., Peters H., 1973 - Geochemistry of Modern Seawater and Brines from Salt Pans: Main components and Bromine Distribution. Contribution to Mineralogy and Petrology, 40, 1-24.
 
34.
Herrmann A.G., Schneider J., 1980 - Saltworks - Natural Laboratories for Microbiological and Geochemical Investigations During the Evaporation of Seawater. [In:] Fifth Symposium on Salt, 2, 371-381. The Northern Ohio Geological Society.
 
35.
Holser W.T.,1966a - Bromide geochemistry of salt rocks. [In:] Second Symposium on Salt,1, 248-275. The Northern Ohio Geological Society.
 
36.
Holser W.T., 1966b - Bromide geochemistry of salt rocks. [W:] Second Symposium on Salt, vol. 1, p. 248-275. The Northern Ohio Geological Society.
 
37.
Holser W.T., 1970 - Bromide geochemistry of some non-marine salt deposits in the Southern Great Basin. Mineral. Soc. Amer. Spec. Pap., vol. 3, p. 307-319.
 
38.
Holser W.T., 1979 - Rotliegend Evaporites, Lower Permian of Northwestern Europe. Geochemical confirmation of the Non-Marine Origin. Erdöl. Kohle, Erdgas, Petroch., vol. 32, no 4, p. 159-162.
 
39.
Holser W.T., Wilgus C.K., 1981 - Bromide profiles of the Röt Salt. Triassic of northern Europe, as evidence of its marine origin. Neues Jahrb. Miner. Mh., H. 6, p. 267-276.
 
40.
Jachowicz M., 1997 - Upper Permian acritarch assemblages from Poland. Prace PIG, t. 158, cz. 3, p. 237-241, Warszawa.
 
41.
Kendall A.C., 1993 - Evaporites. W: Walker R. G. (ed.), Facies Models. Third Edition, Ontario.
 
42.
Kühn R., 1955 - Mineralogische Fragen der in Kalisalzlagerstätten vorkommenden Salze.- Kalium-Symposium 1955: 51-105, 6 Fig., 3 Tab., 13 B.; Bern.
 
43.
Kühn R., 1968 - Geochemistry of German potash deposits. Geol. Soc. Amer., Spec. Pap., no 88, p. 427-504.
 
44.
Knieszer L., 1960 - Sole potasowo-magnezowe w północnej części Kopalni Soli w Kłodawie (praca dyplomowa), 81 ss., AGH Kraków, [CAG PIG Warszawa, 39-28/471].
 
45.
Lankof L., Ślizowski K., 2007 - Charakterystyka skał zubrowych jako ośrodka skalnego dla składowania odpadów promieniotwórczych. Abstrakty XII Międz. Sympozjum Solnego Polskiego Stowarzyszenia Górnictwa Solnego pt. Przemysł solny w gospodarce, Kłodawa 11-12 października 2007 r., s. 29-30.
 
46.
Mattenklott M., 1994 - Die Bromid- und Rubidiumverteilungin Carnallitgesteinen: Kriterien für die Genese mariner Evaporite. Dissertation, Technische Universität Clausthal, 214 ss.
 
47.
Peryt T.M., Czapowski G., Dębski J., Gąsiewicz A., Herbich E., Pizon A., 1984 - Poszukiwania złóż soli cechsztyńskich polihalitu na wyniesieniu Łeby. Część I. Analiza geologicznych warunków występowania i genezy polihalitu i soli cechsztyńskich na wyniesieniu Łeby. Poz. pl. 8.1.11. 100 ss. Arch. PIG, Warszawa.
 
48.
Poborska-Młynarska K., 1984 - Paleogeograficzne tło pewnej nieciągłości w sedymentacji cechsztynu salinarnego w regionie kujawskim.Mat konf. nauk. Uniw.A.Mickiewicza, seria geol. nr 11, s. 97-98. Poznań.
 
49.
Raup O.R., Hite R., 1996 - Bromine Geochemistry of Chloride Rocks of the Middle Pennsylvanian Paradox Formation of the Hermosa Group, Paradox Basin, Utah and Colorado. U.S. Geological Survey Bulletin 2000-M, 1-117.
 
50.
Schramm M., Bornemann O., Wilke F., Siemann M., Dijk H.L., 2002 - Bromine Analysis - A Powerful Tool to solve Stratigraphical Problems in Exploration Boreholes for Salt Caverns. [In:] Technical Meeting Papers, SMRI, Fall 2002 Meeting, Bad Ischl/Austria. Solution Mining Research Institute, 12 p., 4 Fig.; Encinitas/USA.
 
51.
Schramm M., Bornemann O., 2004 - Deformationsgrade bzw. - mechanismus des Steinsalzes im Rahmen der Saltstockbildung - Stand der Bearbeitung der Bromprofile. BGR, unpublished report, Tg.-Nr. 11469/0,: 28 p., 1 Tab., 14 App.; Hannover.
 
52.
Sonnenfeld P., 1984 - Brines and Evaporites: Academic Press Inc, 613 ss.
 
53.
Stępniewsk i M., 1970 - Badania geochemiczne cechsztyńskiej serii solnej Polski północnej. Archiw. PIG, Warszawa.
 
54.
Stępniewski M., 1973 - Niektóre pierwiastki śladowe w cechsztyńskich minerałach solnych z rejonu Zatoki Puckiej. Bul. IG, t. 272, nr 10, s. 7-68, Warszawa.
 
55.
Ślizowski K., Brzoska G., Dudała J., Gliewicz-Wolter J., Janeczek J., Kasprzyk W., Lankof L., Łukaszewski P., Ochojski A., Pawlikowski M., Pinińska J., Przewłocki K., Ślizowski J., 2005 - Badania laboratoryjne zubrów (iłowców solnych) dla oceny możliwości składowania odpadów promieniotwórczych w polskich wysadach solnych. IGSMiE PAN, 107 SWS, Kraków.
 
56.
Tarka R., 1989 - Thermal Polygons in the Zechstein Salt. Bull. Pol. Academ. Sciences, Earth Sciences, vol. 37, no 1-2, p. 57-61, Warszawa.
 
57.
Tomassi-Morawiec H., 1990 - Geochemia bromu w utworach najstarszej soli kamiennej w rejonie Zatoki Puckiej. Biul. PIG, t. 364, s. 31-59,Warszawa.
 
58.
Tomassi-Morawiec H., 2002 - Charakterystyka geochemiczna najstarszej soli kamiennej w rejonie Zatoki Puckiej. Praca doktorska. 140 ss., Archiwum PIG.
 
59.
Tomassi-Morawiec H., 2003 - Charakterystyka geochemiczna najstarszej soli kamiennej (Na1) w rejonie Zatoki Puckiej. Prz. Geol., vol 51, no 8, s. 693-702. Warszawa.
 
60.
Tomassi-Morawiec H., 2006 - Chemostratygrafia cechsztyńskich soli kamiennych w Polsce. Prz. Geol., vol. 54, nr 4, s. 315-316, Warszawa.
 
61.
Tomassi-Morawiec H., Czapowski G., 2006 - Brom w skałach ilasto-solnych cechsztynu Polski. Prz. Geol., vol. 54, nr 6. s. 488-495, Warszawa.
 
62.
Tomassi-Morawiec H., Czapowski G., Bornemann O., Schramm M., Tadych J., Misiek G., Kolonko P., Janiów S., 2007 - Wzorcowe profile bromowe utworów solnych cechsztynu Polski: sole cyklu PZ2 (Z2) w kopalni soli Kłodawa. Gospodarka Surowcami Mineralnymi, tom 23, zeszyt spec. 1 (Przegląd Solny), s. 103-115. Kraków.
 
63.
Tomassi-Morawiec H., Czapowski G., Skowroński L., 2004 - Ewolucja zasolenia wód cechsztyńskich zbiorników ewaporacyjnych na obszarze Polski w świetle danych geochemicznych. 64 ss., CAG PIG nr 1602/2004, Warszawa.
 
64.
Wagner R., 1994 - Stratygrafia i rozwój basenu cechsztyńskiego na Niżu Polskim. Prace PIG, t. 146, 71 ss., Warszawa.
 
65.
Walaszko M.G., 1956 - Gieochimija broma w prociesach galogieneza i ispolzowania soderżania broma w kaczestwie geneticzeskowo i poiskowo kriteria. Geochimija, nr 6, s. 33-48.
 
66.
Werner Z. (ed.), 1962 - Dokumentacja geologiczna złoża soli potasowo-magnezowych i soli kamiennej w kłodawskim wysadzie solnym, kat. rozp. B+C1+C2. 200 ss. CAG PIG nr 39-27/209, Warszawa.
 
67.
Werner Z., 1972 - Dokumentacja geologiczna zasobów złoża soli kamiennej kopalni soli "Kłodawa" w Kłodawie kat. A + B + C1. 111 ss., CAG PIG nr 39-28/542, Warszawa.
 
68.
Werner Z., Poborski J., Orska J., Bąkowski J., 1960 - Złoże solne w Kłodawie w zarysie geologiczno-górniczym. Pr. Inst. Geol., t. 30, cz. 2, Warszawa.
 
69.
Wilgus C., Holser W. T., 1984 - Marine and Nonmarine Salts of Western Interior, United States. AAPG, vol. 68, no 6, p. 765-767.
 
eISSN:2299-2324
ISSN:0860-0953