Wp³yw zanieczyszczeñ atmosfery na wietrzenie ska³
Wanda Wilczyñska-Michalik*, Marek Michalik**
Znacz¹ca rola zanieczyszczeñ atmosfery w przyœpie-szeniu procesów wietrzenia ska³ jest powszechnie znana. Wyniki badañ prowadzonych na skalnych materia³ach budowlanych stosowanych w Krakowie i okolicach oraz na materiale skalnym z ods³oniêæ s¹ podstaw¹ do sfor-mu³owania poni¿szych wniosków.
Ocena roli zarówno czynników wp³ywaj¹cych na przy-œpieszone wietrzenie jak te¿ i ró¿nych mechanizmów tego wietrzenia jest trudna. Przyczyn¹ tego jest ogromne zró¿ni-cowanie czynników atmosferycznych powoduj¹cych przyœpieszone wietrzenie zarówno w przestrzeni (regional-ne zró¿nicowanie sk³adu i koncentracji zanieczyszczeñ atmosfery) jak i w czasie (zró¿nicowanie sk³adu i koncen-tracji zanieczyszczeñ atmosfery w cyklu rocznym, zmiany krótkoterminowe, zmiany koncentracji i sk³adu opadów atmosferycznych w trakcie ka¿dego opadu; Wilczy-ñska-Michalik i in., 2000). Istotne s¹ te¿ czynniki petro-graficzne a mianowicie sk³ad, struktura i tekstura ska³ wystawionych na dzia³anie czynników atmosferycznych. W trakcie reakcji ska³ z zanieczyszczon¹ atmosfer¹ ulegaj¹ zmianie sk³ad ska³y, porowatoœæ, w³aœciwoœci mechanicz-ne warstw powierzchniowych, czyli czynniki petrograficz-ne. Znaczny jest te¿ wp³yw czynników lokalnych, np. sposobu ekspozycji ska³y (bezpoœrednie przemywanie przez wody deszczowe lub brak przemywania), lokalnej koncentracji wilgoci, itp. (Wilczyñska-Michalik & Micha-lik, 1991, 1995).
Oddzia³ywanie czynników atmosferycznych polega na dostarczeniu (z wodami opadowymi lub przez adsorpcjê) do wietrzej¹cych ska³ znacznych iloœci soli, których kry-stalizacja mo¿e powodowaæ rozpad struktury ska³y
(wie-trzenie solne; Wilczyñska-Michalik i in., 2000). Opady
atmosferyczne o niskich wartoœciach pH i niskiej koncen-tracji rozpuszczonych sk³adników mog¹ powodowaæ usu-wanie ze ska³y niestabilnych w tych warunkach minera³ów (np. kalcytu) w wyniku rozpuszczania. Rola wietrzenia solnego i rozpuszczania mo¿e byæ zró¿nicowana regional-nie (obszary miejskie, obszary pozamiejskie; Wilczy-ñska-Michalik & Michalik, 1998) lub te¿ zró¿nicowana w czasie na skutek wystêpowania opadów o zró¿nicowanej charakterystyce na tym samym obszarze.
Znaczenie wietrzenia solnego i rozpuszczania w przy-œpieszonym wietrzeniu ska³ w obszarach o wysokim stop-niu antropogenicznego zanieczyszczenia atmosfery zale¿¹ od sk³adu ska³y i struktury ska³. Ska³y o wysokiej porowa-toœci s¹ szczególnie podatne na dezintegracjê wywo³an¹ krystalizacj¹ soli; powierzchnie ska³ zawieraj¹cych podat-ne na rozpuszczanie sk³adniki podlegaj¹ znaczpodat-nej recesji pod wp³ywem agresywnych chemicznie roztworów (Michalik & Wilczyñska-Michalik, 1998). Powierzchnio-we przejawy oddzia³ywania obu tych procesów mog¹ byæ bardzo podobne.
Literatura
MICHALIK M. & WILCZYÑSKA-MICHALIK W. 1998 —The influence of air pollution on weathering of buildingstones in Kraków. Folia Fac. Sci. Nat. Univ. Mas. Brun., Geologia, 39, Enviweath 96, P. Sulovsky & J. Zeman (eds.): 159–167.
WILCZYÑSKA-MICHALIK W. & MICHALIK M. 1991 — Mineral composition and structure of crusts on dolomitic building materials in urban atmosphere in Krakow. Miner. Pol., 22: 69–78.
WILCZYÑSKA-MICHALIK W. & MICHALIK M. 1995 — Deterioracja materia³ów skalnychw budowlach Krakowa. Prz. Geol., 43: 227–235.
WILCZYÑSKA-MICHALIK W. & MICHALIK M. 1998 — Differences of the mechanism of weathering of the Jurassic Folia Fac. Sci. Nat. Univ. Mas. Brun., Geologia, 39, Enviweath 96, P. Sulovsky & J. Zeman (eds.): 233–239.
WILCZYÑSKA-MICHALIK W., PIECZARA P., £ATKIEWICZ A. & MICHALIK M. 2000 — Sk³ad chemiczny opadów atmosferycznych w Krakowie jako czynnik wietrzenia solnego skalnych materia³ów budowlanych. [W:] Z. Zio³o (red.) — Dzia³alnoœæ cz³ow ieka i jego œrodowisko. Wyd. Nauk. Akademii Pedagogicznej w Krakowie:73–91.
¯y³y skaleniowe w strefach zbrekcjowanych os³ony granodiorytu z Pilicy
Anna Wolska*
W rejonie Pilicy (po³udniowo-zachodnia krawêdŸ blo-ku ma³opolskiego), w otworze WB-114 na g³êbokoœci od 415 do 466 m nawiercono strefê zbrekcjowanych ska³ os³ony granodiorytu z Pilicy. Wiek osadowych ska³ os³ony okreœlono jako staropaleozoiczny (Harañczyk, 1983). W interwale od 440 do 452 m ostrokrawêdziste fragmenty ska³ osadowych s¹ poprzecinane krzy¿uj¹cymi siê ¿y³kami
skaleniowymi i spojone turmalinem. Miejscami ska³a jest tak przesycona turmalinem, ¿e uzyskuje czarn¹ barwê.
¯y³ki skaleniowe o gruboœci od 0,5 do 0,2 cm maj¹ bar-wê bia³¹, jasnoró¿ow¹ i ró¿ow¹. Wystêpuj¹ce w nich skale-nie tworz¹ kryszta³y o zarysach hipautomorficznych, rzadko s¹ prawid³owo wykszta³cone jako kryszta³y tablicz-kowe. Osi¹gaj¹ rozmiary od 0,4 do 1,3 mm. S¹ bezbarwne lecz czêsto zmêtnia³e od rozsianego pigmentu tlenków ¿elaza (Koszowska i in., 1995). Maj¹ niskie wspó³czynniki za³amania œwiat³a zbli¿one do balsamu i dobr¹ ³upliwoœæ wed³ug (001). Wykazuj¹ zbliŸniaczenia polisyntetyczne o zmiennej gruboœci lamelek bliŸniaczych, które czêsto ule-gaj¹ wyklinowywaniu. Skalenie s¹ obroœniête igie³kowymi 353
Przegl¹d Geologiczny, vol. 49, nr 4, 2001
*Instytut Nauk Geologicznych, Uniersytet Jagielloñski, ul. Oleandry 2a, 30-063 Kraków
*Instytut Geografii, Akademia Pedagogiczna,
ul. Podchor¹¿ych 2, 30-084 Kraków, wmichali@wsp.kra-kow.pl
**Instytut Nauk Geologicznych, Uniwersytet Jagiello-ñski,
skupieniami zbudowanymi z turmalinu (Harañczyk, 1975; Wolska, 1991). W ¿y³kach o ró¿nej barwie stwierdzono obecnoœæ albitu o zawartoœci cz¹steczki Ab maksymalnie do 99,5% mol. z niewielk¹ domieszk¹ cz¹steczki An od 1,2 do 0,5% mol., a sporadycznie z domieszk¹ cz¹steczki Or (0,6 % mol.). W badanych albitach stwierdzono wystêpo-wanie nastêpuj¹cych pierwiastkow œladowych: Sr, Cr i Cu (Wolska, 1991). Pod wzglêdem strukturalnym omawiane albity s¹ reprezentowane przez odmianê albitu niskotem-peraturowego, co stwierdzono na podstawie obecnoœci naj-intensywniejszego refleksu 3,19 Å na dyfraktogramie rentgenowskim (Wolska, 1991).
¯y³y epigenetyczne, do których mo¿na zaliczyæ opi-sywane ¿y³ki skaleniowe mog¹ tworzyæ siê w szerokim zakresie temperatur od 350 do 700°C. ¯y³y tego typu s¹ powi¹zane genetycznie ze z³o¿ami Sn, W, Cu i Li tworz¹cymi siê w zbrekcjowanych ska³ach w brze¿nych czêœciach os³ony intruduj¹cych plutonów granitoido-wych. O zwi¹zku badanych ¿y³ek albitowych z minerali-zacj¹ kruszcow¹ œwiadczy obecnoœæ kasyterytu, pirytu, rutylu niobonoœnego i fluorytu w ska³ach zbrekcjowa-nych z rejonu Pilicy (Harañczyk, 1983). Zw³aszcza
poja-wienie siê kasyterytu (Harañczyk, 1983) mo¿e sugerowaæ pneumatolityczne oddzia³ywanie granodio-rytu z Pilicy i rozwój procesów grejzenizacji i turmalini-zacji w jego apikalnych czêœciach jak i w ska³ach os³ony. Harañczyk (1983) rozwój zjawisk turmalinizacji powi¹za³ z etapem mineralizacji poprzedzaj¹cym, tzw. m³odsz¹ waryscyjsk¹ mineralizacjê typu porfirowych z³ó¿ Cu i Mo. Z procesem turmalinizacji wi¹zano tak¿e zjawiska albityzacji i chlorytyzacji rozwiniête w ska³ach rejonu Pilicy (Harañczyk, 1983). Przeprowadzone bada-nia wskazuj¹, ¿e proces albityzacji móg³ poprzedzaæ pro-ces turmalinizacji.
Literatura
HARAÑCZYK C. 1975 — Turmalinizacja ska³ paleozoicznych z oko-licy Pioko-licy. Prz. Geol., 23: 125–127.
HARAÑCZYK C. 1983 — Paragenezy mineralne w z³o¿ach Krakowi-dów i ich pokrywy. Ann. Soc. Geol. Pol., 51: 91–126.
KOSZOWSKA E., OLECH Z. & WOLSKA A. 1995 — EPR spectra of natural red feldspars (alumosilicates) containing Fe3+and other
tran-sition metal ions. ISMRCIS Madrid, Spain, september 11–15.1995. (Abstract).
WOLSKA A. 1991 — Przeobra¿enia hydrotermalne intruzji granodio-rytowych z obszaru œl¹sko-krakowskiego. Praca doktorska. Wydz. BiNoZ, Uniwersytet Jagielloñski.
Badanie okruchów kwarcu ¿y³owego w ska³ach klastyczych Sudetów
Krystyna Wo³kowicz*
Kwarc ¿y³owy jest pospolity we wszystkich jednost-kach strukturalnych Sudetów — wystêpuje na obszarze bloku karkonosko-izerskiego, Gór Kaczawskich, Gór Sowich, metamorfiku Œnie¿nika, masywów metamorficz-nych i magmowych ods³aniaj¹cych siê na przedpolu Sude-tów oraz w klastycznych utworach osadowych depresji œródsudeckiej i pó³nocnosudeckiej.
ród³em kwarcu dla ska³ terygenicznych s¹ ska³y mag-mowe, metamorficzne i starsze ska³y osadowe. W materia-le okruchowym ska³ gruboklastycznych mo¿liwe jest te¿ zidentyfikowanie kwarcu pochodz¹cego z ¿y³ kwarco-wych. Pierwszym etapem s¹ obserwacje makro- i mikro-skopowe, uzupe³nione o badania katodoluminescencyjne oraz termobarometryczne. Nale¿y przyj¹æ jednak kontro-wersyjne za³o¿enie, ¿e barwy katodoluminescencyjne zia-ren kwarcu pozosta³y niezmienione w stosunku do barw kwarcu w ska³ach pierwotnych, tak¿e podczas transportu, depozycji i diagenezy (Marschall, 1988). Dla rozwi¹zania podjêtego problemu istotne znaczenie ma te¿ podwy¿szo-na zawartoœæ niektórych pierwiastków œladowych.
Kwarc hydrotermalny z ¿y³ i stref okwarcowania w Sudetach jest przewa¿nie grubokrystaliczny (miejscami wykazuj¹cy mozaikow¹ granulacjê), jasnoszary lub mlecz-ny, wygaszaj¹cy œwiat³o zwyczajnie lub faliœcie. Czêsto obserwowano kilka generacji tego minera³u, wskazuj¹cych na pulsacyjny dop³yw lub remobilizacjê krzemionki. Zwy-kle ró¿ni¹ siê one barwami katodoluminescencyjnymi (Wo³kowicz, 1996, 2000) oraz iloœci¹ i sposobem wystêpo-wania inkluzji fluidalnych. Wrostki te w kwarcu ¿y³owym s¹ z regu³y liczne, lecz bardzo drobne. Obserwacje
mikro-skopowe i analizy chemiczne wskazuj¹, ¿e kwarc ¿y³owy jest czêsto skontaminowany materia³em ska³ otaczaj¹cych. Analizy wykszta³cenia kwarcu ¿y³owego prowadzi³y do interpretacji pochodzenia kwarcu okruchowego. Naj-lepsze rezultaty uzyskano badaj¹c otoczaki kwarcowe pochodz¹ce z górnokredowych zlepieñców z Idzikowa, gdy¿ mo¿na z du¿¹ doz¹ prawdopodobieñstwa wskazaæ na ich pochodzenie hydrotermalne z pobliskiego pasma Kro-wiarek. W jasnoszarym, grubokrystaliczym, przejrzystym kwarcu stwierdzono podwy¿szon¹ zawartoœæ Ba (do 19 ppm), a tak¿e Cu (do 117 ppm) i Zn (do 11 ppm). Zaobser-wowano te¿ cechy charakterystyczne dla zbadanych wcze-œniej kwarców ¿y³owych z Kletna — ciemnobr¹zowe barwy katodoluminescencyjne oraz liczne i drobne inklu-zje fluidalne.
Wybrane okruchy kwarcu ze zlepieñców karboñskich (Wa³brzych, Marczów) i permskich (Wambierzyce, Dob-ków) tak¿e wykazywa³y cechy wskazuj¹ce na genezê ¿y³ow¹ (br¹zowa luminescencja o ró¿nej intensywnoœci, niekiedy z granatowym odcieniem, du¿e iloœci przewa¿nie drobnych inkluzji fluidalnych, podwy¿szona zawartoœæ pierwiastków œladowych wskazuj¹ca na pochodzenie z ¿y³ kruszcowych). Wyznaczenie obszaru alimentacji dla bada-nych kwarców nie by³o jednak mo¿liwe.
Pomierzone w kilku osobnikach temperatury homoge-nizacji inkluzji fluidalnych z regu³y przekraczaj¹ 300oC.
Literatura
MARSHALL D. J. 1988 — Cathodoluminescence of Geological Mate-rials. UNWIN HYMAN. Boston:138.
WO£KOWICZ K. 1996— Przejawy mineralizacji w Marcinkowie (metamorfik Œnie¿nika). Prz. Geol., 44: 386–390.
WO£KOWICZ K. 2000 — O katodoluminescencji sudeckich kwarców ¿y³owych. Prz. Geol., 48: 625–633.
354
Przegl¹d Geologiczny, vol. 49, nr 4, 2001
* Pañstwowy Instytut Geologiczny, ul. Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa, e-mail: kwol@pgi.waw.pl
