wotn¹ i niezaburzon¹. Dotyczy to w szczególnoœci obsza-rów, na których utwory solne zalegaj¹ po³ogo i nie tworz¹ wyraŸnych struktur solnych. Badania mezo- i mikrostruk-turalne prowadzone przez autora w ska³ach cechsztyñskiej serii solnej rejonu kujawskiego oraz monokliny przedsu-deckiej wykaza³y, ¿e zarówno w z³o¿onych strukturach wysadowych, jak i pok³adowo zalegaj¹cych utworach poszczególne cz³ony litostratygraficzne s¹ w ró¿nym stop-niu tektoniczne zaanga¿owanie, a ich budowa wewnêtrzna nie jest jednorodna. Paradoksalnie, najsilniejsza wewnêtrz-na deformacja i jednoczeœnie wewnêtrz-najs³absze rozpozwewnêtrz-nanie struk-tury wewnêtrznej cechuje eksploatowane cz³ony profilu cechsztyñskiego — sole kamienne i sole potasowo-magne-zowe. Konsekwencj¹ takiego stanu rzeczy s¹ komplikacje towarzysz¹ce eksploatacji. Tymczasem mezo- i mikro-struktury zawarte w solach pozwalaj¹ przynajmniej na czê-œciowe okreœlenie budowy z³o¿a.
Obserwacje mezostrukturalne wykaza³y, ¿e na pozór jednorodnie laminowane sole kamienne s¹ wewnêtrznie pofa³dowane, a zale¿nie od stadium ewolucji struktury sol-nej i warunków zewnêtrznych fa³dy te mog¹ ulegaæ z³o¿onej interferencji. Powszechnie wystêpuj¹ce w solach strefy œcinania prowadz¹ do rozwoju wielu odk³uæ, reduk-cji skrzyde³ fa³dów i modyfikareduk-cji ich stref przegubowych, do redukcji b¹dŸ zwiêkszenia mi¹¿szoœci warstw, a nawet petrograficznej przebudowy ska³ (zw³aszcza przy udziale roztworów — np. poprzez krystalizacjê minera³ów epige-netycznych, przeobra¿enia fazowe). Przewarstwienia ska³ mniej podatnych na odkszta³cenie ulegaj¹ budinowaniu lub ca³kowitemu roztarciu. Pomiêdzy strefami intensywnej deformacji istniej¹ jednak¿e strefy w znikomym stopniu zaanga¿owane tektonicznie. Dowodem na to s¹ zachowane pierwotne struktury sedymentacyjne, jak np. poligony z wysychania w wysadzie solnym „K³odawa” (Burliga, 1997).
Mikrostrukturalna analiza p³ytek cienkich i plastrów soli w œwietle przechodz¹cym i odbitym umo¿liwi³a szcze-gó³owe rozpoznanie budowy wewnêtrznej warstw soli kamiennych. Wykaza³a ona jednoczeœnie, i¿ w ska³ach sol-nych z rejonu kujawskiego i monokliny przedsudeckiej wystêpuje podobne wykszta³cenie halitu oraz zró¿nicowa-nie strukturalne i teksturalne soli. Wielkoœæ ziaren halitu waha siê na ogó³ w granicach 0,5– 2 cm, mo¿e jednak
prze-kraczaæ nawet 10 cm. Ziarna maj¹ pokrój od nieregularne-go po euhedralny, a ich kszta³t rzutuje na kierunkowoœæ wiêŸby ska³y. Powy¿sze zmiany cech s¹ strefowe, co wska-zuje na ich genetyczny zwi¹zek z procesami tektonicznymi zachodz¹cymi w solach oraz na dynamiczn¹ rekrystaliza-cjê halitu. Bezpoœrednim dowodem rekrystalizacji jest obecnoœæ podziarn w ziarnach halitu uwidocznionych po chemicznym trawieniu p³ytek soli oraz po napromieniowa-niu ich promieniamiã. Podziarna wystêpuj¹ tylko w ziar-nach nieregularnych i we wszystkich opróbowanych cia³ach solnych wskazuj¹ na strefow¹ deformacjê w warunkach naprê¿enia ró¿nicowego od 0,4 do 3,99 MPa. Próbki napromieniowane promieniamiã obrazuj¹ ponadto wiekowe zró¿nicowanie ziaren halitu — czêœæ ziaren zachowa³a starsze j¹dro w otoczce nowej fazy mineralnej, inne uleg³y ca³kowitej rekrystalizacji. Uwidaczniaj¹ one równie¿ powszechne wystêpowanie inkluzji ciek³ych i gazowych w solach.
Ogó³ cech mezo- i mikrostrukturalnych obserwowa-nych w solach cechsztyñskich w badaobserwowa-nych obszarach base-nu polskiego umo¿liwia wyró¿nienie w ich obrêbie struktur tektonicznych ró¿nego rzêdu, w szczególnoœci okreœlenie wielkoskalowych struktur fa³dowych i stref œci-nania, które w istotnym stopniu rzutuj¹ na przestrzenn¹ zmiennoœæ parametrów jakoœciowych z³o¿a, a w konse-kwencji na kierunki eksploatacji lub rozwoju komór ³ugowniczych (Burliga i in., 2005). Zgromadzone obser-wacje potwierdzaj¹ wczeœniejsze wnioski autora, i¿ p³yniê-cie soli jest inicjowane ju¿ przy po³ogim zaleganiu serii solnej (Burliga, 1997) i prowadzi ono do przefa³dowania i z³uskowania warstw soli kamiennych. Fakty te powinny byæ rozwa¿one przy szacowaniu pierwotnej mi¹¿szoœci utworów cechsztynu i w rekonstrukcjach basenowych.
Literatura
BURLIGA S. 1997 — Ewolucja wysadu solnego K³odawy. [W:] Burli-ga S. (red.), Tektonika solna regionu kujawskiego: 1–12. Wyd. Wind-J.Wojewoda, Wroc³aw.
BURLIGA S., JANIÓW S. & SADOWSKI A. 2005 — Perspektywy eksploatacji soli w kopalni soli „K³odawa” w aspekcie aktualnego sta-nu wiedzy o budowie tektonicznej wysadu K³odawy. Techn. Poszuk. Geol. Geosynopt. i Geoter., 44: 17–25.
Chemostratygrafia cechsztyñskich soli kamiennych w Polsce
Hanna Tomassi-Morawiec*
Oznaczenia zawartoœci bromu w solach kamiennych s¹ podstawow¹ metod¹ okreœlenia genezy tych ska³ (Holser, 1966, 1970, 1979; Holser & Wilgus, 1981; Raup & Hite, 1996; Walaszko, 1956). Zawartoœæ bromu w kryszta³ach halitu, pierwiastka w³¹czanego w sieæ krystaliczn¹ w miej-sce chloru podczas wytr¹cania siê chlorków, jest wprost proporcjonalna do jego zawartoœci w macierzystej solance i mo¿e byæ wskaŸnikiem etapu procesu ewaporacji lub wtórnej genezy badanych chlorków. Ka¿dy zbiornik ewa-poracyjny, w którym formowa³y siê utwory solne, ma nieco odmienn¹ historiê rozwoju i chemizm wód, zatem rozk³ad zawartoœci bromu w profilu osadzonej serii solnej umo¿li-wia przeœledzenie historii zasolenia zbiornika i mo¿e byæ kryterium pozwalaj¹cym odró¿niæ od siebie ska³y powsta³e
w odmiennych warunkach i ró¿nym czasie. Metoda che-mostratygraficzna, wykorzystuj¹ca w tym przypadku zawartoœæ bromu jest szczególnie u¿yteczna w rozpozio-mowaniu sukcesji ska³ o ma³ym zró¿nicowaniu litologicz-nym i pozbawionych zapisu paleontologicznego, jakimi s¹ w³aœnie formacje soli kamiennych. Badania takie prowadzo-ne s¹ obecnie na obszarze Niemiec w obrêbie cechsztyñskich serii solnych (Schramm i in., 2002). W Polsce pierwsze porównania utworów solnych neogeñskich i permskich pod wzglêdem zawartoœci w nich pierwiastków œladowych pro-wadzi³ Garlicki i in. (1991), zró¿nicowanie zaœ sk³adu che-micznego ewaporatów poszczególnych cyklotemów buduj¹cych k³odawski wysad solny oceniali m.in.: Garlicki (1993), Wachowiak (1998) i Œlizowski z zespo³em (2000). Z kolei wyniki badañ sk³adu solanek w inkluzjach fluidalnych w halicie umo¿liwiaj¹ okreœlenie czy jest to halit pierwotny b¹dŸ wtórny i jaki typ chemiczny reprezentowa³y pierwotne 315 Przegl¹d Geologiczny, vol. 54, nr 4, 2006
*Pañstwowy Instytut Geologiczny, ul. Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa
solanki basenowe, nie pozwalaj¹ jednak na jego rozró¿nienie wiekowe w obrêbie cechsztynu (np. Czapowski & Kova-levich, 1999; Kovalevych i in., 2000; Peryt i in., 2002).
Obserwacje zmian zawartoœci bromu w solach kamien-nych poszczególkamien-nych cykli cechsztynu w ró¿kamien-nych rejonach Polski wykaza³y, ¿e istniej¹ wyraŸne ró¿nice w zawartoœci tego pierwiastka w ogniwach solnych ró¿nego wieku i z ró¿nych obszarów depozycji. Sole cyklu PZ1 (ogniwo naj-starszej soli kamiennej — Na1) na wiêkszoœci obszaru swego wystêpowania charakteryzuj¹ siê przewa¿nie ni¿szymi war-toœciami minimalnymi i œrednimi (mediana) zawartoœci bro-mu (odpowiednio: <10–30 ppm i 40–74 ppm) w porównaniu z halitytami cykli PZ2 i PZ3 (odpowiednio 18–62 ppm i 57–120 ppm dla cyklu PZ2 oraz <10–45 ppm i 68–95 ppm dla cyklu PZ3). Równie¿ sól kamienna najstarszego subcyklu cyklu PZ4 (ogniwo najm³odszej soli kamiennej dolnej [Na4a]) ma wy¿sze wymienione wartoœci (19–44 ppm i 62–109 ppm), zbli¿one w przedziale do halitytów ogniwa starszej soli kamiennej (Na2). Istotne ró¿nice obserwuje siê te¿ pomiêdzy zawartoœci¹ bromu w utworach solnych ogniw zubru brunatnego (Na3t, cykl PZ3, mediana: 146 ppm) i zubru czerwonego (Na4t, cykl PZ4, mediana: 33 ppm), co pozwala oba ogniwa ³atwo odró¿niæ po wykonaniu analizy, podczas gdy w górotworze jest to czêsto trudne ze wzglêdu na niejednokrotnie zbli¿one zabarwienie obu typów ska³.
W przypadku niezaburzonych formacji solnych o cha-rakterze pok³adowym, obserwacje zmian zawartoœci bromu w profilach poszczególnych ogniw solnych w ró¿nych rejo-nach Polski pozwalaj¹ wyró¿niæ odcinki serii solnych o podobnych tendencjach zmian zawartoœci bromu i podobnej œredniej zawartoœci tego pierwiastka, daj¹ce siê korelowaæ w skali lokalnej i regionalnej. W przypadku struktur wysa-dowych, w których ska³y uleg³y niejednokrotnie silnym przeobra¿eniom mechanicznym (fa³dowania, przemieszcze-nia), powoduj¹cym m.in. zatarcie pierwotnych cech sedy-mentacyjnych, analiza zawartoœci bromu mo¿e byæ bardzo pomocna przy okreœleniu w³aœciwej pozycji stratygraficznej danego wydzielenia, a tak¿e przy rozpoznaniu trudnych do
wyró¿nienia makroskopowego elementów strukturalnych takich jak: fa³dy, powtórzenia, wyciœniêcia.
Literatura
CZAPOWSKI G. & KOVALEVICH V. M. 1999 — Sedimentology and inclusion brine chemistry of Upper Permian (Upper Zechstein) halite units from central Poland. Biul. PIG, 387: 20–21.
HOLSER W. T. 1966 — Bromide geochemistry of salt rocks. [W:] Second Symp. on Salt, 1: 248–275. The Northern Ohio Geol. Soc. HOLSER W. T. 1970 — Bromide geochemistry of some non-marine salt deposits in the Southern Great Basin. Mineral. Soc. Amer. Spec. Pap., 3: 307–319.
HOLSER W. T. 1979 — Rotliegend Evaporites, Lower Permian of Northwestern Europe. Geochemical Confirmation of the Non-Marine Origin. Erdl. Kohle, Erdgas, Petroch., 32: 159–162.
HOLSER W. T. & WILGUS C. K. 1981 — Bromide profiles of the R`t Salt, Triassic of northern Europe, as evidence of its marine origin. Neu-es Jahrb. Miner. Mh., 6: 267–276.
GARLICKI A. 1993 — On Some Trace Elements of Zechstein Salts in Poland. 7th Symp. on Salt, 1: 165–170.
GARLICKI A., SZYBIST A. & KASPRZYK A. 1991 — Badania pier-wiastków œladowych w z³o¿ach soli i surowców chemicznych. Prz. Geol., 38: 187–195.
KOVALEVYCH V. M., CZAPOWSKI G., HA£AS S. & PERYT T. M. 2000 — Chemiczna ewolucja solanek cechsztyñskich basenów ewapo-ratowych Polski: badania inkluzji fluidalnych w halicie z poziomów soli Na1-Na4. Prz. Geol., 48: 448–454.
PERYT T. M., CZAPOWSKI G., KOVALEVYCH V. & VOVNYUK S. 2002 — Significance of composition of fluid inclusions in the Zechstein salt breccias (zubers) in Poland. Schrift. Deutsch. Geol. Gessellsch., 17: 158. RAUP O. R. & HITE R. J. 1996 — Bromine Geochemistry of Chloride Rocks of the Middle Pennsylvanian Paradox Formation of the Hermosa Group, Paradox Basin, Utah and Colorado. U.S. Geol. Surv. Bull. 2000-M. 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. Solution Mining Research Institute, Tech. Conference Paper, Fall 2002 Meeting, 6–9 October, Bad Ischl, Austria: 1–12.
ŒLIZOWSKI K., GILEWICZ W. J., KASPRZYK W., LANKOF L., NEY R., PAWLIKOWSKI M., PRZEW£OCKI K. & ŒLIZOWSKI J. 2000 — Badania laboratoryjne kompleksów zubrów m³odszych Z3 (brunatnych) i najm³odszych Z4 (hematytowych) cechsztyñskiej formacji solonoœnej dla wstêpnej oceny ich przydatnoœci do budowy podziemnego sk³adowiska odpadów promieniotwórczych. IGSMiE PAN, Kraków. WACHOWIAK J. 1998 — Studium mineralogiczne ska³ chemicznych i silikoklastycznych wysadu solnego K³odawa. Arch. AGH Kraków. WALASZKO M. G. 1956 — Gieochimija broma w prociesach galogie-neza i ispolzowania soder¿ania broma w kaczestwie geneticzeskowo i poiskowo kriteria. Gieochimija, 6: 33–48.
Cechsztyñskie sole potasowo-magnezowe w rejonie Zatoki Gdañskiej
Tadeusz Marek Peryt*, Tadeusz Smakowski*
Sole potasowo-magnezowe stwierdzono w otoczeniu Zatoki Gdañskiej w obrêbie utworów cyklu PZ1 po stronie zachodniej, w rejonie Zatoki Puckiej (np. Werner, 1972; Stêpniewski, 1973; Poborski, 1975; Pizon i in., 1985) oraz po stronie wschodniej, w okolicach ¯elaznej Góry (Stolar-czyk, 1972). W rejonie Zatoki Puckiej rozpoznano cztery z³o¿a polihalitów o nastêpuj¹cych parametrach:
Utwory polihalitowe maj¹ nieregularn¹ formê (Pizon i in., 1985; Peryt i in., 1998, 2005) i przechodz¹ poziomo w warstwy polihalitów stwierdzone (Werner, 1972) w œrod-kowej i górnej czêœci najstarszej soli kamiennej w rejonie Ch³apowa, na zachód od Zdrady i na wschód od Swarzewa. Ponadto warstwê polihalitu (o mi¹¿szoœci 1,9 m) stwier-dzono w otworze Widowo ONZ1 (Werner, 1972), a w otworze Ch³apowo S-1 wystêpuj¹ chlorkowe sole K-Mg o mi¹¿szoœci 11,2 m (Stêpniewski, 1973).
Ze wzglêdu na specyficzny sk³ad mineralny oraz che-miczny polihalitów mo¿na z nich produkowaæ siarczanowe sole K-Mg, bardzo poszukiwane na rynku miêdzynarodo-wym i znacznie dro¿sze od soli chlorkowych K (ok. 2–4 razy). Bior¹c pod uwagê ograniczony rynek, projektowana — w rejonie Zatoki Puckiej — produkcja po opanowaniu tech-nologii, powinna kszta³towaæ siê na maksymalnym poziomie 500 tys. t/rok. Dla potrzeb tej produkcji, wydobycie w zale-¿noœci od sposobu (metoda sucha podziemna lub otworowa) 316
