Wstêpne dane o nowym wyst¹pieniu ró¿owego korundu (rubinu)
w S³awniowicach w Sudetach Wschodnich
Krzysztof £obos
1, Tomasz Pawlik
2Preliminary notes on a new occurrence of pink corundum (ruby) in S³awniowice (Eastern Sudetes). Prz. Geol., 69: 169–173; doi: 10.7306/2021.11
A b s t r a c t. Grains of light pink and pink-violet corundum (ruby) were recognized in the allu-via of the Maruszka stream cutting the deposit of S³awniowice marble. The grains reach a size of up to 3 mm. They are usually slightly rounded or angular and sometimes barrel-shaped. X-ray powder diffraction and energy-dispersive X-ray spectroscopy analysis of corundum were performed. Mineral inclusions in the corundum grains have been also identified.
Keywords: corundum, ruby, S³awniowice, Eastern Sudetes
W osadach niewielkiego potoku Maruszka rozcina-j¹cego ska³y z³o¿a marmurów w S³awniowicach (gmina G³ucho³azy, woj. opolskie) autorzy stwierdzili wystêpowa-nie wystêpowa-niewielkich, zazwyczaj s³abo obtoczonych lub kancia-stych, nieregularnych ziaren korundu, które ze wzglêdu na barwê mo¿na uznaæ za rubiny. Wspomniany potok, który ma swój pocz¹tek przy polsko-czeskiej granicy, przep³ywa w bliskim s¹siedztwie wyrobisk s³awniowickich marmu-rów (ryc. 1). Ró¿nej wielkoœci fragmenty tych ska³ s¹ do-minuj¹cym materia³em w aluwiach. Na podstawie obser-wacji terenowych wysuniêto przypuszczenie, ¿e marmury s¹ ska³¹ macierzyst¹ dla zidentyfikowanych rubinów.
Rubin to rzadka odmiana korundu (Al2O3) o barwie
czerwonej w ró¿nych odcieniach. Wielu autorów zalicza do nich tak¿e korundy purpurowe oraz ró¿owe (Hughes, 1997; Girulski, 2011). Barwa rubinów wynika z obecnoœci chromu podstawiaj¹cego glin, o czym bêdzie mowa w dal-szej czêœci artyku³u.
Do tej pory na obszarze Sudetów rubiny by³y notowane w aluwiach Izerki na Hali Izerskiej, w piaskach z³otonoœ-nych okolic Z³otoryi oraz w osadach Kwisy w rejonie Leœnej (Jêczmyk, Kanasiewicz, 1970; Grodzicki, Sachan-biñski, 1975). Z kolei in situ ró¿owe rubiny zosta³y stwier-dzone w eklogitach amfibolowych z Bystrzycy Górnej w Górach Sowich (Smulikowski, Bakun-Czubarow, 1969). W pracach zawieraj¹cych charakterystykê mineralogiczn¹ marmurów s³awniowickich do tej pory nie wspominano o rubinach czy korundach w ogóle (zob. np. Wojtyna, 2013). Tym bardziej wiêc potwierdzenie nowego stanowi-ska wystêpowania tej odmiany korundu w Polsce jest warte odnotowania.
ZARYS BUDOWY GEOLOGICZNEJ OKOLIC S£AWNIOWIC
W okolicach S³awniowic zlokalizowanych w Sudetach Wschodnich w pod³o¿u wystêpuj¹ trzy kompleksy skalne: prekambryjski kompleks paragnejsowy, dolnodewoñskie kwarcyty grupy Vrbna oraz waryscyjskie granitoidy ¦u-lovej (Majerowicz, Sawicki, 1958; Dumicz, 1961; Bereœ
i in., 1966). Marmury s³awniowickie stanowi¹ sk³adow¹ kompleksu paragnejsowego. Oprócz paragnejsów i ska³ wêglanowych zosta³y w nim wyró¿nione migmatyty, amfi-bolity oraz ³upki krystaliczne. Te ostatnie kontaktuj¹ zgod-nie z marmurami, co wskazuje na ci¹g³oœæ sedymentacyjn¹ oraz zbli¿ony wiek tych ska³ (Dumicz, 1969). Kompleks paragnejsowy powsta³ ze zró¿nicowanego protolitu w wy-niku metamorfizmu regionalnego wieku prekambryjskiego (Oberc, 1957) b¹dŸ zwi¹zanego z orogenez¹ kaledoñsk¹ (Teisseyre, 1956) w warunkach p-T odpowiadaj¹cych facji almandynowo-amfibolitowej (Majerowicz, Sawicki, 1958; Wojtyna, 2013).
W samym z³o¿u marmurów wyró¿niono marmury kalcytowe i dolomitowe, w których lokalnie wystêpuj¹ wk³adki pegmatytów, amfibolitów, ³upków krystalicznych i kwarcytów. Proces dolomityzacji marmurów jest wi¹zany z metasomatycznym oddzia³ywaniem pobliskich, waryscyj-skich granitoidów (Bereœ i in., 1966).
Marmury kalcytowe tworz¹ w s³awniowickim z³o¿u szeœæ wyd³u¿onych soczew o d³ugoœci 500–800 m, prze-warstwionych innymi ska³ami metamorficznymi, g³ównie ³upkami krystalicznymi (Bereœ i in., 1966; Dumicz, Maje-rowicz, 1969). Marmur dolomitowy wystêpuje jedynie w pó³nocno-wschodniej czêœci z³o¿a (ryc. 1).
CHARAKTERYSTYKA RÓ¯OWYCH KORUNDÓW (RUBINÓW) ZE S£AWNIOWIC
W aluwiach potoku Maruszka k. S³awniowic korundy wystêpuj¹ w niewielkich iloœciach. Spoœród innych mine-ra³ów ciê¿kich, towarzysz¹cych korundowi, najczêœciej spotyka siê granaty i magnetyt.
Ziarna korundu s¹ zazwyczaj s³abo obtoczone lub maj¹ nieregularny, kanciasty pokrój. Rzadziej spotyka siê krysz-ta³y beczu³kowate. Wielkoœæ ziaren waha siê w granicach 0,5–3,0 mm. Wiêkszoœæ korundów ma bladoró¿ow¹ barwê, choæ dostrzega siê pewn¹ zmiennoœæ jej intensywnoœci. Niektóre ziarna charakteryzuj¹ siê jedynie bardzo delikat-nie zaznaczaj¹cym siê odciedelikat-niem ró¿u. Inne maj¹ znaczdelikat-nie intensywniejsze zabarwienie, niekiedy o specyficznym
Przegl¹d Geologiczny, vol. 69, nr 3, 2021; http://dx.doi.org/10.7306/2021.11
K. £obos T. Pawlik
1
Wy¿sza Szko³a Bankowa, ul. Fabryczna 29/31, 53-609 Wroc³aw; krzysztof.lobos@wsb.wroclaw.pl
2
GDDKiA Oddzia³ we Wroc³awiu, Wydzia³ Technologii, Zespó³ Kruszyw, ul. Drogowców 2, Mokronos Dolny, 55-080 K¹ty Wroc³awskie; tpawlik@gddkia.gov.pl
ró¿owofioletowym odcieniu (ryc. 2). S³awniowickie ko-rundy zawieraj¹ du¿¹ iloœæ wrostków mineralnych. Niekie-dy jest ich tak wiele, ¿e ziarna przybieraj¹ niemal czarn¹ barwê. Wiêkszoœæ ziaren opisywanego minera³u w œwietle UV wykazuje te¿ bardzo intensywn¹ purpurow¹ lumine-scencjê.
BADANIA KORUNDÓW
Niewielka iloœæ ziaren korundu (ok. 20) zosta³a pozy-skana przez autorów z aluwiów potoku metod¹ szlichow¹. W³aœciwej separacji dokonano rêcznie, posi³kuj¹c siê lamp¹ UV, dziêki czemu mo¿liwe by³o oddzielenie ziaren o silnej fluorescencji.
W celu potwierdzenia obecnoœci korundu w aluwiach okolic S³awniowic czêœæ pozyskanego materia³u (³¹cznie 18 ziaren) poddano badaniom metodami rentgenowskiej dyfraktometrii proszkowej (XRD) oraz dyspersji energii
promieniowania rentgenowskiego (EDS). Analizy wyko-nano w Pracowni Badañ Rentgenostrukturalnych oraz Pra-cowni Mikroskopii Skaningowej Instytutu Nauk o Ziemi na Wydziale Nauk Przyrodniczych Uniwersytetu Œl¹skiego. Analizy rentgenostrukturalne przeprowadzono na dy-fraktometrze rentgenowskim PANalytical, model MPD X’Pert Pro, PW3040/60 (promieniowanie Co Ka1- l = = 1,789010, filtr Fe, napiêcie i natê¿enie pr¹du lampy – 40 kV, 40 mA, krok przesuwu D2Q = 0,02°, czas zliczeñ impulsów – 400 sekund, detektor – X’Celerator, pomiar w geometrii Bragg-Brentano). Uzyskany dyfraktogram pod-dano obróbce w programie HighScore+ firmy PANalytical (wersja 4.9). Identyfikacjê minera³u wykonano na podsta-wie bazy wzorców: International Centre for Diffraction Data (wersja 2019) oraz Inorganic Crystal Structure Database (wersja 2015). Do analizy XRD przeznaczono 11 ziaren.
W uzyskanym dyfraktogramie obecne s¹ wszystkie linie dyfrakcyjne charakteryzuj¹ce korund. Najsilniejsze
re-Ryc. 1. Mapa geologiczna obszaru z³o¿a marmurów w S³awniowicach (Bereœ i in., 1966) Fig. 1. Geological map of the marble deposit area in S³awniowice (Bereœ et al., 1966)
fleksy to: 3,4776, 2,5486, 2,3781, 2,0840, 1,7393, 1,6008, 1,4042 i 1,3736 (dyfraktogram badanej próbki prosz-kowej przedstawiono na ryc. 3). Obliczone parametry ko-mórki elementarnej przedstawiaj¹ siê nastêpuj¹co: a = = 4,7597 , c = 12,9915 . Udzia³ korundu w badanej próbce wyniós³ ok. 92% wag. Zidentyfikowano tak¿e nie-wielkie domieszki jasnego ³yszczyku (ok. 4% wag.), fazy chlorytowej (ok. 1% wag.), diasporu (ok. 1% wag.), plagio-klazu zbli¿onego do andezynu (ok. 1% wag.), skalenia potasowego (ok. 1% wag.) oraz rutylu (<0,5% wag.). Dla uzyskanych danych przeprowadzono analizê Rietvelda na podstawie nastêpuj¹cych kart wzorców: 04-004-5100 (korund), 00-058-2034 (muskowit 2M1), 98-002-8098 (klinochlor IIb-2), 00-005-0355 (diaspor), 98-002-6567 (andezyn), 00-021-1276 (rutyl syn.), 04-011-0530 (mikro-klin).
Mikroanalizy EDS wykonano przy u¿yciu mikroskopu skaningowego PHILIPS XL30 z detektorem EDS typu EDAX (Sapphire), przy obrazowaniu BSE (elektrony wstecznie rozproszone). Badania przeprowadzono na 7
ziarnach korundu zatopionych w ¿ywicy epoksydowej, z których wykonano polerowny zg³ad.
Uzyskane dla badanych ziaren wyniki analiz EDS wy-kaza³y obecnoœæ typowych dla korundu intensywnych pasm glinu i tlenu (ryc. 4). Przede wszystkim jednak zidentyfiko-wano zró¿nicowane inkluzje mineralne, z których czêœæ nie zosta³a wczeœniej wykryta podczas badania XRD. Roz-poznano wrostki skalenia potasowego, biotytu, muskowi-tu, cyrkonu, monacymuskowi-tu, rutylu, diasporu i ilmenitu.
DYSKUSJA I PODSUMOWANIE
Odkryty w S³awniowicach korund zosta³ okreœlony przez autorów jako rubin. Nale¿y zaznaczyæ, ¿e klasyfiko-wanie danej odmiany korundu jako rubin lub szafir opiera siê wy³¹cznie na kryterium barwy. W jednej z najwa¿niej-szych monografii dotycz¹cych barwnych odmian korun-dów, autorstwa Hughesa (1997), wskazano, ¿e termin rubin odnosi siê do zarówno czerwonych, jak i ró¿owych koru-ndów. W tym zestawie rubinowych barw pojawia siê tak¿e purpura oraz magenta. Barwa rubinu zawsze wynika
Przegl¹d Geologiczny, vol. 69, nr 3, 2021
Ryc. 2. Ziarna ró¿owego korundu (rubinu) ze S³awniowic o ró¿nych odcieniach Fig. 2. Pink corundum (ruby) grains of various shades and colours from S³awniowice
Ryc. 3. Dyfraktogram korundu ze S³awniowic
Ryc. 4. Obrazy BSE ziaren korundu ze S³awniowic wraz z ich widmami EDS z miejsc oznaczonych czerwonymi punktami. Inkluzje mineralne oznaczono symbolami: Dsp – diaspore, Kfs – skaleñ potasowy, Mnz – monazite, Ms – muscovite, Rt – rutile, Zrn – zircon
Fig. 4. Backscattered electron (BSE) images of corundum grains and their energy dispersive spectroscopy (EDS) spectra at the marked red points. Symbols of mineral inclusions: Dsp – diaspore, Kfs – K-feldspar, Mnz – monazite, Ms – muscovite, Rt – rutile, Zrn – zircon
z obecnoœci chromu (Cr3+), podstawiaj¹cego glin w iloœci 0,1–3,0% (Hughes, 1997). Czynnikiem modyfikuj¹cym odcieñ barwy jest zmienna zawartoœæ chromu oraz do-mieszki innych metali (Hughes, 1997; Czaja, 2001).
Konsekwencj¹ obecnoœci chromu w strukturze rubinu jest tak¿e zazwyczaj silna czerwona luminescencja tej od-miany barwnej korundu w œwietle UV. Intensywnoœæ flu-orescencji zale¿y od obecnoœci kationów innych metali (Hughes, 1997; Czaja, 2002; Girulski, 2011). Znalezione w S³awniowicach ró¿owe korundy w wiêkszoœci wykazuj¹ bardzo siln¹ fluorescencjê o barwie purpurowej. W przy-padku niektórych ziaren luminescencja jest s³absza. Obec-nie autorzy Obec-nie dysponuj¹ jednak jeszcze szczegó³owymi danymi o zawartoœciach chromu i innych domieszek oraz ich zmiennoœci w ziarnach opisywanego korundu.
Wa¿nym zagadnieniem wymagaj¹cym jednoznaczne-go rozstrzygniêcia jest Ÿród³o opisywanych korundów. Na obecnym etapie badañ nie mo¿na wyci¹gn¹æ daleko id¹cych wniosków na ten temat. Autorzy wstêpnie sk³aniaj¹ siê ku tezie, ¿e rubiny ze S³awniowic mog¹ byæ zwi¹zane z lokal-nymi marmurami i powsta³y w czasie procesów metamor-ficznych, które doprowadzi³y do ukszta³towania z³o¿a. Dane na temat ró¿nych œwiatowych wyst¹pieñ rubinu wskazuj¹ na jego krystalizacjê w ciœnieniach >2 kbar i temperaturach rzêdu 500–850°C (Guliani i in., 2020), co generalnie odpo-wiada facji amfibolitowej oraz amfibolitowej na granicy z granulitow¹ œrednich ciœnieñ.
ród³o glinu w procesie krystalizacji korundu mog³y stanowiæ przewarstwienia zasobnych w ten pierwiastek metapelitów. Byæ mo¿e pewn¹ rolê w tym procesie ode-gra³y równie¿ wk³adki ewaporatów. Badania niektórych z³ó¿ rubinów wskazuj¹, ¿e ciecze jonowe zawieraj¹ce obok chloru tak¿e fluor pomagaj¹ w ekstrakcji glinu obecnego w pelitach w trakcie procesów metamorficznych. Maj¹ tak¿e znaczenie dla mobilizacji chromu oraz wanadu z osadu (Giuliani i in., 2020). Obecnie jednak trudno jest domniemywaæ, czy równie¿ s³awniowicki protolit zawie-ra³ wk³adki ewaporatów.
Nie mo¿na te¿ wykluczyæ definitywnie, ¿e Ÿród³em korundu w osadzie potoku s¹ inne ni¿ marmury ska³y meta-morficzne wspó³wystêpuj¹ce w s³awniowickim z³o¿u. Na pewno mo¿na jednak stwierdziæ, ¿e korund pochodzi z ob-szaru tego z³o¿a, bior¹c pod uwagê niewielk¹ d³ugoœæ potoku, s³abe obtoczenie ziaren oraz obecnoœæ kryszta³ów o zachowanym pokroju beczu³kowatym.
Przedstawione w artykule dane maj¹ jednak wy³¹cznie charakter wstêpny, a podstawowym celem autorów by³o udokumentowanie w rejonie z³o¿a w S³awniowicach obec-noœci rubinów czy korundów w ogóle. Bardziej szczegó-³owe rozpatrywanie ich genezy wymaga kolejnych badañ na wiêkszej iloœci ziaren pozyskanych z osadu. Pomocna by³aby tu m.in. wnikliwa analiza inkluzji czy okreœlenie zawartoœci chromu i innych domieszek. Wiêcej œwiat³a na pochodzenie korundów mog³yby rzuciæ z pewnoœci¹ tak¿e pog³êbione petrograficzne i mineralogiczne analizy ska³ metamorficznych wystêpuj¹cych w z³o¿u oraz rozpozna-nie ewentualnego Ÿród³a chromu. Autorzy planuj¹
realiza-cjê dalszych badañ w celu uszczegó³owienia niektórych z tych zagadnieñ.
Na zakoñczenie jeszcze raz nale¿y podkreœliæ fakt, ¿e korund, a w szczególnoœci rubin, do tej pory nigdy nie by³ notowany na obszarze s³awniowickiego z³o¿a, eksploato-wanego od ok. 700 lat. Odkrycie rubinów pozwala w jeszcze wiêkszym stopniu doceniæ georó¿norodnoœæ po³udniowej czêœci Opolszczyzny, a tak¿e dostarcza pewnych sugestii co do protolitu ska³ tamtejszego z³o¿a marmurów i proces-ów prowadz¹cych do ich ukszta³towania.
Pragniemy serdecznie podziêkowaæ Panu dr. Tomaszowi Krzykawskiemu z Wydzia³u Nauk Przyrodniczych Uniwersytetu Œl¹skiego za wszelkie merytoryczne uwagi zwi¹zane z badania-mi oraz za koordynacjê i przeprowadzenie analiz materia³u. Wyra-zy wdziêcznoœci kierujemy tak¿e do Pana dr. Roberta Girulskiego z Wy¿szej Szko³y Rzemios³ Artystycznych i Zarz¹dzania we Wroc³awiu za dog³êbne, fachowe i ¿yczliwe dyskusje na temat rubinów i ich barwy. Dziêkujemy równie¿ Recenzentom za wszystkie konstruktywne sugestie, spostrze¿enia i uwagi.
LITERATURA
BEREŒ B., DUMICZ M., KOZ£OWSKI S. 1966 – Wapienie krystalicz-ne (marmury) ze S³awniowic na Dolnym Œl¹sku. Biul. Inst.Geol., 201 (11): 121–147.
CZAJA M. 2001 – W³asnoœci spektroskopowe kolorowych syntetycz-nych korundów i spineli wytworzosyntetycz-nych w Skawinie. Miner. Pol., 31 (1): 55–69.
CZAJA M. 2002 – Luminescencja jonów chromu w naturalnych krze-mianach. Pr. Nauk. UŒl., 2058: 1–88.
DUMICZ M. 1961 – Budowa Geologiczna metamorfiku Sudetów Wschodnich w okolicy S³awniowic. Zesz. Nauk. UWr., Seria B, 6, Nauki o Ziemi III: 67–85.
DUMICZ M. 1969 – Wycieczka 38. S³awniowice –Jarno³tów–Burgra-bice–Giera³cice. [W:] Grocholski W. (red.), Przewodnik geologiczny po Sudetach. Wyd. Geol., Warszawa: 453–467.
DUMICZ M., MAJEROWICZ A. 1969 – Góry Opawskie i ich prze-dgórze. [W:] Grocholski W. (red.), Przewodnik geologiczny po Sude-tach. Wyd. Geol., Warszawa: 444–446.
GIULIANI G., GROAT L.A., FALLICK A.E., PIGNATELLI I., PARDIEU V. 2020 – Ruby Deposits: A Review and Geological Classifi-cation. Minerals, 10 (597): 1–83.
GIRULSKI R. 2011 – Typomorfizm inkluzji w wybranych kamieniach jubilerskich. Praca doktorska. Wydz. Nauk o Ziemi i Kszta³towania Œrodowiska UWr.
GRODZICKI A., SACHANBIÑSKI M. 1975 – Wystêpowanie korundu na Dolnym Œl¹sku. Prz. Geol., 23 (5): 227–229.
HUGHES R.W. 1997 – Ruby and sapphire. RWH Publishing, Boulder, Colorado USA.
JÊCZMYK M., KANASIEWICZ J. 1970 – Sk³ad mineralny aluwiów w doliny Kwisy w rejonie Leœnej. Kwart. Geol., 14 (3): 549–575. MAJEROWICZ A., SAWICKI L. 1958 – Wschodnio-sudeckie serie metamorficzne w okolicy G³ucho³azów. Biul. Inst. Geol., 127: 37–89. OBERC J. 1957 – Zmiany kierunków nacisków górotwórczych w strefie granicznej Sudetów Zachodnich i Wschodnich. Acta Geol. Pol., 7 (1): 1–27.
SMULIKOWSKI K., BAKUN-CZUBAROW N. 1969 – Corundum-be-aring eclogite amphibolite forming a loaf-shaped inclusion in the granuli-tes of Bystrzyca Górna (Sowie Góry. Middle Sudegranuli-tes, Poland). Bull. Acad. Pol. Sc. Sér. Sc. Géol. et Géogr., 17 (1): 1–6.
TEISSEYRE H. 1956 – Kaledonidy Sudeckie i ich waryscyjska przebu-dowa. Prz. Geol., 56 (3): 97–104.
WOJTYNA P. 2013 – Charakterystyka mineralogiczno-petrograficzna z³o¿a marmurów w S³awniowicach na Dolnym Œl¹sku. Rozprawa doktorska. AGH Kraków.
Praca wp³ynê³a do redakcji 28.12.2020 r. Akceptowano do druku 5.03.2021 r.
