ku procesów eolicznych (Kuenen, 1960), prowadz¹cych jednoczeœnie do zró¿nicowania sk³adu mineralno-litolo-gicznego osadów wydmowych. W osadach podlegaj¹cych procesom eolicznym wyraŸnie zaznacza siê, w miarê trwa-nia procesu, wzrost zawartoœci minera³ów odpornych na abrazjê mechaniczn¹ i relatywny spadek zawartoœci minera³ów mniej odpornych (Barczuk & Mycielska-Dowgia³³o, 2001).
Wyniki badañ mineralogiczno-litologicznych osadów wybranych pól wydmowych pó³nocnej Sahary wskazuj¹ na zró¿nicowanie stopnia eolizacji tych osadów, a w szcze-gólnoœci na zmienn¹ odleg³oœæ od Ÿród³a materia³u okru-chowego. Pola wydmowe po³o¿one w Egipcie — region obni¿enia Khargi (Barczuk & D³u¿ewski, 2001), Maroku — region Coud du Dra (Barczuk & D³u¿ewski, 2003) oraz czêœciowo Tunezji — pó³nocna czêœæ Szottu D¿erid (Bar-czuk & D³u¿ewski, 2004) charakteryzuj¹ siê lokalnym Ÿród³em materia³u. Wskazuje na to du¿a zawartoœæ w osa-dach wydmowych ma³o odpornych na abrazjê mecha-niczn¹ sk³adników: minera³ów z grupy mik, klastów ¿elazisto-ilastych, gipsu, skaleni lub okruchów ró¿norod-nych ska³ wêglanowych, których pokrój i stan zachowania wskazuj¹ na stosunkowo krótki transport materia³u. Na ma³¹ odleg³oœæ od Ÿród³a wskazuj¹ ponadto nieznaczne ró¿nice w sk³adzie mineralno-litologicznym wystêpuj¹ce miêdzy osadami wydmowymi i osadami pod³o¿a. Odmien-nymi cechami mineralno-litologiczOdmien-nymi charakteryzuj¹ siê osady pól wydmowych po³o¿onych w Tunezji na po³udnie i zachód od Szottu D¿erid. Przewa¿aj¹ tam zdecy-dowanie sk³adniki odporne na abrazjê mechaniczn¹ (ponad 95% kwarcu) mimo, ¿e w pod³o¿u udzia³ np. gipsu lub kla-stów ilasto-¿elazistych jest najwiêkszy. Spoœród mine-ra³ów ciê¿kich dominuje epidot, granat, turmalin, cyrkon
natomiast udzia³ minera³ów z grupy mik jest nieznaczny. Zgodnoœæ sk³adu mineralno-litologicznego piasków wystêpuj¹cych w rejonie Szott D¿erid ze sk³adem mineral-no-litologicznym osadów Wielkiego Ergu Wschodniego wskazuje na fakt, ¿e erg ten stanowi g³ówne Ÿród³o mate-ria³u detrytycznego buduj¹cego wydmy na obszarze Szott D¿erid.
Wnioski dotycz¹ce rozwoju pól wydmowych pó³noc-nej Sahary opieraj¹ siê na kompleksowych badaniach cech teksturalnych osadów. Wydaje siê jednak, ¿e zw³aszcza dla oceny Ÿród³a osadów wydmowych, najlepsze rezultaty mo¿na osi¹gn¹æ przy zastosowaniu badañ mineralogicz-no-litologicznych.
Literatura
BARCZUK A. & D£U¯EWSKI M. 2001 — ród³o osadów eolicz-nych w obni¿eniu Khargi (po³udniowy Egipt) na podstawie ich cech teksturalnych, [W:] Pe³ka-Goœciniak J., Szczypek T. (red.), Dynamicz-ne aspekty geomorfologii eoliczDynamicz-nej, Sosnowiec: 51–61.
BARCZUK A. D£U¯EWSKI M. 2003 — Sk³ad mineralno-litologicz-ny jako podstawa do okreœlenia Ÿród³a i wskaŸnik stopnia eolizacji osadów wydmowych, [W:] D³u¿ewski M. (red.), Wspó³czesna ewolu-cja œrodowiska przyrodniczego regionu Coude du Dra (Maroko). Wyd. Ak. Dialog, Warszawa: 103–120.
BARCZUK A. & D£U¯EWSKI M. 2004 — Znaczenie Wielkiego Ergu Wschodniego jako Ÿród³a osadów wydmowych obszaru Szott D¿erid [W:] Warsztaty geomorfologiczne, Tunezja 15–29.04.2004. WGiSR UW, SGP Mat. Konf., Warszawa: 83–104.
BARCZUK A. & MYCIELSKA-DOWGIA££O E. 2001 — Znaczenie sk³adu mineralnego osadów dla rozpoznania obecnoœci procesów eolicznych, [W:] Mycielska-Dowgia³³o E. (red.), Eolizacja osadów jako wskaŸnik stratygraficzny czwartorzêdu. Pr. Sedyment., WGiSR UW, Warszawa: 39–42.
KUENEN PH. H. 1960 — Experimental abrasion 4: aeolian action. Jour. Geol., 68: 427–449.
Reakcja alkalia-krzemionka w betonach z kruszywem naturalnym
Andrzej Barczuk*, Wiktor Jasiñski **
Kruszywo stanowi co najmniej 3/4 objêtoœci betonu i jego w³aœciwoœci w du¿ym stopniu wp³ywaj¹ na cechy fizyczne, a zw³aszcza na wytrzyma³oœæ i trwa³oœæ betonu. Uwa¿a siê, ¿e jednym z czynników powoduj¹cych niszcze-nie i rozpad konstrukcji betonowych s¹ reakcje zachodz¹ce pomiêdzy niektórymi minera³ami a alkaliami zawartymi w zaczynie cementowym. Niektóre z produktów tych reakcji silnie zwiêkszaj¹ swoj¹ objêtoœæ („pêczniej¹”) wskutek poch³aniania wilgoci. To z kolei wywo³uje wzrost ciœnienia porowego, powoduj¹cego w skrajnych przypadkach powstawanie pêkniêæ w betonie. Proces reaktywnoœci alkalicznej zachodz¹cy w betonach jest wiêc niebezpiecz-ny ze wzglêdu na powoln¹ i d³ugotrwa³¹ destrukcjê kon-strukcji betonowych (Poole, 1992; Jasiñski, 2004).
Obiektem badañ by³y ¿wiry plejstoceñskie pochodze-nia lodowcowego i wodno-lodowcowego, u¿ywane powszechnie jako kruszywa do produkcji betonów. Celem badañ by³o sprawdzenie tezy, ¿e niektóre ze sk³adników ¿wirów s¹ przyczyn¹ obni¿enia jakoœci betonów. Ze
¿wi-rów wykonano testowe beleczki betonowe, które poddano analizom mikroskopowym i chemicznym w mikroobsza-rze, zwracaj¹c szczególn¹ uwagê na kontakty pomiêdzy potencjalnie reaktywnymi minera³ami (chalcedon, opal, trydymit, drobnokrystaliczny kwarc), a alkaliami wystê-puj¹cymi w cemencie.
W wyniku analizy mikroskopowej stwierdzono wystê-powanie reaktywnych sk³adników kruszywa, takich jak rogowce, czerty, chalcedonity, lidyty oraz kwarc. Szcze-gó³owa analiza w mikroskopie skaningowym wykaza³a, ¿e na kontaktach tych sk³adników kruszywa z tzw. zaczynem cementowym wystêpuje substancja, bêd¹ca niew¹tpliwie produktem reakcji miêdzy zaczynem a krzemionk¹ buduj¹c¹ ziarna kruszywa. W wyniku badañ okaza³o siê ponadto, ¿e substancja zwana „¿elem” alkaliczno-wapnio-wo-krzemowym (Regourd-Moranville, 1989; Poole, 1992; Owsiak, 2000) nie zawsze ma postaæ bezpostaciowego ¿elu. Co prawda czêœæ z niej uwidacznia pod mikroskopem polaryzacyjnym charakterystyczne dla ¿elu spêkania wywo³ane kurczeniem siê po utracie wody, czêœæ jednak jest w ró¿nym stopniu zrekrystalizowana. Stopieñ krysta-licznoœci jest przy tym tak niski, ¿e trudny do oceny pod mikroskopem polaryzacyjnym. Dopiero wyniki badañ w SEM i rentgenowskiej analizy chemicznej w mikroobsza-248
Przegl¹d Geologiczny, vol. 53, nr 3, 2005
*Wydzia³ Geologii, Uniwersytet Warszawski, ul. ¯wirki i Wigury 93, 02-089 Warszawa; a.barczuk@uw.edu.pl
**Instytut Badawczy Dróg i Mostów filia Wroc³aw, 55-140 ¯migród; wjasinski@ibdim.edu.pl
rze wykaza³y, ¿e „¿el” ma w rzeczywistoœci drobnokrysta-liczn¹ budowê, a ponadto wykazuje doœæ du¿e zró¿nicowanie sk³adu chemicznego w zale¿noœci od miej-sca wystêpowania. G³ównymi jego sk³adnikami s¹ krzem, alkalia i wapñ. Z up³ywem czasu „¿el” ulega dalszej rekry-stalizacji a powsta³a drobnokrystaliczna substancja jest zró¿nicowana pod wzglêdem sk³adu chemicznego w zale-¿noœci od odleg³oœci od kontaktu ziarn reaktywnych z zaczynem cementowym.
Literatura
OWSIAK Z. 2000 — Reakcja alkalia-krzemionka i powstanie wtórne-go etryngitu. Cement-Wapno-Beton, 6: 241–243.
POOLE A.B. 1992 — Alkali–Silica Reactivity, mechanism of gel formation end expansion. Proceedings on 9th
Internat. Conference on Alkali-Aggregate Reaction in Concrete, London: 782–789. REGOURD-MORANVILLE M. 1989 — Product of reaction and petrographic examination, 8th International Conference on Alkali-Aggregate Reaction in Concrete, Kyoto: 445–456.
JASIÑSKI W. 2004 — Wp³yw sk³adu mineralnego ¿wirów czwartorzê-dowych na zjawisko potencjalnej reaktywnoœci alkalicznej w betonie. Arch. IGMiP.
Kompakcja œrednio i g³êboko pogrzebanych piaskowców eolicznych czerwonego
sp¹gowca z obszaru monokliny przedsudeckiej
Julita Biernacka*, Grzegorz Leœniak**
Piaskowce eoliczne maj¹ najlepsze w³aœciwoœci kolektor-skie spoœród ska³ osadowych dolnego permu (np. Dar³ak i in., 1998). W piaskowcach tych umiejscowionych jest kilka z³ó¿ gazu ziemnego, a obszar monokliny przedsudeckiej (tzw. basenu poznañskiego i dolnoœl¹skiego) jest ci¹gle przedmio-tem poszukiwañ wêglowodorów. Jednak pomimo wielu lat badañ diagenezy ska³ klastycznych z tego rejonu i szcze-gó³owej rekonstrukcji procesów przeobra¿eñ (np. Gregosie-wicz & Protas, 1997; Maliszewska i in., 1998; Michalik, 2001), wci¹¿ jeszcze brakuje danych iloœciowych, by przedsta-wiæ przestrzenny obraz zmian postdepozycyjnych i przewidy-waæ w³aœciwoœci kolektorskie ska³ (Pokorski, 1998). Podjêto próbê iloœciowego oszacowania efektów cementacji i kompak-cji, tj. procesów zmniejszaj¹cych pierwotn¹ przestrzeñ porow¹ i rozpoznania zale¿noœci porowatoœci od g³êbokoœci zalegania badanych piaskowców w tym obszarze. W tym celu przeanali-zowano próbki piaskowców z g³êbokoœci od 1,5 do 4,5 km z 18 otworów wiertniczych. W przedziale tym nale¿a³oby siê spo-dziewaæ, podobnie jak w innych basenach sedymentacyjnych, trendu spadku porowatoœci z g³êbokoœci¹ pogrzebania. Poni¿ej przedstawiono wstêpne wyniki badañ.
Mi¹¿szoœæ kompleksu eolicznego w poszczególnych otworach wiertniczych wynosi od kilkudziesiêciu metrów do ponad 700 m. Pod wzglêdem petrograficznym piaskowce wydmowe tworz¹ wzglêdnie jednorodn¹ grupê ska³ i s¹ drob-no- lub œrednioziarnistymi arenitami sublitycznymi/subarko-zowymi. Mo¿na za³o¿yæ, ¿e ich pierwotna porowatoœæ równie¿ nie by³a zró¿nicowana i wynosi³a 40–45%. Jednak dzisiejsze w³aœciwoœci kolektorskie ró¿ni¹ siê znacz¹co, a pomiêdzy g³êbokoœci¹ zalegania piaskowców a porowatoœci¹ w zasadzie nie ma korelacji lub jest niewielka (wspó³czynnik korelacji r = –0,26 dla 75 próbek analizowanych mikroskopo-wo lub r = –0,49 dla 1400 próbek o porowatoœci okreœlanej na rdzeniach). Mikroskopowo pomierzone wielkoœci tzw. objê-toœci miêdzyziarnowej (bêd¹cej sum¹ wspó³czesnej porowa-toœci miêdzyziarnowej i cementów j¹ zabudowuj¹cych — w procentach objêtoœciowych) jednoznacznie wskazuj¹ na kompakcjê jako g³ówny proces odpowiedzialny za redukcjê porowatoœci w badanych ska³ach. Porowatoœæ wtórna, wewn¹trzziarnowa (najczêœciej w przedziale 1–3% i nie prze-kracza 6%) jest powszechna, ale wydaje siê, ¿e to nie ona jest odpowiedzialna za stwierdzony brak korelacji. Gdy jednak
za³o¿ymy zró¿nicowany efekt pojurajskiej inwersji (min. od 100 do 1000 m) i pominiemy 10% próbek z anomalnie wysok¹ poro-watoœci¹, strata porowatoœci wraz z g³êbokoœci¹ jest widoczna i mo¿na j¹ modelowaæ za pomoc¹ funkcji wyk³adniczej.
G³ównymi sk³adnikami zabudowuj¹cymi przestrzeñ porow¹ s¹ hematytowo-illitowe obwódki, kwarc i illit auti-geniczny. Lokalnie wystêpuj¹ wêglany (kalcyt i dolomit), siarczany (g³ównie anhydryt) i kaolinit/dickit w znacz¹cych iloœciach. Próbki o anomalnie wysokich porowatoœciach (np. 20% na g³êbokoœci 3,5 km) równie¿ zawieraj¹ te minera³y, chocia¿ w mniejszych iloœciach. A zatem, wysoka porowa-toœæ zachowaæ siê mog³a albo w wyniku nadciœnienia roztwo-rów porowych, powstrzymuj¹cego kompakcjê, albo wejœcie wêglowodorów powstrzyma³o rozwój cementów. Rzeczy-wiœcie, czêœæ próbek z „zatrzyman¹” diagenez¹ zosta³a pobra-na z horyzontów gazonoœnych.
W znacznej czêœci przebadanych próbek obecny by³ illit w³óknisty; miejscami wystêpowa³ on w piaskowcach o wysokiej porowatoœci (do 18%). Illit w³óknisty drastycznie obni¿a przepuszczalnoœæ ska³, wiêc pomimo tak wysokiej porowatoœci, w³aœciwoœci filtracyjne próbek zawieraj¹cych ten minera³ nie s¹ dobre. Na tê cechê piaskowców eolicz-nych zwraca³o uwagê wielu autorów (np. Rochewicz, 1980; Maliszewska & Kuberska, 1996; Maliszewska i in., 1998).
Literatura
DAR£AK B., KOWALSKA-W£ODARCZYK M., KOBY£ECKA A., LEŒNIAK G. & SUCH P. 1998 — Przegl¹d wyników badañ w³aœciwoœci zbiornikowych i filtracyjnych wybranych ska³ zbiornikowych basenów m³odopaleozoicznych Ni¿u Polskiego. Pr. Pañstw. Inst. Geol., 165: 147–153. GREGOSIEWICZ Z. & PROTAS A. 1997 — Facje, diageneza a w³aœciwoœci zbiornikowe piaskowców czerwonego sp¹gowca rejonu z³o¿a Radlin. Nafta-Gaz, 9: 375–387.
MALISZEWSKA A. & KUBERSKA M. 1996 — Cementacja piaskow-ców czerwonego sp¹gowca a ich porowatoœæ i przepuszczalnoœæ. Nafta-Gaz, 9: 365–373.
MALISZEWSKA A., KUBERSKA M., SUCH P. & LEŒNIAK G. 1998 — Ewolucja przestrzeni porowej utworów czerwonego sp¹gowca. Pr. Pañstw. Inst. Geol., 165: 177–194.
MICHALIK M. 2001 — Diagenesis of the Weissliegend sandstones in the south-western margin of the Polish Rotliegend Basin. Pr. Min., 91: 1–176. POKORSKI J. 1998 — Perspektywy wystêpowania z³ó¿ gazu ziemnego w utworach czerwonego sp¹gowca. Pr. Pañstw. Inst. Geol., 165: 293–298. ROCHEWICZ A. 1980 — Wp³yw procesów illityzacji i chlorytyzacji na w³asnoœci zbiornikowe piaskowców czerwonego sp¹gowca SW Polski. Arch. Min., 36: 55–64.
249
