Tom 24 2008 Zeszyt 4/4
KRZYSZTOF GALOS*
Analiza dotychczasowych badañ krajowej bazy zasobowej g³ównych kopalin ceramicznych ze wskazaniem
niezbêdnego zakresu dalszych prac
Wprowadzenie
W latach 2007–2008 w Instytucie Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energi¹ PAN w Krakowie zespó³ autorów pod kierunkiem Marka Niecia wykona³ opracowanie naukowe pt. „Analiza stanu badañ dotycz¹cych poszczególnych grup kopalin i okreœlenie potrzeb w tym zakresie”, zlecone przez Ministerstwo Œrodowiska. Praca ta obejmowa³a analizê dotychczasowych prac dotycz¹cych bazy zasobowej wszystkich kopalin rozpoznanych w Polsce: energetycznych, metalicznych, chemicznych, budowlanych i ceramicznych (Ana- liza stanu... 2008). W wymienionej pracy poddano m.in. szczegó³owej analizie zakres prowadzonych w okresie od 1980 roku badañ geologiczno-z³o¿owych i surowcowych kopalin i surowców ceramicznych, których z³o¿a udokumentowano w Polsce. W grupie analizowanych kopalin znalaz³y siê:
— surowce ilaste: kaoliny, i³y bia³o wypalaj¹ce siê, ogniotrwa³e i kamionkowe, kopaliny ilaste ceramiki budowlanej i do produkcji cementu, kopaliny bentonitowe oraz inne zasobne w smektyty, i³y do produkcji kruszyw lekkich;
— surowce krzemionkowe: piaski kwarcowe ró¿nych odmian i przeznaczenia, kwarcyty i ³upki kwarcytowe, kwarc ¿y³owy, diatomity i ska³y diatomitowe, ziemia krze- mionkowa, chalcedonity;
— surowce skaleniowe: m.in. leukogranity, granity, granitoidy alkaliczne, zwietrzeliny granitowe, arkozy i in.;
* Dr in¿., Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energi¹ PAN, Kraków.
— surowce wêglanowe: wapienie do produkcji materia³ów wi¹¿¹cych, dla hutnictwa
¿elaza oraz do produkcji m¹czek wapiennych, kreda pisz¹ca, dolomity i marmury dolomitowe do produkcji m¹czek szklarskich i innych, dolomity do produkcji dolo- mitu pra¿onego oraz dla hutnictwa ¿elaza, magnezyty;
— surowce siarczanowe: gipsy i anhydryty.
Przeprowadzona dla ka¿dej z wymienionych grup kopalin i surowców ceramicznych analiza zakresu prowadzonych badañ wraz z ocen¹ ich u¿ytecznoœci i komplementarnoœci, przy równoczesnym wskazaniu zmian w trendach u¿ytkowania poszczególnych kopalin w ostatnich dwudziestu latach, sta³y siê punktem wyjœcia do wskazania prac z zakresu geologii surowcowej dotycz¹cej kopalin ceramicznych, których realizacja by³aby wysoce wskazana w ramach przygotowywanej obecnie przez Ministerstwo Œrodowiska nowej po- lityki pañstwa w dziedzinie geologii gospodarczej (surowcowej). Niniejszy artyku³ prezen- tuje tak zarysowane spectrum zagadnieñ w odniesieniu do trzech pierwszych wymienionych grup kopalin i surowców (ilaste, krzemionkowe, skaleniowe), stanowi¹cych podstawê funk- cjonowania szybko rozwijaj¹cego siê przemys³u ceramicznego i szklarskiego.
1. Surowce ilaste
Surowcami ilastymi nazywamy surowce, których g³ównymi – a niekiedy niemal wy-
³¹cznymi – sk³adnikami mineralnymi s¹ minera³y ilaste. Uzyskiwane s¹ one z kopalin ilastych, rzadziej ilasto-piaszczystych, bezpoœrednio po ich wydobyciu ze z³o¿a, b¹dŸ po odpowiedniej przeróbce i wzbogacaniu, których zakres zale¿y od cech jakoœciowych kopaliny oraz przeznaczenia wytwarzanych surowców ilastych. Zasadniczymi cechami niemal wszystkich surowców ilastych jest ich plastycznoœæ po zarobieniu wod¹ i zwi¹zana z tym zdolnoœæ do zachowania nadanego kszta³tu po wysuszeniu, które s¹ zró¿nicowane w zale¿noœci od sk³adu mineralnego surowca oraz uziarnienia. Cechy te decyduj¹ o pod- stawowych kierunkach zastosowañ tych surowców, jakimi s¹ rozmaite bran¿e ceramiki klasycznej. Inne specyficzne cechy, wykazywane przez niektóre odmiany surowców ilas- tych (np. ogniotrwa³oœæ, zdolnoœæ do pêcznienia, w³aœciwoœci sorpcyjne), decyduj¹ o ich przydatnoœci w pozosta³ych dziedzinach, tak¿e pozaceramicznych (Wyszomirski, Galos 2007).
W bardzo szerokiej grupie kopalin i surowców ilastych mo¿na wyró¿niæ kilka za- sadniczych grup, w przypadku których w Polsce wystêpuj¹ ich z³o¿a, bêd¹ce lub mog¹ce staæ siê przedmiotem zainteresowania przemys³owego (Bilans zasobów... 2007; Surowce mi- neralne... 2004). Wymieniæ tu nale¿y:
— kopaliny i surowce kaolinowe,
— i³y bia³o wypalaj¹ce siê,
— i³y ogniotrwa³e,
— i³y kamionkowe,
— kopaliny i surowce ilaste ceramiki budowlanej (tak¿e i³y do produkcji cementu),
— kopaliny i surowce bentonitowe oraz inne zasobne w smektyty,
— i³y do produkcji kruszyw lekkich.
W takim te¿ podziale dokumentowane s¹ kopaliny ilaste przydatne do produkcji tych surowców (w stanie surowym lub po przeróbce), przy czym zastrzec trzeba, ¿e niejedno- krotnie mo¿liwe kierunki wykorzystania tych kopalin s¹ szersze ni¿ kierunek/kierunki podstawowe okreœlone w dokumentacji geologicznej z³o¿a. Wa¿nymi przyk³adami, zw³asz- cza w ostatnim czasie, jest stosowanie i³ów ogniotrwa³ych w innych bran¿ach ceramiki ni¿
ceramika ogniotrwa³a w funkcji i³ów kaolinitowych jasno wypalaj¹cych siê lub dobrze spiekaj¹cych siê i³ów kamionkowych, wykorzystanie niektórych odmian i³ów ceramiki budowlanej jako i³ów kamionkowych, a innych ich typów o podwy¿szonej zawartoœci smektytów jako sorbentów mineralnych, ziem odbarwiaj¹cych itp.
Poza wy¿ej wymienionymi surowcami ilastymi, maj¹cymi podstawowe znaczenie gos- podarcze, znane s¹ tak¿e inne grupy tych surowców, m.in. surowce haloizytowe, surowce attapulgitowe (pa³ygorskitowe) i sepiolitowe, surowce hectorytowe i saponitowe, surowce wermikulitowe. Ich z³o¿a w Polsce nie wystêpuj¹ (poza jednym z³o¿em kopaliny haloizy- towej) i nie ma perspektyw na ich udokumentowanie (Wyszomirski, Galos 2007; Surowce mineralne... 2004).
1.1. Z a k r e s p r a c b a d a w c z y c h p r o w a d z o n y c h o d 1980 roku Baza zasobowa surowców ilastych w Polsce by³a w ostatnich kilkunastu latach przed- miotem stosunkowo nielicznych prac realizowanych na zlecenie Ministerstwa Œrodowiska.
Sformu³owane w 1994 r. zadania w zakresie polityki surowcowej kraju1dotycz¹ce badañ geologiczno-z³o¿owych w odniesieniu do kopalin ilastych obejmowa³y:
— dla kopalin i surowców kaolinowych – ocenê wartoœci surowcowej z³ó¿ rozpoznanych;
— dla i³ów ogniotrwa³ych – weryfikacjê bazy zasobowej z uwzglêdnieniem wielosu- rowcowego charakteru z³ó¿;
— dla i³ów kamionkowych – ponown¹ ocenê z³ó¿ niezagospodarowanych pod k¹tem jakoœci surowca oraz ocenê mo¿liwoœci wystêpowania i zagospodarowania i³ów kamionkowych jako surowców towarzysz¹cych wêglom brunatnym;
— dla kopalin i surowców ilastych ceramiki budowlanej (tak¿e kopalin ilastych do produkcji cementu) – weryfikacjê zasobów z³ó¿ w poszczególnych województwach oraz ocenê przydatnoœci niektórych odmian do celów ekranowania sk³adowisk od- padów przemys³owych i komunalnych oraz ich hydroizolacji;
— dla kopalin i surowców bentonitowych – weryfikacjê rozpoznanych z³ó¿, opracowa- nie prognozy geologicznej dla wystêpowania z³ó¿ kopalin bentonitowych w Polsce oraz prace nad mo¿liwoœci¹ znalezienia substytutów – i³ów o du¿ej zawartoœci smektytów.
1 Tytu³ przygotowanego i zaakceptowanego w 1994 r. przez Ministerstwo Œrodowiska, Zasobów Natu- ralnych i Leœnictwa dokumentu pt. „Polityka resortu w dziedzinie poszukiwañ, rozpoznawania i eksploatacji surowców mineralnych” w niniejszym artykule autor podaje w uproszczonej formie: „Polityka surowcowa kraju”.
TABELA1 Analizarealizacjizadañwzakresiepolitykisurowcowejkrajuz1994r.dotycz¹cychg³ównychkopalinceramicznych TABLE1 AnalysisofrealizationoftasksoftheMineralPolicyofPoland(1994)intheareaofthemainceramicrawmaterials RodzajkopalinyZadaniasformu³owanewPolitycesurowcowej MOŒZNiLw1994r.Tytu³pracyzrealizowanejRokzakoñczenia pracyWykonawca 12345 Kopalinyisurowceilaste: KopalinykaolinoweOcenawartoœcisurowcowej z³ó¿rozpoznanych
Weryfikacjastanurozpoznaniajakoœcisurowcowej iwaloryzacjasozologicznaz³ó¿kopalin kaolinowychwPolsce1997ProximaWroc³aw I³ybia³owypalaj¹cesiê–– I³yogniotrwa³eWeryfikacjabazyzasobowejzuwzglêdnieniem wielosurowcowegocharakteruz³ó¿
Opracowaniedokumentacjigeologicznejdla udokumentowaniawkat.C2z³ó¿glinogniotrwa³ych Opoczno-Przysucha1995Polgeol Warszawa I³ykamionkowe
Ponownaocenaz³ó¿niezagospodarowanych, szczególniepodk¹temjakoœcisurowcaDokumentacjageologicznawkat.C1+C2z³o¿a surowcówilastychkamionkowychWierzbka1996Polgeol Warszawa Ocenamo¿liwoœciwystêpowaniai zagospodarowaniai³ówkamionkowychjako surowcatowarzysz¹cegowêglombrunatnym Geologiczno-gospodarczaocenakopalin towarzysz¹cychiodpadowychzez³ó¿regionu piotrkowskiegoorazichprzydatnoœædoprodukcji syntetycznegowollastonitujakosubstytutuazbestu
2003Politechnika Warszawska Kopalinybentonitowe
Opracowanieprognozygeologicznejmo¿liwoœci wystêpowaniawPolscez³ó¿surowców bentonitowych– Weryfikacjarozpoznanychz³ó¿– Pracenadmo¿liwoœci¹znalezieniasubstytutów (i³yodu¿ejzawartoœcismektytów)– Kopalinyilasteceramiki budowlanejOcenaprzydatnoœcisurowcówilastychdla potrzebekranowaniaihydroizolacyjnychOcenaprzydatnoœciprzedkenozoicznychkopalin ilastychwochronieœrodowiska2004PIGWarszawa Kopalinyilastedo produkcjikruszywlekkich––
TABELA1cd. TABLE1cont. 12345 Kopalinyisurowcekrzemionkowe: Piaskiszklarskie
Ocenawartoœciz³ó¿zewzglêduna przewidywan¹prywatyzacjêprzemys³u
Dokumentacjageologicznawkat.C1z³o¿a mioceñskichpiaskówkwarcowychdlaprzemys³u szklarskiegoSulechowo1994Przeds.Geol. Kraków Dokumentacjageologicznaz³o¿apiasków szklarskichwkat.C2Stawnik–SoczewkaS, woj.zielonogórskie1995Przeds.Geol. Kraków Dokumentacjapracgeologicznych– Hydrogeologicznaocenamo¿liwoœciisposobu eksploatacjispodwodyz³ó¿piaskówkwarcowych zalegaj¹cychwobszarzegórniczym Smardzewice-Unewel
1995Przeds.Geol. Kraków Weryfikacjaiwaloryzacjazasobówz³ó¿piasków szklarskichwPolsce1996Przeds.Geol. Kraków Waloryzacjabazyzasobowejpiaskówszklarskich iocenaperspektywz³o¿owychwœwietle wspó³czesnychwymagañprzemys³uszklarskiego2007IGSMiEPAN Kraków Piaskiformierskie–Weryfikacjazasobówz³ó¿piaskówformierskich wPolsce1997Przeds.Geol. Kraków Kwarcytyi³upki ogniotrwa³e
RozpoznanierejonuBarczy,okreœlenieskali konfliktuzeœrodowiskiem Opracowanieprojektupracgeologicznychz³o¿a kwarcytów(piaskowcówkwarcytowych) wrejonieBarczydoprodukcji¿elazostopów imateria³ówogniotrwa³ych
1996Przeds.Geol. Kielce Weryfikacjazasobówz³ó¿kopalinogniotrwa³ych (kwarcytów,³upkówimagnezytów)zuwzglêd- nieniemichw³aœciwoœciwielosurowcowych1997Przeds.Geol. Kraków
TABELA1cd. TABLE1cont. 12345 Kwarc¿y³owyWykonanieprognozygeologicznejiwstêpne poszukiwaniez³ó¿– DiatomityWeryfikacjabazyzasobowejzuwaginajakoœæ kopalinyikonfliktz³ó¿zeœrodowiskiem– ZiemiakrzemionkowaNowaocenabazyzasobowejzpunktuwidzenia jakoœcikopalin,ocenawartoœciz³ó¿
Waloryzacjabazysurowcówkrzemionkowych– etapI:Proekologicznewykorzystaniesurowców krzemionkowychzez³ó¿krajowychjakokryterium racjonalnego,kompleksowegoiekonomicznego gospodarowaniaichzasobami
2004PIGWarszawa Chalcedonity–– Kopalinyisurowceskaleniowe: KopalinyskaleniowePraceposzukiwawczeirozpoznawczewcelu pozyskaniaska³zasobnychwskaleniepotasowe–
Dla i³ów bia³o wypalaj¹cych siê oraz i³ów do produkcji kruszyw lekkich w wymienionej polityce surowcowej brak by³o sformu³owanych zadañ (tab. 1).
Analiza prac realizowanych na zlecenie Ministerstwa Œrodowiska po 1994 r. w zakresie kopalin i surowców ilastych wykazuje, ¿e mia³y one bardzo ograniczony zakres. Spoœród zarysowanych zadañ zrealizowano w latach 1994–2007 jedynie nieliczne, i to zazwyczaj tylko czêœciowo. Szczególnie wa¿ne by³y prace dotycz¹ce weryfikacji stanu rozpoznania jakoœci surowcowej i waloryzacji sozologicznej z³ó¿ kopalin kaolinowych w Polsce (1997) oraz oceny przydatnoœci przedkenozoicznych kopalin ilastych w ochronie œrodowiska (2004). Nie zrealizowano ¿adnego istotnego tematu dotycz¹cego i³ów ogniotrwa³ych i kamionkowych (mimo propozycji takich tematów), jak równie¿ i³ów bia³o wypalaj¹cych siê, kopalin bentonitowych oraz kopalin ilastych do produkcji kruszyw lekkich, z wyj¹tkiem dokumentowania pojedynczych z³ó¿ (tab. 1).
Liczne prace dotycz¹ce kopalin i surowców ilastych rozmaitych odmian by³y podej- mowane przez kilka krajowych oœrodków naukowych (g³ównie w Warszawie, Krakowie i Wroc³awiu). Ich owocem by³y opracowania naukowe, realizowane m.in. w ramach prac w³asnych uczelni, CPBR, CPBP, a od lat dziewiêædziesi¹tych XX w. w ramach projektów badawczych finansowanych przez ministerstwo ds. nauki. Dotyczy³y one m.in.:
— metodyki badañ kopalin ilastych;
— oceny zasobów surowców ilastych ceramiki budowlanej w poszczególnych klasach jakoœci kopalin;
— wystêpowania, genezy i w³aœciwoœci i³ów górnotriasowych i dolnojurajskich w re- gionie œwiêtokrzyskim oraz i³ów górnotriasowych w regionie œl¹sko-krakowskim;
— wystêpowania mezozoicznych kopalin ilastych w regionie ma³opolskim;
— mo¿liwoœci powiêkszenia zasobów kopalin ilastych ceramiki budowlanej w pó³- nocno-wschodniej Polsce;
— mo¿liwoœci wykorzystania kredowych i eoceñskich ³upków pstrych jako surowców ilastych;
— badañ trzeciorzêdowych ska³ ilastych – kopalin towarzysz¹cych w KWB Be³chatów;
— mo¿liwoœci wykorzystania trzeciorzêdowych i³ów o podwy¿szonej zawartoœci smektytów;
— przydatnoœci kopalin ilastych (w tym przedkenozoicznych) w ochronie œrodowiska:
badania w³asnoœci organofilnych, mo¿liwoœci wykorzystania jako barier chroni¹cych wody gruntowe przed zanieczyszczeniem metalami ciê¿kimi;
— oceny w³aœciwoœci wybranych i³ów (w tym poznañskich) jako barier izolacyjnych i i³ów przes³onowych do budowy sk³adowisk odpadów przemys³owych i komunalnych;
— mo¿liwoœci modyfikacji w³aœciwoœci fizykochemicznych wybranych ska³ ilastych w celu ich wykorzystania jako sorbentów toksycznych zwi¹zków organicznych oraz w syntezie kompozytów œwiat³oczu³ych (Analiza stanu... 2008).
Prace dotycz¹ce surowców ilastych realizowane po roku 1980 przez instytuty bran¿owe (Instytut Szk³a i Ceramiki, Instytut Materia³ów Ogniotrwa³ych, Instytut Mineralnych Materia³ów Budowlanych) mia³y minimalny zakres, sprowadzaj¹c siê praktycznie tylko do
badania przydatnoœci ró¿nych odmian i³ów ogniotrwa³ych z KWB Turów, a tak¿e ³upków ogniotrwa³ych z KWK Nowa Ruda. To ostatnie zagadnienie sta³o siê bezprzedmiotowe wobec likwidacji tej kopalni (Analiza stanu... 2008).
W latach 1980–2006 opublikowano ponad 200 ró¿nej rangi publikacji dotycz¹cych krajowych kopalin i surowców ilastych. Dotyczy³y one, w odniesieniu do poszczególnych ich grup, nastêpuj¹cych g³ównych zagadnieñ:
— Kopaliny i surowce kaolinowe – charakterystyki kopaliny kaolinowej i mo¿liwoœci jej wzbogacania m.in. dla z³ó¿ Maria III, Kalno, Andrzej w ¯arowie, Wyszonowice, W¹dro¿e Wielkie, Taczalin, a tak¿e wystêpowania kopalin kaolinowych w Sudetach Wschodnich.
— I³y bia³o wypalaj¹ce siê – geologii z³ó¿ i³ów bia³o wypalaj¹cych siê w niecce pó³nocnosudeckiej oraz w³aœciwoœci i przydatnoœci i³ów z poszczególnych z³ó¿.
— I³y ogniotrwa³e – g³ównie trzeciorzêdowych i³ów jaroszowskich (geologia, w³aœ- ciwoœci, przydatnoœæ), czêœciowo dolnojurajskich i³ów opoczyñskich pó³nocnego obrze¿enia Gór Œwiêtokrzyskich oraz trzeciorzêdowych i³ów lubuskich rejonu ¯ar i i³ów ogniotrwa³ych towarzysz¹cych wêglu brunatnemu w z³o¿u Turów.
— I³y kamionkowe – ogólnego przegl¹du najwa¿niejszych odmian i³ów kamionkowych w regionie œwiêtokrzyskim, dolnoœl¹skim i œl¹sko-krakowskim, czêœciowo charakte- rystyki kopalin z poszczególnych z³ó¿ lub obszarów z³o¿owych (np. i³ów triasowych pó³nocnego obrze¿enia Gór Œwiêtokrzyskich i obszaru Tarnowskie Góry-Kêpno, i³ów jurajskich obszaru Opoczno-Przysucha).
— Kopaliny i surowce ilaste ceramiki budowlanej – charakterystyki geologicznej i jakoœciowej rozmaitych odmian tych kopalin, zw³aszcza czwartorzêdowych i³ów zastoiskowych, trzeciorzêdowych i³ów poznañskich, mioceñskich morskich zapad- liska przedkarpackiego (g³ównie i³ów krakowieckich) i i³ów triasowych, a tak¿e i³ów karpackich, kredowych, jurajskich, permskich, dewoñskich, kambryjskich i in.; pod- dano tak¿e analizie bazê surowców ilastych ceramiki budowlanej w ujêciu regio- nalnym (np. region lubelski, siedlecki, kroœnieñski), szereg prac poœwiêcono meto- dyce badañ tych surowców, ich klasyfikacji i wydzielaniu odmian litologicznych;
ukaza³a siê tak¿e – w 1994 r. – waloryzacja z³ó¿ kopalin ilastych dla ceramiki budowlanej.
— Kopaliny i surowce bentonitowe oraz inne zasobne w smektyty – mo¿liwoœci ich zastosowania g³ównie do produkcji ziem odbarwiaj¹cych i sorbentów mineralnych, pocz¹tkowo dotyczy³y one zw³aszcza karboñskich i³ów bentonitowych (montmo- rillonitowych), a póŸniej zwietrzelin bazaltowych Dolnego Œl¹ska o charakterze smektytowym oraz i³ów innych odmian zasobnych w smektyty (np. niektóre odmiany i³ów poznañskich, i³ów beidellitowych w KWB Be³chatów itp.).
— I³y do produkcji kruszyw lekkich – pojedyncze publikacje dotycz¹ce przydatnoœci w tym kierunku niektórych i³ów karpackich.
— I³y jako kopaliny towarzysz¹ce – g³ównie charakterystyki i³ów towarzysz¹cych wêglowi brunatnemu w z³o¿u KWB Turów, póŸniej tak¿e w KWB Be³chatów, KWB
Konin, w innych z³o¿ach wêgla brunatnego, ponadto w KWK Bogdanka (Analiza stanu... 2008).
Wœród publikacji bardziej ogólnych o charakterze monograficznym dotycz¹cych m.in.
kopalin i surowców ilastych oraz ich krajowej bazy zasobowej, nale¿y wymieniæ:
— obszern¹ monografiê „Surowce kaolinowe” z 1982 r.,
— obszern¹ monografiê S. Koz³owskiego dotycz¹c¹ szerokiej grupy surowców skal- nych (w tym ilastych) z 1986 r.,
— publikacjê dotycz¹c¹ metodyki badañ kopalin ilastych pod redakcj¹ H. Koœciówko i R. Wyrwickiego z 1996 r.,
— du¿¹ monografiê dotycz¹c¹ ca³ej grupy surowców ilastych w ramach serii mono- graficznej „Surowce mineralne Polski” wydawanej przez IGSMiE PAN, z 2004 r.,
— monografiê dotycz¹c¹ sorbentów mineralnych Polski pod redakcj¹ Z. K³apyty i W. ¯abiñskiego z 2008 r.
1.2. T r e n d y z m i a n w u ¿ y t k o w a n i u s u r o w c ó w i l a s t y c h
Kierunki u¿ytkowania wielu surowców ilastych w Polsce ulegaj¹ w ostatnim czasie istotnym zmianom. Jako przyk³ady mog¹ s³u¿yæ (Bilans gospodarki... 2008; Surowce mi- neralne... 2004):
— rozwój stosowania kaolinów (zarówno wysokojakoœciowych, jak i odpadowych z p³ukania piasków kwarcowych) w przemyœle p³ytek ceramicznych przy niemal ca³kowitym zaniku znaczenia bran¿y papierniczej;
— rosn¹ce skokowo zapotrzebowanie polskiego przemys³u p³ytek ceramicznych i wy- robów sanitarnych na i³y bia³o i jasno wypalaj¹ce siê, tylko w niewielkiej czêœci zaspokajane rozwijan¹ produkcj¹ krajow¹ tych i³ów;
— poszerzenie kierunków u¿ytkowania i³ów kaolinitowych udokumentowanych jako i³y ogniotrwa³e – stosowanie ich tak¿e w przemyœle p³ytek ceramicznych, wyrobów sanitarnych, dla przemys³u emalierskiego, odlewniczego itp.;
— poszerzenie kierunków u¿ytkowania i³ów udokumentowanych jako i³y kamionkowe – stosowanie ich poza wytwarzaniem tradycyjnych wyrobów kamionkowych tak¿e do produkcji p³ytek ceramicznych, wyrobów klinkierowych, najwy¿szej klasy wy- robów ceramiki budowlanej (elementy elewacyjne) itp.;
— rozwój stosowania surowców ilastych dla ceramiki budowlanej, a tak¿e surowców ilastych o podwy¿szonej zawartoœci smektytów do celów œrodowiskowych, np. do ekranowania, hydroizolacji itp.;
— zmiany w u¿ytkowaniu ró¿nych odmian surowców ilastych do produkcji wy- robów ceramiki budowlanej – rozwój stosowania i³ów krakowieckich, poznañ- skich, triasowych, jurajskich, ograniczenie lub zanik znaczenia i³ów i i³o³upków karboñskich, i³ów permskich, trzeciorzêdowych i kredowych i³o³upków kar- packich, i³ów aluwialnych, glin lessowych i glin zwa³owych (Analiza stanu...
2008).
Trendy te nie mia³y do tej pory odzwierciedlenia w tematach prac realizowanych dla Ministerstwa Œrodowiska (mimo, ¿e wybrane spoœród tych zagadnieñ by³y sygnalizowane w zadaniach sformu³owanych w polityce surowcowej kraju z 1994 r.). Niektóre z nich by³y przedmiotem prac naukowo-badawczych (np. i³y triasowe i jurajskie, i³y o podwy¿szonej zawartoœci smektytów, stosowanie surowców ilastych w ochronie œrodowiska), czego wy- razem s¹ tak¿e liczne publikacje naukowe z tego zakresu.
1.3. W s k a z a n i e p r a c i t e m a t ó w n i e z b ê d n y c h d o r e a l i z a c j i Liczne proponowane w ramach polityki surowcowej kraju z 1994 r. tematy dotycz¹ce bazy zasobowej kopalin ilastych w Polsce nie doczeka³y siê realizacji do chwili obecnej.
Wobec przedstawionych, istotnych zmian w trendach u¿ytkowania ró¿nych surowców ilastych w Polsce w ostatnich latach, wydaje siê celowe z jednej strony podtrzymanie proponowanych w 1994 r., a nie zrealizowanych tematów, jak równie¿ zaproponowanie dodatkowych. Dotyczyæ one powinny g³ównie i³ów bia³o wypalaj¹cych siê i i³ów ognio- trwa³ych w aspekcie ich wielosurowcowego wykorzystania, niektórych odmian i³ów ka- mionkowych i ceramiki budowlanej o rosn¹cym znaczeniu (np. i³ów triasowych), a tak¿e kopalin bentonitowych i innych zasobnych w smektyty. Szczególnie istotnym zagadnieniem jest badanie i³ów bia³o i jasno wypalaj¹cych siê w aspekcie poprawy ich jakoœci dla celów szybkoœciowego (a wiêc proekologicznego) wypalania niektórych wyrobów ceramicznych.
Dotychczasowy zakres prac dotycz¹cych kopalin kaolinowych wydaje siê byæ wystar- czaj¹cy. Z kolei znaczenie i³ów do produkcji kruszyw lekkich jest i zapewne pozostanie marginalne, st¹d brak celowoœci realizacji tematów w tym obszarze.
W œwietle obserwowanych tendencji i potrzeb gospodarczych kraju do najistotniejszych zagadnieñ w zakresie rozwoju bazy zasobowej kopalin ilastych w Polsce, których realizacja wydaje siê najbardziej wskazana, zaliczono tematy przedstawione w tabeli 2.
2. Surowce krzemionkowe
Surowcami krzemionkowymi nazywamy surowce, których g³ównym – a niekiedy niemal wy³¹cznym – sk³adnikiem mineralnym s¹ minera³y grupy SiO2. Najbardziej rozpowszech- nionym minera³em tej grupy jest niskotemperaturowa odmiana kwarcu (b-kwarc). Obok niego w niektórych surowcach krzemionkowych wystêpuje skrytokrystaliczna odmiana kwarcu – chalcedon oraz bezpostaciowa modyfikacja SiO2 – opal. Z petrograficznego punktu widzenia surowce krzemionkowe s¹ reprezentowane g³ównie przez ska³y osadowe, zarówno luŸne (piaski kwarcowe), jak i zwiêz³e (piaskowce kwarcytowe, chalcedonity itp.).
W mniejszym stopniu wykorzystywane s¹ ska³y pochodzenia pomagmowego, np. hydro- termalnego (kwarc ¿y³owy), oraz niektóre ska³y metamorficzne (kwarcyty, ³upek kwarcy- towy). Surowce krzemionkowe s¹ stosowane przede wszystkim w przemyœle szklarskim.
Wa¿ne jest tak¿e ich zastosowanie do produkcji ceramiki szlachetnej, natomiast ich
TABELA 2 Proponowane tematy z zakresu geologii surowcowej dotycz¹ce kopalin ceramicznych, których realizacja jest
wskazana w ramach przygotowywanej nowej polityki Ministerstwa Œrodowiska w zakresie geologii gospodarczej (surowcowej)
TABLE 2 Proposed topics on economic geology of ceramic raw materials, realization of which is advisable within the framework of the new Ministry of the Environment’s Policy on Economic Geology, being under preparation
Rodzaj kopaliny Temat
Kopaliny i surowce ilaste:
Kaoliny Ocena przydatnoœci kaolinów ze z³ó¿ rejonu Œwidnicy Strzegomia do produkcji surowców kaolinowych dla przemys³u p³ytek ceramicznych
I³y bia³o wypalaj¹ce siê, kamionkowe
i ogniotrwa³e
Kompleksowa dokumentacja stanu rozpoznania i zasobów perspektywicznych jednostki surowcowej kopalin ilastych bia³o wypalaj¹cych w utworach kredy górnej w niecce pó³nocnosudeckiej
Weryfikacja bazy zasobowej i³ów (glin) ogniotrwa³ych mioceñskich rejonu Strzegomia i dolnojurajskich rejonu Opoczno-Przysuchy z ocen¹ mo¿liwoœci wielosurowcowego ich wykorzystania
Kompleksowa dokumentacja stanu rozpoznania i zasobów perspektywicznych jednostki surowcowej kopalin ilastych ceramicznych w utworach dolnej jury w pó³nocnym obrze¿eniu Gór Œwiêtokrzyskich
Kompleksowa dokumentacja stanu rozpoznania i zasobów perspektywicznych jednostki surowcowej kopalin ilastych kamionkowych w utworach triasowych w pó³nocnym obrze¿eniu Gór Œwiêtokrzyskich (miêdzy Skar¿yskiem a Przedborzem) Kopaliny
bentonitowe i smektytowe
Weryfikacja bazy zasobowej kopalin bentonitowych i smektytowych w Polsce z prognoz¹ geologiczn¹ wystêpowania z³ó¿ tych kopalin, ocen¹ mo¿liwoœci ich wykorzystania dla ochrony œrodowiska oraz zaprojektowanie i realizacja badañ uzupe³niaj¹cych
Kopaliny ilaste towarzysz¹ce
W³aœciwoœci, przydatnoœæ i mo¿liwoœci pozyskiwania kopalin ilastych jako kopalin towarzysz¹cych w czynnych kopalniach wêgla brunatnego
Kopaliny i surowce krzemionkowe:
Kwarc ¿y³owy
Weryfikacja stanu zasobów kwarcu ¿y³owego oraz prognoza geologiczna z okreœleniem zalecanych kierunków poszukiwania i rozpoznawania nowych z³ó¿
kwarcu ¿y³owego na Dolnym Œl¹sku
Piaski kwarcowe
Ocena przydatnoœci piasków kwarcowych ze z³ó¿ piasków szklarskich, formierskich, podsadzkowych, do produkcji betonów komórkowych i ceg³y wapienno-piaskowej pod k¹tem potrzeb chemii budowlanej; okreœlenie zakresu niezbêdnych badañ dodatkowych i ich realizacja
Wykonanie nowych dokumentacji geologicznych z³ó¿ piasków szklarskich Radonia i Góry Trzebiatowskie z uwzglêdnieniem wyznaczonych przyleg³ych obszarów perspektywicznych oraz wykonaniem uzupe³niaj¹cych prac geologicznych Wykonanie dokumentacji geologicznych w kat. C2z³ó¿ piasków szklarskich w obszarach perspektywicznych Wygnanów Pole A i Radonia Pole G wraz z wykonaniem uzupe³niaj¹cych prac geologicznych
Aktualizacja dokumentacji geologicznych z³ó¿ piasków szklarskich Zaj¹czków, W³adys³awa, Parowa i O³obole zgodnie z proponowanymi kryteriami bilansowoœci oraz wspó³czesnymi wymaganiami przemys³u szklarskiego
Kopaliny i surowce skaleniowe:
Kopaliny skaleniowe i skaleniowo-
-kwarcowe
Weryfikacja istniej¹cej bazy zasobowej kopalin skaleniowych i skaleniowo- -kwarcowych oraz szczegó³owa prognoza geologiczna pod katem poszukiwania i dokumentowania nowych z³ó¿ tych kopalin na Dolnym Œl¹sku i Œl¹sku Opolskim
znaczenie jako surowca do wytwarzania krzemionkowych materia³ów ogniotrwa³ych wy- raŸnie siê zmniejszy³o w ostatnich dwudziestu latach. Niewielkich iloœci surowców krze- mionkowych u¿ywa siê równie¿ w przemyœle emalierskim. Ni¿szej jakoœci piaski kwarcowe s¹ stosowane do produkcji betonów komórkowych, wyrobów wapienno-piaskowych i dla celów chemii budowlanej (Wyszomirski, Galos 2007).
W bardzo szerokiej grupie kopalin i surowców krzemionkowych mo¿na wyró¿niæ kilka zasadniczych ich rodzajów, w przypadku których w Polsce wystêpuj¹ z³o¿a, bêd¹ce lub mog¹ce staæ siê przedmiotem zainteresowania przemys³owego (Bilans zasobów... 2007;
Surowce mineralne... 2005; Surowce mineralne... 2003). Wymieniæ tu nale¿y:
— piaski kwarcowe do zastosowañ budowlanych oraz do zastosowañ przemys³owych, a wœród tych ostatnich:
– piaski i piaskowce szklarskie, – piaski formierskie,
– piaski do produkcji wyrobów wapienno-piaskowych i betonów komórkowych, – piaski i ¿wirki filtracyjne,
– piaski podsadzkowe,
— kwarcyty i ³upki kwarcytowe,
— kwarc ¿y³owy,
— diatomity i ska³y diatomitowe,
— ziemiê krzemionkow¹,
— chalcedonity.
W takim te¿ podziale dokumentowane s¹ kopaliny krzemionkowe przydatne do pro- dukcji tych surowców (w stanie surowym lub po przeróbce), przy czym zastrzec trzeba, ¿e niejednokrotnie mo¿liwe kierunki wykorzystania niektórych spoœród tych kopalin s¹ szersze ni¿ kierunek/kierunki podstawowe okreœlone w dokumentacji geologicznej z³o¿a. Wymieniæ tu nale¿y zw³aszcza wielokierunkowe stosowanie uszlachetnionych piasków kwarcowych ze z³ó¿ piasków szklarskich, formierskich, a nawet podsadzkowych. Szczególnie dotyczy to pozyskiwania drobnoziarnistego piasku kwarcowego suszonego dla potrzeb chemii budowlanej.
Poza wy¿ej wymienionymi surowcami krzemionkowymi, maj¹cymi podstawowe zna- czenie gospodarcze, znane s¹ tak¿e inne grupy tych kopalin i surowców o charakterze kamieni pó³szlachetnych i ozdobnych, takich jak kryszta³ górski, barwne odmiany kwarcu, krzemienie (w tym pasiaste), opale, jaspisy, agaty itp. W kraju znane s¹ ich wyst¹pienia, natomiast udokumentowano tylko dwa z³o¿a krzemieni, nie maj¹ce istotnego znaczenia.
2.1. Z a k r e s p r a c b a d a w c z y c h p r o w a d z o n y c h o d 1980 r o k u Baza zasobowa surowców krzemionkowych w Polsce by³a w ostatnich latach (po roku 1994) przedmiotem kilku prac realizowanych na zlecenie Ministerstwa Œrodowiska.
W polityce surowcowej kraju z 1994 r. zadania dotycz¹ce badañ geologiczno-z³o¿owych w odniesieniu do g³ównych kopalin krzemionkowych obejmowa³y:
— dla piasków szklarskich – ocenê wartoœci z³ó¿ ze wzglêdu na przewidywan¹ pry- watyzacjê przemys³u;
— dla kwarcytów ogniotrwa³ych – rozpoznanie rejonu Barczy i okreœlenie skali kon- fliktu ze œrodowiskiem;
— dla kwarcu ¿y³owego – wykonanie prognozy geologicznej i wstêpne poszukiwanie nowych z³ó¿;
— dla diatomitów – weryfikacjê bazy zasobowej z uwagi na jakoœæ kopaliny i konflikt z³ó¿ ze œrodowiskiem;
— dla ziemi krzemionkowej – ocenê bazy zasobowej z punktu widzenia jakoœci kopaliny i ocenê wartoœci z³ó¿.
Dla piasków formierskich, podsadzkowych, piasków do produkcji wyrobów wapienno- -piaskowych i betonów komórkowych oraz dla chalcedonitów brak by³o sformu³owanych zadañ.
Spoœród zarysowanych zadañ zrealizowano w okresie 1994–2007 tylko nieliczne, i to zazwyczaj tylko czêœciowo zgodnie ze sformu³owanymi zadaniami. Dla piasków szklarskich wykonano wstêpn¹ weryfikacjê i waloryzacjê zasobów z³ó¿ (1996), a ostatnio – szczegó³ow¹ waloryzacjê bazy zasobowej z ocen¹ perspektyw z³o¿owych w nawi¹zaniu do zmiany wyma- gañ stawianych tym piaskom przez wspó³czesny przemys³ szklarski (2007). W pocz¹tkowym okresie dokumentowano tak¿e pojedyncze z³o¿a (tab. 1). Ponadto przeprowadzono wery- fikacjê zasobów z³ó¿ piasków formierskich oraz kopalin ogniotrwa³ych (w tym kwarcytów i ³upków kwarcytowych), a waloryzacjê bazy zasobowej pod k¹tem proekologicznego wyko- rzystania – dla ziemi krzemionkowej. W przypadku kwarcu ¿y³owego, diatomitów oraz innych rodzajów piasków kwarcowych przemys³owych ¿adnych tematów nie realizowano (tab. 1).
Prace naukowo-badawcze dotycz¹ce kopalin i surowców krzemionkowych rozmaitych odmian, podejmowane przez krajowe oœrodki naukowe po roku 1980, by³y nieliczne. Ich owocem by³y opracowania naukowe, realizowane m.in. w ramach prac w³asnych uczelni, CPBR, CPBP i projektów badawczych finansowanych przez ministerstwo ds. nauki. Do- tyczy³y one m.in.:
— prognozy wystêpowania trzeciorzêdowych piasków kwarcowych dla przemys³u odlewniczego i szklarskiego na obszarze Pomorza Wschodniego i Wielkopolski;
— rozpoznania i oceny bazy zasobowej, rejonizacji obszarów z³o¿owych oraz kie- runków zastosowañ diatomitów karpackich;
— badañ wybranych surowców krzemionkowych w aspekcie ich proekologicznego wykorzystania;
— mo¿liwoœci rozwoju proekologicznych zastosowañ chalcedonitu;
— mo¿liwoœci wielokierunkowego wykorzystania piasku podsadzkowego na przyk³a- dzie kopalni Kotlarnia;
— mo¿liwoœci wytwarzania szkie³ krzemionkowych z dolnoœl¹skich kwarców ¿y³owych (Analiza stanu... 2008).
Szereg prac badawczych dotycz¹cych surowców krzemionkowych by³o realizowanych w okresie 1980–2006 w instytutach bran¿owych (Instytut Szk³a i Ceramiki, Instytut
Materia³ów Ogniotrwa³ych, Instytut Mineralnych Materia³ów Budowlanych). Zwi¹zane one by³y g³ównie z ocen¹ przydatnoœci kwarcytów z ró¿nych z³ó¿ oraz chalcedonitów w prze- myœle materia³ów ogniotrwa³ych, mo¿liwoœciami zastosowania w przemyœle szklarskim piasków kwarcowych zawieraj¹cych ponadnormatywne iloœci tlenku glinu i tlenku potasu, ocen¹ przydatnoœci do produkcji piasków szklarskich kopaliny ze z³ó¿ innych piasków kwarcowych, mo¿liwoœciami rozwoju nowych zastosowañ ³upka kwarcytowego z Jeg³owej, w³aœciwoœciami surowcowymi, kryteriami jakoœciowymi, kompleksowym zagospodarowa- niem i rozwojem zastosowañ proekologicznych chalcedonitu ze z³o¿a Teofilów (Analiza stanu... 2008).
W okresie 1980–2006 opublikowano oko³o 70 ró¿nej rangi publikacji dotycz¹cych krajowych kopalin krzemionkowych. Dotyczy³y one, w odniesieniu do poszczególnych grup kopalin i surowców krzemionkowych, nastêpuj¹cych wiod¹cych zagadnieñ:
— piaski kwarcowe przemys³owe – oceny bazy zasobowej piasków szklarskich (g³ów- nie w niecce tomaszowskiej i pó³nocnosudeckiej) oraz formierskich, ich w³aœciwoœci technologicznych w przemyœle szklarskim oraz waloryzacji zasobów;
— kwarc ¿y³owy, kwarcyty i ³upki kwarcytowe – oceny bazy zasobowej kwarców
¿y³owych na Dolnym Œl¹sku oraz kwarcytów w rejonie Boles³awca i Kielc, a tak¿e ich przydatnoœci w przemyœle materia³ów ogniotrwa³ych, do produkcji szkie³ krze- mionkowych itp.;
— diatomity i ziemia krzemionkowa – oceny bazy zasobowej diatomitów karpackich, technologii ich wzbogacania i mo¿liwych kierunków ich przemys³owego wyko- rzystania;
— chalcedonity – kompleksowego wykorzystania chalcedonitów z Teofilowa, w tym jego stosowania do celów ekologicznych, zw³aszcza do filtracji i oczyszczania wód (Analiza stanu... 2008).
Wœród publikacji bardziej ogólnych, o charakterze monograficznym, dotycz¹cych m.in. kopalin i surowców krzemionkowych oraz ich krajowej bazy zasobowej, nale¿y wymieniæ:
— wspomnian¹ ju¿ wczeœniej obszern¹ monografiê S. Koz³owskiego dotycz¹c¹ sze- rokiej grupy surowców skalnych (w tym krzemionkowych) z 1986 r.,
— monografiê dotycz¹c¹ piasków kwarcowych przemys³owych (a tak¿e kruszyw ¿wi- rowo-piaskowych) w ramach serii monograficznej „Surowce mineralne Polski” wy- dawanej przez IGSMiE PAN, z 2003 r.,
— monografiê dotycz¹c¹ ca³ej grupy surowców krzemionkowych zwiêz³ych (a tak¿e surowców skaleniowych) w ramach serii monograficznej „Surowce mineralne Pols- ki” wydawanej przez IGSMiE PAN, z 2005 r.
2.2. T r e n d y z m i a n w u ¿ y t k o w a n i u s u r o w c ó w k r z e m i o n k o w y c h Tak¿e w przypadku kopalin i surowców krzemionkowych daje siê zaobserwowaæ zau- wa¿alne zmiany w kierunkach ich przemys³owego u¿ytkowania w Polsce. Szczególnie
wymieniæ tu nale¿y (Bilans gospodarki... 2008; Surowce mineralne... 2005; Surowce mi- neralne... 2003):
— rozwój stosowania piasków kwarcowych w przemyœle szklarskim i dla celów chemii budowlanej, przy malej¹cym ich stosowaniu w odlewnictwie;
— skokowy spadek u¿ytkowania kwarcytów w przemyœle materia³ów ogniotrwa³ych (od pocz¹tku lat dziewiêædziesi¹tych XX w.) przy bardzo zmiennym poziomie ich u¿ytkowania do produkcji ¿elazokrzemu;
— rozwój produkcji szerokiej palety surowców kwarcowych, w tym m¹czki kwarcowej dla porcelany, zanotowany oko³o roku 2000 (kopalnie Stanis³aw, Taczalin, Krasków, zak³ad przeróbczy Miko³ajowice) przy wstrzymaniu tej produkcji od 2005 r.;
— zanik produkcji i stosowania ziemi krzemionkowej;
— s³aby rozwój produkcji wyrobów diatomitowych oko³o 1990 r., przy obni¿eniu tej produkcji do œladowych obecnie iloœci;
— rozwój stosowania chalcedonitu z Teofilowa do zastosowañ œrodowiskowych.
Trendy te mia³y do tej pory tylko czêœciowe odzwierciedlenie w tematach prac realizo- wanych dla Ministerstwa Œrodowiska. Niektórym spoœród tych zagadnieñ poœwiêcono nato- miast realizowane prace naukowo-badawcze (np. wielosurowcowe wykorzystanie piasków kwarcowych z ró¿nych z³ó¿, chalcedonity w ochronie œrodowiska), choæ nie zawsze znajduje to wyraz w publikacjach naukowych. Istotna czêœæ publikacji naukowych z tego okresu dotyczy bowiem kierunków zastosowañ tych surowców obecnie ocenianych jako nie per- spektywiczne, np. wdro¿enie szerokiego zakresu zastosowañ diatomitów, stosowanie su- rowców krzemionkowych w przemyœle materia³ów ogniotrwa³ych.
2.3. W s k a z a n i e p r a c i t e m a t ó w n i e z b ê d n y c h d o r e a l i z a c j i Czêœæ proponowanych w ramach polityki surowcowej kraju z 1994 r. tematów doty- cz¹cych bazy zasobowej kopalin krzemionkowych w Polsce nie doczeka³a siê realizacji do chwili obecnej. Dotyczy to g³ównie z³ó¿ kwarcu ¿y³owego. Wobec przedstawionych w poprzednim punkcie trendów w u¿ytkowaniu ró¿nych surowców krzemionkowych w Polsce w ostatnich latach, wydaje siê celowe z jednej strony podtrzymanie propono- wanego w 1994 r. tematu dotycz¹cego kwarcu ¿y³owego, a z drugiej – zaproponowanie dodatkowych tematów. Wœród tych ostatnich wymieniæ nale¿y przede wszystkim kwestiê oceny mo¿liwoœci wielosurowcowego wykorzystania piasków kwarcowych, a w szcze- gólnoœci oceny przydatnoœci istniej¹cej bazy zasobowej tych piasków w aspekcie roz- wijaj¹cej siê produkcji piasków drobnoziarnistych suszonych dla chemii budowlanej.
Nale¿y tak¿e kontynuowaæ szczegó³owe prace dotycz¹ce bazy zasobowej piasków szklar- skich, wytyczone w waloryzacji bazy zasobowej tych piasków z 2007 r. Dotychczasowy zakres prac dotycz¹cych chalcedonitów wydaje siê byæ wystarczaj¹cy. Z kolei znaczenie gospodarcze diatomitów i ziemi krzemionkowej jest i zapewne pozostanie marginalne, a kwarcytów i ³upków kwarcytowych niewielkie, st¹d brak celowoœci realizacji tematów w tym zakresie.
W œwietle obserwowanych tendencji i potrzeb gospodarczych kraju do najistotniejszych zagadnieñ w zakresie bazy zasobowej kopalin krzemionkowych w Polsce, których realizacja wydaje siê najbardziej wskazana, zaliczono tematy przedstawione w tabeli 2.
3. Surowce skaleniowe
Kopalinami skaleniowymi i pokrewnymi s¹ liczne odmiany ska³, których wspóln¹ cech¹ jest odpowiednia zawartoœæ skaleni lub skaleniowców kwalifikuj¹ca je do wykorzystania do produkcji surowców zasobnych w alkalia: Na2O i K2O. W otrzymywanych z nich surowcach skaleniowych lub skaleniowcowych zawartoœæ alkaliów powinna wynosiæ co najmniej 10–12%, a w skaleniowo-kwarcowych min. 7–9%. Surowce skaleniowe o przewadze sodu nad potasem znajduj¹ zastosowanie g³ównie w przemyœle szklarskim, ostatnio tak¿e w przemyœle p³ytek ceramicznych, natomiast odmiany o przewadze potasu nad sodem – g³ównie w przemyœle ceramicznym, zw³aszcza do produkcji porcelany. W wiêkszoœci zastosowañ zawartoœæ tlenków barwi¹cych Fe2O3 i TiO2 nie mo¿e przekraczaæ 0,8%, a czêsto nawet jest mniejsza od 0,2% (Wyszomirski, Galos 2007).
W obszernej grupie kopalin (ska³) zasobnych w alkalia, tj. kopalin skaleniowych i ska- leniowo-kwarcowych (Bilans zasobów... 2007; Surowce mineralne... 2005), wystêpuj¹cych w Polsce wymieniæ mo¿na:
— ska³y magmowe g³êbinowe – leukogranity, granity, granitoidy alkaliczne,
— ska³y magmowe ¿y³owe – pegmatyty, aplity, trachity,
— ska³y magmowe wylewne – porfiry, fonolity,
— ska³y magmowe piroklastyczne – tufy porfirowe, ignimbryty,
— ska³y metamorficzne – gnejsy, leptynity,
— ska³y wietrzeniowe – zwietrzeliny granitowe,
— ska³y osadowe – arkozy.
Wiele spoœród tych ska³ rozpatrywanych jako Ÿród³o surowców skaleniowych ma tylko znaczenie historyczne – np. pegmatyty karkonoskie, trachity z Siedlca, tufy porfirowe z Filipo- wic, arkoza kwaczalska z Wygie³zowa. Inne s¹ wskazywane jako potencjalne lub prognostyczne, ale do tej pory bli¿ej nie rozpoznane – np. porfiry z Trójgarbu, fonolity z Opolna-Zdroju, igni- mbryty z Bartnicy i Mieroszowa, gnejsy z Niemczy, zgranityzowane arkozy z Nowego Œwiê- towa. Podstawowe znaczenie jako kopaliny skaleniowe w Polsce maj¹ obecnie leukogranity, granity i zwietrzeliny granitowe. Niestety, brak powa¿nych perspektyw na udokumentowanie w Polsce najwa¿niejszych odmian ska³ zasobnych w alkalia, do uzyskiwania najwy¿szej jakoœci odmian surowców skaleniowych i skaleniowcowych – tj. pegmatytów i syenitów nefelinowych.
3.1. Z a k r e s p r a c b a d a w c z y c h p r o w a d z o n y c h o d 1980 r o k u Baza zasobowa surowców skaleniowych w Polsce nie by³a w ostatnich kilkunastu latach przedmiotem prac realizowanych na zlecenie Ministerstwa Œrodowiska. W 1994 r.
wœród zadañ w zakresie polityki surowcowej kraju dotycz¹cych badañ geologiczno- -z³o¿owych, w odniesieniu do kopalin skaleniowych sformu³owano tylko jedno: prowa- dzenie prac poszukiwawczych i rozpoznawczych w celu pozyskania ska³ zasobnych w skalenie potasowe. Zadanie to nie by³o w ¿aden sposób realizowane w kolejnych latach (tab. 1).
Prace dotycz¹ce kopalin i surowców skaleniowych by³y podejmowane przez kilka krajo- wych oœrodków naukowych (g³ównie w Krakowie, Warszawie i Wroc³awiu). Ich owocem by³y opracowania naukowe, prowadzone m.in. w ramach prac w³asnych uczelni i CPBR.
Tematyka ta nie by³a natomiast podejmowana w ramach realizowanych od pocz¹tku lat dziewiêædziesi¹tych XX w. projektów badawczych. Prace dotycz¹ce surowców skalenio- wych w okresie 1980–2006 wykonywane by³y w doœæ szerokim zakresie przez Instytut Szk³a i Ceramiki, dotycz¹c g³ównie okreœlania przydatnoœci surowców skaleniowych uzys- kiwanych z poszczególnych z³ó¿ (Kopaniec, Karpniki, Graniczna, Gniewków) pod k¹tem przemys³u szklarskiego i ceramicznego (Analiza stanu... 2008).
Najpe³niejsz¹ dokumentacj¹ prac dotycz¹cych kopalin i surowców skaleniowych w okresie 1980–2006 by³o oko³o 50 publikacji ich dotycz¹cych, prezentowanych g³ównie przez zespo³y badawcze Instytutu Szk³a i Ceramiki, AGH Kraków, w mniejszym stopniu Politechniki Wroc³awskiej i innych instytucji. Poœwiêcone one by³y g³ównie:
— ocenie bazy zasobowej i perspektyw wystêpowania kopalin skaleniowych w Polsce;
— wystêpowaniu nowych odmian ska³ zasobnych w skalenie na Dolnym Œl¹sku i Œl¹sku Opolskim;
— metodom poszukiwania i rozpoznawania z³ó¿ kopalin skaleniowych;
— metodom wzbogacania flotacyjnego i magnetycznego surowców skaleniowych za- sobnych w potas (np. Karpniki, Maciejowa) oraz efektywnoœci tego wzbogacania;
— ocenie drobnoziarnistych odpadów granitowych jako surowców do produkcji kon- centratów skaleniowych (np. Graniczna, Gniewków, RogoŸnica);
— zmianom w strukturze zapotrzebowania i rodzaju surowców skaleniowych u¿ytko- wanych w polskim przemyœle ceramicznym i szklarskim (Analiza stanu... 2008).
Wœród publikacji o charakterze bardziej ogólnym, monograficznym, a dotycz¹cych m.in. kopalin i surowców skaleniowych oraz ich krajowej bazy zasobowej, nale¿y wymieniæ:
— monografiê S. Koz³owskiego dotycz¹c¹ szerokiej grupy surowców skalnych (w tym skaleniowych) z 1986 r.,
— monografiê dotycz¹c¹ m.in. surowców skaleniowych w ramach serii monograficznej
„Surowce mineralne Polski” wydawanej przez IGSMiE PAN, z 2005 r.
3.2. T r e n d y z m i a n w u ¿ y t k o w a n i u s u r o w c ó w s k a l e n i o w y c h Kierunki u¿ytkowania surowców skaleniowych w Polsce ulega³y w ostatnim czasie istotnym zmianom. Do najwa¿niejszych faktów zaliczyæ nale¿y (Bilans gospodarki... 2008;
Surowce mineralne... 2005):
— niezwykle intensywny, kilkunastokrotny rozwój zapotrzebowania krajowego prze- mys³u p³ytek ceramicznych na surowce skaleniowe przeciêtnej jakoœci, a dok³adnie rzecz ujmuj¹c – na surowce skaleniowo-kwarcowe;
— rozpoczêcie u¿ytkowania – do produkcji niektórych odmian p³ytek ceramicznych – drobnoziarnistych odpadów granitowych z procesu produkcji granitowych kruszyw
³amanych, wykazuj¹cych podwy¿szon¹ zawartoœæ ¿elaza (dotyczy to g³ównie za- k³adu Graniczna); z drugiej strony próby prowadzenia produkcji wzbogaconych surowców skaleniowych z takich odpadów (np. w zak³adach Gniewków, RogoŸnica) szybko koñczy³y siê niepowodzeniem ze wzglêdów ekonomicznych;
— rozwój u¿ytkowania przez przemys³ szklarski importowanego syenitu nefelinowego;
— utrzymanie stosowania wysokojakoœciowych surowców skaleniowych o wysokiej zawartoœci potasu pochodz¹cych z importu przez przemys³ porcelany sto³owej, elektrotechnicznej i wyrobów sanitarnych.
Trendy te nie mia³y do tej pory odzwierciedlenia w tematach prac realizowanych dla Ministerstwa Œrodowiska, bo prac takich w ogóle nie by³o. Zagadnienie sygnalizowane w zadaniach sformu³owanych w polityce surowcowej kraju z 1994 r., a mianowicie prace poszukiwawcze i rozpoznawcze w celu pozyskania (udokumentowania) ska³ zasobnych w skalenie potasowe, w œwietle przemian zasygnalizowanych wy¿ej w chwili obecnej nie wydaje siê najistotniejsze. Co wiêcej, perspektywy udokumentowania takich ska³ s¹ znikome, a nawet w przypadku sukcesu otrzymywanie wysokojakoœciowych koncentratów skaleniowych musia³oby siê wi¹zaæ z pog³êbionym wzbogacaniem (³¹cznie z flotacj¹), co w obecnych uwarunkowaniach gospodarczych wydaje siê nierealne.
3.3. W s k a z a n i e p r a c i t e m a t ó w n i e z b ê d n y c h d o r e a l i z a c j i Jedyny proponowany w ramach polityki surowcowej kraju z 1994 r. temat dotycz¹cy bazy zasobowej kopalin skaleniowych w Polsce nie doczeka³ siê realizacji. Wobec przed- stawionych powy¿ej trendów w u¿ytkowaniu ró¿nych surowców skaleniowych w Polsce w ostatnich latach, nie wydaje siê celowe dalsze utrzymywanie potrzeby realizacji tak sformu³owanego zadania. Perspektywy udokumentowania z³o¿a kopaliny o wysokiej za- wartoœci potasu i niskiej – tlenków barwi¹cych s¹ bowiem niezwykle ograniczone. Z punktu widzenia przysz³ych potrzeb gospodarki, a w szczególnoœci przemys³u p³ytek ceramicznych i przemys³u szklarskiego, wa¿ne wydaje siê natomiast poszukiwanie z³ó¿ kopaliny o za- wartoœci sumy alkaliów (K2O + Na2O) rzêdu min. 7%, przy zawartoœci tlenków barwi¹cych na poziomie kilku dziesi¹tych procenta. Podstaw¹ do tego powinna byæ szczegó³owa prog- noza geologiczna, dotycz¹ca szczególnie kilku rodzajów ska³ zasobnych w alkalia, wystê- puj¹cych na Dolnym Œl¹sku i Œl¹sku Opolskim, a mianowicie: leukogranitów (np. Pogórze Izerskie, rejon Jeleniej Góry, rejon Nowego Œwiêtowa), aplitów (np. Sudety Wschodnie), leukoporfirów (rejon Trójgarbu). Nale¿a³oby tak¿e rozstrzygn¹æ potencjalne znaczenie kilku innych odmian ska³, które z regu³y wykazuj¹ wy¿sze zawartoœci tlenków barwi¹cych, jak:
fonolity z rejonu Opolna, gnejsy rejonu Niemczy, ignimbryty rejonu Bartnicy i Mieroszowa.
Jednoczeœnie nale¿a³oby jednak oceniæ uwarunkowania œrodowiskowe pod k¹tem ewen- tualnej przysz³ej dostêpnoœci tych kopalin. Analizie w tym kontekœcie nale¿a³oby poddaæ ca³¹ obecnie udokumentowan¹, bardzo skromn¹ bazê zasobow¹ kopalin skaleniowych w Polsce oraz wszelkie mo¿liwe obszary perspektywiczne i prognostyczne (tab. 2).
Podsumowanie
Polski przemys³ ceramiczny i szklarski odnotowa³ w ostatnich kilkunastu lat intensywny rozwój, co przyczyni³o siê do skokowego wzrostu zapotrzebowania na g³ówne surowce niezbêdne do produkcji wyrobów z ceramiki i szk³a. Bardzo czêsto istotnej zmianie uleg³ nie tylko poziom zapotrzebowania na te surowce – g³ównie surowce ilaste, krzemionkowe i skaleniowe, ale zmianie uleg³y tak¿e parametry jakoœciowe u¿ytkowanych surowców.
W tym œwietle dotychczas udokumentowana baza zasobowa podstawowych kopalin cera- micznych bardzo czêsto wymaga gruntownej weryfikacji pod k¹tem nowych potrzeb gospodarki, a tak¿e przeprowadzenia prób jej poszerzenia dziêki lepszemu rozpoznaniu obszarów perspektywicznych.
W wykonanym w ostatnim roku dla potrzeb Ministerstwa Œrodowiska opracowaniu
„Analiza stanu badañ dotycz¹cych poszczególnych grup kopalin i okreœlenie potrzeb w tym zakresie” poddano m.in. szczegó³owej analizie zakres prowadzonych w okresie od 1980 roku badañ geologiczno-z³o¿owych i surowcowych kopalin i surowców ceramicznych.
Wraz z prezentowan¹ w niniejszym artykule analiz¹ trendów zmian w u¿ytkowaniu g³ów- nych surowców ceramicznych sta³o siê to podstaw¹ do wskazania prac z zakresu geologii gospodarczej (surowcowej), których realizacja by³aby wskazana w ramach przygotowy- wanej nowej polityki Ministerstwa Œrodowiska w dziedzinie geologii gospodarczej. Dotycz¹ one g³ównie kaolinów, i³ów bia³o wypalaj¹cych siê, kamionkowych i ogniotrwa³ych, kwarcu
¿y³owego i wysokiej jakoœci piasków kwarcowych oraz ró¿nego rodzaju kopalin ska- leniowych i skaleniowo-kwarcowych, zarówno w zakresie weryfikacji i nowej oceny znanej bazy zasobowej tych kopalin, jak te¿ prac zmierzaj¹cych do lepszego rozpoznania ich obszarów perspektywicznych.
LITERATURA
Analiza stanu badañ dotycz¹cych poszczególnych z³ó¿ kopalin i okreœlenie potrzeb w tym zakresie. Praca pod kierunkiem M. Niecia, 2008. Archiwum Ministerstwa Œrodowiska (maszynopis).
Bilans zasobów kopalin i wód podziemnych w Polsce wg stanu na 31.12.2006 r. Red. M. Gientka, A. Malon, M. Tymiñski. Warszawa, Pañstwowy Instytut Geologiczny, 2007.
Bilans gospodarki surowcami mineralnymi Polski i œwiata 2002–2006. Red. R. Ney, T. Smakowski. Kraków, Wyd.
IGSMiE PAN, 2008.
K o z ³ o w s k i S., 1986 – Surowce skalne Polski. Warszawa, Wyd. Geol.
Metodyka badañ kopalin ilastych. Red. H. Koœciówko, R. Wyrwicki. Warszawa – Wroc³aw, Pañstwowy Instytut Geologiczny, 1996.
Polityka resortu w dziedzinie poszukiwañ, rozpoznawania i eksploatacji surowców mineralnych. Ministerstwo OŒZNiL, 1994. Archiwum Ministerstwa Œrodowiska (maszynopis).
Surowce kaolinowe. Monografie surowców mineralnych Polski. Warszawa, Wyd. Geol., 1982.
Surowce mineralne Polski. Surowce skalne. Kruszywa naturalne i piaski przemys³owe. Red. R. Ney, K. Galos.
Kraków, Wyd. IGSMiE PAN, 2003.
Surowce mineralne Polski. Surowce skalne. Surowce ilaste. Red. R. Ney, K. Galos. Kraków, Wyd. IGSMiE PAN, 2004.
Surowce mineralne Polski. Surowce skalne. Surowce krzemionkowe i skaleniowe. Red. R. Ney, K. Galos. Kraków, Wyd. IGSMiE PAN, 2005.
W y s z o m i r s k i P., G a l o s K., 2007 – Surowce mineralne i chemiczne przemys³u szklarskiego. UWND AGH Kraków.
K ³ a p y t a Z., ¯ a b i ñ s k i W. (red.), 2008 – Sorbenty mineralne Polski. UWND AGH Kraków.
ANALIZA DOTYCHCZASOWYCH BADAÑ KRAJOWEJ BAZY ZASOBOWEJ G£ÓWNYCH KOPALIN CERAMICZNYCH ZE WSKAZANIEM NIEZBÊDNEGO ZAKRESU DALSZYCH PRAC
S ³ o w a k l u c z o w e
Baza zasobowa, kopaliny ceramiczne, surowce ilaste, surowce krzemionkowe, surowce skaleniowe
S t r e s z c z e n i e
W artykule przedstawiono zakres prowadzonych od 1980 roku badañ geologiczno-z³o¿owych i surowcowych g³ównych kopalin i surowców ceramicznych – ilastych, krzemionkowych i skaleniowych – stanowi¹cych pod- stawê funkcjonowania szybko rozwijaj¹cego siê przemys³u ceramicznego i szklarskiego. Dokonano oceny u¿ytecznoœci i komplementarnoœci tych prac. Równoczeœnie wskazano zmiany w g³ównych trendach u¿ytkowania poszczególnych kopalin w ostatnich latach. Analizy te sta³y siê punktem wyjœcia do wskazania prac z zakresu geologii surowcowej dotycz¹cej kopalin ceramicznych, których realizacja by³aby wysoce wskazana w ramach przygotowywanej obecnie przez Ministerstwo Œrodowiska nowej polityki pañstwa w dziedzinie geologii gos- podarczej (surowcowej).
W zakresie kopalin i surowców ilastych przysz³e prace powinny dotyczyæ m.in. oceny przydatnoœci kopalin kaolinowych z rejonu Œwidnicy-Strzegomia do produkcji kaolinów dla przemys³u p³ytek ceramicznych, oceny bazy zasobowej niektórych odmian i³ów ceramicznych w aspekcie ich wielosurowcowego wykorzystania (np. i³ów górnokredowych w niecce pó³nocnosudeckiej, i³ów mioceñskich rejonu Strzegomia, i³ów dolnojurajskich rejonu Opoczna-Przysuchy, i³ów triasowych pó³nocnego obrze¿enia Gór Œwiêtokrzyskich), a tak¿e weryfikacji bazy zasobowej kopalin bentonitowych i innych zasobnych w smektyty. W odniesieniu do kopalin i surowców krzemionkowych celowa wydaje siê potrzeba realizacji tematów dotycz¹cych bazy zasobowej kwarcu ¿y³owego, a tak¿e oceny mo¿liwoœci wielosurowcowego wykorzystania piasków kwarcowych (w szczególnoœci oceny ich przydatnoœci do rozwijaj¹cej siê produkcji piasków drobnoziarnistych suszonych dla chemii budowlanej).
Wskazana jest tak¿e kontynuacja szczegó³owych prac dotycz¹cych bazy zasobowej piasków szklarskich. W za- kresie kopalin i surowców skaleniowych brak celowoœci realizacji proponowanego wczeœniej tematu dotycz¹cego poszukiwañ i rozpoznania ska³ zasobnych w skalenie potasowe. Z punktu widzenia obecnych potrzeb przemys³u p³ytek ceramicznych i przemys³u szklarskiego wa¿ne wydaje siê natomiast poszukiwanie z³ó¿ kopaliny skale- niowo-kwarcowej o zawartoœci sumy alkaliów (K2O+Na2O) rzêdu min. 7%, przy zawartoœci tlenków barwi¹cych na poziomie kilku dziesiêtnych czêœci procenta. Podstaw¹ do tego powinna byæ szczegó³owa prognoza geolo- giczna, dotycz¹ca kilku rodzajów ska³ zasobnych w alkalia: leukogranitów, aplitów, leukoporfirów, fonolitów, ignimbrytów itp., z uwzglêdnieniem uwarunkowañ œrodowiskowych.
ANALYSIS OF THE HITHERTO RESEARCH SCOPE OF POLISH RESOURCE BASE OF THE MAIN CERAMIC MINERALS WITH INDICATION OF NECESSARY RANGE OF FURTHER WORKS
K e y w o r d s
Reserve base, ceramic raw materials, clayey raw materials, silica raw materials, feldspar raw materials
A b s t r a c t
In the paper, range of geological and raw materials studies on the main ceramic raw materials (clayey, silica and feldspar raw materials) carried on since 1980, has been presented. These raw materials are the basis of activity of fast developing domestic ceramic and glass industry. Evaluation of usefulness and completeness of these works was done. Simultaneously, basic trends in use of these raw materials in recent years were indicated. All these analyses were the basis for indication of future works in the area of ceramic raw materials geology, which should be realized, in accordance with the new state policy on economic geology, being under preparation in the Ministry of the Environment.
In the area of clayey raw materials, future works should concern – among others – appraisal of usefulness of kaolins from Œwidnica-Strzegom area for ceramic tile industry, evaluation of reserve base of some important types of ceramic clays regarding their multi-directional use (e.g. Cretaceous clays of North Sudetic Depression, Miocene clays in Strzegom area, Lower Jurassic clays in Opoczno-Przysucha area, Triassic clays in the northern margin of the Œwiêtokrzyskie Mts.), as well as revision of reserve base of bentonites and other smectite-rich clays. In the group of silica raw materials, it is recommended to revise reserve base of vein quartz, as well as appraise possibilities of multi-directional use of quartz sand (especially evaluate their usefulness for the production of fine-grained dried sand for building chemistry). It is recommended to continue detailed works regarding reserve base of glass sand. Regarding feldspar raw materials, it is not recommended to realize proposed previously topics on prospecting of rocks with high content of potassium feldspar. Current increasing demand of ceramic tiles and glass industry results in the necessity of prospecting of feldspar-quartz raw materials with moderate alcalis content (min. 7% (K2O+Na2O) and Fe2O3amount under 0,5%. So, detailed geological prognosis of a few feldspar-rich rocks – leucogranite, aplite, leucoporphyry, phonolite, ignimbrite – should be realized, with taking into account environmental constraints.
