R O C Z N I K
udo m in i geologicznego
TOM XIV.
ZA ROK 1938.
A N N A L E S
D E LA S O C I É T É G É O L O G I Q U E D E P O L O G N E
TO M E XIV.
A N N É E 1938.
\
W ydano z zasiłk u Funduszu Kultury N arod ow ej J ózefa P i ł s u d s k i e g o .
KRAKÓW 1938
P O L S K I E T O W A R Z Y S T W O G E O L O G I C Z N E (Z A K Ł A D G E O L O G II U . J . ) U L IC A Ś W . A N N Y 6.
S O C I É T É G É O L O G I Q U E D E P O L O G N E , C R A C O V IE , 6 , R U E S T . A N N A
Redaktor: Prof. D r Jan Nowak
Kraków, Św. Anny 6.
A u to rzy są odpow iedzialn i z a treść sw ych artykułów . — Les auteurs assu
m ent eux-m êm es la responsabilité de la teneur de leurs travaux.
Polskie Towarzystwo Geologiczne Société Géologique de Pologne
K onto P . K . O. 406.412.
C Z C IO N K A M I D R U K A R N I .O R B I S “ W K R A K O W IE , U L . B A R S K A 41.
/
R O C Z N I K
potno n i amn
TOM XIV.
ZA R O K 1938.
A N N A L E S
D E LA S O C I É T É G É O L O G I Q U E D E P O L O G N E
TO M E XIV.
A N N É E 1938.
W ydano z zasiłku Funduszu Kultury N arodow ej J ózefa P i ł s u d s k i e g o .
KRAKÓW 1938
P O L S K I E T O W A R Z Y S T W O G E O L O G IC Z N E (Z A K Ł A D G E O L O G II U . J .) U L IC A Ś W . A N N Y 6.
S O C I É T É G É O L O G IQ U E D E P O L O G N E , C R A C O V IE , 6, R U E S T . A N N A
R edaktor: Prof. D r Jan N ow ak Kraków, Św. Anny 6.
A u to rzy są odpow iedzialn i z a treść sw ych artykułów . — Les auteurs ment eux-m êm es la responsabilité de la teneur de leurs travaux.
Polskie Towarzystwo Geologiczne Société Géologique de Pologne
K onto P. K. O. 406.412.
C Z C IO N K A M I D R U K A R N I .O R B I S “ W K R A K O W IE , U L . B A R S K A 41.
S P I S TR ES C 1.
T a b l e d é m a t i è r e s .
Str.
A. B o l e w s k i : Skala przeobrażona z Siedlec koło Krzeszowic . i
— D as m etam orphe Gestein von Siedlec bei K rzeszow ice (Polen)
( Z u s a m m e n f a s s u n g ) ... ' ... 38
J a n W d o w i a r z : Badania geologiczne Karpat w okolicy Bła żowej ...45
— Recherches géologiques dans les environs de Błażowa (Résumé) 55 W i l h e l m F r i e d b e r g : Mikrofauna z wierceń wykonanych przez „S. A. Pionier“ na obszarze Podkarpacia w latach 1936 do 1937 58 — M akrofauna aus den durch die „Pionier A. G.“ in den Jahren 1936—193? im Karpatischen Vorlande durchgeführten Bohrun gen. (Z u s a m m e n fa s s u n g ) ... 80
J u l i a T e i s s e y r e : Studium profilów podłużnych rzek wschod- nio-karpackich ... 81
— Etude des profils longitudinaux des rivières des K arpates O rien tales P o l o n a i s e s ... 106
H e n r y k T e i s s e y r e : Niektóre zagadnienia z paleogeografii południowego R o z t o c z a ... 113
— Quelques observations sur la paléogéographie des R oztocze aux environs de L w ó w ... 141
J a n N o w a k : Dniestr a gipsy t o r t o ń s k i e ... 155
— D er Dniestr-Fluss und tortone Gipse . . . . . . 193
Od R e d a k c j i...195
A. B olew ski.
S kała p r z e o b r a ż o n a z S i e d l e c koło K r z e s z o w i c .
D as metamorphe Gestein von Siedlec bei Krzeszowice (Polen).
(Z i rys. w tekście i tablicą I. — Mit 1 Fig. in Text und Tafel I.).
W s t ę p .
S k ały w y lew n e okolic K rak o w a, znan e ju ż S t a s z i c o w i w ro k u 1815, b y ły p rzed m io tem b a d ań geologicznych i p e tro g ra fic z n y c h szereg u b ad a c zy ja k : P u s c h , O e y n h a u s e n , Z e u s c h n e r , F o e t e r l e , R ö m e r , T s c h e r m a k , H o h e n e g g e r, F a l l a u x , K r e u t z , W e b s k y , A l t h , H u s s a k, T r e j d o s i e w i c z , B i e n i a s z , T i e t z e . O p ra co w an ia o c h a ra k te rz e m o
n o g raficzn y m p o d a ją p ra c e F. K r e u t z a z ro k u 1869 i 1871 o raz R. Z u b e r a z ro k u 1886, o b e jm u ją c e sk a ły ze w sz y stk ich ów cześnie zn an y ch m iejsc w y stęp o w an ia. N ow sze o p raco w an ia geologiczne, zag a d n ien ie w iek u ty ch sk a ł w y lew n y ch , są tem atem p ra c W. S z a j n o c h y , St . Z a r ę c z n e g o, J. S i e m i r a d z k i e g o i Z. R o z e - n a [19].
M onograficznym , now oczesnym op racow an iem p e tro graficznym , n iem al w szy stk ich w ów czas zn an y ch sk ał w y lew n y ch z okolic K rako w a, je s t p ra c a Z. R o z e n a „S tare la w y W. Ks. K rak o w sk ieg o “ z ro k u 1909. W te j, dotychczas n a jo b sz e rn ie jsz e j p ra c y o sk ałac h k ra k o w sk ic h , z n a jd u je m y d o k ła d n y opis, ilu stro w a n y ry su n k a m i i fo tografiam i, liczn y ch odsłonięć. Z aw arte tam są ro zw ażan ia n a te m at w iek u sk a ł; sy stem a ty czn e b a d a n ia m ik ro sko po w e i che
m iczne sk ał w y le w n y c h i tufów , p o p a rte przeszło d w u d zie
stom a ro zb io ram i chem icznym i; o bliczenia stosunków p ro centow ych w y stęp o w an ia m in erałó w oraz b ard zo w n ik liw e o b se rw acje n ad chem icznym i zm ianam i sk ał w y lew ny ch
R o c z n ik P o l. T o w . G e o l. XIV. 1
i tufów , w sw oistym p rocesie p rze o b raż e n ia ty ch skał, o k re ślonym przez a u to ra m ianem : k a l i f i k a c j a.
Pod w zględem m ak ro sko p o w y m k a lifik a c ja zaznacza się ja śn ien ie m sk a ły oraz w idocznym ro zk ład em p ra k ry sz - tałó w sk alen i i m in erałó w fem icznych. Pod w zględem ch e
m icznym proces k a lifik a c ji c h a ra k te ry z u je się b ard zo sil
nym w zrostem zaw arto ści tle n k u potasow ego, dużym u b y t
kiem tle n k u sodowego, ziem a lk alic zn y c h i żelaza, p rz y n ie
w ielk ich zm ianach w zaw artości k rz em io n k i i tle n k u g lino
wego. Z. R o ż e n [19] przy p u szczał, że w czasie k a lifik a c ji tle n e k po taso w y je s t w iązan y w e w tó rn y m orto k lazie.
O b se rw ac je n ad ty m procesem chem icznego w ie trz e n ia sk a ł w y lew n y ch i tufów , mimo silnego ro zw o ju b ad ań nad p ro d u k ta m i chem icznego w ie trz e n ia sk ał k ry sta lic z n y c h [9], dotychczas n ie zn a laz ły pełnego od dźw ięk u w lite ra tu rz e p e tro g ra fic z n e j. S tan te n je s t zap ew ne w pew nym sto p n iu spo w od ow any tym , że Z. R o z e n [19] u w ażał k a lifik a c ję za p ierw sze „potasow e“ stadium p rocesu k ao lin iza cy jn eg o w ie trz e n ia skaleni. Liczne p ó źn iejsze b a d a n ia n ad p rzeb ie
giem k ao lin iz a c ji i procesów w ie trz e n ia ilastego n ie w y k a zały, b y w p oczątkow ym o k resie p o w staw ały p ro d u k ty bo
gatsze w tle n e k po taso w y od sk a ły n ie zm ien io n ej [9], lecz p rzeciw n ie — w y k aza ły , że w p ro cesach ty c h n a s tę p u je od
p ro w ad zan ie tle n k u potasow ego i sodowego.
W p ó źn iejszy m okresie Z. R o ż e n o p isu je p ilo lit z M iękini [20]. W. G o e t e 1 (81 geologicznie a J. B r o d e r [5] p etro g ra ficzn ie o p ra c o w y w u ją k o n ta k t d iab azu w N iedź
w ie d ziej G órze. J. K u h 1 [11] b a d a p e tro g ra ficzn e i te ch nologiczne w łasności tu fu z F ilipow ie. O d k ry c ie now ego p u n k tu w y stę p o w an ia p o rfiró w w do lin ie Z b rzy p rzy n o si p ra c a F. R u t k o w s k i e g o [21], a w ro k u 1935 a u to r te j p ra c y ogłosił d ru k iem k ró tk ą n o ta tk ę o p rzeo b raż o n ej skale z okolic w si Siedlec [4].
O pis odsłonięć x).
M iejsca w y stęp o w an ia sk ał w y lew n y ch w zachodnich okolicach K rakow a, pod w zględem geologicznym , m ożna po dzielić n a dw ie g ru p y : po łu d n io w ą i północną, przedzie-
‘) Szereg wiadom ości udzielił autorowi Dr Inż. Ludwik K o w a l s k i , któremu na tym miejscu składam serdeczne podziękowanie.
— 3 -
lone s y n k lin ą k rzeszo w ick ą. N a p o łu d n ie od te j s y n k lin y w y stę p u je p rzew ażn a ilość sk a ł zn an y ch z licznych odsło
nięć, n a tu ra ln y c h i sztucznych. N a p ó łn ocy zaś znam y obec
n ie sk a ły w y lew n e z c zterech m iejsc:
1. p o rfiry k w arco w e z M iękini, opisane ju ż p rzez S t a s z i c a , p e tro g ra fic z n ie o p raco w ane p rzez Z. R o z e- n a [19], a obecnie ek sp lo ato w an e n a sk alę p rzem ysłow ą, 2. p o rfir, k tó r y k o n ta k to w o zm ienił w ap ien ie k a rb o ń sk ie
w d o lin ie S zk la rk i, n a d aw n ej g ra n ic y a u s tria c k o -ro s y j
sk ie j, zn a n y W. S z a j n o s z e (1888) i J. S i e m i r a d z k i e m u (1890),
3. p o rfir, w y s tę p u ją c y w śród k o n ta k to w o zm ienionych do
lom itów środ ko w o dew oń skich w dolin ie Z brzy, o p isany przez F. R u t k o w s k i e g o [21],
4. w y le w n a sk a ła p rzeo b rażo n a, z okolic w si Siedlec, b ę d ą ca p rzed m io tem m oich b ad ań .
W dolinie S zk la rk i, znacznie p o n iżej znanego k o n ta k tu , n a zboczu w śró d rum oszu m ożna znaleźć w iele o k ruch ów b iałeg o p o rfiru kw arco w ego odm iennego od p o rfiru znanego z k o n ta k tu J). D o k ład n e p ozn an ie i o k reślen ie m iejsca w y stęp o w an ia je s t u tru d n io n e znaczną m iąższością u tw o ró w rum oszow ych.
* *
P rz eo b ra żo n a sk a ła w y lew n a, w y stę p u ją c a w o k o licy w si Siedlec, zo stała stw ierd zo n a poszu k iw aw czą ro b o tą g ó r
niczą, p ro w ad zo n ą w celu u z y sk a n ia m a te ria łó w ceram icz
n ych. Szyb po szu k iw aw czy „M aria“ został założony w dnie k o p a n k i p iask ó w ju r a js k ic h , z n a jd u ją c e j się opodal drogi, p ro w ad ząc e j z Siedlec (6 k m n a północo-w schód od sta c ji k o le jo w e j w K rzeszow icach) do w si P aczółtow ice p rzez Bo
żą M ękę, n a zachodnim sto k u Ł y sej G ó ry, m n iej w ięcej w ty m m iejscu, gdzie S t. Z a r ę c z n y [25] znaczy g ra nicę d ew onu z piaszczysty m i u tw o ram i śro d k o w ej ju r y . S k ała je s t zatem do stęp n a ty lk o w w ąsk ich w y ro b isk ach gó rn iczy ch, je d n a k ż e n a św ieżych odsłonięciach, częściowo ty lk o z a k ry ty c h obudow ą d rzew n ą zab ezp ieczającą w y ro b isk a.
*) W iadomość tę udzielił autorowi Dr Eugeniusz P a n ó w .
1*
— 4 —
Szyb poszu kiw aw czy „M aria“ po p rz e jśc iu p rzez 6 m m iąższości w a rstw ę piasków , osiągnął p rzeo b rażo n ą sk ałę w y lew n ą, w y stę p u ją c ą w w ielu odm ianach o ró żn ej b u d o w ie i w y g ląd zie m ak roskopow ym . W śród te j b ardzo silnie sp ę k a n e j s k a ły m ożna znaleźć n ie k ie d y dość m iąższe w k ła d k i ilaste, k tó re są pospolitsze w form ie cienkich w y p ełn ień szczelinek i sp ęk ań w sk ale b ia łe j, w y stę p u ją c e j w g ó rn ej części p ro filu . Spąg szybu, k tó r y w g ru d n iu 1937 ro k u osiąg
ną! głębokość 51 m, spoczyw a w sp ę k a n e j lecz zw ięzłej sk ale z w idocznym i p ra k ry sz ta ła m i b io ty tu i rozłożonym i sk a le niam i. Jeden z chodników poziom ych, założony n a g łęb o k o ści 11 m w k ie ru n k u północnym , d o ta rł w odległości około 10 m do spojonego iłem rum oszu, a n astęp n ie do scem ento- w anego rum oszu w apiennego. Rum osz ciem nego, niem al czarnego w ap ien ia, został stw ierd z o n y w in n y ch w y ro b i
sk ach podziem nych od stro n y p ółn o c n ej, ściślej w zdłuż ch o d n ik a o k ie ru n k u : płn-zach ó d—płd-w schód. A ni rum osz, an i też o k ru c h y ciem nego w ap ien ia, stanow iące głów ną sk ład o w ą rum oszu, n ie w y k a z u ją żadn y ch zm ian w łaści
w ych ogniow em u k o n ta k to w i sk a ł w ap ien n y ch lu b ilasty ch z m agm ą sk ał w y lew n y ch Ł). P rzy p u szczać zatem można, że rum osz w ap ie n n y je s t w y n ik ie m d ziałalności e ro z y jn e j lub te k to n icz n ej. Silnie, n aw et zadziorow ato, ro zw in ięte brzeg i o k ru ch ó w w ap ien n y ch w sk a z u ją n a m ożliw ość d ziałan ia czy nn ik ów ero z y jn y ch . Z byt sk ąp a ilość odsłonięć na n ie w ie lk ie j p ow ierzchni oraz całk o w ite z a k ry c ie w arstw s ta r szych p rzez niezgodnie leżące p ia sk i i p iaskow ce środkow o ju r a js k ie u tru d n ia poznanie i o k reślen ie ro d z a ju tego z ja w iska, k tó reg o frag m en t m ożna obserw ow ać w cho dn ik u północnym . P łaszczyzna g ran iczn a je s t b ardzo strom a, gdyż w szyb iku p o w ietrzn y m w ap ie n n y rum osz stw ierdzono w ścianie pó łn ocnej d w u k ro tn ie w odległości p a ru m etrów , a dop iero znacznie n iż ej sk a ła ta z a ję ła część sp ągu szybika.
Zarów no w w y ro b isk a ch cho dn ik o w ych ja k i w szybach, s k a ła nie je s t je d n ak o w a , lecz w y stę p u je w licznych od
m ianach będ ący ch p raw d o p o d o b nie w y n ik iem różnego sto p n ia przeo b rażen ia. S tosunkow o n ajśw ieższą je s t skała, w y s tę p u ją c a w n a jn iż s z e j części szybu „M aria“ oraz w północ
no-w schodnim k ra ń c u chodników poziom ych. Jest to sk ała
*) Yide L. K o w a l s k i (str. 2).
— 5 —
ja sn a , o od cieniu b rązo w aw o -szaraw y m , z w idocznym i p ra- k ry s z ta ła m i ciem nych, p o ły sk liw y c h b io ty tó w i zm ienio
n y m i sk alen iam i, n a sp ę k an ia c h obficie in filtro w a n a rd za
w ym i su b stan cjam i żelazistym i. O b rzeża w ięk szy ch b ry ł m a ją b arw ę ja ś n ie js z ą an iżeli tre ść ich śro d k a. W g ó rn ej części szybu „M aria“ o raz w półno cn o-zach o d n iej części cho dnikó w w y s tę p u ją od m ian y ja sn e , n ie k ie d y niem al zu
p ełn ie białe, zw ięzłe lu b też ta k k ru ch e, że z łatw ością m ogą b y ć ro zk ru szan e w palcach. W śród ty c h b ia ły c h odm ian częstszym i są sk u p ie n ia su b sta n c ji ilasty ch . W szczelinach ob serw o w ać m ożna ob fite in filtra c je żelaziste, n ie k ie d y w y raźn ie zw iązan e z n a d leg ły m i p ia sk am i ju ra js k im i. W p o b liżu pó łn o cn ej g ra n ic y w y stę p u je p a r tia o k ru ch o w a b ia łe j sk a ły p rz e o b ra ż o n e j zlep io n ej iłem . P om iędzy ty m i dw om a k rań co w y m i odm ianam i is tn ie ją liczne o d m ian y p r z e j
ściowe.
Z p o ró w n a n ia o b serw ac ji n a d zm iennością s k a ły w p ro filach szybów p io no w y ch i poziom ych cho dn ik ó w w y n ik a, że s k a ła w y k a z u je m niejsze, łag o d n iejsze , zm ian y w p ro filu pionow ym , an iżeli w poziom ie. W północno-w schodnim k ra ń c u w y ro b isk ob serw ow ałem o d g ran iczan ie się ró żn y ch odm ian sk a ł p rz e o b ra ż o n e j n ie re g u la rn y m i płaszczyznam i, n a ch y lo n y m i pod około 80° k u północnem u w schodow i. Sto
p ień p rz e o b ra ż e n ia s k a ły n ie w y k a z u je zw iązk u an i ze s tro pem , an i też z rum oszem o g ran ic zają cy m złoże od stro n y p ó łno cn ej.
Z ag adnienie w iek u b a d a n e j sk a ły p rz e o b ra ż o n e j nie może b y ć bezpośred n io ro zw iązan e n a p o d staw ie p o siad a
nego m a te ria łu , poza stw ierd zen iem , że są to s k a ły starsze od j u r y śro d k o w e j n a d le g łe j tem u złożu sk alnem u. N a p o d staw ie po d o b ień stw a p etro g raficzn e g o , w y k azan eg o w d a l
szym ciągu te j p ra c y , p rzy p u śc ić m ożna, że b a d a n a sk ała je s t po d o b n a p o rfiro m z Zalasu i M iękini. O k res zatem k rz e p n ię cia b ędzie p rzy p u szcz a ln ie p ozo staw ał w zw iązk u z w y lew em ta m ty c h law .
B ad an ia chem iczne.
W obec niem ożności u z y sk a n ia okazów s k a ły św ieżej, niezm ien io n ej, do a n a liz y ch em icznej w y b rałem trz y p ró b y
sk ał ró żn iący ch się w y gląd em zew n ętrzn ym i bud o w ą m i
kro sk o p o w ą:
1. sk a ła b a rw y b rązo w aw o -szaraw ej z w idocznym i, dobrze zachow anym i p ra k ry s z ta ła m i b io ty tu i zu p ełn ie rozłożo
nym i sk alen iam i (okaz n r. 18),
2. sk a ła zu p ełn ie b ia ła, k ru c h a , w p alcach łatw o ro zk ru sza- ją c a się n a d ro b n y m iał (okaz nr. 6),
3. sk a ła ró w n ież zup ełnie b ia ła, z w idocznym i zary sam i zm ienionych p ra k ry sz ta łó w , lecz tw a rd a (okaz nr. 5).
P ró b k i do rozbiorów chem icznych w y d zieliłem ze s ta ra n n y m pom inięciem su b stan cji ilastych, n ie k ie d y w y p e ł
n ia ją c y c h szczeliny, oraz rd zaw y ch in filtra c ji żelazistych.
O zn aczenia zaw arto ści poszczególnych sk ład n ik ó w w y k o n ałem sposobam i zalecanym i p rzez E. D i t t 1 e r a [6]
i J. J a c o b a [10]; sto su n k i cząsteczkow e p o d a ję w ed łu g ta b e l H. v. P h i l i p s b o r n a [17); w y n ik i zam ieszczam w ta b eli 1.
i
T a b e l a 1.
— 6 —
Rozbiory chem iczne trzech odmian sk ały przeobrażon ej z S ied lec
Okaz: 18. 5. 6.
°/0-wag. St. cząst.
%
-wag. St. cząst. %-wag. St. cząst.S i0 2 72.50 1.2071 75.06 1.2498 75.08 1.2501
TiOa 0.46 0.0058 0.19 0.0024 0.27 0.0042
P2 0 5 0.06 0.0004 0.02 0.0001 0.05 0.0003
F2 0.06 0.0032 0.02 0.0011 0.02 0.0011
A1203 13.94 0.1368 14.40 0.1413 13.93 0.1367
F e203 2.05 0.0128 0.18 0.0011 0.26 0.0016
F e O 0.19 0.0027 0.02 0.0003 0.06 0.0009
M nO 0.04 0.0024 ś la d y ś la d y
C aO 0.12 0.0021 0.06 0.0011 0.12 0.0021
M gO 0.56 0.0139 0.16 0.0040 0.15 0.0037
K2O 6.72 0.0713 7.13 0.0757 7.02 0.0745
N a 2 0 0.49 0.0079 0.29 0.0047 0.30 0.0048
— H2O 1.74 1.53 1.21
+ H2O 1.31 0.0727 1.21 0.0672 1.95 0.1082
S i0 2 : A I2O3 8.67 8.70 9.14
K2O : A I2O3 0.520 0.535 0.545
A lk : A I2O3 0.579 0.569 0.580
_ 7 —
Spośród zeb ran ego m a te ria łu n a jm n ie j zm ienioną je s t sk a ła oznaczona n r. 18, gdyż z a w ie ra ona św ieże p ra k ry s z - ta ły b io ty tu d o brze w idoczne n a ja sn y m tle sk ały , obok roz
łożonych skaleni. R ozbiór ch em iczn y w y k a z a ł d u żą z a w a r
tość tle n k u potasow ego n ie sp o ty k a n ą w sk ałac h skaolini- zow anych. Z jaw isk o ta k ie opisał Z. R o ż e n [19] b a d a ją c porów naw czo in n e w y lew n e, św ieże i zm ienione, sk a ły z oko
lic K rak ow a. S k ład chem iczny p rzeo b raż o n y ch sk a ł z Sie
dlec, ró w n ież ja k i w y n ik i b a d a ń Z. R o z e n a, zgodnie w sk a z u ją , że s k a ły te n ie u le g ły w ie trz e n iu ilastem u, lecz zo stały zm ienione w in n y sposób, c h a ra k te ry z u ją c y się głów nie w zrostem zaw arto ści tle n k u potasow ego. P o niew aż n ie znalazłem okazów s k a ły św ieżej, mimo odsłonięcia złoża dość d użym i ro b o tam i górniczym i, n ie m ogę j e j b ezp o śred nio poznać. N ato m iast k o rz y s ta ją c z o p raco w an ia Z. R o- z e n a [19] m ogę p o ró w n ać zm ienione s k a ły z Siedlec ze sk alifik o w an y m i (zm ienionym i) in n y m i sk ałam i w y le w n y m i z okolic K rak o w a. P o ró w n an ie ta k ie d o k o n u ję ty m ła tw ie j, że m a k ro sk o p o w y w y g lą d sk ał opisan y ch p rzez Z. R o z e n a je s t zb liżo n y do w y g lą d u okazu nr. 18. W sła
b ie j p rzeo b raż o n y ch p o rfira c h z M iękini, Zalasu i w sk ale z Siedlec w id ać plam isto, n a ja sn y m tle sk ały , rozm ieszczone b ia łe zm ienione p ra k r y s z ta ły sk alen i. N iek ied y sk a ła zm ie
n io n a w y k a z u je znacznie zm n iejszon ą odporność n a d zia
ła n ie czy n n ik ó w m echanicznych. N a ja sn y m tle w y ra ź n ie o d c in a ją się ciem ne p r a k r y s z ta ły m in erałó w fem icznych, w idocznie o d p o rn iejszy ch n a d ziałan ie czynników , p rz e o b ra ż a ją c y c h skałę. S k a ły b a rd z ie j zm ienione są znacznie ja śn ie js z e od sk ał św ieżych, z a n ik a ją też ciem ne p r a k ry s z ta ły b io ty tu . W S iedlcach w y s tę p u je sk a ła zup ełn ie biała, d a w n ie j n ie sp o ty k a n a w łom ach M iękini i Zalasu.
W ta b e li 2 zestaw iłem a n a liz y sk alifik o w an y ch p o rfi
rów z Zalasu, M iękini o raz m e la firu z P o ręb y , w y k o n an e p rzez Z. R o z e n a [19].
— 8 - T a b e l a 2.
Analizy zw ietrzałych krystalicznych skał krakowskich.
Z. R o ż e n . D aw ne law y W. Ks. Krakowskiego. Kraków, 1909.
P orfir P orfir M elafir
A naliza ryczałtow a Z alas M iękinia P o rę b a
° u % %
Si02 69.51 69.25 5 7 . 8 6
TiCh 1.02 0.69 1.58
P2O5 0.06 0.12 0.38
F2 0.03 0.00 0.05
A I2O3 12.47 14.37 13.08
Fe2C>3 1.57 2.72 6.76
F eO 0.36 0.35 0.93
M nO 0.17 — 0.41
C aO 1.74 0.93 1.24
MgO 0.66 0.35 3.41
K2O 6.29 6.82 8.93
N a20 3.02 1.11 2.63
—H2O 1.27 2.11 1.09
+ H2O 1.93 1.35 2.02
Z estaw iając w y n ik i a n a liz y chem icznej okazu 18. z ro z
bio ram i chem icznym i w y k o n an y m i p rzez Z. R o z e n a (Tab. i .—Tab. 2), w y o d ręb n ić m ożna m e la fir z P o ręb y , ja k o sk ałę o sk ład zie chem icznym różnym od trze ch po zo stały ch skał. N atom iast zauw aża się p ew ne p odobieństw o w sk ła dzie chem icznym : p o rfiró w z Zalasu i M iękini oraz s k a ły 18. z Siedlec. R óżnicę stanow i nieco w ięk sza zaw artość k rzem io n k i w sk ale z Siedlec oraz m n iejsze ilości TiOa, C aO i N a20, poza ty m sk ła d chem iczny je s t podobny. Zbli
żone są ilości tle n k u glinow ego i potasow ego oraz P2O5, F2, Fe2Ć)3, M nO, MgO, H2O.
T ak znaczne podobieństw o sk ła d u chem icznego, podob
n a b ud ow a m ik ro sk op o w a oraz w y g lą d zew n ętrzn y sk ał zm ienionych, p ozw ala n a przy puszczenie, że pod w zględem chem icznym podobne b y ły św ieże sk ały . S k ałę zatem z Sie
dlec m ożna o k reślić ja k o zm ieniony p o rfir.
* •i *
R ozb io ry chem iczne (Tab. 1) dw óch zupełnie zm ienio
ny ch b ia ły ch sk ał z Siedlec, różn iący ch się m iędzy sobą w y
- 9 -
trzy m ało ścią n a d z ia łan ia m echaniczne, są ta k dalece p o dobne, że o znaczenia zn ac zn ej części sk ład n ik ó w , np. SiCb, F2, P2O5, M gO, N a20, w a h a ją się n iem al w g ran ic ach b łę dów an ality c zn y ch . Nieco b a rd z ie j ró żn ią się zaw arto ścią tle n k u glinow ego, k tó reg o ilość w okazie 6 je s t ta k a sam a, j a k w m n iej zm ien io nej sk ale (okaz 18). P o d ob nie je s t z tle n kiem w apniow ym .
Mimo zatem ró żn icy m a k ro sk o p o w e j dw ie te o d m ian y m ało się różnią p od w zględem chem icznym .
*
* *
Z. R o ż e n [19] p o ró w n y w ał s k a ły sk alifik o w an e ze sk ałam i św ieżym i w te n sposób, że p o d aw ał p rz y b y te k , w zględnie u b y te k , zaw arto ści sk ład n ik ó w w p ro cen tach ich p ie rw o tn e j zaw arto ści w sk ale św ieżej (w ziętej za 100%).
P rz e lic z a ją c ta k samo ro z b io ry chem iczne o k azu 5 i 6, w ze
sta w ie n iu z m n iej zm ienioną sk a łą 18, o trzy m ałem szereg w ielkości, k tó re p o d a ję w ta b e li 3, łącznie z przeliczeniam i Z. R o z e n a [19].
T a b e l a 3.
Chem iczne zm iany sk ał krak ow sk ich w c z a sie p rzeobrażenia.
Z. Rożen — 1909. Si e d l e c
Zalas Miękinia Poręba 5/18 6/18
Si02 + 2.2 + 1.9 + 11.3 + 3.5 + 3.5
T i02 — 37.8 — 9.0 — 21.4 —59.1 —41.3
P2O5 — 98.8 — 69.2 — 22.4 —66.6 — 16.7
F2 — 83.3 — 100.0 — 72.2 —66.6 —66.6
AI2O3 — 11.2 + 3.1 — 7.1 + 3.3 —
Fe203 — 4.2 — 11.0 — 19.5 —91.7 —87.3
F eO — 72.5 — 28.5 — 15.0 —88.9 —68.4
M nO — — — 43.0 —99.0 —99.0
C aO — 40.8 — 70.3 — 78.0 —50.0 —
MgO — 38.3 — 62.8 — 12.5 —71.4 —73.1
K2O + 75.7 + 85.3 + 246.1 + 6.1 + 4.5
N a20 — 27.2 — 67.3 — 31.4 —40.8 —38.8
—H2O
+ 156.0 + 56.0 + 133.9
— 12.0 —30.6
+ H2O — 7.6 + 48.8
— 10 —
S k ała biała, n a k tó re j tle z tru d n o ścią dostrzec m ożna całk ow icie rozłożone p ra k ry s z ta ły sk alen i i m iki, w po ró w n an iu ze sk a łą słab iej p rzeo b rażo n ą (okaz 18), ze sk a łą za
w ie ra ją c ą jeszcze św ieże p ra k ry s z ta ły b io ty tu , w y k a z u je w ięk szą zaw arto ść k rz em io n k i o 3.5%; w zrost zaw artości tle n k u potasow ego o 4.5—6.1°o/; ilość tle n k u glinow ego je st ta k a sam a lu b w z ra sta nieco sła b ie j an iżeli SiC>2. + H2O za
ch o w u je się ch w iejn ie. W szystk ie pozostałe sk ła d n ik i są ze sk a ły o dprow adzane.
Z tego zestaw ien ia w y n ik ó w (Tab. 3) w y sn u ć m ożna uw ag i b ard zo podobne do w niosków Z. R o z e n a [19J:
S i 0 2 — zaw artość k rzem io n k i zm ienia się w ta k i sposób, że stosu nek SiC>2 : AI2O3 w zrasta, poza je d n y m p rzy p ad k iem (M iękinia). F a k t te n w sk a zu je, że b ad an e sk a ły w y lew n e nie u le g a ją procesow i kao- lin iz a c ji ani w ie trz e n ia ilastego.
AI2O3 — ilość tle n k u glinow ego je s t c h w ie jn a : w p o rfirze z M iękini oraz w okazie 5 z Siedlec w z ra sta ; w d ru gim ok azie s k a ły p rz eo b raż o n e j z Siedlec po zosta
je bez zm ian y; poza ty m i p rz y p ad k a m i zaw artość jeg o m a leje.
K2O — zaw arto ść tle n k u potasow ego w zrasta n a js iln ie j ze w szy stk ich sk ład n ik ó w skał. R o zbiory chem icz
ne sk ał b ia ły ch z Siedlec w y k a z u ją słabszy w zro st an iżeli w p rz y p a d k a c h opisan y ch p rzez Z. R o- z e n a [19], k tó r y p o ró w n y w ał sk a ły skalifiko - w ane ze sk ałam i św ieżym i. Jednakow oż i w b a d a nych p rzeze m nie sk ałach p ro c en to w y w zrost za
w arto ści tle n k u potasow ego je s t n ajw ięk sz y m p rz y ro stem ze w sz y stk ich sk ład n ik ó w mimo, że p rzeliczen ie porów naw cze opieram n a ró żn icy w stop n iu p rzeo b raż en ia, a n ie n a p o ró w n an iu sk a ły zm ienionej ze sk a łą świeżą. Zm iana z a w a r
tości tle n k u potasow ego je s t p rz e w a ż a ją c a n ad inn y m i zm ianam i i d latego je s t głów nym rysem c h a ra k te ry z u ją c y m proces p rz eo b raż ając y .
T i 0 2, P2O5, F2, F e 203, FeO , M nO, C aO , MgO, N a20 — je s t to zespół sk ład n ik ów , k tó ry c h ilości zdecydo
w an ie zm n ie jsz a ją się do w ielkości b ardzo m ałych.
W b ia łe j k ru c h e j skale z Siedlec ilość tle n k u w ap
— l i
niow ego nie zm n iejszy ła się, lecz może to b y ć w y w o łan e n an iesien iem p rzez w o d y k rążące, k tó re zazn ac zają sw o ją d ziałaln ość obfitym i in filtra c ja m i su b sta n c ji żelazisty ch z n ad leg ły ch p ia skow ców i p iask ó w ju r a js k ic h .
H2O — zaw arto ść w o dy w sk a łac h p rze o b raż o n y ch a n a li
zow anych p rzez Z. R o z e n a je s t w ięk sza a n i
żeli w sk ałac h św ieżych. P o dobnie je s t w sk ale 5 z Siedlec, w d ru g im zaś p rz y p a d k u je s t nieco m n iejsza. W żad n y m je d n a k ra z ie zaw arto ść H2O nie sięga 3.5%. S tosunkow o n ie w ie lk a zaw artość w o d y w sk a z u je rów nież, obok w zro stu zaw arto ści k rzem io n k i, że zm ian y chem iczne, o bserw o w ane w sk ałac h k ra k o w sk ic h , n ie p o s tę p u ją w k ie ru n k u zgodnym z p rzebieg iem procesów w ietrz en io w y ch (w ietrzenie ilaste) i z k a o lin iz a c ją . P r o d u k ty ty c h
* procesów z a w ie ra ją znaczn iejsze ilości w ody.
Z m iany zaw arto ści poszczególnych sk ład n ik ó w chem icz
n y ch w sk u te k p rz e o b ra ż a n ia sk ał p o d k ra k o w sk ic h p rz e d s ta w ią się nieco odm iennie skoro uw zględnię, że w sk ałach ty c h w y s tę p u je znaczna ilość m in e rałó w zac h o w u jący ch się obo
ję tn ie , tj. m in erałó w , k tó re n ie b io rą czynnego u d ziału w pro cesie p rz e o b ra ż a n ia skał. D o ty c h m in erałó w zaliczyć m ożna k w arzec, cy rk o n , ru ty l, tu rm a lin . Z isto tn y ch sk ła d n ik ó w sk a ł ty lk o k w arze c n ie b ie rz e czynnego u d ziału w p ro cesie p rzeo b raż en ia. W b ad an ia ch m ik ro sk o p o w y ch n ie zaobserw ow ałem żad n y c h zm ian n a ziarn ach k w arcu . P rzy p u szczać m ożnaby, że część k w a rc u m ogła u lec np. ro z
puszczeniu w w odach k rą ż ą c y c h i d z ia ła ją c y c h w pro cesie p rz e o b ra ż a ją c y m sk a ły p o d k ra k o w sk ie. Jed n ako w o ż z je d n e j stro n y b a d a n ia m ik ro sk o p o w e odpow iednich zm ian z ia rn k w a rc u n ie u ja w n iły , z d ru g ie j zaś stro n y je s t to w ą t
p liw e w obec b ard zo sła b e j rozpuszczalności k w arcu . J. T h u g u t t [24] w y k azał, że w te m p e ra tu rz e +220° C, w w odzie p o d w ó jn ie p rz e k ro p lo n e j w ch ło d n icy p la ty n o w e j u z y s k u je się k o lo id 0.062 pro cen to w y . B ad an ia G. S p e z i i u ja w n iły , że w te m p e ra tu rz e n iższej (+25° C) mimo d ziała
n ia ciśnień się g a ją c y c h 1850 atm osfer i długiego czasu, k w a rzec n ie rozpuszcza się. W sk ałac h z Siedlec p rzeo b rażen ie
— 12 —
zaznacza się p rzed e w szy stk im ro zk ład em sk alen i i m iki, k tó re sta n o w iły źródło znacznych ilości k rzem io n k i k o lo i
d a ln e j; p rzy p u szczaln ie źródło w y sta rc z a ją c e do n asy cen ia roztw orów .
W ro zb io rach chem icznych i poprzed nio pod an y ch p rz e liczeniach po d an e są ty lk o ogólne ilości krzem io n k i, a w ięc k w arcu i k rz em io n k i w y stę p u ją c e j w in n y c h m in erała ch np.
sk alen iach , m ikach. Skoro uw zględn ię w y n ik i b ad ań m ik ro skopow ych oraz p rzelicze n ia sk ła d u m in eraln eg o sk ał św ie
żych, b ęd ę m ógł obliczyć tę ilość k rzem io n k i, k tó ra w y stę
p u je w m in erała ch , u le g a ją c y c h p rzeo b rażen iu . W zględna zm iana zaw arto ści k rzem io n k i je s t spow odow ana procesem d o ty k a ją c y m ty lk o te j części m in erałó w . P rzeliczenie takie, w ra z z zestaw ieniem zm ian głó w n y ch sk ła d n ik ó w sk a ły po
d a ję w ta b e li 4.
T a b e l a 4.
S k a l a ś w i e ż a :
Zalas Miękinia Poręba Siedlec 5/18 6/18 Ogólna zawartość Si02 °/o-wag. 68.00 67.90 52.00 72.50 72.50
— kwarzec „ 27.50 32.00 — 33.90 33.90
Ilość Si02 związanego „ 40.50 35.90 52.00 38.60 38.60 S k a ł a z m i e n i o n a :
Ogólna zawartość Si02 °/o-wag. 69.51 69.23 57.87 75.06 75.08 P r z y r o s t :
SiOs %>-wag. 1.51 1.33 5.86 2.56 2.58 W stosunku do ogólnej ilości
Si02 w skale świeżej °/o W stosunku do ilości Si02
2.2 1.9 11.3 3.5 3.5
związanego °/o 3.7 3.7 11.5 6.6 6.7
Z m i a n a z a w a r t o ś c i :
K 2O °/o + 75.5 + 85.3 + 246.1 + 6.1 + 4.3
AI2O 3 °/o —11.2 + 3.1 —7.1 + 3.3 —
Z p rzelicze n ia tego w y sn u ć m ożna n a stę p u ją c e u w ag i:
SiOa — (po odliczeniu k w arc u , w y stęp u jąc eg o w sk ałach św ieżych) w y k a z u je w e w szy stk ich p ięciu p rz y p ad k ac h w zrost siln ie jsz y od zm ian zaw artości tle n k u glinow ego. S tosunek SiCh : AI2O3 w zrasta:
— 13 -
p o rfir: M iękinia [19] z 4.37 do 4.39, 4.87 5.72, 4.69 4.85, 4.69 5.01, 6.27 7.51.
Zalas [19]
Siedlec 5/is Siedlec 6/is m e la fir: P o rę b a [19]
W sk ałac h k w aśn y ch sto su n ek te n w zrasta, nie p rz e k ra c z a ją c w arto ści 6.—■. O d m ien n ie stosu n ek SiCh : A I2O3 p rz e d sta w ia się w sk ale zasadow ej, tam w arto ść je g o je s t w yższa od 6.—, a mimo to w z ra sta d a le j. W p o ró w n a n iu z zachow aniem się k rzem io n k i, w e w sz y stk ich sk ałac h obniża się za
w arto ść tle n k u glinow ego w zw iązk u z p rz e b ie giem p ro cesu p rz eo b ra ż a jąc e g o te sk ały .
K2O — tle n k u potasow ego p rz y b y w a w e w sz y stk ich p rz y p ad k ach . W w y b ie lo n e j sk ale z Siedlec p rz y ro st zaw arto ści tle n k u potasow ego je s t nieco słabszy od w zro stu ilości k rzem io n k i, obliczonej w o d nie
sien iu do k rzem io n k i zw iązan ej w m in erała ch u le g a ją c y c h p rzeo b raż en iu . A zatem proces obserw o
w a n y n a sk ale z Siedlec nosi rów nież cech y p r o cesu silifik acy jn e g o .
AI2O3 — zaw arto ść tle n k u glinow ego w sk ałac h b a rd z ie j zm ienionych m a le je w sto su n k u do zaw arto ści k rze m io n k i i tle n k u potasow ego. W w arto ściach bezw zględ n y ch zac h o w u je się c h w iejn ie.
C elem p o zn an ia zm ian w sk ład zie chem icznym sk a ły pod w p ły w em d z ia ła n ia ro z tw o ru w ęg la n u potasow ego, w zależności od czasu d z ia łan ia i te m p e ra tu ry , w y k o n ałem n a stę p u ją c e dośw iadczenia:
P ró b k ę sk a ły o w adze 2.5 g, a n a lity c z n ie u ta rtą , u m ie
ściłem w k o lb ie k o n ic z n ej i zadałem 500 cm 3 1% -wego ro z
tw o ru w ęg lan u potasow ego chem icznie czystego. T rzy , w ten sposób p rzy g o to w an e p ró b y , p rzy ch o w y w a łem w te m p e ra tu rz e + 15° C, tr z y zaś inn e w te m p e ra tu rz e +60° C w te r m ostacie e lek try czn y m , w ciągu 1, 2 i 4 ty godni. N a n aczy n iach zaznaczyłem poziom cieczy, k tó rą u zu p ełn iałem w odą p rz e k ro p lo n ą co 3 dni. Po u p ły w ie odpow iedniego czasu, p ró b ę sączyłem n a sączkach tru d n o sącz ący ch , osad cztero
— 14 —
k ro tn ie p rzem y w ałem zim ną lu b ciep łą w odą, po czym su
szyłem go w te m p e ra tu rz e +50° C, oddzielałem od sączka i oznaczałem zaw artość tle n k u potasow ego. W y nik i ty ch oznaczeń są:
Temperatura: + 15°C
%-wag. + 60° C
k2o
S u b stan cja 7.13 7.13
Po 1 ty g o d n iu 7.23 7.32
2 ty g o d n iach 7.29 7.40
4 ty g o d n iach 7.28 7.44
P odobne dośw iadczenia w y k o n ałem w te m p eratu rze w rzen ia. W ty m celu gotow ałem 2.5 g an ality c zn ie u ta rte j s k a ły w 500 cm 3 l°/o-wego ro ztw o ru w ęg lan u potasow ego w czasie 24 godzin. G otow anie p rzep ro w ad załem w kolb ie je d n o -litro w e j, zao p a trzo n ej w chłodnicę zw rotną. W y nik i oznaczeń zaw artości tle n k u potasow ego w b a d a n e j pró bie s ą n a stę p u ją c e :
Okaz- 18- 5-
U % - w a g . K 2O
S u b sta n c ja 6.72 7.13
Po goto w aniu 7.54 7.60
R e z u lta ty p rzep ro w ad zo n y c h b ad ań w y k a z u ją (rys. 1), że zaw arto ść tle n k u potasow ego w skale, p od w pływ em d z ia ła n ia l°/o-wego ro ztw o ru w ęg lan u potasow ego w tem p e
r a tu ra c h + 15°C, +60° C i +100° C, podnosi się zależnie od czasu d z ia ła n ia i od te m p e ra tu ry roztw o ru . P odniesienie te m p e ra tu ry ro ztw o ru w p ły w a w sposób siln ie jsz y n a zm ia
n ę zaw artości tle n k u potasow ego w skale, an iżeli p rzed łu ża
nie czasu d ziałan ia ro ztw oru. W y jaśn ie n ie o b serw ow anych zm ian ilości tle n k u potasow ego w skale je s t u tru d n io n e, gdyż dostrzegłem p rzecho d zen ie n ie k tó ry c h sk ład n ik ó w s k a ły do roztw oru.
Po u p ły w ie 2 ty g o d n i zaw artość tle n k u potasow ego w p ró bce w zrosła, p rz y te m p e ra tu rz e +15° C, z 7.13% do 7.29%, co odpow iada w zględnem u p rz y ro sto w i zaw artości K2O o 2.24% p o p rz e d n ie j jeg o zaw arto ści w skale. R ów no
cześnie stw ierd ziłem u b y te k w agi p ró b k i o 1.83%, p rz y czym a n a liz a przesączu d a ła n a stę p u ją c e w y n ik i (obliczone w sto
su n k u do w ag i ca łe j p ró b k i, u ż y te j do d o św iad czen ia):
SiOa 0.97%
AI2O3 0.24%
F e203 0.06%
C aO 0.04%
MgO 0.08%
R azem 1.39%
U b y te k na w adze p ró b ek , u ż y w a n y c h do b a d a ń w te m p e ra tu rz e w rzen ia w y no si :
okaz nr. 18 — 3.97%
okaz n r. 5 — 2.84%.
W zrost zatem zaw arto ści tle n k u potasow ego w sk ale, p rz e ro b io n e j d ziałan iem ro z
tw o ru w ę g lan u potasow ego,
je s t w znacznym sto p n iu spo w o d ow an y rozpuszczalnością i od p ro w ad zeniem ze s k a ły n ie k tó ry c h sk ład n ik ó w , głów nie krzem io n k i. N ie c a ły je d n a k p rz y ro s t ilości tle n k u p o taso w ego m ożna uzasad nić w ten sposób, ja k w y k a z u je zestaw ie
nie pod ane w ta b e li 5.
— 15 —
T a b e l a 5.
Z aw arto ść K sO w % -w ag.
T em p e ra tu ra C zas U b y te k próbki
% -w ag . S u b sta n c ja P o zo stało ść O bliczono O znaczono
+ 15° C 2 tyg . 1.83 7.13 7.26 7.29
+
100
° c 24 godz. 3.97 6.72 7.— 7.54+
100
° c 24 godz. 2.84 7.13 7.33 7.60W te m p e ra tu rz e n iższej (+15° C) ró żn ica m ięd zy stw ie r
dzoną zaw arto ścią tle n k u potasow ego a obliczoną z u b y tk u sk a ły (założono, że m in e ra ły z a w ie ra ją c e tle n e k po taso w y nie p rzecho dzą do roztw oru) w ynosi zaled w ie 0.03%. Jest to w ielko ść dopuszczalnego b łę d u anality czn eg o, a zatem n a cyfrze te j n ie m ogę b u d o w ać w nio sk ó w in ny ch , po za stw ie r
dzeniem w zro stu zaw arto ści tle n k u potasow ego, sk u tk ie m d z ia ła n ia rozp uszczająceg o ro ztw o ru w ęg lan u potasu. In a
% K 2 0
T y g o d n i#
— 16 -
czej zm iana ta p rzed sta w ia się w p rz y p a d k u d ziałan ia ro z
tw o ru w ęg lan u potasow ego w te m p e ra tu rz e w rzenia. R óż
nica m iędzy w zrostem zaw artości tle n k u potasow ego, w y w o łan y m d ziałan iem ro zp u szczający m K2C O3, a w zrostem stw ierd zo n y m je s t znaczna, gdyż w ynosi:
0 . 2 7 . 0.54%-wag., tj. o 3.7—8.—°/o p o p rzed n iej ilości.
B ezw zględna w a rto ść p rz y ro s tu tle n k u potasow ego w p ró b k ach b a d a n y c h w te m p e ra tu rz e +100° C je s t dostatecznie duża, b y m ożna p r z y ją ć tę zm ianę ja k o p od staw ę do w y sn u cia w n io s k u :
pod w p ły w em d ziała n ia w rzącego ro ztw o ru w ęg lan u potasow ego zaw artość tle n k u p o tasu w skale, p o d d an ej je g o d ziałan iu , w zrasta. W zrost zaw artości K2O je s t spow odow any zarów no o dprow adzeniem części s k ła d n i
k ó w s k a ły (SiC>2, AI2O3, Fe20s), j a k rów nież z a trz y m y w aniem potasu, zaw arteg o w roztw orze, p rzez n ie k tó re sk ła d n ik i skały.
O b se rw a c je te n ie d a ją d o stateczn ej p o d staw y do w y sn u cia w niosku o sposobie w iąza n ia tle n k u potasow ego p rzez s k ła d n ik i s k a ły w m iarę w zro stu jeg o zaw artości. P rz y p u szczalnie w ok resie p oczątkow ym je s t to zjaw isk o a d so rb cji tle n k u potasow ego p rzez tle n e k g lin o w y k o lo id aln y w obec
ności krzem ionki.
* * *
C hcąc poznać sposób chem icznego w iąza n ia tle n k u po
tasow ego w b a d a n e j skale, w y k o n ałem n a stę p u ją c e do
św iadczenia, u ż y w a ją c ja k o m a te ria łu w yjścio w ego:
1. p ró b k ę s k a ły n a jm n ie j zm ienionej — okaz nr. 18, 2. p ró b k ę s k a ły zup ełnie b ia łe j — okaz n r. 5.
Ich sk ład chem iczny b y ł u p rzed n io o k reślo n y rozbioram i ry czałto w y m i.
P ró b k ę w ilości 1.5 g a n ality c zn ie u ta r te j sk a ły zad a w a
łem n a m isce p la ty n o w e j 50 cm3 w o d y p rzek ro p lo n ej, a n a stęp n ie 50 cm3 chem icznie czystego k w asu siarkow ego (c. w ł.
1.84), po czym um ieszczałem n a łaźni w o d n ej n a p rzeciąg 6 godzin. N astępnie, n a łaźn i p ia sk o w ej, odpędzałem w odę aż do p o ja w ie n ia się ciężkich b ia ły ch dym ów ; w ty m stan ie u trzy m y w a łem su b stan cję w ciągu 2 godzin, po czym chło
dziłem ciecz do te m p e ra tu ry p o k o jo w ej, rozcieńczałem
— 17 —
200 cm 3 w ody p rz e k ro p lo n e j i po zu pełn y m w y k la ro w a n iu się sączyłem przez sączek tru d n o sączący . S ta ra n n ie p rz e m y ty osad p od d aw ałem d ziałan iu 5% -w ego ro ztw o ru w ęg lan u sodowego, po zagotow aniu, w ciągu 6 godzin n a łaźn i w od
n ej. O trz y m a n e p rzesącze d zieliłem n a połow y. Z ro ztw o ru w k w asie siark o w y m oznaczałem a lk alia . D ru g ą część tego roztw oru od paro w yw ałem , odpędzałem k w as sia rk o w y w ty g lu p laty n o w y m , stap iałem ze sodą, rozpuszczałem w g o rące j w odzie, a n astęp n ie łączyłem z o ddzieloną p o ło w ą w y ciąg u w NaaCOa. Z tego ro ztw o ru oznaczałem : SiC>2, AI2O3, Fe2C>3, C aO i MgO. P o zostały osad an alizo w ałem n a:
S i 0 2, AI2O3, K2O i N a2Ć).
W y n ik i b ad ań p o d a ję w ta b e la c h 6 i 7, n a k tó ry c h ze
staw iłem rów nież w y n ik i ro zbio ró w ry czałto w ych . T a b e l a 6.
Okaz 18.
Analiza ryczałtowa
B auschanalyse
Działanie H2SO4 i NaaCOa
W irkung- d e r H 2S O t u nd N a2C 0 3
wyciąg
in Lösung
pozostałość
G estein p ro b e
%-wag. St. cz. 7o-wag. St. cz. %-wag. St. cz.
Si02 72.50 1.2071 8.48 0.1412 64.09 1.0671
T i02 0.46 0.0058
P2O0 0.06 0.0004
F2 0.06 0.0032
A1203 13.94 0.1368 5.49 0.0539 8.40 0.0824
Fe2C>3 2.05 0.0128 2.15 0.0135
F e O 0.19 0.0027
Mn O 0.04 0.0024
Ca O 0 .1 2 0 .0 0 2 1
Mg O 0.56 0.0139
K2O 6.72 0.0713 1.31 0.0139 5.48 0.0582
N aäO 0.49 0.0079 0.23 0.0037 0.31 0.0050
—H2O 1.74
+ H2O 1.31 0.0727
SÍO2 : AI2O3 8.67 2.62 12.94
K2O : AI2O3 0.520 0.257 0.706
K 2 0 + N a2 0 :A l2 0 s 0.579 0.326 0.767
— 18 —
Analiza ryczałtowa
B auschanalyse
T a b e l a 7. Okaz 5.
Działanie H2SO4 i NaoCOs
W irk u n g d er H aS 0 4 u nd N a2C 0 3
wyciąg- pozostałość
SiOa TiOa P2O5
r 2 A I2O3
F e 203 F eO MnO C aO MgO K2O N a20
—H2O + H 2Q
%-wag.
75.06 0.19 0.02 0.02 14.40 0.18 0.02 ślad y 0.06 0.16 7.13 0.29 1.53 1.21
St. cz.
1.2498 0.0024 0.0001 0.0011 0.1413 0.0011 0.0003 0.0011 0.0040 0.0757 0.0047 0.0672
in Losung
%-wa
g.
St. cz. % -wag.G esteinprobe
St. cz.
7.68
5.67 0.15
0.05 0.10 0.20 0.12
0.1279 67.46 1.1232
SiOz : AI2O3 8.70 K2O : AI2O3 0.535 K 20 + N a 20 : A l203 0.569
0.0556 0.0009
0.0009 0.0025 0.0021 0.0021
2.30 0.037 0.075
8.64 0.0848
6.99 0.14
0.0742 0.0023
13.24 0.875 0.902 W y n ik i rozbiorów chem icznych w yciągów w kw asie siark o w y m i w ęg lan ie sodow ym w y k a z u ją , że znaczna część s k a ły u leg a d ziałan iu stosow anych rozpuszczalników . S k ała b ard ziej zm ieniona (okaz 5) u lega w stopniu nieco m n ie j
szym (16.42 % -w ag.), j a k sk a ła św ieższa (19.21 °/o-wag.).
Z o b yd w u p ró b do ro ztw o ru p rz eszły zbliżone ilości SiCh i A l203. Ze s k a ły św ieższej (okaz 18) odchodzi niem al całk o w icie żelazo. T le n ek potasow y przechodzi do ro ztw o ru w w ięk szej ilości ze sk a ły słab ie j zm nienionej. W odm ianie b ia łe j sk a ły z Siedlec (okaz 5), sk ład n ik i z aw ie ra ją c e tlen ek p o taso w y w b ard zo słabym stopniu u le g a ją d ziałan iu k w a su siarkow ego. S to su nek S i0 2 : AI2O3 w w y ciąg u o trzy m a
nym ze sk a ły b ia łe j (okaz 5) je s t m niejszy, w ynosi on 2.30.
Pozostałość, nie u le g a ją c a d ziałan iu stosow anych od
czynników , sk ład a się głów nie z S i 0 2, AI2O3 i K2O — ilości
— 19 —
in n y c h sk ład n ik ó w są z b y t m ałe, b y m ogły odeg rać p ow aż
n ie jsz ą ro lę w budow ie sk ały . W ielk ie ilości k rzem io n k i do
w odzą, pod w zględem chem icznym , istn ie n ia w sk ale m in e
rałó w g ru p y SiOa. Mimo sto so w an ia b ard zo siln y ch ro zp u szczalników , m in e ra ły z a w ie ra ją c e a lk a lia w p rzew ażn e j części nie u le g ły ich d ziałan iu . S tosunkow o znacznie m n iej tle n k u potasow ego p rzeszło do ro z tw o ru ze s k a ły b a rd z ie j p rzeo b ra ż o n ej. S to sun ek ilości a lk a lii do ilości tle n k u g li
now ego (nierozpuszczalnego) je s t n a s tę p u ją c y :
s k a ła słabo zm ien ion a (okaz 18) — A lk : A l2 0 s = 0.767, s k a ła siln ie zm ieniona (okaz 5) — A lk : A l2 0 3 = 0.902.
A lk alia, głów nie tle n e k potasow y, są zatem w m iarę p rz e o b ra ż a n ia sk a ły coraz s iln ie j w iązan e i w coraz słab szym sto p n iu m ogą b y ć oddzielone d ziałan iem stężonego go
rącego k w a su siarkow ego. W sk ale w y b ielo n ej (okaz 5) sto
su n e k A lk :A l2 0 3 = 0.902 zbliża się do 1.—. In te re su ją c y m je s t fak t, że w e w sz y stk ich dotychczas p o zn an y ch k ra k o w sk ic h sk ałac h p rzeo b rażo n y ch (Tab. 3) m a le je zaw arto ść tle n k u sodow ego; mimo to w z ra sta ogólna ilość alk alii. W czasie zatem p rz e o b ra ż a n ia sk a ły zachodzi proces ro zd ziału tle n k u p o tasu od tle n k u sodow ego p rzez s k ła d n ik i sk ały . Z ja w i
sko ta k ie je s t c h a ra k te ry s ty c z n e d la ad so rb cy jn e g o z a trz y m y w an ia a lk a lii z roztw o ró w w od n y ch p rzez k o lo id aln e su b sta n c je ilaste [14, 15].
P ró b a d z ia ła n ia H2SO4 i N a2COs, w y k o n a n a n a znacz
n ie js z e j ilości s k a ły b ia łe j (ponad 50 g), p o tra k to w a n e j łącz
n ie z m in erała m i ilasty m i, w y p e łn ia ją c y m i szczelin y oraz z in filtra c ja m i su b sta n c ji lim o n ity czny ch , d ała w y n ik zb li
żo n y do w y n ik ó w czysto la b o ra to ry jn y c h . A n aliza pozo
stałości:
%-wag. St cząsteczkowe
Si02 80.12 1.3340
A b 0 3 10.62 0.1042
Fe2C>3 0.19 0.0012
K2O 8.42 0.0894
N a2Ć) 0.12 0.0019
SiO i : AI2O3 12.80
A lk : AI2O3 0.861
2*
— 20 —
P rzeo b rażen ie p o rfiró w z Siedlec nie ty lk o zaznacza się w zrostem zaw artości tle n k u potasow ego w skale, lecz ró w nież w iązan iem tego s k ła d n ik a w m in e rała ch (substancjach) o d p o rn y ch n a działan ie gorącego, stężonego kw asu sia rk o w ego i w odnego ro ztw o ru w ęg lan u sodowego.
W śród spękanego białego p o rfiru , oraz w pobliżu p ó ł
n o cn ej g ra n ic y je g o w y stęp o w an ia m ożna n ap o tk ać k ilk u — n a jw y ż e j k ilk u n a sto c e n ty m e tro w e j w ielkości n agro m ad ze
n ia b ia łe j, zu p ełn ie m ię k k ie j, słabo p la sty czn ej, su b stan cji ilastej, k tó ra n ajczęściej w y p e łn ia d ro bn e szczeliny i spę
k a n ia skały . W p o bliżu p ó łn o cn ej g ra n ic y złoża, w ile ty m w y stę p u je znaczna ilość dro b n y ch okru ch ó w p o rfiru i n ie k ie d y s k a ły są sia d u ją c e j. N iek tó re w k ła d k i są obficie in fil
tro w an e rd zaw y m i su b stan cjam i żelazistym i z n ad leg ły ch piaskow ców ju ra js k ic h . Do an alizy chem icznej w y b rałem czysto b ia ły okaz, z e b ra n y w odległości około 8 m od g ra n icy złoża. W tab eli 8 p o d a ję w y n ik i oznaczeń zaw artości poszczególnych sk ład n k ó w chem icznych.
*
T a b e l a 8.
Analiza chemiczna ilu białego.
A naliza ryczałtow a % -w ag. S t. cząstecz. P orów nanie z analizą
olcazu 18.
SiOä A b c h Fe^Ch CaO MgO K2O Na2Ć)
—H2O + H2O
59.20 0.9857
29.54 0.2894
0.18 0.0011
0.44 0.0079
0.23 0.0057
0.74 0.0079
0.31 0.0050
1.05
8.49 0.47130.4713 +548.0
— 21.6%
+ 111.9
— 91.3 + 266.6
— 59.9
— 89.0
— 36.7
SiOa : AI2O3
A lk : AI2O3
T e m p e ra tu ra to pn ien ia
4.41 0.045
±1700°C (dokładność 10°).
P u n k t to p n ien ia oznaczyłem m etodą stożków Segera w piecu k ry p to lo w y m .
— 21 —
R ozbiór chem iczny iłu (Tab. 8) w y k a z a ł dużą z a w a r
tość k rz em io n k i; iłość tle n k u glinow ego je s t znaczna, je d nakow oż n ie z b y t d u ża j a k n a sk a łę o c h a ra k te rz e ilastym . S to sun ek cząsteczko w y ty c h dw óch głó w n ych sk ład n ik ó w s k a ły w ynosi 3.41 : 1. Ilość a lk a lii je s t n iew ielk a, p rz y czym zaznaczyć należy , że ilość tle n k u potasow ego je s t w iększa od ilości tle n k u sodowego. Jest to c h a ra k te ry s ty c z n e z ja w i
sko [14, 15) d la su b sta n c ji ilasty ch , z a w ie ra ją c y c h a lk a lia zaad sorb ow an e z ro ztw oru . Z aw artość a lk a lii może b y ć za
tem u z a sa d n ia n a w y stęp ow an iem m in erałó w , z a w ie ra ją c y c h a lk a lia , albo też z atrzy m y w an ie m a lk a lii z roztw o ró w p rzez su b sta n c je ilaste. Stosunkow o nieznaczne ilości in ny ch s k ła d n ik ó w ja k : MgO, C aO , Fe20a, w b ard zo słab y m sto p n iu w p ły w a ją n a c h a ra k te ry s ty k ę bad an eg o iłu.
S kład ch em iczny iłu w p o ró w n an iu ze sk a łą słabo zm ie
n io n ą (p o rfir p rze o b raż o n y — okaz 18), w y k a z u je dużo w ię k szą zaw arto ść + H2O — o 548%; AI2O3 — o 111.9% oraz C aO — o 266.6%. T en o statn i s k ła d n ik w y stę p u ją c y w ilo
ściach sk ąp y ch (0.12—0.44%) g ra n ie w ielk ą rolę w o bserw o
w an y ch zjaw isk a ch . K rzem io n k i w ile je s t znacznie m n iej (—21.6%). Te w ielk ie różnice chem iczne stan o w ią p o dstaw ę w n iosku, że są to dw ie sk a ły odm ienne. N iew ielk a z a w a r
tość a lk a lii nie je s t do stateczn ą p rz y c z y n ą stw ierd ze n ia ich po d o b ieństw a.
* * *
Ił w y stę p u je ja k o w y p e łn ie n ia szczelin i w olny ch p rz e strze n i w śró d p o rfiró w oraz około p ó łn o cn ej g ra n ic y złoża, gdzie z n a jd u je się racz e j w postaci spoiw a rum oszu p o rfiro w ego i sk a ły są sia d u ją c e j. C hem icznie zan alizo w an y ił (Tab. 8) b y ł z e b ra n y z p a rtii w y stę p u ją c y c h w śró d sp ęk a
n y ch p o rfiró w , zdała od sk a ł są siad u jąc y ch . Jak o p r z y p u szczalne w a ru n k i p o w stan ia sk u p ień tego iłu p rzy to czy ć m ożna:
1. n an iesien ie p rzez w o dy k rą ż ą c e ze sk ał o ta czający ch ; 2. p rzez w ietrz en ie sk a len i w y stę p u ją c y c h w p o rfirze ; 3. ja k o je d e n z p ro d u k tó w p rocesu sw oiście p rz e o b ra
żająceg o p o rfiry .
P rzyp uszczen ie, że je s t to ił n an iesio n y p rzez w o d y k r ą żące ze sk ał o ta cz ając y ch je s t m ało praw dopodobne. O bec
— 22 —
n a d ziałalność tycli w ód zaznacza się in filtro w an iem łatw o ro zpu szczaln ych su b stan cji lim o n ityczn y ch z n ad leg ły ch p iask ów ju r a js k ic h w szczeliny i sp ęk an ia s k a ły p rz e o b ra żonej. W p obliżu n ie zaobserw ow ałem w y stęp o w an ia w ię k szych ilości sk ał ilasty ch . N agrom ad zenia su b sta n c ji ila sty ch w y s tę p u ją n ajczęśc ie j w śró d b ia ły c h silnie sp ęk an y ch p o rfiró w . S k u p ien ia n ie w y k a z u ją u w arstw ien ia. N ie zn a
lazłem w śród nich frag m en tó w sk ał in n y ch poza p orfirem . M ateriał obcy złożu p o rfiro w em u w y stę p u je obficie w iłach i rum oszu o g ran ic zają cy m w y stęp o w an ie b a d a n e j s k a ły od stro n y półn ocnej. S k u p ien ia iłu są rozm ieszczone w sposób b ard zo n ie re g u la rn y , co rów nież do pew nego sto p n ia w sk a zu je, że nie je s t to p ro d u k t nan iesio n y , n ag ro m adzo n y w y łącznie działaniem m echanicznym w ód k rążący ch . P rz y p u szczenie to je s t n ato m iast p raw dopodobne, je żeli chodzi o iły w y stę p u ją c e n a p oznan ej g ra n ic y złoża p o rfiró w p rz e obrażonych.
W y n ik i b ad ań chem icznych trze ch odm ian p o rfiró w p rzeo b raż o n y ch w y k a zały , że sk a ła ta n ie u leg ła d ziałan iu p ro cesu w ie trz e n ia ilastego, tru d n o w ięc z ty m p rzy p u szcze
niem w iązać genezę iłów.
P o zo staje m ożliwość, że sk a ła ila sta p o w stała ja k o j e den z p ro d u k tó w procesu, p rzez Z. R o z e n a nazw anego k a lifik a c ją . W a ru n k i p o w stan ia m in erałó w ilasty ch nie są ograniczone w y łącznie do procesów w ietrzen io w ych , zn a
ny ch z b ad ań p ro d u k tó w ro zk ła d u skał, p rzeb ieg ają cy ch p od w p ły w em czy n n ik ów d z ia ła ją c y c h n a pow ierzch n i zie
mi. Z nane są liczne w y stęp o w an ia m in erałó w ilasty ch , pow stały ch w in n y ch w a ru n k a c h np. n a drodze h y d ro te rm a l- n e j [16]. P rzyp uszczen ie to je s t zgodne z w y n ik am i b a d a n ia rozpuszczalności p o rfiró w przeo b rażo n y ch w k w asie sia rk o w ym , w ęg lan ie sodow ym i potasow ym . W e w szystk ich ty c h p rz y p a d k a c h oddzieliłem ze s k a ły część j e j sk ład n ik ó w o sk ład zie chem icznym podobnym do sk ład u chem icznego iłów w y stę p u ją c y c h w szczelinach. P orów naw cze zestaw ie
nie p o rfiró w w różnym stopniu p rzeo brażon ych (Tab. 3) w y kazało, że w zg lęd n a zaw arto ść k rzem io n k i w zrasta w m iarę b a d a n ia coraz b a rd z ie j p rzeo b rażo n y ch sk ał; zaw arto ść tle n k u glinow ego zach o w u je się chw iejn ie. D ośw iadczenia te nie zap rzeczają m ożliw ości oddzielenia i odprow adzenia
— 23 —
ze sk a ły części k rzem io n k i i tle n k u glinow ego w czasie je j p rz e o b ra ż a n ia ; ilości je d n a k k rz em io n k i m uszą b y ć sto su n kow o m n iejsze an iżeli tle n k u glinow ego. T ak ie w y n ik i dało b ad an ie ro ztw o ru w l°/o-wym K2C O3, gdyż an aliza p rzesą
czu (te m p e ra tu ra + 1 5 °C , czas d z ia ła n ia — 2 tygodnie) d ała w y n ik i:
SiOa 0.97%-wag. St. cząsteczkow y 0.0162 AI2O3 0.24%-wag. St. cząsteczk o w y 0.0024
SiC>2 : AI2O3 6.58
Pod d ziałan iem k w asu siark o w eg o i w ęg lan u sodowego p rzeszła do ro z tw o ru znaczna część sk ład n ik ó w s k a ły p rz e o b rażo n ej. S to su n ek SiCh : AI2O3 (w roztw orze) w yn osił:
s k a ła słabo zm ieniona (okaz 18) — 2.62, sk a ła siln ie zm ieniona (okaz 5) — 2.30.
Mimo to stosunek SiC>2 : AI2O3 w skale, pozostałej po dzia
łaniu tych rozpuszczalników, wzrósł:
sk a ła słabo zm ieniona (okaz 18) z 8.67 do 12.94, sk a ła siln ie zm ieniona (okaz 5) z 8.70 do 13.24.
P rzy p u szczen ie, że b a d a n y ił, p o w stał rów nocześnie z p rz e o b rażeniem p o rfiru dro g ą o d d zielen ia części sk ład n ik ó w ze sk a ły p rz e o b ra ż a n e j, je s t pod w zględem chem icznym m oż
liw e i n ie je s t sprzeczn e z chem iczną c h a ra k te ry s ty k ą p rz e b iegu p ro cesu p rz e o b ra ż e n ia p o rfiró w z Siedlec.
* * *
W y stęp o w an ie iłu obok zm ienionych po rfiró w , m ożli
w ość łącznego p o w stan ia iłu z p rzeo b rażen iem po rfiró w , do pew nego sto p n ia rz u c a ją św iatło n a d alszy ro zw ój zm ian chem icznych w w odach k rą ż ą c y c h d z ia ła ją c y c h n a p o rfiry . R o zb io ry chem iczne sk ał p rzeo b ra ż o n y ch w y k a z a ły , że z p o rfiró w została o d p row ad zon a znaczna część je g o p ie r
w o tn y ch sk ład n ik ó w . Część ich (N aiO, C aO , MgO, Fe20s) je s t ła tw a do w y łu g o w a n ia ze sk ał i ła tw a do u trz y m a n ia w ro ztw o rze m im o dość d u ży ch zm ian n a tu ry fizyk o-ch e
m icznej. A n alizy sk a ł p rzeo b raż o n y ch n ie rz u c iły pełnego św iatła n a zacho w an ie się n ie k tó ry c h in n y c h sk ład n ik ó w ja k S i 0 2 i AI2O3, k tó ry c h zaw arto ść albo w zględnie w zrosła, albo zachow ała się ch w iejn ie. O b y d w a te sk ład n ik i są dość
