82. Ewaporaty - osady pochodzenia chemicznego, na ogół łatwo rozpuszczalne, powstające w wyniku rozpuszczania się soli z jonów zawartych w wodzie morskiej ( płytkich lagun i zatok), lub jeziornej wskutek intensywnego parowania w zbiorniku zamkniętym.

Ewaporaty morskie charakteryzują się dużo wolniejszą krystalizacją niż ich jeziorne odpowiedniki. Są to zazwyczaj sole wielkokrystaliczne. Ewaporaty morskie to skały takie jak sole gipsowo – solne, sole twarde, a także sole potasowo – magnezowe. Produkty ewaporacji morskiej zależą w dużej mierze od:

- klimatu, w którym znajduje się zbiornik ewaporacyjny

- głębokości zbiornika ewaporacyjnego

- charakteru dna zbiornika ewaporacyjnego

- stężenia jonów rozpuszczonych w wodzie.

Kolejność ewaporacji w zbiornikach morskich została określona przez von Hoffa, i nazywamy ją cyklotemem solnym.

83. Cyklotem solny to kolejność krystalizacji minerałów z roztworu, określone dla procesu ewaporacji w środowisku morskim. Jego założenia zostały określone przez von Hoffa. Zgodnie z jego założeniami zapowiedzią warunków salinarnych jest powstawanie wapieni oolitowych. W następnej kolejności krystalizują dolomity, a potem siarczny (gipsy, potem anhydryty). Kolejna w cyklotemie jest krystalizacja soli kamiennej, a cały cyklotem kończy się na krystalizacji soli potasowo – magnezowych.

Sole potasowo - magnezowe
Sól kamienne
Siarczany (gipsy/anhydryty)
Węglany (wapienie oolitowe/dolomity)

84. Skały siarczanowe

SKAŁY SIARCZANOWE

- Skały gipsowe ( w niższych temperaturach) drobnokrystaliczne alabastry ;

- Skały anhydrytowe ( w wyższych temperaturach) drobnokrystaliczne vulpinity

Skały siarczanowe tworzą się najczęściej w zbiornikach morskich, zwłaszcza w lagunach ale również w jeziorach słonych. Powstają w drugim etapie cyklu ewaporacyjnego, gdy zawartość wody osiąga 19% objętości wyjściowej. Towarzyszą im skały ilaste, mułkowe i dolomity. Tworzą soczewki i pokłady niekiedy miąższości nawet kilkudziesięciu metrów. Znane są od kambru (Rosja koło Irkucka), aż do czasów współczesnych (najbardziej rozpowszechnione są osadami cechsztynu oraz te mioceńskie).

Przykłady:

GIPSYT - to monomineralna skała zbudowana z minerału gipsu ( 99% odj., pozostałe to domieszki : kwarcu, kalcytu, dolomitu, min ilastych, związków Fe, i innych). Wyróżnia się skały gipsowe wielkokrystaliczne w których kryształy mają wielkość kilku a nawet kilkudziesięciu cm (tzw. gipsy selenitowe) oraz skały gipsowe drobnokrystaliczne - alabastry. W warunkach podwyższonej temperatury gipsy oddają wodę i przebudowują się w anhydryty. Wiąże się to z poważną redukcją objętości skały oraz wydzielaniem się niej znacznej ilości wody. Barwa tych skał jest jasna, biała , szara lub żółtawa ( w zależności od domieszek).

ANHYDRYTYT - monomineralna skała zbudowana z anhydrytu. Dobrze wykształcone kryształy występują rzadko i są nietrwałe w warunkach powierzchniowych. Szybko ulegają uwodnieniu przebudowując się w gipsy. Przebudowa anhydrytu w gips powoduje wzrost objętości skały o 30 %. Zjawisko to może powodować znaczne deformacje struktur złożowych oraz przyczynić się zaburzeń morfologicznych na pow. Ziemi. Barwa skał jasna, biała , szara z odcieniem niebieskim i czerwonawym (w zależności od domieszek).

Zastosowanie: - ładnie wykształcone kryształy są cenione i poszukiwane przez kolekcjonerów (największe osiągają wielkość kilku metrów), - jest powszechnie stosowany w budownictwie m. in. jako materiał wiążący - używany jako surowiec rzeźbiarski

- do unieruchamiania złamanych kończyn

Występowanie w Polsce:

1. Gipsu:

- Pospolicie w miocenie przedkarpackim.

- W miocenie południowego skłonu gór świętokrzyskich (często wielkie kilkumetrowe kryształy, tworzące bliźniaki).

- W czapach gipsowych okrywających wysady soli cechsztyńskich na Niżu Polskim.

2. Anhydrytu:

- Wraz z gipsami w cechsztynie Niżu Polskiego oraz Dolnego Śląska

85. Skały solne

SKAŁY SOLNE

Skały solne zaliczane są do ewaporatów, ponieważ powstają dzięki odparowaniu wody w zamkniętych basenach (laguny, słone jeziora).

SOLE KAMIENNE (HALITYTY) sole kamienne zbudowane są przede wszystkim z halitu ale mogą zwierać zarówno domieszki składników ewaporacyjnych jak i detrytycznych. Mówi się wówczas o solach kamiennych z anhydrytem , gipsem jak również o solach piaszczystych czy ilastych. Znane są również skały piroklastyczno – ewaporacyjne ( tufity halitowe- Bochnia), które tworzą się gdy pył wulkaniczny wpadnie do zbiornika ewaporacyjnego. Wśród wymienionych utworów wyróżnia się zatem:

- sole monomineralne – składające się z >90% z minerału halitu

- sole piaszczyste – z domieszką piasku kwarcowego

- sole zlepieńcowate:

- mułowce, piaskowce i zlepieńce ze spoiwem halitowym

SOLE POTASOWO- MAGNEZOWE

Należą do tzw. wyższych ewaporatów. Jako końcowe produkty ewaporacji pojawiają się rzadziej ze względu na swoją słabą wytrzymałość na procesy wietrzenia. Tworza zwykle niewielkie nagromadzenia, np. czapy na utworach soli kamiennej.

Należą tu m.in. skały sylwinowe (sylwinityty), karnalitowe (karnalityty), kizerytowe (kizerytyty), polihalitowe (polihalityty).

SKAŁY MIESZNE CHEMICZNO- KLASTYCZNE (DETRYTYCZNE)

Sole twarde - skały zbudowane z halitu, sylwinu i dowolnego materiału siarczanowego;

Sole ilaste (zailone) - skały o zawartości części ilastej 15%

Zubry – skały ilasto ( illitowo) - halitowe zawierające 15-85 % halitu. Przyjmuje się za zubry to skały, w których ilość halitu mieści się w przedziale 15-85%. Gdy zawartość ta jest mniejsza o 15% skały nazywa się iłami solnymi, natomiast gdy halitu jest ponad 85% uważa się za sole ilaste.

ZŁOŻA SOLI W POLSCE

Główne nagromadzenie soli kamiennej w Polsce są wieku mioceńskiego i cechsztyńskiego. Do mioceńskich zalicza się np. złoża w Wieliczce, Bochni i Baryczy. Sole tego wieku znane są też w rejonie Górnego Śląska (Rybnik, Żory, Orzesze) na głębokości 200m. Złoża cechsztynu to głównie osady zalegające od wybrzeży Bałtyku (okolice Pucka) po ok. Łodzi i Wrocławia (Kłodawa). Zastosowanie w medycynie i przemyśle spożywczym.

86. Skały fosforanowe

SKAŁY FOSFORANOWE

Skały osadowe o wysokiej zawartości fosforu, wynoszącej od kilkunastu do ok. 40% wag. P₂O₅. Do skał tych należą trzy grupy utworów różniących się genezą i składem mineralnym:

• fosforyty

• guano

Najszerzej rozprzestrzenione są fosforyty.

Skaly fosforanowe powstają na drodze chemicznej, organicznej i mieszanej (biochemicznej); marginalną grupę stanowią utwory epiklastyczne i wietrzeniowe.

Źródła fosforu:

- fosforanonośne minerały skał krystalicznych ( głównie apatyt) – fosfor pierwotny. Fosfor uwalnia się w trakcie wietrzenia i jest transportowany w wodzie w postaci jonu fosforanowego ( PO₄)₃^-

- środowisko morskie w którym mają miejsce emanacje wulkaniczne i halmyrolityczny rozkład materiały wulkanicznego

- asymilowany przez faunę i florę z różnych środowisk (atmosfera , wody morskie), których szczątki są wtórnym źródłem tego pierwiastka.

GENEZA FOSFORYTÓW

Fosforyty powstają w środowiskach morskich lub jeziornych. Wśród fosforytów pochodzenia morskiego wyróżnia się

- f. konkrecyjne (platformowe, bulaste, nodulowe) - do 20 cm, 10-30% P₂O₅ , niekiedy posiadają budowę sferolitową, częste domieszki substancji organicznej i glaukonitu.

- f. pokładowe (warstwowe, geosynklinalne) do 17 m miąższości , do 37% P₂O₅ pospolita struktura oolitowa, brak domieszek substancji organicznej i glaukonitu, także takich minerałów jak kwarc czy kalcyt natomiast obecny jest dolomit.

- Podrzędne typy: f. muszlowe, kostne, stromatolitowe, klasyczne rezydualne.

GUANO

Skala organiczna krucha niekiedy o budowie konkrecyjnej. Guano w powierzchniowych wystąpieniach jako odchody, zwłoki, resztki pokarmu i gniazd rybożernych ptaków morskich np. kormoranów, pelikanów, które z czasem ulegają diagenetycznym przeobrażeniom. Guano jaskiniowe tworzy się zarówno w gorącym jak i chłodniejszym wilgotnym klimacie przez nagromadzenie odchodów oraz szczątków nietoperzy tez większych kręgowców np. w plejstocenie niedźwiedzia jaskiniowego. Skład mineralny guano jest bardzo złożony: tj. fosforany i azotany Ca, Mg, N, w mniejszych ilościach alkalia, siarczany, chlorki, szczawiany związki organiczne w miarę diagenezy (ługowania łatwiej rozpuszczalnych składników) guano wzbogaca się fosforany wapnia ( fosfatyzacja)

GOSPODARCZE ZNACZENIE SKAŁ FOSFORANOWYCH:

Największe znaczenie mają fosforyty zwłaszcza warstwowe tworzące złoża o dużych miąższościach. Wysokoprocentowe fosforyty (25-40% wag. P₂O₅) stanowią przede wszystkim surowce do produkcji sztucznych nawozów fosforowych

(superfosfatu, supertomasyny, precypitatu i in.), a niskoprocentowe ( 15-25% wag. P₂O₅) do naturalnych, tzw. maczki fosforytowej.

Guano jest naturalnym nawozem azotowo-fosforowo-potasowym, lub fosforowym.

WYSTĘPOWANIE W POLSCE:

- Fosforyty konkrecyjne w Polsce występują pospolicie w osadach piaszczystych:

- W osadach albu i cenomanu Wyżyny Lubelskiej, Gór Świętokrzyskich i Wyżyny Krakowskiej.

- Na pograniczu kredy i trzeciorzędu w okolicy Kazimierza nad Wisłą.

- W oligocenie w Mielniku nad Bugiem

- W łupkach ilastych występują one m. in. w kulmie Gór Świętokrzyskich. (eksploatacja zaniechana w latach 70)

87. Skały wiwianitowe

SKAŁY WIWIANITOWE

Utwory te tworzy uwodniony fosforan żelaza - wiwianit Fe₃²⁺[PO₄]₂*8H₂O. Są bezbarwne, uzyskują na powietrzu (wskutek utleniania) charakterystyczną barwę niebieską. Wytrąca się z ubogich w fosfor roztworów w warunkach redukcyjnych

pH<7, objętość jonów Fe), na bagnistych podmokłych obszarach wilgotnej strefy klimatycznej.

W podanych warunkach tworzą się łąkowe i bagienne żelaziaki brunatne (limonity) oraz torfy, które często towarzyszą utworom wiwianitowym. Te ostatnie odróżnia przeważnie ziemiste wykształcenie i barwa od jasno do czarno niebieskiej, a także formy skupień warstwowe, gniazdowe i soczewkowe. Występują one płytko pod powierzchnią ziemi a ich miąższość nie przekracza 1 m.

Utwory wiwianitowe są wykorzystywane przez przemysł chemiczny do produkcji związków fosforu o dużej czystości.

88. Kaustobiolity

Kopalne paliwa stałe. Kaustobiolity są to skały pochodzenia organicznego, powstałe na skutek akumulacji i uwęglenia szczątków organizmów roślinnych. Występują w obrębie skał osadowych. Zbudowane są z materii organicznej (C,H,N,O) oraz substancji mineralnej występującej w formie domieszek, odpowiedzialnej za ilość oraz skład popiołu. Do skał tych należą: TORF, WĘGIEL BRUNATNY, WĘGIEL KAMIENNY, ANTRACYT.

Gałąź petrografii zajmująca się organicznymi szczątkami kopalnymi nosi nazwę petrografii węgla. Nauka ta zajmuje się opisem cech morfologicznych, fizycznych i chemicznych oraz klasyfikacją składników węgla wyróżnionych w skali makro (litologia węgla) jak i w mikroobszarze przy użyciu mikroskopu optycznego (mikropetrografia) oraz submikro-obszarze przy pomocy obrazu uzyskiwanego w transmisyjnym i skanningowym mikroskopie elektronowym.

Klasyfikacja kaustobiolitów dotyczy genezy, stratygrafii, składu petrograficznego i własności fizyczno-chemicznych węgli. Kaustobiolity traktowane jako biogeniczne, a głównie fitogeniczne skały osadowe są utworami bardzo zróżnicowanymi pod względem cech fizycznych i chemicznych, wynikających głównie z ich genezy. Stanowi to podstawę do wyróżnienia wielu odmian ukształtowanych w różnych warunkach torfogenezy (sedymentacji torfu), diagenezy, katagenezy i metagenezy. Wyróżnia się klasyfikację genetyczną, stratygraficzną, petrograficzną, litologiczną oraz fizyczno-chemiczną.

Klasyfikacja genetyczna:

• Węgle humusowe (humolity) - produkty rozkładu ligniny i celulozy roślinności lądowej

Torf W. brunatny W. kamienny Antracyt

• Węgle sapropelowe (sapropelity) - produkty rozkładu białek i tłuszczy flory i fauny wodnej - glony, megaplankton

Sapropel Gytia Dyssodyl Boghead

• Węgle liptobiolitowe (liptobiolity) - żywice i woski – nabłonki liści i zarodków roślin lądowych

Bursztyn Woski, żywice Piropissyt Tasmanit

Wśród składników chemicznych roślin wyróżnia się: kompleksy węglowodorowe (celuloza, chemicelulozy, chityna), ligniny, białka, substancje woskowe i żywiczne. Są one w różnym stopniu odporne na destrukcyjne działania czynników biochemicznych, chemicznych i fizycznych, w związku z tym w klasyfikacji genetycznej węgli kopalnych wyróżnia się:

1)kopalne paliwa humusowe (humolity) (ang. humic coals) - obfitujące w humus powstały z butwiejących składników roślinnych w warunkach tlenowych na torfowiskach bagienno-lądowych;

2)kopalne paliwa sapropelowe (sapropelity) (ang. sapropelic coals) - bogate w związki węglowodorowe, utworzone z gnijącej materii organicznej w środowisku wodnym jako osad denny w warunkach beztlenowych;

3)liptobiolity (ang. liptobiolic coals) (zawierające ciała bitumiczne) powstałe z nadzwyczaj odpornych na zniszczenie produktów roślinnych, takich jak substancje żywiczne i woskowe oraz nabłonki liści i zarodników. Typowym liptobiolitem jest bursztyn. Żywice roślinne podobne do bursztynu występują w humusowych węglach brunatnych i kamiennych rozproszone w postaci ziarn lub skupień soczewkowatych.

Klasyfikacja stratygraficzna:

- ROŚLINNOŚĆ KARBONU PRODUKTYWNEGO (Lycopodiales, Egnisetiales, Pteridospermae, Cordaitales (formy drzewiaste))

- ROŚLINNOŚĆ MEZOZOIKU (Rośliny szpilkowe, sagowcowe, miłorzębowate, paprocie nasienne)

- ROŚLINNOŚĆ KENOZOIKU (Paleogenu) (Rośliny okrytonasienne)

89. Stadia procesu uwęglenia

Przeobrażeniu szczątków roślin w kaustobiolity towarzyszy zmiana składu chemicznego, wyrażająca się przede wszystkim wzrostem zawartości pierwiastka C. Proces ten określany jest jako proces uwęglania. W procesie tym wyróżniono następujące stadia przemian (wg. Brzyski, 1984; Gabzdyl, 1999):

- stadium biochemiczne (syngeneza) - powstawanie torfu,

- stadium geochemiczne (diageneza) - tworzenie się węgli brunatnych miękkich,

- katagenezę wczesną - tworzenie się węgli brunatnych twardych,

- katagenezę późną - tworzenie się węgli kamiennych (typ płomienny i gazowy),

- metagenezę wczesną – tworzenie się węgli kamiennych (typ koksowy),

- metagenezę późną - tworzenie się węgli kamiennych chudych i antracytowych,

- metamorfizm wczesny – powstanie antracytu,

- metamorfizm późny – powstanie metaantracytu.

Diageneza kończy się przejściem kwasów huminowych w huminy. Metamorfizm węgli bywa również określany terminem uwęglenie. Przyczynami uwęglenia są temperatura i ciśnienie wywołane metamorfizmem statycznym, termicznym (wpływ intruzji magmowych) lub dynamicznym.

90. Klasyfikacja litologiczna kaustobiolitów

LITOTYP (podstawowa jednostka) jednorodne (w sensie sedymentologicznym) nagromadzenie uwęglonego lub zwęglonego materiału organicznego, oddzielone od innych wyraźną granicą stropową lub spągową. Wyróżnienie granic – odmienny skład petrograficzny, różnica struktur i tekstur, istnienie powierzchni nieciągłości (sedymentologicznej lub erozyjnej). Litotyp powstaje w oddzielnym, pojedynczym akcie sedymentologicznym. Wyróżnia się litotypy:

- proste (jednorodne); - złożone

Węgiel brunatny Węgiel kamienny

miękki i matowy W. brunatny błyszczący

w. ksylitowy witryn (błyszczący)

detrytowy duryn (matowy)

fuzynowy fuzyn (jedwabisty)

ksylitowodetrytowy klaryn klarynowitryn

detrytowoksylitowy klarynoduryn

LITOTYPY MIKROLITOTYPY MACERAŁY

bad. refleksyjności (%) (gr. witrynitu); fluorescencji (gr. egzynitu),

mikrotwardości;

analiza elementarna – na zawartość: C, H, N, S, O

analiza techniczna – na zawartość: popiołu (A), wilgotność (W), kaloryczność (Q), własności koksownicze (ciepło spalania, udział części lotnych) i in.

analiza paleobotaniczna

specjalne metody fazowe: XRD, DTA, SEM-EDS, IR, EPR

91.Torf. Typy torfowisk

TORF to osad fitogeniczny, niezdiagenezowany. To surowiec głównie neogeński zbudowany z częściowo rozłożonych szczątków roślinności błotnej w warunkach silnego zawodnienia i ograniczonego dostępu tlenu – oznacza to, że zawartość % C jest < 60 % wag.

GYTIA – odpowiednik torfu w sapropelitach. Osad niezdiagenezowany, denny – powstaje w jeziorach z gnijących szczątków glonów, pierwotniaków i bakterii.

Cechy makroskopowe torfu: barwa – odcienie jasne (rzadko ciemne) brunatna, brunatno-żółta; struktura – rozluźniona i porowata, tekstura – drzewiasta, włóknista (spilśniona), szczątki roślinne > 1 cm; detrytyczna – szczątki roślinne o dł. < 0,1 mm; miażdżysta – szczątki roślinne nierozróżnialne makroskopowo.

Torfy (ang. peats) składają się przynajmniej w połowie z obumarłych i otorfiałych, zhumifikowanych szczątków roślin, z nierozłożonych fragmentów roślinnych, domieszek mineralnych i wody. Humus jest to ciemna bezpostaciowa substancja o złożonym skladzie chemicznym, pochodzenia organicznego, która nadaje torfom barwę ciemnobrunatną i pewną elastyczność. Skład chemiczny humusu zależy od rodzaju materiału pierwotnego oraz warunków tworzenia się torfowiska. Istotną cechą torfu jest stopień rozkładu, tj. stopień jego humifikacji wyrażony w % zawartości amorficznej rozłożonej masy. Dobra aeracja (przewietrzanie) torfowiska sprzyja jego wzrostowi, natomiast duża wilgotność ogranicza wzrost. Od stopnia rozkładu zależą własności fizyczne torfu (pojemność wodna, gęstość pozorna), zawartość C i własności technologiczne, a także tzw. dojrzałość torfu. Rozróżnia się torfy słabo (10-25%), średnio i silnie rozłożone (powyżej 45%). Torfy typu niskiego cechuje zwykle dość jednolity stopień rozkładu, a wśród wysokich największy stopień rozkładu osiągają torfy sosnowo-wełniankowe (do 45%). Torfy słabo rozłożone mają największą pojemność wodną, chłonność, filtrację wody, przewodnictwo cieplne, a zarazem najmniej zawierają bituminów, mają najmniejszą wartość opałową. Świeży torf jest materiałem porowatym. Odznacza się dużą zawartością wody - 75-90% wag. W stanie naturalnym daje się krajać i można z niego mechanicznie wyciskać wodę. Materiałem opałowym torf staje się po wysuszeniu na powietrzu do stanu powietrzno-suchego. Zawartość wody obniża się w nim wówczas do około 30% wag. W tym stanie jego wartość opałowa wynosi 2800-3400 kcal, a ciężar objętościowy 180-500 kG/cm3.

TYPY TORFOWISK

Podstawowy warunek powstania węgla kopalnego to nagromadzenie dostatecznej ilości szczątków roślinnych i częściowy ich rozkład biochemiczny. Powstały akumulat torfowy musi ulec zakonserwowaniu, tracąc składniki najmniej odporne na destrukcję. Akumulacja (przyrost masy torfowej) musi przeważać nad jej rozkładem. Ochronę masy roślinnej stanowi pogrążenie jej w wodzie, całkowite lub częściowe odcięcie dostępu powietrza, a następnie przykrycie nadkładem mineralnym. Wyróżnia się akumulację autochtoniczną i allochtoniczną (warunek podstawowy – zasobność wody). Wzrost (narastanie) torfu – intensywna, długotrwała, ciągła lub przerywana wegetacja roślin torfotwórczych; poziom wody gruntowej podnosi się lub podłoże torfowiska stopniowo się obniża; opady atmosferyczne, temperatura, wilgotność powietrza, żyzność siedliska, ukształtowanie terenu i in. Torf w ciągu roku przyrasta średnio o ok. 1 mm. Torfy tworzą się w torfowiskach, które z punktu widzenia stosunków geomorfologicznych i hydrologicznych dzielimy na: torfowiska niskie, wysokie i przejściowe.

TORFOWISKA NISKIE – o bogatym zestawie gatunków roślin, zasilane wodami żyznymi = eutroficznymi, na podmokłych obniżeniach terenu, w rozlewiskach, pradolinach rzek, na obrzeżach jezior i płytkich zatok, w rowach i zapadliskach tektonicznych, na wysadach solnych. Zasilane są wodami krążącymi, żyznymi, czyli eutroficznymi (bogatymi w związki mineralne). Rosną tu turzyce, trzciny, sitowie, mchy rokietowe, skrzypy i in. gatunki roślin. Torfy pochodzące z tych torfowisk są ciemne, zwykle brązowoczarne, zasobne w popiół. Materiał roślinny jest w nich silnie rozłożony.

TORFOWISKA WYSOKIE – zasilane wodami jałowymi = oligotroficznymi (pochodzący-mi z opadów atmosferycznych), magazynujące wodę w bardzo chłonnej, gąbczastej masie mchów z rodz. Sphagnum, dzięki czemu mogą wyrastać ponad poziom wód gruntowych.

Torfowiska te o powierzchniach kopulastych, występują zwykle na wododziałach, tam gdzie wody stagnują. Odznaczają się stosunkowo ubogim zestawem gatunków roślin i zasilane są wodami głównie atmosferycznymi czyli oligotroficznymi. Na torfowiskach tych dominują mchy z rodzaju Sphagnum a w mniejszych ilościach występuje wełnianka i wrzos. Torfy są tu żółtawobrunatne, po wysuszeniu niekiedy stają się białawe, lekkie (w stanie wysuszonym ciężar objętościowy wynosi 0.25 g/cm3). Są słabo zmineralizowane. Odznaczają się również słabym stopniem rozłożenia masy roślinnej.

TORFOWISKA PRZEJŚCIOWE – zasilane wodami mezotroficznymi. Torfowiska przejściowe o umiarkowanie bogatym i zróżnicowanym składzie roślin, zasilane wodami o średniej wartości odżywczej, czyli mezotroficznymi.

Przy tworzeniu się torfów zasadniczą rolę odgrywają: stopień rozwoju flory, klimat, rzeźba lub tektonika obszaru torfowiska oraz stosunki hydrologiczne. Rośliny torfowiskowe zanurzone w wodzie (typu szuwarowego) nazywane są immersyjnymi, natomiast budujące pływający „kożuch” – to rośliny emersyjne.

Podział torfów jest dokonywany pod różnym kątem widzenia. Zróżnicowanie roślin torfotwórczych jest podstawą podziału na: torfy jednorodne i niejednorodne (mieszane). Wśród torfów jednorodnych wyróżnia się: torfy trzcinowe, sitowiowe, skrzypowe, turzycowe, torfowcowe, wełniankowe i bagnicowe. Torfy niejednorodne, zbudowane z różnych zespołów roślin, klasyfikuje się zależnie od najobficiej reprezentowanych grup roślin, występujących w ilości większej od 15% masy organicznej, np. torf utworzony w 70% ze szczątków turzycy i w 20% z sitowia określa się jako torf sitowiowo-turzycowy.

PODZIAŁ STREFOWY TORFOWISKA

W ogólnej klasyfikacji torfowisk wyróżnia się torfowiska paraliczne (gr. paralos- morze) związane głównie z deltami morskimi, także lagunami, równiami pływowymi z estuariami, oraz limniczne (gr. limnos - jezioro), a ściślej limnofluwialne, związane z środowiskiem jeziornym, rzecznym lub źródliskowym. W tych ostatnich wyróżnia się: część limniczną – rośliny typowo wodne; część telmatyczną – rośliny szuwarów; część terrestryczną – rośliny zabagnionego, podmokłego lub wilgotnego lądu.

Odmienne własności węgli kopalnych są spowodowane odmiennym przebiegiem rozkładu materiału roślinnego zależnie od dostępu czy braku tlenu atmosferycznego, działalności bakterii, udziału wody oraz rozpuszczonych w niej substancji mineralnych. Znane są cztery rodzaje rozkładu materii organicznej: butwienie, próchnienie, torfienie i gnicie. Największe znaczenie dla tworzenia pokładów kaustobiolitów stałych ma torfienie, gdyż prowadzi do powstania utworów humusowych. Gnicie natomiast doprowadza do powstania utworów sapropelowych.

92. Węgiel brunatny. Występowanie w Polsce

Węgiel brunatny to osad organiczny, zdiagenezowany; zawartość C 60-76 % wag. Wyróżnia się:

węgiel brunatny miękki: 60 – 71% C

węgiel brunatny twardy (matowy): 71 – 73% C

węgiel brunatny błyszczący: do 76% C

Węgle brunatne (ang. brown coals) są utworami przejściowymi między torfami a węglami kamiennymi. Granice między tymi skałami nie zawsze są wyraźne. Znane są np. torfy plioceńskie z okolic Mannheim (Niemcy), które odpowiadają pod względem składu chemicznego węglom brunatnym. Z drugiej strony znamy też wiele przykładów węgli brunatnych o charakterze przejściowym, bardzo podobnych do węgli kamiennych. Węgle brunatne stanowią określony etap stopniowych przemian, którym ulegają szczątki organiczne. W trakcie diagenezy węgli brunatnych różnicują się one petrograficznie. Węgiel brunatny dzielony jest na niżej uwęglony miękki węgiel brunatny (ang. lignite), o barwie od jasno- do ciemno-brunatnej, przełamie ziemistym bądź łupkowym, wykazujący większe podobieństwo do torfu i twardy węgiel brunatny (ang. subbituminous coal) o cechach zbliżonych do węgla kamiennego. W tym ostatnim wyróżnia się dwie odmiany – matową o barwie ciemnobrunatnej do czarnej, zbitą i jednorodną oraz błyszczącą, czarną.

Węgiel brunatny humusowy. Na podstawie zespołu zewnętrznych cech fizycznych określających typ zachowania składników oraz odzwierciedlających rodzaj materiału wyjściowego i stopień jego przeobrażenia w trakcie torfogenezy i diagenezy, w węglu brunatnym humusowym ( w odmianach miękkich i twardych) wyróżnia się następujące litotypy: węgiel ksylitowy, węgiel detrytowy i węgiel fuzynowy. Są to litotypy jednorodne zbudowane głównie z ksylitu, detrytu oraz z fuzynu.. Do litotypów złożonych - zbudowanych z dwóch głównych składników, należy zaliczyć: węgiel detroksylitowy oraz węgiel ksylodetrytowy.

Węgiel ksylitowy są to warstwowe lub soczewkowate skupienia ksylitów, które stanowią co najmniej 90% ich objętości. Do ksylitów zalicza się wszelkie fragmenty kopalnego drewna o zachowanej strukturze i o długości co najmniej 1 cm. Ksylity występują w trzech odmianach strukturalnych: rozszczepialnej, kruchej i rozsypliwej.

Węgiel detrytowy (ziemisty) zbudowany jest z drobnych cząstek humusowych, które tworzą podstawową masę, makroskopowo mniej lub bardziej jednorodną. Węgiel ten pochodzi głów-nie z roślin zielnych. Jest dominującym litotypem w większości trzeciorzędowych złóż Polski i Niemiec.

Węgiel fuzynowy to warstwowe nagromadzenie fuzynu o grubości co najmniej 3 cm. Węgiel ten reprezentuje zwęglony materiał organiczny (skutek pożarów przesuszonych torfowisk) składający się z fragmentów ksylitów i krzewów oraz mchów i traw. Ma barwę czarną, połysk jedwabisty lub szklisto-jedwabisty i przełam strzępiasty.

Węgiel detroksylitowy i ksylodetrytowy należą do litotypów niejednorodnych zbudowanych w swojej głównej treści z ksylitów i humusowego detrytu.

SKŁADNIKI WĘGLA BRUNATNEGO

Elementarne, jednorodne składniki węgla brunatnego, obserwowane w badaniach mikroskopowych nazywa się macerałami. Macerały przedstawiają fragmenty uwęglonych i zwęglonych (całkowicie lub częściowo) tkanek roślinnych o odmiennych cechach morfologicznych, zmiennym stopniu zachowania budowy tkankowej i zmiennym stopniu żelifikacji. Do macerałów zaliczane są również wytwory roślinne i produkty ich geochemicznych przemian. Zgodnie z klasyfikacją międzynarodową ICCP wyróżnia się trzy grupy macerałów: huminitu, liptynitu i inertynitu. W węglach kamiennych występują odpowiadające im analogiczne grupy: witrynitu, liptynitu i inertynitu. Wraz ze wzrostem uwęglenia macerały zmieniają swe własności. Największe zróżnicowanie cech optycznych składników węgli brunatnych występuje w grupie huminitu.

Do grupy liptynitu należą składniki utworzone z nabłonków zarodników i pyłków roślin okrytonasiennych (sporynit), z nabłonków liści oraz młodych pędów i korzeni (kutynit), żywic i wosków roślinnych (rezynit), chlorofilu (chlorofyllinit) lub z okruchów kutynitu, sporynitu i rezynitu (liptodetrynit), a także utworzone z glonów (alginit), z bituminów (bituminit) oraz z suberyny (suberynit).

W budowie węgli brunatnych ilościowo małą rolę grają składniki grupy inertynitu. Są tu zaliczane produkty zwęglenia materiału organicznego, które obejmują: macerały o zachowanych strukturach tkankowych – fuzynit, semifuzynit i funginit oraz macerały nie

wykazujące budowy komórkowej - sekretynit, makrynit i inertodetrynit.

Humusowe węgle brunatne zawierają średnio: 65-78% C, 4,5-6,8% H i 14-32% O + N. Wartość użytkową węgli brunatnych określa się na podstawie wyników analizy elementarnej i technicznej, uwzględniając przy tym ciepło spalania, wartość kaloryczną oraz zawartość bituminów, wydajność prasmoły i innych produktów wytlewania. Oznaczenia zawartości bituminów dokonuje się przez ekstrakcję sproszkowanej próbki węgla mieszaniną etanolu i benzenu. Oznaczenie wydajności produktów wytlewania polega na określeniu ilości produktów uzyskanych w wyniku ogrzewania próbki węgla bez dostępu powietrza w temperaturze 520°C. Odróżnianie węgli brunatnych od kamiennych niejednokrotnie sprawia dużo kłopotu. Trudności wynikają z podobieństwa cech zewnętrznych niektórych ich odmian. Kryteriami odróżniającymi są: rysa (brunatna węgla brunatnego), reakcja z KOH lub NaOH (gwałtowna z węglem brunatnym, barwa roztworu brunatna), zawartość wody higroskopijnej oraz zachowanie się podczas koksowania.

Węgiel sapropelowy (sapropelit) - Spokojne, zastoiskowe zbiorniki wodne; sedyment denny powstający z gnijących organizmów roślin wodnych (glonów) i części zwierzęcych w warunkach ograniczonego lub odciętego dopływu tlenu. Węgiel jednorodny, zwięzły, lity, o przełamie muszlowym, połysku matowo-tłustym, smołowym – częste siarczki Fe nadają mu barwę czarną. Przejścia w odmianę humusowo-sapropelową BOGHEADY – czarne.

Węgiel liptobiolitowy – skład: żywice, woski – sporopollenina – kutyna i in. Powstał w słabo zawilgoconych zbiornikach leśnych, gdzie mniej odporne elementy roślin uległy całkowitemu rozłożeniu i eliminacji (lignina, celuloza). Budowa jednolita, znaczna spoistość, gładki, równy przełam, połysk tłustawy. Barwa: żółty, brunatnawy; żywiczno-balsamiczna woń.