Krasiejow a Olkusz (Polsko)
11. – 12.11.2002
účastníci:
Lech Malysz (OKD, Důl Darkov)
Petr Skupien (VŠB-TU Ostrava)
Jakub Jirásek (VŠB-TU Ostrava)
pracovníci Zakladu Geologii Złoż Katedry Geologii Stosowanej na US Sosnowiec
zpracoval:
Lech Malysz, Jakub Jirásek
program:
PONDĚLÍ 11.11.
Krasiejow
Krasiejow - 24 km z do města Opole, rozsáhlá cihelna za obcí. Díky kolegům ze Zakladu Geologii Złoż (Katedra Geologii Stosowanej) na US Sosnowiec jsme měli možnost přidat se k exkurzi na výjimečnou paleontologickou lokalitu - Krasiejow. Prohlédli jsme si unikátní nálezy krytolebců a dalších obratlovců.
popis lokality:
Těžebna jílu v Krasiejowě na Śląsku Opolskim, petřící cementovně Strzelce Opolskie, je prvním místem masového nahromadění kostí a méně i celých koster velkých druhohorních obratlovců v Polsku. V makrofauně převládají krytolebci, byli nalezeny i ryby. Bezobratlí jsou reprezentováni sladkovodními mlži a ramenonožci. Z floristických nálezů se uvádí listy nahosemenných rostlin, části větví stromu Voltzia.
Odkryv na lokalitě obnažuje nevelkou část (asi 6 m) triasového sledu. Předmětem těžby je červený vápenitý jílovec, používaný v cementárně jako korekční surovina. Mělké vrty potvrdily, že jde o komplex o mocnosti 22 m s písčitými vložkami. Nad ním se nachází útvary jílovito-vápenité, skládající se z vrstev namodralé a rezavožluté barvy s kostmi obratlovců, otisky sladkovodních mlžů, plžů a malzoraczkow. Ta vrstva je hlavním zdrojem kostního materiálu. Nad ní jílovec plynule mění barvu a zvyšuje obsah vápníku. Nad ním je pak pestrý červený vápenitý jílovec s nehojným kostním materiálem. Výše se nachází slabá vrstva jezerního vápence a nad ní se začíná sled křemenných vápenitých jílovců a červených jílovců.
V profilu nevystupují horizonty, které by umožňovaly přesnou korelaci s jinými profily.
Nejzajímavější c celém profilu horního triasu v Krasiejowě je vrstva s kostmi. Je to jílovec s masivním nahromaděním kostí obratlovců. Byly nalezeny dvojdyšné ryby Ceratodus, krytolebci Metoposaurus, labiryntodonti ze skupiny kapitosaurů, a obojživelní tekodonti ze skupiny fytosaurů Paleorhinus, býložraví aetosauři a také jedni z nejstarších dinosaurů v Evropě.
Kostinosná vrstva s Paleorhinus je nejpravděpodobněji karnského věku. Podobné nálezy jsou známé z Německa, Rakouska a Jižní Ameriky.
Před 230 mil. lety se zdejší území nacházelo na břehu velkého jezera jež se rozkládalo od Svatokřížských hor až po Severní moře. Sedimentační prostor je označován jako germánský bazén. Ve svrchním triasu zdejší oblast ležela v území rozsáhlé delty, která postupně zanášela jezero. Důkazem jsou pozůstatky přeplavených sladkovodních mlžů a četné rostlinné zbytky. Vrstvy se zbytky kostí odpovídá nejvyššímu vodnímu stavu hladiny v triasu. Díky jezerní sedimentaci a rychlému překrytí bylo zabráněno rozkladu nahromaděných zbytků. Poté se zde objevují pouze občasná jezera a oblast je především oblastí eroze.
Lebka metoposaura... ... a jeho rekonstrukce.
Ke stratigraficky významným plazům patří zástupci fytosaurů (podřád Phytosauria, oddělení Archosauria), kteří jsou známí pouze ze svrchního triasu. Na lokalitě Krasiejov byl nalezen jedinec délky až 3,5 m. Z fytosaurů je zastoupen rod Paleorhinus. Další kosterní pozůstatky náleží kapitosaurům (čeleď Capitosauridae), kteří odpovídají dnešním aligátorům. Všichni předchozí plazi jsou masožravci.
K nejhodnotnějším náleží pozůstatky býložravců, málo přes metr velkých. Představují nejstarší zástupce dinosaurů na světě a jsou označeni druhovým jménem Silesaurus opolensis. Celkově bylo v jednom místě nalezeno 20 nekompletních koster. (2002)
Rekonstrukce druhu Silesautus opolensis
Silesaurus byl pravděpodobně jedním z prvních druhů vedoucí k několikametrovým dinosaurům kachnozobým a iguanodontům. Ve srovnání se svými pozdějšími potomky byl „slezský ještěr“ trpaslíkem. Rozměry připomínal velkého psa (vlčáka nebo bernardýna). V době klidu stál na všech čtyřech končetinách. Když se však dal do běhu, celá tíha těla přešla jen do zadních končetin. Přitom dával hlavu dopředu, kýval do boku, dlouhý ocas držel zvednutý a přední končetiny u sebe. Tříprsté stopy, jejichž pata nedosáhla k zemi (podobně jako u současných ptáků) šly skoro v jedné linii. Zuby polského dinosaura jsou zničené od stálého žvýkání a svědčí o tom, že byl býložravec. V trhání kapradin mu pomáhal nevelký zobák.
celý text je překladem článku:
Piechota, A., Zatoń, M.: Paleontologia warstwy kościonośnej w Krassiejowie. XXII Terenowa Szkoła GeologówUniwersitetu Śląskiego Spała 2002, Práce Wydziału Nauk o Ziemi Uniwersitetu Śląskiego nr. 16, 2002, s. 64 –68.
Tarnowskie Góry - štola Czarnego Pstrąga
Tarnowskie Góry – město přibližně 20 km SV od Gliwic, 25 km SZ od Katowic.
Cestou z Krasiejowa do Sosnowce jsme se ještě zastavili historické lokalitě slezsko-krakovských ložisek Pb-Zn Tarnowskie Góry. Na lodích jsme projeli turisticky zpřístupněnou štolu Czernego Pstrąga.
ÚTERÝ 12.11.
Olkusz - Důl Pomorzany
Olkusz – Olkusz, důl Pomorzany, asi 50 km Z od Krakowa, důl na pravé straně mezinárodní silnice č. 4 z Krakowa do Katovic. Fárali jsme s Dr. Jerzym Cabałou a Eligiuszem Szelegem z US Sosnowiec. Kromě mnoha dojmů a fotografií jsme si odváželi i plné batohy ukázek zdejšího zrudnění. Kvalitní ukázky jsme dostali po vyfárání pro sbírky naší univerzity, kam byly také umístěny.
Stručná charakteristika slezsko-krakovských Pb-Zn ložisek
Na základě práce Jerzego Cabaly a Erasta Konstantynowicze: „Charakterystyka śląsko-krakowskich złóż cynku i ołowiu oraz perspektywy eksploatacji tych rud“ zpracoval Ing.Lech Małysz jako komentář ke geologicko-mineralogické výstavce exponátů ( sběr během exkurzí v letech 2002-2004 z ložisek Olkusz a Trzebionka ) duben 2004.
Ložiska rud zinku a olova velkého průmyslového významu se v oblasti slezko-krakovské (ve vojvodství slezském a malopolském) vyskytují na ploše cca 1200 km2 v několika ložiskových pásmech, které je možno rozčlenit do těchto základních oblastí :
- oblast Tarnowských Hor a Bytomi ve vojvodství slezském bylo dobýváno v prvopočátcích těžby rud v této oblasti, a to již od XII století, s velkým vývojem ve století XVIII. a XIX. Ještě v meziválečném období XX. století zde těžilo 10 dolů. Dnes má oblast význam pouze historický.
- oblast Chrzanowa a Trzebini, kde se dobývalo od XIII. století, dnes je v této oblasti v činnosti pouze jeden důl – Důl Trzebionka v Trzebini.
- oblast Olkusze představuje významnou historickou oblast (významný zdroj stříbra pro polský stát od XIII. století), je nejvýznamnější ložiskovou oblastí, donedávna zde byl v činnosti Důl Olkusz, Důl Boleslaw, v současnosti je v provozu pouze Důl Pomorzany.
Geologická charakteristika slezsko-krakovských ložisek
Popisovaná oblast patří k evropskému triasu ve vývoji germánském a setkáváme se zde s celkem úplným vývojem triasu. Zdejší ložiska se vyskytují v karbonátových horninách triasu.
Podloží ložisek je v oblasti tarnowsko-bytomské a chrzanowské budováno mocným komplexem (do 7000m) svrchního karbonu Hornoslezské uhelné pánve s početnými uhelnými slojemi. Trias je na karbonském podloží uložen diskordantně.
V oblasti olkušské je podloží triasu mnohém víc různorodé stratigraficky i litologicky. Nejstarší horniny jsou tvořeny prekambrickými a staropaleozoickými (kambrium-silur) metamorfiky s diferencovanými intruzemi porfyrů a granodioritů. Mladopaleozoické patro je reprezentováno devonem, karbonem a permem. Pokud je toto patro reprezentováno karbonátickými horninami (hl. devonské dolomity), vyskytuje se v nich mnohdy zrudnění Pb-Zn-Fe. Na mladopaleozoickém patře spočívá diskordantně trias, který je hlavním nositelem zrudnění.
Trias začíná kontinentálními usazeninami pestrých pískovců, jílovců s úlomky karbonátických hornin a dolomitických slínovců s valouny devonských dolomitů.
V nadloží je vyvinut tzv. lasturnatý vápenec spodního triasu (wapień muszlowy), který dělíme odspodu na vrstvy gogolinské a vrstvy olkušské.
Vrstvy gogolinské (warstwy gogolińskie) jsou tvořené vápenci s vložkami slínovců. Mocnost je cca 40m. Nejvyšší část gogolinských vrstev je dolomitizována – tato část je hlavním nositelem zrudnění.
V nadloží gogolinských vrstem spočívají spodnotriasové vrstvy olkušské (warstwy olkuskie) jsou tvořeny hlavně vápenci s vložkami slínitých vápenců a slínovců s prům. mocností 45m. Ve většině mocnosti jsou vápence zrudněny. Vrstvy olkušské se dělí odspoda na vrstvy goraždanské (warstwy gorażdańskie), vrstvy terebratulové (warstwy terebratulowe) a vrstvy karchowické (warstvy karchowickie).
V nadloží výše jmenovaných vrstev se nachází střední lasturnatý vápenec (środkowy wapień muszlowy) středního triasu, reprezentovaný diploporovými vrstvami (warstwy diploporowe) spolu s dolomitickými vápenci o mocnosti cca 10-40m. Tyto vrstvy jsou vyvinuty v celé ploše ložiska. Báze diploporových vrstev je většinou zrudněna.
Následuje střednětriasový svrchní lasturnatý vápenec tvořený vrstvami tarnovickými (w.tarnowickie), wilkovickými (w.wilkowickie) a boruszovickými (w. boruszowickie). Jedná se hlavně o dolomity, slínité dolomity a karbonátické slepence o mocnosti do 25m.
Svrchní trias je vyvinut ještě ve formě mořských jílovitých sedimentů spodního keuperu, ve svrchním keuperu moře ustupuje a ve vysychajících pánvích se usazují jílovito-písčité uloženin s vložkami vápenců, dolomitů a jílovito-sádrovcové série o značně proměnlivé mocnosti. Max. mocnost keuperu je do 200m.
Jura leží na triasu diskordantně. Spodní jura je reprezentována kontinentálními písčito-jílovými usazeninami liasu, v oblasti olkušské jsou to jílovité slínovce a deskové vápence. V doggeru vniká do oblasti moře, usazují se bazální parčevské slepence (zlepieńce parczewskie)n, následují kellowayské jílovité slínovce a vápence bohaté na amonitovou faunu. Nejvýraznějí se v morfologii terénu uplatňují tvrdé vápence svrchní jury – oxford – které tvoří charakter tzv. Jury krakovsko-czenstochovské.
Terciér je vyvinut pouze lokálně většinou ve formě jílů a jílovců.
Kvartér je tvořen plejstocénními postglaciálními písky, jíly a štěrky o mocnosti do 80m a několik metrů mocnými holocénními kontinentálními písky, štěrky a hlínami.
geologický profil ložiskem
Strukturně-tektonický vývoj ložiskové oblasti
Ložiska nacházející se v nadloží produktivního karbonu Hornoslezské pánve – oblast tarnowsko-bytomská a chrzanowská – leží na plochých synklinálních strukturách směru W-E, NW-SE
Ložisková oblast ležící mimo Hornoslezskou pánev spadají do rámce větší geologické jednotky, kterou je Slezsko-krakowská monoklina. Paleozoické série byly v průběhu kaledonské a variské orogeneze značně tektonicky přebudovány. Během alpinské orogeneze je region již značně stabilnější-sedimenty permu a mezozoika jsou uloženy horizontálně příp. subhorizontálně. Během svrchního triasu a jury ze utvářejí ohyby a náznaky příštích tektonických příkopů a hrástí (fáze eokimerská), zásadní rysy tektonické stavby regionu se utvářely během laramijské fáze (horní křída-terciér) a fázi pozdějších až po fázi valaškou alpinské orogeneze (střední-svrchní pliocén). Vytvářejí se tektonické poklesy směru rovnoběžkového W-E a přibližně poledníkového NNE-SSW. Tyto poklesy jsou základním stavebním prvkem příkopových propadlin a hrástí. Analýza celkového obrazu ložiskové oblasti ukazuje na přímou souvislost bilančních koncentrací kovů s tektonickými strukturami, většinou směrů W-E, WNW-ESE, méně NW-SE.
Výskyt zón metalizace
V předmětné ložiskové oblasti existuje dosti výrazná variabilita ve výskytu Pb-Zn mineralizace, můžeme však najít určité pravidelnosti v mineralizaci, a to jak v profilu vertikálním, tak i v rovinách horizontálních. Hlavní část Pb-Zn mineralizace je vázána na epigenetické karbonáty, a to od báze dolního lasturnatého vápence spodního triasu až po bázi diploporových vrstev. Maximum mineralizace se vyskytuje tedy ve vrstvách gogolinských, v celém profilu vrtev olkušských a bázi diploporových vrstev.
Dolomity se zrudněním jsou šedé, drobně až středně zrnité, tvrdé, s nepravidelnými texturami, nepravidelně rozpukané a mikrokavernózní. Hornina často podléhá granulární dezintegraci a přechází mnohdy až do nesoudržného dolomitického písku a jíllovité hmoty a tvoří žlutavé oxidační zóny. V těchto zónách se pak zrudnění vyskytuje v úlomkovité podobě, často s oxidačními minerály, hlavně s cerusitem.
Průzkumné práce zjistily na sever od Olkusze (oblast Zawiercie, Rokitno, Chechlo) výskyty Pb-Zn mineralizace i v devonu, v karbonátických horninách se znaky dolomitizace, velmi podobného charakteru jako u zrudněných dolomitů triasových. Mineralizace v devonských horninách se vyskytuje v rámci paleozoických ostrůvkovitých elevací, na stejné hipsografické úrovni jako v překrývajících devon triasových útvarech.
Rudy s vysokým obsahem Zn se vyskytují v blízkosti kontaktů s vápenci a tvoří rovnoběžkově prodloužené zóny. Sirníky Zn-Pb se vyskytují více méně rovnoměrně v celém dolomitickém komplexu. Poněkud širší záběr mají sirníky Pb, které často přecházejí z dolomitů do okolních vápenců a diploporových dolomitů. Jejich význam je však průmyslově omezený.
Rudy se vyskytují v hloubkách od několika metrů až do cca 300m a nevykazují souvislosti s určitými stratigrafickými horizonty.
Tvary rudních těles jsou různorodé, většinou však kopírují původní zvrstvení průvodních hornin, tvoříce tak ložní žíly a horizontální vrstvy v zrudněných dolomitech. Vyskytují se i rudní tělesa s nepravidelnou konfiguraci, rudní hnízda, čočky a pně.
Charakteristika mineralizace
Mineralizace je celkem jednoduchá. Mezi rudními minerály převládají jednoznačně sirníky, méně pak produkty oxidace primární mineralizace. Ložiskovou jalovinu tvoří dolomit, vápenec a čistý kalcit (tvoří místy hezké skalenoedrické drúzy), mezi sirníky převládají galenit (vzácná je kolomorfní odrůda boleslawit), sfalerit, wurtzit (vzácný je skrytě krystalický brunckit), velmi hojný je markazit, pyrit a koloidální melnikovit. Z dalších sírníků je to greenockit, jordanit, gratonit, mineralogickými raritami je zde chalkopyrit, bornit, covellin a argentit.
Z oxidačních zón jsou známý: cerusit, smithsonit, hydrozinkit, limonit, oxidy Mn, dále různě stabilní sírany Fe, Zn, Ca, Mg a Ba. Stopové prvky netvoří vlastní minerální fáze, ale jsou součástí krystalografické sítě sirníků. Jedná se hlavně o stříbro ve sfaleritu i galenitu, kadmium,germánium, gálium, thallium, arzén, v menší míře Sb,Cu,Ni,Mo,Co,Se,In. Nejvýznamnějšími a průmyslově získávanými z těchto prvků jsou stříbro s obsahy do 0,15% hlavně v galenitu, kadmium ve sfaleritu a wurtzitu (0,1-0,5%), thallium, jenž je typomorfním prvkem slezsko-krakovských ložisek, se vyskytuje ve všech sirnících Zn,Pb,Fe, hlavně v jejich koloidálních formách, a taky v Tl-jordanitu. Nejvíce thallia je v sirnících železa, střední obsahy 0,0494%.
Geneze slezsko-krakovských ložisek
Na základě dlouhodobých výzkumů je možno jednoznačně konstatovat, že tato ložiska vznikla v důsledku působení hydrotermálních roztoků a jsou epigenetická ve vztahu k okolním triasovým, případně devonským horninám, ve kterých se vyskytují.
Charakteristika exploatace a ložiskové zásoby
Intenzivní geologický průzkum v 50. létech XX. století zdokumentoval existenci 20 ložisek s bilančními zásobami 208,34 mln tun rudy, z toho 8,14 mln. tun Zn a 3,6 mln t Pb. Nebilanční zásoby se odhadují na 133,7 mln t rudy (3,05 mln t Zn, 0,83 mln t Pb)
Způsob dobývání je komorový (komory velikosti 70x70x6m) s ponecháním pilířů a s použitím plné hydraulické zakládky. Ztráty zásob na ložiscích jsou způsobeny hlavně existencí ochranných pilířů pod důležitými objekty a urbanizačními celky, místy dosahují až 50% ověřených zásob. Nezávisle na těchto okolnostech je velikost ztrát dále ovlivněna geologickými podmínkami-tektonikou, stupněm oxidace sirníku Zn-Pb a výskytem škodlivých příměsí omezujícími efektivnost flotačního procesu.
V souvislosti s posunem exploatace do méně kvalitních části ložiska a na základě uvedených charakteristik je možno předpokládat, že podmínky exploatace se budou zhoršovat, současně se budou zvětšovat vzdálenosti těžebních oblastí od jam, což povede ke zvyšování nákladů těžby. Ve značné míře efektivnost ložiska je dána vývojem světových cen finálních produktů.
Po roce 1990 se již neprovádí geologický průzkum zdejších ložisek za účelem zvýšení surovinové základny revíru, což bylo mezi jinými způsobeno i značným poklesem cen finálních produktů. Aktuální zásoby rud Zn-Pb dovolují na pokračování těžby do roku kolem 2015 (optimistická varianta) při současném systematickém omezování těžby. Taktéž je třeba vyřešit postupnou likvidaci těžebních podniků při současném řešení značných ekologických zátěží spojených s dlouholetou těžbou.