Minerály a horniny Slovenska      :: prepni na celú stránku

Pod drobnohľadom

Výskyty aragonitu v magnezitových ložiskách Slovenska
zdroj:
Acta Geologica Universitatis Comenianae, rok 2000, Ján Turan - Lídia Turanová
pridané:
13.12.2005

Abstract: Ukázalo sa, že zvýšený obsah Ca v  magnezite spôsobuje okrem dolomitu aj aragonit. Okrem makrokryštálov, ktoré boli už dávno známe, sa aragonit vyskytuje aj vo forme drobných, iba niekoľko desiatok mikrometrov veľkých, voľným okom neviditeľných ihličiek. Má regionálny rozsah, nachádza sa prakticky na každom ložisku. V najväčšom rozsahu sa uplatnil v ložiskách magnezitu s maximálnym vývojom okrov (ložiská Dúbravského masívu, Košíc, Ochtinej, Podrečian atď). Rozsiahla premena magnezitových polôh v prehriatych plytkých morských bazénoch spôsobila nielen regionálnu tvorbu okrov, ale tiež aragonitu.


Magnezit - Cinobaňa Foto: Kuriš, Drugda

Na prítomnosť drobných, makroskopicky neviditeľných, kryštálov aragonitu v  magnezite nás upozornili výsledky termickej analýzy vzoriek magnezitu. Na niektorých derivatogramoch sa okrem výraznej endotermy odpovedajúcej disociácii magnezitu vyskytovala ešte menšia, menej výrazná endoterma pri teplote okolo 850 OC, ktorá ako sa ukázalo neskôr, pri podrobnom štúdiu DTA krivky v rozmedzí teplôt 440-540 OC, odpovedá aragonitu. Cieľom predloženej práce, ktorá sa vykonala v rámci grantového projektu 1/4235/97 - Magnezitová mineralizácia Slovenska, bolo potvrdiť identifikáciu aragonitu, charakterizovať jeho výskyt a tak prispieť k  poznaniu vzniku magnezitovej suroviny.

2. Výskyt aragonitu

Výskyty makrokryštálov aragonitu v magnezi- tových ložiskách Slovenska boli už dávno známe. Guľa (1959), Trdlička (1959), Kužvart (1954) a ďalší autori sa domnievali, že ide o mineralogické nálezy bez väčšieho významu. Zvýšený obsah Ca v magnezite pripisovali iba prítomnosti dolomitu alebo tzv. restom vápenca vznikajúcim v dôsledku nedokonalej hydrotermálnej metasomatózy. Ukázalo sa, že v magnezite sa vyskytujú ihličky aragonitu, ktoré majú regionálny rozsah.Iba v zriedkavých prípadoch, napr. v ložisku Burda  vystupuje  aragonit i v asociácii s dolomitom. V krasových dutinách sa zistili výskyty ihličiek aragonitu, ktoré nasadajú na klence dolomitu (obr. 1).Aragonit v jednotlivých magnezitových ložiskách vystupuje vo dvoch formách:vo forme veľkých kryštalických agregátov (obr.2), ktoré nachádzame v dutinách, prípadne v iných krasových fenoménochvo forme veľmi jemných, iba niekoľko desiatok mikrometrov veľkých ihličiek zachytených na povrchu magnezitových zŕn alebo na limonitových povlakoch okrov, ktoré sme identifikovali pomocou energodisperzného elektrónového mikroanalýzatora.

Ihličky aragonitu nemožno voľným okom postrehnúť, prejavujú sa iba vo forme svetlých povlakov, ktoré sa javia v elektónovom mikroskope ako bohaté spoločenstvo jemných ihličiek najčastejšie vychádzajúcich z jedného spoločného centra (obr. 4). Aragonit sa maximálne koncentruje v magnezitových polohách tých častí ložísk, ktoré najviac podľahli hypergenným premenám. Najčastejšie sú to vrchné časti ložiska, v ktorých dochádzalo k silnému zokrovateniu magnezitu. V takýchto miestach v puklinách alebo v iných krasových fenoménoch dochádza k tvorbe makrokryštálov aragonitu.

Nie sú to však iba okry, na ktoré sa viaže aragonit. Pomerne bohaté výskyty aragonitu nachádzame aj v slabšie premenených častiach magnezitových polôh, v ktorých ešte nedošlo k tvorbe okrov, ale sú postihnuté iba slabšou, či silnejšou limonitizáciou. V slabšie premenených magnezitových polohách sa vyskytujú iba svetlo sfarbené tenké povlaky, v ktorých pri štúdiu v elektrónovom mikroskope možno pozorovať bohaté spoločenstvo aragonitových ihličiek.Obsah ihličiek aragonitu v zokrovatených magnezitoch nikdy nedosahuje výraznejšie zastúpenie, vždy sú zastúpené iba niekoľko málo percentami, najčastejšie 2 - 3 %.

3. Identifikácia aragonitu

Na derivatogramoch analyzovaných vzoriek magnezitu s aragonitom sa uplatnili dve endotermické reakcie (obr. 5), výraznejšia endotermická reakcia odpovedajúca disociácii magnezitu sa prejavuje na DTA krivke mohutnejším píkom s teplotným maximom v rozpätí teplôt 670-700 OC a druhá menej výrazná endoterma, ktorá sa uplatňovala pri 860-880 OC. Táto endoterma, ako sa ukázalo neskôr, odpovedá disociácii aragonitu. Na TG krivke derivatograov sa prejavila prítomnosť uhličitanov dvomi schodmi. Keďže aragonit a kalcit sú termickou analýzou takmer nerozoznateľné, je prirodzené, že druhá endotermická reakcia by mohla odpovedať tak kalcitu ako aj aragonitu. Na DTA krivke niektorých derivatogramov zo vzoriek, ktoré boli separáciou obohatené o aragonit, bolo možné pri podrobnom štúdiu krivky medzi 440 - 540 OC, po zväčšení pozorovať nevýraznú, veľmi drobnú endotermu pri 484.5 OC odpovedajúcu polymorfnej premene rombického aragonitu na trigonálny kalcit (obr. 6).Hoci d hodnoty na rtg-difraktograme odpovedajú spravidla iba kalcitu, fotografie urobené pomocou energodisperzného mikroanalyzátora nás nenechávajú na pochybách, že pôvodne tu išlo o aragonit (obr. 2, 4), ktorý bol neskôr pretransformovaný na stabilnejšiu formu uhličitanu vápenatého - kalcit.

4. Diskusia

Ukazuje sa, že hlavným nositeľom aragonitu sú ložiská s maximálnym vývojom okrov, z čoho jednoznačne vyplýva, že to boli sekundárne, hypergenné premeny, ktoré sa podielali na tvorbe aragonitu. Viazať tvorbu aragonitu na hypergénne podmienky je preto celkom opodstatnené. Domnievame sa, že môže ísť o prejavy horúcej klímy, ktorá sa mohla uplatniť až po vzniku magnezitových ložísk. Dôkazom toho, že po vzniku magnezitových ložísk došlo k ich vynoreniu je tvorba oolitov penetemporálneho charakteru (obr. 7), ktoré sa zistili v Ochtinej (Turan, Turanová 1985). Podobné oolity opísal z Malých Karpát Mišík (l980), ktorý tiež neskôr charakterizoval prostredie vzniku vápnitých onkoidov Západných Karpát (1998).

Je známe, že intenzívne zokrovatené časti magnezitových ložísk sa neťažili (preto sa im neve- novala ani väčšia pozornosť), jednak pre zvýšený obsah Fe spôsobený prítomnosťou limonitu, ale aj ne- vhodné mechanické vlastnosti (rozpadavosť suroviny) a napokon aj pre zvýšený obsah Ca (práve vďaka prítomnosti aragonitu).Vysoký obsah Ca v magnezitovej surovine sa zdôvodňoval, hlavne pod vplyvom hydrotermálne metasomatickej teórie, prítomnosťou dolomitu, prípadne kalcitu, pričom, tieto minerály sa považovali za produkty nedokonalej hydrotermálnej metasomatózy. O aragonite sa vôbec neuvažovalo.Napriek značnému úsiliu, ktoré sme venovali identifikácii kalcitu, prípadne zvyškov pôvodných vápencov priamo v magnezitových polohách sa tieto na žiadnom magnezitovom ložisku nenašli. Pre sledovanie prítomnosti restov kalcitu sme odobrali okolo 500 vzoriek z vrtných jadier ložiska Miková, ktoré sme analyzovali rôznymi metódami: termicku, manometrickou, optickou metódou a farbiacimi skúškami.

Z výsledkov tohoto štúdia jednoznačne vyply- nulo, že hlavným nositeľom Ca obsahu je iba dolomit, ktorý sa v magnezitových telesách vyskytuje v rôznych formách (Turan, Vančová 1972). Najčastejšie to boli menšie či väčšie samostatné dolomitové polohy, ale tiež hrubokryštalické zhluky klencov svetlých farieb, tzv."konské zuby", prípadne aj mladšie žily a žilky rôznych hrúbok (v zmysle delenia dolomitu podľa Trdličku 1959). Resty kalcitu sa nenašli. Neskôr sa ukázalo, že v menšej miere zvýšený obsah Ca spôsobuje tiež prítomnosť aragonitu.Aragonit sa takmer vždy vyskytuje iba v magnezitových polohách, čo možno vysvetliť tým, že mu vyhovuje vysokohorečnaté prostredie. Už z prác Kazakova et al. (1957), Strachova (l970 in Smolin 1984) a iných autorov je známe, že aragonit vzniká z roztokov s pomerne vysokou koncentráciou Mg. V prípade nízkej koncentrácie Mg v roztoku, kde pomer Mg/Ca je nižší ako 2, dochádza k tvorbe vysokomag- neziálneho kalcitu, prakticky bez aragonitu. Ten sa v hojnej miere vyzráža z roztoku až pri pomere Mg/Ca vyššom ako l2 (Smolin et al, l984). Najnovšie Ševc et al. (l998), Ševc et al., (v tlači) experimentálne v laboratórnych podmienkach potvrdili, že v roztokoch do 50 OC za prítomnosti Mg dochádza v zvýšenej miere k tvorbe aragonitu na úkor kalcitu aj vtedy, keď základné stavebné prvky nie sú v stechiometrickom pomere.

5. Záver

Možno konštatovať, že aragonit má v našich magnezitových ložiskách regionálne rozšírenie. Maxi- málne sa koncentruje v tých častiach magnezitových polôh, ktoré v najväčšej miere podľahli hypergénnym premenám. Najčastejšie sa tvorí vo vrchných polohách ložiska, v ktorých dochádza k silnému zokrovateniu magnezitu. V takýchto polohách, v puklinách alebo v iných krasových fenoménoch, dochádza k tvorbe makrokryštálov aragonitu, zatiaľ čo v slabšie premenených magnezitových polohách, v ktorých sa prejavuje zokrovatenie iba slabšou či silnejšou limonitizáciou, sa vyskytujú iba tenké povlaky svetlých farieb, v ktorých sa vyskytuje aragonit vo forme drobných ihličiek. Príčinu toho, že aragonit sa takmer vždy vyskytuje iba v magnezitových polohách možno hľadať práve vo vysokohorečnatom prostredí.Domnievame sa, že rozsiahla premena magnezitových polôh v prehriatych plytkých morských bazénoch spôsobila nielen regionálnu tvorbu okrov, ale aj regionálnu tvorbu aragonitu.

Acta Geologica Universitatis Comenianae, rok 2000, Ján Turan - Lídia Turanová