ZRÓŻNICOWANIE MINERALOGICZNE, STRUKTURALNE I TEKSTURALNE KRUSZYWA GRANITOIDOWEGO I BAZALTOIDOWEGO POCHODZĄCEGO Z KRAJOWYCH ZŁÓŻ

Transkrypt

1 ARCHIWUM INSTYTUTU INŻ YNIERII LĄ DOWEJ Nr 19 ARCHIVES OF INSTITUTE OF CIVIL ENGINEERING 2015 ZRÓŻNICOWANIE MINERALOGICZNE, STRUKTURALNE I TEKSTURALNE KRUSZYWA GRANITOIDOWEGO I BAZALTOIDOWEGO POCHODZĄCEGO Z KRAJOWYCH ZŁÓŻ Katarzyna MACHOWIAK *, Arkadiusz MADAJ *, Monika NOWAK **, Iwona JANKOWIAK * * Politechnika Poznańska, Instytut Inżynierii Lądowej ** Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu, Instytut Geologii Skały magmowe są kruszywem o bardzo dobrych parametrach wytrzymałościowych. Dlatego właśnie znajdują zastosowanie w wielu gałęziach budownictwa, w tym w produkcji betonów czy mieszanek mineralno-asfaltowych. Granitoidy (o największym udokumentowanym potencjale złożowym) są wśród skał plutonicznych najczęściej eksploatowanym materiałem skalnym w kraju. Największym wydobyciem spośród skał wulkanicznych wyróżniają się natomiast bazaltoidy. Referat ma na celu przedstawienie danych (w oparciu o badania granitoidów i bazaltów) które wskazują, że kruszywo udokumentowane w obrębie jednego złoża, może być wewnętrznie zróżnicowane pod względem mineralogicznym, strukturalnym i teksturalnym. Wymienione cechy tego (często znacznego) zróżnicowania mogą mieć istotny wpływ na dalsze zachowanie się wybranego kruszywa jako materiału stosowanego w różnych gałęziach budownictwa. Słowa kluczowe: kruszywo, skały magmowe, granitoidy, bazaltoidy, wewnętrzne zróżnicowanie złóż 1. WPROWADZENIE Przedmiotem artykułu jest omówienie problemu zróżnicowania wewnętrznego złóż skał magmowych (na przykładzie granitoidów i bazaltoidów), które zwykle nie są pod tym kątem analizowane. Dla podmiotów zamawiających kruszywo skalne łamane liczy się jego jakość - zespół charakterystycznych właściwości, w tym wytrzymałościowych. Pomimo, że oferta handlowa kamieniołomów dotyczy zwykle kruszyw wysokiej jakości (i dla takich na ogół upowszechniane są wyniki badań laboratoryjnych), dość często stosuje się praktyki mieszania dwóch lub nawet kilku partii materiału o zróżnicowanych parametrach fizyczno-mechanicznych. Poza geologami,

2 124 Katarzyna Machowiak, Arkadiusz Madaj, Monika Nowak, Iwona Jankowiak specjalizującymi się w petrologii skał magmowych, mało kto zdaje sobie jednak sprawę z faktu, że kruszywo udokumentowane w obrębie tego samego złoża może być wewnętrznie, nawet znacznie, zróżnicowane pod względem mineralogicznym, strukturalnym i teksturalnym. Wymienione cechy tego zróżnicowania mają istotny wpływ na zachowanie się wybranego kruszywa jako materiału stosowanego w budownictwie, na przykład w betonie. 2. ZŁOŻA SKAŁ MAGMOWYCH W POLSCE Granitoidy są obecnie, wśród skał plutonicznych, najczęściej eksploatowanym materiałem skalnym w kraju. W przeważającej ilości znajdują zastosowanie jako kruszywo łamane, następnie jako drobne elementy np. formaki i poniżej 10 % jako kamienie bloczne [1]. Spośród skał wulkanicznych przedmiotem najintensywniejszego wydobycia są bazaltoidy [1]. Skały te prawie w stu procentach wykorzystywane są jako kruszywo łamane. Wszystkie aktualnie eksploatowane złoża granitoidów i złoża bazaltoidów znajdują się na Dolnym Śląsku i Śląsku Opolskim (rys. 1). Rys. 1. Lokalizacja wszystkich złóż granitoidów i bazaltów aktualnie wpisanych do rejestru złóż (zestawienie autorstwa Moniki Nowak, wykonane na podstawie danych udostępnionych przez Państwowy Instytut Geologiczny na rok 2014)

3 Zróżnicowanie mineralogiczne, strukturalne i teksturalne kruszywa 125 Oprócz omawianych złóż granitoidów i bazaltoidów w naszym kraju eksploatuje się także (na mniejszą skalę) inne skały magmowe, do których należą: gabra, dioryty (towarzyszące granitoidom), trachybazalty/trachyandezyty (w tym melafiry ) i ryolitoidy. We wszystkich dużych złożach skał magmowych obserwowana jest pewna niejednorodność, która w niniejszym artykule zostanie opisana na przykładzie dwóch obecnie najczęściej eksploatowanych surowców skalnych. Niejednorodność skał magmowych może być wynikiem różnego typu fluktuacji zachodzących jeszcze w komorze magmowej (granitoidy i inne skały głębinowe) czy też podczas wędrówki magmy na powierzchnię w ciałach wulkanicznych (np. bazaltoidy). Do wymienionych czynników genetycznych mających wpływ na niehomogeniczność złóż, a co za tym idzie finalne obniżenie jakości kruszywa dołączyć należy efekty wtórnych przeobrażeń. W skałach magmowych, procesy wtórne zachodzą zarówno pod wpływem wietrzenia w warunkach hipergenicznych, jak i w wyniku pomagmowej działalności hydrotermalnej, która pojawiała się niemal syngenetycznie (ewentualnie w krótkim następstwie czasowym) z krystalizacją magmy lub zastyganiem lawy. 3. PRZYCZYNY NIEJEDNORODNOŚCI ZŁÓŻ GRANITOIDÓW I BAZALTOIDÓW 3.1. Granitoidy Obecnie istnieje ponad 50 udokumentowanych złóż granitoidów [2] skoncentrowanych głównie na Dolnym Śląsku (Rys. 1), w obrębie głównych plutonów granitoidowych, do których należy zaliczyć: masyw Strzegomia-Sobótki, Strzelina i Żulowej, strefy Niemczy, masyw Karkonoszy, granitoidy Kudowy, Kłodzko-Złotostockie, Gór Izerskich i ich pogórza. Z różnych przyczyn surowiec skalny wydobywa się aktualnie w czterech pierwszych wymienionych obszarach. Należy pamiętać także o występowaniu granitoidu tatrzańskiego, który w czasach historycznych był także na niewielką skalę eksploatowany, obecnie jednak jedynym źródłem pozyskania tego surowca są żwirowiska rzeczne Dunajca, Białki i Popradu [2]. W przypadku skał głębinowych (plutonicznych) jakimi są granitoidy, ich niejednorodność zaczyna ujawniać się już na etapie przebijania się magmy ku powierzchni oraz zjawisk zachodzących podczas krystalizacji w komorze magmowej. Skład chemiczny magmy zmienia się i ewoluuje. Taka ewolucja może wynikać na przykład: z różnych źródeł magmy (np. wytapiania i mieszania się hybrydyzacji, magm o różnym składzie chemicznym, np. kwaśnej i zasadowej), różnicowania składu chemicznego stopu w komorze magmowej związanego z frakcjonalną krystalizacją (stopniową krystalizacją minerałów

4 126 Katarzyna Machowiak, Arkadiusz Madaj, Monika Nowak, Iwona Jankowiak i oddzielaniem się gęstych kryształów od stopu jest możliwe ich dalsze kumulowanie w dolnych, bądź brzeżnych partiach komory), procesu asymilacji (przy wysokich temperaturach stopu prawdopodobne jest przetapianie skał otoczenia, wchłanianie obcego stopu, a tym samym modyfikacja pierwotnego), procesu kontaminacji (asymilowania jedynie części łatwiej topliwych składników ze skał otoczenia). Ewolucja stopu może wynikać także z wielu innych, niewymienionych tutaj, skomplikowanych procesów, które mają istotny wpływ na końcową niejednorodność skały. Z tego też powodu, nawet w tym samym złożu, mogą na przykład współwystępować granity, granodioryty i tonality (wg. klasyfikacji IUGS, razem z alkaliczno skaleniowymi granitami zaliczane do nadrzędnej grupy granitoidów), a także kumulaty bądź też ksenolity skał bardziej zasadowych, np. diorytu. Skały te różnią się składem mineralnym, proporcją zawartości minerałów jasnych do ciemnych, odpornych do mniej odpornych i wieloma innymi cechami, które mogą mieć znaczenie podczas zastosowania wymienionych kruszyw w praktyce budowlanej. Zróżnicowanie granitoidów może także zaznaczać się w postaci różnej struktury skał: równoziarnistej (drobno-, średnio- lub gruboziarnistej), różnoziarnistej (porfirowatej, seryjnej, czy orbikularnej), obecności, bądź braku obecności ksenolitów i enklaw (porwaków skał otoczenia lub fragmentów protolitu), szlirów biotytowych (nagromadzenia ciemnych łyszczyków). Wszystkie te cechy mają wpływ na dalszy przebieg procesów wietrzenia (skały grubokrystaliczne np. wietrzeją szybciej niż drobnokrysytaliczne), różnice w rozszerzalności cieplnej minerałów oraz wiele innych normowych właściwości. Rys. 2. Naturalny cios (system szczelin i spękań) w masywie granitoidowym

5 Zróżnicowanie mineralogiczne, strukturalne i teksturalne kruszywa 127 Oprócz fluktuacji w składzie chemicznym stopu, z którego krystalizują granitoidy, w skałach tych charakterystyczną cechą jest obecność naturalnych płaszczyzn szczelin i spękań ciosowych (rys. 2), dzięki którym granit można wydobywać w postaci charakterystycznych bloków. Cios w skałach plutonicznych powstaje w postaci szczelin kontrakcyjnych podczas stygnięcia stopu (zmniejszanie objętości ciała magmowego), ruchu i przemieszczeń magmy podczas krystalizacji, późniejszych procesów tektonicznych, a także odprężania (spadku ciśnienia) w czasie ekshumowania skał na powierzchnię. System spękań ciosowych w granitoidach daje możliwość głębokiego wnikania roztworów wodnych (często silnie zmineralizowanych) w głąb skał i umożliwia ich wzajemne reakcje, które w konsekwencji prowadzą do wtórnych przeobrażeń Bazaltoidy Podobnie jak granitoidy, bazaltoidy eksploatowane są głownie na Dolnym Śląsku oraz (na mniejsza skalę) na Śląsku Opolskim. Istnieje ponad 20 czynnych kopalń bazaltu [3], przy czym udokumentowanych złóż jest znacznie więcej. W skałach wulkanicznych, jakimi są bazaltoidy (m.in. bazanity, tefryty, toleity) zróżnicowanie składu chemicznego stopu następuje podczas przemieszczania się intruzji wulkanicznych z głębokich partii Ziemi (zwykle z obszaru płaszcza) ku powierzchni. Choć tempo przemieszczania się stopu bazaltowego może być relatywnie szybkie, podobnie jak w przypadku skał głębinowych podczas tej drogi, może dochodzić do reakcji stopu ze skałami otoczenia, procesu asymilacji i kontaminacji, co wpływa na wzbogacenie pierwotnego stopu w materiał skorupowy i powoduje rozmaite fluktuacje w jego składzie chemicznym. Bazaltoidy mogą zawierać, zabrane z płaszcza ziemskiego, fragmenty skał tam występujących (które jednocześnie mogą być protolitem dla tych law), czyli ksenolitów płaszcza - znanych powszechnie jako tzw. bomby oliwinowe. W przypadku bazaltoidów niejednorodność w obrębie tego samego wyrobiska może wynikać ze współwystępowania różnych form morfologicznych charakterystycznych dla wylewów law bazaltowych. Bazaltoidy mogą bowiem budować: pionowe (dajki) lub poziome (sille) intruzje, przecinające inne skały, nakładające się na siebie potoki lawowe, fragmenty komina wulkanicznego (np. odsłoniętego, wypreparowanego neku), fragmenty stożka wulkanicznego, itd. Obok zastygłej litej skały bazaltowej, bardzo powszechnie występuje też tefra wulkaniczna (materiał piroklastyczny, głównie tufowy wyrzucany w czasie erupcji). Czasem w obrębie złoża występują nagromadzenia bomb wulkanicznych spojonych tufem (rys. 3)

6 128 Katarzyna Machowiak, Arkadiusz Madaj, Monika Nowak, Iwona Jankowiak Rys. 3. Nagromadzenie bomb wulkanicznych i materiału tufowego w kamieniołomie Wilcza Góra w Górach Kaczawskich (fot. Monika Nowak) Podczas zastygania lawy bazaltowej (i nie tylko bazaltowej), szybkie chłodzenie stopu od powierzchni może prowadzić do powstania ciosu termicznego, czyli pionowych szczelin kontrakcyjnych, które przyczyniają się do powstania systemu słupów o wielobocznych przekrojach (rys. 4). Rys. 4. Cios termiczny w postaci słupów bazaltowych w kamieniołomie Wilcza Góra w Górach Kaczawskich (fot. Monika Nowak)

7 Zróżnicowanie mineralogiczne, strukturalne i teksturalne kruszywa 129 Podwodne wylewy law bazaltowych prowadzą z kolei do powstawania tzw. law poduszkowych (ang. pillow lava), które w stanie kopalnym można podzi- skał ba- wiać na powierzchni np. w Górach Kaczawskich. Formy występowania, a także możliwie zmienna struktura i tekstura zaltowych prowadzą do znacznej niehomogeniczności złóż. Do jej przykładów należy zaliczyć możliwe umiejscowienie kamieniołomu w obszarze występowa- i towa- nia zarówno materiału wulkanicznego - w postaci masywnych law, jak rzyszących im tufów wulkanicznych (Rys. 4) ). Tufy, przewarstwiające bazalto- wystę- idy, w sposób istotny pogarszają jakość kruszywa. Tego typu problemy pują np. w kopalniach okolic Lubania (tzw. Lubańskiej Pokrywy Wulkanicznej). Innym problemem może być zróżnicowanie chemicznee skał bazaltoidowych wynikające ze współwystępowania law kilku epizodów wulkanicznych. Takie zróżnicowanie charakteryzuje bazaltoidy z Bukowej Góry (także rejon Lubania), w których stwierdzono obecność bazanitu, nefelinitu i tefrytu. Skały te w sposób istotny różnią się chemicznie, a co za tym idzie stanowią niejednorodny materiał eksploatacyjny. Nagromadzenie ksenolitów płaszcza (skałł z grupy perydotytów i piroksenitów) w postaci bomb oliwinowych także znacząco obniża jakość kru- szywa (Rys. 5). Ksenolity zbudowane są bowiem z minerałów krzemianowych najszybciej w przyrodzie wietrzejących (oliwinów i piroksenów). Ich obecność wpływa bardzo niekorzystnie na homogeniczność skały (zachodzi wietrzenie se- Do lektywne) ), a co za tym idzie na labilność parametrów fizyko-mechanicznych. w/w przykładów dochodzą procesy wtórne, które zostanąą omówione w dalszej części artykułu. Rys. 5. Ksenolit płaszcza w masywnym bazalcie dolnośląskim (fot. Monika Nowak)

8 130 Katarzyna Machowiak, Arkadiusz Madaj, Monika Nowak, Iwona Jankowiak 3. WTÓRNE PRZEOBRAŻENIA SKAŁ 4.1. Granitoidy Skały granitoidowe ulegają procesom wtórnych przeobrażeń, do których na- długo- leżą przemiany pomagmowe (pneumatolityczne i hydrotermalne) oraz trwałe procesy wietrzenia w różnych warunkach klimatycznych. Do głównych procesów pomagmowych zalicza się oddziaływanie na skały macierzyste gorących gazów, związanych z tzw. etapem przemian pneumatoli- od obecno- tycznych. Po głównym etapie krystalizacji minerałów, w zależności ści i ilości składników lotnych w magmie, może dojść do ich oddzielenia, a nastanie nad- stępnie przemieszczania się gorących, bardzo mobilnych gazów (w krytycznym) w szczelinach i pustkach skalnych. Dochodzi wtedy do reakcji składników lotnych ze świeżo wykrystalizowaną skałą granitową. W efekcie, skazłożowym, ły mogą wzbogacić sięę w niektóree poszukiwane minerały o znaczeniu ale jednocześnie pierwotna struktura ulega modyfikacji, co w konsekwencji może prowadzićć do pogorszenia ich parametrów fizyko-mechanicznych. Procesy pneu- większości minerałów skałotwórczych (w wyniku gwałtowniejszego ochłodzenia intruzji) dochodzi do oddzielenia wyłącznie fazy ciekłej (z pominięciem etapu matolitycznie nie zawsze mają miejsce, czasem bezpośrednio po krystalizacji pneumatolitycznego) i wygenerowania tzw. roztworów hydrotermalnych. Poja- fazy wienie się roztworóww hydrotermalnych może być również następstwem pneumatolitycznej i skroplenia wcześniejszych gazów w temperaturach poniżej 400 C. Czynnikiem oddziałującym na skały są już zatem nie gorące składniki lotne, a wysoko zmineralizowanee roztwory wodne. Przepłukiwanie, przez wła- w nowe minerały (np. pirytu, chalkopirytu, galeny, sfalerytu, arsenopirytu i wie- sne fluidy i roztwory, skały granitoidowej znowu prowadzi do jej wzbogacenia lu innych, często o koncentracjach złożowych). Jednocześnie, w wyniku prze- obrażeń mineralnych, skały na kontakcie z roztworem ulegają osłabieniu. Rys. 6. Żyła hydrotermalna wypełniona zielonym epidotem i chlorytem w obrębie skały granitowej (źródło: granicie-epidot.html)

9 Zróżnicowanie mineralogiczne, strukturalne i teksturalne kruszywa 131 Towarzyszą temu reakcje zastępowania pierwotnych minerałów wtórnymi, częste pojawianie się minerałów siarczkowych, ilastych, minerałów uwodnionych, czy węglanów, których obecność ułatwia dalsze procesy wietrzenia. Potencjalną obecność stref przeobrażenia hydrotermalnego skał granitowych może sugerować występowanie w nich, widocznych w makro skali, żył hydrotermalnych (rys. 6). Przeobrażenia hydrotermalne można obserwować w granitach w płytkach cienkich pod mikroskopem polaryzacyjnym. Ich przejawem są procesy chlorytyzacji biotytu, K-feldspatyzacji plagioklazów, serycytyzacji łyszczyków i skaleni, argilityzacji, myrmekityzacji, i inne (Rys. 7). W wyniku dostarczenia roztworów o określonym składzie i temperaturze, wiele minerałów przebudowuje swój skład chemiczny dopasowując się do nowych warunków. Jednocześnie skała macierzysta całościowo modyfikuje swój skład chemiczny, czego nie uwzględnia się podczas jej wykorzystania w różnych gałęziach budownictwa, np. stosując jako kruszywo w betonach. Rys. 7. Fotografie wykonane pod mikroskopem polaryzacyjnym (XN); (L) Zaawansowany proces myrmekityzacji (przerosty kwarcowo-skaleniowe) na kontakcie skalenia potasowego z plagioklazem w granicie (P) Proces serycytyzacji i argilityzacji łyszczyków (zamiana pierwotnych minerałów w zespoły minerałów ilastych) Obok przeobrażeń hydrotermalnych skały granitoidowe ulegają procesom wietrzenia. Są to zwykle procesy długotrwałe, zależą w dużej mierze od obecności wody i warunków termicznych. W obszarach o klimacie skrajnie suchym przebiegają zdecydowanie wolniej, natomiast klimat gorący i wilgotny sprzyja szybkiemu tempu wietrzenia. W polskich warunkach klimatycznych panujących współcześnie dominujące znaczenie ma początkowe wietrzenie fizyczne, które prowadzi do powstania powierzchni zluźnień i dezintegracji blokowej, a następnie ziarnowej granitoidów. Istotną rolę odgrywa tutaj wietrzenie mrozowe (zamarzanie wody w szczelinach) i insolacyjne (naprężenia wywołane naprzemiennym nagrzewaniem i ochładzaniem skał będące skutkiem różnej podatności na rozszerzanie cieplne minerałów). Dalszy proces wietrzenia, już chemicznego (ze zmianami składu minerałów) ma miejsce głównie pod wpływem wnikającej w szczeliny i pustki skalne wody i jej reakcji z minerałami. W dawnych epokach

10 132 Katarzyna Machowiak, Arkadiusz Madaj, Monika Nowak, Iwona Jankowiak geologicznych na obszarze dzisiejszych Sudetów nie zawsze panował klimat umiarkowany. W epoce miocenu dochodziło do intensywnej erozji wypiętrzonych już Sudetów, a gorący i wilgotny klimat sprzyjał intensywnym i szybkim procesom kaolinizacji granitu. Stąd w sąsiedztwie granitoidów obecność znacznych miąższości pokryw kaolinowych Bazaltoidy Podobnie jak w przypadku skał plutonicznych (np. granitoidów) wtórne przeobrażenia dotykają także skał bazaltoidowych. Są to zarówno przeobrażenia hydrotermalne, jak i wietrzeniowe. Typowe dla bazaltów jest wietrzenie kuliste i eksfoliacja (łuszczenie się i odpadanie) zewnętrznych, często utlenionych warstw skały. Skały bazaltowe stanowiące zewnętrzne partie potoków lawowych (szczególnie w bliższym sąsiedztwie krateru wulkanicznego) bardzo często posiadają tekstury pęcherzykowate (Rys. 8). Pierwotne, wyciągnięte w sposób elipsoidalny (w czasie ucieczki gazu podczas płynięcia lawy) pogazowe pustki skalne są często wypełniane przez minerały, które krystalizują później - ze stagnujących w nich roztworów mineralnych. Krystalizując, dopasowują swój kształt do formy takiej pustki - stąd zwykle ich kształt przypomina migdały. Skały bazaltowe o wypełnionych wtórnie pęcherzykach pogazowych mają tekstury migdałowcowe. Zarówno tekstury pęcherzykowate, jak i migdałowcowe obniżają jakość kruszywa bazaltowego, ponieważ są odpowiedzialne za niehomogeniczność skały. Podobnie rzecz się ma z obecnością, wspomnianych już wyżej, ksenolitów płaszcza - w postaci bomb oliwinowych (Rys. 5). Ich niska odporność na warunki klimatyczne powoduje szybkie wietrzenie skał ultrazasadowych i powstawanie w ich miejscu wtórnych pustek. Stąd obecność bomb oliwinowych nie jest pożądana. Rys. 8. (L) Bazalty z zewnętrznej części potoku lawowego o teksturze pęcherzykowatej (P) bazalt dolnośląski o teksturze migdałowcowej

11 Zróżnicowanie mineralogiczne, strukturalne i teksturalne kruszywa 133 Do najpowszechniejszych procesów przeobrażeń zachodzących w skałach bazaltoidowych zalicza się: serpentynizację, iddingsytyzację oliwinów (Rys. 9), kaolinityzację, chlorytyzację, ogólną propylityzację skały, a także powstawanie zgorzeli słonecznej. Są to zarówno procesy hydrotermalne, jak i nakładające się na nie procesy późniejszego wietrzenia skał w warunkach hipergenicznych. Każdorazowo przebudowa składu mineralnego skały wpływa niekorzystnie na jej parametry fizyko-mechaniczne. Zwykle bowiem minerały pierwotne ulegają zastępowaniu przez formy uwodnione lub minerały z grupy glinokrzemianów warstwowych posiadające duże zdolności absorpcyjne. Wszystko to przyspiesza dalszy proces dezintegracji skały. Rys. 9. Fotografie wykonane pod mikroskopem polaryzacyjnym (XN; fot. Monika Nowak); (L) Świeży bazalt z Wilczej Góry o dobrych parametrach fizykomechanicznych (P) Bazalt dotknięty procesem iddingsytyzacji (zastępowanie pierwotnego oliwinu wtórnym, czerwono-brązowym iddingsytem) Do wymienionych przykładów dochodzi dewitryfikacja szkliwa wulkanicznego tak często obecnego w bazaltoidach. Jeśli szkliwa jest dużo, proces dewitryfikacji staje się bardzo istotny. Szkliwa wulkaniczne (formy amorficzne o nieuporządkowanej strukturze krystalicznej) z biegiem czasu zaczynają porządkować swą budowę wewnętrzną i krystalizować. Proces ten, nazywany dewitryfikacją ( odszkleniem ), powoduje powiększanie objętości minerału poprzez wzrost kryształu, co w konsekwencji prowadzi do powstawania licznych naprężeń i mikro spękań. Bardzo uciążliwym procesem w przypadku złóż bazaltoidów jest pojawianie się tzw. zgorzeli słonecznej. Proces ten polega na osłabieniu skały przez pojawiające się i czasem widoczne makroskopowo strefy jasnych odbarwień, tworzące większe i mniejsze, sąsiadujące z sobą plamki. Następnie, pojawiają się zwykle drobne spękania, a w konsekwencji skała staje się gruzłowa, ulega dezintegracji i ostatecznie się rozpada. Przyczyny pojawiania się zgorzeli słonecznej w bazaltoidach nie zostały jednocześnie wyjaśnione. Obecność tego zjawiska wiązano z występowaniem w bazaltach drobnych żyłek z szybko wietrzejących

12 134 Katarzyna Machowiak, Arkadiusz Madaj, Monika Nowak, Iwona Jankowiak minerałów, zachodzącymi przemianami fazowymi skleniowców, naprężeniami w szkliwie wulkanicznym, czy wreszcie dewitryfikacją szkliwa. Proces dewitryfikacji szkliwa (obok innych hipotez; np. [4] i [5]) podnoszony jest do roli jednego z bardziej prawdopodobnych czynników odpowiedzialnych za powstawanie zgorzeli słonecznej, choć temat jest nadal otwarty. 4. PODSUMOWANIE I WNIOSKI Przytoczone wyżej przykłady niehomogeniczności złóż skał granitoidowych i bazaltoidowych wynikają z różnych, czasem bardzo skomplikowanych przyczyn, zarówno pierwotnych będących skutkiem formowania się skał i umiejscowienia w przestrzeni intruzji magmowej, jak i wtórnych będących rezultatem przeobrażeń pomagmowych i wietrzeniowych. Powszechna opinia, że skały magmowe spełniają wysokie oczekiwania techniczne, ze względu na swe doskonałe cechy fizyko-mechaniczne jest więc nie do końca opinią niepodważalną. Szczególnie istotne znaczenie ma stosowanie wymienionych skał do produkcji betonu lub mieszanek mineralno-asfaltowych. Powszechnie znane są bowiem zjawiska tzw. reaktywności alkalicznej kruszyw, które są słabo poznane, a stanowią olbrzymi problem, np. w budownictwie nawierzchni drogowych. Wydaje się, że tzw. reakcje alkaliczno-krzemionkowe zachodzące w betonach są zespołem o wiele bardziej złożonych procesów niż do tej pory opisywane; podobnym do tych, które występują w warunkach naturalnych. Jak pokazuje treść niniejszego artykułu, intensywne reakcje chemiczne zachodzą już w samych skałach. W wyniku przepłukiwania skał już istniejących przez rozmaite fluidy lub roztwory hydrotermalne o określonym składzie, czy też podczas procesów wietrzenia w warunkach hipergenicznych - dochodzi do wzajemnego oddziaływania na siebie minerałów zawierających jony o podobnych promieniach jonowych, w których możliwa jest ich wymiana lub wzajemne zastępowanie (oddziaływanie minerałów na kontaktach ziarnowych). We wszystkich omówionych przypadkach na ogół zachwiany zostaje bilans masy, często też powstają wtórne lub towarzyszące fazy mineralne, np. minerały pęczniejące (głównie ilaste), chalcedon, kwarc, minerały o znacznej energii krystalizacji (powodujące dodatkowe naprężenia i powstawanie mikrospękań; np. niektóre minerały siarczkowe). W kontekście posiadanej wiedzy, należy zatem zwracać uwagę na właściwy dobór kruszywa do zadania, który powinna poprzedzać szczegółowa analiza mineralogiczna i petrograficzna skał. Jest to szczególnie konieczne w sytuacji, gdy bezwzględnie wymagana jest jego doskonała jakość.

13 LITERATURA Zróżnicowanie mineralogiczne, strukturalne i teksturalne kruszywa 135 [1] Krystkiewicz E.: Kamienie łamane i bloczne, [w] Bilans zasobów kopalin i wód podziemnych w Polsce prace zbiorowe Państwowego Instytutu Geologicznego [red. M. Gientek et al.] (2007) s [2] Kryza R., Walendowski H.: Bardzo dobre polskie granity. Kruszywa. Nowy kamieniarz (2007), 26/3, s [3] Kubuszewski T. : Podobieństwa i różnice we właściwościach kruszyw gabrowych i bazaltowych. Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej (2012), 134/41, s [4] Rembiś M.: Mineralno-teksturalna zmienność wybranych skał bazaltowych Dolnego Śląska i jej rola w kształtowaniu fizyczno-mechanicznych właściwości produkowanych kruszyw. Gospodarka surowcami mineralnymi (2011), 27/3, s [5] Zagożdżon P.: Geometryczna charakterystyka wystąpień skał zgorzelowych w trzeciorzędowych bazaltoidach Śląska. Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej. Studia i materiały, (2004), 106, s MINERALOGICAL AND TEXTURAL DIVERSITY OF GRANITOIDES AND BASALTS FROM THE NATIONAL RESOURCES Summary Igneous rocks usually form aggregates of very good characteristics. That's why they can be applied in many sectors of construction, including production of concrete. Granitoids (with the greatest potential of occurrence) are the most exploited plutonic rocks in the country. Among volcanic rocks the biggest output is characterized by basalts. This paper (based on granitoids and basalts studies) aims to present the evidence of very frequent internally mineralogical and textural diverse of rocks documented in one deposit. This, often substantial, diversity may have a significant influence on further behavior of aggregate, as material used in various branches of the construction industry.