GOSPODARKA SUROWCAMI MINERALNYMI Tom 24 2008 Zeszyt 3/2 Wydarzenia i opinie GRZEGORZ CZAPOWSKI*, KRZYSZTOF BUKOWSKI**, HANNA TOMASSI-MORAWIEC*, KATARZYNA POBORSKA-M YNARSKA** * Pañstwowy Instytut Geologiczny, Warszawa ** Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków Kopalne i wspó³czesne ewaporaty Sycylii: II wyprawa naukowa Polskiego Stowarzyszenia Górnictwa Solnego Sycylia 2007 Polskie Stowarzyszenie Górnictwa Solnego zorganizowa³o w dniach 26 maja 2 czerwca 2007 kolejn¹ wyprawê naukow¹ pod has³em SYCYLIA 2007, poœwiêcon¹ badaniom wspó³czesnych i kopalnych ewaporatów oraz metodom ich eksploatacji. Trasa wyprawy, w której uczestniczy³o 17 cz³onków Stowarzyszenia reprezentuj¹cych zak³ady wydobywcze, placówki naukowe i akademickie oraz jednostki administracji pañstwowej zajmuj¹ce siê problematyk¹ soln¹, przebiega³a przez obszar Sycylii (rys. 1), gdzie wystêpuj¹ bardzo zasobne z³o a soli kamiennych wieku messyñskiego. Sole te utworzy³y siê w najm³odszym gigancie solnym w geologicznej historii Ziemi u schy³ku neogenu, zajmuj¹cym œródziemnomorski odcinek wielkiego zbiornika Tetydy, ich powstanie datowane na okres pomiêdzy 6,08 Ma a 5,5 Ma (Rovieri i in. 2006). Na obszarze œródziemnomorskim ewaporaty zawieraj¹ce sole kamienne i potasowe utworzy³y siê w 6 subbasenach (rys. 2), z których najmniejszym jest basen Caltanisetty, zajmuj¹cy SW czêœæ Sycylii. Basen Caltanisetta rozci¹ga siê w poprzek Sycylii biegn¹c od Okulic Nicosi na zachód od Etny a po okolice Agrigento i Sciacca na SW wybrze u wyspy (rys. 3). Generalnie w profilu utworów póÿnego neogenu (gruboœci do ponad 750 m Rovieri i in. 2006) wystêpuj¹ tu od do³u kolejno: a) margle datowane na schy³ek tortonu pocz¹tek messynu, przechodz¹ce lateralnie w diatomity formacji Tripoli, b) wêglany ogniwa Calcare di Base w strefach brze nych basenu oraz c) kompleks ewaporatowy zwany formacja Gessoso Solfifera w której wyró nia siê: dolne gipsy (ogniwo Gessi di Cattolica), sole kamienne i potasowe oraz oddzielone granic¹ erozyjn¹ górne gipsy (ogniwo Gessi di Pasquasia), przykryte przez
340 silikoklastyczne ogniwo Arenazzolo. Ponad utworami morskimi messynu spoczywaj¹ wzd³u powierzchni erozji margliste utwory formacji Trubi (dolny pliocen). W miarê kompletny profil osadów póÿnego neogenu wystêpuje jedynie w osiowych partiach basenu Caltanissetta (rys. 4), w brze nych jego czêœciach obserwuje siê lateraln¹ zmianê facji oraz redukcjê mi¹ szoœci b¹dÿ zanik osadów ewaporatowych. Do bardziej znanych z³ó solnych w basenie Caltanisetta nale ¹: San Cataldo, Santa Caterina, Pasquasia i Corvillo, gdzie pok³ady soli K-Mg o gruboœci do 20 m wystêpuj¹ w obrêbie grubej serii soli kamiennej na g³êbokoœci do 900 m (Konstantynowicz 1989). G³ównymi minera³ami potasowymi s¹ kainit i karnalit, rzadziej sylwin, a zawartoœæ K 2 O mo e siêgaæ 18%. Sole eksploatowane s¹ w szeregu kopalni podziemnych np. Realmonte, Milena, Racalmuto. Wykszta³cenie i metody eksploatacji opisanych soli kamiennych badano w podziemnej kopalni w Realmonte, po³o onej oko³o 1 km na N od Porto Empedocle i 8 km na SW od Agrigento (rys. 1, 5), eksploatuj¹cej z³o e o tej samej nazwie o zasobach oko³o 70 mln ton soli kamiennej. Wystêpuj¹cy tu nachylony (rys. 6) pok³ad soli kamiennej gruboœci 400 600 m jest podzielony w œrodkowej czêœci zespo³em soli potasowych gruboœci do 100 m (rys. 6), z³o onym z 6 pok³adów kainitowo-polihalitowych (gruboœci do 18 m) przewarstwionych sol¹ kamienn¹. Sole kamienne eksploatuje siê metod¹ strza³ow¹ (komory o wysokoœci do 7,5 m i szerokoœci 23 m, filary miêdzykomorowe szerokoœci 23 m) i przez wrêbienie przy stropie i sp¹gu wyrobisk. Z³o e jest udostêpnione systemem sztolni z powierzchni (rys. 7) do g³êbokoœci 600 m (kilka poziomów wydobywczych udostêpnionych upadowymi), d³ugoœæ wyrobisk siêga 70 km. Urobek przy pomocy ³adowarek ko³owych odstawiany jest do kruszarek, a nastêpnie dostarczany przenoœnikami taœmowymi wzd³u upadowych na powierzchniê. Eksploatowane sole kamienne s¹ rytmicznie laminowane siarczanem (anhydryt i gips) z domieszk¹ i³u (rys. 8, 10) i miejscami silnie plastycznie zaburzone (rys. 9), kreuj¹c niezwyk³e formy na ociosach wyrobisk (rys. 12). Zawartoœæ NaCl w solach wynosi 98 99% zaœ czêœci nierozpuszczalnych (i³, anhydryt, polihalit) do 1,5%. Roczna produkcja kopalni siêga 500 tys. ton soli kamiennej przy maksymalnym zatrudnieniu do 60 osób, co ogromnie obni a koszty pozyskiwania soli. Tradycja górnicza jest wszêdzie taka sama podobnie jak w polskich kopalniach soli w bocznej komorze jest miejsce na kapliczkê (rys. 12). Wykszta³cenie osadów ilasto-siarczanowo-marglistych messynu (ogniwo tzw. górnych gipsów), zalegaj¹cych powy ej kompleksu solnego i koñcz¹cych etap ewaporacyjny w rozwoju basenu Catalnisetta, przeœledzono w profilu nadmorskiego klifu w rejonie przyl¹dka Capo Rossello (rys. 1, 13). Wystêpuje tu ponad 20 m sukcesja przewarstwieñ gipsów oraz i³ów i margli z mikrofaun¹ (rys. 14) oraz z zespo³em rzadkich struktur sedymentacyjnych np. laminowane utwory siarczanowe typu balatino (rys. 15) z œrodowiska g³êbokowodnej laguny/saliny siarczanowej i gipsoarenity warstwowane zmarszczkowo (rys. 16-17), dowodz¹ce niszczenia i redepozycji pr¹dowej/falowej (?) osadzonych w strefach p³ytszych laguny/saliny siarczanów. Wœród warstw gipsowych na uwagê zas³uguj¹ cienkie pakiety zbudowane z ustawionych niemal pionowo kryszta³ów gipsu (tzw. murawki selenitowe
341 rys. 15), rejestruj¹ce pierwsze momenty wzrostu zasolenia w ewoluj¹cych w kierunku salin lagun nadmorskich, oraz grube serie gipsów selenitowych o strukturze sto kowej (rys. 18 19) reprezentuj¹ce dojrza³e stadium siarczanowe panwi solnych. Profil ewaporatów w klifie wieñcz¹ plioceñskie i³y margliste Trubi, oddzielone wyraÿn¹ granic¹ erozyjn¹ (rys. 14). Wycieczka do zespo³u salin Paceco w Nubia ko³o Trapani (rys. 1, 20 21) umo liwi³a poznanie dawnych (choæ do dziœ stosowanych na terenie wielu salin!) technik pozyskiwania soli z sztucznych basenów solankowych, stworzonych w obrêbie nadmorskich lagun. Pompowana niegdyœ rêcznie, od XVI wieku przy wykorzystaniu wiatraków (rys. 21) a obecnie przez elektryczne pompy, woda morska ulega odparowywaniu w kolejnych basenach koncentracyjnych (rys. 21) a do momentu wytr¹cania halitu (rys. 22 23), nagromadzona zaœ na dnie sól jest wybierana mechanicznie i gromadzona w ha³dach na brzegu (rys. 24). Wczeœniej str¹cone nierozpuszczalne residuum z du ¹ iloœci¹ substancji organicznej (rys. 25) jest równie wybierane z dna basenów i sprzedawane jako œrodek leczniczo-kosmetyczny. W rejonie Trapani produkcja soli z salin znana ju jest od VIII wieku przed nasz¹ er¹, na zwiedzane saliny Paceco sk³ada siê obecnie 40 czynnych basenów o ³¹cznej powierzchni 25 km 2 (w tym 4 finalne chlorkowe baseny o pow. 12 tys. m 2 ), produkuj¹cych w dwu cyklach 3-miesiêcznych do 1 1,5 tys. ton soli rocznie. Zbiory ma³ego prywatnego muzeum na terenie salin ilustruj¹ historiê i metody pozyskiwania tu soli (rys. 26 27), zaœ podobne obiekty funkcjonuj¹ w Cervia i Mozia niedaleko Marsali. Wa nym punktem naukowego programu wyprawy by³y obserwacje zjawisk wulkanicznych, stowarzyszonych z podmorskim ryftem rozci¹gaj¹cym siê wzd³u wschodniego obrze a Sycylii. Obserwacje prowadzono zarówno na aktywnych sto kach wulkanicznych, jak np. wykszta³cenie i rozwój utworów eruptywnych (potoki lawowe i piroklasty w formie popio³u, piasku, lapilli i bomb wulkanicznych) na zboczach Etny jak i na uœpionym wulkanie Fasso na wyspie Vulcano w archipelagu Wysp Liparyjskich. Wulkan Etna (rys. 1, 28), najwiêkszy czynny wulkan w basenie Morza Œródziemnego, cechuje zmienna aktywnoœæ. Ostatnie najwiêksze wyrzuty materia³u piroklastycznego, gazów i wyp³ywy lawy nast¹pi³y w latach 1999 2002, kiedy zniszczone zosta³y wyci¹gi narciarskie i szereg zabudowañ w strefie przyszczytowej na SW stoku wulkanu. Obecnie wulkan zachowuje siê spokojnie, co umo liwi³o odbudowê zniszczeñ infrastruktury turystycznej i powrót grup turystycznych zafascynowanych zjawiskami wulkanicznymi. Wielkie wra enie wywieraj¹ zamar³e sto ki paso ytnicze (rys. 29) i rozleg³e pola lawy i popio³u wulkanicznego pokryte œniegiem na stokach wulkanu na wysokoœci blisko 2500 m (rys. 30), z rozsianymi gigantycznymi bombami wulkanicznym (rys. 31). Œciany w¹wozu rzeki Alkantara w rejonie Taorminy na NE od Etny (rys. 1) ukazuj¹ dziêki wieloetapowej wg³êbnej erozji rzecznej przekrój starych pokryw lawowych, zbudowanych z bazaltów o charakterystycznym s³upowym pokroju (rys. 32) œrednicy blisko 2 m. Lawy te wyp³ywa³y w okresie pomiêdzy 25 7 tys. lat temu z 2 pobliskich sto ków wulkanicznych: Ellittico i Monte Moio, oraz w koñcowym etapie z gigantycznej szczeliny tektonicznej przebiegaj¹cej wzd³u osi obecnej doliny rzecznej (Branca 2003).
342 Wycieczka na Wyspy Liparyjskie (Eolskie rys. 1) ukaza³a inne procesy i produkty dzia³alnoœci wulkanicznej, charakterystycznej dla tej czêœci W³och. Na wyspie Lipari uwagê zwraca³ gigantyczny (ponad 200 m gruboœci) pok³ad pumeksu, rozci¹gaj¹cy siê na odcinku 8,4 km wzd³u E i N brzegów wyspy i zajmuj¹cy ponad 22% jej powierzchni, który do niedawna by³ powierzchniowo eksploatowany (rys. 33). Z kolei na wyspie Vulcano, najbardziej po³udniowej z ³añcuch Wysp Liparyjskich, bêd¹cej pozosta³oœci¹ po nadbudowuj¹cych siê kilku dawnych stratowulkanach, zwiedzano drzemi¹cy sto ek wulkaniczny Fasso (wysokoœci 500 m). Sto ek ten (rys. 34), zajmuj¹cy pó³nocn¹ czeœæ wyspy, powsta³ oko³o 11 8,5 tys. lat BP na brzegu wielkiej kaldery Lentia, pozosta³oœci po wczeœniejszym stratowulkanie. W ci¹gu ostatnich 6 tys. lat sto ek Fasso uaktywni³ siê 7 razy, ostatnia erupcja nast¹pi³a w latach 1888-1890 pozostawiaj¹c na jego stokach 5 m gruboœci warstwê materia³u piroklastycznego. Na zboczach sto ka i na krawêdzi krateru (rys. 35), obok warstw law, szkliw i popio³ów wulkanicznych (oraz rozwiniêtych na nich osadów laterytowych), wystêpuj¹ siarkowodorowe fumarole o temperaturze umo liwiaj¹cej ugotowanie jajka (rys. 36), którym towarzysz¹ koncentracje siarki rodzimej. U podnó a wulkanu, w strefie pla y i przybrze a liczne s¹ gor¹ce sadzawki b³otno-siarkowe (rys. 37) i podwodne emisje gazu (siarkowodór, tlenek wêgla) o znaczeniu leczniczym. Uzupe³nieniem programu naukowego wyprawy by³ bogaty program turystyczny, umo - liwiaj¹cy poznanie najwa niejszych zabytków wyspy, ilustruj¹cych jej przebogate i skomplikowane dzieje (od Fenicjan, przez Greków, Rzymian, Arabów i Normanów a po czasy wspó³czesne!). Ruiny œwi¹tyñ i teatrów w Taorminie, Syrakuzach, Segeœcie, pa³ace, klasztory i koœcio³y w Messynie, Syrakuzach, Noto, Erice, Monreale, Palermo, w¹skie uliczki miasteczek jak Lipari, Erice czy Taormina w których czas zatrzyma³ siê dziesi¹tki czy stulecia temu! nadaj¹ Sycylii niepowtarzaln¹ atmosferê. FOSSIL AND RECENT EVAPORITES OF SICILY: II SCIENTIFIC EXCURSION OF THE POLISH SALT MINING SOCIETY SICILY 2007 IInd Scientific Excursion of the Polish Salt Mining Society (17 participants fig. 7), held on 26 May 2 June 2007 in the Sicily area (Fig. 1),was focused on recent (coastal marine salinas) and fossil (Messinian, dated between 6,08 Ma and 5,5 Ma B.C. fig. 2 3) evaporites, occurred in Sicily and methods of their exploitation as well as on the forms and effects of volcanic processes Geology and characteristics of Messinian salt deposits and methods of their mining were studied in the underground salt mine at Realmonte near Agrigento, exploiting (shaft fig. 7 and galleries system is 70 km long to the depth of 600 m, explosive method, chambers up to 7.5 m high) the Realmonte salt deposit located in SE part of evaporate Caltanisetta basin (Fig. 3 4). the Exploited rock salt seam is 400 600 m thick, inclined and locally deformed, with 100 m thick complex of K-Mg salts, composed of 6 kainite-polyhalite seams up to 18 m thick interbedded with rock salt (Fig. 5 6). Salt rock is rhythmically laminated with anhydrite and clay (Fig. 8 12), it contains 98.5 99% NaCl and up to 1,5% insolubles (clay, anhydrite, polyhalite). Annual production of Realmonte mine is ca. 500 10 3 Mg with up to 60 persons employed. The overlain clay-sulphate-marl deposits of Messinian and marly clays of Late Pliocene (Trubi Fm), with numerous sedimentary structures (e.g. laminated sulphates of balatino type, grass and cone selenitic gypsum and rippled gypsum arenites) and microfauna were perfectly exposed for study on the cliff wall nearby the Capo Rossello (Fig. 13 19).
343 Visited saline basins Paceco near Trapani (with a small salt museum nearby) enabled to observe the procedure of sequential brine concentration and a final halite precipitation as well as salt excavation from the pan bottoms (Fig. 20 27). The same methods were applied there from VIII century B.C. but now exist ca. 40 salinas (area of 25 km 2 ), producing 1 1.5 10 3 Mg of marine salt per year. Other important and characteristic for Sicily geological phenomena are effects of volcanic activity. Most of them are connected with the submarine rift structure, elongated at the eastern Sicily margin. Development and characteristics of eruptive rocks (lava flows and prioclastic sediments, H 2 S fumaroles and native sulphur incrustations as well as hot volcanic mud ponds and springs) were observed on active (e.g. Etna slopes fig. 28 31) and silent (Fasso volcano on the Volcano Island belonged to the Lipari Archipelago fig. 34 37) volcanoes. The thick (200 m thick ) pumice bed, ejected from the past volcanoes in Lipari Island (Fig. 33), has been for many tens years exploited. Also the spectacular structure of fossil lava beds (Fig. 32), exposed on walls of the Alkantara River ravine near Taormina, evidenced the multidirectional and multiphase lava flows from the pre-etna volcanos system in the past (the period of 25 7 ka B. P.). LITERATURA B r a n c a S., 2003 Geological and geomorphological evolution of the Etna volcano NE flank and relationships between lava flow invasions and erosional processes in the Alkantara Valley (Italy). Geomorphology, vol. 53, no 3 4, p. 247 261. Elsevier Science B.V., Amsterdam. K o n s t a n t y n o w i c z E., 1989 Geologia Surowców Mineralnych, tom III, Surowce Chemiczne. Skrypty Uniw. Slaskiego nr 428, 202 ss. Katowice. L u g l i S., 1999 Geology of the realmonte salt deposits, a dessicated Messinian Basin (Agrigento, Sicily). Memorie della Societ¹ Geologica Italiana, vol. 54, p. 74 81. L u g l i S., S c h r e i b e r B.Ch., T r i b e r t i B., 1999 Giant polygons in the Realmonte mine (Agrigento, Sicily): evidence for the desiccation of a Messinian halite basin. Jour. Sedim. Research, vol. 69, no. 3, p. 764 771. Tulsa. Rovieri M., Schreiber B.S., Iaccarino S.M., Vitale F.P., Lugli S., Caruso A., Manzi V.J.M., G e n n a r i R. R i c c i L u c h i F., 2006 Clastic vs. primary precipaitated evaporites in the Messinian Sicilian basins. Acta Nat. de L Ateneo Paremense, vol. 42, no 4, p. 125 199. Parma. Objaœnienia do fotografii Rys. 1. Trasa II wprawy Polskiego Stowarzyszenia Górnictwa Solnego na Sycylii 1 przyszczytowe partie Etny, 2- w¹wóz rzeki Alkantara, 3 wyspa Lipari, 4 wyspa Wulcano, 5 kopalnia soli w Realmonte, 6 klif nadmorski w okolicy Capo Rossello, 7 saliny w Nubia (Route of the IInd expedition of the Polish Salt Mining Society in Sicilia. Explanations: 1 top part of the Etna volcano, 2 Alcantara River gorge, 3 Lipari Island, 4 Volcano Island, 5 salt mine at Realmonte, 6 seashore cliff at Capo Rossello, 7 salinas at Nubia) Rys. 2. Baseny ewaporatowe messynu na obszarze œródziemnomorskim (wg Lugli i in. 1999) A basen Allegro Provençal, B basen tyrreñski, C basen joñski, D basen Herodotus, D basen lewantyñski; szare pole utwory siarczanowe, czarne pole utwory siarczanowo-chlorkowe (The Messinian evaporate basins in the Mediterranean area (after Lugli et al. 1999). Explanations: A Allegro Provençal basin, B Tyrrhenian basin, C Ionian basin, D Herodotus basin, D Levantine basin; grey field sulphates, black field sulphates with halite) Rys. 3. Rozmieszczenie messyñskich soli kamiennych i potasowych w basenie Caltanissetta w SW Sycylii (wg Lugli i in. 1999) szare pole sole kamienne, czarne pole sole potasowo-magnezowe; A-A linia przekroju geologicznego na rys. 4 (The Messinian rock and potash salt deposits in the Caltanissetta basin in SW Sicily
344 (after Lugli et al. 1999). Explanations: grey field rock salts, black field potash and magnesium salts; A-A geological cross- section on fig. 4) Rys. 4. Schematyczny przekrój geologiczny przez basen Caltanissettta w SW Sycylii (wg Roveri i in. 2006) (Schematic geological cross-section of the Caltanissettta basin in SW Sicily (after Roveri et al. 2006)) Rys. 5. Schematyczny przekrój geologiczny przez z³o e soli Realmonte w SW Sycylii (wg Lugli i in. 1999) (Schematic geological cross-section of the Realmonte salt deposit in SW Sicily (after Lugli et al. 1999)) Rys. 6. Syntetyczny profil litostratygraficzny z³o a soli Realmonte w SW Sycylii (wg Lugli 1999). Objaœnienia litologiczne: niebieskie pole kreda; zielone pole gipsy i margle, bia³e pole sól kamienna, czerwone pole sole potasowo-magnezowe (kainit), szare pole margle podœcielaj¹ce, ó³ta linia paleopowierzchnia ods³oniêcia dna zbiornika (Synthetic lithostratigraphic profile of the Realmonte salt deposit in SW Sicily (after Lugli 1999)) Rys. 7. Uczestnicy wyprawy przed sztolni¹ kopalni Realmonte (The expedition members in front of the Realmonte drift. Lugli 1999)) Rys. 8. Rytmicznie warstwowane i³em i anhydrytem (jasne smugi) sole kamienne. Kopalnia soli Realmonte, poziom 200 m (Rhythmically laminated with a clay matter + anhydrite (light bands) halites. The Realmonte salt mine, level 200 m) Rys. 9. Sfa³dowane rytmicznie warstwowane anhydrytem sole kamienne. Kopalnia soli Realmonte, poziom 200 m (Folded rhythmically laminated with anhydrite (light bands) halites. The Realmonte salt mine, level 200 m) Rys. 10. Du e bu³y anhydrytu (jasne) w sfa³dowanych warstwowanych anhydrytem solach kamiennych. Kopalnia soli Realmonte, poziom 200 m (Large nodules (light) in folded laminated with anhydrite halites. The Realmonte salt mine, level 200 m) Rys. 11. J¹dro struktury synklinalnej w sfa³dowanych warstwowanych solach kamiennych. Kopalnia soli Realmonte, poziom 200 m (The center of anticline structure in folded laminated halites. The Realmonte salt mine, level 200 m) Rys. 12. O³tarz w komorze solnej, w tle nachylone warstwowane sole kamienne. Kopalnia soli Realmonte, poziom 200 m (The altar in the salt chamber, on the background inclined laminated halites. The Realmonte salt mine, level 200 m) Rys. 13. Syntetyczny profil litostratygraficzny utworów górnego miocenu (messyn) i dolnego pliocenu (zankl) widocznych w klifach nadmorskich (Siculiana-Giallonardo, Eraclea Minoa i Capo Rossello) i ods³oniêciach (Monte Gallitaino i Sierra Pirciata) w okolicach Agrigento (Roveri i in. 2006) (Synthetic lthostratigraphic profile of the Upper Miocene(Messinian) and Lower Pliocene (Zanclean) deposits visible in the shore cliffs (Siculiana-Giallonardo, Eraclea Minoa, Capo Rossello) and in the mountain outcrops (Monte Galllitaino i Sierra Pirciata) in the surroundings of Agrigento (Roveriet al. 2006) Rys. 14. Kompleksy siarczanowo-margliste (gipsy i margle) i ilaste utworów messynu (tzw. górne ogniwo gipsowe) oraz zanklu (tzw. formacja Trubi) w stropie ods³oniêcia. Klif ko³o Capo Rossello (The sulphate-marly (gypsum and marls) and clay complexes of the Messinian (the Upper Gypsum unit) and the Zanclean (at the top of outcrop) age. The cliff at Capo Rossello) Rys. 15. Sukcesja messyñskich ewaporatowych osadów g³êbokowodnych (balatino, margiel i murawa selenitowa) i p³ytkowodnych (selenity) w dolnej czêœci i klifu ko³o Capo Rossello (Succession of Messinian evaporate deepwater (balatino, selenite grass and marl) and shallow water (selenites) deposits from the lower part of cliff section at Capo Rossello) Rys. 16. Sukcesja messyñskich osadów g³êbokowodnych (diatomit i gipsoarenit) w najni szej czêœci klifu ko³o Capo Rossello (Succession of Messinian evaporate deepwater (diatomite and gypsum arenite) deposits from the lowermost part of cliff section at Capo Rossello)
345 Rys. 17. Zmarszczki falowe (?) w messyñskich gipsoarenitach. Najni sza czêœæ klifu ko³o Capo Rossello (Wave (?) ripples section within the gypsum arenite from the lowermost part of cliff profile at Capo Rossello) Rys. 18 19. Sto kowe skupienia selenitowe przekrój (18) i plan (19) w dolnym kompleksie siarczanowo-marglistym. Dolna czêœæ klifu ko³o Capo Rossello (Cross-section (18) and plane view (19) of selenitic cones from the lower sulphate-marly complex. The lower part of cliff profile at Capo Rossello) Rys. 20. Widok ogólny salin w Nubia ko³o Trapani. W g³êbi Monte San Giuliano (750 m) z œredniowiecznym miastem Erice na szczycie (General view of salinas at Nubia near Trapani. Background the Monte San Giuliano hill with the medieval town Erice at the top) Rys. 21 23. Baseny solankowe salin w Nubia ko³o Trapani: baseny wstêpnej koncentracji solanki (21) i baseny chlorkowe z naskorupieniami soli na dnie i brzegach (22 23) (Salt basins of salinas at Nubia near Trapani: basins of initial (21) and final brine concentration (22-23) with halite encrustations on the margins and the bottom) Rys. 24 25. Ha³dy zebranej soli przykryte dachówkami (24) i residuum ilaste na dnie basenów (25) salin w Nubia ko³o Trapani (Dumps of harvested salt protected with roof tiles (24) and pelite residuum in the basins (25) of salinas at Nubia near Trapani) Rys. 26 27. Dawny narzêdzia wykorzystywane w salinach: œruba Archimedesa jako pompa (26) i rêczny walec do kruszenia soli (27). Muzeum saliny w Nubia ko³o Trapani (Old tools used for salt production: Archimedes screw as a pump (26) and a handy roll for salt crushing (27). Salina museum at Nubia near Trapani) Rys. 28 29. Wulkan Etna (28) i jeden z wygas³ych kraterów (29) (Etna volcano (28) and one of its old craters (29)) Rys. 30 32 Produkty wybuchów Etny z lat 1999 2002: pole lawy (30) i bomba wulkaniczna (31) oraz stare pokrywy law bazaltowych w w¹wozie Alkantara u NE podnó a Etny (32) (Products of Etna last explosions in 1999-2002: lava filed (30) and volcanic bomb (31) and the old basalt lava covers (32) sectioned in the Alkantara ravine at the SE toe of Etna) Rys. 33. Pok³ad pumeksu (jasny) na zboczach Monte Pelato na wyspie Lipari (The pumice cover (light) on slopes of Monte Pelato in the Lipari Island) Rys. 34 37. Formy aktywnoœci wulkanicznej na wyspie Vulcano: (34) wygas³y sto ek Fossa (500 m) i jego krater (35), fumarole siarkowodorowe i naskorupienia siarki (36) na sk³onie krateru i stawy b³ota wulkanicznego (37) na pla y u podnó a sto ka (Forms of volcanic activity on the Vulcano Island: (34) sleeping Fossa volcanic cone (500 m high) and its crater(35), H2S fumaroles and native sulphur encrustations (36) on the crater slope and ponds of volcanic mud (37) on the beach at the Fossa cone toe)
346 ANDRZEJ KUNSTMAN, KAZIMIERZ URBAÑCZYK Oœrodek Badawczo-Rozwojowy Górnictwa Surowców Chemicznych CHEMKOP Kraków Sprawozdanie z dwóch ostatnich konferencji ³ugowniczych SMRI: Halifax, Kanada, 7 10 paÿdziernika 2007 oraz Porto, Portugalia, 27 30 kwietnia 2008 SMRI (Solution Mining Research Institute) jest organizacj¹ zrzeszaj¹c¹ firmy z ca³ego œwiata zwi¹zane z górnictwem ³ugowniczym, w celu wymiany doœwiadczeñ i wspólnego finansowania prac badawczych. Nale ¹ tam producenci solanki i u ytkownicy komór solnych do magazynowania mediów (a wiêc tak e du e koncerny chemiczne i naftowe), uczelnie techniczne i oœrodki badawcze, wykonawcy wyspecjalizowanych badañ, firmy projektowe i konsultingowe. Chemkop Kraków jest cz³onkiem SMRI od 1990 roku. Drugim cz³onkiem z Polski by³o IKS Solino Inowroc³aw, ale z niejasnych powodów zrezygnowa³o z koñcem 2007. Dwa razy do roku (raz w Ameryce, raz w Europie), organizowane s¹ zjazdy SMRI podczas których odbywa siê konferencja naukowo-techniczna, dostêpna dla wszystkich, którzy zap³ac¹ wpisowe (cz³onkowie SMRI i referenci nie p³ac¹). Odbywa siê równie narada biznesowa (tylko dla cz³onków SMRI), gdzie ustala siê, jakie badania bêd¹ wspólnie finansowane, jak przebiega realizacja wspólnie finansowanych badañ, jakie przynios³y one wyniki, jak siê przedstawia bud et SMRI, kto zasi¹dzie we w³adzach, komitecie badawczym itd. Odbywa siê równie kurs szkoleniowy (tzw. Technical Class) którego uczestnicy zapoznaj¹ siê praktycznie z osi¹gniêciami w wybranym, w¹skim temacie, oraz wycieczka terenowa do obiektów zwi¹zanych z górnictwem solnym. Halifax Na konferencji w Halifaksie wyg³oszono 26 referatów, teksty wiêkszoœci z nich dostêpne s¹ na stronach sieciowych SMRI, ale tylko dla cz³onków, osoby spoza firm zrzeszonych otrzymuj¹ te materia³y za op³at¹. Kurs szkoleniowy w Halifax mia³ temat Testy szczelnoœci dla komór magazynowych gazu ziemnego. Wycieczka techniczna by³a do kopalni Pugwash oraz nad zatokê Fundy gdzie mo na by³o zapoznaæ siê z geologi¹ z³ó soli w Nowej Szkocji. Spoœród tematyki prezentowanej na konferencji, warto zwróciæ uwagê na referat Kompilacja danych geologicznych i geotechnicznych o wysadowych z³o ach soli na œwiecie i o polach kawern w wysadach solnych (Compilation of geological and geotechnical data of worldwide domal salt deposits and domal salt cavern Fields). Kompilacji materia³u dokona³ Axel Gillhaus z KBB (Niemcy), praca by³a zamówiona przez SMRI, nie by³a publikowana w materia³ach konferencji, a jej tekst jest dostêpny na stronie internetowej SMRI (tylko dla cz³onków SMRI).
347 Wprawdzie zebrane dane pochodz¹ z publikacji z ró nych lat i s¹ z koniecznoœci nie zawsze aktualne, jeœli idzie o iloœæ i rozmiary kawern na poszczególnych wysadach, najwa niejsze jednak, e s¹ to dane o z³o ach z ca³ego œwiata i ich zagospodarowaniu, zgromadzone w jednym miejscu, z podan¹ bibliografi¹. Podobny katalog dla soli pok³adowych by³ prezentowany na poprzedniej konferencji w Bazylei na wiosnê 2007. Najwiêksze zainteresowanie wzbudzi³y referaty opisuj¹ce utratê szczelnoœci rur ok³adzinowych w podziemnym magazynie gazu : J. Osnes, K. DeVries, J. Ratigan, M. Meece, M. Thompson, G. Spencer, Case History of Threaded Coupling Production Casing Failure in Gas Caverns Part 1: Detection and Geomechanical Analysis oraz M. Thompson, G. Spencer, M. Meece, R. Blair; A Case History of Threaded Coupling Production Casing Failure in Gas Caverns Part 2: Repair, Testing, and Return to Service Firma Enterprise Products Operating LLC zakupi³a przed oko³o 8 laty, 4 komory w wysadzie Boling w p³d-œrodkowym Teksasie, s³u ¹ce do magazynowania gazu. Komory te by³y wy³ugowane z pocz¹tkiem lat 80-tych przez dwie róýne firmy. G³êbokoœci buta rur cementowanych (13 3/4'') by³y pomiêdzy 1061 1068 m p.p.t., wysokoœci komór 106 113 m, œrednice 64 93 m, objêtoœci 240 620 tys m 3. Stropy wszystkich komór by³y p³askie, jedna z komór mia³a szyjê 60-metrowej wysokoœci, dwie parunastometrowej, zaœ jedna w ogóle szyi nie mia³a. Jesieni¹ 2005 stwierdzono, e ta ostatnia z komór, po nape³nieniu do maksymalnego ciœnienia, nie utrzymuje tego ciœnienia. Ciœnienie spada³o przez kilka tygodni. Wykonano wiêc profil temperatury w otworze, który wykry³ tzw. zimn¹ plamê w pobli u buta rur cementowanych. Zapuszczono specjaln¹ kamerê wideo i okaza³o siê, e osiem ostatnich z³¹czek kolumny rur cementowanych uleg³o rozerwaniu, a odcinki rur rozsunê³y siê. Symulacja komputerowa metod¹ elementów skoñczonych (SPECTRUM-32) wykaza³a, e powy ej buta rur cementowanych powsta³a strefa pionowych naprê eñ rozci¹gaj¹cych o zasiêgu oko³o 100 m. Podobne strefy, ale o mniejszym zasiêgu stwierdzono w symulacjach dla dwóch nastêpnych komór. Najprawdopodobniej i tam najg³êbsza z³¹czka uleg³a rozerwaniu. Jedynie komora z 60 m szyj¹ nie mia³a uszkodzonych rur cementowanych. Ostatecznie, po opró nieniu komory z gazu (i ponownym zalaniu solank¹), sfrezowano okno na oko³o 30 m d³ugoœci rury (160 130 m powy ej jej buta) i zacementowano kolejn¹ kolumnê 10 3/4'' pozostawiaj¹c niýej szyjæ oko³o 150 m w postaci starych, nieszczelnych rur. Powy szy przyk³ad chyba po raz pierwszy pokazuje namacalnie i doœwiadczalnie, e p³askie szerokie stropy komór, s¹ geomechanicznie niestabilne, a si³y rozci¹gaj¹ce w takim stropie komory bez szyi prowadz¹ do rozrywania kolumny rur cementowanych. Gdyby strop mia³ kszta³t odpowiedniej kopu³y i by³a zastosowana nawet niewielka szyja, to do takiej awarii by nie dosz³o.
348 Zdjêcie uszkodzenia 80 z³¹czki na g³êbokoœci 966 m Zdjêcie uszkodzenia 82 z³¹czki na g³êbokoœci 990 m
349 Porto Na konferencji w Porto wyg³oszono 22 referaty. Tematem szkolenia by³o u ytkowanie nowego lub przerobionego oprogramowania stworzonego na zamówienie SMRI. Oprogramowanie to by³o równie skrótowo prezentowane i omawiane na konferencji naukowo-technicznej. Obejmowa³o ono Toolbox czyli program umo liwiaj¹cy proste i czêsto wykonywane obliczenia in ynierskie typu: opory hydrauliczne rur i przestrzeni pierœcieniowych o zadanych œrednicach i d³ugoœciach, w³asnoœci gazu o zadanym sk³adzie, zamiana jednostek z anglosaskich na SI i odwrotnie, itd. Drugi program jest nowym interfejsem u ytkownika, w œrodowisku Windows, dla modelu symulacji ³ugowania SALGAS, stworzonego przez Saberiana w latach 80-tych dla SMRI. Model SALGAS jest przestarza³y, a algorytm przemieszczenia ³ugowanego ociosu mia³ z³y od samego pocz¹tku, jednak amerykañscy cz³onkowie SMRI wymogli na Komitecie Badawczym zlecenie realizacji tego zadania, mimo ostrze eñ, m.in. ze strony Chemkopu, e bêd¹ to zmarnowane pieni¹dze. Korzystaj¹c z tej okazji Komitet Badawczy zaproponowa³ stworzenie zbioru danych testowych z rzeczywistego ³ugowania dla weryfikacji programu SALGAS w porównaniu z innym oprogramowaniem do symulacji ³ugowania. Jak na razie, zbiór ten obejmuje dane z jednej komory gazowej w Etrez (Francja). Trzy instytucje podjê³y siê przetestowania swojego oprogramowania na tych danych: Gaz de France programem SimLess, Chemkop programem WinUbro, UGS Mittenwalde programem ProSaCav. Z tych trzech programów tylko WinUbro jest produktem rynkowym (ju ponad 20 licencjonowanych u ytkowników w kilkunastu krajach œwiata). Pozosta³e dwa programy s¹ stosowane tylko wewnêtrznie, g³ównie przez ich autorów i nie maj¹ typowo rynkowego interfejsu, przyjaznego dla u ytkownika. Jako e test by³ doœæ prosty, wszystkie trzy wy ej wymienione programy da³y doœæ podobne wyniki, w granicach b³êdu zgodne z pomiarami rzeczywistego przebiegu ³ugowania (wg. pomiarów stê eñ i pomiarów echosond¹). Natomiast program SALGAS da³ wyniki zdecydowanie niezgodne z rzeczywistoœci¹, zw³aszcza co do kszta³tów komory. Tak wiêc SALGAS nie bêdzie konkurencj¹ dla polskiego WinUbro, które powoli staje siê œwiatowym standardem w wiod¹cych firmach projektuj¹cych i u ywaj¹cych komory solne. Czêœæ referatów dotyczy³a z³o a soli w i jego eksploatacji. By³o to równie celem wycieczki technicznej do Carriço (œrodkowa Portugalia, nad morzem). Wspó³istniej¹ tam ze sob¹ trzy obiekty: magazyn gazu ziemnego w komorach solnych, elektrownia gazowa oraz rozleg³e saliny produkuj¹ce sól przemys³ow¹ z solanki z ³ugowanych komór magazynowych, przy wykorzystaniu odpadowego ciep³a z elektrowni. Najciekawszym aspektem jest tu strona ekonomiczna ca³ego przedsiêwziêcia i œwietna kooperacja trzech ró nych firm. Ciekawostk¹ by³a pewna informacja, która pad³a w trakcie dyskusji po referacie chiñskim opisuj¹cym konwersjê komór solankowych na gazowe w rejonie miasta Jintan w prowincji Jangsu. Komory solne mia³y nieszczelnie zacementowane otwory. W tej sytuacji Chiñczycy po prostu wyci¹gnêli (!) z otworu ostatni¹ kolumnê rur cementowanych (!), zapuœcili na ich miejsce nowe i zacementowali, tym razem szczelnie.
350 Saliny w Carriço Saliny w Carriço
351 GRZEGORZ KORTAS Instytut Mechaniki Górotworu Polskiej Akademii Nauk, Kraków Sprawozdanie z XII Miêdzynarodowego Sympozjum Solnego Quo Vadis Sal? w K³odawie (11 12 paÿdziernika 2007) Kolejne Miêdzynarodowe Sympozjum Solne, organizowane niemal co roku przez Polskie Stowarzyszenie Górnictwa Solnego (PSGS) pod has³em Quo Vadis Sal, odby³o siê w dniach 11 12 paÿdziernika 2007 w K³odawie. G³ównym tematem tego XII-tego ju spotkania by³a rola przemys³u solnego w gospodarce. W sympozjum udzia³ wziê³o 101 osób z 35 instytucji, tym goœcie zagraniczni z Bia³orusi, Belgii, Holandii, Niemiec i Turcji, zaœ patronat nad nim obj¹³ Minister Gospodarki. Sk³ad zawodowy uczestników to g³ównie geolodzy, górnicy, mierniczy górniczy, pracownicy nauki, przemys³u i urzêdów oraz przedstawiciele biznesu. Wyg³oszono 24 referaty przygotowane przez 38 autorów (6 z zakresu geologii, 6 geomechaniki, 7 górnictwa, 5 geofizyki, miernictwa i kartografii), których dwujêzyczne (polskie i angielskie) streszczenia zamieszczono w specjalnie przygotowanych materia³ach sympozjalnych. Goœcinnym gospodarzem Sympozjum i jednym z g³ównych jego sponsorów by³a Kopalnia Soli K ODAWA, zapewniaj¹ca uczestnikom wyœmienit¹ atmosferê oraz wsparcie logistyczne i zaplecze lokalowo-gastronomiczne. Zaprezentowane referaty (fot. 1A-B) podzielono na 4 g³ówne grupy tematyczne. Prezentacje o tematyce geologicznej (1) dotyczy³y: stanu rozpoznania geologicznego niezagospodarowanych wysadów solnych Polsce kwalifikuj¹cych siê jako potencjalne obiekty pod budowê kawernowych magazynów, wystêpowania i charakterystyki permskich ska³ zubrowych w Polsce jako oœrodka skalnego do lokowania odpadów promieniotwórczych, badañ inkluzji w solach kamiennych oraz wystêpowaniu i genezie halitu niebieskiego w œwietle badañ geochemiczno-strukturalnych. Zagadnieniom geomechanicznym ska³ solnych (2) poœwiêcone by³y referaty prezentuj¹ce wyniki badañ laboratoryjnych permskich ska³ serii solnej, pomiary przemieszczeñ w komorach solnych i modelowanie struktur z obliczaniem przemieszczeñ i naprê eñ metod¹ elementów skoñczonych. Problematykê górnicz¹ (3) poruszono w prezentacjach dotycz¹cych: polityki, metod i mo liwoœci magazynowania gazu oraz sk³adowania odpadów promieniotwórczych i CO 2 w z³o ach soli, prognozowania zmian kszta³tu kawern magazynowych przy operowaniu solank¹ jak medium wyporowym, urabiania mechanicznego soli kamiennej oraz prognozowania miêdzy innymi poprzez konstrukcjê modeli 3D budowy górotworu solnego i wyrobisk zagro eñ gazowych i wodnych w kopalniach soli. Zagadnienia technik pomiarowych i interpretacyjno-archiwizacyjnych (4) przedstawiono w referatach poœwiêconych: kompleksowemu profilowaniu geofizycznemu ska³ solnych w otworach wiertniczych, technikom laserowego skanowania przestrzennego wyrobisk,
352 konstrukcji trójwymiarowych obrazów infrastruktury i budowy geologicznej kopalñ soli oraz systemom archiwizacji map i danych o górnictwie na przyk³adzie zasobów dokumentacyjnych kopalni w Bochni. Na uwagê zas³uguje referat, w którym K. Cyran, L. Natkaniec-Nowak i T. Tobo³a zwracaj¹ uwagê na zjawisko wystêpowania inkluzji w ska³ach solnych, metody ich identyfikacji, klasyfikacji i interpretacji dla odczytania historii ska³y, oddzia³ywania naprê eñ i obecnoœci p³ynów. Powi¹zanie inkluzji z odpowiednimi badaniami fizyko-chemicznymi, a w szczególnoœci z oddzia³ywaniem naprê eñ przy wykorzystaniu metod analizy obrazu, mo e wzbogaciæ wiedzê o procesach wielofazowych przemian w ska³ach solnych. W badaniach geomechanicznych od niedawna zaznacza siê zainteresowanie powi¹zaniem przemieszczeñ obserwowanych w wyrobiskach i na powierzchni terenu z wynikami modelowania programami MES. Tworz¹cy siê kierunek badañ powinien w przysz³oœci stworzyæ nowe mo liwoœci w geomechanice, pozwalaj¹c na okreœlanie dla potrzeb prognozowania w³aœciwoœci du ych obszarów górotworu oraz weryfikacjê przez pomiar wyników modelowania geomechanicznego w przestrzeni 3D z uwzglêdnieniem czasu. Tej tematyki dotyczy³y referaty J. Bieniasza, G. Kortasa, A. Maj i W. Wojnara. Na mo liwoœæ lokalizacji zagro eñ wodnych i gazowych w oparciu o korelacje litologiczno-tektoniczne wskazuje S. Burliga i G. Misiek w oparciu o obserwacje i badania w kopalni k³odawskiej. Rozwiniêcie tej tematyki z poszerzeniem o analizê tektoniki z³o a, statystyczne ujêcie licznych zjawisk wodnych i gazowych oraz budowê przestrzennych modeli ich rozmieszczenia (referat J. Che³miñskiego z zespo³em) mo e w przysz³oœci pozwoliæ opracowaæ kryteria potencjalnego zagro enia, a uwzglêdniaj¹c roboty górnicze tak e oceniæ stopnie ryzyka w podziemnej kopalni jak i zagro enia szczelnoœci kawern. Potrzebê archiwizacji danych kartograficznych o starym górnictwie zasygnalizowa³ J. Maciaszek, proponuj¹c by objê³a ona wszystkie dane kartograficzne, liczbowe i zapisy o miejscach wystêpowania wyrobisk. Utworzony katalog móg³by byæ udostêpniany w trybie informacji o terenie np. poprzez Internet. Fascynuj¹cym punktem programu sympozjum by³a wycieczka uczestników na poziom 600m w kopalni w K³odawie (fot. 1E F), gdzie w obrêbie wci¹ rozbudowywanej trasy turystycznej wytrawni geolodzy (G. Misiek, P. Kolonko i S. Janiów) i górnicy ze s³u b kopalni objaœniali profil geologiczny utworów górnego permu (jedyny tak kompletny i przydatny do badañ na terenie Polski), specyficzne zjawiska tektoniki solnej, metody i problemy eksploatacji soli w skomplikowanym z³o u wysadowym oraz istniej¹ce zagro enia wodno-gazowe. Nale y podkreœliæ wysoki poziom merytoryczny wyst¹pieñ, dobre przygotowanie edytorskie materia³ów sympozjalnych i symultaniczne t³umaczenie prezentacji w dwóch jêzykach. Coroczne konferencje z cyklu Quo Vadis Sal, organizowane przez Polskie Stowarzyszenie Górnictwa Solnego, sta³y siê ju w kraju tradycyjnie g³ównym forum wymiany myœli i doœwiadczeñ specjalistów zajmuj¹cych siê zagadnieniami rozpoznania, badañ i zagospodarowania z³ó solnych oraz szeroko pojêtym marketingiem solnym. Powy szy tekst ukaza³ siê na ³amach Przegl¹du Geologicznego nr 2/2008.
Fig. 1. A B Sesja referatowa odbywa³a siê w sali konferencyjnej w Domu Górnika kopalni K³odawa; C W przerwach miêdzy obradami toczy³y siê o ywione dyskusje; D E Zjazd do kopalni K³odawa uczestnicy sympozjum zapoznali siê ze sposobem wykszta³cenia soli oraz siê z technikami eksploatacji na poziomie 600 m; F Uroczysta kolacja na zamku w Uniejowie odby³a siê po drugim dniu obrad na zakoñczenie konferencji. (wszystkie fot. : M. Tomaszczyk)
354
355
356
357