Bulletin Mineralogie Petrologie

Beliš Štefan, Osovský Michal, Matýsek Dalibor, Sivek Martin, Jirásek Jakub

Volume 23, issue 2 (2015), pages 171-181

Upper Silesian Basin, Late Carboniferous, coal tonstein, petrology, mineralogy

The paper presents results of a research on the only coal tonstein known from the Saddle Member of the Karviná Formation in the Czech part of the Upper Silesian Basin. It is a tonstein in the Coal No. 560, which was first mentioned in 1966. It forms a thin layer, mostly <1 cm, situated 15 cm below the roof of the coal. Twenty one distinct occurences were described previously and twenty five new ones were recognized by this study. According to a classification it belongs to a group of crystal tonsteins, because its substantial part consists of aggregates of authigenic kaolinite. Minerals present in the tonstein are mostly kaolinite (cca 71%), quartz (cca 8%), mineral of the chlorite group (cca 6%), sanidine (cca 6%), muscovite (cca 6%), and anatase (cca 3%). Accessory minerals can be grouped into several categories. Primary magmatic ones are apatite and zircon. Those connected with low-temperature hydrothermal fluids are galena, chalcopyrite, and pyrite. Influenece of hypersaline brines resulted in presence of Sr-rich anglesite, and celestine. Baryte formation could be connected to both above-mentioned processes. Jarosite originates from weathering of pyrite. Uncertain is a position of REE±Al phosphates, possibly minerals of the monazite, rhabdophane, and florencite groups. Their source material is possibly of volcanic origin, but it was affected by diagenetic processes. The tonstein of the Coal 560 is an important correlation marker and has a potential for radio-isotopic dating.

Abstract (PDF) - 193.39KB
Fulltext (PDF) - 4.38MB

Beliš Š. (2015) Tonstein sloje 560 sedlových vrstev karvinského souvrství (česká část hornoslezské pánve). MS, diplomová práce, HGF VŠB-TU Ostrava.

Dembowski Z. (1972) Ogólne dane o Górnośląskiem Zagłębiu Węglowym. Prace Inst. geol. 61, 9-22.

Dopita M. (1959) Jednotný způsob označení uhelných slojí v ostravsko-karvinském revíru. MS, OKD.

Dopita M. (1988) Sedlové vrstvy ostravsko-karvinského revíru. MS, doktorská disertační práce, HGF VŠB-TU Ostrava.

Dopita M. (ed.) (1997) Geologie české části hornoslezské pánve. 1-280, Ministerstvo životního prostředí České republiky, Praha.

Dopita M., Králík J. (1977) Uhelné tonsteiny ostravsko-karvinského revíru. 1-215, Ostravsko-karvinské doly, Ostrava.

Dopita M., Martinec P., Tomis L., Hoch I., Merenda M. (1997) Karvinské souvrství. In: Dopita M. (ed.): Geologie české části hornoslezské pánve. 87-113. Ministerstvo životního prostředí České republiky, Praha.

Dopita M., Tomis L. (1972) Identifikace slojí karvinského souvrství. In: Havlena V., Pešek J., Spudil J. (eds.): Sborník I. uhelně geologické konference katedry ložiskové geologie přírodovědecké fakulty Karlovy university v Praze, 33-40. Přírodovědecká fakulta UK, Praha.

Folprecht J., Patteisky K. (1928) Geologie ostravsko-karvinského kamenouhelného revíru. In: Kamenouhelné doly ostravsko-karvinského revíru, Svazek I. 25-340. Ředitelská konference ostravsko-karvinského kamenouhelného revíru, Moravská Ostrava.

Gabrhelová P., Osovský M., Matýsek D., Sivek M., Jirásek J. (2014) Pelokarbonátový horizont nad 22. slojí ve svrchních sušských vrstvách české části hornoslezské pánve. Bull. mineral.-petrolog. Odd. Nár. Muz. (Praha) 22, 293-302.

Gabzdyl W. (1990) Charakterystyka petrograficzna tonsteinów GZW. Zesz. nauk. Politechn. śląsk., Ser. Gór. 187, 7-24.

Gastaldo R.A., Purkyňová E, Šimůnek Z., Schmitz M.D. (2009) Ecological persistence in the Late Mississippian (Serpukhovian, Namurian A) megafloral record of the Upper Silesian Basin, Czech Republic. Palaios 24, 336-350.

Hartung W. (1943) Feuerfeste Tone als Flözmittel im oberschlesischen Steinkohlengebirge, ihre Entstehung und stratigraphische Bedeutung. Jb. Reichsanst. Bodenforsch. 63, 430-467.

Havlena V. (1964) Geologie uhelných ložisek 2. 1-440, Nakladatelství Československé akademie věd, Praha.

Havlena V. (1982) The namurian deposits of the upper Silesian coal basin. Rozpr. Čs. Akad. Věd, Ř. mat. přír. Věd 92, 1-79.

Holub V., Skoček V., Tomšík J. (1968) Příspěvek do diskuse o pojmech jílovec – tonstein. Čas. Slez. Muz., Ser. A, 17, 41-44.

Horák J., Sýkora L., Hoch I., Hemza P., Filák P., Martinec P., Weiss Z., Chmielová M. (1992) Tufogenní horizonty v OKR (katalog). 1-245, Důlní průzkum a bezpečnost, Paskov.

Hower J.C., Ruppert L.F., Cortland F.E. (1999) Lanthanide, yttrium, and zirconium anomalies in the Fire Clay coal bed, Eastern Kentucky. Int. J. Coal Geol. 39, 141-153.

Hýlová L., Jureczka J., Jirásek J., Sivek M., Hotárková J. (2013) The Petřkovice Member (Ostrava Formation, Mississippian) of the Upper Silesian Basin (Czech Republic and Poland). Int. J. Coal Geol. 106, 11-24.

Jirásek J., Hýlová L., Sivek M., Jureczka J., Martínek K., Sýkorová I., Schmitz M. (2013a) The Main Ostrava Whetstone: composition, sedimentary processes, palaeogeography and geochronology of a major Mississippian volcaniclastic unit of the Upper Silesian Basin (Poland and Czech Republic). Int. J. Earth Sci. 102, 989-1006.

Jirásek J., Osovský M. (2012) Millerit a další minerály z pelosideritových konkrecí z Dolu ČSA u Karviné (Česká republika). Acta Mus. Mor., Sci. Geol. 97, 69-75.

Jirásek J., Sedláčková L., Sivek M., Martínek K., Jureczka J. (2013b) Castle Conglomerate Unit of the Upper Silesian Basin (Czech Republic and Poland): A record of the onset of late Mississippian C2 glaciation? Bull. Geosci. 88, 893-914.

Jureczka J. (1988) Nowe dane o charakterystyce litostratygraficznej kontaktu serii paralicznej i górnośląskiej serii piaskowcowej karbonu zachodniej części Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. In: Lipiarski I. (ed.): XI Sympozjum Geologia formacji węglonośnych Polski, 41-46. Wydawnictwo AGH, Kraków.

Kokowska-Pawlowska M., Nowak J. (2013) Phosphorus minerals in tonstein; coal seam 405 at Sośnica-Makoszowy coal mine, Upper Silesia, southern Poland. Acta geol. pol. 63, 271-281.

Kotas A. (1995) Lithostratigraphy and sedimentologic-paleogeographic development – Upper Silesian Coal Basin. Prace Pan. Inst. geol. 148, 124-134.

Kotas A., Buła Z., Jureczka J. (1988) Problematyka podziału litostratygraficznego górnośląskiej serii piaskowcowej karbonu GZW w świetle zasad kodeksu stratygraficznego. In: Lipiarski I. (ed.): XI Sympozjum Geologia formacji węglonośnych Polski. 55–61. Wydawnictwo AGH, Kraków.

Králík J. (1960) Příspěvek k výskytu a genezi tonsteinů v uhelných pánvích. Sbor- věd. Prací Vys. Šk. báň. v Ostravě, Ř. horn.-geol. 6, 775-828.

Kučera J, Muchez P, Slobodník M, Prochaska W (2010) Geochemistry of highly saline fluids in siliciclastic sequences: genetic implications for post-Variscan fluid flow in the Moravosilesian Palaeozoic of the Czech Republic. Int. J. Earth Sci. 99,269-284.

Łapot W. (1992) Zróżnicowanie petrograficzne tonsteinów Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. 1-110, Uniwersytet Śląski, Katowice.

Łapot W (1994) Textures and chemistry of tonsteins from the Upper Silesian Coal Basin (GZW), Poland. N. Jb. Geol. Paläont. Mh. 1, 41-53.

Le Maitre R.W. (ed.) (2002) Igneous rocks. A classification and glossary of terms. Recommendations of the International Union of Geological Sciences Subcommission on the Systematics of Igneous Rocks, 2^nd edition. 1-236, Cambridge Univerity Press, Cambridge.

Lipiarski I. (2011a) Tonsteiny z pokładu węgla 111 (warstwy libiąskie; westfal D = astur) w okolicy Chrzanowa w GZW – informacja wstępna. In: Kožušníková A., Konečný P. (eds.): 8. česko-polská konference „Geologie uhelných pánví“, Documenta Geonica, 139-140. Ústav Geoniky AV ČR, Ostrava.

Lipiarski I. (2011a) Kolekcja tonstejnów z pokładów węgla krakowskiej serii piaskowcowej z rejonu między Jaworznem, Libiążem i Chrzanowem w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym. In: Kožušníková A., Konečný P. (eds.): 8. česko-polská konference „Geologie uhelných pánví“, Documenta Geonica, 141-145. Ústav Geoniky AV ČR, Ostrava.

Martinec P. (1997) Vulkanismus v pánvi. In: Dopita M. (ed.): Geologie české části hornoslezské pánve. 153-159. Ministerstvo životního prostředí České republiky, Praha.

Martinec P., Hoch I., Ščučka J. (2013) Nový nález K-bentonitu (tufitu) sloje 22 b (080.2 OKD „tufit Ivan“) v petřkovických vrstvách ostravského souvrství (Namur A) v české části hornoslezské pánve. In: Kožušníková A., Ruppenthalová L. (eds.): 9. česko-polská konference „Geologie uhelných pánví“, Documenta Geonica, 91-94. Ústav Geoniky AV ČR, Ostrava.

Matýsek D., Jirásek J., Osovský M., Skupien P. (2014) Minerals formed by the weathering of sulfides in mines of the Czech part of the Upper Silesian Basin. Min. Mag. 78, 1265-1286.

Osovský M., Pauliš P. (2013) Fluorapatit ze septáriových puklin pelokarbonátů svrchních sušských vrstev karvinského souvrství (česká část hornoslezské pánve). Minerál 21, 225-233.

Pauliš P., Osovský M., Sejkora J., Malíková R. (2014) Výskyt siegenitu a doprovodných sulfidů v trhlinách pelokarbonátů na dole ČSA, Karviná (Česká republika). Bull. mineral.-petrolog. Odd. Nár. Muz. (Praha) 22, 326-332.

Potonié H. (1896) Die floristische Gliederung des deutschen Carbon und Perm. Abh. Kön.  Preuss. geol. Landesanst, neue F. 21, 1-58.

Rojáková T., Martinec P. (2011) Nový tufogenní horizont sloje 124 - B8 ve spodních hrušovských vrstvách ostravského souvrství (namur A, stupeň pendle). In: Kožušníková A., Konečný P. (eds.): 8. česko-polská konference „Geologie uhelných pánví“, Documenta Geonica, 203-207. Ústav Geoniky AV ČR, Ostrava.

Schüller A. (1951) Zur Nomenklatur und Genese der Tonsteine. Neu. Jb. Mineral., Mh. 5, 97-109.

Spears D.A. (2012) The origin of tonsteins, an overview, and links with seatearths, fireclays and fragmental clay rocks. Int. J. Coal Geol. 94, 22-31.

Tomšík J. (1966) Mladopaleozoický vulkanismus v moravskoslezském sedimentačním prostoru. MS, kandidátská disertační práce, HGF VŠB Ostrava.