Geneza osadów ilastych formacji ciechocińskiej (jura dolna, toark) w południowej Polsce a ich znaczenie gospodarcze

W artykule podsumowano wyniki dotychczasowych badań osadów ilastych formacji ciechocińskiej (jura dolna, toark) oraz przedstawiono wyniki nowych analiz mineralogicznych i geochemicznych z otworów wiertniczych Brody–Lubienia BL-1 i Suliszowice BN-38. W dolnej części badanych profili (poziom tenuicostatum) zespoły minerałów ilastych składają się głównie z detrytycznego illitu oraz podrzędnego kaolinitu i chlorytu. Sedymentację zdominowaną przez illit przerwał wzrost dostawy kaolinitu na pograniczu parasekwencji VIIIb/VIIIc. W górnej części (poziom falciferum) zawartość kaolinitu jest znacząco wyższa niż w części dolnej. W całym profilu nie zaobserwowano smektytów. Skład minerałów ilastych był przeważnie kontrolowany przez warunki klimatyczne i reżim wietrzenia. W poziomie tenuicostatum wciąż zaznaczał się wpływ ochłodzenia panującego w póĽnym pliensbachu. Odzwierciedla to większa zawartość illitu i chlorytu w dolnym odcinku profilu, spowodowana zahamowaniem hydrolizy. Warstwy o znacznym stosunku kaolinit/illit na pograniczu parasekwencji VIIIb/VIIIc wskazują na silne wietrzenie w wilgotnym klimacie subtropikalnym lub tropikalnym, odpowiadające początkowi głównej fazy globalnego ocieplenia, które się zapisało na licznych profilach w Europie u schyłku poziomu tenuicostatum. W górnym odcinku formacji ciechocińskiej kaolinit pozostał dominującym minerałem ilastym, co sugeruje panowanie klimatu ciepłego i wilgotnego. Mineralogiczny zapis paleoklimatu został nieco zmieniony przez wpływ składu mineralnego materiału dostarczanego z obszarów Ľródłowych i warunki paleośrodowiskowe. Procesy diagenetyczne nie były dość silne, by dokonać transformacji kaolinitu, ale mogły przeobrażać smektyt i minerały mieszanopakietowe w illit i/lub chloryt. Ze względu na rozwój litologiczny i zawartość syderytu, tylko osady ilaste z dolnej części formacji ciechocińskiej mają lokalnie realne znaczenie gospodarcze, ze względu na rozwój litologiczny i niższy udział syderytu. Zawierają one zasoby udokumentowane i perspektywiczne bardzo dobrych surowców ceramiki budowlanej i niektórych odmian surowców kamionkowych. W przeciwieństwie do osadów hetangu, iły ogniotrwałe i inne iły ceramiczne są tu nieobecne z powodu zubożenia w kaolinit.

This paper summarizes the results of research performed on the Ciechocinek Formation clays (Lower Jurassic, Toarcian) and presents the results of a new mineralogical and geochemical study of the Brody–Lubienia BL-1 and Suliszowice BN-38 boreholes. In the lower part of the studied sections (tenuicostatum zone), clay minerals assemblages comprise predominantly detrital illite with subordinatekaolinite and chlorite. Illite-dominated sedimentation was interrupted by an increased input of kaolinite at the viiib/viiic parasequence boundary. In the upper part (falciferum zone) the kaolinite content is significantly higher than in the lower part. Smectite was not observed in the whole section. The clay minerals composition was mostly controlled by climatic conditions and weathering regime. Duringthe tenuicostatum zone, the influence of Late Pliensbachian cooling was still noticeable. It coincides with the higher illite and chlorite content in the lower interval due to prevention from extended hydrolysis. Levels of the high kaolinite/illite ratio at the viiib/viiic parasequence boundary interval suggest strong continental weathering in the humid-subtropical to tropical climate related to the onset of the main phase of global warming that was recorded in many sections of Europe at the top of the tenuicostatum zone. In the upper interval of the Ciechocinek Formation, kaolinite is still the dominant clay mineral suggesting mostly warm and humid climate conditions. The palaeoclimate record wasslightly modified by mineralogic composition of material supplied from source areas and by palaeoenvironmental conditions. Diagenetic processes were not sufficient to transform the initial kaolinite, but it may have altered smectite and mixed-layers into illite and/or chlorite. Only the clay deposits from the lower part of the Ciechocinek Formation locally reveal a real economic significance because of lithologic development and lower siderite content. They contain economic resources and reserves of raw materials very good for building ceramics and some type of stoneware clays. In contrast to Hettangian deposits the refractory and other ceramic clays are absent because of kaolinite depletion.