Mineralizace a procesy přeměn baldového materiálu odvalu dolu Kukla v Oslavanech

Mgr. Pavla Dokoupilová, Ph.D.

Doctoral thesis

Mineralization and transformation processes of dump material of waste pile Kukla in Oslavany

Abstract:

V této práci jsou studovány a popsány geochemické procesy, přeměny minerálů a haldového materiálu na hořícím uhelném odvalu dolu Kukla v Oslavanech (před r. 1989 Václav Nosek). Hlavními úkoly této práce jsou: (1) charakteristika sekundárních minerálů (2) determinace procesů ovlivňující mobilitu prvků na haldě a přeměnu materiálu. Halda hořela s největší pravděpodobností od konce 19.století. Je na ní vyvinuta určitá zonalita, černý materiál v centru haldy, červený při okrajích a šedý a bílý materiál zbarvený výkvěty sekundárních minerálu na vrcholu a bocích haldy. Bylo identifikováno několik minerálních asociací (a) primární minerály v černém materiálu obsahující zbytky bituminózního uhlí až antracitu, slídy, pyrit a goethit, (b) hematit, spinelidy a korund v červeném materiálu vzniklé během pyrometamorfózy, (c) sekundární Ca-sulfáty a Ca-karbonáty vzniklé během chladnutí haldy a (d) hydratované sulfáty hořčíku zahrnující hexahydrit, konyait a picromerit ve výkvětech na povrchu haldy. Byl vytvořen koncepční model geochemických procesů, zahrnující sezónní změny s rozpouštěním minerálů během srážek a srážení minerální fází během suchého období. Tvorba sekundárních minerálů jako hematit, které jsou odolné vůči zvětrávání a imobilizují uvolněné železo, může mít positivní dlouhodobý environmentální dopad.

Abstract:

Geochemical processes and mineralogical transformations in a spontaneously combusting coal waste pile of the Kukla mine in Oslavany (before 1989 Václav Nosek), have been investigated. The aims of the study were: (1) characterization of secondary minerals, and (2) determination of processes which influence mobility of elements in the pile. The pile has been burning from the late 19th century until the 1990’s. There is a zonality with original black material in the core of the pile, red material produced by burning close to the pile slopes, and grey and white efflorescent salts precipitated on the top and the pile slopes. Several assemblages of minerals have been identified including (1) primary minerals in the black material including including bituminous coal to anthracite, micas, pyrite, and goethite, (b) hematite, spinels, and corundum in red material produced by pyrometamorphism, (c) secondary Ca-carbonates and Ca sulphates precipitates during the cooling of the dump and (d) hydrated sulfates of magnesium including hexahydrite, konyaite, and picromerite in efflorescent precipitates on the slopes of pile. A conceptual model of geochemical processes in the pile includes seasonal changes with dissolution of minerals during the wet season and precipitation of efflorescent salt minerals during the dry season. Formation of secondary minerals such as hematite, which is resistant to weathering and immobilizes hydrolysable iron, may have a positive environmental impact in the long term.

Keywords

halda, uhlí, samovznícení uhlí, pyrometamorfóza, migrace prvků, přeměny minerálů, hematit, evaporace, Mg-sulfáty

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 19. 2. 2009

Thesis defence

• Date of defence: 26. 3. 2009
• Supervisor: doc. RNDr. Zdeněk Losos, CSc.
• Reader: RNDr. Vladimír Žáček, RNDr. Stanislav Houzar, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Geology (4-years) / Geological Sciences