Carbonaceous matter and its coexisting minerals from the Wieliczka Salt Mine

Substancja węglista w kopalni soli Wieliczka występuje w dwóch formach, w postaci rozproszonej sieczki roślinnej i większych ksylitów (fragmentów uwęglonego drewna). Uwagę skupiono na większych, kilkucentymetrowych fragmentach ksylitów, występujących w obrębie górnych soli spizowych. Zauważono zróżnicowanie w obrębie tych węgli, począwszy od barwy, połysku oraz przełamu, poprzez współwystępowanie minerałów, kończąc na zróżnicowaniu struktury, postępu żelifikacji oraz zawartości kwasów humusowych i stadium humifikacji. Badania mikroskopowe wykazały, iż ksylity dzielą się na częściowo zżelifikowane oraz całkowicie zżelifikowane. Ksylity częściowo zżelifikowane mają dwudzielną budowę i tworzą naprzemienne pasma materii zżelifikowanej i struktur komórkowych, które są identyfikowane jako przyrosty wiosenne i letnie. Ksylity całkowicie zżelifikowane nie wykazują struktur komórkowych charakterystycznych dla drewna, tworząc niemal jednorodną materię, i są wyraźnie spękane. Ekstrakcje kwasów humusowych i wykonane na nich badania pozwoliły stwierdzić, iż węgle całkowicie zżelifikowane charakteryzują się zawartością bardziej doj¬rzałych substancji humusowych niż węgle częściowo zżelifikowane, a w szczególności znacznym udziałem związków humusowych o wysokim stopniu humifikacji. Koncentracja pierwiastka C jest większa w węglach całkowicie zżelifikowanych w porównaniu do węgli częściowo zżelifikowanych. Dodatkowo, stosunek węgla w kwasach huminowych do stosunku węgla w kwasach fulwowych (Ch/Cf), wykazał, iż węgle całkowicie zżelifikowane są zarazem silniej zhumifikowane. Wraz z substancją węglistą występują sporadycznie minerały, które wypełniają szczeliny, elementy strukturalne drewna lub tkwią w zżelifikowanej materii organicznej. W ksylitach zaobserwowano miejscowe wypełnienia cewek, kanałów żywicznych i pęknięć kalcytem, wykształconym w formie tabliczek lub płytek. Kolejnym zaobserwowanym współwystępującym minerałem jest piryt, który lokalnie wypełnia wnętrza komórek. Niekiedy jest on zastąpiony przez siarczany żelaza i otoczony tlenkami żelaza. Zdarzają się też osobne nagromadzenia tlenków żelaza w rozproszonej formie, tkwiące w zżelifikowanym materiale.Coaly substance in the Wieliczka Salt Mine occurs in two different forms, dispersed plant debris and fragments of xylitic coal. The examinations were focused on larger fragments of xylite coal from upper spiza salt. They show various features: colour, luster, fracture and structure. The advanced investigation have shown different contents of humic acids and various degrees of gelification and humification. The microscopic examinations have revealed that xylite coal can be partly or totally gelified. Samples partly gelified have two different parts: one which is totally gelified and have craks and the other which shows typical seasonal growth cycles. The extraction of humid acids has proved that totally gelified fragments contain more mature humic substances than partly gelified fragments, and they consist of compounds with more advanced degree of humification. The concentration of the elemental carbon is also higher in the more gelified samples. The ratio of carbon in humic and fulvic acids showed that better gelified fragment are also better humified. Several minerals, such as halite, calcite, and pyrite, accompany coaly matter. Some of them, like calcite and pyrite, impregnate wood cells and fill medullary rays or cracks. Sometimes pyrite is replaced by iron sulphates and surrounded by rims of iron oxides. Occasionally, dispersed iron oxides are present in gelified matter