Katodoluminescencja jako narzędzie wizualizujące procesy diagenetyczne węglanów i skaleni w piaskowcach cergowskich (oligocen), Karpaty zewnętrzne

Cergowa sandstones (Lower Oligocene) have outstanding physical-mechanical properties, among the best of the industrial mineral deposits mined in the Polish Flysch Carpathians. Cathodoluminescence (CL) images of the Cergowa sandstones reveal luminescence coloursmainly in carbonates and feldspars, therefore these two groups of minerals were chosen in order to gain a better understanding of the processes that resulted in exceptionally strong cementation of the detrital components. Cathodoluminescence with cold cathode made it possible to detect the diagenetic features of carbonates and feldspars, to visualize relationships between the detrital grains and cements, and to suggest the processes responsible for their origin and their influence on the physical properties of the Cergowa sandstones. Three generations of pore-filling carbonate cement – calcite – that display brown, orange, and yellow colours observed in CL represent the diagenetic spectrum from eo- through mezo- to telodiagenesis. The feldspars underwent albitization and partial, or even complete, replacement by calcite. Dissolution of marginal parts of the mineral grains resulted in corrosion, which increased the contact surface between the grains and the cement. A combination of these processes resulted in exceptionally strong cementation of the Cergowa sandstones, which is expressed by their very high hardness and resistance to abrasion, freezing, and thawing.Piaskowce cergowskie (dolny oligocen) charakteryzują się doskonałymi właściwościami fizykomechanicznymi, jednymi z najlepiej ocenianych wśród kruszyw budowlanych eksploatowanych w polskich Karpatach fliszowych. Obrazy katodoluminescencyjne piaskowców cergowskich przedstawiają przede wszystkim węglany i skalenie, dlatego te dwie grupy minerałów zostały wybrane, aby zaprezentować i lepiej zrozumieć procesy odpowiedzialne za wyjątkowo silną cementację detrytycznych komponentów skały. Katodoluminescencja (CL) z zimną katodą umożliwia obserwację i interpretację cech diagenetycznych węglanów i skaleni, wizualizuje relacje przestrzenne między szkieletem ziarnowym i cementem, a tym samym pozwala na lepsze zrozumienie genezy wysokich wartości parametrów technicznych piaskowców cergowskich. W piaskowcach cergowskich rozpoznano za pomocą katodoluminescencji z zimną katodą trzy generacje cementu węglanowego (kalcytowego) wypełniającego przestrzenie międzyziarnowe: kalcyt brązowy, kalcyt pomarańczowy i kalcyt żółty. Generacje te reprezentują spektrum od eo- przez mezo- po telodiagenezę. Skalenie zostały poddane procesom: albityzacji i zastępowania przez węglany. Dodatkowo, rozpuszczanie składników mineralnych wspomagane było ciśnieniem wywołanym kompakcją osadu. Proces rozpuszczania był na tyle słaby, że zniszczone zostały głównie brzeżne partie ziaren (korozja). Pomimo niedużej intensywności, proces ten był bardzo istotny w lityfikacji osadu. Przyczynił się on do zwiększenia powierzchni kontaktu korodowanych ziaren ze spoiwem. Kombinacja wspomnianych procesów spowodowała bardzo silną cementację składników piaskowców cergowskich, co przejawia się ich wysoką twardością i odpornością