UNIVERZA V LJUBLJANI NARAVOSLOVNOTEHNIŠKA FAKULTETA DIPLOMSKO DELO KATARINA KADIVEC LJUBLJANA 2016

Transkripcija

1 UNIVERZA V LJUBLJANI NARAVOSLOVNOTEHNIŠKA FAKULTETA DIPLOMSKO DELO KATARINA KADIVEC LJUBLJANA 2016

2 UNIVERZA V LJUBLJANI NARAVOSLOVNOTEHNIŠKA FAKULTETA ODDELEK ZA GEOLOGIJO SEDIMENTOLOŠKE ZNAČILNOSTI HOTAVELJSKEGA APNENCA DIPLOMSKO DELO KATARINA KADIVEC LJUBLJANA, september 2016

3 UNIVERSITY OF LJUBLJANA FACULTY FOR NATURAL SCIENCES AND ENGINEERING DEPARTMENT OF GEOLOGY SEDIMENTOLOGICAL CHARACTERISTICS OF HOTAVLJE LIMESTONE DIPLOMA WORK KATARINA KADIVEC LJUBLJANA, September 2016

4 PODATKI O DIPLOMSKEM DELU Število listov: 44 Število strani:34 Število slik: 15 Število preglednic 3 Število literaturnih virov: 46 Študijski program: Geologija-UNI Komisija za zagovor diplomskega dela: Predsednik: izr. prof. dr. Andrej Šmuc Mentor: doc. dr. Luka Gale Somentor: dr. Vid Simon Šelih Član: doc. dr. Mirijam Vrabec

5 IZJAVA Spodaj podpisana Katarina Kadivec, rojena , izjavljam, da sem avtorica diplomskega dela z naslovom:»sedimentološke značilnosti hotaveljskega apnenca«. Ljubljana, Katarina Kadivec

6 ZAHVALA Najprej bi se zahvalila mojemu mentorju doc. dr. Luki Galetu za strokovno pomoč, napotke, usmerjanje in svetovanje pri izdelavi diplomskega dela. Zahvalila bi se mu tudi za to, ker je bil vedno na voljo, ko sem ga potrebovala in mi pomagal pri razrešitvi vseh nejasnosti, ki so se pojavile med pisanjem. Zahvalila bi se somentorju dr. Vidu Simonu Šelihu in Kemijskemu Inštitutu, ker je omogočil raziskavo na instrumentu za lasersko ablacijo. Zahvala gre tudi dr. Bojanu Otoničarju in Inštitutu za raziskovanje krasa ZRC SAZU za raziskavo katodoluminiscence vzorcev. Zahvalila bi se tudi podjetju Marmor Hotavlje d.d., ker so mi omogočili dostop v kamnolom in izvedbo terenskega dela. Zahvala gre Geološkemu zavodu Slovenije za izdelavo zbruskov in tehničnima sodelavcema M. Udovču in E. Hrovatin za izdelavo zbruskov in pripravo ter analizo vzorca za rentgensko analizo. Na koncu se zahvaljujem še staršema, ki sta mi omogočila študij geologije in me podpirala skozi vsa leta študija ter sošolcem, ki so mi pomagali pri terenskem delu, ko sem to potrebovala. Najlepša hvala

7 Izvleček Hotaveljski apnenec je masiven apnenec karnijske starosti, ki ga kot naravni kamen pridobivajo v kamnolomu Hotavlje. Apnenec najdemo v treh različnih barvah; sivi, rožnati in rdeči, odvisno od kemičnih primesi. Zaradi svoje barve in odpornosti proti preperevanju je še danes cenjen okrasni kamen. V okviru diplomske naloge sem opravila sedimentološko analizo apnenca na podlagi natančnega popisa stene velikosti 180x190 cm 2 in ex-situ nabranih vzorcev. Zbruske, ki so bili narejeni iz vzorcev, sem pregledala z optičnim mikroskopom v presevni svetlobi in s katodoluminiscenco. Z rentgensko praškovno difrakcijo sem določila sestavo glinavca, ki se pojavlja med apnencem. Apnenec je masiven, makroskopsko prepoznavni fosili predstavljajo od 1 do 3 % volumna kamnine. Apnenec je tipa wackestone do packstone. Vmes se pojavljajo horizonti blokovnih breč z zelo oglatimi klasti v rdečem ali zelenem glinastem ali glinastoapnenčevem vezivu. Klasti so slabo sortirani in po sestavi ustrezajo okolnemu masivnemu apnencu. Glinavec se pogosto pojavlja še v obliki nepravilnih leč med samim apnencem. Mikritna osnova je rekristalizira v mikrosparit. V osnovi kamnin so prepoznavne slabo ohranjene mikroproblematike, korale, lupine školjk, polžev, brahiopodov, foraminifer in stromatoliti. Aragonitni skeleti so nadomeščeni z druzimozaičnim kalcitom. V zbruskih se pojavljajo štirje tipi cementov. Prva dva tipa cementov, radioaksialni fibrozni kalcitni cement in mozaični cement. Nastala sta v freatični morski coni pri oksidacijskih razmerah. Pogosto je prišlo tudi do okopnitev, saj so nastale številne kraške jame, ki so bile zapolnjene z glinavcem. Naslednji cement je sedlasti dolomit. Ostale proste pore so bile zapolnjene z blokovnim kalcitnim cementom. Oba cementa sta nastala tekom pozne diageneze v redukcijskih razmerah. Nadaljnje je prišlo do delne dedolomitizacije sedlastega dolomita. Ključne besede: greben, trias, karnij, korale, mikroproblematika, diageneza, sedimentologija, katodoluminiscenca

8 Abstract The Hotavlje limestone is a massive limestone of Carnian age, which is being extracted in the Hotavlje quarry. The limestone is found in three different colours: gray, pink and red, depending on the trace elements. Due to its colour and resistance to weathering, the Hotavlje limetsone is valued as ornamental stone. The focus of this diploma thesis is the sedimentological analysis of the limestone. The analysis was performed on the wall section measuring 180x190 cm size and on thin sections made from ex-situ samples. Thin sections were analysed by optical microscopy and cathodoluminescence. The composition of claystone which is found embedded within the limestone was determined with X-ray analysis. The limestone is massive and macrofossils represent only 1-3 % of the rock volume. Limestone is wackestone to packstone. Horizons of breccia with red or green clay to clayey-carbonate matrix are present. Clasts in breccia are poorly sorted and in composition coresponding to the surrounding limestone. Clay also fills the irregular gaps within the limestone. Micritic matrix was recristalized into microspar. Fossils are poorly preserved. Microproblematica, gastropods, mollusc, shells, foraminifera, brachiopods and stromatolites were recognized. Four types of cement are present in thin sections. The first two cements are radioaxial fibrose calcite cement and mosaic cement, which has crystallized in marine freatic enviorment under oxydizing conditions. Emersions appeared frequently as a number of karstic caves were created and filled with clay. The next cement is saddle dolomite. The remaining space was filled with blocky calcite cement. The last two cements crystallised during late diagenesis in reducing conditions. The final stage of diagenesis was the partial dedolomitisation of dolomite. Key words: reef, Triassic, Carnian, corals, microproblematica, diagenesis, sedimentology, cathodoluminescence

9 Kazalo 1. Uvod Geografska umestitev Geološka umestitev Širša geološka umestitev Geologija kamnoloma Dosedanje raziskave Metode Kvadratna metoda in lineacijska metoda Izdelava zbruskov Rentgenska praškovna difrakcija XRD Katodoluminiscenca Laserska ablacija LA-ICP-MS Laserska Ablacija ICP-MS Obdelava podatkov Rezultati Kvadratna metoda Lineacijska metoda Opis zbruskov Rentgenska praškovna difrakcija Katodoluminiscenca LA-ICP-MS Interpretacija rezultatov in diskusija Nastanek apnenca Diageneza Zaključki Viri... 32

10 Kazalo slik Slika 1: Širše geografsko območje Hotavelj... 2 Slika 2: Širše geološko območje kamnoloma Hotavlje Slika 3: Polje F4, zgornji del z rdečimi pikami predstavlja glinavec...11 Slika 4: Končen produkt delnega popisa stene...12 Slika 5: Sestava hotaveljskega apnenca Slika 6: Sestava hotaveljskega apnenca brez glinavca.13 Slika 7: Mikrofacies hotaveljskega apnenca Slika 8 : Mikrofacies hotaveljskega apnenca Slika 9: Mikrofacies hotaveljskega apnenca Slika 10: Rentgenogram rdečega glinavca Slika 11: Rentgenogram dolomita Slika 12: Diagenetske značilnosti hotaveljskega apnenca Slika 13: Diagenetske značilnosti hotaveljskega apnenca Slika 14: Diagenetske značilnosti hotaveljskega apnenca Slika 15: Razporeditev izbranih kemijskih elemetov v sedimentih...28 Kazalo tabel Tabela 1: Pogoji za merjenje vzorcev dolomita in glinvca...7 Tabela 2: Pogoji med snemanjem vzorcev Tabela 3: Sestava hotaveljskega apnenca po lineacijski metodi na razdalji 25 m...12

11 1. Uvod Konec ladinija in začetek karnija zaznamuje globalen porast grebenskih tvorb tako v številu kot v obsegu (Flügel, 2002).Vodilni grebenotvorni organizmi tako imenovanega»prvega grebenskega maksimuma«so cianobakterije, mikroproblematika in karbonatne spužve, medtem ko korale predstavljajo podrejeno komponento. Sestavo grebenov spodnjekarnijske starosti so pri nas preučevali Turnšek et al. (1982, 1984), Ramovš (1971), Bole (2002), Gale et al. (2014). V karniju pa je nastala, na današnjem območju Hotavelj manjša grebenska tvorba, ki jo danes poznamo kot masiven slovenski naravni kamen»hotaveljski apnenec«, ki ga pridobivajo v kamnolomu Hotavlje (Mirtič et al., 1999). Dosedanje raziskave tega apnenca so bile usmerjene predvsem v oceno količin in kvalitete. Te so opisane v številnih elaboratih (Čebulj, 1963; Vesel & Ciglar, 1981; Vesel & Senegačnik, 1995, 1997, 1998, 1999, 2000). Raziskovali so tudi mineralno sestavo apnenca (Mirtič & Jarc, 2005) ter stabilnost podzemnega dela kamnoloma (Fifer Bizjak, 2003). Apnenec je svetovno znan, zaradi obstojnosti in zanimive barve, ki variira od sive, rdeče in rožnate, vendar se do danes še nihče ni podrobneje ukvarjal s samimi sedimentološkimi značilnostmi apnenca, kar je vzbudilo moje zanimanje. Predstavila bom popis dela sveže odrezane stene v kamnolomu Hotavlje, sedimentološko sestavo apnenca in njegovo diagenetsko zgodovino. Predstavljeni rezultati nudijo boljši vpogled v nastanek hotaveljskega apnenca in primerjavo z drugimi spodnjekarnijskimi grebeni pri nas in po svetu.

12 2. Geografska umestitev Območje kamnoloma Marmor Hotavlje leži nekaj sto metrov severno od vasi Hotavlje in dva kilometra stran od glavne ceste, ki povezuje Škofjo Loko z Žirmi (Sl. 1). Nahaja se v ozki in strmi dolini potoka Volaščica in dosega od 430 do 520 m nadmorske višine (Senegačnik & Lapajne, 1993). Koordinate kamnoloma so 46 o 7'21 50'' N, 14 o 7'1 91'' E. Slika 1: Širše geografsko območje Hotavelj. 2

13 3. Geološka umestitev 3.1 Širša geološka umestitev Tektonsko gledano je območje Hotavelj sestavni del alpskega orogena. Na območju je viden nariv med Škofjeloško-trnovskim pokrovom, ki predstavlja talnino in Blegoško-vrhniškimi nizi, ki so v krovnini nariva. Škofjeloško-trnovski pokrov sestavljajo kamnine, ki segajo od grödenskih plasti do zgornjetriasnega dolomita. Blegoško-vrhniške nize sestavljajo zgornjepaleozojske do triasne kamnine. Sam kamnolom Hotavlje spada v enoto Blegoškovrhniških nizov. Narivnico v okolici Hotavelj seka več prelomov, najpomembnejši je Hotaveljski prelom (Grad & Ferjančič, 1968). Najstarejše kamnine na področju Hotavelj segajo v permokarbon in so del Škofjeloškotrnovskega pokrova. Sestavljata jih skrilavi glinavec in peščenjak. Ohranjeni so le posamezni erozijski ostanki (Sl.2). Vse mlajše kamnine v okolici Hotavelj so del Blegoško-vrhniških nizov. Naslednja enota so spodnjetriasni dolomiti, peščenjaki, sljudni peščeni skrilavi glinaveci, sivkasti laporoveci ter ooidni apneneci. Diskordanto na dolomitu ležijo ladinijski konglomerati s prehodi v peščenjak, masiven svetlo siv apnenec in dolomit. Apnenec in dolomit sta bogata z algami vrst Diplopora annulata in Diplopora annulatissima. Nad apnencem in dolomitom ležijo psevdoziljske plasti, ki jih sestavljajo skrilavi glinavci in litičnimi peščenjaki. Med psevdoziljskimi klastiti najdemo tudi ladinijsko-karnijske amfiklinske plasti, katere sestavlja apnenec, ki se izmenjuje s glinavcem in kremenovim peščenjakom. Psevdoziljske plasti ločuje od masivnega hotaveljskega apnenca, strm normalni prelom. Hotaveljski apnenec je karnijske starosti, ki spada v Blegoško-vrhniške nize. V Hotaveljčanu so ponekod vključki rdečega glinavca in številne votline zapolnjene s sparitom. Nad Hotaveljskim apnencem so diskordantno odloženi karnijski klastiti. V noriju in retiju se je na karnijske klastite odložil glavni dolomit. Mlajši sedimenti se na območju Hotavelj ne pojavljajo (Grad & Ferjančič, 1986). 3

14 46 o 7'21 50'' N, 14 o 7'1 91'' E 750m Slika 2: Širše geološko območje kamnoloma Hotavlje. Kamnolom pripada večinoma tektonskemu oknu (rdeča pika). Ta izdanja izpod nariva Škofjeloško-trnovskega pokrova premokarbonskih klastov (Grad & Ferjančič, 1968). 3.2 Geologija kamnoloma Kamnolom pisanega hotaveljskega apnenca pripada Blegoško-vrhniškem nizom, ki izdanjajo izpod Škofjeloško-trnovskega pokrova kot tektonsko okno. Tektonsko okno je omejeno z neotektonskimi prelomi: Debeniškim, Todorškim in Bukovškim prelomom (Placer, 1981). Prva dva preloma ločujeta hotaveljsko tektonsko okno od permokarbonskih plasti na jugozahodni in severovzhodni strani. Manj izrazit je Bukovški prelom na severozahodni strani kamnoloma. Jugozahodno stran kamnoloma od permokarbonskih plasti loči neizrazit in neimenovan prelom z vpadom SW-NE. Kamine, ki izdanjajo v tektonskem oknu, pripadajo dvema različnima tektonskima enotama. Zahodni del, od preloma s smerjo N-S, tvorijo psevdoziljske plasti ter hotaveljski apnenec. Na njem so diskordantno odloženi karnijski klastiti in nato glavni dolomit. (Vesel & Senegačnik, 1992; Senegačnik & Lapajne, 1993; Vesel & Senegačnik, 1993, 1994, 1999). 4

15 4. Dosedanje raziskave Vse dosedanje raziskave v kamnolomu Hotavlje so bile usmerjene v raziskovanje količine in kvalitete apnenca. Raziskave so obsegale tudi natančno kartiranje okolice kamnoloma in notranjosti dvoran ter kemične analize vzorcev iz vrtin. Izvedene so bile presiometrične raziskave in številne geomehanske raziskave (Čebulj, 1963; Turnšek, 1968; Ilić, 1977; Vesel & Ciglar, 1981; Vesel & Placer, 1982; Lapajne& Senegačnik, 1993; Vesel & Senegačnik, 1992, 1995, , 1999, 2000a, 2000b). Apnenec je bil preiskovan tudi glede obstojnosti v povezavi z mineralno sestavo. Ugotovili so, da so za pisano barvo apnenca odgovorne primesi. Za raziskave so uporabili najbolj enakomerno obarvane vzorce, ki so jih razdelili na tri dele: rožnat (HS), rdeč (HRd) in siv apnenec (HV). Vzorce treh tipov apnenca so poslali na kemijsko analizo in določali količino karbonatnih in nekarbonatnih komponent. Rezultati so jih privedli do zaključka, da hotaveljski apnenec sestavljajo euhedralna romboederska zrna kalcita, ki jih na posameznih mestih sekajo žilice in leče sparita, glinenih mineralov in pirita. Zasledili so tudi dolomit. Razporeditev dolomita je naključna. Analiza rdečega hotaveljskega apnenca kaže, da je obarvan zaradi primesi železa. Rentgenska analiza je pokazala prisotnost pirita in kremenovih zrn. Rožnati različek vsebuje tudi nekaj glinenih mineralov in kristale muskovita. Tudi temu različku barvo daje železo (Mirtič & Jarc, 2005). Siv vzorec, ki so ga opazovali pod optičnim mikroskopom, je pokazal večja polja sparitnega kalcita, žilice, razpoke zapolnjene z glinenimi minerali sekundarnim kalcitom in železovimi minerali. Vidni so tudi kremen, muskovit in pirit. Vezivo je bogato z železom-hematitom. Poleg kalcita je prisoten tudi conaren dolomit, značilen za pozno diagenezo (Mirtič & Jarc, 2005). Mirtič et.al. (1999) so apnenec opredelili kot intrabiomikrosparit. V njem so opazili ostanke alg, spongij, redkeje iglokožce, polže, školjke, amonite, težko prepoznavne so intraklaste in pelete. 5

16 5. Metode 5.1 Kvadratna metoda in lineacijska metoda Za opredelitev razmerja med primarno kamnino, glinavcem, dolomitnimi zapolnitvami ter za določitev razmerji in odnosov med makrofosili in osnovo, sem uporabila kvadratno in lineacijsko metodo vzorčenja. Metodi sta najbolj uporabljeni v ekologiji, biologiji in morski biologiji, čeprav se ju pogosto poslužujemo tudi v geologiji. Pri lineacijski metodi je uporabljena ena sama linija, pri kvadratni pa se štetje izvaja s pomočjo mreže. Ti dve metodi nam omogočata pridobitev natančnejših podatkov kot metode naključnega vzorčevanja. Prav tako za njiju porabimo malo časa (Philippoff & Cox, 2007). Pri lineacijski metodi raztegnemo linijo (meter) vzdolž kamnine, ki jo želimo vzročevati in proučevati. V dolžini linije preštejemo vsak osebek in izmerimo kolikšna dolžina seka linijo. Za lineacijsko metodo sem naključno izbrala pet linij dolgih po pet metrov. Označevala sem mikritna polja, polja cementov, razpok, fosilov, stilolitskih šivov, dolomita in območja glinavca. Kvadratno metodo sem uporabila samo na eni steni, in sicer na tisti, ki je bila najbolj sveža. Mrežo smo v velikosti 180 x 190 cm na steno kar narisali in jo razdelili na 90 polj velikosti A4 lista. Horizontalo smo označili s številkami od 1 do 10, vertikalo pa s črkami od A do H (od spodaj navzgor). Na izbrana polja smo prilepili prozorno A4 folijo, na katero smo vrisali alge, cemente, dolomite, polja mikrita, glinavce, stilolitske šive in razpoke. Vsako polje sem še fotografirala z razdalje 0,5 m. Folije sem kasneje skenirala in digitalizirala v programu CorelDRAW Graphics suite X7. Ker smo s kvadratno metodo popisali le zanimivejše dele celotne mreže, ti rezultati niso primerni za študij količinskih odnosov med fosili in osnovo, nudijo pa vpogled v prostorsko zgradbo grebena (npr. usmerjenost fosilov). 5.2 Izdelava zbruskov Zbruske z oznakami 764 do 777 so izdelali v laboratoriju na Geološkem zavodu Slovenije, zbruske H1-H5 pa sta izdelala tehnična sodelavca na Naravoslovnotehniški fakulteti, na Oddelku za geologijo. 6

17 Vsi vzorci so bili po katodoluminiscenčni raziskavi naknadno obarvani z organskim barvilom Alizarin rdeče S, da sem lahko ločevala kalcit in dolomit v zbrusku. Vzorce sem klasificirala po Dunhamu (1962) ter Embry in Klovannu (1971) in Folku (1962). Razmerje med komponentami sem določila s štetjem 250 točk in v naključni mreži v programu JMicroVision ( Nicolas Rodnit) na skenih zbruskov. 5.3 Rentgenska praškovna difrakcija XRD Rentgensko praškovno difrakcijo (XRD) smo izvedli na Naravoslovnotehniški fakulteti, na Oddelku za geologijo. Za to metodo sem izbrala dva vzorca, in sicer dolomit in glinavec. Vzorca sem izbrala, saj me je zanimalo, kakšne mineralne primesi vsebujeta dolomit in glinavec. Pogoji snemanja vzorcev dolomita in glinavca so podani v Tabeli 1. Tabela 1: Pogoji za merjenje vzorcev dolomita in glinavca. Raw Data Origin PHILIPS-binary (scan) (.RD) Skeirana os Gonio Začetna pozicija [ 2Th.] Končna pozicija[ 2Th.] Velikost koraka [ 2Th.] Čas snemanja koraka [s] Tip skeniranja Continuous Odmik [ 2Th.] Razlika tipa reže Automatic Iradialna dolžina [mm] Dolžina vzorca [mm] Velikst prejemajoče reže[mm] Temperatura merjenja [ C] 0.00 Material anode Cu K-Alpha1 [Ĺ] K-Alpha2 [Ĺ] K-Beta [Ĺ] K-A2 / K-A1 razmerje Nastavitve generatora 10 ma, 10 kv Tip difraktometra PW3710 Številka difraktometra 1 Radijgoniometra [mm] Distalna foksuno-divergenta reža [mm] Incident reža monokromatorja Vrtenje Ne Ne 7

18 5.4 Katodoluminiscenca Vzorce sem opazovala na Inštitutu za raziskovanje krasa, ZRC SAZU Postojna. Uporabljala sem mikroskop za katodoluminiscenco s hladno katodo CITLCL 8200/MK4 podjetja TECHIJOSIN. Napetost, ki je omogočala katodoluminiscenco, je 16 kv, električni tok pa ma. Tok v vakumu je bil 17 µa. Vsi vzorci so bili fotografirani z digitalnim fotoaparatom Nikon Eclipse E 600 pri 2,5- kratni povečavi. Pregledanih je bilo 14 zbruskov, od 764 do LA-ICP-MS Vzorca sta bila izdelana iz dveh ex-situ nabranih vzorcev, te sem izbrala, zaradi tega, ker sta vsebovala največ dolomita in radioaksialnega cementa. Analizirana sta bila na Kemijskem Inštitutu, kjer sta bila za analizo ključna elementa Fe in Mn. Podatki so bili obdelani v računalniškem programu razvitemu na Kemijskem Inštitutu. Spodaj so podani podatki o napravah in postopkih, s katerimi smo vzorce obravnavali Laserska Ablacija Excimerski nanosekundni laserski sistem Teledyne Photon Machines»Analyte G2«(Bozeman, Montana, ZDA), ArF * excimerski plin, valovna dolžina 193 nm, trajanje pulza: 3 ns, dvovolumenska ablacijska celica HelEx 2, ablacijski nosilni plin: He, 0.8 L/min, način dela: linijsko rasteriranje, dimenzija laserskega žarka na vzorcu: premer nastavljiv od 1 m do 240 m (Šelih, 2016) ICP-MS Kvadrupolni ICP-MS instrument Agilent Technologies 7900x (Tokyo, Japonska), RF moč: 1500W, make-up plin za LA: Ar 0.8 L/min, plazemski plin: Ar 1 L/min, hladilni plin: Ar 15 L/min (Šelih, 2016) 8

19 5.5.3 Obdelava podatkov CSV datoteke, ki jih izvozi ICP-MS instrument obdelamo z računalniškim programom razvtim na Kemijskem Inštitutu. Za posamezen analiziran element dobimo matriko, kjer dimenzije ustrezajo dolžini posamezne linije rasteriranja (v m) x število rasteriranih vrstic (v m dimenzija žarka). Vrednost posamezne»celice«matrike ustreza intenziteti signala merjenega izotopa elementa in s tem vsebnosti tega elementa na določenem mestu vzorca. Te matrike uporabimo za vizualizacijo porazdelitve elementov na površini opazovanega vzorca dobimo elementne slike. Vizualizacijo in kontrastiranje elementnih slik opravimo s programom za obdelavo slik ImageJ (NIH, ZDA) (Šelih,2016). Tabela 2: Lastnosti med snemanjem vzorcev. velikost elementne slike:107 x 110 pixlov (š x v) 2140x2200µm velikost pixla: 20 µm LA nastavitve: laserski žarek: 20 µm, kvadraten hitrost potovanja žarka: 40 µm/s frekvenca strelov: 10 Hz fluenca: 4,25 J/cm 2 način dela: rasteriranje, 110 vrstic ICP-MS nastavitve: merjeni izotopi elementov: 23 Na, 24 Mg, 27 Al, 28 Si, 34 S, 39 K, 43 Ca, 48 Ti, 55 Mn, 56 Fe čas zajema ICP-MS signala/pixel: 500 ms 9

20 6. Rezultati 6.1 Kvadratna metoda Slika 3 prikazuje popis 180 x 190 cm velike površine hotaveljskega apnenca. Natančneje so bila posneta izbrana polja (Sl. 4). Glinavec se pojavlja in je skoncentriran na temnejšem delu stene oziroma je opazen v dveh pasovih; polja H2,G1,G7,G2, F3, F4, F5, E3, E4, E5. V rdečem glinavcu so opazni tudi dolomiti in zaplate dolomitnega cementa. Prav tako so zelo pogosti stilolitski šivi ali manjše razpoke. Korale so koncentrirane v desnem zgornjem delu (G7, G8,G9, H9, H10). V manjšini so v spodnjem delu (pojavljajo se v kvadrantih B8, B9, C9). Glinavci so v teh delih prisotni v manjšem delu. Polja dolomita se pojavljajo po celotni steni, a so najbolj skoncentrirana na območjih C8, C10, B1, B9, B10, A1, A9, A10, G10. V teh poljih se poleg dolomita pojavljajo še posamezne razpoke, majhna polja rdečega glinavca in posamezne korale. 10

21 Slika 3: Na sliki je prikazan končni produkt delnega popisa stene, na kateri smo izvedli kvadratno metodo. Legenda: 1. Dolomit in kalcitni ter dolomitni cementi 2. Korale 3. Stilolitski šivi in razpoke 4. Glinavec 5. Klasti mikritnega apnenca v glinavcu. Črtkane črte so meja med glinavcem in mikritom 11

22 Legenda: 1. Dolomit in cement 2. Mikritno polje 3. Stilolitski šivi in razpoke 4. Glinavec 5. Klasti mikritnega apnenca v glinavcu. Črtkana črta je meja med mikritom ter glinavcem Slika 4: Polje F4. Zgornji del označen z rdečimi pikami predstavlja glinavec. Barva mikrita variira od svetlo do temno sive, rožnate in svetlo rdeče. Spodnji del polja je mikriten, več je kalcitnih žil, posameznih kalcitnih in dolomitnih zapolnitev, ki nimajo usmeritve. V glinavcu se pojavljajo stiloliti in dolomitne zapolnitve. Meja med apnencem in glinavcem je interpretirana kot manjša erozijska diskordanca. 6.2 Lineacijska metoda V Tabeli 3 so prikazani rezultati skupne izmerjene dolžine sten, ki znaša 24,85 m. Absolutna napaka pri merjenju znaša 0,15 metra, relativna pa 0,6 %. Največ je mikrita, sledijo glinavec, razpoke, dolomit, kalcitni cementi in nazadnje še stilolitski šivi. Rezultati so prikazani tudi v tortnem diagramu na Sliki 5. Na Sliki 6 so prikazani deleži brez glinavca. Tabela 3: Prikaz dolžine posameznih komponent na skupni dolžini 25m. [cm] [ %] mikrit 1973,1 79,39 dolomit 113,6 4,57 razpoke 130,3 5,24 stilolit 25,1 1,01 glinavec 158,7 6,39 cement 84,1 3,38 12

23 5% 5% 6% 1% 3% 80% mikrit (skupno) dolomit (skupno) razpoke (skupno) stilolit (skupno) glinavec (skupno) cement (skupno) Slika 5: Tortni diagram, ki prikazuje procente posameznih komponent na dolžini 25 m. 5% 5% 4% 1% 85% mikrit (skupno) dolomit (skupno) razpoke (skupno) stilolit (skupno) cement (skupno) Slika 6: Tortni diagram, ki prikazuje odstotek posameznih komponent brez glinavca. 13

24 6.3 Opis zbruskov Vzorec 764: peloidni packstone (biomikrit; energijski indeks 5) Zbrusek je heterogene strukture, saj nekatere dele v celoti tvori cement, v drugih pa je vidna prvotna struktura sedimenta. Skupno cement predstavlja 60 % površine zbruska, osnova 20 %, zrna, ki so v celoti obdana z osnovo, pa še nadaljnjih 20 %. Zrna so velikosti do 50 µm in so v točkastih kontaktih. Sortiranost zrn je slaba. Med zrni prevladujejo peloidi (15 % zrn). Redki so še mikritizirani bioklasti, zaradi prekristalizacije kamnine nedoločljivi fosili, skorjaste foraminifere in lupine školjk s stromatolitno obrastjo (Sl. 7). Mikritna osnova je rekristalizirala v mikrosparit. Med cementi se je najprej izločil radioaksialni fibrozni cement (RFC), ki zavzema 16,4 % površine. Ta z ostro mejo raste na korodirani osnovi s peloidi, najdemo pa ga tudi v zunanjih delih žilic. Sledi blokovni kalcitni cement (26,8 % površine), nato pa še rjavkasto obarvan dolomit (6,8 % kamnine). Slednji nastopa v velikih evhedralnih kristalih. Na robovih je prišlo do delne dedolomitizacije. Vzorec 765: peloidni wackestone (sortirani biosparit; energijski indeks 6) Zbrusek je heterogene strukture, saj nekatere dele v celoti tvori cement, v drugih pa je vidna prvotna struktura sedimenta. Skupno cement predstavlja 34 % površine zbruska, osnova 41 %, zrna, ki so v celoti obdana z osnovo, pa še nadaljnjih 25 %. Zrna so velikosti od 200 µm do 5 mm in so v točkastih kontaktih. Sortiranost zrn je slaba. Med zrni prevladujejo peloidi (10 % zrn). Redkejša je mikroproblematika Tubiphytes, lupine školjk, skorjasta foraminifera (?), klast stromatolita. Viden je tudi sparitni bioklast (Sl. 7). Mikritna osnova je rekristalizirala v mikrosparit. Med cementi se je najprej izločil radiaksialni fibrozni cement (RFC), ki zavzema 8 % površine. Ta meji na osnovo s peloidi in dolomitno-kalcitno kokardo. V notranjosti kokarde se nahaja sedlast dolomit (26 %), katerega kristali so evhedralne rombične oblike. Dolomit ponekod prehaja v blokovni kalcit. Na robovih je prišlo do delne dedolomitizacije. 14

25 Vzorec 766 Zbrusek je heterogene strukture, saj je v celoti sestavljen iz cementov (100 %). Večinski del zbruska sestavljajo evhedralni rjavi dolomitni kristali (56,8 %). V sredini zbruska dolomit ostro prekinja blokovni kalcitni cement (43,2 %). Na meji med dolomitom in kalcitom so opazni beli kremenovi minerali, ki so anhedralne do subhedralne oblike (Sl. 7). Dolomitni cement v zbrusku sekajo kalcitne žile. Na dolomitu so povsod vidni opaki dendritski oksidi. Vzorec 767: bioklastični-intraklastični floatstone (fosiliferni mikrit; energijski indeks 2 ) Zbrusek je heterogene strukture, saj je sestavljen iz osnove in cementov. Dobro je vidna prvotna struktura sedimenta. Osnova predstavlja 70 % zbruska, zrna, ki so v celoti obdana z osnovo pa še sledečih 15 %. Cementi predstavljajo 15 %. Zrna so v točkastih kontaktih in velika do 2 mm. Sortiranost zrn je slaba. Med zrni se po celotnem zbrusku pojavljajo peloidi in mikritni bioklasti (10 % zrn). Redki so še intraklasti in zelene alge, vidne so tudi mikroproblematike, vendar so težko določljive. V zbrusku so vidne tudi korozijske votlinice, ki so zapolnjene z mozaičnim cementom Mikritna osnova je rekristalizirala v mikrosparit. Med cementi se je najprej izločal mozaični cement in zapolnil korozijske votlinice (7 %). Sledilo izločanje kalcitnega blokovnega cementa (3 %), ki zapolnjuje starejšo generacijo žil, vidnih v zbrusku. Nazadnje se je izločil sedlast dolomitni cement in zapolnil mlajšo generacijo žil v zbrusku (5 %, Sl. 7). Dolomit je evhedralne oblike in rjave barve. Vzorec 768: laminirani mudstone (mikrit; energijski indeks 1) Zbrusek je homogene sestave, saj je v celoti sestavljen iz laminirane osnove (92 %). V tankih laminah se izmenjujeta mikrit in mikrosparit. Mikritna zrna, ki so v celoti obdana z osnovo predstavljajo nadaljnjih 8 %. Sortiranost je slaba. Mikritna osnova je rekristalizirala v mikrosparit. 15

26 Vzorec 769: koralni bafflestone (sortirani biosparit; energijski indeks 7) Zbrusek je heterogene strukture, saj je sestavljen iz osnove in cementov. Dobro je vidna prvotna struktura sedimenta. Osnova predstavlja 78,8 % zbruska, zrna so v celoti obdana z osnovo. Cementi pa predstavljajo 21,2 %. Zrna so v točkastih kontaktih in dosegajo velikost do 3 mm. Sortiranost zrn je slaba. Med zrni prevladujejo koraliti (21,2 %, Sl. 8). Mikritna osnova je rekristalizirala v mikrosparit. Med cementi se je najprej izločal kalcitni mozaični cement (21,2 %) Ta nadomešča celotno strukturo koralitov. Kasnejši kalcitni cement je zapolnil žilice, ki sekajo koralite. Vzorec 770: peloidni packstone (izpran biomikrit; energijski indeks 5) Zbrusek je heterogene strukture, saj nekatere dele v celoti tvori cement, v drugih pa je vidna prvotna struktura. Cement skupno predstavlja 40 % površine zbruska, osnova 34 %, zrna, ki so v celoti obdana z osnovo pa še 26 %. Zrna so velika do 1 mm in so v točkastih kontaktih. Sortiranost zrn je slaba. Med zrni prevladujejo pelodi (26 %, Sl.8). Redkejši so še fosili mikroproblematike (Bacanella in Tubiphytes), alg in mikrobialita. Mikritna osnova je rekristalizirala v mikrosparit. Med cementi se je najprej izločil mozaični cement, ki je nadomestil skelete fosilov. Nato se je izločil radioaksialni fibrozni cement (RFC), ki zaseda 15 % zbruska in obdaja mikroproblematike. Sledi blokovni kalcitni cement (15 % površine) in nazadnje še rjavkasto obarvan dolomit (10 % kamnine). Na robovih je prišlo do delne dedolomitizacije. Vzorec 771: peloidni packstone (fosiliferni mikirt; energijski indeks 2) Zbrusek je heterogene strukture, saj cementi zavzemajo 50 % površine zbruska, osnova, kjer je vidna prvotna struktura, pa zavzema 45 % površine zbruska. Zrna, ki so v celoti obdana z osnovo, predstavljajo še nadaljnjih 5 %. Zrna so v točkastih kontaktih in so velika do 30 µm. Med zrni prevladujejo peloidi (24,4 %; Sl. 8). Redkejši so mikritizirani intraklasti. 16

27 Mikritna osnova je rekristalizirana v mikrosparit. Med cementi se je najprej izločil RFC, ki zavzema 20 % površine. Ta meji z blokovnim kalcitnim cementom (18 % površine) in z rjavkasto obarvanim dolomitom (12 % kamnine). Zelo redki in drobni beli minerali rombaste oblike najverjetneje predstavljajo glinenec (albit?). Vzorec 772: peloidni packstone (rahel biomikirt; energijski indeks 3) Zbrusek je heterogene strukture, saj cementi zavzemajo 33,7 % površine zbruska, osnova, kjer je vidna prvotna struktura, zavzema 66,3 % površine zbruska. Zrna so v velikosti do 2 mm in so v točkovnih kontaktih. Sortiranost zrn je slaba. Med zrni prevladujejo pelodi (44 %). Redki so še ostanki mikroproblematik (Tubiphytes), brahiopodov, mikritnih klastov, foraminifere (Turriglomina sp., Sl.8). Mikritna osnova je rekristalizirala v mikrosparit. Med cementi je prisoten sedlast dolomit, ki zavzema 20 % površine. Ta meji z blokovnim kalcitnim cementom (13,7 % kamnine). Cementa sta nastala v pozni diagenezi. Vzorec 774: bioklastični wackestone (rahel biomikrit; energijski indeks 3) Zbrusek je heterogene strukture, saj cementi zavzemajo 61,2 % površine zbruska, osnova, kjer je vidna prvotna struktura zavzema 39,8 % površine zbruska. Zrna so v velikosti do 4 mm in so v točkovnih kontaktih. Sortiranost zrn je slaba. Med zrni prevladujejo fosili mikroproblematike Tubiphytes in Plexoramea. Viden je tudi stromatolit (Sl. 9), serpule in mikrobialit. Mikritna osnova je rekristalizirala v mikrosparit. Med cementi se je najprej izločil RFC (9,2 %), ta obdaja mikroproblematike (Sl. 8). Sledi blokovni kalcitni cement, ki zaseda 8 % površine, nazadnje pa še rjavkasto obarvan dolomit (44 % kamnine). Na robovih je prišlo do delne dedolomitizacij. 17

28 Vzorec 775: wackestone (rahel biomikrit; energijski indeks 3) Zbrusek je heterogene strukture, saj cementi zavzemajo 35 % površine zbruska, osnova, kjer je vidna prvotna struktura zavzema 65 % površine zbruska. Zrna so v velikosti do 4 mm in so v točkovnih kontaktih. Sortiranost zrn je slaba. Med zrni prevladujejo fosili mikroproblematike Tubiphytes in Plexorama. Vidna je tudi hišica polža (Sl. 9). Vidni so tudi stromatolit, serpule in mikrobialit. Mikritna osnova je rekristalizirala v mikrosparit. Med cementi se je najprej izločil RFC, ta obdaja mikroproblematike. Sledi blokovni kalcitni cement, ki zaseda 8 % površine, nazadnje pa še rjavkasto obarvan evhedralen dolomit (44 % kamnine). Na robovih je prišlo do delne dedolomitizacije. Zelo redki so beli kristali glinenca (albita?). Vzorec 776: mudstone do wackestone (mikrit; energijski indeks 1) Zbrusek je heterogen, saj nekatere dele v celoti tvori cement, v drugih delih pa je vidna prvotna struktura. Skupno cement predstavlja 48 % površine zbruska, osnova pa 52 %. Zrna so v velikosti 50 µm in so v točkastih kontaktih. Sortiranost zrn je slaba. Med zrni je opazna ena mikroproblematika Tubiphytes. Mikritna osnova je rekristalizirala v mikrosparit. Med cementi je opazen zgolj rjav evhedralen sedlast dolomit. Na robovih dolomita je prišlo do delne dedolomitizacije. Vzorec 777: wackestone z mikroproblematiko (fosiliferni mikrit; energijski indeks 2) Zbrusek je heterogen, saj nekatere dele v celoti tvori cement, v drugih delih pa je vidna prvotna struktura. Skupno cement predstavlja 50,3 % površine zbruska, osnova pa 48,7 %. Zrna so velika do 4 mm in so v točkastih kontaktih. Sortiranost zrn je slaba. Med zrni je opazna mikroproblematika (Tubiphytes, Plexoramea), skorjasta foraminifera, mikrobialit, opaziti pa je moč tudi brahiopoda. Mikritna osnova je rekristalizirala v mikrosparit. 18

29 Med cementi se je najprej izločil mozaičen cement in radioaksialni fibrozni cement (RFC), kateri obdaja mikroproblematike. Sledi rjav, evhedralni dolomitni cement, katerega prekinja kalcitni blokovni cement (Sl. 9). Vzorci H1 in H3, H4: wackestone z mikroproblematiko (rahli biomikrit; energijski indeks 3) Zbruski so heterogene strukture, saj nekatere dele v celoti tvori cement, drugod pa je vidna prvotna struktura sedimenta. Skupno osnova v vseh zbruskih predstavlja 90 % površine zbruska, cement pa 10 % površine zbruska. Zrna so v velikosti od 0,5-3 mm in so v točkastih kontaktih. Sortiranost zrn je slaba. Med zrni prevladuje mikroproblematika Tubiphytes in Plexoramea. Mikritna osnova je v vseh zbruskih rekristalizirana v mikrosparit. Med cementi se je najprej izločil RFC, ta obdaja mikroproblematike in 2 % površine zbruska. Sledi blokovni kalcitni cement (4 % kamnine), nazadnje pa še rjavkasto obarvan evhedralen dolomit (4 % kamnine). Na robovih je prišlo do delne dedolomitizacije. Prisotni so tudi kristali glinenca (albit?) in kremena. Vzorec H5: koralni bafflestone Zbrusek je heterogene strukture, saj je sestavljen iz osnove in cementov. Dobro je vidna prvotna struktura sedimenta. Osnova predstavlja 80 % zbruska, zrna so v celoti obdana z osnovo. Cementi pa predstavljajo 20 %. Zrna so v točkastih kontaktih in dosegajo velikost do 4 mm. Sortiranost zrn je slaba. Med zrni prevladujejo koraliti (20 %). Mikritna osnova je rekristalizirala v mikrosparit. Med cementi se je najprej izločal kalcitni mozaični cement (20 %) Ta je rekristalil celotno strukturo koralitov. Kasneje se je izločil RFC. Sledi blokovni kalcitni cement, nato pa še rjavkasto obarvan dolomit. Redki so kristali glinenca (albit?). 19

30 Slika 7: A) Slika dela zbruska 764, kjer je vidna rekristalizirana osnova- mikrosparit. Nad njo je RFC. B) Zbrusek 764, v mikritni osnovi je vidna skorjasta foraminifera širine 5 mm, na spodnji strani jo obdaja RFC, na zgornji pa je osnova, ki na posameznih delih prehaja v mikrosparit. C) Zbrusek 764,blokovni kalcitni cement, v sredini je viden sedlasti dolomit, ki je temnejše barve. Vidi se tudi, da prihaja do dedolomitizacije. D) Zbrusek, 765 na sliki je levo dolomit, zraven je polje RFC, ki obkroža stromatolit. E) Zbrusek 766, na desni strani je viden sedlast dolomit, ki ima značilno rjavo barvo, ta prehaja v blokovni kalcit. Beli subhedralni kristal z valovito potemnitvijo pripadajo kremenu. F) Zbrusek 767, vidna je ohranjena lupinica školjke velikosti 1,5 mm. Ta leži v mikrosparitni osnovi. G) Zbrusek 767, sparit zapolnjuje žilo, ki seka mikosparitno osnovo. Zraven se nahajajo mikritna zaobljena zrna, najverjetneje gre za bioklaste. H) Zbrusek 767, mikritna osnova, v kateri so polja mikrobialita. Nad njimi so zrna zapolnjena z mozaičnim cementom. V levem kotu je viden še dolomit. I) Zbrusek 768, delno rekristalizirana mikritna osnova. 20

31 Slika 8: A) Zbrusek 769, fosilni ostanek polža v mikrosparitni osnovi. Del lupinice je zapolnjen z sparitom. B) Zbrusek 769, v sredini je rekristalizirana korala z mozaičnim cementom. Zraven pa sta žili, ki sta zapolnjeni s podobnim cementom. C, D) Zbrusek 770, ostanek mikirtne osnove s peloidi, ki je obkrožena z RFC cementom in mozaičnim cementom. Mikrit deloma prehaja v mikrosparit. Na sliki D so vidne žile, ki so zapolnjene z mozaičnim cementom. E) Zbrusek 770, meja med dolomitom in sparitom. V sparitu so vidni beli minerali glinenca (albit?). Sparit prehaja v mikrit s peloidi. F) Zbrusek 771, Mikritna osnova s peloidi in s kalcitom. G) Zbrusek 772, prekristaljena osnova, značilna za vse zbruske. H) Zbrusek 772, mikritna osnova. Vidno je tudi ovalno zrno blokovnega kalcitnega cementa. Vraščena je skorjasta foraminifera. I) Zbrusek 774, mikroproblematika Tubiphytes, ki je obdana z RFC cementom. V levem zgornjem robu viden tudi dolomit. 21

32 Slika 9: A) Zbrusek 774, zrna sedlastega dolomita, ki že preperevajo. B) Zbrusek 774, preperela zrna sedlastega dolomita, po robovih dolomitov pa se nabira netopen ostanek. C) Zbrusek 774, stromatolit, ki je obdan z RFC cementom. Nad njim je dolomit. V stromatolitu se nahaja še skorjasta foraminifera. Ob strani je vidna mikroproblematika Plexoramea. D) Zbrusek 775, fosilni ostanek polža. Njegova lupina je rekristalila v sparit, notranjost polža je mikrosparitna. Ob straneh je dolomit. E) Zbrusek 775, peloidni klast s kalcitnimi žilicami. V klastu so vidni posamezni večji peloidi. Zunaj klasta se nahaja skorjasta foraminifera, obdana z RFC. F) Zbrusek 775, poleg polža leži 5 mm dolga mikroproblematika Plexoramea (?). Obdana je z RFC. G) Zbrusek 775, mikroproblematika Tubiphytes dolga 5,5 mm. Leži v mikritni osnovi. Beli kristali, ki se nahajajo v notranjosti fosilnega ostanka so kremenova zrna. H) Zbrusek 775, mikroproblematika Tubiphytes obdana z RFC, ta pa je obdan z rjavim sedlastim dolomitom. V zgornjem delu je rekristalizirana mikritna osnova, spodaj pa mozaični cement. I) Zbrusek 777, blokovni kalcitni cement. 22

33 6.4 Rentgenska praškovna difrakcija Glinavec sestavljajo naslednji minerali. Največ je z visokomagnezijskega kalcita. V vzorcu ga je 48 %. Naslednji mineral je kremen, ki zaseda 25 %. Sledi albit z 12 %. Naslednja komponenta je glinenec anortoklaz, katerega je v vzorcu 10 %. Kot zadnji je mineral magnezijev muskovit s 5 % (Sl. 10). Counts kargl (1) 3000 Kalcit Kalcit 2000 Kremen Muskovit Anortoklaz Albit 1000 Kremen Albit Anortoklaz Muskovit Position [ 2Theta] (Copper (Cu)) Slika 10: Rentgenogram rdečega glinavca. Najvišji vrh pripada magnezijevemu kalcitu. Tortni diagram prikazuje odstotke zaznanih mineralov. 23

34 Vzorec dolomita sestavljata samo dolomit 86 % in kalcit 14 %. Counts 8000 kahotdol Dolomit 6000 Kalcit 4000 Dolomit 2000 Kalcit Position [ 2Theta] (Copper (Cu)) Slika 11: Rentgenogram dolomita. Najmočnejši signal pripada dolomitu. Tortni diagram prikazuje vrednost kalcita in dolomita. 6.5 Katodoluminiscenca V vzorcih hotaveljskega apnenca sem prepoznala štiri generacije karbonatnih cementov. RFC kalcit (1) ne luminiscira oziroma je pri CL temno rdeče barve. Vidna je conarna rast, izmenjujejo se tanki oranžni pasovi s širšimi temno rdečimi pasovi (Sl. 12). Rjavi kristali dolomita (2) imajo jasno izraženo conarno zgradbo, s temnim, šibko lumiscentnim rdečim jedrom. Sledi do 250 µm širok del romboedrične oblike sestavljen iz oranžnih in temnordečih pasov. Zunanji, večinski del kristalov ukrivljenih ploskev, tvori šibko luminiscenten dolomit s širokimi pasovi (Sl.14). Blokovni kalcitni cement (3) ima oranžno luminiscenco, kristali izgledajo homogeni. Mozaični kalcitni cement (4), se pojavlja predvsem v koralah in neomorfno nadomeščenih fosilnih skeletih. V zunanjih delih je cement neluminiscenten ali šibko rdečkasto luminiscenten. Notranji del fosilov, predvsem koral, luminiscera s svetlo oranžno barvo. Cement je conarne zgradbe (Sl.14) Kristali kremena in glinenca (albita?) ne luminiscirajo (Sl.12). Mikrosparitna osnova oddaja šibko zrnato temno rdečo luminiscenco (Sl.13). 24

35 Slika 12: A) RFC cement, vmes je žila, zapolnjena z mikrosparitom, v levem kotu je delno viden dolomit, v desnem pa mozaični cement. A-1) CL- RFC; kristali kalcita rastejo proti kalcitni žili. B) V levem robu je viden sedlast dolomit, zraven je RFC, ki meji na mikrosparit. Vidni so tudi beli kristali glinenca (albita?). B-1) Dolomitni kristali na robu luminiscirajo drugače kot tisti, ki so zraven RFC. Glinenec (albit?) ne luminiscira. C) Sedlast dolomit v sredini je obdan z blokovnim kalcitnim cementom. C-1) Dolomit v notranjosti slabše luminiscira kot na zunanjem robu. Pri blokovnem kalcitnem cementu se ne vidi nobene rasti, ima pa močno luminiscenco D) Celotno polje je sedlast dolomit, zraven je viden tudi mangan. D-1) Vidi se rast kristalov dolomita, ti luminiscirajo po pasovih. 25

36 Slika 13: A) Mikritna do mikrosparitna osnova. A-1) Mikrosparitna osnova ima šibko luminiscenco. B) Korala zapolnjena z mozaikom. Seka jo kalcitna žilica, zraven je mikrosparitna osnova. B-1) Cement v korali v notranjosti dobro luminiscira, bolj proti zunanjosti korale luminiscenca pada. Žila luminiscira s svetlo barvo. C) Mikritna do mikrosparitna osnova s kalcitno žilo. C-1) Osnova luminiscira dobro, s svetlo barvo, sekajoča žila ima slabo luminiscenco. D) Sedlast dolomit. D-1) Dolomitni kristali luminiscirajo po pasovih, notranjost dobro luminiscira, zunanji pasovi pa luminiscirajo slabo. 26

37 Slika 14: A) Levo so vidni dolomitni kristali, ti mejijo na RFC cement in mikrit. A-1) V dolomitnih kristalih je ponovno vidna conarna rast. Kristali luminiscirajo po pasovih. B) Delno dedolomitiziran dolomit. B-1) Dolomit je conaren, obarvan je enako kot na sliki A-1. Vmesni mikrosparitni cement slabo luminiscira. C) V sredini je sedlast dolomit, okoli pa blokovni kalcitni cement. C-1) Dolomit v primerjavi z vsemi zgornjimi opisanimi, ne luminiscira po pasovih, ima homogeno rast. Cement, ki je zraven kristala, neposredno vpliva tiudi na barvo dolomita. D) Blokovni kalcitni cement. D-1) Kalcitni cement luminiscira po pasovih, dobro luminiscira po robovih kristalov, nekoliko slabša luminiscenca pa je v notranjosti. 27

38 6.6 LA-ICP-MS Pri metodi LA-ICP-MS sem se odločila za določanje elementov Fe in Mn, zaradi tega, ker sta cementa sedlasti dolomit in RFC pri katodoluminiscenci luminiscirala v pasovih. Zanimalo me je kateri kemijski element je kriv za conarno luminiscenco. Elementna analiza RFC kalcita in evhedralnih jeder dolomita kaže, da ne vsebujeta znatnih vrednosti Fe, niti Mn (dejanske vrednosti obeh za časa pisanja naloge še niso bile pridobljene). V conarno zunjanih delih dolomita, luminiscirajoči pasovi vsebujejo relativno veliko Mn in malo Fe. Sedlast del dolomita le šibko luminiscira zaradi vsebnosti Fe. Slika 15: Prikazana je primerjava med CL in LA-ICP-MS. Primerjana sta Mn in Fe. A) Kristali dolomita. Šibko luminiscira evhedralno jedro, ki ne vsebuje znatno povišanih vrednosti Mn in Fe. V conarnih delih je večja vrednost Mn korelirana z močno luminiscenco. Zunanji neluminiscentni del kristalov je relativno obogaten z Fe in ne luminiscira. B) Notranjost dolomita je bogata z Mn, zato luminiscira z močno barvo, zunanji deli vsebujejo več Fe, zato imajo slabšo luminiscenco. C) RFC cement luminiscira z zelo šibko barvo, saj vsebuje malo mangana in malo železa. Dolomit luminiscira podobno, kot pri prejšnjih slikah. D) Dolomitni minerali v notranjosti ne luminiscirajo, saj vsebujejo Mn in Fe le v sledovih. Conarni deli zaradi Mn luminiscirajo zelo dobro. Zunanji deli so bogati z Fe, zato ne luminiscirajo. RFC šibko luminicsira zardi odsotnosti Mn.. 28

39 7. Interpretacija rezultatov in diskusija 7.1 Nastanek apnenca Lineacijska metoda nam je pokazala, da apnenec večinoma sestavlja mikrit (79,5 %). Fosili, ki jih najdemo v vzorcih, so gastropodi, razlomljene lupine školjk, brahiopodi, foraminifere, stromatoliti. Opazimo lahko tudi zelene alge in prekristaljene korale. Opazni so tudi posamezni bioklasti in mikroproblematika. V posameznih vzorcih se pojavi tudi mikritna osnova s peloidi. Glede na masiven izgled kamnine, prisotnost tubifitov, koral in stromatolitov je prvotno morda šlo za vrsto grebenskega apnenca, kakršen je ohranjen v obliki cipitnih blokov v italijanskih Dolomitih (Volz, 1896; Leonardi, 1967) in tudi pri Cerknem (Turnšek et al., 1982, 1984; Buser et al., 1982; Čar et al., 1981). Triasne karbonatne grebenske in obgrebenske tvorbe so se pojavljale od ladinija do karnija in v noriju in retiju. Ločimo grebensko jedro, bazalne, predgrebenske in medgrebenske breče ter plastnati apnenec. Grebensko jedro je sestavljeno iz majhnih kalcitnih skeletov spongij, neskeletnih alg, solitarnih in kolonijskih koral ter redkih briozojev, foraminifer, skeletnih alg, polžev, krinoidov in hidrozojev. Kljub visokemu deležu organizmov, ti predstavljajo le 15 do 30 % celotnega volumna apnenca. Organizmi imajo predvsem vlogo»lovilca«in stabilizatorja karbonatnega blata, ter drobirja, v primerjavi z ostalimi fosilnimi in recentnimi grebeni, kjer so organizmi tvorci skeletov grebenov (Čar et.al. 1981; Turnšek et.al. 1982, 1984). Glede na glinaste zapolnitve, ki se pojavljajo v številnih lečah in tudi v povezavi z blokovnimi brečami med apnencem, sklepam, da je med prehodom v cono pozne diageneze večkrat prišlo do okopnitve, zakrasevanja in zapolnjenja votlin z glinami (Carsten & Kaufmann, 2010). 29

40 7.2 Diageneza Najbolj pomembni za interpretacijo diagenetske zgodovine so cementi, saj z njimi lahko določimo okolje, v kateremu so nastajali. Diageneza je proces, ki se začne odvijati takoj po odložitvi mikritnega blata. Osnova v hotaveljskem apnencu je delno rekristalizirana v mikrosparit. Rekristalzacijo nakazuje tudi šibka zrnata luminiscenca (Boggs & Krinsley, 2006). Med prve diagenetske spremembe hotaveljskega apnenca sodi neomorfizem prvotno aragonitnih skeletov. Mozaični kalcitni cement luminiscira s šibko rdečo barvo, v notranjosti posameznih fosilov pa je svetel, oranžno luminiscirajoč kalcit. Značilna je conarna rast. Podobno luminiscenco izkazuje RFC cement. Šibka luminiscenca je verjetno posledica majhne količine mangana (spodbuja luminiscenco) in železa (zavira luminiscenco). Oba, mozaični in RFC kalcit sta nastala ob prehodu v pozno diagenezo, na kar kaže njuna conarna rast (Boggs & Krinsley, 2006). Sledilo je izločanje dolomita. Notranji del evhedralnih kristalov dolomita ne luminiscira, ker ne vsebuje Mn 2+. Conacija zunanjega dela evhedralnih kristalov je posledica spreminjanja kemične sestave raztopine ob sočasnem izločanju dolomita (Zeeh & Bechstadt, 1995; Korngreen & Benjamini, 2001). Zunanji, sedlasti del dolomitnih kristalov izraža šibko luminiscenco v širokih pasovih. To morda kaže na počasnejšo rast pri bolj konstantni sestavi raztopine. Cement je nastajal tekom pozne diageneze v večji prekrivni globini. Zeeh & Bechstadt. (1995) so pri interpretaciji diagenetske zgodovine wettersteinskega apnenca v Vzhodnih Alpah prišla do zaključka, da je do izločanja sedlastega dolomita prišlo na globini okoli 1000 m pri povišani temperaturi in tlaku iz hiperslanega pornega fluida s temperaturo okoli 100 C. Naslednja faza je izločanje blokovniega kalcitnega cementa. Ta je svetle do mat oranžne barve. Tudi blokovni kalcit se je izločal tekom pozne diageneze v večjih globinah (Zeeh & Bechstadt, 1995; Flügel, 2010). Do delne dedolomitizacije je morda prišlo ob dvigu apnenca v manjše globine. 30

41 8. Zaključki Hotaveljski apnenec je masivni apnenec karnijske starosti. Karnij zaznamuje globalna porast grebenskih tvorb (Flügl, 2002). Vodilni grebenotvorni organizmi so cianobakterije, koralne spužve in mikroproblematika. Vse te organizme lahko opazujemo tudi v hotaveljskem apnencu. Odvzeti vzorci so pokazali, da gre za apnenec, ki vsebuje od 10 do 50 % osnove, ki je na posameznih delih rekristalizirana v mikrosparit.v osnovi so vidni tudi fosili. Najpogostejša je mikroproblematika Tubiphytes in Plexoramea ter korale. Vidne so tudi posamezne lupine školjk, ostanki skeletov polžev, redki brahiopodi in stromatoliti. Ostali del zavzemajo cementi. Radioaksialni, blokovni in mozaični kalcitni cement ter sedlasti dolomitni cement. Katodoluminiscenca je v jedrih slednjih pokazala še prisotnost evhedralnih, conarno zgrajenih kristalov dolomita. S pomočjo cementov, ki se pojavljajo v vzorcih, lahko določimo zaporedje diagenetskih faz in okolje, v katerih so ti cementi nastali. Prva faza po odložitvi mikritnega blata se je odvijala v morskem freatičnem okolju. V tem obdobju je najverjetneje večkrat prišlo tudi do okopnitve in do zakrasevanja, nastale kraške votline in razpoke so se zapolnile z glinavcem. Za tem je sledila faza poglabljanja, kompakcije in rekristalizacije, ko je bila mikritna osnova rekristaljena v mikrosparit. V času prehoda iz plitvega okolja v večje prekrivne globine je nastajal RFC in druzimozaični kalcitni cement. V coni pokrivne diageneze sta nastajala sedlasti dolomit in blokovni kalcit, ki je zapolnil vse prazne pore. Nazadnje je prišlo do delne dedolomitizacije sedlastega dolomita. 31

42 9. Viri Bole, B. (2002). Karbonatne kamnine Pece. Geologija 45/1, Boggs, S., & Krinsley, D. (2006): Applications of Cathodoluminescence Imaging to the Study of Sedimentary Rocks. Cambridge: Cambridge University Press. Buser, S., Ramovš, A., & Turnšek, D. (1982). Triassic reefs in Slovenia. Facies, vol. 6, Carsten, R., & Kaufmann, B. (2010): Sea-level changes oa contorling factor of early diagenesis: the reefal limestones ( Late Triassic, Nortehrn, Calacreus Alps, Austria). Facies, Čar, J., Skabarne, D., Ogorelec, B., Turnšek, D., & Placer, L. (1981): Sedimentolological characteristic of upper Triassic (Cordevolian) circural quiet water coral bioherms in western Slovenia, northwestern Yugoslavia. SEPM Special publication No. 30, Čar, J., Skabarne, D., Ogorelec, B., Turnšek, D., & Placer, L. (1981). Sedimntological characterisic of Upper Triassic ( Cordevolian) circula quiet water bioherms in Western Slovenia; Northwestrn Yugoslavia. Soc. Econ. Paleontol. Mineral. Spec. Publ., No. 30, Čebulj, A. (1963): Zaloge okrasnega apnenca v kamnolomu Hotavlje. Geološki zavod Ljubljana. Dunham, R. (1962). Classification of Carbonate Rocks According to Depositional Texture. Classification of Carbonate Rocks, A Symposium (str ). America: American Association of Petroleum Geologists. Embry, & Klovan. (1971). A Late Devonian reef tract on Northeastern Banks Island, NWT. Canadian Petroleum Geology Bulletin, v. 19, Fifer Bizjak, K. (2003). Stabilnostna analiza podzemnih prostorov za pridobitev okrasnega kamna. Geologija 46/1, Flügel, E. (2002). Triassic reef patterns. SEPM, Society for Sedimentary Geology, Flügel, E. (2010). Microfacies of Carbonate Rocks Analysis, Interpretation and Application. Heidelberg : Springer, str Folk, R. (1962). Spectral subdivision of limestone types. American Association of Petroleum Geologists Memoir 1, Gale, L., Celarc, B., & Kolar Jurkovšek, T. (2014). Novi podatki o progradaciji Dachsteinske karbonatne platforme (Kamniško-Savinjske Alpe, Slovenija). Geologija 57/2, Grad, K., & Ferjančič, L. (1968): Osnovna geološka karta 1: Tolmač za list Kranj L Ljubljana: Geološki zavod Ljubljana, str Ilić, B. (1977). ELABORAT O rezervama in kvaliteti ležišča okrasnega apnenca "Hotavlje". Beograd. Korngreen, & Benjamini. (2001): Upper Trissic Reef Facies in te Asher-ATLIT-1 Borehole, Nortehrn Israel: Microfacies, Cement Stratigraphy and Paleogeographic Implications. Facies,