Merkwaardige macro mineralen
een informatieve rubriek met handstukken uit de collectie van Raymond Dedeyne, door hemzelf becommentarieerd en door Theo Muller van foto’s voorzien - voor vragen of suggesties, email mmm@minerant.orgHALIET
Solno Mijn, Inowroclaw, Polen
Foto 1: zijaanzicht
Foto 2: onderaanzicht
Foto 3: bovenaanzicht
“Toen Ik werkte aan de Faculteit Aardwetenschappen van de Vrije Universiteit Amsterdam had ik een van origine Poolse collega, Marek Zakrzewski. Met studenten petrologie/ertskunde hebben we samen een aantal excursies uitgevoerd, bv naar Spanje/Portugal. Aan het einde van de jaren 1980 wilde Marek zijn vroegere collega’s van de AGH Universiteit van Kraków helpen, het waren in Polen de zwartste jaren voordat in 1989 de muur zou vallen. In Polen waren in die tijd computers a) niet te krijgen, en b) niet te betalen (eenvoudige, 1986, computers kostten bij wijze van spreken een jaarsalaris). Hoe te helpen: de relatief goedkope computers in Amsterdam kopen, en vervolgens naar Polen smokkelen, en de Poolse collega’s zorgden in ruil voor een uitgebreide (alle mogelijke ertsmijnen bezoeken ondanks de noodtoestand in het land) en goedkope (overnachten en maaltijden) 14-daagse excursie. Alles was geregeld voor een excursie in de eerste weken van mei 1986. Maar toen kwam in april 1986 Tsjernobyl. Ondanks hevige protesten van studenten vertrokken we toch, bagage nu wel uitgebreid met Geigertellers… Drie collega’s van de AGH universiteit leidden ons rond (in1986 en 1988): Henryk (“Harry”) Kucha, Wojciech Mayer en Adam Piestrzynski. Harry Kucha is een van de auteurs van viaeneiet, hij verbleef regelmatig in Leuven. In de excursie was uiteraard een bezoek aan de wereldberoemde zoutmijn Wieliczka opgenomen. Dat bezoek moest absoluut zonder hamers, haliet verzamelen was streng verboden in de mijn die toen al UNESCO werelderfgoed was. Op de laatste dag van de excursie in 1988 kreeg ik van Adam een aantal stukken haliet van een andere zoutmijn in Polen, Inowroclaw, waarschijnlijk uit zijn privécollectie, hij had er enige tijd gewerkt.”
Poolse halietspecimens zag je vroeger wel vaker op beurzen, maar daar zijn ze nu eerder zeldzaam geworden. Meestal waren ze echter afkomstig uit de zoutmijn van Wieliczka in Zuid Polen, in de buurt van Krakow. De Solno zoutmijn daarentegen situeert zich op 500 km NNW daarvan. Ze ligt in Centraal Polen - op amper 1 km van het centrum van de stad Inowroclaw, 40 km ZO van Bydgoszcz en 100 km NO van Poznan.
De zoutlagen in de buurt van Inowroclaw worden rond 1835 bij toeval ontdekt, bij het zoeken naar drinkwater. Eerst stoot men op een diepte van 13 meter op zuiver gips, en zo’n 100 meter dieper op zout water. Vanaf 1873 – onder Pruisische overheersing – wordt er uit de pekel zout gewonnen. In 1884 wordt een eerste schacht geboord en in de periode 1891-1894 volgt een tweede. Toen Polen terug onafhankelijk wordt verandert de firmanaam naar “Zupa Solna”, wat zoveel betekent als “zoutsoep”. Zout werd toen geproduceerd uit een pekel die werd gewonnen door de ondergrondse lagen met grote hoeveelheden water uit te logen. Deze techniek wordt grootschalig en vrij zorgeloos toegepast, zonder veel rekening te houden met de mogelijke nefaste gevolgen en in 1907 gebeurt het onvermijdelijke: de mijn loopt onder en mijngangen en –galerijen storten in. In de daaropvolgende jaren ontwikkelen zich overal in de stad grote zinkgaten, soms tot tientallen meter diep. Verschillende gebouwen worden zo verzwolgen, met inbegrip van de kerk. Een lokale krant doet het relaas van ooggetuigen hoe op een dag om 15.30 spontaan hoge fonteinen ontstaan uit de bodem die onder hun voeten begint te bewegen, wat later gevolgd door een waterstraal van wel 10 meter hoog. Er ontstaat een diep gat in de grond dat alsmaar uitbreidt en waarin de kerkmuren één na één worden opgeslokt. Om 19.30 verdwijnt met een oorverdovend geraas tenslotte wat er nog van het gebouw overblijft.
Het duurt tot 1924 eer de mijnactiviteiten – ditmaal na een uitgebreide studie – hervat worden en in 1932 wordt de Solno Mijn opgestart. Na WWII ontstaat een grote vraag naar zout en in 1960 wordt een nieuwe schacht geboord. Via het – ditmaal beter opgevolgd – uitloogprocedé wordt pekel geproduceerd waaruit zout, chloor, soda en afgeleide chemische producten worden gewonnen. Daarbij wordt een diepte bereikt van 600 meter - er worden 240 km tunnels gegraven en de exploitatie gebeurt op tien niveaus. Maar in 1986 worden de activiteiten stilgelegd, uit vrees voor een herhaling van het scenario van 1907: men laat gedurende de volgende acht jaar de mijn op een gecontroleerde manier vollopen met water en daarmee valt definitief het doek voor de Solno Mijn.
De zoutlagen van Inowroclaw zijn al in het Perm ontstaan, 290 tot 250 Mio jaar geleden. Die van Wielicza dateren van het Mioceen en zijn met hun 15 Mio jaar een pak jonger. Beide – en bij uitbreiding ook nog veel andere Noord Europese zoutlagen, met inbegrip van nagenoeg alle belangrijke Duitse - hebben echter eenzelfde oorsprong: het zijn evaporieten, ontstaan door uitdampen van eenzelfde terugtrekkende zee, de Zechstein Zee. Nagenoeg het hele huidige Polen vormt een bassin dat in een ver verleden herhaald door die zee werd overspoeld. Wanneer ze terugtrok verdampten uit de ontstane ondiepe zones massale hoeveelheden water, wat tot kristallisatie van opgeloste zouten leidde. Die zetten zich af in opeenvolgende lagen waarbij de minst oplosbare onderaan kwamen te liggen: in volgorde van onder naar boven carbonaten, sulfaten (gips en anhydriet), haliet, kalium- en magnesiumzouten die helemaal bovenaan werden afgesloten door kleilagen. Een dergelijke cyclus wordt in de geologie als een cyclothem aangeduid. Van de Zechstein Zee zijn er zo zeven bekend – de afzettingen van Inowroclaw werden gevormd tijdens de tweede, derde en vierde daarvan.
De Zechstein Zee - By San Jose and Drdoht, CC BY-SA 3.0,
https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=19014943
Massieve zoutlagen zijn onderhevig aan halokinese: door de druk van bovenliggende lagen ondergaan ze plastische vervorming. Zuiver zout heeft een densiteit van 2,16 en is nagenoeg niet
Vorming van zoutkoepels uit origineel vlakke zoutlagen
CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=126504269
samendrukbaar. Andere sedimenten hebben een initiële dichtheid van 2,0 die door compressie kan stijgen tot 2,5. Door de lagere densiteit wordt de zoutlaag dan naar boven geperst via aanwezige breukzones (zie figuur). Zo ontstaan uiteindelijk uitgesproken kammen en op de knooppunten daarvan zoutkoepels – deze laatste ontwikkelen zich tenslotte verder tot de kammen verdwenen zijn. Dichter bij het aardoppervlak wordt door reacties met indringend grondwater vaak ook nog een gipslaag gevormd die verdere verwering tegenhoudt. Sommige Poolse zoutkoepels zijn zo tot 6 km opwaarts gestuwd. Die van Inowroclaw is een van de ondiepste: de bovenste gipslaag ligt amper enkele meter onder de oppervlakte terwijl al zout gevonden wordt op 120 tot 190 meter. De maximale dikte van de zoutkoepel is onbekend: proefboringen tot 3000 meter leverden nog steeds zout op, maar vermoedelijk bereikt de reële diepte 4500 tot 6000 meter. De koepel beslaat een oppervlakte van 1 bij 2,5 km en de overblijvende zoutreserves na de sluiting van de mijn worden nog op tenminste 300 miljoen ton geschat.
Halietspecimens van Inowroclaw werden – in tegenstelling tot die van Wielicza – nooit massaal op de markt aangeboden. De mijnwerkers waren nauwelijks geïnteresseerd om goede stukken naar boven te brengen. Bovendien zijn er vele verloren gegaan doordat ze ofwel uitermate hygroscopisch waren, ofwel omdat ze bewaard werden onder een te hoge relatieve luchtvochtigheid. De annalen van de mijn maken slechts driemaal gewag van een ontdekking van grotere kristalkamers: de eerste twee in respectievelijk 1956 op niveau IV en in de tachtiger jaren op niveau II – maar daar bestaat nauwelijks documentatie over en vermoedelijk zijn daar geen specimens van overgebleven. De derde kamer werd ontdekt in 1983, op niveau IX en was 3 tot 5 m hoog, tot 10 m breed en zo’n 25 m lang. Daar werden tot in 1989 wel wat specimens verzameld, voornamelijk door Poolse verzamelaars in de periode toen de mijn op gecontroleerde manier onder water werd gezet.
Bij specimens van Inowroclaw kan in principe een onderscheid gemaakt worden tussen primaire enerzijds en secundaire (of “post mining”) anderzijds. Die uit de eerste categorie zijn gevormd via een trage uitkristallisatie, lang vóór de ontginning een aanvang nam: doorgaans relatief eenvoudige en grotere kristallen, transparant, glanzend, kleurloos en fluorescerend onder SW/UV. Die uit de tweede categorie kristalliseerden uit pekeloplossingen tijdens en na de exploitatie en werden veel sneller gevormd: ze zijn doorgaans kleiner, veel minder transparant en met een lage glans. In de praktijk zijn beide categorieën echter niet altijd gemakkelijk van elkaar te onderscheiden.
Het specimen van de foto’s (210x80x65 mm) is essentieel opgebouwd uit een aaneenschakeling van kubussen. Die zijn allemaal netjes in identieke oriëntatie met elkaar vergroeid (zie foto 1): een uitgesproken geval van parallelgroei. Een dergelijk fenomeen ontstaat wanneer één enkel kristal gaat optreden als kiem voor verdere groei van andere kristallen. Het eindresultaat kan dan in extremis worden beschouwd als één enkel kristal, aangezien de kristalstructuur doorheen het hele specimen continu is. Aan de smalste kant van het specimen benaderen de kristallen nog vrij goed de ideale vorm (alle ribben gelijk), maar meer naar het einde toe vertonen ze duidelijk een kolom- of zuilvormige habitus (duidelijkst te zien aan de onderkant – zie foto 2). De kristallen zien er dan tetragonaal uit, wat werd veroorzaakt door een snellere groei in de preferentiële <001> richting. Ze vertonen ook skeletgroei (zie foto 3): de kubussen vertonen holle, stapsgewijze depressies en worden als dusdanig wel eens aangeduid als trechterkristallen (E: hopper crystals). Die ontstaan bij een snelle kristalgroei of bij sterk oververzadigde oplossingen wanneer de opbouwende ionen zich sneller gaan afzetten op de hoeken en de ribben van het kristal in ontwikkeling. Het specimen is ook een floater: het vertoont geen aanhechtingspunt met een vroegere matrix en er zijn ook geen aanwijzingen dat het ooit daarvan werd afgebroken. Floaters kunnen worden gevormd in een matrix die zacht is of naderhand gemakkelijk te verwijderen – zoals bvb klei. Ze kunnen ook afgebroken zijn naar aanleiding van een tektonische evenement, waarna het aanhechtingspunt gemaskeerd werd door een daaropvolgende nieuwe kristallisatie. Het specimen vertoont ook een duidelijk rozerode fluorescentie onder SW/UV, en voor de verklaring daarvan gaan we te rade bij Axel Emmermann: het fluorescerende mangaan kan natrium vervangen in haliet, zij het niet zonder de nodige structuurvervormingen en ladingscompensaties. Maar daarbij is tegelijk een minieme hoeveelheid lood nodig, die fungeert als “primer” voor de mangaanfluorescentie – eenzelfde scenario doet zich ook voor bij de fluorescentie van mangaanhoudend calciet. Verder heeft het specimen een winterslaap van 34 jaar in een lade in een garage uitermate goed doorstaan: alle ribben en hoeken zijn nog haarscherp gedefinieerd. Ofwel moet die ladeatmosfeer uitermate droog zijn geweest, ofwel hebben we hier te maken met een specimen dat in sé niet hygroscopisch is. Dat laatste is effectief mogelijk: het wateraantrekkend vermogen van haliet in verzamelingen is onvoorspelbaar en ik heb in mijn eigen collectie exemplaren uit éénzelfde mijn waarbij het ene uitermate en het andere hoegenaamd niet hygroscopisch is. Over de oorzaken daarvan bestaan heel wat meningen, maar persoonlijk hou ik het bij het gehalte aan (zeer hygroscopische) magnesiumzouten. Maar wat er ook van zij: ik hou mijn jongste aanwinst in zijn nieuwe omgeving angstvallig in het oog, zodat ik indien nodig op tijd en stond kan ingrijpen. Desnoods heb ik daarvoor wel een speciaal voor dat doel geconstrueerde doos van polycarbonaat over!
