^
Nastanek in značilnosti kremenovih in drugih kristalov pri Crngrobu
Uroš Herlec, France Stare, Aleksander Rečnik, Mirjan Žorž
V pobočju severovzhodno od cerkve v Crngrobu izdanjajo zgornjepermske kamnine žažarske formacije. To so deloma okremenjeni črni apnenci z redkimi kolonijskimi koralami vrste Waagenophyllum indicum. Ob pokritem prelomu v prečnodinarski severovzhodno-jugozahodni smeri mejijo na votlikave karnijske dolomitizirane in okremenjene apnenčeve brečaste konglome-rate, plastnate julske in tuvalske črne apnence s fosili ter skrilave glinavce, laporovce in peščenjake. Karnijske plasti, ki izdanjajo v redkih golicah v pobočju, so večinoma pokrite z debelo pobočno preperino. Nad cerkvijo in severozahodno od nje so po razpoklinskih sistemih delno dolomitizirane in okremenjene. V črnih različkih kamnin z več organskimi
Selektivno izlužen apnenčev in dolomitni karnijski konglomerat z opalnokalcedonskimi in kremenovimi geodami; 30 x 18 cm. Najdba Gregorja Tomca. Zbirka Oddelka za geologijo Naravoslovnotehniške fakultete Univerze v Ljubljani. Foto: Miha Jeršek
348
ZBORNIK MINERALI C.indb   348
16.12.2005   21:50:44
^
NASTANEK IN ZNAČILNOSTI KREMENOVIH IN DRUGIH KRISTALOV PRI CRNGROBU
snovmi so zgodnjediagenetski kristali pirita in markazita. Skupki kockastih kristalov pirita so veliki nekaj centimetrov, markazit pa je v obliki smrekastih skupkov, velikih do 2 cm; oba minerala sta večinoma v drobnozrnatih konkrecijah okrog fosilov. V preperini sta močno oksidirala, ne glede na to pa so njune kristalne oblike kljub psevdomorfozi v limonit lahko še vedno dobro ohranjene. Zgornjetriasna norijska in retijska baška formacija leži v pobočju nad karnijskimi plastmi, deloma ob prečnodinarskem prelomu, deloma pa ob normalni, večinoma pokriti meji. To so plastnati in skladnati votlikavi dolomiti s plastmi ter gomolji rožencev. V najnižjem delu pobočja, delno še tik nad cerkvijo in vse do dolinske uravnave, ležijo na opisanem zaporedju kamnin erozijsko diskordantno zakraseli oligocenski bazalni, večinoma apnenčevi konglomerati in peščenjaki z vrtačami. Te plasti niso okremenjene.
Najlepši in najbolj raznoliki kristali kremena so nastali v vot-likavih karnijskih dolomitiziranih in okremenjenih apnenčevih brečastih konglomeratih. Manj raznolike so zapolnitve v delno dolomitiziranih in okremenjenih apnencih s fosili. Na istem nahajališču so lahko zelo različne oblike kremena. Našli smo vse od kalcedonskih (nekdaj opalnih) in drobnozrnatih kremenovih zapolnitev do posameznih geod z nekaj centimetrov velikimi kristali. Kljub kratkim razdaljam med geodami so bodisi skoraj enaki ali pa imajo zelo različno morfologijo, velikost, vključke in barve. Nekdo, ki ne pozna nahajališča, bi jih zlahka pripisal povsem različnim okoljem in pogojem rasti. Za naše razmere oblikovno izredno pestra in zaenkrat, kot kaže tudi število najdenih primerkov, najbogatejša okremenitev votlinic je posledica posebnih in za posamezno geodo značilnih razmer pri njihovem nastanku.
Sosednja lega ploskev bipiramide in značilna lamelasta površina ploskev prizem sta značilni za brazilsko dvojčenje; dolžina 57 mm. Najdba in zbirka Franceta Stareta. Foto: Miha Jeršek
349
ri
Ko ni bilo več pogojev za nadaljevanje ukrivljene rasti, se je nastala deformacija kompenzirala z nastankom več manjših kristalov, ki skušajo slediti ukrivljenosti osnovnega kristala. Vrhovi kristalov se divergentno razširjajo od c-osi v obliko vzbrstelega ali brstičnega kremena, 25 x 16 mm. Najdba in zbirka Franceta Stareta. Foto: Miran Udovč
ZBORNIK MINERALI C.indb   349
^
16.12.2005   21:50:46
^
SCOPOLIA SUPPL. 3 - 2006
^
Pentljasti (dvojno zdvojčeni) kristali so posebnost nahajališča. Prizemske ploskve se navidezno konkavno ukrivljajo od sredinskega dela proti rom-boedrskim terminacijam, medtem ko so ploskve romboedra videti konveksno napete. Kristal je zato na sredini ožji kot na terminacijah, zaradi česar je podoben pentlji; 37 x 31 mm. Najdba in zbirka Franceta Stareta. Foto: Miran Udovč
Ustrezen prostor za rast kristalov so bile votlinice, ki so nastale s selektivnim raztapljanjem najbolj topnega dela kamnine. V klastičnih različkih kamnin so to bili aragonitni in/ali kalcitni skeleti fosilov; na njihovem mestu so nastale votlinice, ki pogosto v največjih podrobnostih odražajo predhodno obliko fosila in ustvarjajo moldično poroznost. To pomeni, da se je po raztopitvi fosila na njegovem mestu ohranil njegov podrobni kremenov »odlitek«. Površinsko preperevanje večinoma karbonatnih kamnin je povzročilo selektivno raztapljanje karbonatov. Zato so se slabše topni kremenovi odlitki nakopičili v preperini v tako dobrem stanju, da lahko fosil taksonomsko določimo.
Največje kroglaste do oglate geode v karnijskih plasteh so posledica selektivnega raztapljanja brečastih konglomeratov z raznovrstnimi prodniki. V majhnem izdanku v spodnjem delu največjega in najbolj pestrega nahajališča smo našli v brečastem konglomeratu še povsem nedotaknjene dolomitne prodnike, v neposredni bližini pa so bili nekdanji apnenčevi prodniki in/ali prodniki apnenčevih peščenjakov selektivno raztopljeni.
Različnost kristalov v posameznih geodah je mogoče razložiti z razlikami v odprti poroznosti in s tem z razliko v količini in koncentraciji raztopin, ki so prinašale kremenico in druge ione ter z različnim številom kristalnih jeder, ki so bila na voljo. Več tisoč povsem podobnih biterminiranih kristalov v posamezni geodi je verjetno zraslo okrog jeder kremenovih zrn v netopnem ostanku selektivno raztopljenega kremenovo-apnenčevega peščenjaka.
#
V zadnjih fazah so nastali najbolj prozorni kristali ali deli kristalov z najmanj vključki. Iz siromašnejših, a čistejših raztopin, so zrasli značilni, kot čista voda prozorni kratkopriz-matski kristali kremena, ki jih zaradi njihove popolne prozornosti in diamantnega sijaja imenujemo crngrob-ski diamanti; 10 x 6 mm. Najdba in zbirka Franceta Stareta. Foto: Miran Udovč
350
ZBORNIK MINERALI C.indb   350
^
16.12.2005   21:50:50
^
NASTANEK IN ZNAČILNOSTI KREMENOVIH IN DRUGIH KRISTALOV PRI CRNGROBU
^
Črna fantomska oblika prvotnega biterminiranega kristala v posameznih kristalih kaže na obdobja visoke koncentracije vključkov ogljikovodikov. Prerasla jih je plast bolj prozornega kremena; višina 12 mm. Najdba in zbirka Franceta Stareta. Foto: Miha Jeršek
Netopni ostanek v geodi je s svojo značilno kemično sestavo v okviru mikrookolja posamezne geode deloval kot pospeševalec ali zaviralec razvoja določenih kristalnih ploskev, barv ipd. Kjer v netopnem ostanku ni bilo dovolj zrnc kremena, ki bi lahko bila kristalizacijska jedra, ali pa tam, kjer je zaradi selektivnega raztapljanja hitro nastala večja votlina, so se iz raztopin izločali kristali na stenah geode že v začetni fazi. Večina geod je sploščenih, pretrtih ali počenih, kar kaže, da je selektivno raztapljanje kamnine zmanjšalo njeno trdnost, zato so se posamezni deli posedli, geode pa so se strle in sploščile.
V geodah, ki so nastale z raztapljanjem apnenčevih prodnikov in kalcitnih fosilov, je prvi kristalil dolomit po površinah prekristaljene dolomitne kamnine v obliki nekaj milimetrov velikih, okrasto obarvanih sedlastih romboedričnih kristalov. To kaže, da so imele raztopine, ki so povzročale selektivno raztapljanje in votlikavost, drugačne lastnosti kot kasnejše raztopine.
Dolomitu so sledili sicer redki, do 5 mm veliki kristali dolgo-prizmatskega adularja. Po značilni obliki, sijaju in beli barvi jih zlahka ločimo od sedlastih okrastih kristalov dolomita.
Sledila sta izločanje opala in verjetno kalcedona ter krista-lizacija kremena. Zunanji deli z opalom/kalcedonom zapolnjenih geod imajo po površini značilno ritmično skorjasto pa tudi povsem koncentrično natečno strukturo, če se je hkrati z njunim izločanjem nadomeščala še prikamnina; če so pa površine gladke ali bolj ali manj hrapave, se je zapolnjevala le votlina, ni pa potekalo hkratno nadomeščanje. Kalcedonske kroglice merijo manj kot milimeter, največje pa merijo 15 cm v premeru. Za opal in ritmično izmenjevanje opala in kalcedona je sicer značilno, da nastajata iz koloidnih raztopin z veliko kremenice. Menimo, da sta se izločala tam, kjer je bila največja odprta poroznost in največja koncentracija kremenice v hidrotermalnih raztopinah. V obrobnih predelih in tam, kjer je bila zaradi postopno zmanjšane poroznosti kamnine na voljo le siromašnejša ionska raztopina, se je brez opala in kalcedona ter neposredno na dolomitu in adularju izločal kremen v kristalih, kar nam dokazujejo značilni odtisi omenjenih kristalov v opalnokalcedonskih skorjah in kremenovih kristalih, ki so rastli preko njih.
Dolgoprizmatski prozorni kristali kremena sestavljajo naključno preraščene skupke, dolge do 81 mm, najtežji pa ima maso 98 g. Kristale kremena najbolj zanesljivo najdemo v temnordeči ilovici, ki zapolnjuje geode. S preperevanjem kamnine ostane na prvotnem mestu le še ilovica s kristali, zato takrat, kadar naletimo nanjo, previdnost ni odveč. Zaradi hitrega preperevanja lahko pričakujemo originalno priraščene kristale na bituminoznem dolomitu le v izdankih sveže kamnine.
Geode v preperini so največkrat sploščene, včasih pa tudi izrazito diskaste. Doslej smo našli približno 2500 geod. Mnogokrat
#
351
ZBORNIK MINERALI C.indb   351
^
16.12.2005   21:50:54
^
SCOPOLIA SUPPL. 3 - 2006
^
so med seboj sprijete, zapolnjene s kristali ali s kalcedonskimi konkrecijami. Našli smo tudi popolnoma votle primerke.
Osnovna značilnost kremenovih kristalov v tem nahajališču je biterminirana rast in veliko bitumenskih, tekočinskih in plinskih vključkov. Jedra in/ali cone kristalov z bitumenskimi vključki kažejo na rast pri temperaturah, ko so vključki najbolj mobilni, to pa so v temperaturnem območju naftnega okna (angl.: oil-window) med 80-250° C; deloma skeletno rast, ki je povzročila nepopolno zapolnitev kristalnih ploskev pa kaže, da so rasli hitro. Najvišja temperatura homogenizacije plinsko-tekočinskega vključka je bila 300° C, ki sta jo v kristalih s Crngroba določila Sibila Borojević in Ladislav Palinkaš s Prirodoslovno matematične fakultete v Zagrebu.
Pogosta sosednja lega ploskev bipiramide in značilna lame-liranost na prizemskih ploskvah potrjujeta brazilsko dvojčenje. Poleg tega pa so pogosti kristali, ki so dvojno zdvojčeni in so posebnost tega nahajališča – zanje je značilna pentljasta rast. Prizemske ploskve takšnih kristalov se konkavno ukrivljajo od sredinskega dela proti romboedrskim terminacijam, sami rom-boedri pa so konveksno napeti. Kristal je zato na sredini ozek in na terminacijah odebeljen ter podoben pentlji. Dvojno zdvojčeni kristali so med največjimi; našli smo do 5 cm dolge.
Ko ni več pogojev za ukrivljeno rast, se nastala deformacija kompenzira z nastankom več manjših kristalov, ki skušajo slediti ukrivljenosti osnovnega kristala. Vrhovi takšnih kristalov se divergentno razširjajo od c-osi osnovnega kristala. Zaradi takšnega razraščanja je videti, kakor da bi osnovni kristal vzbrstel, zato mu včasih pravimo tudi brstični kremen.
V zadnjih fazah kristalizacije so kristali rasli iz siromašnejših, a čistejših raztopin, zato so nastali najbolj prozorni kristali ali deli kristalov z najmanj vključki. Značilni so kot čista voda prozorni kratkoprizmatski kristali kremena, ki jih zaradi njihove popolne prozornosti in diamantnega sijaja imenujemo crngrobski diamanti.
V kristalih, kjer je bila v začetni fazi rasti koncentracija bitu-minoznih vključkov zelo visoka, opazimo v njihovi notranjosti črno fantomsko obliko prvotnega biterminiranega kristala, ki ga je kasneje prerasla plast povsem prozornega kremena brez vključkov. V primerih, ko je zadnja faza kristalizacije kremena zajela geode z že formiranimi pentljastimi kristali, so se na ter-minacijah prvotnih kristalov razvili povsem prozorni betičasti kristali. Tak kristal predstavlja sklepno fazo kompenzacije njegove ukrivljenosti.
Da so bila na crngrobskemu nahajališču zelo različna mikrokemijska okolja in veliko spremenljivih pogojev rasti, pričajo najdbe vseh prehodnih oblik od pentljastih do zaporedno betičastih kristalov, ki so videti kakor pagode zaradi enega za drugim nanizanih kristalov kremena v smeri c-osi. Pagodast
Ko je končna faza kristalizacije kremena zajela pentljaste kristale, so se na njihovih terminacijah razvili prozorni betičasti; 12 x 5 mm. Najdba in zbirka Franceta Stareta. Foto: Miran Udovč
#
Pagodasti kristali so nastali, kadar je v segmentih pentljastega kristala vzdolž c-osi kristalil tudi betičasti pas; 23 x 12 mm. Najdba in zbirka Franceta Stareta. Foto: Miha Jeršek
352
ZBORNIK MINERALI C.indb   352
^
16.12.2005   21:50:55
^
NASTANEK IN ZNAČILNOSTI KREMENOVIH IN DRUGIH KRISTALOV PRI CRNGROBU
^
V redkih primerih, ko je bila koncentracija raztopin v sklepni fazi kristalizacije povišana, so se lahko zaradi nepopolne »zapolnitve« kristalnih ploskev razvili skeletni ali oknasti kristali kremena; 25 x 15 mm. Najdba in zbirka Franceta Stareta. Foto: Miha Jeršek
Redki kratkoprizmatski kristali kremena z lepo vidnimi kristalnimi ploskvami romboedra so bili vrh betičastega kristala kremena; 11 x 14 mm. Najdba in zbirka Franceta Stareta. Foto: Miha Jeršek
#
Brstični kristal kremena je v sklepni fazi rasti prerasel skupek vzporedno raščenih prozornih crngrobskih diamantov in nastal je betičast kristalni skupek kremena; 14 x 7 mm. Najdba in zbirka Franceta Stareta. Foto: Miha Jeršek
kristal se razvije takrat, ko v vsakem segmentu pentljastega kristala vzdolž c-osi prične kristaliti betičasti pas.
Mnogi kristali zadnje generacije so rahlo čadavi, intenzivneje po robovih. V redkih primerih, ko je bila koncentracija raztopin v zadnji fazi kristalizacije povišana, so se lahko razvili skeletni ali oknasti kristali kremena. So zelo redki in v veliko veselje najditelju in poznavalcem, poleg tega pa ključni pri študiju morfogeneze kristalov s tega nahajališča.
Na kristalih kremena v geodah redko najdemo priraščene črne kristale brookita. Največji kristal brookita je dolg 3 mm, večina pa jih ne presega 1 mm. So ploščati in značilno vzdolžno narebreni.
353
ZBORNIK MINERALI C.indb   353
^
16.12.2005   21:50:57
^
SCOPOLIA SUPPL. 3 - 2006
^
Na veliko spremenljivost pogojev rasti pričajo najdbe vseh prehodov od pentljastih do zaporedno betičastih kristalov, ki so videti kakor pagode zaradi enega za drugim nanizanih kristalov kremena v smeri c-osi; 31 x 16 mm. Najdba in zbirka Franceta Stareta. Foto: Miha Jeršek.
Skorjast in krogličast kalcedon ter do nekaj milimetrov veliki kristali kremena zapolnjujejo poleg geod, nastalih na mestu nekdanjih apnenčevih prodnikov, tudi moldično poroznost na mestu raztopljenih fosilnih skeletov. Za Slovenijo je to edinstven primer regionalne izomorfne okremenitve karbonatnih skeletov karnijskih fosilov.
Tudi v spodnjem delu baške formacije nad Crngrobom je kamnina izrazito votlikava, kar je značilno za kamnine spodnjega dela te formacije vse do Tolminskega. Na stenah do nekaj centimetrov velikih votlinic so kristali sedlastega dolomita in kremena. Votlikavost je posledica selektivnega raztapljanja kamnine z regionalnim tokom korozijskih fluidov. V večjem delu zahodne Slovenije in Slovenskega jarka ležita pod baško formacijo karnijska amfiklinska formacija in pod njo ladinijska psevdoziljska formacija z značilnimi globljevodnimi drobnozr-natimi klastičnimi sedimenti in ladinjskimi piroklastiti. Na zgornji strani prehaja baška formacija postopno v spodnjejurske liasne karbonate z večinoma distalnimi karbonatnimi turbiditi s polami in gomolji rožencev. Ponekod je večji del liasnega zaporedja močno okremenjen. Kremen je kristaliziral po vot-linicah zgornjetriasnega baškega dolomita z roženci, ki je ob meji s sicer spodaj ležečimi karnijskimi plastmi tudi tektonsko pretrt, in z žilicami dolomita, kremena in redko pirita. Ta tip votlikave kamnine si velja zapomniti, ker je na vseh podobnih nahajališčih in je zanesljiv znak za možnost najdbe kremenovih in/ali drugih kristalov.
4 mm velik kristal brookita je delno vraščen v kremenu. Dobro vidna je značilna narebrenost na široki ploskvi pinakoida {010}. Najdba in zbirka Vilija Rakovca. Foto Miha Jersek.
#
354
ZBORNIK MINERALI C.indb   354
^
16.12.2005   21:50:59
^
NASTANEK IN ZNAČILNOSTI KREMENOVIH IN DRUGIH KRISTALOV PRI CRNGROBU
A
bd
c        hg
^
\ i
N

B
Ploskovno razgibani kristali brookita iz Crngroba imajo značilno sploščeno obliko in narebrenost (A). Narebrenost je posledica medsebojnega izmenjavanja ploskev pinakoida a{100} in prizem f{210} ter e{110}. Razvite so še ploskve pinakoida c{001}, prizem b{101}, d{102} in i{021} ter bipiramid g{122} in h{326} (B). Risbi: Mirjan Žorž
Pagodasti kristali kremena po pentljastem kremenu; 27 x 8 mm. Najdba in zbirka Franceta Stareta. Foto: Miha Jeršek
Okremenitev litološkega zaporedja od permskih pa vse do liasnih kamnin dokazuje njihovo regionalno epigenetsko mineralizacijo. Ker v oligocenskih plasteh ni okremenitve, na nastanek nahajališča oligocenska vulkansko-hidrotermalna faza ni vplivala. To pomeni, da nastanka še ne znamo razložiti. Vsaj časovno ga bomo lahko določili, ko bodo znani rezultati izotop-skih radiometričnih datacij kristalov adularja.
Literaturni viri
Voss, W., 1895: Die Mineralien des Herzogthums Krain (omemba nahajališča Crngrob, str. 42). Kleinmayr & Bamberg, Laibach.
Vidrih, R., V. Mikuž, 1995: Minerali na Slovenskem (kremen, str. 26; adular, str. 322). Tehniška založba Slovenije, Ljubljana.
Stare, F., 1998: Mineraloške in fosilne najdbe nad Crngrobom (oknasti kristal s Crngroba, str. 8-12). Slovensko geološko društvo, Škofja Loka.
Žorž, M., A. Rečnik, 1998: Kremen in njegovi pojavi v Sloveniji (morfogeneza pentljastih kristalov, str. 53-55). Galerija Avsenik, Begunje.
Herlec, U., F. Stare, 1998: Naravovarstveni in znanstveni pomen kremenovih kristalov in okremenjenih fosilov iz Crngroba (pagodasto oknasti kristal kremena, str. 65-69). Zvezek 6. razstave mineralov Begunje, Galerija Avsenik, Begunje.
Hlad, B., 1998: Nahajališče Crngrob v luči nastajajoče naravovarstvene zakonodaje (pagodasti kristal kremena, str. 70-75). Zvezek 6. razstave mineralov Begunje, Galerija Avsenik, Begunje.
Florjančič, A. P., 2001: Rudnine na Škofjeloškem (markazit in pirit, str. 19-22; kremen, str. 38-39). Muzejsko društvo Škofja Loka, Škofja Loka.
Žorž, M., 2004: Kremenovi dvojčki preraščanja (fotografija pentljastega kristala s Crngroba, str. 69; dvojna interpenetracija, str. 71). Proteus, let. 67, št. 2-3, Ljubljana.
#
355
ZBORNIK MINERALI C.indb   355
^
16.12.2005   21:51:01
e
f
a