GEOLOGIJA 28/29, 293—317 (1985/86), Ljubljana UDK 553.93.94.96:551.78(497.12) = 863 Optična odsevnost nekaterih slovenskih premogov Light reflectance of some Slovenian coals Milan Hamrla Geološki zavod Ljubljana, Parmova 37, 61000 Ljubljana Kratka vsebina Slovenska premogišča smo nanizali v 13 pasov ter jih ustrezno poime- novali. Merjeni parameter srednje povprečne optične odsevnosti hufni- nitno-vitrinitnih maceralij na 34 priložnostnih vzorcih premogov omogo- ča njihovo preliminarno rangiranje. Večina teh premogov pripada različ- kom rjavega premoga prevladujočega nižjega ranga in spodnjim vrstam skupine črnega premoga. Višjemu rangu pripadata samo dva. Razmerje merjenih odsevnosti in absolutne starosti preiskanih pre- mogov je v splošnem linearno, pri čemer izstopajo anomalno zreli pre- mogi. Diagram razmerja odsevnosti do ocenjene največje debeline pre- kritja nakazuje izpremenljive paleogeotermične gradiente. Rang premogov, ki je funkcija temperature in časa, je pod določenimi pogoji uporaben tudi v stratigrafske svrhe. Anomalno visoko zrelost nekaterih premogov tolmačimo z lokalnimi termičnimi vplivi rupelskega andezitnega vulka- nizma. Ugotovljeni rang premogov je tudi uporaben za preliminarno oceno naftnega in plinskega potenciala sedimentov, ki te premoge vsebujejo. Abstract Coal deposits and occurrences of Slovenia have been arranged into 13 belts and adequately named. Mean random light reflectance mea- surements on huminite-vitrinite maceráis of 34 occasional coal samples made possible their preliminary ranging by rank. The majority of coals occupy the reflectance intervals of lower lignitous and hypobituminous ranks. Two coals only are of higher rank. The measured reflectance and absolute age are positively related in general, with anomalous ranks standing out. The graph of reflectance versus estimated maximal depth of burial indicates variable paleogeo- thermic gradients. The coal rank — a function of temperature and time — could be conditionally used for stratigraphie purposes. The anomalous rank of some coals can be explained by local thermal effects of the Rupelian andesitic volcanism. The established coal ranks may be also applicable to preliminary assessment of hydrocarbon potential of the coal-bearing sediments. 294__Milan Hamrla Premogi na Slovenskem Premogišča najdemo v vseh geotektonskih enotah Slovenije. Nekatera so ekonomsko pomembna in jih grade debeli sloji premoga, druga so manj po- membna, veliko pa je nepomembnih ter jih sestavljajo le tanki sloji, pole in žile premoga. Najstarejši premogi so zgornjetriasni, najmlajši pliocenski. Večina je vezanih na terciarne plasti. Facies premogišč se menjava od telmatskega do brakično-morskega. Po geografskem okolju so limnično-paludalna, pa tudi pa- ralično-lagunalna. Za marsikatero premogišče stratigrafski položaj še ni do- končno dognan. Premogi pripadajo skoro v celoti humusnemu tipu. Sapropelske komponente poznamo le v nekaterih staroterciarnih premogih. Geografski položaj važnejših premogišč je razviden iz slike 1. Za tiste, ki jih tu obravnavamo, so v karti vpisane srednje povprečne odsevnosti vitrinita. Tako po geografskih kot tudi geoloških vidikih jih lahko nanizamo v pasove. Razdelimo in poimenujemo jih takole: SI. 1. Geografski položaj premogišč v SR Sloveniji Fig. 1. Geographie position of coal deposits and occurrences in SR Slovenia Premogovni pasovi — Coal belts: 1 Koroški pas — Carinthia belt, 2 Ptujski pas — Ptuj belt, 3 Zreški okoliš — Zreče area, 4 Konjiški pas — Konjice belt, 5 Celjski pas — Celje belt, б Laški pas — Laško belt, 7 Senovški pas — Senovo belt, 8 Krški pas — Krško belt, 9 Ljubljanski pas — Ljubljana belt, 10 Bloški pas — Bloke belt, 11 Primorski pas — Littoral belt, 12 Istrski pas — Istria belt, 13 Kočevski pas — Kočevje belt Uvod Evolucija organske snovi v sedimentili je zvezen ireverzibilen proces, ki obstoji iz vrste kemičnih in fizikalnih pretvorb njenih komponent. Pri pre- mogu ga imenujemo oglenitev, končni produkt pa je enotna, grafitu slična sub- stanca. Doseženi stadij pretvorbe imenujemo zrelostno stopnjo ali rang, defi- niramo pa ga s kemičnimi ali fizikalnimi parametri. V tem članku so navedene okvirne vrednosti ranga za nekaj slovenskih premogov, in sicer na osnovi kvantitativnega merjenja optične odsevnosti na poliranih preparatih. Preliminarni rezultati podajajo velikostni red srednje povprečne optične odsevnosti, raziskava pa zajema za zdaj le 34 priložnostnih vzorcev premogov iz raznih premogišč, ne glede na njihovo pomembnost, ter tri primerjalne vzorce. V začetku povzamemo značilnosti premogov in njihove razdelitve. Slovenski premogi so kot kamenine le malo obdelani. Njihovo absolutno in relativno rangiranje po zrelosti se povezuje ne samo z vprašanji njihove klasifikacije, ampak tudi okolja, v katerem so nastajali: stratigrafije, faciesa, paleogeotermije, naftogenega potenciala in drugega. Podatki o odsevnosti, ki je objektiven pokazatelj zrelosti, tu lahko koristijo, zlasti še kadar bo raziskava ustrezno razširjena in dopolnjena. Avtor se zahvaljuje prof. dr. Matiji Droveniku in prof. dr. Valeriji Osterc za dovoljenje in prijaznost pri delu z optičnimi instrumenti na Odseku za geo- logijo FNT Univerze Edvarda Kardelja v Ljubljani, kjer je opravil del meritev. 296_Milan Hamrla Koroški pas obsega mladoterciarna premogišča ob severnem vznožju se- vernih Karavank (Holmec, Mežica, Lese, Steharnik, Sela, Stari trg). Ptujski pas obsega zgornjemiocenska premogišča med Konjicami in Len- davo (Malahorna, Stanovsko, Jurovec, Podlož, Zabovci, Podgorci, Ključarovci, Presika, Murski gozd). Zreški okoliš je ozek prostor, ki vsebuje v plasteh med zgornjo kredo in helvetom več premogovnih horizontov (sloj »pucka«, straniški sloj, Rugljev sloj, Osredkov sloj, Edvardov sloj, radanski sloj, zgornji radariski sloj). Konjiški pas obsega premogišča talnega tipa med Okonino in Makolami (Poljane, Rečica, St. Bric, Klanec, Soteska, Crešnjica, Ziče, Konjiška gora, Tolsti vrh, Zbelovo, Ljubečna, Podboč, Hrastovec, Sega pri Makolah). V ta pas se vključuje na zahodu še Lepena nad Jesenicami, priključimo pa mu tudi Velenje. Celjski pas obsega oligocenska premogišča med Bohinjsko Bistrico, Motnikom in Rogatcem (Bohinjska Bistrica, Motnik, Zabukovica, Liboje, Pečovnik, Store, Tratna, Sv. Križ pri Rogaški Slatini). Laškemu pasu prištevamo vrsto premogišč v plasteh oligocena (Moravče, Zagorje, Trbovlje, Hrastnik, Dol, Laško, Trobni dol, Pojerje, Roginska gorca). Sem prištevamo na zahodu še Medvode. Senovški pas med Mirno in Podsredo vključuje oligocenske in na zahodu tudi mlajše premoge (Gorerija vas, Krmelj, Kališovec, Srebotno, Senovo, Ko- privnica, Slatna, Podgorje, Kozje, Lesično, Šentvid). Krški pas obsega pliocenska premogišča okoliša Krškega polja (Globoko, Bučka, Otočec). Ljubljanski pas obsega karnijska premogišča antracitov (Ligojna, Drenov grič, Orle, Velike Lašče). Bloški pas obsega nekaj pojavov premoga v obliki tankih slojev, pol in vključkov v apnencih spodnje jure (Metulje — 4 km SE od Nove vasi, Retje, Kuželj ob Kolpi). Primorski pas obsega zgornjekredna premogišča liburnijske serije vzhodno od Trsta (Bazovica, Lipica, Gaberk, Košana, Kal, Vremski Britof, Zavrhek, Neverke, Rodik, Kozina). Istrskemu pasu pripada v Sloveniji le oceansko premogišče Sečovlje. Ana- logna premogišča tega pasu se nadaljujejo v Istro (Buzet, Karojba, Pazin, Pican, Podlabin, Raša). Kočevskemu pasu prištevamo izolirana mlada premogišča južne Slovenije (Ilirska Bistrica, Kočevje, Kanižarica, Griblje). Evolucija kavstobiolitov Kavstobioliti so gorljive litološke sestavine organskega porekla, trdne in fluidne, ki so nastale v teku geoloških procesov. To so premogi in nafta ter njihovi derivati. Zrelost, sestav in razdelitev premogov Kamenina premog je opredeljena s tipom, ki odraža genetske značilnosti organske snovi, in z njeno zrelostno stopnjo. Tip premoga določajo jasno definirane sestavine, imenovane maceralije (ICCP, 1957). Pod zrelostno stop- Optična odsevnost nekaterih slovenskih premogov 297 njo ali rangom pa razumemo trenutno stanje v evoluciji kemično-konstitucijske zgradbe organske snovi. Koncept ireverzibilnega pretvorbenega zaporedja je osnovna postavka vsega študija fosilne organske snovi, parameter dosežene stopnje v pretvrbenem procesu pa temeljna karakteristika. Od sestave in ranga je odvisna tudi uporabnost. Proces, pri katerem se nakopičeni rastlinski material izpreminja v premog pri več ali manj popolni odsotnosti kisika, imenujemo oglenitev. Ločimo za- četno fazo diageneze ter poznejšo fazo metamorfoze, imenovano tudi geoter- mična faza ali katageneza. Prva obsega biokemični razkroj, druga pa je pogo- jena z vplivi povišane temperature in tlaka. Ugotovljeno je, da je za potek oglenitve važna predvsem temperatura, kateri je bila organska snov v teku časa podvržena. Označuje jo bogatenje z ogljikom ter siromašenje s kisikom, vodi- kom, vsebnostjo hlapnih snovi in vodo. Pri tem se odcepljajo voda, dušik, žveplovodik, ogljikov dvokis in metan. Količina odcepljenih plinov je znatna; samo metana se sprosti preko 200 Nm.^ na tono premoga (Bartenstein et Teichmüller, 1974). Fizikalno-strukturne spremembe zadevajo toplotno vrednost, poroznost, propustnost, trdoto in trdnost ter optične lastnosti. Spre- membe v kemizmu in fizikalnih lastnostih so posledica pregrupacij v moleku- larni zgradbi primarnih bioloških sestavin. Za termogenetsko evolucijo premoga je važna največja globina, v katero so bile premogonosne plasti pogreznjene. Z globino narašča temperatura in tej ustrezno rang; gradient ranga je odvisen od temperaturnega gradienta ter to- plotne prevodnosti kamenin. Znano je Hiltovo pravilo, po katerem količina hlapnih snovi v premogu z globino pada. Schürmannovo pravilo pa se nanaša na manjšanje vsebnosti vlage v premogu z globino; pri tem je odločilen tlak, normalni gradient pa znaša okrog 4 "/o/lOO m. Potek oglenitve premoga je torej odvisen od njegove geološke zgodovine. Premog bo toliko bolj zrel, kolikor globlje so bile pogreznjene premogonosne plasti, kolikor višji so bili tempera- turni gradienti okolja in kolikor daljši čas je bil izpostavljen določeni tempera- turi. Med rangom in paleotemperaturami pa ni neke univerzalne relacije, saj je določeni rang lahko posledica različne termične preteklosti. Premog torej ni izrazit paleotermometer. Po Arheniusovi enačbi kemične kinetike je vpliv časa na potek reakcije linearen, vpliv temperature pa eksponencialen. Pri poizkusih računskega vrednotenja teh relacij je težava v tem, da zgodovine grezanja premogišč in izpreminjanja temperaturnih gradientov običajno ne poznamo dovolj (K a r w e i 1, 1955; Buntebarth, 1979,1980; Alpern, 1980; Robert, 1980, 1985). Vpliv časa je toliko večji, kolikor je temperatura višja, oba pa se medse- bojno lahko kompenzirata. Pri nizki temperaturi še tako visoka geološka sta- rost ne more povečati ranga premoga. Znani so ruski spodnjekarbonski ligniti. Vpliv tlaka, statičnega in dinamičnega, za spremembe v kemizmu ni po- memben. Pač pa sta od tlaka odvisna predvsem poroznost in anizotropija premoga. Premogi z malo vlage pri nizkem rangu kažejo na zgodnje tlačne vplive, visoko zreli premogi z obilo vlage ter slabo anizotropijo pa na odsotnost tlaka. Lastnosti premogov so odvisne od petrografske sestave. Znano je, da sesta- vine — maceralije — pripadajo trem osnovnim maceralnim skupinam (vitrinit, intertinit, eksinit), ki so različnega botaničnega porekla, imajo različne ke- 298_Milan Hamrla mične in tehnološke lastnosti ter se pri procesu oglenitve različno vedejo (ICCP, 1957; Stach et al., 1975; Alperen, 1980). Vitrinit oziroma pri mladih premogih huminit je temeljna, najbolj enotna maceralna skupina, katere različki in tipi so nastali iz lignita in celuloze. Pretvorba tega materiala v huminite se prične že v biokemični fazi ter je fizikalno-koloidalen proces, ko organska srov preko mehkega, plastičnega stadija prehaja v gele. Ulminit, ge- linit in pri zrelejših premogih kolinit imajo obliko temnih, sijajnih pasov in tudi sicer prepajajo organsko tkivo. Rastlinska struktura je pri tekstinitu ozi- roma telinitu še več ali manj izrazita in ohranjena. Z rastočo zrelostjo so raz- like med lastnostmi maceralij vedno manjše, premog postaja vedno bolj eno- ten in v končnem stadiju sličen grafitu (Teichmüller, 1962; Stach et al., 1975). Delitev premogov na rjave in črne ter antracite že kvalitativno grobo ozna- čuje zrelostno stopnjo. Sote ne štejemo med premoge. Z enostavnimi kemično- -fizikalnimi kriteriji za ločevanje črnih od rjavih, kot so npr. test KOH za dokaz prisotnosti huminskih kislin, ligninska reakcija z razredčeno solitrno kislino in drugi (Petrascheck, 1921 22), premogov seveda ni moč zadovo- ljivo opredeliti, kakor tudi ne s kvantitativno kemično analizo. To velja zlasti za marij zrele premoge, kjer se parametri, kot so vsebnost ogljika, hlapne snovi, toplotna vrednost in spekljivost mnogo manj izpreminjajo kot pri zrelejših. Za mlade premoge pa je dober klasifikacijski parameter vsebnost vlage v jamsko-vlažnem stanju. Pri mladih premogih ločimo manj in bolj trde različke, slednje dele tuje klasifikacije (nemška) še na medle in sijajne. Malo zrele mehke različke, ki vsebujejo makroskopsko jasno razpoznaven ksilit nizke stopnje gelifikacije, imenujemo pri nas lignit. Crne premoge delijo v svetu po njihovih osnovnih značilnostih in uporabnosti na več vrst (D e m a n n et. al., 1954; Alpern, 1981). V raznih deželah imajo svoja poimenovanja in klasifikacije. Nekatere razdelitve kaže s pripadajočimi parametri slika 2. Jugoslovanski standard (JUS, 1984 a, b) deli premoge na 5 vrst po skupni vlagi in toplotni vrednosti, delno tudi količini hlapnih snovi, oboje za čisti premog. Crni premog je ena vrsta, antracit druga. Rjavi premogi se dele na 3 vrste; po skupni vlagi in vsebnosti katrana v čistem premogu se razvrščajo še na 30 podvrst, označenih z dvoštevilčnimi kodami. Ker tvorijo premogi nepretrgano zrelostno vrsto, v kateri ločimo načeloma nizki, srednji in visoki rang, je bilo zasnovanih več poizkusov univerzalne genetske klasifikacije. Iz preteklosti so znane Grunerova, Hiltova, Mottova, Seylerjeva in Francisova univerzalna klasifikacija s pomočjo kemijskih para- metrov (Francis, 1954), pa tudi nekatere čisto komercialne klasifikacije, kot npr. Van Krevelenova iz 1. 1957, ženevska iz 1. 1956 (sistem CODE) in dru- ge (D e m a n n et al., 1954; Alpern, 1981). Problem sodobne univerzalne Rj, Srednja povprečna optična odsevnost huminit-vitrinita v imerz. olju — Mean random vitrinite reflectance in oil hl Hlapne sestavine v čistem premogu (upp) — Volatile matter (daf) C Vsebnost ogljika v čistem premogu (upp) — Carbon content (da/) H2O Skupna vlaga v premogu brez pepela (pp) — Total moisture (a/) K Toplotna vrednost čistega premoga {vpp) — Specific energy (da/) /max Valovna dolžina viška fluorescence eksinita — Sporinite fluorescence Optična odsevnost nekaterih slovenskih premogov 299 SI. 2. Nekaj grobo vzporejenih nacionalnih klasifikacij premogov z osnovnimi parametri. Po raznih virih Fig. 2. Some national coal classifications, roughly adjusted, with basic parameters. After various sources 300_Milan Hamrla klasifikacije še ni rešen. Je več predlogov, kot npr. Alpernova univerzalna klasifikacija trdnih goriv, nemški predlog ali ruski predlog. Temeljni parameter vseh pa je optična odsevnost polirane površine vitrinita oziroma huminita, poleg še drugih (5 do 6) fizikalno-kemičnih parametrov, ki so izraženi s kodnimi šte- viU (Alpern, 1981). Relacija med odsevnostjo in drugimi parametri ranga je strogo linearna le v intervalu premogov z 10 do 35 "/o hlapnih snovi (Teichmüller, 1971), je pa prav tako primerjalna tudi zunaj, tega intervala (McCartney et Teichmüller, 1972). Meje med premogi spodnjega, srednjega in zgornjega ranga so srednje povprečne odsevnosti vitrinita Ro (v imerzijskem olju) okrog 0,5 Vo in 2 "/o. Te mejne vrednosti približno odgovarjajo stari delitvi med rja- vimi, črnimi in antracitnimi premogi. Enotnosti glede razmejitve še ni in razni raziskovalci predlagajo svoje mejne vrednosti: 0,55. "/o in 2,5 "/o (McCartney et Teichmüller, 1972), 0,65 »/o in 2,2 "/o (Stach et al., 1975), 0,6 «/o in 2,0 "/o (Alpern, 1981), 0,6 "/o in ? "/o (nemški predlog). Med novejšimi postopki ugotavljanja zrelostne stopnje premoga omenimo še fluorescenčno mikroskopijo, ki se je razvila z diagnostiko lipoidne organske snovi pri raziskavah ogljikovodikov. Uporabna je tam, kjer ni vitrinita. Nekatere maceralije namreč fluorescirajo pri osvetlitvi s kratkovalovno svetlobo. Naj- bolj in vedno fluorescira eksinit v odvisnosti od svoje narave in zrelosti. Inerti- nit ne fluorescira, vitrinit pa le izjemoma. Fluorescirajo tudi nekateri različki bitumenov. Metoda monohromatske fluorescenčne fotometrije potrebuje ustre- zen standard in za zrelost ni diagnostična. Boljša je metoda spektralne analize fluorescence v vidnem delu spektra; oblike krivulje spektralne porazdelitve, valovne dolžine viškov {?. max) ter »rdeče-zeleni kvocient« (razmerje intenzitet pri 650 nm in 400 nm) so parametri ranga (Teichmüller, 1974, 1981 ; S t a c h et al., 1975; Teichmüller et Ottenjann, 1977; Alpern, 1980; Ja- cob, 1980; Volkmann, 1982; Robert, 1981, 1985). Intenziteta fluorescence eksinita z rangom pada in je obratno sorazmerna optični odsevnosti. Največja je pri srednji odsevnosti huminita okrog 0,6 "/o Ro, z rastočo zrelostjo pa pojema in izgine pri vrednosti odsevnosti med 1 in 1,3 o/o Ro. Nastajanje tekočih ogljikovodikov Določevanje odsevnosti vitrinita premogov ali v sedimentih razpršenega rastlinskega detritusa je ena od metod opredelitve stopnje maturacije organ- ske snovi v naftnih matičnih kamerànah. Odsevnost vitrinita je indikator njene termične transformacije. Nafta se tvori v matični kamenini iz pretežno lipoid- nih snovi le pri določenem zrelostnem stadiju, ki ga označujeta spodnja in zgornja meja odsevnosti vitrinita približno Ro^p = 0,5 "/o ter R,,^^ = 1,3 "/o (slika 2). Tem mejam odgovarjata približni temperaturi 50 "C in 150 "C oziroma spodaj stadij svetlega rjavega premoga, zgoraj pa plinskega črnega premoga z okrog 30 o/o hlapnega. Tedaj se tudi pričenja migracija ogljikovodikov (Barten- stein et Teichmüller, 1974; Stach et al., 1975; Teichmüller et Ottenjann, 1977; Alpern, 1978; Ammoso v et al., 1980; Teich- müller, 1981; Robert, 1981, 1985). Perspektivm temperaturni interval, v katerem lahko nastanejo v matični kamenini tekoči ogljikovodiki, imenujemo »naftno okno«. Njegov globinski do- Optična odsevnost nekaterih slovenskih premogov 301 seg je odvisen od temperaturnega gradienta. Kjer termalna transformacija or- ganske snovi še ni dosegla kritične zrelosti, to je pri vrednostih pod 0,5 VoR,,, se pojavlja le zgodnje diagenetski (biogeni) plin, pri višjih stadijih katageneze med vrednostmi 1,3 in 3 Vo R„ pa mokri ali suhi (termogeni) plin. Pri še višjih vrednostih tudi proces nastajanja plina preneha. Tej zgornji meji odgovarjajo premogi z okrog 93 "/o ogljika in 5 "/o hlapnega. Za ugotavljanje stopnje organske maturacije so še drugi načini, kot npr. barva spor, spektralna fluorescenca eksinita, piroliza, plinska kromatografija in spektroskopske metode (Robert, 1985). Med njimi je optična metoda od- sevnosti vitrinita hitra in enostavna, zahteva pa seveda pravilno identifikacijo organskih fragmentov. Optična odsevnost nekaterih slovenskih premogov Splošno o odsevnosti Merjenje optičrie odsevnosti polirane površine premoga je raziskovalna me- toda, ki je v uporabi skoraj štiri desetletja. Postopek je standardiziran (ICCP, 1957 75; Alpern, 1980). Obseg odsevnosti v olju znaša od 0,15 "/o za šote do največ 16 "/o za organski grafit. Odsevnost vitrinita lahko nekoliko variira tudi v istem premogu iz nasled- njih vzrokov: — neenakost merjenih vitrinitnih različkov, — submikroskopski vključki in impregnacije bitumenske, smolaste aH glinaste primesi v teh različkih, — vpliv oksidacije (preperevanja), — vpliv sedimentacijskega okolja, litologije in termalne prevodnosti, — neenakost politure preparatov. Razlike v odsevnosti različnih huminitnih maceralij, ki so lahko absolut- nega velikostnega reda celo do ± 0,1 "/o (Künstner et al., 1980), so po Teichmüllerjevi (1981) pogojene z različno stopnjo biokemičnega razkro- ja ter variacijami v stopnji gelifikacije raznih rastlinskih komponent. Tudi Jacob (1980) meni, da gredo razlike na račun facialno pogojenih različkov vitrinita. Razlike v odsevnosti so opazili tudi drugi raziskovalci, ki so mace- ralije različno poimenovali, kot npr. vitrinit A in B, homokolinit in heteroko- linit, psevdovitrinit ini še drugače (Koch, 1969). Eliminacija teh potencialnih razlik je možna tako, da za merjenje izberemo kar le mogoče enoten in čist gelast različek: ulminit ali gelinit pri mlajših in kolinit pri zrelejših premogih. Maceralije skupin intertinita in eksinita za rangiranje po odsevnosti ne pri- dejo v pošte v. Odsevnost prvih niha med 3 in 6 "/o Ro že pri nizkih zrelostnih stadijih premogov, pri drugih pa je skoraj vedno občutno nižja od odsevnosti vitrinita. Pojav odsevnosti in njeno naraščanje je v zvezi z urejanjem notranje zgrad- be huminske snovi premoga pri procesu oglenitve. Aromatski kompleksi po- stopno kondenziraju, reducirajo pa se nearomatske grupe. Zvezen proces se odraža v izpreminjanju kemijskih, fizikalnih in tehnoloških lastnosti premogov. Neko značilno stanje v zgradbi se doseže pri odsevnosti okrog 1,5 "/o R«; takrat je vsebnost aromatskega ogljika največja in kisika najmanjša, premogi imajo 302 Milan Hamrla najmanj vode, najboljše koksne lastnosti in vrsto drugih fizikalnih skrajnosti (Teichmüller, 1962). Urejanje aromatskih kompleksov v nekake lamele več ali manj vzporedno plastovitosti, verjetno tudi pod vplivom tlaka, je vzrok anizotropiji, ki je z rastočim rangom vedno močnejša. Vpliv oksidacije (preperevanja) na odsevnost vitrinita so intenzivno pro- učevali zlasti z vidika samovžiga in izpreminjanja koksnih lastnosti premoga. Narava in pogoji oksidacije so seveda lahko zelo različni. Počasna oksidacija pri nizki temperaturi je preperevanje premogov na zraku, na primer na izdan- kih premogovih slojev ali pod vplivom podzemnih voda. Tak premog spremeni kemizem, toplotna vrednost se zniža, izgube se reološke in spremene še druge tehnološke lastnosti. Oksidacija pri nizkih temperaturah pa le zelo malo vpliva na strukturno-konstitucijsko zgradbo vitrinita, ki je za optično odsevnost odlo- čilna. Ta ostane skoraj nespremenjena. Da ni bistvene razlike med odsevnostjo svežega, neoksidiranega premoga in premoga, ki je bil podvržen naravnemu preperevanju, je dokazoval Chandra (Stach et al., 1975). Isto velja tudi za umetno oksidacijo. Nasprotno pa je Marchioni (1983) opazoval nepra- vilna odstopanja odsevnosti oksidiranih in neoksidiranih premogov v relativ- nem razponu od 6 do 20 "/o Ro, po vsej verjetnosti v odvisnosti od temperaturne oksidacije. Vpliv zmerne oksidacije je za pričujoče delo zanemarljiv. Omenjamo ga le v toliko, ker del vzorcev izhaja iz izdankov, odvalov in zbirk ter je bil več ali manj oksidiran. Sele oksidacija pri visokih temperaturah nad 150 "C od- sevnost vitrinita občutno poveča v odvisnosti od vrste dejavnikov, kot so tem- peratura, zrelost in vrsta premoga, trajanje oksidacije, granulacija, hitrost pre- toka kisika itd. Pod mikroskopom se kaže v nastanku oksidacijskih robov. Drugi dejavniki v zvezi z možnimi razlikami v odsevnosti vitrinitnih raz- ličkov, zlasti mladih premogov, so pri tej preliminarni raziskavi manj po- membni. Meritve in rezultati Optično odsevnost smo merili na 34 priložnostnih vzorcih slovenskih pre- mogov iz raznih nahajališč in na dveh iz Istre ter enem iz Srbije. Pretežno kosovne preparate, skupno 50, je pripravil Ciril Gantar na Odseku za geologijo FNT Univerze Edvarda Kardelja v Ljubljani. Preparati so orientirani poljubno ali približno pravokotno na slojevitost. Vzorci premogov so iz zbirk Geološkega zavoda Ljubljana in avtorja, nekaj jih je bilo svežih iz vrtin in jamskih del, nekaj pa ponovno nabranih na terenu. Za merjenje odsevnosti sta služila deloma fotometrična aparatura Odseka za geologijo FNT, ki jo sestavljata Leitzov mikroskop Ortholux in fotometer MPE z napetostno stabilizacijo, monohromatorjem in galvanometrom z občut- ljivostjo lO^'^A za delec skale, deloma Berekov fotometer na Leitzovem mikro- skopu KPM. Uporabljen je bil Leitzov imerzijski objektiv 25X0,65, pri čemer je premer površine merjenja pri Berekovem fotometru 0,08 mm, pri fotometru MPE pa 0,01 mm. Vrednosti odsevnosti, merjene z obema aparaturama, so dobro primerljive in odstopajo za nekaj enot le v drugi decimalki. Preciznost obeh aparatur je praktično enaka. Lomni količnik imerzijskega olja (n¡ = 1,51585) je bil določen na Abbejevem refraktometru. Kot standarda odsevnosti sta služila Leitzova Optična odsevnost nekaterih slovenskih premogov 303 steklena prizma R 9 ter sintetični safir z odsevnostima v olju 1,252 Vo in 0,588 "/» za standardno valovno dolžino I =-~ 546 nm. Ta je pri instrumentu odseka FNT nastavljiva z monohromatorjem, pri Berekovem fotometru pa smo uporabili Leitzov zeleni filter 53 {I = 527 nm) in odsevnost računsko korigirali za stan- dardno valovno dolžino. Temperatura pri merjenju je znašala med 22 in 24 "C. Za vsak vzorec smo naredili v povprečju 27 meritev in iz aritmetične sredine odčitkov izračunali srednjo odsevnost. V tabeli 1 navedene vrednosti ^o merjene srednje povprečne odsevnosti R,, za huminitno-vitrinitno maceralijo preiskanih vzorcev. Merjeni so bili maceralni tipi eu-ulminit in tekstoulminit, pa tudi gelinit, pri zrelejših različkih telokolinit in gelokolinit. Pričakovane in opazovane razlike med merjenimi odsevnostmi različkov R,, huminita, mogoče pogojene tudi z oksidacijo, so približno istega velikostnega reda kot preciznost in primerljivost obeh aparatur. Natančnost podatka zelo grobo ocenimo na R„ % ± 0,05. V rezultatu je zato odločilna in značilna prva decimalka, druga pa ni zanesljiva. Po A 1 p e r n u (1980) je za malo in srednje zrele premoge prva decimalka srednje odsevnosti odločilna vedno, kadar je diagnoza vitrinita zanesljiva. Ker v tej raziskavi težav z indentifikacijo ma- ceralij ni bilo, je podatek srednje optične odsevnosti zanesljiv najmanj v prvi decimalki. Taka natančnost je za preliminarno raziskavo zadostna. Za tri premoge višjega ranga so bile merjenje tudi najnižje in najvišje re- lativne odsevnosti, ki so navedene v tabeli 2. Čeprav je orientacija preparatov slučajna, se skrajne merjene vrednosti dokaj dobro skladajo z vrednostmi premogov analognega ranga. Pri optično anizotropnih premogih se sicer kot karakteristični parameter uporablja Rmax- Vendar je tu srednja odsevnost R„ dopustna karakteristika, če je anizotropija (R,„ax —Rmin)<0,2o/o (Teichmüller et al., 1979; Stach et al., 1975). V tabeli 1 so navedeni še nekateri podatki, ki preiskane premoge karakterizi- rajo. Ti podatki iz različnih virov so neenotni ter imajo zato le orientacijsko vrednost. Diskusija in zaključki Jugoslovanski standard iz 1. 1984 razdeli premoge na 5 vrst: lignit, lignitni rjavi premog, rjavi premog, črni premog in antracit. V vrsto črnega premoga gredo tisti, ki imajo 5 do 10 "/o skupne vlage, 15 do 40 "/o (vpp) hlapnega ter to- plotno vrednost nad 30 MJ kg (upp). Lgniti in rjavi premogi se razdele po deležu skupne vlage in katrana še na 30 podvrst. Po standardu je lignit premog z več kot 40 skupne vlage in toplotno vrednostjo 23 do 25 MJ/kg (upp). Ce je pri »razdelitvi« črnih premogov na eno samo vrsto prevladoval tehno- loški aspekt, saj take premoge pri nas uporabljamo le kot gorivo, je smiselnost delitve rjavih kar na 30 podvrst po parametru vsebnosti katrana še bolj vpra- šljiva. Tudi parametra odsevnosti jugoslovanski standard še ne pozna. Z njim bi zrelostni položaj premogov in njihovo vrednost sodobneje karakterizirali. Seda- nja razvrstitev služi le za grobo prakso, za podrobnejšo opredelitev pa ni upo- rabna. Tudi karakterizacija lignita je pomanjkljiva, saj je lignit litotip, katerega bistvena značilnost je prisotnost grobega ksilita, ki je za tehnologijo dobivanja in oplemenitenja odločilna sestavina. 304 Milan Hamrla Tabela 1. Odsevnost preiskanih vzorcev premoga in nekateri značilni podatki Table 1. Reflectance of tested coal samples and some characteristic data Optična odsevnost nekaterih slovenskih premogov 305' 20 - Geologija 28/29 306_Milan Hamrla Pogostnost srednjih povprečnih optičnih odsevnosti za 34 vzorcev slovenskih premogov ter njihov položaj glede na zrelostni rang in JUS delitev kaže slika 3. Pri nadaljnji oceni podatkov odsevnosti je zanimiva vrednost tega parametra za stratigrafijo premogonosnih plasti. Direktna opredelitev starosti premogov po odsevnosti seveda ni možna, ker ta ni le funkcija časa, ampak predvsem krajevno in časovno spremenljivih paleogeotermičnih pogojev oglenitve. Zato je relativna primerjava ranga in geološke starosti možna kvečjemu le lokalno in pri enostavni geotermični zgodovini premogišč. Obratno lahko iz znane geološke starosti sedimentov in optičnih parametrov sklepamo na termično zgodovino. Geotermična zgodovina današnjega slovenskega prostora je bila v geološki preteklosti gotovo dokaj nestalna. Zlasti v obdobju alpidske orogeneze, ko je premikanja zemeljske skorje spremljal še magmatizem, nastali sedimentami bazeni pa so se hitro polnili in poglabljali. Razmerje srednje povprečne odsev- nosti in absolutne starosti obravnavanih premogov kaže slika 4. V principu je linearno; razpršene vrednosti definirajo pas, iz katerega izstopajo le premogi Konjiške gore in prav posebno premog iz Šege. Izrazito anomalen rang tega premoga se kaže tudi na sliki 5, ki predstavlja razmerje odsevnosti R„ in predpostavljenih največjih debelin prekritja. Nagib spojnice litostratigrafsko analognih premogov proti abscisi izraža povprečen gradient oglenitve Čeprav so vrednosti za globine zelo približne, se kažeta vsaj dva gradienta: manjši s povprečno vrednostjo okrog 0,01 "/o R„'100 m za zgornjemiocenske in pliocenske premoge ter večji z vrednostjo okrog 0,024 "/o R„/100 m za paleogenske premoge Istre, zreškega in konjiškega pasu ter zgornjekredne premoge. Oligo- censki premogi laškega pasu nakazujejo zelo položen gradient, ostali (oligocen- ski?) pa strmejšega. Slika bo jasnejša, ko bo na razpolago več bolj natančnih podatkov. Izrazito anomalen položaj premoga iz Šege kaže na lokalno metamorfozo, ki ga je oplemenitila. Isto velja, sicer v manjši meri, tudi za premoge Konjiške gore, mogoče celo za premog Trobnega dola. Iz tabele 1 vidimo, da se gibljejo vrednosti odsevnosti najmlajših premogov zgornjemiocenske in pliocenske starosti med 0,20 in 0,28 "/oR,,. Nizka je tudi odsevnost krmeljskega premoga, kateremu sicer pripisujejo tortonsko starost (Pleničar et Premru, 1970). Nasprotno pa kaže premog Kanižarice, ki Tabela 2. Merjene skrajne vrednosti odsevnosti vzorcev Table 2. Measured extreme reflectance values Optična odsevnost nekaterih slovenskih premogov 307 SI. 3. Histogram pogostnosti merjenih srednjih povprečnih odsevnosti za 34 slovenskih premogov Fig. 3. Frequency diagram of measured mean random reflectance values R„ for 34 Slovenian coals je uvrščen v pont (Petrascheck, 1921/22; Bukovac et al., 1984), rang oligocenskih premogov laškega pasu. Večina naših mladih premogov vsebuje ksilit, ki je v tipični obliki razpoznaven vse do ranga R,, okrog 0,30 "/o. Petro- grafsko odgovarja tekstinitu. Več ali manj pasasti medli rjavi premogi kažejo razpon srednje odsevnosti Ro približno med 0,28 in 0,40 "/o. Temen dopleritski ksilit v njih je pogosten (Süss, 1959). Taki so premogi laškega in senovškega pasu, delno celjskega in ptujskega pasu, pa tudi že omenjena Kanižarica. Temu rangu pripada največji del naših premogov. Skupina svetlih rjavih premogov ima R„ vrednosti odsevnosti med 0,40 in 0,60 ^k. Temu rangu pripadajo premogi dela koroškega, celjskega, vzhodnega dela laškega in istrskega pasu, ki so po stratigrafskem položaju dokaj različni. Tako premog iz Sel pri Slovenj Gradcu ni identičen s tistim iz Leš, ki je sarmatske starosti (Struci, 1970). Visoki rang premoga iz Trobnega dola pa v primerjavi z drugimi premogi laškega pasu kaže na možne lokalne termične vplive; za bližino vulkanskega centra govori 130 m debela plast andezitnega tufa v krovnini premogovega sloja. Spodnjeeocenski premog iz Sečovelj se z odsevnostjo 0,52 "/o R„ uvršča v sku- pino svetlega rjavega premoga. Istrsko-primorski premogi so sicer zaradi svoje visoke vsebnosti organskega žvepla specifični in klasifikacija po kemizmu pri 308 Milan Hamrla SI. 4. Razmerje med merjenimi srednjimi povprečnimi odsevnostmi R,, in starostjo premogonosnih plasti Fig. 4. Relationship between measured mean random reflectance values R„ and ab- solute age of coal-bearing beds A Zgornjemiocenski in pliocenski premogi — Upper Miocene and Pliocene coals A] Helvetski premogi? — Helvetian coals? B Oligocenski premogi laškega in senovškega pasu — Oligocene coals of Laško and Senovo belts? Bi Ostali oligocenski ? premogi — Other Oligocene ? coals C Eocenski istrski premogi — Eocene ccals of Istria D Paleogenski premogi zreškega in konjiškega pasu — Paleogene coals of Zreče and Konjice belts E Zgornjekredni premogi — Upper Cretaceous coals Optična odsevnost nekaterih slovenskih premogov 309; SI. 5. Razmerje med merjenimi srednjimi povprečnimi odsevnostmi R^ in ocenjenimi največjimi debelinami prekritja Fig. 5. Relationship between measured mean random reflectance values R„ and estimated maximal depth of burial 310 Milan Hamrla njih odpove (Hamrla, 1959). Sečovljam genetsko analogni so premogi istrskega pasu, katerih odsevnost v južni smeri lahno raste v skladu z večjo debelino pokrova oziroma nekoliko višjo starostjo. Srednja optična odsevnost Ro za premog Pičnja je 0,59 "/o, za Raso pa 0,64 "/o. Omeniti je vredno, da so srednjo optično odsevnost Ro za Raso merili še Seyler 0,67 "/o (K r e u 1 e n , 1952), Hamrla 0,63 "/o (1959) in Teichmüller 0,69 "/o (1974). Razlike so v skladu z zgoraj ocenjenim razponom natančnosti meritev. Premogi s srednjo povprečno odsevnostjo R,, nad 0,60 "/o pripadajo črnim premogom. Taki so zgornjekredni premogi primorskega pasu. Premog iz Vrem- skega Britofa z 1,0 Vo R,, je že izrazito anizotropen. Primerjava z občutno nižjimi vrednostmi zgornjekrednih premogov iz Zreč ter Grahovega (Srbija) vsiljuje misel, da je vremski premog stratigrafsko celo nekoliko starejši. Premogišča zreškega okoliša so vezana na več premogonosnih horizontov, katerih stratigrafija je že dolgo problematična. Shematsko jih pokažemo na sliki 6. Samo plasti najnižjega premogovnega horizonta (sloj »pucka«) so bile nesporno določene kot campan-maastricht (Mioč et Znidarčič, 1978; Pavšič et Pleničar, 1981), premog pa ima srednjo optično odsevnost 0,795 VoR,,. Zanimivo je, da ima zgornjesenonski premog iz Grahovega v Srbiji povsem isto odsevnost (Hamrla, 1952). Naslednji višji premogov sloj v zreškem prostoru (straniški sloj) najdemo v bazi tanke skladovnice pretežno laporastih straniških plasti, ki leže diskordantno na krednih apnencih. Njim sledi s ponovno diskordanco debela skladovnica grobih, kompaktnih klastitov, ki v nekaj horizontih vključujejo posamične tanjše premogove sloje (Rugljev, Edvardov, Osredkov in radanski sloj). Slednji je po višini dobrih 200 m nad straniškimi plastmi. Srednja optična odsevnost Ro vseh teh premogov znaša od 0,785 do 0,74 "/c, pri čemer vrednosti navzgor padajo. Ker gre za skoraj enak zrelostni rang premogov v geološko ozkem prostoru, lahko sklepamo, da med njimi tudi časovno ne more biti velike razlike. Zato se zdi upravičen sklep, da straniške plasti pripadajo diskordantnemu paleocenu. Povsem ista odsevnost srednjeeocenskega premoga Lepene nad Jesenicami (M i k u ž , 1979) tak sklep podpira. Na danij v zreškem prostoru merita tudi Pavšič et Pleničar (1981). Sledeča diskordantna klastična skladovnica z navedenimi sloji premoga bi bila potemtakem tudi paleogenske starosti, po vsej verjetnosti eocenske; prodniki numulitnih apnencev v tem okolišu so že dolgo znani. Pri teh zaključkih je razvoj pri Zrečah podoben razmeram na avstrijskem Koroškem pri St. Paulu, Krappfeldu in Guttaringu, kjer leže terestične paleocenske plasti na zgornje- krednih plasteh, nad njimi pa spodnjeeocenske usedline s sloji premoga (Ober- häuser, 1980). Temu sedimentacijskemu prostoru zreške usedline tudi pri- padajo. Nad grobimi klastiti pri Zrečah slede navzgor z nerazločno diskordanco podobne klastične helvetske plasti (Mioč et Znidarčič, 1978). V njih smo z vrtino 5 59 našli tanko polo premoga (zgornji radanski sloj), katerega odsev- nost Ro je z 0,415 bistveno nižja od odsevnosti nižjih slojev. Ta rang je identičen rangu helvetskega premoga iz Sel pri Slovenj Gradcu z Ro vrednostjo 0,44 "/o. Verjetno gre za iste plasti, ki jih je presekal post-panonski labotski prelom, pri čemer je bilo vzhodno (zreško) krilo pomaknjeno za okrog 15 km proti jugovzhodu. Optična odsevnost nekaterih slovenskih premogov 311 SI. 6. Posplošen geološki profil za zreški okoliš s premogovimi horizonti Fig. 6. Generalized geologic cross section in the Zreče district, showing coal horizons 312_Milan Hamrla Relativno visoko odsevnost okrog 0,90 "/o R,, kažejo premogi Konjiške gore in bližnjega okoliša. Najvišjo srednjo odsevnost 1,47 "/o R„ pa ima premog iz Sege pri Makolah, ki je tipičen koksni premog s 24 'Vo (vpp) hlapnega in izrazito optično anizotropijo. Premogi okoliša Konjiške gore in Boča so vezani na bazalni del več sto metrov debele skladovnice temno sivih glinasto-meljastih laporjev, ki so od Rolle j a (1858) dalje znani kot soteske plasti. Skrilava kamenina mestoma sliči karbonskim ziljskim skrilavcem, kar omenja že Zollikofer (1859). Te premogonosne in mestoma bituminozne plasti se preko Konjiške gore nadaljujejo še dalje proti zahodu, proti vzhodu pa tonejo pod terciar Haloz. Buser (1977) misli, kot že Hoernes (1893) pred njim, da bi utegnile biti eocenske starosti. V novejšem času jih uvrščajo v helvet (Aničič et Juriša, 1985; Rij avec L. ustno sporočilo). Rang teh premogov in mestoma filitski značaj premogonosnih plasti kažeta vpliv lokalnega termičnega metamorfizma, ki je bil najverjetneje pogojen z rupelskim andezitnim vulkanizmom v tem predelu (Drovenik et Ple- ničar, 1980). Visoko zrelost premoga v Šegi lahko pojasnimo z visokim lokalnim toplotnim pretokom, vzročno povezanim z vulkanskim centrom severno od Rogaške Slatine, le nekaj kilometrov južno od Šege. Eruptivni center z av- tohtonim andezitom je bil tu dokazan z vrtinami. V nekoliko bolj oddaljenem območju Konjiške gore bi bil termični vpliv tega centra že ustrezno manjši. Drugi magmatski vplivi, kot npr. skriti magmatski prodori ob južnem robu metamorfnega kompleksa Centralnih Alp, kjer se periadriatski šiv nadaljuje v balatonski črti, so sicer možni, vendar o tem za zdaj ni nobenih dokazov. Iz navedenega bi sledil sklep, da je premogonosna formacija Šege starejša od rupelskega andezitnega vulkanizma in mlajša od zgornjeeocenskih numulitnih in alveolinskih apnencev Šuštarice (Drobne et al., 1979). Najverjetneje je spodnjeoligocenske starosti. Fosilna flora iz Šege tak sklep podpira (Engel- hardt, 1902). Najvišjo optično odsevnost vitrinita v Sloveniji ima za zdaj karnijski premog z Orel pri Ljubljani. Srednja odsevnost R„ znaša 4,50 Vo, kar ga opredeljuje na prehod od črnega premoga k antracitu. Optična anizotropija je izrazita. Tako visok rang govori za metagenezo, pogojeno predvsem z dolgotrajnim debelim prekritjem. Navedene vrednosti odsevnosti vitrinita, ki je indikator stopnje zrelosti organske snovi v sedimentih, so uporabne tudi pri karakterizaciji naftogene potencialnosti plasti in formacij, katerim preiskani premogi pripadajo. Del navedenih odsevnosti kaže na zrelostni stadij »naftnega okna«, predvsem pri premogih severovzhodne in jugozahodne Slovenije. Višji zrelostni rang vitrinita govori kvečjemu za prisotnost plina, odsevnosti nad 3 "/o R„ pa za sterilnost. Preliminarna raziskava optične odsevnosti je obsegla zaenkrat le slučajne vzorce dobre tretjine znanih slovenskih premogišč. Ustrezna dopolnitev z novi- mi, natančnejšimi vzorčevanji in podatki bo omogočila boljše zaključke. Light reflectance of some Slovenian coals 313 Light reflectance of some Slovenian coals The coal deposits, occurrences and shows in Slovenia can be conveniently arranged in 13 individualized coal belts, which are concentrated and aligned mainly in its eastern part. Suitable names have been given to them (Fig. 1). Over 90 localities are comprised therein. Some coal fields are economically important. The majority, however, are occurrences and shows only with limited or no economic importance. As to the age the coals range from Upper Triassic to Pliocene. Facially and typally they are manifold with limnic-paludal humic types prevailing. The paralic lagunal types are found in southwestern part of Slovenia in the Littoral and Istria belts. They were deposited in stagnant water under oxygen-deficient conditions and involve sapropelic matter. The detailed stratigraphie position of some coal-bearing beds is still to be solved. In this paper a brief prefatory account of the coal evolution is given, stres- sing the concept of the irreversibility of the coalification process and the im- portance of rank parameters. Thermal history of the accumulated organic mat- ter is essential for its evolution. However, the rank attained can be achieved through different combinations of time and temperature. On the other hand the macerai composition of a coal reflects its genetic characteristics and de- termines its properties. Huminite-vitrinite is the most important macerai group, the humic materials appearing in a number of submacerals and macerai types which are competent for coal rank determinations and hence for the reflectance ranging. Furthermore, the division of coals and various classifications are briefly resumed. Some national classifications are compared with the Yugoslav stan- dard division of coals to five groups (Fig. 2). It is based on the total moisture content and the calorific value, for the "black coal" and anthracite groups also on the volatile matter content, the latter parameters on daf basis. The coals of lower rank are divided into 3 groups: lignite, lignitic brown coal and brown coal. They are subdivided into 30 subgroups according to the total moisture content {af basis) and the yield of tar (daj basis). The "black coal" and anthra- cite groups are marked by less than 10 and 5 percent of total moisture and less than 40 and 15 percent of volatiles correspondingly, both higher than 30 MJ kg in calorific value. The recent attempts and proposals for a universal classification of solid fuels are briefly discussed. They are based on a number of parameters expressed as numerical codes. All of them include the huminite-vitrinite reflectance. A short account of rank stage determination in low rank coals by fluoresc- ence microscopy of exinite is briefly given, too. As in coal evolution the temperature change is of essential importance also in hydrocarbon generation. The temperature is controlled basically by the depth of burial and the heat flow density, both factors affecting decisevely the degree of maturation of organic matter in sediments. The huminite-vitrinite reflectance is the indicator of the degree of organic maturation. It is well known that the main phase of oil formation in the source rocks corresponds to a vitrinite reflectance interval between 0,5 and 1,3 "/oR,, ("oil window"). At lower and higher ranks gas is formed, the upper gas phase ending at a catagenic stage corresponding to a vitrinite reflectance of ca 3 "/o R,,. 314_Milan Hamrla The huminite-vitrinite reflectance in a coal is subject to small variations which are due to various factors. The botanical, facial and decompositional differences in humic matter are considered the major cause for a scatter up to ± 0,1 about the mean "/c R„ value. The oxidation at lower temperatures (weathering) reportedly does not affect perceivably the vitrinite reflectivity although it does change its chemistry. The reflectance values of weathered and fresh coals are therefore equivalent. In this study the vitrinite reflectance in oil was determined for 34 occasional samples of different Slovenian coals of various provenance: collections, under- groung workings, boreholes, old dumps and outcrops. The polished surfaces of preparations have been oriented randomly or roughly perpendicularly to the banding. The reflectance measurements have been carried out partly with the equipment of the Geological department of the University of Ljubljana consisting of a Leitz MPF photometer on Ortholux microscope with mono- chromator and the galvanometer sensivity 10""^A per scale interval, partly with the Berek photometer on a Leitz KPM microscope, owned by the Ljub- ljana Geological survey. A Leitz 25 X 0,65 oil immersion objective and an 8- power ocular were applied. Though the field of measurement of both devices is not equal the reflectance values are comparable with deviations appearing in the second decimal only. The precision of the instruments is practically the same. The refractive index of the oil has been checked with an Abbe refracto- meter. Two reflectance standards were used: the Leitz glass prism R9 and a synthetic sapphire with reflectance in oil 1,252 "/o and 0,588 "/o respectively, at a standard wavelength of 546 nm. In average 27 measurements on different vitrinite bands were made for each preparation and the mean value was calculated as the arithmetic mean. The huminite-vitrinite mean random reflectance values of the measured samp- les are given in Table 1. Taking into consideration the variations in reflectance of huminitic maceráis, the possible weathering effects and the comparability and precision of the instruments, the data occuracy has been roughly estimated at ± 0,05 to the "/o R,, values. The data shown are hence deemed accurate and characteristic at least in the first decimal. In Table 1 some established or assumed additional data are presented: stra- tigraphy and absolute ages, maximum depth of burial and basic coal rank para- meters, the latter collated from various sources for general information only. Maximum and minimum reflectances have been measured for three clearly anisotropic coals (Table 2). From the frequency diagram of the mean random reflectance values R„ for the measured Slovenian coals can be seen that the majority occupies the reflectance intervals 0,20 to 0,60 Vo R,, and 0,75 to 1,0 VoR,,, hence appertaining to lower ranks of lignitous as well as bituminous coals (Fig. 3). Higher coali- fication exhibit the medium volatile coking coal of Sega and the anthracite of Orle, the former uniquely anomalous, the latter highly mature and charac- teristic for the Ljubljana coal belt. Optical anisotropy is also well evident in the Upper Cretaceous coals of the Littoral belt. The relationship of measured mean random reflectance with the absolute age of investigated coals shows a general positive correlation (Fig. 4). The re- Optična odsevnost nekaterih slovenskih premogov_315 lationship of reflectance with maximum depth of burial indicates the time- unstable paleogeothermic gradients (Fig. 5). An attempt was made to apply the reflectance of coals as an aid in strati- graphic considerations. In the narrow Zreče coal district where several uncon- formably positioned coal horizons overlie the coal-bearing Upper Cretaceous beds, the very close vitrinite reflectance values of coals cannot but point to a closeness in the stratigraphy, thus strongly indicating the presence of the Paleogene beds (Fig. 6). Un unclear unconformity separates them from the overlying Helvetian beds previously considered as the sole Tertiary member in this area. On the other hand, the anomalously high rank of the Sega coal, and to a lesser degree also of the adjacent coals to the west in the Konjice belt, can be explained by a local geothermal high coinciding with the Rupelian andesitic volcanism which is evident in that area. Other causes of the locally elevated heat flow density are unlikely. The age of the coal-bearing Sega sequence is consequently pre-Rupelian, the beds probably belonging to Lower Oligocene. As a direct indicator of the thermic transformation of organic matter in sediments, the established coal ranks also can be applied in the preliminary assessment of the hydrocarbon potential of the sedimentary beds. The preliminary rank study of the Slovenian coals embraced not more than a good third of the known coals. When adequately supplemented with new data of additional properly selected and sampled coals, more and better conclusions will be rendered. Literatura Alpern, B. 1978,. Optical properties of palynomorphs and petroleum potential. Proc. IV int. Palynol. Conf., Lucknow (1976—77) I, 110—125. Alpern, B. 1980, Kérogène, ch. 11: Pétrographie du kérogène. Ed. B. Durand, Edition Technip, Paris. Alpern, B. 1981, Pour une classification synthétique universelle des combu- stibles sohdes. Bull. Centres Rech. Explor.-Prod. Elf-Aquitaine 5, 2, 271—290, Pau. Ammosov, I. I. ,Gorškov, V. I. &Grečišnikov, N. P. 1980, Paläo- geothermische Kriterien der Verteilung von Erdöllagern. Zeitschr. f. ang. Geol. 26, 12, 644-646, Berlin. Aničič, B. & Juriša, M. 1985, Osnovna geološka karta SFRJ 1 : 100.000. Tolmač za list Rogatec. 76 p.. Zvezni geološki zavod, Beograd. Bartenstein, H. & TeichmüMer, R. 1974, Inkohlungsuntersuchungen, ein Schlüssel zur Prospektierung von paläozoischen Kohlenwasserstoff-Lagerstätten. Forstschr. Geol. Rheinld. u. Westf. 24, 129—160, Krefeld. Buntebarth, G. 1979, Eine empirische Methode zur Berechnung von paläogeo- thermischen Gradienten aus dem Inkohlungsgrad organischer Einlagerungen in Se- dimentgesteinen mit Anwendung auf den mittleren Oberrhein Graben. Fortschr. Geol. Rheindl. u. Westf. 27, 97—108, Krefeld. Buntebarth, G. 1980, Géothermie. Springer Verlag, Berlin. Bukovac, J., Poljak, M., Šušnjar, M. & Čakalo, M. 1984, Os- novna geološka karta SFRJ 1 : 100.000. Tumač za list Črnomelj. 63 p., Savezni geo- loški zavod, Beograd. B u s e r, S. 1977, Osnovna geološka karta SFRJ 1 : 100.000. Tolmač lista Celje. 72 p.. Zvezni geološki zavod, Beograd. Demann, W., Radmacher, W. & Mantel, W. 1954, Die Interna- tionale Klassifikation der Steinkohlen. Brennst.-Chm. 9/10, 35, 129—143, Essen. 316 Milan Hamrla Drobne, K., Pavlovec, R. & Drobne, F. 1979, Mikrofosilne ka- rakteristike starejšega paleogena na zahodnem obrobju Panonskega bazena. Zbor. radova IV. znanstv. skup. za naftu JAZU, 155—172, Zagreb. Drovenik, M., Pleničar, M. & Drovenik, F. 1980, Nastanek rudišč v SR Sloveniji. Geologija 23/1, 1—157, Ljubljana. Engelhardt, H. 1902, Tertiärpflanzen von Stranitzen, Schega und Radeldorf in Steiermark. Beitr. Paläont. Geol. Österr.-Ung. u. Orients XIV, Wien and Leipzig. Francis. W. 1954, Coal — its formation and composition. Edward Arnold (Publishers) Lid., London. Hamrla, M. 1952, Prispevek h geologi,ji produktivnega senona na področju Grdeličke klisure v južni Srbiji. Geologija 1, 243-261, Ljubljana. Hamrla, M. 1959, O pogojih nastanka premogišč na krasu. Geologija 5, 180 do 264, Ljubljana. Hoernes, R. 1893, Die Kohlenablagerungen von Radeldorf, Stranitzen und Lubnitzengraben bei Rötschach und von St. Britz bei Wöllan in Untersteiermark. Mitth. d. naturw. Ver. f. Stmk., Jahrg. 1892, 29, 275—295, Graz. ICCP, 1957. International handbook of coal petrography, 1. izd. (z dodatki iz 1971 in 1975). C.N.R.S., Paris. Jacob, H. 1980, Die Anwendung der Mikrophotometrie in der organischen Petrologie. Leitz Mitteil. f. Wissensch, u. Tech. VII, 7, Wetzlar. Jugoslovanski standard JUS B. HO. 001. 1984 (a) Premog — splošna razvrstitev. Zvezni zavod za standardizacijo. Pravilnik št. 50-10166/1 z dne 1984-06-28. Uradni list SFRJ št. 45 84, Beograd. Jugoslovanski standard JUS B. HO. 005. 1984, (b) Naravna trdna go- riva — razvrstitev rjavih premogov in lignita v vrste po deležu skupne vlage in katrana. Zvezni zavod za standardizacijo. Pravilnik št. 50-10166/1 z dne 1984-06-28. Uradni list SFRJ št. 45 84, Beograd. K a r w e i 1, J. 1855, Die Metamorphose der Kohlen vom Standpunkt der physi- kalischen Chemie. Z. Dtsch. Geol. Ges. 107, 132—139, Stuttgart. Koch, J. 1969, Heufigkeitsverteilungen von Vitrinit-reflexionswerten und re- flexionsmässig unterscheidbare Vitrinite. ICCP poročilo. Kr eu len, D. J. 1952, Sulphur coal of Istria. Fuel 31, 4, 462—467, London. Künstner, E., Sontag, E. & Süss, M. 1980, Zur petrographischen Bewertung von Braunkohlen für die Praxis — Möglichkeiten, Fortschritte und Pro- bleme. Zeitschr. f. ang. Geol. 26, 5, 237—243, Berlin. Marchioni,D. L. 1983, The detection of weathering in coal by pétrographie, arheologic and chemical methods. Int. J. of Coal Geol. 2, 231—259, New York. McCartney, J. T. & Teichmüller, M. 1972, Classification of coals according to degree of coalification by reflectance of the vitrinite component. Fuel 51, January, 64—68, London. M i k u ž, V. 1979, Srednjeeocenski moluski iz Lepene. Geologija 22/2, 189—224, Ljubljana. Mioč, P. & Znidarčič, M. 1978, Osnovna geološka karta SFRJ 1 : 100.000. Tolmač za list Slovenj Gradec. 74 p.. Zvezni geološki zavod, Beograd. Oberhauser, R. 1980, Der geologische Aufbau Österreichs. Springer Verlag, Wien; New York. Pavšič, J. & Pleničar, M. 1981, Danijske plasti v Sloveniji. Zbornik referatov 2, 13—20, Odsek za geologijo FNT Univerze E. Kardelja v Ljubljani. Petrascheck, W. 1921/22, Kohlengeologie der österreichischen Teilstaaten; II. Allgemeine Kohlengeologie. Berg- u. Hüttenmänn. Jhrb. 79/70, 3, Katowice. Pleničar, M. & Premru, U. 1970, Osnovna geološka karta SFRJ 1 : 100.000. 61 p.. Tolmač za list Novo mesto. Zvezni geološki zavod, Beograd. Robert, P. 1980, Kerogen, ch. 12: The optical evolution of kerogen and geo- chemical histories applied to oil and gas exploration. Ed. by B. Durand, Edition Technip, Paris. Robert, P. 1981, Classification of organic matter by means of fluorescence; application to hydrocarbon source rocks. Int. J. of Coal Geol. 1, 101—137. Optična odsevnost nekaterih slovenskih premogov 317 Robert, P. 1985, Histoire géothermique et diagenèse organique. Bull. Centres Rech. Explor.-Prod. Elf-Aquitaine, Mem. 8, Pau. Rolle, F. 1858, Geologische Stellung der Sotzka Schichten. Sitzb. d. k. Akad. d. Wiss., XXX, 24—25, Wien. Stach, E., Taylor, G. H., Mackowsky, M. Th., Chandra, D., Teichmüller, M. & Teichmüller, R. 1975, Stach's textbook of coal petrology. Gebr. Bornträger, Berlin-Stutgart. Süss, M. 1959, The petrography of xylites. Forschungs. A 148, 14—33, Freiburg. Struci, I. 1970, Stratigrafske in tektonske razmere v vzhodnem delu severnih Karavank. Geologija 13, 5—20, Ljubljana. Teichmüller, M. 1962, Die Genese der Kohle. Compte rendu du quatr. congrès des études et de géol. du Carbonifère (Heerlen, 1958) III, 699—722. Teichmüller, M. 1971, Anwendung Kohlenpetrographischer Methoden bei der Erdöl — und Erdgasprospektion. Erdöl und Kohle-Erdgas-Petrochemie ver. m. Brennstoff-Chemie 24, 2, 69—76, Hamburg. Teichmüller M. 1974, Entstehung und Veränderung bituminöser Substan- zen in Kohlen in Beziehung zur Entstehung und Umwandlung des Erdöls. Fortschr. Geol. Rheindl. u. Westf. 24, 65—112, Krefeld. Teichmüller, M. 1981, Braunkohlenmikroskopie — Entwicklung und Stand der Methoden. Fortschr. Geol. Rheindl. u. Westf. 29, 449—468, Krefeld. Teichmüller, M. & Ottenjann, K. 1977, Liptinite und lipoide Stoffe in einem Erdölmuttergestein. Erdöl und Kohle-Erdgas-Petrochemie ver. m. Brenn- stoff—Chemie 30, 9, 387—398, Hamburg. Teichmüller, M. , Teichmüller, R. & Weber, K. 1979, Inkohlung und Illit-Kristallinität. Vergleichende Untersuchungen im Mesozoikum und Paläo- zoikum von Westfalen. Fortschr. Geol. Rheinld. u. Westf. 27, 201—276, Krefeld. Volkmann, N. 1982, Die Anwendung fluoreszenzmikroskopischer Arbeitsme- thoden in der Petrologie von Weichbraunkohlen. Freib. Forsch. H. C 377. Bergak. Freiberg. Zollikofer, Th., 1859, Die geologischen Verhältnisse des Drannthales in Untersteiermark. Jb. Geol. R. A. 10, 209—216, Wien.