Severočeské porcelanity

Jako porcelanity, nebo porcelánové jaspisy označujeme všechny tepelně přeměněné horniny, které vznikly vypálením jílovitých hornin, kromě zemních požárů jde také o kontakt s vyvřelinami. V severočeské hnědouhelné pánvi porcelanity vznikaly v důsledku fosilních přírodních požárů při výchozech uhelných sloji od svrchního pliocěnu přes pleistocén. Další zde vznikají dosud při požárech a prohořívání uhelných slojí v dobývacích prostorech od zahájení těžby v 18. století.

Existují přechody od jílů přes vypálené jíly (ve stavu cihlového až keramického neslinutého či slinutého střepu. Intenzita protavení závisí především na teplotě, petrografickěm složení výchozí horniny, tepelné vodivosti, nepropustnosti nadloží a konečně délce trvání požáru. V mnoha případech (Hibsch 1924), jsou jíly při zemních požárech přepáleny do hnčdožluta až cihlově červena.

Na rozdíl od kaustické přeměny jílovitých a slinitých hornin na styku s bazaltovou lávou, kdy tepelné přeměny jsou intensivnější jen na kontaktu a se vzdáleností intensity ubývá (chybí skelná fáze), jsou porcelanity v severočeské hnědouhelné pánvi přeměněny více. Téměř všechny obsahují kromě krystalické i skelnou fázi. Kausticky zde byly postiženy především jíly, někde i titanové, jílovité proplástky ve slojích, a lokálně i pleistocenní sprašově hlíny. Většina lokalit je vázána na výchozy uhelných slojí při okrajích pánve. Některé představují denudační zbytky a svědči o větším plošném rozšíření severočeské hnědouhelné pánve, jsou situovány v přilehlém Českém středohoří.Porcelanity jsou odolné vůči vnějším vlivům, vytvářejí dominantní krajinně prvky nad okolním terénem.

Na výskytech porcelanitů se objevuje i struska, vzniklá v místech s největší teplotou. a jsou zde také polohy popela. Podkrušnohorské porcelanity jsou důkladněji studovány až ve dvacátých letech minulého století. Hibsch (1929 ) rozlišuje: a) vypálené jíly, b) porcelanity a lesklé porcelánové jaspisy, c) struskovité porcelanity a d) strusky a popely. Je pro ně charakteristické pestré zbarvení. V terénu jsou díky tomu velmi nápadné. Případy vyhořelých uhelných slojí a polohy porcelanitů jsou běžné z uhelných ložisek celého světa. Termická přeměna původních jílovitých sedimentů je provázena jejich dehydratací, případně dekarbonatizací.Nově vytvořený porcelanit má menší objem a kromě četných trhlin a puklin, zde vznika jí drobné vrásy netektonického původu.

Studiem porcelanitů a přidružených hornin v severočeské hnědouhelné pánvi se zabývali Woller (1982), Fediuk (1988) a Zelenka a Martinovská (1995). Pestré barvy a hutnost porcelanitů (obr. 1 a 2) je důvodem, proč byly na jejich výskytech, v rámci výzkumného úkolu Drahé kameny ČSR, v osmdesátých letech minulého století odebrány vzorky k technologickému ověření. Ukázalo se, že lze vybrat esteticky efektní materiál využitelný pro šperkovou výrobu. Leštitelnost je u hutného materiálu dokonalá. Výtěžnost je vyhovující, pokud je surovina pro šperkové broušení pečlivě vybírána již na lokalitě, Turnovec (1984). Na obr. 3 a 4 jsou závěsy vyrobené z porcelanitu z Dobrčic a Nechvalic.
Hlavní výchozí horninou pro vznik porcelanitů v severočeské hnědouhelné pánvi jsou bezesporu nadložní jezerní jíly.s kolísavou prachovou příměsí. Porcelanity nebo porcelánové jaspisy, vytvořené v blízkosti vyhořelé uhelné sloje, mají většinou světlé barvy. Převažuje žlutá (Brus et al. 1987) vysvětlují že žluté zabarvení může být způsobeno přítomným oxidem titanu. Další barvy se kterými se setkáváme jsou oranžová, žlutočervená, fialově červená, hnědočervená až hnědá, někdy namodrale šedá. Minerálním složením porcelanitů se zabýval Fediuk (1988). Z původní minerální asociace zůstal pouze křemen, tvoří kryptokrystalickou součást základní hmoty a často bývá nahrazen cristobalitem nebo u více přepálených porcelanitů tridymitem.
Jílové minerály (hlavně kaolinit a illit, měně montmorillonit) byly přeměněny v mullit, cordierit a živce. Místo limonitu a sideritu vznikl hematit, magnetit nebo maghemit. Těkavě složky uvolněné z hořícího uhlí a prostupující vypalovanými jíly vedly ke vzniku síranů, fosforečnanů a dalších sekundárních nerostů. Přítomnost uhelné hmoty a organických látech v původním sedimentu vyšuje účinek kaustické přeměny původní horniny. Docházelo k částečnému nebo úplnému tavení výchozí horniny, vznikla šedá až černošedá skla, která prostupují masou porcelanitů kde tvoří žilky a hnízda.
Stupeň přeměny původních jílovitých hornin v porcelanit lze vyjádřit:
vztahem cristobalitu ke křemenu;
cristobalitu a tridymitu ke křemenu
případně mullitu k illitu

Teplota vzniku porcelanitů byla odhadována na 800 – 1100 0C. Fediuk ji ověřil experimentálně u pěti vzorků z dolu Ležáky u Hořan. Zjistil, že slinutí proběhlo v rozmezí 980°C až 1 150 °C. Při intenzivnějším tavení mohla být teplota vyšší (až do 1 250 °C). Zatím co méně přepálené jíly obsahují kolem 5 % skelné fáze z celkového objemu, je u silně přeměněných až 98 % skla. V každém případě patří zdejší porcelanity mezi petrologické a geologické zajímavosti, navíc jsou také zajímavým ozdobným kamenem využitelným ve špercích a kamenné bižuterii.

Literatura:
Brus Z., Elznic A., Hurník S. (1987): Exkurzní průvodce. XXVI konf. Čsl. spol. pro min. a geol. v Mostě, 154 s., Geoindustria Praha
Fediuk (1988): The glass of Bohemian porcellanites. Second Intern. Conf. on Natural Glasses, p. 97-109, Přír. fak. KU Praha
Hibsch (1924): Erläuterungen zur geologischen Karte der Umgebung von Bilin. Knihovna St. geol. úst. Čs. republiky, 8, Praha
Hibsch (1929): Erläuterungen zur geologischen Karte der Umgebung von Brux. Knihovna St. geol. úst. Čs. republiky, 13, Praha
Turnovec I. (1984): Využití tuzemských drahokamových surovin. Šperkařství, 2-84, s. 39-41, Praha
Woller (1982): Porcelanity. Závěrečná zpráva MS Geoindustria, Geofond, Praha
Zelenka O. Martinovská I (1995): Stanovení podmínek těžby vypálených jílů (porcelanitů) v regionu Severočeské hnědouhelné pánve ...; MS, Geologická služba s.r.o., Chomutov

Obrázky:
Obr. 1 a 2 – Naleštěná plocha porcelanitu
Obr. 3 a 4 – Závěs z porcelanitu z Dobrčice u Mostu a z Nechvalic u Bystřan