KubaM

  • Increase font size
  • Default font size
  • Decrease font size
Problematyka naukowa
E-mail Print PDF

1. Problematyka mineralogiczna    logo problematyka

2. Problematyka petrograficzna i petrologiczna

3. Problematyka geochemiczna

4. Badania statutowe

5. Granty naukowo-badawcze (2010-2020)

 
     Działalność naukowo-badawcza Katedry koncentruje się na badaniach składu mineralnego, chemicznego różnego rodzaju skał magmowych, osadowych, metamorficznych oraz surowców mineralnych. Celem badań jest nie tylko identyfikacja składników, ale także poznanie mechanizmu zmian, jakie zachodzą podczas procesów wietrzenia, przemian fazowo-strukturalnych i chemicznych, transformacji minerałów, modyfikacji ich własności fizykochemicznych. Celem ostatecznym jest określenie możliwości praktycznego wykorzystania uzyskanych wyników w problematyce surowcowej, technologicznej i środowiskowej.
     Działalność naukowa i badawcza Katedry dotyczy problematyki mineralogicznej i złożowej, geochemicznej, oraz petrograficznej i petrologicznej. Obejmuje ona obszary podstawowe i stosowane.

 


Problematyka mineralogiczna


     Obejmuje ona rozwiązywanie aktualnych problemów nauk mineralogicznych. Są to badania składu fazowego minerałów, skał, surowców mineralnych. Stały się one podstawą do wykreowania nowych kierunków badawczych - aeromineralogia (mineralogia zanieczyszczeń atmosfery), agromineralogia (mineralogia gleb), kosmomineralogia (mineralogia materii pochodzenia pochodzenia pozaziemskiego), biomineralogia (mineralogia organizmów żywych).

 

Badania podstawowe:

  1. Budowa wewnętrzna minerałów o skomplikowanych strukturach (głównie krzemianów i glinokrzemianów).
  2. Budowa wewnętrzna skrytokrystalicznych odmian tlenków i wodorotlenków żelaza.
  3. Budowa wewnętrzna rzadkich faz mineralnych, m.in. fosforanów, arsenianów, wanadanów.
  4. Minerały Polski.
  5. Systematyka minerałów.
  6. Krystalochemiczne badania związków organiczno-mineralnych pod kątem możliwości wykorzystania ich w technice i ochronie środowiska.
  7. Synteza i modyfikowanie właściwości minerałów ilastych w celu uzyskania nowego typu katalizatorów.
  8. Nanotechnika w syntezie modyfikowanych minerałów ilastych.
  9. Badania powierzchniowych właściwości minerałów ilastych i produktów ich modyfikacji.
  10. Minerały pochodzenia pozaziemskiego z nowych znalezisk materii meteorytowej.
  11. Mineralogia eksperymentalna dotycząca m.in. kinetyki i mechanizmów rozpuszczania oraz krystalizacji minerałów.
  12. Mineralogia organizmów żywych.
  13. zastosowanie i wykorzystanie nowych metod analitycznych.

   Wykonywane przez Katedrę mineralogiczne badania stosowane koncentrują się na zagadnieniach zmierzających do praktycznego wykorzystania surowców mineralnych (w tym także odpadowych), modyfikacji właściwości fizykochemicznych minerałów, syntezy polimerów mineralnych. Dotyczą one do wykazania możliwości stosowania ich w charakterze sorbentów mineralnych, nanokompozytów, katalizatorów. Prace tego typu można określić, jako: mineralogię surowcową, mineralogię środowiska, inżynierię mineralną. Część badań stosowanych ma charakter badań mineralogiczno-surowcowych II-giej generacji. Stara się bowiem wskazać nowe, nieznane dotąd możliwości ich aplikacji.

 

Przykłady badań stosowanych:
  1. skład mineralny i chemiczny zróżnicowanych wiekowo oraz genetycznie skał ilastych Polski
  2. wykorzystanie karpackich łupków ilastych zasobnych w zeolity w ochronie środowiska
  3. surowce ilaste, jako nośniki mineralne dla biotechnologii
  4. skład mineralny, właściwości fizykochemiczne i nowe kierunki wykorzystania osadów czwartorzędowych (ruda darniowa, kreda jeziorna, ochra)
  5. skład mineralny surowców odpadowych i kopalin towarzyszących
  6. konkrecje ze skał ilastych Polski
  7. minerały ilaste z margli karpackich
  8. gemmologia
  9. biomineralogia


Problematyka petrograficzna i petrologiczna


   

Realizowane w Katedrze badania naukowe w zakresie petrologii dotyczą:

- petrogenezy skał zasobnych w minerały ilaste oraz utworów z nimi współwystępującymi, tj. (1) zastosowania metod petrologicznych do oceny surowcowej bentonitów; (2) ustalenie genezy margli karpackich; (3) zastosowanie połączonych metod petrologicznych i petrofizycznych do oceny potencjału ropo-gazonośnego paleozoicznych czarnych łupków; (4) petrogenetyczne badania skał krzemionkowych występujących w kompleksach węglanowych; oraz (5) proweniencja piaskowców w świetle badań petrologicznych.

- rozpoznania historii geologicznej dawnych stref subdukcji. Obiektem badań są skały (ultra)wysokiego stopnia metamorfizmu, będące markerami stref paleosubdukcji, występujące w obrębie Kaledonidów Skandynawskich (Seve Nappe Complex, Western Gneiss Region), kaledońskiego podłoża krystalicznego południowo-zachodniego Svalbardu (rejon Motalafjella oraz Ziemi Nordenskiӧlda) oraz w Sudetach (Góry Sowie, Kopuła Orlicko-Śnieżnicka, E osłona granitów Karkonoszy - jednostka Leszczyńca). Prace prowadzone są pod kątem: (1) rozpoznania warunków oraz wieku genezy tych skał, a także tempa ich ekshumacji, (2) zrozumienie dynamiki procesów jakie zachodziły w strefach subdukcji, w których kompleksy skalne zostały pogrążone do dużych, nawet przekraczających 100 km, głębokości, a następnie z nich wyniesione.

- rekonstrukcja ewolucji magmy alkalicznej na przykładzie wybranych masywów alkalicznych (Oktiabrski masyw na Ukrainie, Bang Phuc masyw w Wietnamie), a w szczególności: (1) odtworzenie warunków PT, w których tworzyły się poszczególne skały alkaliczne; (2) sukcesja krystalizacji poszczególnych faz krystalicznych; (3) odtworzenie epizodów metasomatycznych w warunkach subsolidusu; (4) zbadanie skał pod kątem wykorzystania ich jako źródła wielu cennych składników, pierwiastków strategicznych dla rozwoju ekonomicznego danego rejonu.

- skał wulkanicznych: (1) kenozoicznych bazaltów Dolnego Śląska na przykładzie pokryw wylewów bazaltowych z kamieniołomu Grabieszyce k. Lubania dla określenia ich pozycji geotektonicznej oraz relacji w stosunku do innych wystąpień kenozoicznych bazaltów w tej części Polski. Prowadzone są także prace dotyczące (2) bazaltoidów występujących na półwyspie Barahona w południowo-zachodniej części Hispanioli i związanej z nimi unikatowej mineralizacji pektolitowej.

- skał piroklastycznych , na przykładzie tufów popiołowych pochodzących z pasma górskiego Quagarta w rejonie Djebel Guettera, w północno-zachodniej części Algierii.

- skał metamorficznych, obiektem badań są (1) różne odmiany serpentynitów z terenu Polski i północnego Wietnamu, ze szczególnym uwzględnieniem produktów przeobrażeń skał serpentynitowych, powstałych w procesach hydrotermalnych i hipergenicznych. Ponadto prowadzone badania dotyczą (2) łupków talkowych i amfibolitów z granatami z regionu Jämtland (Szwecja) w celu odtworzenia warunków i przebiegu metamorfizmu kompleksu Seve (Kaledonidy), m.in. stwierdzenie ewentualnej zmienności warunków metamorfizmu skał z rejonu jeziora Kallsjon. Badania (3) łupków mikowo-kwarcowych ze staurolitem z dewońskich serii metamorficznych Masywu Hrubego Jesenika i Gór Opawskich są prowadzone dla uzyskania analiz staurolitu oraz innych minerałów wskaźnikowych metamorfizmu.

Podejmowana problematyka petrologiczna realizowana jest we współpracy zarówno z ośrodkami krajowymi (Instytut Nauk Geologicznych PAN, Państwowy Instytut Geologiczny, Uniwersytet Jagielloński, Uniwersytet Wrocławski) jak i wiodącymi zagranicznymi ośrodkami naukowymi (Uppsala University, Ottawa University, University of the West of Scotland, University of Iowa, Dartmouth College, Hanoi University of Mining and Geology, Slovak Academy of Sciences).

F1

Fot. 1. Zasadowe wulkanity i towarzyszące im skały piroklastyczne (po prawej), obok widok sztolni prowadzącej do złoża larimaru Los Checheses in Sierra de Bahoruco, prowincja Barahona, Republika Dominikany.

F2

Fot. 2. Kontakt pomiędzy płaszczowinami Risberget i Blohø (HP). Okolice Molde, Western Gneiis Region, Norwegia.

F3

Fot. 3. Odsłonięcie serpentynitu Tan Minh, prowincja Thanh Hóa, północny Wietnam. Na tle odsłonięcia stoją (od lewej) prof. Lucyna Natkaniec-Nowak (AGH, Polska) i prof. Giang Nguyen Khac (HUMG, Wietnam), w tle dr Ban To Xuan, (HUMG).

F4

Fot. 4. Kopalnia serpentynitu Thuong Ha, prowincja Lào Cai, północny Wietnam.

F5

Fot. 5. Kyanitowy eklogit (UHP). Wyspa Øtroy, Western Gneiss Region, Norwegia.

F6

Fot. 6. Retrogresywnie zmieniona soczewa eklogitu w marmurze. Soczewa tektoniczna Vaimok, Zespół Plaszczowin Seve, Szwecja.

 


Problematyka geochemiczna


Problematyka geochemiczna podejmowana w Katedrze obejmuje szerokie spektrum zagadnień zarówno z zakresu badań podstawowych jak i aplikacyjnych z dziedziny geologii, inżynierii mineralnej i ochrony środowiska:

- Analizy petrochemiczne skał magmowych i metamorficznych przy zastosowaniu pierwiastków głównych i śladowych;

- Oznaczanie wieku procesów geologicznych na podstawie datowania monacytów, datowania separatów mineralnych metodą Ar/Ar oraz datowania cyrkonów metodą U-Th-Pb;

- Badania krystalochemiczne nad podstawieniami diadochowymi pierwiastków w minerałach nośnikach metali ciężkich i pierwiastków toksycznych (m.in. Pb, Zn, Cd, Cu, As);

- Eksperymentalne oznaczanie właściwości termodynamicznych minerałów trudno rozpuszczalnych (stałej rozpuszczalności Ksp, energii swobodnej Gibbsa ΔG, entalpii ΔH, entropii S);

- Kartowanie geochemiczne;

- Eksperymentalne i modelowe badania nad reaktywnością CO2 ze skałami zbiornikowymi i skałami nadkładu na użytek sekwestracji CO2 przez magazynowanie podziemne oraz badania nad mineralną sekwestracją z użyciem surowców odpadowych;

- Badania mechanizmów przemian minerałów w roztworach wodnych w strefie hipergenicznej przy udziale rozpuszczania, krystalizacji, utleniania i redukcji, oraz nad zjawiskami na granicy ciało stałe – roztwór (ang. mineral-water interface);

- Badania z zakresu geomikrobiologii m.in. nad bakteryjnie stymulowanymi procesami rozpuszczania minerałów trudno rozpuszczalnych oraz nad zjawiskami sorpcji metali na powierzchni ścian komórkowych bakterii;

- Geochemiczne studia technologii redukcji bioprzyswajalności i mobilności wybranych metali i metaloidów na drodze łączenia procesów sorpcji i wytrącania oraz przez stymulowanie strącania procesami desorpcji;

- Analizy geochemiczne naturalnych osadów, odpadów przemysłowych i pyłów atmosferycznych z zastosowaniem różnych procedur sekwencyjnej ekstrakcji chemicznej dla określenia specjacji pierwiastków i związków chemicznych;

- Badania nad zastosowaniem sorbentów naturalnych, sorbentów z użyciem materiałów odpadowych i sorbentów syntetycznych (m.in. zeolitów) a także modyfikowanych minerałów ilastych do unieruchomiania mobilnych pierwiastków w środowisku;

- Modyfikacja chemiczna (m.in. z użyciem związków organicznych) minerałów ilastych na użytek technologii chemicznej;

- Ocena stanu środowiska wybranych regionów na podstawie analiz chemicznych roślin i gleb oraz na podstawie analiz chemicznych i modelowania komputerowego składu wód i osadów w zbiornikach będących pod wpływem kwaśnych wód kopalnianych AMD;

- Analiza toksyczności odpadów związanych z górnictwem węglowym i przemysłem energetycznym;

 


Badania statutowe


Temat: Problematyka mineralogiczno-petrograficzna oraz geochemiczna w zagadnieniach surowcowych i ochrony środowiska
 
Zadania:
1. Modyfikowane minerały ilaste jako sorbenty, katalizatory oraz składniki nanokompozytów.
2. Badania mineralizacji tkanek oraz stanowisk archeologicznych metodami mineralogiczno-geochemicznymi.
3. Transformacje i termodynamika przemian minerałów w zanieczyszczonych glebach.
4. Badania przemian fazowo-strukturalnych i chemicznych składników mineralnych środowiska naturalnego pod wpływem substancji toksycznych w aspekcie przeciwdziałania skutkom skażeń i oceny geochemicznych procesów środowiskowych.
5. Badania mineralogiczno-geochemiczne środowisk polarnych na Spitsbergenie.
6. Badania mineralogiczno-petrograficzne różnego typu skal magmowych, osadowych i metamorficznych w aspekcie surowcowym i problematyki gemmologicznej.
7. Mineralogia, petrografia i geochemia w służbie nauki i gospodarki.
8. Petrogeneza skał zasobnych w minerały ilaste oraz utworów współwystępujących z takimi skałami.

 


Granty naukowo-badawcze (2010-2020)

  1. Remobilizacja Pb w środowisku w wyniku rozpuszczania piromorfitu Pb5(PO4)3Cl w obecności bakterii. dr M. Manecki. 2008-2011, MNiSW
  2. Minerały warstwowe jako prekursory mezoporowatych nanostruktur krzemionkowych. prof. K. Bahranowski. 2009-2012, MNiSW
  3. Wpływ zabiegów rekultywacyjnych na mobilność ołowiu, cynku, kadmu i arsenu w glebach zdegradowanych przez górnictwo i hutnictwo cynkowo-ołowiowe na Górnym Śląsku. dr T. Bajda. 2009-2012, MNiSW
  4. Mechanizmy i tempo powstawania osadów żelazistych w zbiornikach po eksploatacji węgla brunatnego w rejonie Łuku Mużakowa oraz wpływ kwaśnych wód kopalnianych na środowisko w tym obszarze. mgr P. Bożęcki. 2009-2011, MNiSW
  5. Pegmatyt niobowo-tantalowo-berylowy z kopalni DSS w Piławie Górnej (blok sowiogórski) jako obiekt o unikalnym w skali kraju znaczeniu naukowym i muzealnym. dr hab. A. Pieczka. 2009-2012, MNiSW
  6. Mechanizmy i dynamika przemian minerałów w młodych glebach polarnych Spitsbergenu. prof. A. Manecki. 2010-2012, MNiSW
  7. Minerały z podgrupy kaolinitu jako prekurosry hybrydowych materiałów organiczno-mineralnych. dr J. Matusik, 2010-2011, MNiSW
  8. Precyzyjne oznaczenie stałych rozpuszczalności Ksp w zakresie 5 - 65°C oraz ΔHf, ΔGf, ΔS i Cp dla apatytów w szeregach izomorficznych Ca-Pb-P-As-OH-Cl. prof. M. Manecki, 2011-2014, NCN
  9. Właściwości sorpcyjne mineralnych nanomateriałów hybrydowych otrzymanych na bazie minerałów z podgrupy kaolinitu. dr J. Matusik, 2011-2014, NCN
  10. Wytwarzanie i utylizacja zeolitowych sorbentów związków ropopochodnych. dr hab. Tomasz Bajda. 2012-2015. NCBiR PBS1
  11. Charakterystyka petrologiczna oraz ocena interakcji magma-skorupa w metawulkanitach z SW Spitsbergenu oraz ich znaczenie w swietle rozpadu Rodinii. mgr Karolina Gołuchowska2013-2015, NCN Preludium3
  12. Zmienność właściwości termodynamicznych roztworów stałych minerałów z szeregów piromorfit-wanadynit oraz mimetyt-wanadynit. mgr Urszula Solecka. 2014-2016. NCN Preludium9
  13. Opracowanie innowacyjnego i ekologicznego procesu metalurgicznego uszlachetniania żeliwa w reaktorze formy odlewniczej, , 2014-2017, NCBiR, Projekt współfinansowany przez Unię Europejską z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnegodr hab. Tomasz Bajda
  14. Ewolucja mezo-neoproterozoicznych skał metamorficznych Kaledońskiego podłoża krystalicznego SW Svalbardu. mgr Karolina Kośmińska. 2014-2017, NCN Preludium6
  15. Fotoaktywne nanomateriały hybrydowe otrzymane na bazie minerałów o budowie warstwowej. dr hab. Jakub Matusik. 2015-2018, NCN, Opus7
  16. Sorpcja molibdenu(VI) i wolframu(VI) na smektycie modyfikowanym długołańcuchowymi solami amoniowymi. mgr Barbara Muir. 2015-2016. NCN Preludium13 
  17. Ku zrozumieniu neoproterozoicznej tektoniki w Arktyce - czy południowo-zachodni Svalbard i terran Pearya tworzyły kiedyś jedną całość? dr hab. Jarosław Majka, 2016-2019. NCN Opus9
  18. Nowe i rzadkie fazy mineralne w pegmatycie granitowym z masywu serpentynitowego Szklar. . prof. Adam Pieczka2016-2019, NCN Opus9
  19. Dyfrakcja rentgenowskiego promieniowania synchrotronowego w badaniach in situ termicznej transformacji modyfikowanych krzemem tlenowodorotlenków żelaza(III): ferrihydrytu, feroxyhitu i akaganeitu. mgr Gabriela Pieczara, 2016-2019, NCN Preludium10
  20. Pegmatyty Piławy Górnej, blok sowiogórski, jako modelowy, unikatowy w skali świata przykład mieszanego system pegmatytowego NYF+LCT o zaawansowanej frakcjonacji geochemicznej pierwisatków rzadkich. prof. Adam Pieczka. 2016-2019, NCN Opus10
  21. Subdukcja kaledońska wzdłuż brzegu baltoskandyjskiego (CALSUB). dr hab. Jarosław Majka, 2016-2020. NCN Sonata Bis4
  22. Charakterystyka zmienności chemicznej oraz fazowej minerałów fosforanowych w pegmatytach Gór Sowich na tle procesów pegmatytotwórczych oraz warunków metamorfizmu jednostki sowiogórskiej. mgr Adam Włodek, 2016-2019, NCN Preludium9
  23. Wytworzenie i zastosowanie filtra zawierającego funkcjonalizowany sorbent lotnych związków organicznych. dr hab. Tomasz Bajda. 2017-2018, MNiSW Inkubator Innowacyjności+
  24. Eksperymentalne wyznaczenie zmian w strukturze krystalograficznej i składzie pierwiastkowym ludzkiego szkliwa zębowego, zachodzących na skutek asymilacji jonów wybranych metali wchodzących w skład aparatów ortodontycznych. dr inż. Justyna Topolska, 2017-2020, NCN Sonata11
  25. Minerały warstwowe dotowane nanocząstkami żelaza wykazującymi właściwości redukcyjne i magnetyczne do usuwania i separacji wybranych jonów nieorganicznych. mgr Paulina Maziarz, 2017-2020, NCN Preludium11
  26. Czy jednostka Leszczyńca jest reliktem dolnopaleozoicznej skorupy oceanicznej w zachodnich Sudetach? mgr Maria Młynarska, 2017-2020, NCN Preludium12
  27. Technologia oczyszczania środowisk wodnych skażonych formami anionowymi pierwiastków z wykorzystaniem funkcjonalizowanych sorbentów kaolinitowych. dr hab. Jakub Matusik, 2017-2020NCBiR, Tango2
  28. Charakterystyka fazowa i fizykochemiczna oraz właściwości sorpcyjne osadów żelazistych z procesów uzdatniania wody. mgr Magdalena Wołowiec, 2018-2020, NCN Preludium14
  29. Modyfikowane montmorillonity jako sorbenty ditlenku węgla oraz jako: sorbenty mineralne, ziemie odbarwiające i kompozyty organo-mineralne. , prof. Krzysztof Bahranowski2018-2021, NCN Opus13
  30. Tempo ekshumacji wysokociśnieniowego kompleksu Vestgötabreen na Svalbardzie. mgr Christopher Barnes, 2018-2020, NCN Preludium13
  31. Nowa metoda przewidywania wartości funkcji termodynamicznych dla minerałów z grupy apatytów. mgr Bartosz Puzio2018-2021, NCN Preludium14
  32. Ewolucja i geneza turmalinów wschodniej osłony metamorficznej granitu karkonoskiego rejonu Kowar-Czarnowa, mgr Mateusz Sęk, 2018-2021, NCN Preludium14
  33. Hydrotalkitowe kompozyty mineralne otrzymane poprzez transformację wybranych minerałów jako hybrydowe sorbenty do usuwania anionów z roztworów wieloskładnikowych. dr hab. Jakub Matusik, 2018-2021, NCN, Opus14 
  34. Popioły lotne jako prekursory materiałów funkcjonalizowanych do zastosowania w inżynierii środowiska, budownictwie i rolnictwie. dr hab. Tomasz Bajda, 2019-2023, FNP TEAM-NET
  35. Z głębokiej strefy subdukcji na powierzchnię Ziemi: badania termochronologiczne w jednostkach allochtonicznych i parautochtonicznych w środkowej części Kaledonidów Skandynawskich. dr inż. Iwona Klonowska, 2019-2022. NCN Opus15
  36. Wysokociśnieniowa deformacja krucha eklogitów z Tsäkkok (Kaledonidy Skandynawskie) - zależność między dehydratacją a sejsmiką stref subdukcji. mgr Michał Bukała, 2020-2021, NCN Preludium17
  37. Czas otwarcia Iapetusa i tego konsekwencje dla zrozumienia rozpadu Rodinii i ewolucji Baltiki. dr hab. Jarosław Majka, 2020-2023. NCN Opus17
  38. Światowej klasy mineralizacja skandem w pegmatycie granitowym Dolnego Ślaska i jej geneza. prof. Adam Pieczka. 2020-2023, NCN Opus17 

 



Language version

ver_pol

ver_eng

Facebook

face_logo

MBA group

MBA_logo

Orogen Dynamics Team

ODT_logo

Szukaj