HAŁDA SZARLOTA. „Śląski wulkan” minerałów

Tak mógłby wyglądać opis w jednej z tolkienowskich powieści, ale w rzeczywistości nie ma w nim zupełnie nic z bajek. Ta góra, a dokładniej hałda nazywa się Szarlota, a skarbami są liczne minerały, które interesują kolekcjonerów. Tegoroczne wejście na hałdę było dla nas już drugim spotkaniem z tą najwyższą hałdą w Europie, lecz tym razem naszym celem nie był piryt czy skamieniałości, które znajdywaliśmy u podnóża zwałowiska. Za cel obraliśmy szczyt, gdzie występuje bogata mineralizacja wtórna – produkt działalności procesów ekshalacyjnych uruchomionych przez pożary węgla.
Tekst Wojciecha Siernego i Piotra Zająca

Widok na hałdę Szarlota z hałd radlińskich. 2014 rok

KWK Rydułtowy. Panorama z Szarloty. 2020 rok

Początki Szarloty. Charlottegrube

Hałda od ponad wieku stanowi dominujący element krajobrazu, lecz dopiero w 2007 roku została ochrzczona imieniem Szarlota. Co warte podkreślenia wybrali je sami mieszkańcy, którzy swoje pomysły mogli zgłaszać w ramach konkursu. Propozycji było wiele, lecz zwyciężyła właśnie Szarlota. Imię to nawiązuje do pierwszej nazwy kopalni, którą była właśnie Charlotte.

Lokalizacja kop. Charlotte. Fragment mapy „Topographische Karte Ostdeutschland – Loslau” (Wodzisław Śląski). 1899 r. Skala oryginału: 1:25 000. Godło arkusza: 5976 (3419). Źródło: MAPSTER –  Mapy archiwalne Polski i Europy Środkowej, ze zbiorów Instytutu Geografii Uniwersytetu Pedagogicznego w Krakowie

Historia kopalni Rydułtowy sięga lat 90tych XVIII wieku, kiedy na wzgórzu Babia Góra koło Czernicy udostępniono pierwsze dwa pokłady węgla o miąższościach 0,7 m i 2,3 m. Nowym szybom nadano nazwę Fund i rozpoczęto prace wydobywcze, które jeszcze bez oficjalnego nadania górniczego (zezwolenia na eksploatację) trwały do 2 lutego 1806 roku. Tę datę przyjmuje się za początek kopalni Rydułtowy; pierwsza kopalnia z pokładem 0,6-0,7 m otrzymała nazwę Sack, drugą kopalnię wraz z jej pokładem nazwano Charlotte (Adamczyk 2012).

Widok kopalni Charlotte około 1860 roku. Na pierwszym planie droga węglowa Kohlenstrasse, obecnie ulica górnicza w Czernicy. Z prawej strony Szyb kołowrotowy z piecem wentylacyjnym Pinder. Z lewej słabo widoczny szyb kołowrotowy Bernhard. W centrum, obok pociągu zmierzającego w kierunku tunelu, szyby Erbreich i Agnes z dymiącymi kominami. Na lewo od szybu Agnes budynki kuźni, cechowni i stajni (Adamczyk 2012 – zmienione)

Dalsze losy kopalń to liczne modernizacje, głębienie kolejnych szybów, konsolidacje oraz przemiany własnościowe. Podczas długiej i burzliwej historii zmieniały się Państwa, następowały kryzysy, notowano zyski, straty oraz wahania w wydobyciu. Podczas okupacji niemieckiej, w 1944 roku zanotowano najwyższe zatrudnienie wynoszące 3582 osoby, w tym 1305 pracowników przymusowych, m.in. jeńców wojennych czy więźniów obozu koncentracyjnego podległego podobozowi Auschwitz III. W tym czasie doszło również do kolejnego połączenia: kopalnie Charlotte i Hoym otrzymały wspólny zarząd „Verwaltung der Charlotte und Hoymgrube” (Adamczyk 2012). Wraz z wkroczeniem wojsk sowieckich 28 marca 1945 roku nastał kolejny rozdział historii kopalni. Po II wojnie światowej stała się Kopalnią Węgla Kamiennego Rydułtowy w Rydułtowach i funkcjonowała samodzielnie do marca 2004 r.

Niemcy do ostatniej chwili eksploatowali i wywozili węgiel z kopalni Charlotte. Według źródła zdjęcie pochodzi z pierwszych dni marca 1945 roku, czyli gdy Rosjanie stali już u bram miasta. Źródło: Wodzisław Śląski. Nasze Miasto, po fotopolska.eu oraz Eisenbahnstiftung Joachim Schmidt

Hałda Szarlota nie powstałaby gdyby nie znajdująca się u jej podstawy kopalnia Rydułtowy. To właśnie odpady pochodzące z jej działalności posłużyły do usypania dwóch stożków. Pierwszy został wyrównany i przez to zmniejszony, drugi, większy pozostał niezmieniony i góruje nad miastem. Obecnie Hałda Szarlota ma 134 metry wysokości liczonej od podstawy do czubka stożka. Widok jaki się z niej rozciąga zapiera dech w piersiach. Przy dobrej widoczności można ujrzeć Górę Św. Anny, Czeski Pradziad czy nawet Tatry.
Dziś hałda już nie rośnie. Zatrzymała się na wysokości 407 m. n. p. m. co oznacza, że do Piramidy Cheopsa zabrakło jej tylko 13 m.

Widok z Szarloty na Tatry – Pyszny i Lodowy szczyt.
Źródło: Rybnik. Nasze Miasto. Fot. Witold Kowalczuk PHOTOgraphy

Na Szarlocie gromadzony jest głównie materiał poeksploatacyjny z KWK Rydułtowy w skład którego wchodzą przede wszystkim skały płonne (łupki, mułowce, piaskowce) oraz drobne frakcje węgla kamiennego. Czasami zdarza się (tak jak w przypadku Szarloty), że w sprzyjających warunkach zwałowisko ulega samozapłonowi. Dochodzi do pirometamorfizu (metamorfizm termiczny) w efekcie którego następuje przepalenie, i przetopienie skał. Bardzo często możemy spotkać tutaj czerwone, bogate w hematyt klinkiery.

Gazy ekshalacyjne uchodzące z wnętrza hałdy

Czerwone strefy związane w pirometamorfizmem

Hałda Szarlota i jej minerały

Jakkolwiek zapożarowanie może wydawać się procesem niekoniecznie pożądanym, tak w świetle tworzenia się nowych faz, jest postrzegane jako nader interesujące. Wśród minerałów Szarloty możemy wyróżnić poszczególne typy, związane z materiałem składowanym na zwałowisku oraz procesami jego zapożarowania. Procesy powstawania minerałów na płonących hałdach dzielą się na trzy fizykochemicznie etapy: (1) pirometamorficzny, (2) ekshalacyjny oraz (3) hipergeniczny (Srebrodolskiy 1989).

Siarczki z pokładów węgla kamiennego

Zestawienie rozpocznijmy od mineralizacji typowej dla materiału deponowanego na powęglowej hałdzie. Mam na myśli tutaj minerały, które krystalizowały w obrębie pokładów węgla kamiennego i nie są związane z zapożarowaniem hałdy i procesami zachodzącymi w jej wnętrzu. Najczęściej spotykanymi minerałami w węglu są siarczki, siarczany, minerały ilaste, węglany oraz kwarc. W przypadku Szarloty znaczenie kolekcjonerskie mają te pierwsze, czyli siarczki. Piryt i markasyt FeS₂ są minerałami, w których zawarta jest znaczna część siarki występującej w węglu. We wpisie z 2014 roku prezentowaliśmy okazy pirytu, które udało się znaleźć u podnóża Szarloty. Były to niewątpliwie jedne z najlepiej wykształconych kryształów pirytu, jakie udało nam się dotychczas pozyskać na powęglowych hałdach.

Kryształy pirytu (do 5 mm). 2014 roku. Hałda Szarlota, 2014 rok. Kol. P. Zając

(1) Mineralizacja związana z wypalaniem klinkierów (etap pirometamorficzny)

Klinkiery (skały zaliczane do grupy metaargilitów) powstają w efekcie termicznego przeobrażenia materiału hałd. Procesy te zachodzą w temperaturach od około 500^oC do nawet 1600 ^oC, z czego najważniejszym momentem dla powstawania wielu rzadkich mikrominerałów jest etap wypalania zachodzący w najwyższych temperaturach. Za przykład bogatej mineralizacji w klinkierach można przytoczyć płonące hałdy czelabińskiego zagłębia węglowego, gdzie znaleziono liczne polimorfy Anortytu jak heksagonalny Dmisteinbergit Ca(Al₂Si₂O₈), rombowy Svyatoslavit Ca(Al₂Si₂O₈) oraz Dorryt Ca₂Mg₂Fe₄(Al₄Si₂O₂₀) i Srebrodolskit CaFe₂O₅. (Kosałka 2018). Minerałami charakterystycznymi dla klinkierów są Mullit (produkt wysokotemperaturowych reakcji substancji mineralnej podczas pożarów węgla) oraz Hematyt Fe₂O₃. Czasem akcesorycznie występują również Cordieryt (Mg,Fe)₂Al₃(AlSi₅O₁₈), Trydymit SiO₂, Cristobalit SiO₂ i Magnetyt Fe²⁺Fe³⁺₂O₄ (Sokol et al. 2005, Srebrodolskiy 1989).

Srebrodolskit. FOV 35 μm. SEM-EDS. Fot. Ł. Kruszewski

Magnesioferryt i Aragonit. FOV 20 μm. SEM-EDS. Fot. Ł. Kruszewski

(2) Minerały skorup siarczanowych (etap ekshalacyjny)

Gazy (H₂O, CO₂, CO, CH₄, NH₃, H₂S, HCl) które uchodzą z wnętrza hałdy ku górze schładzają się i ulegają kondensacji przy powierzchniowej i tym samym tworzą się pseudofumarole (nie różniące się zbytnio od tych wulkanicznych). Temperaturach w takich szczelinach ekshalacyjnych którymi uchodzą owe gazy mieści się w granicach 90°C – 300°C. Podczas ulatnia się gazów i przy odpowiedniej temperaturze, zachodzi chemiczne przeobrażanie materiału skalnego, co powoduje tworzenie się tzw. skorup siarczanowych, będących źródłem interesujących minerałów.

Bogata mineralizacja w miejscu szczeliny ekshalacyjnej

Do najliczniej występujących minerałów tego typu należy wymienić przede wszystkim Siarkę S₈ oraz Salmiak rodzimy NH₄Cl. Tworzą się one w otoczeniu pseudofumaroli, krystalizując na powierzchniach skał płonnych, w miejscach uchodzących gazów. Równocześnie na Szarlocie występują w znacznych ilościach i są łatwe w identyfikacji, tworząc charakterystyczne pokrywy o żółtej, białej lub pomarańczowej barwie

Nagromadzenia siarki o intensywnie żółtej barwie w miejscach szczelin ekshalacyjnych. Jest to środowisko w dużej mierze podobne do wulkanicznego

Siarka z pseudofurmaroli często występuje w formie igiełkowych kryształów, rozmiarami około 1 cm. Niestety przetransportowanie takich okazów jest prawie niemożliwe; Siarka jest rozsypliwa i łatwo ulega zniszczeniu

Nagromadzenia salmiaku. Kryształy wielkości ok. 3 cm

Często spotykane są nagromadzenia salmiaku, miejscowo o intensywnej pomarańczowej barwie. Taka barwa może być wynikiem obecności olbrzymiej domieszki bromu, który prawdopodobnie jest powoli usuwany ze struktury (bromek i jodek amonu są relatywnie nietrwałe)(Forum Kolekcjonerów Minerałów – Ł. Kruszewski)

Na procesy powstawania minerałów etapu ekshalacyjnego wpływ ma skład zróżnicowanych gazów powstających w czasie pożaru, stąd bliższa analiza pokryw ukazuje obecność wielu siarczanów, w większości niemożliwych do makroskopowej identyfikacji. Prócz wcześniej wspomnianego Salmiaku i Siarki możemy wyróżnić tutaj chociażby Godovikovit (NH₄)Al(SO₄)₂, który jest głównym budulcem skorupy siarczanowej.

Godovikovit. Próbka o wymiarach: 30 mm x 20 mm. Kol. W. Sierny

Zbliżenie na powyższą próbkę

Agregat Godovikovitu z charakterystycznymi dla niego spękaniami. SEM-EDS. Fot. P. Kosałka

Kuliste agregaty Milosevichytu. SEM-EDS. Fot. P. Kosałka

Niezidentyfikowany siarczan Mg z niewielką domieszką glinu. SEM-EDS. Fot. P. Kosałka

Ostatni z etapów, (3) hipergeniczny obejmuje wszelkie zmiany w obrębie materiału odsłoniętego na zwałowisku. W wyniku rekultywacji hałdy zwiększa się wpływ czynników atmosferycznych i dochodzi do oksydacji pirytu obecnego w skałach płonnych. Dodatkowo obecność mikroorganizmów znacząco wpływa na tempo zachodzących zmian. Minerały typu hipergenicznego nie mają znaczenia kolekcjonerskiego. Tworzą strefy wietrzeniowe w formie proszkowej bądź naskorupień obecnych przede wszystkim powierzchniowo.

Zbieranie minerałów; czy to bezpieczne?

Niestety jak to bywa w takich miejscach, przebywanie na nich nie należy do bezpiecznych i nie mam na myśli tylko przypalonych podeszw butów. Szczeliny ekshalacyjne znajdują się w miejscach trudno dostępnych, bardzo często na stromych zboczach hałdy do których dotarcie wiąże się z chodzeniem po luźnej skale płonnej (która lubi się usuwać i spadać w dół). Tworzą się też różnej wielkości komory z wypalonego urobku, które zapadają się pod ciężarem chodzących nad nimi ludźmi. Trzeba również pamiętać o ulatniających się trujących gazach, których stężenie jest bardzo wysokie (zaleca się stosowanie masek gazowych). Tak czy inaczej jest to wyjątkowo ciekawe miejsce, gdzie można pozyskać całe mnóstwo interesujących minerałów do kolekcji oraz popodziwiać piękne widoki…zachowując przy tym ostrożność i zdrowy rozsądek.

Widok na słup nadajnikowy na szczycie hałdy

W tym miejscu należy wspomnieć, że Szarlota to część czynnego zakładu górniczego i wejście na jego teren wymaga uzyskania oficjalnej zgody. Przynajmniej na razie spacery po hałdzie trzeba sobie odpuścić, chociaż w przyszłości może być inaczej.

Przyszłość Szarloty

Obecnie hałda jest rozbierana od środka. Przepalony materiał jest kruszony i wywożony. Dodatkowo miasto Rydułtowy chce przeprowadzić rewitalizację tego miejsca, aby przywrócić jej charakter ogólnospołeczny. W tym celu kopalnia Rydułtowy – Anna zawarła porozumienie z Politechniką Śląską w Gliwicach, które ma na celu nakreślenie działań, w konsekwencji których Szarlota stanie się rajem dla turystów z całej Polski i Europy. W projekcie biorą udział nie tylko specjaliści z dziedziny ochrony środowiska i architektury, ale także studenci, których zadaniem jest znaleźć dobry pomysł na społeczną funkcję hałdy Szarlota. Jedno jest pewne – Szarlota jest wyjątkowa i taka musi pozostać. Można powiedzieć, że to nie tylko hałda, ale i również nasz „ŚLĄSKI WULKAN” 🙂

Strefy przepalonego materiału oraz pracujące koparki. Hałda Szarlota w 2020 roku

„Krater”, który powstał jako zapadlisko po wypalonym urobku. Obecnie już nieistniejący; miejsce zostało poddane rekultywacji i przebiega tutaj droga

Autor wygrzewający się przy „kraterze”. Źródło: GF Karbon, © Kaja Cyfka

Przy zbieraniu okazów, szczególnie tych najdelikatniejszych współpraca jest najlepszą praktyką

Kto by pomyślał, że z zapożarowaniem może się wiązać tyle radości!

Przykłady okazów znalezionych na hałdzie:

Tekst: W. Sierny i P. Zając
Fotografie: W. Sierny, P. Zając. W. Kowalczuk
realgarblog.com

Poznaj pozostałe wpisy na blogu REALGAR:

▪ KOPALNIA W POSĄDZY – Zapomniane dziedzictwo siarkowe
▪ PERŁY JANINY czyli o wyjątkowej kolekcji Pawła Siudy i libiąskich Skittlesach
▪ REGULICE – co wulkanizm ma do ametystów i agatów?
▪ INKLUZJE czyli o tym co w krysztale zamknięte
▪ RUDNO – O melafirach, heulandycie i agatach
▪ ODRA – Katastrofa ekologiczna, a wody kopalniane

Literatura:

▪ Adamczyk A., 2012: Dzieje kopalni węgla kamiennego Rydułtowy-Anna. Kopalnia Charlotte 1806 – 1945. ART DRUK s.c., Rydułtowy.
▪ Sokol E. et al., 2005 – Combustion metamorphism. Publ. House of the SB RAS. Novosibirsk
▪ Kosałka P., 2018: Minerały ekshalacyjne palącego się zwałowiska po eksploatacji węgla kamiennego „Szarlota” w Rydułtowach. Praca magisterska.
▪ Kruszewski Ł., 2010: Śląskie wulkany. Mineralogia i geochemia płonących hałd górniczych. Academia, nr 4 (24), 17-19.
▪ Srebrodolskiy B.I. 1989: Tainy Sezonnykh Mineralov. Nauka: 59-119. Moskva.

Strony internetowe:

▪ eisenbahnstiftung.de/
▪ fotopolska.eu/
▪ igrek.amzp.pl/
▪ mindat.org
▪ rybnik.naszemiasto.pl
▪ wodzislawslaski.naszemiasto.pl/
▪ zabytkitechniki.pl/
▪ www.facebook.com/karbonfoto
▪ www.facebook.com/groups/437183309953735
▪ www.facebook.com/profile.php?id=100082596227832

Fraza kluczowa: Hałda Szarlota