Tektonika południowo-wschodniej części Górnośląskiego Zagłębia Węglowego

Tektonika południowo-wschodniej części GZW została ukształtowana pod wpływem warunków geotektonicznych podłoża w fazie asturyjskiej. Według A. Kotasa [13] istnieją trzy strefy tektoniki: fałdowa, fałdowo-blokowa i dysjunktywna. Tektonika południowo-wschodniej części GZW obejmuje południowo-wschodni obszar rozległej synkliny zwaną niecką główną, która utworzyła się wskutek obniżenia się bloku centralnego w podłożu. Utwory karbońskie posiadają rozciągłość zgodnie z ukształtowaniem się dna niecki czyli na południu posiadają kierunek W-E poczym na wschodzie prawdopodobnie skręcają na N-S. Upad warstw maleje od 10⁰ do kilku stopni w kierunku dna niecki. Tektonika południowo-wschodniej części GZW ma charakter dysjunktywny, złoże wykazuje budowę blokową, pocięte uskokami południkowymi, oraz systemem równoleżnikowych rowów i zrębów o dużej amplitudzie, zrzucających skrzydła południowe. Są to wspomniane uskoki późnowaryscyjskie występujące w niecce głównej takie jak uskok Zawada–Bełk -Oświęcim-Nowe Dwory o zrzucie do 400 m, uskok Żory-Piasek- Jawiszowice o zrzucie do 1200 m i uskok Gorzyce-Bzie-Załeckie-Czechowice-Kęty o zrzucie do 500 m. Dyslokacje pomioceńskie reprezentują uskok andrychowski [20]. Utwory karbonu w obrębie złoża OG „Czechowice II” posiadają raczej stałą rozciągłość zbliżoną do W-E z lokalnymi odchyleniami. W partii zachodniej rozciągłość zmienia kierunek na NWW-SEE, natomiast w południowo-wschodniej części obszaru górniczego na kierunek zbliżony do NEE – SWW. Warstwy zapadają monoklinalnie w kierunku północnym. Kąty upadu warstw przy wychodniach pokładów w części południowej osiągają 25 do 30^o. W południowo-wschodniej części złoża pomiędzy uskokami O-3 i Ł-10 stwierdza się w robotach górniczych nachylenie 32-33^o (pokład 304 i 315). W środkowej części złoża nachylenie wynosi 10-15^o, a dalej ku północy zmniejsza się do około 7-9^o.

Warstwy karbońskie są przykryte niezgodnie utworami miocenu. Kontakt obu formacji ma wyraźnie charakter erozyjny i wykształcony jest w postaci powierzchni o skomplikowanej morfologii. W północnej i środkowej części obszaru występuje rozległa, płaska struktura, której kulminacja zwana "Wyniesieniem Dębiny" znajduje się na wschód od szybów peryferyjnych nr 4 i 5. Najwyższe punkty stropu tej struktury występują na rzędnych +138 m n.p.m. W części południowej strop karbonu opada stromo pod kątem 25-30^o w kierunku południowym zgodnie ze zrzutem uskoku Ruptawa-Czechowice-Marcyporęba. Stok skłonu jest rozczłonkowany co najmniej dwoma wcięciami (dolinami) o przebiegu N-S. Szczególnie wyraźnie w morfologii zaznacza się głęboka dolina o stromych zboczach występująca na

zachód od szybów głównych nr 1, 2 i 3. Dolina ta przebiega zgodnie z linią uskoków O-1 i Ł-3 związanych z waryscyjskimi procesami tektonicznymi. Złoże OG „Czechowice II” położone w zasięgu półzrębu Pawłowice-Goczałkowice-Bielany, obcięty regionalnymi strefami uskokowymi o dużych zrzutach: od północy strefą uskokową Żory-Jawiszowice (zrzut 1100 m), od południa strefą uskokową Ruptawa-Czechowice-Marcyporęba (zrzut 450-580 m), który występuje też pod nazwą „uskoku południowego” lub „Bzie – Czechowice”. Prosta w zasadzie struktura złoża jest zaburzona tektoniką uskokową (dysjunktywną). Występujące w złożu uskoki mają różny kierunek biegu i dużąrozpiętość wielkości zrzutów. Wiele uskoków ma charakter nożycowy, wykazując znaczne zmiany zrzutu wzdłuż biegu uskoku. Obserwuje się również zmiany wielkości zrzutu z głębokością. Złoże wykazuje wyraźną strukturę blokową. Podzielone jest uskokami południkowymi o przebiegu zbliżonym do N-S, na trzy partie: zachodnią, centralną i wschodnią [75].

Do omawianych uskoków należą:

• uskok Ł-1 o amplitudzie h=60-100 m przebiegający wzdłuż zachodniej granicy O.G. „Czechowice II”,

• uskok Ł-3 o amplitudzie h=20-130 m, oddzielający partię zachodnią od centralnej,

• uskok Ł-8 o amplitudzie h=5-95 m, oddzielający partię centralną od wschodniej,

• uskok Ł-9 o amplitudzie h=29-90 m w partii wschodniej.

Druga grupa uskoków południkowych o przebiegu NE-SW zaliczona do uskoków waryscyjskich posiada także charakter nożycowy, a ich zrzuty rosną w kierunku południowym. Należą do nich:

• uskok O-1 o amplitudzie h=10-20 m,

• uskok O-2 o amplitudzie h=10-20 m,

• uskok O-3 o amplitudzie h=5-100 m,

• uskok Ł-10 o amplitudzie h=20-150 m.

Oprócz wymienionych dotychczas uskoków zaliczonych do tzw. południkowych i starszych wiekowo, dzielących złoże na zręby i rowy tektoniczne, złoże jest dodatkowo zaburzone szeregiem uskoków o przebiegu równoleżnikowym tj. zbliżonym do W-E. Uskoki równoleżnikowe są związane z orogenezą alpejską i zatem są uskokami młodszymi. Ich zrzuty są zazwyczaj niewielkie. Do największych uskoków równoleżnikowych należą:

• uskok Ł-4 o amplitudzie h=16-40 m,

• uskok Ł-5 o amplitudzie h=7-35 m,

• uskok Ł-7 o amplitudzie h=20-30 m.

Tektonika złoża obszaru OG „Brzeszcze II” jest w zasadzie rozpoznana robotami górniczymi. Warstwy karbonu zapadają monoklinalnie z południa na północ pod kątem 5^o - 14^o średnio 8^o. Nachylenie warstw maleje z 14^o w rejonie uskoku Jawiszowickiego do około 5^o na północy. Rozciągłość pokładów generalnie biegnie wzdłuż linii wschód - zachód z niewielkimi odchyleniami w sąsiedztwie uskoków I, II i III wschodniego oraz na zachodzie. Centralne wypiętrzenie karbonu zlokalizowane jest w rejonie szybów Andrzej I, II, V, VIII i szybu Andrzej VI gdzie karbon zalega bezpośrednio pod czwartorzędem.

We wszystkich kierunkach od centralnego wypiętrzenia karbonu powierzchnia jego znacznie opada, szczególnie wyraźnie zaznacza się ten spadek w rejonie uskoku Jawiszowickiego (z wysokości + 150 do - 50 m n.p.m.).

Na obszarze górniczym „Brzeszcze II” stwierdzono występowanie 9 głównych uskoków, z których sześć ma przebieg zbliżony do południkowego a 3 do równoleżnikowego [76].

Głównymi uskokami południkowymi są:

- I uskok zachodni: kierunek SSW - NNE h = 0 - 15 m ∝ = 60 - 70^o zrzuca partię wschodnią, - I uskok wschodni: kierunek SSW - NNE h = 1 - 15 m

∝ = 65 - 70^o zrzuca partię zachodnią, zrzut maleje na północ,

- II uskok wschodni: kierunek SSW - NNE h = 25 - 90 m ∝ = 45^o zrzuca partię wschodnią, zrzut rośnie na północ,

- III uskok wschodni: kierunek SW - NE, h = 3 - 90 m ∝ = 50^o zrzuca partię zachodnią, zrzut rośnie na północ,

- IV uskok wschodni: kierunek SW - NE, h = 0 - 30 m ∝= 50^o zrzuca partię zachodnią - zanika w kierunku południowym,

- uskok h = 0 - 20 m: stwierdzony w szybie Andrzej IX w sąsiedztwie pokładu 327. Uskok ma przebieg północ - południe, zrzuca w kierunku wschodnim,

h = 20 m, α = 65^o. Uskok zanika w kierunku południowym. Główne uskoki równoleżnikowe:

- I uskok północny: strefa silnych zaburzeń o szerokości 30 - 80 m o ogólnym zrzucie na północ 3 - 10 m ∝ = 85^o, uskok wygasa w środkowej części pola, - II uskok północny: h = 1 - 15 m ∝= 85^o zrzuca partię północną, zrzut rośnie na wschód, w kierunku zachodnim uskok zanika,

- uskok Jawiszowicki (południowy): dotychczas najsłabiej rozpoznany robotami górniczymi. Jest to strefa uskokowa o bardzo dużej szerokości (około 400 m).

Uskok ten składa się prawdopodobnie z 3 dyslokacji o ogólnym zrzucie ocenianym na 1100 m. Roboty górnicze dochodzą do uskoku Jawiszowickiego od jego północnej strony, przy czym zrzut pierwszej dyslokacji określany jest na 300 m. Uskok ten stanowi południową granicę eksploatacyjną kopalni.

Poza uskokami głównymi w złożu Brzeszcze występują małe uskoki o zrzutach 0,5 - 11 m występujące w części północnej i południowo-zachodniej. Generalnie zrzuty uskoków wzrastają z głębokością. Ze względu na brak utworów starszych od miocenu trudno jest ustalić wiek uskoków.

2.4 Metanonośność złoża węgla kamiennego w południowo-wschodniej