Wydma koło Kłaja

Jednym z obszarów wydmowych Kotliny Sandomierskiej jest Puszcza Niepołomic- ka. Kilka spośród występujących w niej zespołów form wydmowych zbiega się około 1 km na północny wschód od Kłaja, na terenie Gór Kocich Butów (ryc. 24). Wydmy znane pod tą nazwą usypane zostały na powierzchni terasy Wisły z okresu zlodowace­

nia Warty (Starkel 1972), wzdłuż zaznaczającego się płytko, na głębokości 5-6 m pod powierzchnią garbu iłu mioceńskiego (Jonak 1980).

Trzon Gór Kocich Butów stanowi duża, U-kształtnie wygięta wydma (ryc. 25A).

Jej ramiona, wyciągnięte na północny zachód, przebiegają na przestrzeni 500-550 m równolegle do siebie. Ich stoki obejmujące zatorfione obniżenie deflacyjne są bardziej strome (20-25°) od przeciwległych (12-15°). Ramiona o wysokości 10-12,5 m i szero­

kości 100-150 m w kierunku południowo-wschodnim przechodzą w znacznie węższą (50-100 m) i niższą (5-7,5 m), poprzecznie zamykającą je część czołową. Rozciąga się ona poza strefę zakreśloną rozstawem ramion i poza ich końce, co jeszcze bardziej podkreśla jej odrębność. Czoło wydmy wznosi się nad obniżeniem deflacyjnym łagod­

niejszym stokiem (10°), od przeciwległego (20°), odwrotnie niż ramiona. Całą formę wzdłuż czoła i w poprzek ramion przecina głęboki wąwóz drogowy. Powstałe dzięki temu odsłonięcie, uzupełnione wkopami, pozwoliło zapoznać się z budową wydmy.

We wspomnianym wyżej przekroju odsłania się trójczłonowa struktura formy (ryc.

25B). Brzeżne, wyżej wzniesione części wydmy, reprezentujące jej ramiona, cechuje podobny typ przekątnego, klinowego warstwowania piasku (fot. 15). Składają się na

Ryc. 23. Diagramy uziamienia piasku, średniej średnicy ziam Mz, odchylenia standardowego 6 oraz ty­

pów obróbki i wskaźnika obróbki dla ziam kwarcowych o średnicy 0,75-1,02 mm z wydmy kolo Czer­

nichowa i z jej podłoża: I - piasek rzeczny, II - piasek wydmowy w profilach a, b, c. d

nie 10-35 cm miąższości zestawy lamin o kształtach prostych we wszystkich przekro­

jach. Zapadają one pod kątami 3-20° NW (NNW-WNW) w obrębie obu ramion (rye. 25C). Ograniczone są płaskimi, zbieżnymi powierzchniami granicznymi, z któ­

rych górne mają cechy poziomów deflacyjnych. Wymienione cechy struktury pozwa­

lają uznać ramiona wydmy za formy wałowe podłużne (Stankowski 1961, Mc Kee, Tibbits 1964, Wojtanowicz 1972a, Twidale 1981). Płaszczyzny osi strukturalnych w stropowych częściach obu wałów pochylają się w kierunku dzielącego je obniżenia, wskazując na przewagę depozycji na stokach opadających na zewnątrz od niego, w końcowej fazie rozwoju wydm (Urbaniak 1967).

Przestrzeń między końcami wałów podłużnych wypełnia seria piasku, odpowiada­

jąca czołu wydmy. W jego obrębie zachowało się warstwowanie typowe dla warunków doprądowych i zaprądowych. Północno-zachodni stok w dolnej części odsłonięcia cechuje się warstwowaniem płaskim (fot. 16). Laminy równoległe do siebie zalegają horyzontalnie lub wykazują minimalne nachylenia 2-3°. Jest to typ warstwowania wiązany z procesem miecenia piasku pod wpływem wiatru o dużych prędkościach (Hunter 1977, Gradziński i in. 1986), o czym świadczą występujące w jego obrębie wkładki żwirków. W stropie przechodzi ono w warstwowanie przekątne riplemarkowe (fot. 17). W przekroju podłużnym stoku piasek leży poziomo, w poprzecznym - nie­

ciągłe laminy o kształtach prostych zapadają pod kątami 6-11° NW (ryc. 25C). Zesta­

wy lamin ograniczone są płaskimi powierzchniami granicznymi. W płaszczyźnie hory­

zontalnej laminy zachowują kształty proste (fot. 18). W przekroju poprzecznym, od­

słoniętej, górnej części południowo-wschodniego stoku laminacja jest słabo widoczna (fot. 19). Laminy zapadają pod kątami 18-25° SE (rye. 25C). W przekrojach podłuż­

nym i horyzontalnym mają kształty proste. Nachylenie lamin pod kątem mniejszym od kąta naturalnego zsypu wskazuje, że stok był słabo modelowany przez ruchy masowe.

Przeważającym procesem depozycji było opadanie ziam przenoszonych w suspensji, na co wskazywałby również kształt lamin (Gripp 1961, Mc Kee, Douglass 1971, Mc Kee, Douglass, Rittenhouse 1971, Hunter 1977). Powstanie tego typu struktur wiązane jest z sedymentacją zachodzącą na niskich stokach o małym nachyleniu, pod wpływem wiatru o dużych prędkościach (Cooper 1958, Hoyt 1966, Mc Kee, Douglass 1971, Gradziński i in. 1986).

Cechy morfologiczne i strukturalne wydmy świadczą, że jej czoło jest formą wało­

wą poprzeczną, przemieszczoną na niewielką odległość (Mc Kee, Weir 1953, Land 1964, Mc Kee 1966). W odsłonięciu widoczny jest kontakt jej stoku dowietrznego z wałami podłużnymi (ryc. 26). Piasek czoła wydmy jest nałożony na struktury form podłużnych. Jego depozycja zachodziła więc po utworzeniu ramion dzisiejszej wydmy i była połączona z częściowym ścinaniem ich stoków.

Ryc. 24. Położenie wydm między Kłajem a Stanisławicami na tle głównych elementów rzeźby i utworów powierzchniowych: A - lokalizacja obszaru badań, B - sytuacja morfologiczno-geologiczna badanych wydm, 1 - obszar badań, 2 - wysoczyzny Kotliny Sandomierskiej, 3 - poziomy akumulacji gliny morenowej ze zlodowacenia Sanu, 4 - poziomy akumulacji piasku i żwirów wodnolodowcowych ze zlo­

dowacenia Sanu, 5 - równiny akumulacji piasku i żwirów wodnolodowcowych ze zlodowacenia Odry, 6 - powierzchnie teras rzecznych ze zlodowacenia Odry, zbudowanych z piasku i żwirów, 7 - powierzchnie vistuliańskich teras rzecznych i stożków napływowych, zbudowanych z piasku i żwirów, 8 - powierzchnie holoceńskich teras rzecznych i stożków napływowych, zbudowanych z piasku, żwirów, mułku i mad, 9 - torfowiska i tereny zabagnione, 10 - koryta rzeczne i rowy melioracyjne, 11 - wydmy, 12 - badane wydmy

doprądowych i zaprądowych stoków dowietrznych i zawietrznych (długością strzałek oznaczono wielkość upadu według załączonej skali), 1 - poziomice co 2,5 m, linia ograniczająca formę odpowiada jej podsta­

wie, 2 - ściany odsłonięć, 3 - linia przedstawionego przekroju, 4 - płaszczyzny strukturalnych osi ramion, 5 - piasek bezstrukturalny, 6 - piasek warstwowany, 7 - profile pomiaru biegu i upadu lamin przedstawio­

nych na diagramach oraz profile poboru prób piasku do analiz uziarnienia i obtoczenia

i kierunkiem upadu, ograniczone są płaskimi, zbieżnymi powierzchniami granicznymi, widocznymi w środkowej części po prawej stronie odsłonięcia. Tworzą one struktury doprądowe, powstałe w warunkach zmian kierunku wiatru, widziane w przekroju: A - równoległym do kierunku wiatru, B - skośnym do przeważającego kierunku wiatru

Fot. 16. Warstwowanie piasku w przekroju porzecznym dolnej części północno-zachodniego stoku, czołowej części wydmy koło Kłaja. Widoczna pozioma, a miejscami falista laminacja. W środkowej części odsłonięcia, po prawej stronie widoczna soczewka żwirków. Struktura związana z procesem miecenia piasku, odsłonięta w przekroju prostopadłym do przeważającego kierunku wiatru

z riplemarkami żwirkowymi, charakterystyczna dla struktur doprądowych. Laminy o dużej rozciągłości late- ralnej, kształtach prostych, nachylone pod niewielkim kątem w kierunku przeważąjącego wiatru, ograniczone są płaskimi powierzchniami defłacyjnymi, powstałymi wskutek ścięcia dowietrznej strony riplemarków

Fot. 18. Warstwowanie piasku w strukurach doprądowych riplemar­

ków wstępujących w płaszczyźnie horyzontalnej północno-zachodniego stoku czołowej części wydmy koło Kłaja. Tworzą je prostolinijne lami­

ny, układające się poprzecznie do przeważającego kierunku wiatru

Fot. 19. Przekątne warstwowanie piasku w profilu poprzecznym południowo-wschodniego stoku czo­

łowej części wydmy koło Kłaja: A - w przekroju równoległym do kierunku przemieszczania materiału, tworzą go słabo zaznaczające się, cienkie, prostolinijne przekątne laminy o dużej rozciągłości lateralnej i niezbyt dużych upadach, powstałe w wyniku opadania ziam, przenoszonych w suspensji po stronie za­

wietrznej, B - w przekroju prostopadłym do kierunku przemieszczania materiału, prostolinijne laminy leżą prawie horyzontalnie

W profilach pionowych ramion wydmy (104 próby) zaznaczają się bardzo gwał­

towne zmiany uziarnienia piasku (ryc. 27). Najczęściej dominuje w nim frakcja 0,5- 0,353 mm (34,0%), ale w niektórych poziomach znaczny udział ma również materiał znacznie drobniejszy 0,2-0,12 mm (18,3%). Może to świadczyć o zróżnicowaniu uziarnienia piasku podlegającego deflacji lub o dużych wahaniach prędkości wiatru (Nowaczyk 1986). Średnia średnica ziam dla poszczególnych stoków wynosi 0,28 i 0,31 mm (0,18-0,40 mm). Odpowiadają jej prędkości wiatru inicjującego transport powyżej 6 i 7 m/s (Nowaczyk 1986). Wysortowanie piasku zmienia się od dobrego do umiarkowanego - <5 = 0,61 i 0,72 (0,39-0,86).

Piasek budujący czoło wydmy jest bardziej jednorodny pod względem uziarnienia w profilach pionowych, wyraźnie natomiast różnicuje się w przekroju poprzecznym formy. W strukturach doprądowych stoku dowietrznego (16 prób) cechuje się podob­

nymi jak w obrębie ramion parametrami uziarnienia: frakcją podstawową 0,5-0,353 mm (31,2%), Mz = 0,32 mm (0,27-0,37 mm) i <5 = 0,72 (0,58-0,89). Piasek struktur zaprądowych w obrębie stoku zawietrznego (20 prób) jest znacznie drobniejszy o M. = 0,24 mm (0,22-0,27 mm) i mimo wyrównanego udziału ziam, aż czterech przedziałów frakcyjnych od 0,5 do 0,12 mm (20,8-24,2%) - lepiej wysortowany o 5 = 0,60 (0,48- 0,71). Wzrost wysortowania może być wynikiem powolnej sedymentacji materiału prze­

noszonego w suspensji (Mycielska-Dowgiałło 1980). Piasek wydmowy jest drobniej­

szy od piasku terasowego (14 prób), w którym dominuje frakcja 0,5-0,75 mm (22,0%), Al, = 0,30 mm (0,18-0,40 mm) i który jest znacznie gorzej wysortowany ó = 1,59 (1,06-2,51).

W obu rodzajach piasku największy, choć nie zawsze wyraźnie dominujący, udział mają ziarna półgraniaste. Wśród pozostałych ziarna graniaste przeważają ilościowo nad ziarnami obtoczonymi (ryc. 27). Piasek wydmowy jest jednak lepiej obtoczony od piasku podłoża. Wskaźnik obróbki wynoszący dla tego ostatniego 1022 (931-1093) wzrasta w piasku budującym ramiona wydmowe do 1100 i 1171 (1012-1285) oraz

Analizowana wydma powstała z połączenia trzech form. Jej ramiona tworzą wały podłużne o końcach powiązanych ze sobą za pośrednictwem wału poprzecznego. Kie­

runki zapadania lamin wskazują, że wszystkie te formy zostały usypane przez wiatr północno-zachodni. Sądząc z wzajemnego stosunku serii piasku budującego oba typy wydm, wał poprzeczny zaczął się tworzyć wówczas, gdy formy podłużne miały wyso­

kość zbliżoną do dzisiejszej, a ich stoki, sąsiadujące z obniżeniem deflacyjnym, nie były już nadbudowywane. Prawdopodobnie zachodziła jeszcze wówczas depozycja na stokach przeciwległych, o czym może świadczyć kierunek pochylenia płaszczyzn osi strukturalnych w stropowych częściach obu wałów. Ten sam kierunek wiatru wy- dmotwórczego, a przede wszystkim brak śladów gleb kopalnych na stokach wałów podłużnych sugeruje, że wszystkie elementy obecnej wydmy złożonej powstały pod­

czas jednej fazy wydmotwórczej.

Zróżnicowany przebieg depozycji prowadzącej do powstania obok siebie, prawie w tym samym czasie różnych typów wydm można wyjaśnić lokalnymi zmianami wa­

runków przepływu powietrza, spowodowanymi być może samym procesem rozwoju wydm (Fedorović 1940, Bagnold 1941, Doskać 1948, Trembaczowski 1967, Wilson 1972a, Petrov 1976, Lancaster 1983, Tsoar 1983, Szczypek 1986b). Znaczny wzrost wysokości i szerokości położonych w niewielkiej odległości od siebie wałów podłuż­

nych mógł doprowadzić do takiego zwiększenia prędkości wiatru w obniżeniu mię- dzywydmowym, że dalszy proces depozycji na okalających je stokach uległ zahamo­

waniu. O wzroście prędkości wiatru świadczą podcięcia tych stoków widoczne zarów­

no w odsłonięciu, jak i zarejestrowane ich większym nachyleniem w porównaniu ze stokami przeciwległymi. Na znaczne prędkości wiatru wskazuje również gruba frakcja piasku wynoszonego z obniżenia deflacyjnego i otaczających je stoków, a deponowa­

nego w postaci wału poprzecznego, jak również typ warstwowania w jego obrębie.

Wał poprzeczny został usypany w strefie spadku prędkości wiatru u wylotu wąskiego obniżenia między wydmami podłużnymi (Bagnold 1941). W wyniku połączenia koń­

ców wałów podłużnych formą poprzeczną powstała wydma pseudoparaboliczna. Jej czoło i ramiona zachowały jednak swoje odrębne cechy, zarówno strukturalne, jak i morfologiczne, dzięki temu, że powstała wydma złożona nie podlegała przemieszcza­

niu.