Skala magnetostratygraficzna dla utworów retu i wapienia muszlowego
ze Œl¹ska i pó³nocnej czêœci Gór Œwiêtokrzyskich
Jerzy Nawrocki*, Joachim Szulc**
Syntetyczn¹ skalê zmian polarnoœci zestawiono opieraj¹c siê na kierunkach paleomagnetycznych uzyskanych ze 108 próbek, które pobrano z ods³oniêæ na Œl¹sku Opolskim, w okolicach Chrzanowa oraz w pó³nocnej czêœci Gór Œwiêtokrzyskich. Skalê tê skorelowano z wczeœniej opracowan¹ (Muttoni i in., 1998) skal¹ dla œrodkowego triasu z obszaru tetydzkiego. Z przeprowadzonej korelacji wynika, ¿e utwory retu w ca³oœci nale¿y paralelizowaæ z olenekiem. Sedymentacja utworów wapienia muszlowego na obszarze œl¹skim rozpoczê³a siê ju¿ w najwy¿szej czêœci oleneku. Na pó³nocnym obrze¿eniu Gór Œwiêtokrzyskich ostatnie ogniwa wapienia muszlowego nale¿y wi¹zaæ z wczesnym fassanem. Pocz¹wszy od póŸnego fassanu na obszarze tym osadza³y siê utwory facji kajpru.
S³owa kluczowe: Œl¹sk, Góry Œwiêtokrzyskie, magnetostratygrafia, ret i wapieñ muszlowy
Jerzy Nawrocki & Joachim Szulc —Magnetic polarity scale for the Roetian and Muschelkalk deposits from Silesia and northern part of the Holy Cross Mts (Poland). Prz. Geol., 48: 236–238.
Summary. A total of 132 samples of Roetian and Muschelkalk sediments from Silesia and northern part of the Holy Cross Mts were paleomagneticaly studied. Composite polarity scale has been constructed using a set of characteristic directions isolated in 108 sam-ples. This scale has been compared with the Middle Triassic magnetostratigraphic scheme established in the Tethyan realm (Muttoni et al., 1998). The comparison suggests that the whole Roetian should be included into the Olenekian. In the Silesia area, the Muschelkalk sedimentation started already in latest Olenekian time. The Muschelkalk sedimentation ceased in the northern margin of the Holy Cross Mts as early as in early Fassanian time and no more later as in late Fassanian time the other offshore parts of the Polish basin. The established magnetostratigraphic scheme along with the earlier constructed sequence stratigraphical framework (Szulc, 1999) enables a reliable chronostratigraphical correlation of the Middle Triassic throughout the entire Germanic basin.
Key words: Silesia, Holy Cross Mts, magnetostratigraphy, Roetian and Muschelkalk Blisko piêæ lat temu na ³amach Przegl¹du Geologicznego
zaprezentowano skalê magnetostratygraficzn¹ dla utworów czerwonego sp¹gowca, cechsztynu i pstrego piaskowca z obszaru Polski (Nawrocki, 1995). Korelacja tej skali ze skal¹ borealn¹ pozwoli³a na wyci¹gniêcie wielu wniosków natury stratygraficznej. Stwierdzono miêdzy innymi, ¿e dolny pstry piaskowiec odpowiada griesbachowi i wczesnemu dienerowi, natomiast dolna czêœæ œrodkowego pstrego piaskowca (for-macja pomorska) powstawa³a w tym samym czasie co osady górnego dieneru. Pozosta³e formacje pstrego piaskowca nale-¿y korelowaæ ze smithem i spatem. Cytowana praca nie dawa³a jednoznacznej odpowiedzi na temat wieku osadów retu. W póŸniejszej publikacji (Nawrocki, 1997) stwierdzono, ¿e jeœli istniej¹ podstawy biostratygraficzne, aby czêœæ retu w³¹czyæ do anizyku, to dane magnetostratygraficzne wska-zuj¹, ¿e wówczas nale¿y tak uczyniæ z ca³ym retem lub z wiê-ksz¹ jego czêœci¹. Problem pozycji chronostratygraficznej osadów retu zdefiniowano wiêc w sposób warunkowy. Jed-nym z celów badañ magnetostratygraficznych utworów wapienia muszlowego i retu by³o w³aœnie wyjaœnienie tej kwestii. Prezentowana tutaj skala magnetostratygraficzna powsta³a w ramach kolejnego etapu prac zmierzaj¹cych do opracowania modelu zmian polarnoœci magnetycznej w obrê-bie ca³ego profilu permu i triasu Polski.
Zakres i metodyka badañ magnetostratygraficznych
Badaniami paleomagnetycznymi objêto 132 próbki, które pobrano wiertark¹ polow¹ z utworów retu i wapienia
muszlowego Œl¹ska Opolskiego, okolic Chrzanowa i pó³nocnej czêœci Gór Œwiêtokrzyskich. Utwory retu opró-bowano w okolicy Chrzanowa w w¹wozie Podstoki ko³o Pogorzyc oraz w kamienio³omie w P³azie. Próbki z wy¿-szej czêœci utworów retu pobrano równie¿ w kamie-nio³omie w Gogolinie. Poszczególne ogniwa dolnego i œrodkowego wapienia muszlowego opróbowano w kamie-nio³omach w P³azie, Strzelcach Opolskich, Tarnowie Opolskim i Libi¹¿u. W w¹wozie w pobli¿u Nietuliska (pó³nocna czêœæ Gór Œwiêtokrzyskich) opróbowano wystê-puj¹ce tam utwory wapienia muszlowego obejmuj¹ce wy¿sz¹ czêœæ dolnego wapienia muszlowego oraz œrodko-wy i górny wapieñ muszloœrodko-wy.
Ka¿d¹ próbkê poddano standardowej analizie pale-omagnetycznej polegaj¹cej na pomiarach natê¿enia i kie-runku pozosta³oœci magnetycznej oraz na stopniowym rozmagnesowywaniu termicznym. Wyniki pomiarów opracowywano za pomoc¹ programu komputerowego bazuj¹cego na algorytmie Kirschvinka (1980). Rodzaj frakcji magnetycznej okreœlano analizuj¹c krzywe termo-magnetyczne oraz wykresy izotermicznej pozosta³oœci magnetycznej. G³ównym noœnikiem pierwotnej pozo-sta³oœci magnetycznej ska³ ze Œl¹ska jest drobnoziarnisty magnetyt, natomiast pierwotn¹ pozosta³oœæ ska³ z profilu Nietulisko nale¿y wi¹zaæ raczej z hematytem.
Syntetyczn¹ skalê zmian polarnoœci (tab. 1) zestawiono opieraj¹c siê na kierunkach charakterystycznych uzyska-nych ze 108 próbek. Wy¿sza czêœæ doluzyska-nych warstw gogo-liñskich, opróbowanych w ods³oniêciu P³aza, zosta³a ca³kowicie przemagnesowana w póŸnym triasie. St¹d na profilu magnetostratygraficznym mamy tutaj lukê. Kilka-naœcie próbek by³o ca³kowicie przemagnesowanych w kie-runku dzisiejszego pola. Polarnoœæ magnetyczn¹ w obrêbie utworów retu i dolnego wapienia muszlowego ustalono na 236
Przegl¹d Geologiczny, vol. 48, nr 3, 2000
*Pañstwowy Instytut Geologiczny, ul. Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa
**Instytut Nauk Geologicznych, Uniwersytet Jagielloñski, ul. Oleandry 2a, 30-063 Kraków
podstawie danych ze Œl¹ska. Skala dla górnego wapienia muszlowego powsta³a wy³¹cznie w oparciu o dane z Nietu-liska. Do konstrukcji diagramu zmian polarnoœci w œrodko-wym wapieniu muszloœrodko-wym pos³u¿y³y dane z Nietuliska i Libi¹¿a. Korelacjê poszczególnych warstw wapienia muszlowego z Gór Œwiêtokrzyskich i Œl¹ska (tab. 2)
wyko-nano opieraj¹c siê na interpretacji wyników badañ fauny konodontowej Trammera (1975), Zawidzkiej (1975) i Ptaszyñskiego (1981) oraz badañ krynoidów Hagdorna i G³uchowskie-go (1993) i Hagdorna ([W:] Zachar-ski, 1995).
Implikacje stratygraficzne
Skalê magnetostratygraficzn¹ z obszaru Polski skorelowano ze skal¹ zestawion¹ dla utworów oleneku – wczesnego ladynu z obszaru tetydz-kiego (tab. 1). Skala tetydzka powsta³a w oparciu o dane magneto-stratygraficzne uzyskane z repero-wych profili Albanii, Grecji i W³och (Muttoni i in., 1998). Osnowê korela-cji magnetostratygraficznej retu i wapienia muszlowego z Polski z syn-tetycznym profilem tetydzkim stano-wi³y przewodnie gatunki fauny konodontowej wspólne dla obydwu obszarów.
Pozycja chronostratygraficzna
retu. Zapis magnetostratygraficzny
w utworach retu z ods³oniêæ œl¹skich jest identyczny z zapisem, który wczeœniej otrzymano z rdzeni wiert-niczych otworów Otyñ IG-1 oraz Po³czyn IG-1 (Nawrocki, 1997). Analiza starszych od pelsonu frag-mentów skali z Polski i Tetydy jedno-znacznie wskazuje, ¿e dwie mi¹¿sze zony magnetostratygraficzne, zapisa-ne w recie, nale¿y korelowaæ z dwiema analogicznymi zonami ziden-tyfikowanymi w oleneku. Przyj-muj¹c, podobnie jak Kozur (1998, 1999), ¿e ret reprezentowa³by wcze-sny anizyk (tab. 1 — linia korelacyj-na ze zkorelacyj-nakiem zapytania) korelacyj-nale¿a³oby za³o¿yæ kilkakrotnie szybsze tempo sedymentacji utworów retu ni¿ wapienia muszlowego co jest jedno-znacznie sprzeczne z danymi sedy-mentologicznymi (Szulc, 1999). Poza tym trudno by³oby racjonalnie wyt³umaczyæ, dlaczego w egeju i bitynie prowincji tetydzkiej jest tylko jedna zona odwrotna, natomiast w recie i najwczeœniejszym wapieniu muszlowym s¹ a¿ trzy zony o takiej polarnoœci. Proponowana przez nas korelacja ca³ego retu z olenekiem, oparta na wynikach badañ magnetostratygraficznych, jest sprzeczna z ostatni-mi zestawieniaostatni-mi biostratygraficznyostatni-mi paralelizuj¹cyostatni-mi ret z anizykiem (Kozur, 1998, 1999; Visscher i in., 1993). Niniejszy schemat jest zgodny natomiast z licznymi
star-237 Przegl¹d Geologiczny, vol. 48, nr 3, 2000
Gora
¿d¿
eB.
Li
m
a
stri
at
a
Be
ds
£ukow
a
Be
ds
We
lle
nka
lk
Terebra
tula
B.
Dipl
opora
B.
Pec
tendi
s.B.
M
U
S
CH
E
L
K
A
L
K
G ogol inBe ds 0 20m 0 20m ? Roe ti a nW
oli
ca
Be
ds
Tarno
wice
B.
Wi
lkow
ice
B.
Ce
rat
ite
s
B.
Borus
zowic
eB.
Ka
rchow
ice
B.
Low er U ppe r IL LY RIA N BIT HY NIA N S P A T H I A NFA
SS
AN
IA
N
L
A
D
IN
IA
N
O
L
E
N
E
K
IA
N
P E L S O N I A NA
N
IS
I
A
N
P ar ag on do le llat ra m m er i Ne os pathodus koc ke li Ne ogondol el la re gal e Neogondol el lac or nut a no da ta no da ta ? ? Egean Bithynian Pelsonian Illyria n Fassani an Olene kian 1 2 3 EGEAN LONG. 241.2 Ma +0.8 -/ 0.6 H om eri Bul ga ric a Ba la toni cus s.l . Tri nodos us s.l . Cons tri ct a/ Cornut a Re itz i (N evadi te s) Se ce de nsis Exc el sa Curi oni i Inc lina ta Tramm eri Bi furc at a/ K oc ke li Rega lis Tim orens is Ism idi cum Os m ani Prohung -Subc ol um bi te s Aegeic. Japon. Mung. Gredleri polarnoœæmagn etyczna magn eticpolarity Œl ¹s k S ile si a G ór y Œw iê to kr zy sk ie H ol y C ro ss M ts .BASEN PERYTETYDY W POLSCE
PERI-TETHYS IN POLAND fa un ak on od on to w a co no do ntf au na litostratygrafia lithostratigraphy (Muttoni i in., 1998) zo nyk on od on to w e co no do ntz on es zo nya m on oi do w e am m on oi dz on es po dp iê tro su bs ta ge pi êt ro st ag e TETYDA TETHYS po la rn oœ æm ag ne ty cz na m ag ne ticp ol ar ity
Tab. 1. Skala magnetostratygraficzna dla utworów retu i wapienia muszlowego z Pol-ski i jej korelacja ze skal¹ magnetostratygraficzn¹ sporz¹dzon¹ dla utworów olene-ku, anizyku i ladynu z basenu tetydzkiego (Muttoni i in., 1998)
linie przerywane — linie korelacji magnetostratygraficznej, linie ci¹g³e — granice podpiêter, linia kropkowana — hipotetyczna linia korelacyjna w³¹czaj¹ca ca³oœæ retu do anizyku; czarnym (bia³ym) kolorem oznaczono polarnoœæ normaln¹ (odwrotn¹)
szymi korelacjami przypisuj¹cymi ca³oœci retu wiek wcze-snotriasowy (np. Pia, 1930; Senkowiczowa, 1962).
Granice wapienia muszlowego na tle podzia³u tetydz-kiego. Zonê odwrotnej polarnoœci z górnej czêœci retu
sko-relowano z zanotowan¹ w profilu tetydzkim zon¹ o tej samej polarnoœci, której strop znajduje siê jeszcze w wy¿-szym oleneku. Zgodnie z t¹ korelacj¹ sedymentacja utwo-rów wapienia muszlowego rozpoczê³a siê wiêc w polskiej czêœci basenu germañskiego ju¿ w najwy¿szej czêœci ole-neku. Z korelacji magnetostratygraficznej mo¿na wniosko-waæ równie¿, ¿e koniec sedymentacji wapienia muszlowego w NE obrze¿eniu Gór Œwiêtokrzyskich wypa-da³by w œrodkowej czêœci poziomu konodontowego excel-sa, czyli we wczesnym fassanie. Pocz¹wszy od póŸnego fassanu na obszarze pó³nocnego obrze¿enia Gór Œwiêto-krzyskich powstawa³y ju¿ utwory facji kajpru.
Autorzy sk³adaj¹ podziêkowania Jaros³awowi Zacharskiemu za wskazanie i pomoc przy opróbowaniu ods³oniêcia Nietulisko, a tak¿e Katarzynie Narkiewicz za informacje dotycz¹ce zmian w biostratygrafii konodontowej wapienia muszlowego. Pracê wykonano w ramach badañ statutowych Pañstwowego Instytutu Geologicznego (temat nr 6.20.9411.00.0) (J.N) oraz w ramach badañ statutowych UJ (DS. V/ING/5/97) (J.Sz).
Literatura
HAGDORN H. & G£UCHOWSKI E. 1993 — Palaeobiogeography and Strati-graphy of Muschelkalk Echinoderms (Crinoidea, Echinoidea) in Upper Silesia. [In:] Hagdorn H. & Seilacher A. (eds), Muschelkalk. Goldschneck V. Stuttgart: 165– 176.
KIRSCHVINK J. L. 1980 — The least squares line and plane and the analysis of paleomagnetic data. Geophys. J. R. Astron. Soc., 62: 699–718.
KOZUR H. 1998 — The Correlation of the Germanic Buntsandstein and Muschelkalk with the Tethyan Scale. Hallesches Jahrb. Geowiss., B (5): 97. KOZUR H. 1999 — The correlation of the Germanic Buntsandstein and Muschelkalk with the Tethyan scale. [In:] Bachman & Lerche (eds), Epiconti-nental Triassic. Zent. Geol. Paläntol., 7–8: 701–726.
MUTTONI G., KENT D. V., MECO S., BALINI M., NICORA A., RETTORI R., GAETANI M. & KRYSTYN L. 1998 — Towards a better definition of the Middle Triassic magnetostratigraphy and biostra-tigraphy in the Tethyan realm. Earth Pla-net. Sc. Lett., 164: 285–302.
NAWROCKI J. 1995 — Skala magneto-stratygraficzna dla utworów czerwonego sp¹gowca, cechsztynu i pstrego piaskow-ca z obszaru Polski. Prz. Geol., 43: 1027–1029.
NAWROCKI J. 1997 — Permian to Ear-ly Triassic magnetostratigraphy from the Central European Basin in Poland: Implications on regional and worldwide correlations. Earth Planet. Sc. Lett., 152: 37–58.
PIA J. von 1930 — Grundbegriffe der Stratigraphie mit Ausführlicher Anwendung auf die europäische Mitteltrias. Deuticke V. Leipzig. PTASZYÑSKI T. 1981 — Konodonty w wapieniu muszlowym okolic Nietuliska (pó³nocne obrze¿enie Gór Œwiêtokrzyskich. Mat. V Konf. Paleontol. Kielce–Sosnowiec: 45–51.
SENKOWICZOWA H. 1962 — Wp³ywy fauny alpejskiej w osadach retu i wapienia muszlowego na obszarach Polski. Ksiêga Pami¹tkowa ku czci prof. Jana Samsonowicza: 239–257.
SZULC J. 1999 — Anisian-Carnian evolution of the Germanic basin and its eustatic, tectonic and climatic controls. [In:] Bachman & Lerche (eds), Epicontinental Triassic. Zent. Geol. Paläntol., 7–8: 813–852. TRAMMER J. 1975 — Stratigraphy and facies development of the Muschelkalk in south-western Holy Cross Mts. Acta Geol. Pol., 25: 179–216.
ZACHARSKI J. 1995 — Stratygrafia i sedymentologia utworów wapienia muszlowego NE obrze¿enia Gór Œwiêtokrzyskich. Arch. UJ. ZAWIDZKA K. 1976 — Conodont stratigraphy and sedimentary envi-ronment of the Muschelkalk in Upper Silesia. Acta Geol. Pol., 25: 217–257.
VISSCHER H., BRUGMAN W. A. & VAN HOUTE M. 1993 — Chro-nostratigraphical and Sequence Stratigraphical Interpretation of the Palynomorph Record from the Muschelkalk of the Obernsees Well, South Germany. [In:] Hagdorn H. & Seilacher A. (eds), Muschelkalk. Goldschneck V. Stuttgart: 145–152.
238
Przegl¹d Geologiczny, vol. 48, nr 3, 2000
Góry Œwiêtokrzyskie Górny Œl¹sk
Upper Silesia Holy Cross Mts
litostratygrafia
lithostratigraphy lithostratigraphylitostratygrafia
sekwencje depozycyjne depositional sequences polarnoϾ polarity polarnoϾ polarity chronostratygrafia chronostratigraphy Ceratites Beds Pecten discites Beds
Lima striata Beds £ukowa Beds Faliste Beds (Wellenkalk) Wolica Beds Wilczkowice Beds 2 Gypsum Bedsnd Intergypsum Beds 1 Gypsum Bedsst
Radoszyce Beds Rot Dolomite ..
..
Rot Limestone Myophoria Beds Lower Gogolin Beds Upper Gogolin Beds Gora¿d¿e Beds Terebratula Beds Karchowice Beds Diplopora Beds Tarnowice Beds Wilkowice Beds Boruszowice Beds L1 S1 A3 A4 A2 S2 A1 Egean Bithynian Pelsonian Illyrian Fassanian Olenekian L adi ni an A n is ia n U ppe r U ppe r M us che lka lk M us che lka lk M iddl e M iddl e Musch elka lk Mus che lka lk M us che lka lk M us che lka lk L ow er L ow er Rot Rot .. .. ? no data no data
Tab. 2. Korelacja stratygraficzna utworów retu i wapienia muszlowego Œl¹ska i Gór Œwiêtokrzyskich. W tabeli naniesiono równie¿ sekwencje depozycyjne ( wg Szulca, 1999, zmodyfikowane)
