Granit z Bugaja ma 485 milionów lat
Marek Haber*, Stanis³aw Ha³as**
Egzotyczny granit z Bugaja, Karpaty fliszowe, zosta³ wydatowny metod¹ K/Ar. Uzyskany wynik (485±10 Ma) dla próbki biotytu wyseparowanego ze ska³y jednoznacznie wskazuje na jego uformowanie podczas orogenezy kaledoñskiej.
S³owa kluczowe: granit, datownie K/Ar, Karpaty fliszowe
Marek Haber & Stanis³aw Ha³as — Granite from Bugaj is 485 million years old (southern Poland). Prz. Geol., 49: 613–615. S u m m a r y. Exotic granite rock from Bugaj (Flysch Carpathians) was dated by a K/Ar method. The result (485±10 Ma) derived from a biotite specimen indicates that it was formed during the Caledonian orogeny.
Key words: granite, K/Ar dating, Flysh Carpathians
W Zarysie geologii Polski (Ksi¹¿kiewicz i in., 1965) stwierdzono, ¿e podobne stanowisko jak ska³ki andry-chowskie, zajmuje blok granitu w Bugaju ko³o Kalwarii Zebrzydowskiej. Ska³ki te mia³y byæ typowymi porwaka-mi tektonicznyporwaka-mi, oderwanyporwaka-mi od pod³o¿a przez p³aszczo-winê œl¹sk¹. Pogl¹d ten zosta³ wyra¿ony tak¿e w Budowie
geologicznej Polski — Karpaty (Ksi¹¿kiewicz, 1972),
gdzie napisano: „W sp¹gu p³aszczowiny magurskiej le¿¹ porwaki, przywleczone przez ni¹ z po³udnia, z bli¿ej nie-okreœlonych obszarów”. Tak¿e w Przewodniku
geologicz-nym ... (Unrug, 1969) znalaz³o siê potwierdzenie tej
koncepcji bowiem napisano w nim: „Granit wystêpuj¹cy w postaci bloków, zwany granitem z Bugaja stanowi porwak tektoniczny oderwany od pod³o¿a i przywleczony na swe dzisiejsze miejsce podczas fa³dowañ”. W publikacji okre-œlaj¹cej pozycjê petrologiczn¹ i geologiczn¹ granitu z Bugaja (Heflik & Konior, 1976) napisano: „A wiêc ze stre-fy najogólniej bior¹c na po³udnie od linii Rajcza–Nowy Targ pochodziæ mo¿e materia³ porwany przez nasuwaj¹c¹ siê p³aszczowinê podœl¹sk¹, a wœród niego tak¿e i bloki granitoidowe znane obecnie z Bugaja”.
Lokalizacjê granitu przedstawiono na ryc. 1, na zdjêciu (ryc. 2) widaæ zaœ zwart¹ grupê bloków granitowych ods³aniaj¹c¹ siê na d³ugoœci kilkunastu metrów. Podobnej wielkoœci bloki wystêpuj¹ jeszcze blisko siebie na odcinku ok. 30 m. Œwie¿¹ powierzchniê naturalnej wielkoœci okazu granitu ukazuje druga fotografia (ryc. 3).
Wielokrotnie przedstawiano póŸniej ró¿ne pogl¹dy na temat tego granitu, nawet w formie podejrzeñ, czy nie jest on jedynie wytworem bujnej wyobraŸni poszukiwaczy sensacji geologicznych. Trudno by³o bowiem uwierzyæ, ¿e w g³êbi ponasuwanych na siebie p³aszczowin fliszowych wystêpuje niespodziewanie kilkunastometrowy blok kremoworó¿owego granitu, w po³udniowym zboczu doliny rozcinanej potokiem Cedron. Mniej sceptyczni potwierdzali jego autentycznoœæ wysuwaj¹c co najwy¿ej przypuszczenia, ¿e zosta³ on ju¿ dawno wyeksploatowany na miejscowe potrzeby. Przytaczano przy tym jako argument — wiadukt nad pobliski-mi torapobliski-mi kolejowypobliski-mi na trasie Kraków–Zakopane, wybudo-wany z wyciosanych bloków granitowych, wykorzystywybudo-wany
przez pielgrzymki odwiedzaj¹ce kaplice Pi³ata i Piwnicy w kompleksie Drogi Krzy¿owej.
Z takimi rozterkami i w¹tpliwoœciami grupa studentów Wydzia³u Geologicznego AGH uda³a siê na wycieczkê geologiczn¹ w maju 1995 r., dochodz¹c do ods³oniêcia na podstawie opisu z przewodnika (Unrug, 1969). Ju¿ z odleg³oœci kilkudziesiêciu metrów przed skarp¹ ods³oniê-cia, w dnie meandruj¹cego tu potoku widaæ od czasu do czasu bielej¹cy gruz granitowy, co u³atwia jego odnalezie-nie. Niezwyk³oœæ znaleziska wyzwoli³a inicjatywê przy-wrócenia mu naturalnej postaci jako dodatkowej atrakcji turystycznej o charakterze geologicznym. Jeden ze studen-tów, mieszkaniec pobliskiej Kalwarii zredagowa³ z t¹ myœl¹ artyku³ Bugajska rewelacja, który wydrukowano w lokalnym czasopiœmie (Sypniewski, 1995).
Zosta³y w nim naœwietlone potencjalne walory tury-styczne granitu z Bugaja oraz jego ówczesne zaniedbanie. Podjêto te¿ próbê wyjaœnienia jego pochodzenia, tym razem — dzia³alnoœci¹ l¹dolodu ze zlodowacenia po³udniowo-polskiego. Pozostawa³o to w sprzecznoœci z hipotezami przedstawianymi w literaturze geologicznej, ale wywo³a³o inspiruj¹c¹ potrzebê wyjaœnienia, czy taka niekonwencjonalna koncepcja nie mo¿e byæ pozbawiona s³usznoœci. Nie uda³o siê bowiem odnaleŸæ argumentów jednoznacznie przemawiaj¹cych za któr¹œ z dotychczaso-wych hipotez, a nied³ugo potem ukaza³a siê publikacja o wkraczaniu zarówno w Karpaty, jak i w Sudety brze¿nej czêœci l¹dolodu zlodowacenia sanu 2 podczas zlodowaceñ skandynawskich (Lindner & Marks, 1995). Wczeœniej Lind-ner (1992) stwierdzi³, na podstawie wystêpowania gliny zwa³owej i g³azów narzutowych na linii Czchów–Wadowi-ce–Bielsko-Bia³a, ¿e lodowiec tam siêga³ wysokoœci 450–500 m n.p.m. Granit z Bugaja le¿y tymczasem poni¿ej wysokoœci 400 m i jakby na skraju rozleg³ego obni¿enia otwieraj¹cego siê tu od strony pó³nocnej na zapadlisko przedkarpackie, byæ mo¿e w³aœnie w wyniku dzia³alnoœci l¹dolodu. Spodziewaj¹c siê wyraŸnego odró¿nienia wieko-wego przynoszonych przez lodowiec g³azów narzutowych, przez okreœlenie wieku oczekiwano wyjaœnienia pochodze-nia tego zespo³u bloków granitowych.
Po ukazaniu siê z koñcem 1995 r. publikacji o mo¿li-woœci przeprowadzenia badañ wieku bezwzglêdnego w Pracowni Spektrometrii Mas Instytutu Fizyki na Uniwer-sytecie M. Curie-Sk³odowskiej w Lublinie (Ha³as, 1995), wykorzystano najbli¿sz¹ nadarzaj¹c¹ siê okazjê aby pod-daæ takiej próbie granit z Bugaja.
613 Przegl¹d Geologiczny, vol. 49, nr 7, 2001
*Zak³ad Geologii Ogólnej i Matematycznej, Akademia Górniczo-Hutnicza, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków
**Instytut Fizyki, Uniwersytet M. Curie-Sk³odowskiej, pl M. Curie-Sk³odowskiej 1, 20-031 Lublin;
Do badania przeznaczono monokryszta³y biotytu, wypreparowane mechanicznie ze œwie¿ego kawa³ka grani-tu i starannie oczyszczone pod binokularem z krystalicz-nych wrostków kwarcu i skaleni. Zawartoœæ potasu okreœlono metod¹ rozcieñczenia izotopowego, która jest najnowsz¹ technik¹ stosowan¹ w Pracowni Spektrometrii Mas (Ha³as & Maciocha, 2000). Uzyskany wynik na pro-centow¹ zawartoœæ potasu — %K = 7,60 — jest bardzo bli-ski wartoœci stechiometrycznej biotytu o wzorze KMg3[(OH,F)2çAlSi3O10]. Zawartoœæ argonu
radiogenicz-nego40Ar* (z rozpadu potasu-40) w biotycie wyznaczono
równie¿ metod¹ rozcieñczenia izotopowego (Ha³as, 1995). Zmierzona koncentracja 40Ar* wynosz¹ca 7,33
nanomo-li/gram oraz podany wy¿ej %K wskazuj¹ na wiek biotytu
wartoœæ 485±10 mln lat; szczegó³owe dane analityczne podano w tabeli 1.
Uzyskany wynik oznacza, ¿e biotyt a wiêc i ca³a ska³a granitu z Bugaja wykrystalizowa³a w czasie orogenezy kaledoñskiej, podobnie jak nieopodal doœæ p³ytko nawier-cone ska³y krystliniku rzeszotarskiego (g³êb. 846– 965 m), których wiek równie¿ metod¹ potasowo-argonow¹ okre-œlono na 430–460 mln lat (Borucki & Sa³dan, 1965). Ju¿ po pierwszym wierceniu, w oddalonych o dwadzieœcia parê kilometrów, Rzeszotarach (Petrascheck, 1909) S. Kreutz pisa³: „o krystaliniku Prakarpat wnosimy (z wyj¹tkiem wiercenia w Rzeszotarach) z bry³ egzotycznych” i nieco dalej: „w materiale piaskowców fliszowych znajdujemy te same elementy mineralne co w bry³ach i g³azach „egzo-tycznych”, które zatem nie s¹ „obce” otoczeniu.” Zalicza te¿ do nich miêdzy innymi granit bugajski wystêpuj¹cy w partiach czo³owych p³aszczowiny godulskiej ([W:] Nowak, 1927). Po wierceniu Rzeszotary 2 (Burtan, 1962), w którym ponownie nawiercono ska³y krystaliczne, tak¿e w rejonie Bielsko–Andrychów kilka otworów wiertni-czych dotar³o do granitoidów wykazuj¹c bezpoœrednio ich obecnoœæ w pierwotnym pod³o¿u. Analiza petrograficzna wykaza³a, ¿e mog³y one powstaæ w wyniku przeobra¿eñ wczeœniej zmetamorfizowanych ska³ osadowych przy udziale zjawisk metasomatycznych, o intensywnoœci prze-obra¿enia facji amfibolitowej (Heflik, 1970; Heflik & Konior, 1971). Charakteryzuj¹ je relikty mineralne upo-dabniaj¹ce granit z Bugaja do granitoidów z Wyspy Goryczkowej w Tatrach, ale odró¿nia je z kolei stopieñ nityzacji oraz sk³ad mineralny, tak¿e w odniesieniu do gra-nitoidów z obszaru Bielsko–Andrychów. Pod wzglêdem strukturalnym z kolei granit z Bugaja wykazuje podobie-ñstwo do granitoidów nawierconych w okolicach Kêt (Heflik & Konior, 1976). Ogólnie jednak zwraca siê uwa-gê, ¿e w obszarze Cieszyn–Rzeszotary ska³y pod³o¿a kry-stalicznego wykazuj¹ du¿¹ ró¿norodnoœæ (Heflik & Konior, 1974a) i nie znaleziono wœród nich bezpoœrednie-go odpowiednika granitu z Bugaja mimo zauwa¿enia gene-tycznych powi¹zañ (Heflik & Konior, 1974b). W pod³o¿u Karpat znajduj¹ siê pod osadami dolnego dewonu, zatem musz¹ byæ od niego starsze, a wiek 430–460 mln lat mia³by wskazywaæ na orogenezê sandomiersk¹, podobnie jak gra-nitu z Bugaja. Gnejs z pasma Granatów w Tatrach, którego wiek metod¹ rubidowo-strontow¹ wyznaczy³ Zinkiewicz (1973) na 408±12 mln lat jest nieco m³odszy, podobnie jak
614
Przegl¹d Geologiczny, vol. 49, nr 7, 2001
WARSZAWA KRAKÓW Ce dron granit granite 0 1 km S S ps ps S
Ryc. 1. Lokalizacja granitu z Bugaja. Obszary wystêpowania: S — p³aszczowina œl¹ska, ps — p³aszczowina podœl¹ska (wg zdjê-cia geologicznego Ksi¹¿kiewicza zestawili Szymakowska, 1964; ¯ytko, 1966 [In:] ¯ytko, 1966)
Fig. 1. Location of granite rock from Bugaj. Areas of occurrance: S — Silesian Nappe, ps — Sub-Silesian Nappe (according to Ksi¹¿kiewicz’s geological investigations, compared by Szyma-kowska, 1964; ¯ytko, 1965 [In:] ¯ytko, 1966)
Ryc. 2. Zwarta grupa bloków granitowych ods³aniaj¹ca siê w potoku na d³ugoœci ponad 10 m
Fig. 2. A compact series of granite blocks outcropped along a creek at a distance of more than 10 m
Ryc. 3. Œwie¿a powierzchnia prze³amu granitu z Bugaja. Wiel-koœæ naturalna
Fig. 3. A fresh fracture surface of granite rock from Bugaj. Natu-ral size
wiek hipotetycznego metamorfizmu okreœlany dla ca³ych Tatr na 410–430 mln lat (Burchart, 1970).
Wed³ug sugestii A. Œl¹czki (UJ) mo¿e wiêc to oznaczaæ jeszcze inn¹ koncepcjê pochodzenia tego granitu, jako blo-kowych obrywów z klifów wysp basenu karpackiego, podobnie jak prakarpacki materia³ fliszu powstaj¹cy z ich brzegów niszczonych erozj¹ morsk¹ (Nowak, 1927). Tym syngenetycznym cechom przeciwstawia siê koncepcja epi-genetyczna, w myœl której ró¿nej wielkoœci bloki i bry³y by³y wyrywane z pod³o¿a przez nasuwaj¹c¹ siê od po³udnia najbardziej zewnêtrzn¹ jednostkê fliszow¹, czyli p³aszczowinê podœl¹sk¹ (Heflik & Konior, 1976). Jedna-k¿e na mapie geologicznej (ryc. 1) granit jest umiejscawia-ny ju¿ poza ni¹, w obrêbie ³upków wierzowskich p³aszczowiny œl¹skiej (¯ytko, 1966; Ksi¹¿kiewicz, 1969), choæ w bezpoœrednim s¹siedztwie z widocznymi w oknach tektonicznych wychodniami p³aszczowiny podœl¹skiej.
Brak te¿ jednoznacznych przes³anek, ¿e zosta³ on porwany z okolic obecnych Tatr, podczas intensywnych fa³dowañ w okresie trzeciorzêdu i nasuniêty ku pó³nocy na ich dalekie przedpole. Zaokr¹glone kszta³ty niektórych tyl-ko bloków wskazuj¹ na wczeœniejszy udzia³ czynników erozyjnych, które poprzedzi³y przemieszczanie. Kilkadzie-si¹t metrów dalej w dó³ potoku, w zakolu jego pó³nocnej skarpy natrafiono ostatnio na œwie¿o ods³oniêty eliptyczny g³az, o d³u¿szej osi dochodz¹cej do 1 m, co mog³o by œwiad-czyæ zarówno o wp³ywie erozji morskiej, jak i lodowcowej.
Bloki egzotyczne w stropowych partiach p³aszczowiny podœl¹skiej lub tu¿ ponad ni¹, mog¹ wskazywaæ na odmianê sytuacji tektonicznej która zamyka³a g³êbokomorsk¹, drob-nookruchow¹ sedymentacjê zarówno w basenie podœl¹ski,m jak i œl¹skim. Takim kontrastowym, blokowym akcentem ruchów masowych mog³o zostaæ zainicjowane osadzanie coraz bardziej grubookruchowego materia³u p³aszczowiny œl¹skiej, na pocz¹tku jeszcze jako ³upków wierzowskich.
Nasuniêcie na przedpole p³aszczowin karpackich wraz z egzotycznym materia³em okruchowym wskazuje, ¿e podobnie jak materia³ p³aszczowin móg³by on pochodziæ z lokalnych wynios³oœci basenu karpackiego znajduj¹cych siê gdzieœ na po³udniu. Zak³adaj¹c zarówno syngenetyczn¹ — jako obrywów klifowych, jak i epigenetyczn¹ naturê egzotyków jako porwaków tektonicznych nale¿y za³o¿yæ ¿e pochodz¹ one spoza równole¿nika Rajcza–Nowy Targ (Heflik & Konior, 1976).
Okreœlenie wieku bezwzglêdnego granitu z Bugaja potwierdzi³o dodatkowo jego zwi¹zek z kaledoñskim pod³o¿em krystalicznym basenu karpackiego, ale wydaje siê, ¿e z racji powierzchniowego zalegania i zbie¿noœci z zasiêgiem zlodowaceñ skandynawskich nie wykluczy³o ostatecznie jego geologicznej roli jako eratyku. Dziêki zna-jomoœci wieku mo¿na go jeszcze porównywaæ z granito-idami kaledonidów skandynawskich, które wystêpuj¹c na powierzchni mog¹ pozwoliæ na bardziej jednoznaczn¹ weryfikacjê rozwa¿anych koncepcji.
Badania finansowane by³y z umowy KBN nr 11.140.598 w r. 2000.
Literatura
BURCHART J. 1970 — Ska³y krystaliczne wyspy Goryczkowej w Tatrach. Studia Geol. Pol., 32: 96–159.
BURTAN J. 1962 — Wiercenie Rzeszotary 2. (Komunikat wstêpny) Kwart. Geol., 6: 245–258.
BORUCKI J. & SA£DAN M. 1965 — Promieniotwórczoœæ naturalna i wiek bezwzglê-dny (K-Ar) ska³ krystalicznych z otworu Rzeszotary IG 2. Kwart. Geol., 9: 1–14.
HA£AS S. 1995 — Geochronologia izotopowa oparta na rozpadzie promieniotwórczym potasu-40. Prz. Geol., 43: 993–998.
HA£AS S. & MACIOCHA T. 2000 — Zastosowanie rozcieñczenia izotopowego do wyznaczania zawartoœci potasu, Mat. V Ogólnopol-skiej Sesji Nauk. pt. Datowania Minera³ów i Ska³. Kraków 10–12.02.2000: 17–23.
HEFLIK W. 1970 — Petrografia granitoidów z pod³o¿a utworów dewoñskich okolicy Kêt. Zesz. Nauk. AGH., 269, Geol., 13: 31–52. HEFLIK W. & KONIOR K. 1970 — Granitoidy w poddewoñskim pod³o¿u obszaru Bielsko–Andrychów. Kwart. Geol., 14: 283–289. HEFLIK W. & KONIOR K. 1971 — Pochodzenie i wiek utworów metamorficznych obszaru Cieszyn–Rzeszotary. Nafta, 27: 229–232. HEFLIK W. & KONIOR K. 1974a — Obecny stan rozpoznania pod³o¿a krystalicznego w obszarze Cieszyn–Rzeszotary. Inst. Geol. Biul., 273: 195–228.
HEFLIK W. & KONIOR K. 1974b — Zwi¹zek utworów metamorficz-nych pod³o¿a obszaru Cieszyn–Rzeszotary ze ska³ami krystalicznymi wyspy Goryczkowej Tatr. Kwart. Geol., 18: 324–333.
HEFLIK W. & KONIOR K. 1976 — Pozycja petrologiczna i geolo-giczna granitu z Bugaja. Rocz. Pol. Tow. Geol., 44: 321–375.
KSI¥¯KIEWICZ M. 1969 — Szkic geologiczny do wycieczki 10. Bro-dy–Lanckorona–Kalwaria Zebrzydowska. [W:] Unrug R., Przewodnik geologiczny po zachodnich Karpatach fliszowych. Wyd. Geol. KSI¥¯KIEWICZ M., SAMSONOWICZ A. & RUHLE E. 1965 — Zarys geologii Polski. Wyd. Geol.: 235, 236, 265–267.
KSI¥¯KIEWICZ M. 1972 — Budowa geologiczna Polski — Karpaty. Tom IV. Tektonika cz. 3. Wyd. Geol.: 121, 151–152.
LINDNER L. 1992 — Czwartorzêd: osady, metody badañ, stratygrafia. Wyd. PAE: 497–501.
LINDNER L. & MARKS L. 1995 — Zarys paleogemorfolkogii obsza-ru Polski podczas zlodowaceñ skandynawskich. Prz. Geol., 43: 591–594
NOWAK J. 1927 — Zarys tektoniki Polski. Wyd. Nak³adem Komit. Organiz. II Zjazdu Œ³owiañskich Geograf. i Etnograf. w Polsce, Kra-ków: 98–114.
PETRASCHECK W. 1909 — Ergebnisse neurer Aufschlusse im Rand-gebiete des galizischen Karbons. Verhandl. Geolog. Reichsanst., Wien. SYPNIEWSKI Z. 1995 — Bugajska Rewelacja. Wiadomoœci Kalwa-ryjskie, 6: 1–3.
UNRUG R. 1969 — Przewodnik geologiczny po zachodnich Karpa-tach fliszowych. Wyd. Geol.: 26–27, 113–120.
ZINKIEWICZ J. 1973 — Wyznaczanie wieku bezwzglêdnego ska³ metod¹ rubidowo-strontow¹. Prz. Geol., 21: 251–254.
¯YTKO K. 1966 — Szczegó³owa mapa geologiczna Polski (bez utwo-rów czwartorzêdowych) w skali 1 : 50 000. Wyd. tymczasowe. Rejon Karpat i przedgórza. Zesz. 2 — Kalwaria Zebrzydowska. Wyd. Geol.
615 Przegl¹d Geologiczny, vol. 49, nr 7, 2001
Argon Potas
Masa próbki 52,51 mg 42,72 mg
IloϾ znacznika 71,41x10-12mola38Ar 1018,11 mg
Stosunek izotopowy 40Ar/38Ar = 5,467 40Ar/36Ar = 20805 %40Ar* = 98,58 39K/41K = 7,75 Koncentracja 40Ar* = (7,33±0,01)x10-9 mola/g K = (7,60 ±0,15) % wag.
Tab. 1. Wyniki pomiarów koncentracji40
Ar* i potasu w bioty-cie wyseparowanym ze ska³y granitowej
Table 1 Results of concentration measurements of argon and potassium in biotite extracted from the granite
