Olistolit w śródlądowych osadach miocenu rowu Kleszczowa

(1)

Olistolit w œródl¹dowych osadach miocenu rowu Kleszczowa

Leopold Wiktor Czarnecki*

Olitstolith in inland the Miocene sediments of the Kleszczów Graben. Prz. Geol., 52: 899–902.

S u m m a r y: The paper presents the problem of gravity-induced fossil surface mass movements. Along the margins of the Miocene inland basin formed in the Kleszczów Graben, Upper Cretaceous marls forming its northern wall underwent eboulement. Such frag-ments of older rocks hosted within the younger marine sedifrag-ments are known as “olistoliths”. However, this term has been applied to up to date to structures known from the marine basin shores. This paper describes such a feature occurring at the margin of a continental freshwater basin. As the genesis and formation mechanisms of both structures are identical, it is proposed to extend the usage of the term “olistolith” to cover the inland occurrences, as well.

Key words: gravitational rock movements, Miocene, inland basin, Upper Cretaceous, olistolith

Rów Kleszczowa jest najg³êbszym znanym zapa-dliskiem neotektonicznym na obszarze Ni¿u Polskiego,

który jest wype³niony neogeñskimi utworami,

zawieraj¹cymi wêglonoœne osady eksploatowane w kopal-ni odkrywkowej KWB „Be³chatów”. Zosta³ uformowany w obrêbie osadów mezozoicznych wzd³u¿

równole¿niko-wo zorientowanych stref dyslokacyjnych, tn¹cychskoœnie

laramijskie struktury fa³dowe, jak np. antyklina £êkiñska, czy synklina Brudzic (Gotowa³a & Ha³uszczak, 1992). Poprzecinany jest wieloma diagonalnymi dyslokacjami, prawdopodobnie przesuwczymi (ryc. 1) .

Podczas robót wiertniczych maj¹cych na celu rozpo-znanie zagro¿eñ osuwiskowych w rejonie linii przekrojów geologicznych 62SN–60SN, w wielu otworach stwierdzo-no wystêpowanie ska³ marglistych mezozoiku (mi¹¿szoœci ok. 20 m) na osadach mioceñskich kompleksu wêglowego i podwêglowego. Przyczyna odwrócenia nastêpstwa warstw jest przedmiotem artyku³u, gdy¿ bli¿sza analiza budowy tej strefy wskazuje, i¿ nie jest to uskok odwrócony. Mo¿liwoœæ wystêpowania tu mioceñskich wielkoskalowych ruchów osuwiskowych, zwi¹zanych z synsedymentacyjnym

cha-rakterem Rowu Kleszczowa, jestistotna dla oceny

statecz-noœci sta³ych zboczy wyrobiska górniczego.

Rejon omawianych prac wiertniczych le¿y w strefie pó³nocnego uskoku brze¿nego nr 3 (UNB nr 3). Budowê geologiczn¹ tego obszaru prezentuje ryc. 2. Skrzyd³o wisz¹ce uskoku zbudowane jest z osadów jury górnej

reprezentowanej przezszare marglez lokalnie

rozwiniêty-mi brekcjarozwiniêty-mi tektonicznyrozwiniêty-mi, prze³awicaj¹ce siê z wapie-niami mikrytowymi. Powy¿ej zalegaj¹ utwory kredy górnej reprezentowanej przez osady albu, cenomanu i turo-nu. Osady albu i cenomanu to g³ównie czarne plastyczne i³y oraz s³abozwiêz³e piaskowce i piaski z fosforytami i glaukonitem. Osady turonu s¹ reprezentowane przez opoki z czertami i licznymi nieregularnymi, zielonkawymi smu-gami ilastymi, bardzo czêsto podœcielone bezwapnistymi i³ami silnie zbrekcjonowanymi. Ods³oniête obecnie w wyrobisku górniczym osady turonu maj¹ mi¹¿szoœæ 10 m. Kontakt z osadami kenozoicznymi jest erozyjny, podkreœlony obecnoœci¹ warstwy bruków krzemiennych o mi¹¿szoœci do 1,5 m. Powy¿ej zalegaj¹ ró¿noziarniste (naprzemiennie)

brunatne piaski ikilkumetrowej mi¹¿szoœci warstwy

zielo-nych i³ów, zaliczane do nadwêglowego kompleksu

ila-sto-piaszczystego, wieku plioceñskiego (Czarnecki i in., 1992). Strop pod³o¿a mezozoicznego w omawianym rejo-nie, ods³oniêty obecnie w wyrobisku górniczym, zalega na rzêdnej ok. +78 m n.p.m.

Osady buduj¹ce skrzyd³o zrzucone to, obok osadów mezozoicznych, g³ównie utwory kenozoiczne zaliczane do trzeciorzêdowych kompleksów:

podwêglowego,

wêglowego

ilasto-wêglowego

ilasto-piaszczystego

Osady mezozoiczne s¹ identyczne jak w skrzydle wisz¹cym. Zrzucone s¹ ku po³udniowi o ok. 250 m i zale-gaj¹ na rzêdnej ok. –150 m p.p.m.

Kompleks podwêglowy stanowi¹ osady

piasz-czysto-ilaste z nielicznymi przewarstwieniami wêgli zale-gaj¹cymi subhoryzontalnie, poddartymi jedynie w strefach przyuskokowych. Mi¹¿szoœæ kompleksu wynosi do 100 m. Kompleks wêglowy to g³ównie ksylitowo-ziemiste wêgle brunatne, w brze¿nych strefach zbiornika z wk³adkami piasków i i³ów zawêglonych oraz z piêcioma przewar-stwieniami paratonsteinów, o numerach Ts3 (stropowy dla ca³ego kompleksu), Ts4, Ts5, Ts6 i Ts7 (sp¹gowy dla ca³ego kompleksu; Bryk i in., 1994). Mi¹¿szoœæ kompleksu wynosi ok. 90 m. Osady tego kompleksu zaliczane s¹ do miocenu dolnego (otnang–karpat; Czarnecki i in., 1992). Kompleks ilasto-wêglowy to zielone i³y oraz piaski pylaste i drobnoziarniste z przewarstwieniami mu³ków

szarozielo-nych. W obrêbietego kompleksuwystêpuje pok³ad wêgla

ksylitowo-ziemistego nazwany pok³adem A, w stropie któ-rego wystêpuje paratonstein Ts2. Mi¹¿szoœæ kompleksu na obszarze z³o¿a wynosi do 80 m; w rejonie uskoku jest on

znacznie zredukowany, zachowany jedyniew synklinach

przyuskokowych gdzie jego mi¹¿szoœæ wynosi ok. 20–30 m. Ca³oœæ kompleksu zaliczana jest do miocenu dolnego — karpat (Czarnecki i in., 1992). Sp¹g kompleksu ilasto-piaszczystego wyznacza, podobnie jak w skrzydle wisz¹cym, warstwa bruków krzemiennych. W strefie do 200 m od krawêdzi uskoku brze¿nego zalega ona na osa-dach kompleksu ilasto-wêglowego, ale w rejonie otworów konturuj¹cych olistolit od po³udnia le¿y bezpoœrednio na

osadach kompleksu wêglowego. Osady kompleksu

ilasto-piaszczystego s¹ wykszta³cone identycznie jak w skrzydle wisz¹cym.

Wed³ug opisu Szewczyk (Szewczyk, 2000), np. w otworze 1483B, przewiercane ska³y mezozoiczne to gór-nokredowe margle, ograniczone tektonicznymi kontaktami w stropie i sp¹gu. Znamienny jest fakt, i¿ kontakt stropowy

to lustra tektoniczne o upadach 30–70o

, zaœ kontakt sp¹gowy jest tektonicznym kontaktem subhoryzontalnym

o upadzie od 5 do 10o

(ryc. 3). Stwierdzone w rdzeniu

war-stwowania oraz œlizgi maj¹ nachylenie od 30 do 90o

. W otworze 1483B s¹ one poprzedzielane osadami trzeciorzê-dowymi (ryc. 4), co mo¿e wskazywaæ na etapowoœæ

powstawania struktury, b¹dŸ podzia³ na mniejsze bloki.

899

Przegl¹d Geologiczny, vol. 52, nr 9, 2004

*Kopalnia Wêgla Brunatnego „Be³chatów” S.A. z siedzib¹ w Rogowcu, skrytka pocztowa 100; 97-400 Be³chatów;

(2)

Blok skalny podœcielaj¹ zielone i³y bezwapniste oraz brunatne i³y zapiaszczone zalegaj¹ce poziomo (ryc. 3). W efekcie otrzymujemy strukturê o d³ugoœci 160–170 m, sze-rokoœci od 20 do 30 m i mi¹¿szoœci do 20 m. Jej lokalizacjê w planie ilustruje ryc. 5. Objêtoœæ bloku wynosi ok. 74 tys.

m3, tj. ok. 160 tys. ton.

Analiza danych geologicznych w odwierconych w tej strefie otworach dostarcza nastêpuj¹cych danych:

w otworach przewiercaj¹cych blok poni¿ej

stwier-dzono osady bagienno-jeziorne reprezentowane przez i³y zawêglone lub wêgle brunatne, ilaste i ksylitowo-ziemiste. W niektórych otworach, np. otworze 1483B (ryc. 3) w ich obrêbie opisana jest warstwa paratonsteinu Ts7, wyzna-czaj¹ca sp¹g kompleksu wêglowego. Osady zalegaj¹ce poni¿ej bloku skalnego s¹ niezaburzone, upady warstw

wahaj¹ siê od 0 do 10o.

900

wysad solny Dêbina Dêbina salt diapir

uskok Kamieñsk-¯³obnica Kamieñsk-¯³obnica Fault uskok Kleszczów-Kodr¹b Kleszczów-Kodr¹b Fault uskok œrodkowy Central Fault centralna czêœæ z³o¿a Be³chatów central part of the Be³chatów deposit uskok Widawki Widawka Fault £ódŸ Warszawa rów II-rzêdu II-order graben rejon wystêpowania olistolitu olistolith site synklina Brudzic

Brudzice Syncline £êkiñsko Antyclineantyklina ³êkiñska UNB nr 3 UNB nr 2 USB nr 1 USB n r 1a USB nr₁ USB nr₁ UNB nr2 UNB nr 3 UNB nr 2 UNB nr 3 UNB nr 3 UNB nr 2 USB nr 1 USB nr 1 Cr2 J2 J3 J1 Cr2 J3 Cr2 J3 J3 J3 J2 J1 J1 J2 J3 Cr2 Cr2 J3 Cr2 J3 kreda górna Upper Cretaceous jura górna Upper Jurassic jura œrodkowa Middle Jurassic jura dolna Lower Jurassic

uskok po³udniowy brze¿ny nr 1a

No. 1a Southern Marginal Fault

uskoki

faults

uskoki przesuwcze

diplacement faults

granice wydzieleñ stratygraficznych

boundaries of stratigraphic units

USB nr 1 USB nr 1a UNB nr 2

UNB nr 3 uskok pó³nocny brze¿ny nr 3_{No. 3 Northern Marginal Fault}

uskok pó³nocny brze¿ny nr 2

No. 2 Northern Marginal Fault

uskok po³udniowy brze¿ny nr 1

No. 1 Southern Marginal Fault

N

Ryc. 1. Ogólny rys strukturalny centralnej czêœci rowu Kleszczowa wg Sowiñskiego (2001) Fig. 1. General structural pattern of central part of the Kleszczów Graben after Sowiñski (2001)

80 70 60 50 40 30 20 10 0 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 m n.p.m. m a.s.l. 0 20 40 60 m 1482B 85DP 73C-1P 1471B UNB nr 3 Cr2-turon Cr2-alb/cen. J3-km 1472B 1472Bbis 1482B K. I-P K. W. wyrobisko projektowane designed pit w y r o b i s k o a k t u a l n e c u r r e n t p i t K. I-W. pok³ad A lignite seam A K. PW. olistolit olistolith Cr2-turon Cr2-alb/cen. J3-km UNB nr 3 K. I-P K. I-W. K. W. K. PW. pok³ad A kompleks ilasto-piaszczysty clayey-sandy complex kompleks ilasto-wêglowy clayey-coal complex kompleks wêglowy lignite complex kompleks podwêglowy sub-lignite complex

pierwszy pok³ad wêgla A

No. I lignite seam A

otwór wiertniczy

borehole uskok i wzglêdny ruch wzd³u¿ powierzchni uskoku_{fault and relative slip along fault surface}

kreda górna, turon

Upper Cretaceous, Turonian

kreda górna, alb-cenoman

Upper Cretaceous, Albian-Cenomanian

jura górna, kimeryd

Upper Jurassic, Kimeridgian

Ryc. 2 Schematyczny przekrój geologiczny S–N przez rejon wystêpowania olistolitu Fig. 2 Schematic geological cross section S–N through the olistolith site

(3)

mi¹¿szoœæ wêgla nad blokiem skalnym wynosi od 30 do 40 m. Osady wystêpuj¹ce nad blokiem cechuje silny stopieñ zaburzeñ, powierzchnie stropu i sp¹gu warstw oraz

powierzchnie spêkañ i uskoków wykazuj¹ upady do 70o

. Kontakty œródwarstwowe s¹ ostre i cechuj¹ siê obecnoœci¹ œlizgów tektonicznych. W otworach stwierdzono upady

warstw paratonsteinów do 50o(ryc. 3).

w otworach po³o¿onych na pó³noc od strefy bloku

mi¹¿szoœæ wêgla spada do kilkunastu metrów, kontakty

œródwarstwowe s¹ zaburzone, ale w mniejszym stopniu.

Upady warstw wahaj¹ siê od 20 do 40o

i ulegaj¹ poddarciu w strefie uskoku brze¿nego pó³nocnego nr 3 (ryc. 2).

Analiza budowy geologicznej w rejonie wystêpowania warstw odwróconych pozwala stwierdziæ, i¿ wystêpuj¹ca w strefie brze¿nej rowu struktura górotworu charakteryzu-je siê nastêpuj¹cymi cechami:

zmienn¹ mi¹¿szoœci¹ wêgla, malej¹c¹ ku pó³nocy

oraz ku zachodowi, a tak¿e wzrastaj¹c¹ iloœci¹ przek³adek p³onnych w wêglu pok³adu g³ównego.

poddarciem wêgla przy uskoku brze¿nym

pó³noc-nym nr 3.

wystêpowaniem powy¿ej sp¹gowego paratonsteinu

Ts7 ska³ margli kredowych, le¿¹cych w otoczeniu m³odszych osadów mioceñskich. Warstwy poni¿ej bloku charakteryzuje subhoryzontalne zaleganie. Osady powy¿ej bloku s¹ zaburzone.

zaburzeniem warstw wêgla, spiêtrzonych w formie

antykliny o przebiegu pocz¹tkowo NE–SW, nastêpnie ENE –WSW oraz synkliny o zbli¿onym przebiegu, w obrê-bie której wystêpuj¹ osady kompleksu ilasto-wêglowego z pok³adem wêgla A, zachowanym jedynie w skrzydle po³udniowym synformy. Ca³oœæ struktury jest œciêta powierzchni¹ erozyjn¹.

Budowa geologiczna ods³oniêta na skarpie VI piêtra

górniczego potwierdza wystêpowanie intensywnych

zaburzeñ górotworu zalegaj¹cego nad omawiana struktur¹. Na skarpach zbocza sta³ego pó³nocnego, w rejonie otworu 1450Bbis stwierdzono wystêpowanie fragmentu ska³ mezozoicznych zalegaj¹cych w skrzydle zrzuconym pó³nocnego uskoku brze¿nego nr 3 (UNB nr 3). Budowê geologiczn¹ w tym rejonie prezentuje ryc. 5.

901

m n.p.m. m a.s.l. +50,0 +20,0 +40,0 +30,0 +10,0 +0,0 –10,0 –20,0 –30,0 –40,0

1483B

40° 50° 35° 35° 45° 45° 45° 45° 45 55°- ° 45° 65° 55° 45° 45 55°- ° 65° 65° 30° 70 90°- ° 80° 10° 45° 10° 0° Ts-3 Ts-4 Ts-5 Ts-7 0° Ts-5 50° 50° 50° piasek sand mu³ek mud i³ clay i³ zawêglony coaly clay rumosz rubble wêgiel brunatny lignite piaskowiec sandstone mu³owiec mudstone margle marls tonstein/kolejny numer tonstein/consecutive number zlustrowanie slickensiding kontakt strop/sp¹g roof/bottom contact angle zaleganie poziome horizontal beds warstwowanie bedding angle

Ryc. 3. Profil otworu 1483B przewiercaj¹cego olistolit

Fig. 3. Lithostratigraphic column of well 1483B penetrating the olistolith

Ryc. 4. Zdjêcie olistolitu w otworze 1483B Fig. 4. Olistolith photograph in well 1483B

(4)

Wnioski

W geologii dynamicznej struktury podobne do opisanej, tworz¹ce siê przy wspó³udziale si³y grawitacji, nazywa siê olistolitami a tak¿e blokami œlizgowymi lub zeœlizgowy-mi.

W przypadku rowu Kleszczowa skarpa brze¿na basenu jeziornego, bêd¹ca jednoczeœnie skarp¹ uskokow¹, by³a zbudowana z ró¿nych litologicznie osadów. Obsuniêcie mog³o byæ spowodowane poprzez sufozyjne wymywanie piasków przez wyp³ywaj¹ce z brzegu rowu wody i w efekcie erozji wstecznej podciêcie wy¿ej zalegaj¹cych odpornych warstw margli kredy górnej. Na skutek dzia³ania grawitacji blok margli zsun¹³ siê wzd³u¿ i³ów podœcielaj¹cych margle w pierwotnie istniej¹cy tu zbiornik bagienno-jeziorny. Uruchomienie powy¿szego procesu by³o mo¿liwe w momencie, gdy powierzchnia torfowiska narastaj¹cego w trakcie subsydencji dna rowu, osi¹gnê³a wychodniê pia-sków kredowych. Wysokoœæ skarpy uskokowej w tym momencie wynosi³a nie mniej ni¿ 20 m.

Przedstawione dane wskazuj¹, ¿e po obsuniêciu siê oli-stolitu do bagniska nast¹pi³o dalsze powolne jego zarasta-nie, a¿ do przykrycia bloku skalnego przez torfowisko. Zmniejszona w stosunku do centralnych partii mi¹¿szoœæ warstw wêgla pozwalaj¹ s¹dziæ, ¿e zarówno blok skalny jak i przykrywaj¹cy go wêgiel zalega³y w brze¿nych par-tiach zbiornika. Po³o¿enie bloku skalnego w stosunku do uskoku brze¿nego pó³nocnego nr 3, mierzone wzd³u¿ powierzchniowego ciêcia po izolinii –30 m p.p.m., wynosi ok. 100 m. To przemieszczenie horyzontalne nale¿y wi¹zaæ z II etapem tworzenia siê rowu, przypadaj¹cym na koniec miocenu. Wtedy to, po wype³nieniu rowu poprzez osady

kompleksu wêglowego i ilasto-wêglowego nastêpuj¹ pio-nowe ruchy dŸwigaj¹ce brzegi rowu (Gotowa³a & Ha³uszczak, 1992). Efektem prawdopodobnie tych pro-cesów jest przemieszczenie siê olistolitu ku po³udniowi oraz zdeformowanie osadów mioceñskich. Istotnym mo¿e byæ fakt, ¿e w rejonie linii przekroju geologicznego 61SN nastêpuje skrzy¿owanie uskoku brze¿nego pó³nocnego nr 3 z jedn¹ z ga³êzi regionalnej dyslokacji Kodr¹b–Kleszczów (Gotowa³ai in., 1994).

Literatura

BRYK D., MATL K. & WAGNER M. 1994 — Uwagi o zró¿nicowa-niu sk³adu mineralnego paratonsteinów ze z³o¿a „Be³chatów” i jego zastosowanie do korelacji pok³adów wêgla. XVII Sympozjum, Geolo-gia Formacji Wêglonoœnych Polski, 1994: 13–16.

CZARNECKI L. & FRANKOWSKI R. & KUSZNERUK J. 1992 — Syntetyczny profil litostratygraficzny utworów trzeciorzêdowych z³o¿a „Be³cha-tów”. XV Sympozjum, Geologia Formacji Wêglonoœnych Polski, 1992: 11–15. GOTOWA£A R. & HA£USZCZAK A. 1999 — Pozycja i g³ówne etapy m³odoalpejskiego rozwoju rowu Kleszczowa w œwietle badañ mezostruk-turalnych w odkrywce KWB „Be³chatów” i numerycznej analizy wyników wierceñ. XX Konf. terenowa Sekcji Tektonicznej, Pol. Tow. Geol.: 23–38. HA£USZCZAK A., GOTOWA£A R. & CZARNECKI L. 1994 — Uskok Folwark — problem tektoniki przesuwczej w zachodniej czêœci odkrywki Be³chatów. I Konferencja naukowo-techniczna „Tektonika Rowu Kleszczowa — stan badañ i g³ówne zadania w aspekcie eksplo-atacji górniczej.” Mat. Konf.: 120–121.

SZEWCZYK E. 2000 — Litologia i stratygrafia utworów pod³o¿a mezozoicznego na obszarze Pola „Be³chatów” — praca naukowo-ba-dawcza, etap III, 2000 r, Archiwum KWB „Be³chatów” S. A. SOWIÑSKI L. 2001 — Opracowanie syntetycznej mapy tektonicznej i izoliniowej pod³o¿a mezozoicznego pola „Be³chatów” i pola „Szczer-ców” pomiêdzy liniami 12–95 SN w skali 1: 5000 i 1: 25000 w grani-cach terenu górniczego — PROGiG Sp. z o.o. Wroc³aw, paŸdziernik 2001 r.

902

N 60SN 0,010,020,0 40,0 60,0 80,0 100,0m 60/22,5 -188,4 61/22,5 -144,6 1482B -42,7 85D 18,5 85DP 47,5 60/23 34,5 75C 64,5 74C 72,0 61/23 15,9 84D 36,7 83D 29,7 83DP 22,7 82D -15,4 -27,462/23,25 62/23,5 59,3 74C-1 2/79 73C-1P 73C-1 72C-1P 72C-1 1459Bbis 1450Bbis Kt-100 -120,2 1483B 82D-1P 1471B 1450B -10,1 1440B -12,1 1459B UNB nr3 UNB nr 3 60SN 62SN +62 +56 +62 +67 +57 +55 +67 +80 Cr2-turon Cr2-turon Cr2-alb/cen. J3-km 1483B 1482B -42,7 Cr2-turon Cr2-alb/cen. J3-km UNB nr 3 +55 wapienie limestones margle marls mu³owce mudstones i³owce claystones piaski sands powierzchnia erozyjna erosional area

obszar wystêpowania olistolitu

olistolith area

skarpa wyrobiska

pit slope

uskoki

faults

linie przekrojów geologicznych

geological cross-sections lines

otwór przewircaj¹cy olistolit

borehole penetrating the olistolith

otwór wiertniczy/strop mezozoiku

borehole/roof surface of Mesozoic basement

rzêdna poziomu wyrobiska (m n.p.m.)

elevation of pit floor (m a.s.l.)