Elementy strukturalne polskich Karpat a program g³êbokich wierceñ (ICDP)
Krzysztof Birkenmajer*
W polskich Karpatach mo¿na wyró¿niæ nastêpuj¹ce g³ówne elementy strukturalne: Karpaty centralne, pieniñ-ski pas ska³kowy, sarmacki pokolizyjny ³uk andezytowy Pienin, Karpaty zewnêtrzne (fliszowe), miocen zapadliska przedkarpackiego, platforma œrodkowoeuropejska pod Karpatami. Wybór miejsca ewentualnych g³êbokich wier-ceñ jest uzale¿niony od wagi nierozwi¹zanych problemów geologicznych, jak te¿ od dotychczasowego stanu ich roz-poznania g³êbokimi wierceniami.
Karpaty centralne. W Tatrach, budowa geologiczna
p³aszczowin reglowych i jednostek wierchowych wraz z krystalicznym pod³o¿em tych ostatnich, jest dobrze rozpo-znana i nie wymaga wierceñ. Pokrywê osadow¹ tych jed-nostek tektonicznych, które powsta³y w fazie medyterañskiej (turon), stanowi¹ transgresywne utwory (zlepieñce, wapienie numulitowe) eocenu, nad którymi wystêpuje mi¹¿szy (ok. 3000 m) kompleks fliszu oligoce-ñskiego wype³niaj¹cy synklinê Podhala. Paleogen ten zosta³ przewiercony w wielu miejscach a¿ do jego pod³o¿a utworzonego z p³aszczowin reglowych, przy czym uzyska-no wody termalne s¹ ju¿ eksploatowane w tym regionie. W obecnej sytuacji budzi zainteresowanie strefa fliszu podha-lañskiego przylegaj¹ca do pieniñskiego pasa ska³kowego, gdzie mo¿na uzyskaæ dalsze wody termalne, jak te¿ — w przypadku odpowiednio g³êbokich wierceñ — przebiæ p³aszczowiny reglowe i dowierciæ do jednostek wiercho-wych.
Pieniñski pas ska³kowy. Jest to najbardziej
skompli-kowana pod wzglêdem strukturalnym jednostka Karpat polskich, która podlega³a fa³dowaniom w czasie górnej kredy (fazy: m³odosubhercyñska i laramijska) oraz fa³dowaniom i zuskokowaniu w czasie miocenu (fazy: sawska i styryjska).
Od po³udnia i pó³nocy pas ska³kowy obrze¿aj¹ wielkie uskoki przesuwcze. Wzd³u¿ uskoku po³udniowego nast¹pi³o prawdopodobnie znaczne przemieszczenie Karpat central-nych w stosunku do pasa ska³kowego. Pojawia siê tutaj jed-nostka maruszyñska (pelagiczny mastrycht–eocen œrodkowy) — nieci¹g³y element tektoniczny o typie terranu, maj¹cy najbli¿sze odpowiedniki w dolinie Wagu. Jednostka maru-szyñska w Szaflarach kontaktuje z p³aszczowin¹ pie-niñsk¹, w Haligovcach zaœ — z najwy¿sz¹ p³aszczowin¹ ska³kow¹ — haligowieck¹. Z uwagi na swój charakter lito-logiczny i strukturê, pas ska³kowy stanowi ekran dla wód opadowych migruj¹cych z Tatr w pod³o¿e fliszu podhala-ñskiego. G³êbokie wiercenia kierunkowe, które mog¹ byæ usytuowane w granicach Polski w Miêtustwie, Szaflarach, Trybszu lub Niedzicy/Kacwinie, albo w Haligovcach na s³owackim Spiszu, powinny rozpoczynaæ siê w warstwach fliszu podhalañskiego, a po uzyskaniu pod³o¿a mezozoicz-nego (reglowego lub wierchowego) byæ kierowane pod odpowiednim k¹tem ku pó³nocy, by przebiæ granicê z pie-niñskim pasem ska³kowym. W ka¿dym z powy¿szych
przypadków, efektem u¿ytkowym mo¿e byæ uzyskanie wód termalnych.
Sarmacki pokolizyjny ³uk andezytowy Pienin.
Wzd³u¿ pó³nocnego obrze¿enia pasa ska³kowego wystêpu-je wystêpu-jednostka Grajcarka (jura–kreda po³udniowej czêœci basenu magurskiego), stanowi¹ca laramijsk¹ pryzmê akre-cyjn¹ sfa³dowan¹ wspólnie z pasem ska³kowym w mioce-nie. Jednostka ta, podobnie jak i najbardziej po³udniowa czêœæ mioceñskiej p³aszczowiny magurskiej Karpat zew-nêtrznych, jest intrudowana bardzo licznymi andezytami (g³ównie dajki, rzadziej sille) o wieku sarmackim. Z pasem andezytowym Pienin, w okolicach Kroœcienka i Szczawni-cy, wi¹¿e siê wystêpowanie silnie zmineralizowanych szczaw alkaliczno-s³onych. G³êbokie wiercenie, które mog³oby byæ usytuowane w pó³nocnej czêœci Kroœcienka (Zawodzie), mia³oby na celu rozpoznanie g³êbszej struktu-ry p³aszczowiny magurskiej i jej tektonicznego pod³o¿a, a tak¿e uzyskanie nowych cennych wód mineralnych.
Karpaty zewnêtrzne (fliszowe). Struktura
p³aszczo-winowa polskich Karpat zewnêtrzych powsta³a w mioce-nie (fazy sawska–styryjska). P³aszczowiny fliszowe (od po³udnia na pó³noc: magurska; dukielska sensu lato; œl¹ska; podœl¹ska; skolska) stanowi¹ w wiêkszoœci pryzmê akrecyjn¹. Ich pierwotne pod³o¿e nie jest znane (uleg³o subdukcji w miocenie), z wyj¹tkiem po³udniowej czêœci p³aszczowiny magurskiej, która jest zakorzeniona w pie-niñskim pasie ska³kowym.
Wg³êbna budowa geologiczna Karpat fliszowych jest stosunkowo dobrze rozpoznana dziêki licznym g³êbokim wierceniom, z wyj¹tkiem strefy przylegaj¹cej do pieniñ-skiego pasa ska³kowego, gdzie fliszowe jednostki tekto-niczne s¹ silnie spiêtrzone i nie zosta³y przewiercone do znacznych g³êbokoœci. W tej strefie celowa by³aby lokali-zacja g³êbokich wierceñ w oknach tektonicznych, w któ-rych spod p³aszczowiny magurskiej ods³aniaj¹ siê ni¿sze jednostki tektoniczne, np. w oknie tektonicznym Mszany (Rabka i jej wody solankowe).
Miocen zapadliska przedkarpackiego i platforma œrodkowoeuropejska pod Karpatami. Zapadlisko
przed-karpackie wype³nione g³ównie morsk¹ molas¹ wieku mio-ceñskiego, która osi¹ga najwiêksze mi¹¿szoœci na pó³noc od brzegu Karpat, jak i jego pod³o¿e platformowe, s¹ dobrze rozpoznane dziêki licznym wierceniom poszuki-wawczym. Sfa³dowany miocen u czo³a p³aszczowin fliszo-wych kontynuuje siê ku po³udniowi jako stosunkowo cienka seria s³abo zaburzonych osadów tego wieku stano-wi¹ca nadk³ad mezozoiczno-prekambryjskiej platformy œrodkowoeuropejskiej. Platforma ta, nawiercona wieloma otworami, podsuniêta jest ku po³udniowi pod fliszow¹ pry-zmê akrecyjn¹ na co najmniej 30–40 km, licz¹c od brzegu Karpat. Wed³ug danych sejsmicznych, strop platformy obni¿a siê gwa³townie ku po³udniowi, w kierunku pasa ska³kowego, prawdopodobnie do g³êbokoœci przekra-czaj¹cej 10 km, a wiêc poni¿ej mo¿liwoœci technicznych wykonania g³êbokich wierceñ.
W celu rozpoznania tektoniki tej strefy niezbêdne bêd¹ dalsze szczegó³owe badania sejsmiczne.
162
Przegl¹d Geologiczny, vol. 50, nr 2, 2002
*Instytut Nauk Geologicznych, Polska Akademia Nauk, ul. Senacka 1/3, 31-002 Kraków; ndbirken@cyf-kr.edu.pl
