Budowa geologiczna doliny Bia³ego Dunajca
Leonard Mastella
1, Miros³aw Ludwiniak
1, Danuta Klimkiewicz
1Geology of the Bia³y Dunajec Valley (Podhale region, S Poland). Prz. Geol., 60: 496–505.
A b s t r a c t. The Bia³y Dunajec Valley is one of the large, meridionally oriented valleys cutting the Podhale Synclinorium. The tectonic origin of this valley has been suggested since the beginning of the 20th century. A large fault zone with an azimuth of about 20° has been recognized here. This zone extends to the north and cuts the Pieniny Klippen Belt, which is significantly lowered in its eastern side. The southern part of the Bia³y Dunajec fault zone (SBD) extends probably into the Tatra Massif (into the Ma³a £¹ka Valley area and far to the south into the border of the Koszysta elevation and the Goryczkowa depression). The majority of faults constituting the SBD were formed during the initial phase as strike-slip faults; they were reactivated later as dip-slip faults with a prevailing dip-slip, mainly normal component. As a whole, the SBD is a scissor-like fault: in the northern part, near the Szaflary village, downfaulted is its eastern block, whereas in the southern part – its western block.
Keywords: Central Western Carpathians, Podhale Synclinorium, Bia³y Dunajec fault zone, fault network
Celem artyku³u jest szcze-gó³owy opis budowy geolo-gicznej doliny rzeki Bia³y Dunajec na odcinku miêdzy Szaflarami i pó³nocnym skra-jem Zakopanego. Dolina ta jest jedn¹ z kilku du¿ych dolin rzecznych po³udnikowo przecinaj¹cych synklinorium podhalañskie (ryc. 1). Od dawna sugerowano, ¿e te z nich, które kontynuuj¹ siê w Tatrach, maj¹ za³o¿enia tektoniczne (m.in. KuŸniar, 1907, 1910; Limanowski, 1912; Œwiderski, 1922; Teisseyre, 1929; Halicki, 1930, 1932). PóŸniejsze opracowania kartogra-ficzne i badania regionalne potwierdzi³y, w ogólnym zary-sie, s³usznoœæ tych sugestii zarówno w stosunku do doliny Bia³ki (Kotañski, 1961; Fusán, 1963; Ma³ecka, 1973; Mastella, 1975b; Mastella i in., 1996), jak i do doliny Bia³ego Dunajca (Go³¹b, 1959: „antyklina Bia³ego Dunaj-ca”; Halicki, 1963: „elewacja Bia³ego Dunajca”). O du¿ej dyslokacji wzd³u¿ doliny Bia³ego Dunajca mo¿na wnio-skowaæ na podstawie analizy map Watychy (1974, 1976b), Birkenmajera (1968) i Ma³eckiej (1982) oraz wyników badañ strukturalnych (Mastella, 1975b; Klimkiewicz, 2008; Pisaniec, 2008; Ludwiniak, 2010).
Badania oparto na w³asnym zdjêciu geologicznym w skali 1 : 10 000 uzupe³nionym planami w skali 1 : 2500 (Pisaniec, 2008). Dodatkowo przeprowadzono analizê zdjêæ lotniczych w skali ok. 1 : 17 000 i cyfrowego modelu tere-nu. Analizê strukturaln¹ przeprowadzono zgodnie z zale-ceniami metodycznymi Jaroszewskiego (1972) i Mastelli (1988).
Badany teren obejmuje pe³ny przekrój fliszu podhalañ-skiego przez pó³nocne skrzyd³o synklinorium od jego tekto-nicznego kontaktu z pieniñskim pasem ska³kowym (PPS) po strefê osiow¹ oraz tylko niewielk¹ czêœæ skrzyd³a po³ud-niowego (ryc. 2, 3).
LITOSTRATYGRAFIA
Flisz podhalañski jest fragmentem paleogeñskiej pokry-wy Karpat centralnych (ryc. 1) (Marschalko, 1968; Ksi¹¿-kiewicz, 1972). Jego utwory zosta³y podzielone na kilka nieformalnych ogniw litostratygraficznych tradycyjnie nazy-wanych warstwami (Go³¹b, 1959; Watycha, 1959, 1968) (ryc. 4). Granice litostratygraficzne miêdzy poszczegól-nymi warstwami maj¹ na mapach geologicznych bardzo ró¿ny przebieg (por. m.in. Birkenmajer, 1968; Watycha, 1974, 1976b; Ma³ecka, 1982).
Sumaryczn¹ mi¹¿szoœæ utworów fliszowych oszaco-wano na od 2,5 km we wschodniej do 4 km w zachodniej czêœci synklinorium podhalañskiego (Watycha, 1959, 1976b, 1977; Ludwiniak, 2006), zaœ w pó³nocnym jego skrzydle jest ona wiêksza ni¿ w po³udniowym (Ozimkowski, 1992). Wiek utworów fliszowych okreœlono, opieraj¹c siê na anali-zie dinocyst, jako œrodkowy wczesny oligocen (œrodkowy rupel)–póŸny oligocen (Gedl, 2000a, b), a na podstawie nanoplanktonu wapiennego jako wczesny oligocen (œrod-kowy rupel)–wczesny miocen (Garecka, 2005).
Wzd³u¿ badanego odcinka doliny Bia³ego Dunajca ods³a-niaj¹ siê utwory fliszowe, od najstarszego, wystêpuj¹cego wy³¹cznie w pó³nocnym skrzydle synklinorium fragmentu warstw szaflarskich poprzez wy¿ejleg³e warstwy zakopiañ-skie a¿ po warstwy chocho³owzakopiañ-skie. Po³udniowa czêœæ badanego terenu obejmuje jedynie fragment warstw zako-piañskich górnych (ryc. 2, 4). W pó³nocnej brak jest dol-nego ogniwa i znacznej czêœci ogniwa œrodkowego warstw szaflarskich, obciêtych tutaj dyslokacj¹, wzd³u¿ której pieniñ-ski pas ska³kowy kontaktuje z fliszem podhalañpieniñ-skim (Birken-majer, 1968; Mastella i in., 1988). Bezpoœrednio przy kon-takcie wystêpuje cienki, ³upkowy fragment stropowych partii œrodkowego ogniwa warstw szaflarskich, a powy¿ej nich górne ogniwo zbudowane z grubo³awicowych pia-skowców (Mastella i in., 1988). Nad nimi le¿¹ ³upkowe
1
Wydzia³ Geologii, Uniwersytet Warszawski, ul. ¯wirki i Wigury 93, 02-089 Warszawa; l.mastella@uw.edu.pl, miroslaw.ludwiniak@ uw.edu.pl, d.klimkiewicz@uw.edu.pl.
warstwy zakopiañskie. W obrêbie g³ównego fragmentu doliny, miêdzy wsiami Bia³y Dunajec i Poronin, wystêpuj¹ ³upkowo-piaskowcowe warstwy chocho³owskie dolne. Nato-miast wy¿sze partie zboczy doliny Bia³ego Dunajca s¹ zbudo-wane z piaskowcowych i piaskowcowo-³upkowych warstw chocho³owskich górnych (ryc. 2). Szczegó³owy opis litolo-giczny poszczególnych wydzieleñ zawarty jest w pracach Go³¹ba (1959), Watychy (1959, 1968, 1976a, 1977) i Pisa-niec (2008).
TEKTONIKA
Strefa tektoniczna przebiegaj¹ca wzd³u¿ doliny Bia³ego Dunajca wyraŸnie rozdziela synklinorium podhalañskie na czêœci zachodni¹ i wschodni¹, zasadniczo ró¿ni¹ce siê budow¹ geologiczn¹ (Go³¹b, 1959; Halicki, 1959, 1963). Na linii Bia³ego Dunajca zanika ci¹gn¹ca siê od wschodu strefa fleksury przypieniñskiej (Mastella, 1975b). Jej œlady wystêpuj¹ w potokach Furczañskim i Smalcowskim w posta-ci drobnych zafa³dowañ, sporadycznych warstw o upadach
na pó³noc i obecnoœci w tych potokach Ÿróde³ z H2S (ryc. 2)
(Macioszczyk, 1959, 1964).
Regionalne znaczenie strefy Bia³ego Dunajca (SBD) wykracza poza obrêb fliszu podhalañskiego. W czêœci pó³-nocnej strefa ta przecina pieniñski pas ska³kowy, który po jej wschodniej stronie ulega znacznemu obni¿eniu. Widoczne jest to w morfologii terenu w postaci rozleg³ego, w miarê p³askiego obni¿enia bêd¹cego efektem zanikania wychodni utworów serii ska³kowych (Birkenmajer, 1968; Watycha, 1974, 1976b; Ma³ecka, 1982). W czêœci po³udniowej, jak wynika z mapy (Bac-Moszaszwili i in., 1979), strefa Bia³ego Dunajca przed³u¿a siê prawdopodobnie w rejon doliny Ma³ej £¹ki w Tatrach, a dalej w rozgraniczenie elewacji Koszystej od depresji Goryczkowej-Jawora (Kotañski, 1961; Mastella, 1975b). W obrêbie fliszu podhalañskiego
SBD zaznacza siê przede wszystkim zmian¹ regionalnego po³o¿enia warstw oraz charakterystyczn¹ sieci¹ uskoków o ró¿nej wielkoœci.
ANALIZA PO£O¯ENIA WARSTW
Jak wynika z analizy map (Watycha, 1974, 1976b; Bac--Moszaszwili i in., 1979; Ma³ecka, 1982), a tak¿e z fotoin-terpretacji (Ozimkowski, 1992), w obrêbie synklinorium podhalañskiego dominuj¹ warstwy o biegach w przybli¿e-niu równole¿nikowych. Warstwy w takim po³o¿eprzybli¿e-niu prze-wa¿aj¹ równie¿ w bezpoœrednim s¹siedztwie omawianej SBD, po obu jej stronach: po zachodniej 90/15S, a po wschodniej 91/8S (ryc. 5 – diagr. 5, 6). Ten regionalny obraz wyraŸnie zmienia siê w obrêbie SBD, gdy¿ na ca³ym jej obszarze ju¿ dawno odnotowano warstwy o biegach w przybli¿eniu po³udnikowych (Halicki, 1963; Watycha, 1974, 1977; Mastella, 1975a; Ma³ecka, 1982). Wyniki szcze-gó³owych pomiarów potwierdzaj¹, ¿e w obrêbie SBD prze-wa¿aj¹ warstwy o biegach zmieniaj¹cych siê w przedziale azymutów 4–28°, wyznaczaj¹c w ten sposób jej kierunek NNE-SSW (ryc. 2, 5).
Charakterystyczn¹ cech¹ warstw o takich biegach jest zmiennoœæ kierunków ich upadów. W czêœci po³udniowo--zachodniej przewa¿aj¹ upady na zachód (ryc. 2, 5 – diagr. 1, 3, 7), a w czêœci pó³nocno-zachodniej (na pó³noc od Potoku Florynów) po³o¿enie warstw zbli¿one jest do regio-nalnego (ryc. 2, 5 – diagr. 11). Przeciwnie jest po stronie wschodniej. Tam warstwy o biegach w przybli¿eniu po³ud-nikowych maj¹ upady wschodnie. Ci¹gn¹ siê od kontaktu z PPS pasem stopniowo zanikaj¹cym w rejonie Matygo-wego Potoku (ryc. 2, 5 – diagr. 12, 8, 4). Ponownie warstwy z upadami na zachód ods³aniaj¹ siê w rejonie Poronina (ryc. 5 – diagr. 2), co wynika z zanurzania siê osi synklino-rium na zachód w tej czêœci Podhala. Z tym zwi¹zane strefa uskokowa Bia³ki Bia³y Dunajec fault zone Bia³ka fault zone strefa uskokowa Bia³ego Dunajca Ryc. 2 Fig. 2 10km Nowy Targ Zakopane Warszawa 20 E° 50 N°
utwory paleogeñskiej pokrywy Karpat centralnych Palaeogene cover of the Central Carpathians
pieniñski pas ska³kowy Pieniny Klippen Belt p³aszczowina magurska
Magura Nappe utwory paleozoiczne i mezozoiczne Karpat centralnych
Palaeozoic and Mesozoic of the Central Carpathians utwory neogeñskie niecki orawsko-nowotarskiej
Neogene of the Orava-Nowy Targ Basin
uskoki i strefy uskokowe faults and fault zones granica pañstwa state border obszar badañ study area
Ryc. 1. Lokalizacja terenu badañ na tle pó³nocnej czêœci zachodnich Karpat centralnych (wg Bielego i in., 1996; ¯ytki i in., 1989; zmienione)
Fig. 1. Location of the study area on the background of the northern part of the Central Western Carpathians (after Biely et al., 1996; ¯ytko et al., 1989; modified)
jaz weir 12 6 8 34 30 27 40 20 10 6 35 25 40 12 10 10 30 20 30 28 10 12 24 16 8 12 6 8 15 12 5 19 7 10 40 6 24 24 10 10 10 8 10 10 8 18 6 8 11 14 10 23 14 25 4 14 4 3 5 45 14 21 10 21 50 12 12 40 10 12 10 16 40 10 16 20 78 8 15 10 45 40 50 22 20 1216 16 6 10 16 50 50 50 12 12 8 32 20 20 60 30 68 35 0 1 2km Mep S Z1 Z2 Z2 Ch1 Ch1 Ch2 Ch2
warstwy chocho³owskie górne
Upper Chocho³ów beds
utwory mezozoiczne i paleogeñskie pieniñskiego pasa ska³kowego (nierozdzielone)
Mesozoic and Palaeogene of the Pieniny Klippen Belt (undivided) 10 Ÿród³a z H S2 hydrogen-sulphide springs martwice wapienne travertines kontakt tektoniczny utworów paleogeñskich basenu centralnokarpackiego z pieniñskim pasem ska³kowym
tectonic contact between Central Carpathian Palaeogene Basin and Pieniny Klippen Belt
uskoki normalne
normal faults
uskoki odwrócone
reverse faults
uskoki (uskoki przypuszczalne zaznaczono lini¹ przerywan¹
faults (inferred faults marked by dashed line)
osie mezofa³dów: a – antyklin, b – synklin
mesoscopic fold axes: a – anticlines, b – synclines
po³o¿enie warstw: a – normalne, b – odwrócone, c – poziome
orientation of bedding planes: a – normal, b – overturned, c – horizontal
linie przekrojów geologicznych
geological cross-sections
Ÿród³a z Fe
ferruginous water springs
Ch2 Ch1 Z2 Z1 S A
warstwy chocho³owskie dolne
Lower Chocho³ów beds
warstwy zakopiañskie górne
Upper Zakopane beds
warstwy zakopiañskie dolne
Lower Zakopane beds
warstwy szaflarskie Szaflary beds a b a b c 80 Mep
strefa fleksury przypieniñskiej
zone of the Peri-Pieniny flexure
A B
C
Ryc. 2. Mapa geologiczna odkryta doliny Bia³ego Dunajca Fig. 2. Geological map of the Bia³y Dunajec Valley
jest wystêpowanie w po³udniowo-wschodniej czêœci SBD warstw zalegaj¹cych poziomo i o biegach równole¿niko-wych z upadami na pó³noc i na po³udnie (ryc. 2).
W przybli¿eniu równole¿nikowe biegi warstw w obrêbie samej SBD odnotowano równie¿ w czêœci przypieniñskiej. W tej ostatniej zwraca uwagê fakt, ¿e upady warstw s¹ du¿o wiêksze w czêœci zachodniej (ok. 50/S) ni¿ w czêœci wschodniej SBD (ok. 25/S) (ryc. 2, 5 – diagr. 11, 12). W efekcie na obu krañcach SBD powsta³y fleksury z ³agodnie ugiêtych warstw o upadach w czêœci pó³nocnej ok. 15/E, a w czêœci po³udniowej ok. 10/W (ryc. 3 B, C).
FA£DY
Na badanym obszarze obecne s¹ wy³¹cznie œrednie i drobne fa³dy. G³ówne ich nagromadzenie wystêpuje w stre-fie osiowej synklinorium (ryc. 2). W tej czêœci dominuj¹ fa³dy o osiach SWW-NEE zanurzaj¹cych siê pod niewiel-kim k¹tem na zachód (ryc. 6). Nieliczne fa³dy o kierun-kach osi w przybli¿eniu po³udnikowych (ryc. 2) powsta³y w wyniku przyuskokowych podgiêæ warstw.
USKOKI
Ca³y badany obszar pociêty jest licznymi uskokami, od form du¿ych, o rozmiarach kartometrycznych (ryc. 2, 7A), po formy œrednie i drobne (ryc. 7 B, 8 B, 9A, C).
Uskoki kartometryczne
Zaznaczaj¹ siê w morfologii w formie krótkich wciêæ, prostoliniowych odcinków brzegów rzeki i potoków, a nie-kiedy w postaci nisz osuwisk strukturalnych. Istnienie tych uskoków potwierdzaj¹ wystêpuj¹ce w ich przed³u¿eniach pasma brekcji i kataklazytów oraz uskoki ni¿szego rzêdu. Innymi przes³ankami wskazuj¹cymi na obecnoœæ uskoków s¹ wyst¹pienia martwic i polew wapiennych (np. w
rejo-nie Gliczarowa i Suchego – ryc. 2) oraz Ÿróde³ z H2S
(np. w potoku Furczañskim – ryc. 2). W sieci uskoków
kar-tometrycznych dominuj¹ uskoki o trzech kierunkach: Fk–
NNE-SSW; Rk– NNW-SSE; L – W-E (ryc. 2, 9B).
Uskoki Fk s¹ najliczniejsze. Wœród nich dominuj¹
strome uskoki o biegach 12–20° (ryc. 9B). Najwiêksze z nich wykartowano na przegubowych czêœciach fleksur – po zachodniej stronie rzeki Bia³y Dunajec w potokach Bustryk i Suchy, a po wschodniej stronie tej rzeki w pobli¿u Szaflar. W tym rejonie wschodni fragment linii intersek-cyjnej kontaktu fliszu z PPS przesuniêty jest wzd³u¿
usko-ków Fk na pó³noc o ok. 500m (ryc. 2). Typowym
przy-k³adem jest zespó³ uskoków predysponuj¹cych kierunek koryta rzeki Bia³y Dunajec miêdzy ujœciami potoków Smal-cowskiego i Krajowego, zaznaczaj¹cy siê dwoma pasmami brekcji i skrêceniem biegów warstw (ryc. 2). Uk³ad okru-chów brekcji w obrêbie szczelin uskokowych mo¿e wskazy-waæ na pionowe przemieszczenie. Wschodnie upady skrêco-nych warstw sugeruj¹ zrzut skrzyd³a wschodniego. Takie same kierunki zrzutu stwierdzono w wiêkszoœci uskoków w obrêbie pó³nocno-wschodniego fragmentu SBD.
Nato-miast zrzuty przeciwne przewa¿aj¹ w uskokach Fkw czêœci
po³udniowo-zachodniej omawianego obszaru (ryc. 3B, C).
Uskoki Rk s¹ drug¹ co do liczebnoœci grup¹
usko-ków kartometrycznych. Ich g³ówne kierunki mieszcz¹ siê w przedziale 150–164° (ryc. 9B), a ich upady s¹ bardzo strome. Szczeliny uskokowe maj¹ szerokoœci kilku decy-metrów i wype³nione s¹ brekcjami. Szczeliny te zwê¿aj¹ siê ku krañcom uskoku i najczêœciej zanikaj¹ w gêstych spêkaniach zespo³u ciosu o azymucie zbli¿onym do azymu-tu uskoku. Powierzchnie uskokowe bywaj¹ zlustrowane. Na lustrach wystêpuj¹ g³ównie pionowe rysy œlizgowe. Miejscami zacieraj¹ one sporadycznie wystêpuj¹ce poziome rysy œlizgowe.
Cech¹ charakterystyczn¹ tych uskoków jest ich seryjne wystêpowanie w szeregach kulisowych o kierunkach
przy-bli¿eniu zgodnych z kierunkami uskoków Fk. Taki szereg
Bia³y Dunajec S 1000 500 0 m n.p.m.
m a.s.l. Poroniec Œwidrów Matygów Gutów Gliczarowski
Bia³y Dunajec Bia³y Dunajec Furczañski Gliczarowski PPS PKB s t r e f a o s i o w a a x i a l z o n e skrzyd³o po³udniowe southern limb strefa fleksury przypie-niñskiej zone of the Peri--Pieniny flexure s t r e f a w a r s t w o m a ³ y c h u p a d a c h z o n e o f s m a l l d i p s
strefa kontaktu fliszu podhalañskiego z PPS
contact zone
of the Podhale Flysch and the PKB A A' 1000 500 0 m n.p.m. m a.s.l. C W 1000 500 0 m n.p.m. m a.s.l. B W N 1000 500 0 m n.p.m. m a.s.l. 1000 500 0 m n.p.m. m a.s.l. E C' 1000 500 0 m n.p.m. m a.s.l. B' E 0 1 2km
warstwy chocho³owskie górne Upper Chocho³ów beds
utwory mezozoiczne i paleogeñskie pieniñskiego pasa ska³kowego (nierozdzielone) Mesozoic and Palaeogene of the Pieniny Klippen Belt (undivided)
warstwy chocho³owskie dolne Lower Chocho³ów beds warstwy zakopiañskie górne Upper Zakopane beds warstwy zakopiañskie dolne Lower Zakopane beds warstwy szaflarskie Szaflary beds Ch1 Ch2 Z2 Z1 S Mep Mep S Z1 Z2 Ch1 Ch2 Ch2 Ch1 Z2 Z1 Ch1 Ch2 Ch2 Ch2 Ch2 Ch1 Ch1 Z 2 Z1
Ryc. 3. Przekroje geologiczne przez teren badañ (lokalizacja linii przekrojów na ryc. 2; PPS – pieniñski pas ska³kowy)
skrzyd³o S
S limb
skrzyd³o N
N limb
0 300 900 1550 2250 3500 3700 0 300 910 1810 2580 3260 3580 [m] [m] kontakty erozyjne erosional contacts kontakty tektoniczne tectonic contacts wapienie limestones dolomity dolomites ³upki ilaste i mu³owceshales and mudstones piaskowce
sandstones
zlepieñce conglomerates
wk³adki dolomitów ¿elazistych intercalations of ferruginous dolomites
prze³awicenia tufitów interlayers of tuffogenic rocks
utwory ods³aniaj¹ce siê na badanym obszarze rocks outcroping in the study area
„eocen numulitowy” “Nummulite Eocene” warstwy zakopiañskie Zakopane beds warstwy chocho³owskie Chocho³ów beds dolne Lower górne Upper dolne Lower górne Upper warstwy ostr yskie Ostr ysz beds warstwy szaflarskie Szaflar y beds górny oligocen**–dolny miocen*** Upper Oligocene**–Lower Miocene*** dolny oligocen** Lower Oligocene** œrodkowy–górny eocen* Middle–Upper Eocene* ogniwo dolne Lower member ogniwo œrodkowe Middle member ogniwo górne Upper member
Ryc. 4. Profile litostratygraficzne fliszu podhalañskiego z obszaru zachodniego Podhala (zestawione na podstawie danych Watychy (1974, 1976b), Bac-Moszaszwili i in. (1979) oraz badañ w³asnych autorów; wiek poszczególnych wydzieleñ wg Biedy (1959)*, Gedla (2000a)** i Gareckiej (2005)***)
Fig. 4. Lithostratigraphic logs of the western Podhale flysch (compiled after Watycha (1974, 1976b), Bac-Moszaszwili et al. (1979) and the author’s own investigations; age of particular members after Bieda (1959)*, Gedl (2000a)** and Garecka (2005)***)
9 11 5 7 1 3 12 8 4 2 10 6
strefa
uskokowa
Bia³ego
Dunajca
Bia³y
Dunajec
fault
zone
Szaflary Bia³y Dunajec Poronin 68/53S 92/25S 113/17S 82/59S 2 3 5 7 9 10% 4/12W 175/12E 2 4 6 8 10% 14/9W 0/9E 3 4 5 6 7 8% 6/7W 130/8S 93/6S 90/5N 60/ 13S 91/8S 69/15S 114/9S 3 6 9 13% 20/22S 170/18E 3 5 7 9 11 13% 2 3 4 6 8 12% 90/15S 118/11S 91/2N 4/8W 28/9N 2 3 4 6% 92/3S 82/28S 12/28E 56/12S 130/9S 0/0-5W-E n = 50 n = 78 n = 40 n = 142 n = 116 n = 62 n = 30 n = 76 n = 36 n = 64 n = 262 n = 158Ryc. 5. Zró¿nicowanie przestrzenne po³o¿enia warstw w dolinie Bia³ego Dunajca. Diagramy wykonano w projekcji linii upadu na doln¹ pó³kulê siatki Schmidta; n – iloœæ pomiarów
Fig. 5. Scheme of the spatial variation of the bedding orientation within Bia³y Dunajec Valley. The diagrams present projection of dip-line of the bedding planes on the lower hemisphere Schmidt net; n – number of measurements
czêœæ zachodnia western part czêœæ wschodnia eastern part A B 166/5N 2 4 7 11 15 18% 57/6SW 87/3E 166/7S 2 3 5 8 11 13 15% n = 134 n = 144 64/7SW
Ryc. 6. Diagramy konturowe orientacji osi mezofa³dów w zachodniej (A) i we wschodniej (B) czêœci doliny Bia³ego Dunajca (projekcja osi fa³dów na doln¹ pó³kulê siatki Schmidta; n – iloœæ pomiarów). Strza³ki na diagramach oznaczaj¹ dominuj¹c¹ orientacjê osi fa³dów (kierunek/k¹t zanurzania osi)
Fig. 6. Contour diagrams of mesofold axes orientation in the western (A) and in the eastern part (B) of Bia³y Dunajec Valley (lower hemisphere Schmidt net; n – number of measurements). Arrows on diagrams show dominant orientations of the fold axes (trend/plunge of the fold axis)
kulisowy z³o¿ony z czterech uskoków Rk o widocznej
d³ugoœci od kilkudziesiêciu metrów do ok. 200 m wykarto-wano (Pisaniec, 2008) w korycie rzeki Bia³y Dunajec poni¿ej jazu na pó³noc od Poronina oraz, obecnie gorzej ods³oniê-ty, w rejonie ujœcia Potoku Florynów (ryc. 2).
Uskoki L s¹ grup¹ du¿ych równole¿nikowych usko-ków odwróconych (ryc. 2). Na pó³noc od linii potousko-ków Bustryk–Matygów ich upady s¹ po³udniowe, zaœ w rejonie Poronina pó³nocne (ryc. 2, 3A). Taki uk³ad uskoków spowodowa³ wypiêtrzenie œrodkowej czêœci tego obszaru z kulminacj¹ nieco na pó³noc od Poronina (ryc. 3A) maj¹ce charakter regionalny (Mastella, 1975a; Mastella & Mizer-ski, 1977; Ludwiniak, 2010), co czêœciowo potwierdzaj¹ wyniki badañ geofizycznych (Wieczorek & Barbacki, 1997).
Drobne i œrednie uskoki
Tworz¹ one gêst¹ sieæ mniejszych uskoków. Szerokoœci szczelin œrednich uskoków s¹ rzêdu decymetra i, podob-nie jak w przypadku uskoków kartometrycznych, wype³-nione s¹ brekcjami. Szczeliny drobnych uskoków maj¹ szerokoœci rzêdu centymetra. Powierzchnie œrednich i drob-nych uskoków s¹ równe, a ich upady strome (ryc. 7B). Czêsto na ich powierzchniach obserwuje siê roztarte i zlustro-wane brekcje z pionowymi rysami œlizgowymi (ryc. 8A). Sporadycznie wystêpuj¹ zniszczone rysy poziome. Skoœne rysy œlizgowe najczêœciej obserwowano na powierzchniach drobnych uskoków (ryc. 8B).
Biegi drobnych i œrednich uskoków s¹ w przybli¿eniu zgodne z kierunkami uskoków kartometrycznych, przy czym najczêœciej powtarzaj¹ siê kierunki uskoków
kartometrycz-nych Rk, a najrzadziej du¿ych uskoków Fk. Brak jest
wyraŸ-nej powtarzalnoœci uskoków L. Pojawia siê natomiast
nowy zespó³ drobnych, seryjnie wystêpuj¹cych uskokówr
(ryc. 8A, 9) o sk³adowej przesuwczej lewoskrêtnej.
Obser-wuje siê je niemal wy³¹cznie jako opierzaj¹ce uskoki Rk
Ryc. 7. Ods³oniêcia w warstwach chocho³owskich dolnych w rzece Bia³y Dunajec w Poroninie. A – uskok kartometryczny Rk(250 m na pó³noc od jazu); B – uskok œredni Rs(15 m na pó³noc od jazu). Fot. K. Pisaniec
Fig. 7. The outcrops of the Lower Chocho³ów beds located on the Bia³y Dunajec River. A – map-scale fault Rk(250 m northward from the weir); B – medium-scale fault Rs(15 m northward from the weir). Photo by K. Pisaniec
Ryc. 8. Ods³oniêcie w warstwach chocho³owskich dolnych w rzece Bia³y Dunajec w Poroninie, 300 m na pó³noc od jazu. A – brekcja; B – drobne uskoki r. Fot. L. Mastella
Fig. 8. The outcrop of Lower Chocho³ów beds located on the Bia³y Dunajec River, at the village of Poronin, 300 m northward from the weir. A – fault breccia; B – small-scale faultsr. Photo by L. Mastella
i Rs, ustawione do nich pod k¹tem ok. 18° (ryc. 9A, C). Te
geometryczne cechy wskazuj¹, ¿e w stosunku do uskoków
Rk,s pe³ni¹ one funkcjê niskok¹towych spêkañ
riedlow-skich (Riedel, 1929; Jaroszewski, 1980). Okreœla to równo-czeœnie lewoskrêtnoœæ sk³adowej przesuwczej uskoków opierzanych.
Opisane powy¿ej uskoki s¹ wyraŸnie uskokami zrzu-towymi ze œladami przesuwczoœci. Sk³adowa zrzutowa zaznacza siê podgiêciami ³awic po obu stronach uskoku, pionowymi rysami na zlustrowanych powierzchniach kowych i na lustrach w obrêbie brekcji w szczelinach usko-kowych oraz na powierzchniach ciosu w bezpoœrednim s¹siedztwie uskoku. Wielkoœæ zrzutu stwierdzona w ods³o-niêciach na podstawie identyfikacji ³awic w obu skrzyd-³ach uskoków dochodzi do kilku metrów. Sk³adowa prze-suwcza zaznacza siê w postaci poziomych lub lekko skoœ-nych rys œlizgowych (ryc. 8B) oraz sporadycznie w postaci innych tektoglifów na stromych, zlustrowanych powierzch-niach. Stwierdzono to jedynie w ods³oniêciach drobnych i œrednich uskoków. Struktury na lustrach zwykle s¹ znisz-czone przez póŸniejsze przemieszczenia zrzutowe b¹dŸ przykryte mineralizacj¹ kalcytow¹. Innym objawem prze-suwczoœci jest wystêpowanie drobnych uskoków opierza-j¹cych uskoki wy¿szego rzêdu oraz szeregów kulisowych
uskoków kartometrycznych Rk.
Niszczenie brekcji i luster z poziomymi rysami przez póŸniejsze przemieszczenia pionowe, a tak¿e wystêpowa-nie w szeregach kulisowych uskoków zrzutowych wska-zuj¹, ¿e pierwotnie opisywane uskoki rozwija³y siê jako przesuwcze, a póŸniej by³y przekszta³cane na zrzutowe.
Geometria i rozwój sieci uskokowej
Opisane wy¿ej uskoki, zarówno kartometryczne, jak i mezoskopowe, tworz¹ stosunkowo prosty uk³ad geome-tryczny. czêœæ zachodnia western part n = 98 n = 40 12° czêœæ wschodnia eastern part 158 ° 164 ° r = 10,36% (1% - 1,127km) A B C Fk RK uskoki kartometryczne map-scale faults 162 ° L 92° 146 ° RS RS FS 18° FS 176 ° 20°
r
r
Ryc. 9. Diagramy orientacji powierzchni mezouskoków w zachodniej (A) i we wschodniej czêœci (C) doliny Bia³ego Dunajca oraz diagram orientacji wszystkich uskoków kartometrycznych z uwzglêdnieniem ich d³ugoœci (B); r – promieñ ko³a wielkiego, n – iloœæ pomiarów
Fig. 9. Diagrams of mesofaults orientation in the western (A) and in the eastern part (C) of Bia³y Dunajec Valley, and diagram of all map-scale faults with consideration of their length (B); r – great-circle radius; n – number of measurements
jaz weir Bia³y Dunajec Fk R K R K R K Fk Fk Fk Fk
r
r
R K,S A ARyc. 10. Schemat uk³adu sieci uskoków w strefie uskokowej Bia³ego Dunajca. A – szczegó³owy schemat uk³adu drobnych uskoków r opierzaj¹cych uskoki Rk,s (pozosta³e objaœnienia w tekœcie)
Fig. 10. Scheme of the fault pattern in the Bia³y Dunajec fault zone. A – detailed scheme of pattern of the small feather faultsr associated with the Rk,sfaults (for other explanations see text)
Nadrzêdn¹ rolê pe³ni¹ uskoki Fk wyznaczaj¹ce
kie-runek NNW-SSE ca³ej SBD. Z kolei pokrywanie siê
azy-mutu szeregów kulisowych Rkz azymutami uskoków Fk
wyraŸnie œwiadczy o geometrycznym powi¹zaniu obu tych
zespo³ów uskoków. Ustawienie uskoków Rk pod k¹tem
ok. 30° do kierunku uskoków Fki ca³ej SBD i ich
lewo-skrêtnoœæ (ryc. 2, 9, 10) oznacza, ¿e s¹ one niskok¹towymi spêkaniami riedlowskimi. Podobne warunki powstawania sieci uskoków przesuwczych opisywali ju¿ m.in. Beach (1975), Vialon (1979) i Mastella (1988). Omawiane uskoki typu F i R by³y w fazie póŸniejszej przekszta³cane na uskok zrzutowy o zrzuconym w czêœci pó³nocno-wschod-niej skrzydle wschodnim, a w czêœci po³udniowo-zachod-niej – zachodnim (ryc. 10).
Sieæ drobnych i œrednich uskoków w porównaniu z sieci¹ uskoków kartometrycznych jest mniej regularna. Widoczna jest niewielka zmiennoœæ kierunków uskoków po obu stronach doliny Bia³ego Dunajca (ryc. 9A, C). Nie
dotyczy to kierunku zespo³ów Fs, natomiast nieco
odmien-ne kierunki maj¹ zespo³y Rs(w czêœci zachodniej dominuj¹
te o azymucie 176° a we wschodniej – 164°) ir (na
zacho-dzie dominuj¹ te o azymucie 158°, a na wschozacho-dzie – 146°) (ryc. 9A, C). Tak jak i w przypadku uskoków kartome-trycznych, równie¿ drobne i œrednie uskoki wykazuj¹ œlady lewoskrêtnej sk³adowej przesuwczej, zatartej przez póŸniej-sze ruchy pionowe.
WNIOSKI
Na podstawie prac kartograficznych i przeprowadzonej analizy strukturalnej stwierdzono:
– wystêpowanie wzd³u¿ doliny rzeki Bia³y Dunajec du¿ej strefy uskokowej (SBD) o kierunku NNE-SSW;
– strefa o szerokoœci ok. 4 km i przeœledzonej d³ugoœci 12 km przed³u¿a siê na obszar pieniñskiego pasa ska³ko-wego i prawdopodobnie Tatr;
– tworzy j¹ sieæ stromych uskoków o rozmiarach karto-metrycznych i dominuj¹cych azymutach ok. 20–160°. Podobne kierunki maj¹ uskoki ni¿szego rzêdu;
– uskoki tworz¹ce sieæ powstawa³y w dwóch etapach. W pierwszym powstawa³y jako uskoki przesuwcze, lewo-skrêtne, w drugim jako zrzutowe;
– na tej podstawie nale¿y wnioskowaæ, ¿e ca³a SBD pocz¹tkowo tworzy³a siê jako przesuwcza, lewoskrêtna i by³a odm³adzana jako zrzutowa;
– jak wynika z analizy po³o¿enia warstw, uskoków i obrazu kartograficznego, odm³odzona SBD ma charakter uskoku no¿ycowego o zrzuconym w czêœci pó³nocno--wschodniej skrzydle wschodnim, a w czêœci po³udniowo--zachodniej – zachodnim (ryc. 10);
– na podstawie regionalnych opracowañ strefy SBD mo¿na wnioskowaæ, ¿e powsta³a ona, tak jak wiele innych stref uskokowych (Buday, 1967; Mahel’, 1969; Mastella, 1975b), w wyniku uruchomienia w koñcu paleogenu i w mio-cenie (op. cit.; Ksi¹¿kiewicz, 1972) uskoków w mezozoicz-nym pod³o¿u paleogeñskiej pokrywy Karpat centralnych;
– powstawanie SBD jako uskoku przesuwczego wi¹zaæ nale¿y z poziom¹ kompresj¹ z prze³omu oligocenu i mioce-nu (faza sawska). Dalszy rozwój strefy przesuwczej zosta³ przerwany, zaœ charakter przemieszczenia zmieni³ siê na zrzutowy w wyniku stopniowego wypiêtrzania w miocenie w fazie styryjskiej;
– SBD jest nadal aktywna, czego potwierdzeniem zdaje siê byæ wystêpowanie martwic wapiennych i co potwier-dzaj¹ równie¿ wspó³czesne pomiary (Makowska & Jaro-szewski, 1987; Perski, 2008).
LITERATURA
BAC-MOSZASZWILI M., BURCHART J., G£AZEK J., IWANOW A., JAROSZEWSKI W., KOTAÑSKI Z., LEFELD J., MASTELLA L., OZIMKOWSKI W., RONIEWICZ P., SKUPIÑSKI A. &
WESTWALEWICZ-MOGILSKA E. 1979 – Mapa geologiczna Tatr polskich 1 : 30 000. Wyd. Geol., Warszawa.
BEACH A. 1975 – The geometry of en-echelon vein arrays. Tectonophysics, 28: 245–263.
BIEDA F. 1959 – Paleontologiczna stratygrafia eocenu tatrzañskiego i fliszu podhalañskiego. [W:] Z badañ geologicznych wykonanych w Tatrach i na Podhalu. Biul. Inst. Geol., 149: 215–221.
BIELY A., BEZÁK V., ELEÈKO M., KALIÈIAK M., KONEÈNÝ V., LEXA J., MELLO J., NEMÈOK J., POTFAJ M., RAKÚS M., VASS D., VOZÁR J. & VOZÁROVÁ A. 1996 – Geologická mapa Slovenskej republiky 1 : 500 000. Ministerstvo ivotného Prostredia Slovenskej Republiky – Geologická Sluba Slovenskej Republiky, Bratislava.
BIRKENMAJER K. 1968 – Mapa geologiczna Pieniñskiego Pasa Ska³kowego 1 : 10 000, ark. Bór na Czerwonem (3) i Szaflary (13). Wyd. Geol., Warszawa.
BUDAY T., KODYM O., MAHE¼ M., MÁŠKA M., MATEJKA A., SVOBODA J. & ZOUBEK V. 1967 – Regionální geologie ÈSSR. Dil 2. Západní Karpaty, sv. 2. Ústøední ústav geologický, Praha: 287–383.
FUSÁN O. (red.) 1963 – Geologicka mapa ÈSSR 1 : 200 000 (Vysoké Tatry). Ustøedni Ustav Geologicky, Praha.
GARECKA M. 2005 – Calcareous nannoplankton from the Podhale Flysch (Oligocene-Miocene, Inner Carpathians, Poland). Stud. Geol. Pol., 124: 353–370.
GEDL P. 2000a – Biostratygrafia i paleoœrodowisko paleogenu Podhala w œwietle badañ palinologicznych, cz. I. Stud. Geol. Pol., 117: 69–154. GEDL P. 2000b – Biostratigraphy and palaeoenvironment of the Podhale Palaeogene (Inner Carpathians, Poland) in the light of palynological studies, part 2. Summary and systematic descriptions. Stud. Geol. Pol., 117: 155–303.
GO£¥B J. 1959 – Zarys stosunków geologicznych fliszu zachodniego Podhala. Biul. Inst. Geol., 149: 225–237.
HALICKI B. 1930 – Dyluwialne zlodowacenie pó³nocnych stoków Tatr. Spraw. Pañstw. Inst. Geol., 5: 377–534.
HALICKI B. 1932 – Parê uwag o rozwoju dolin tatrzañskich. Spraw. Pañstw. Inst. Geol., 7: 301–318.
HALICKI B. 1959 – Nowe opracowanie geologiczne Podhala. [W:] Z badañ geologicznych wykonanych w Tatrach i na Podhalu. Biul. Inst. Geol., 149: 241–249.
HALICKI B. 1963 – Tektonika Podhala. Rocz. Pol. Tow. Geol., 33: 349–359.
JAROSZEWSKI W. 1972 – Drobnostrukturalne kryteria tektoniki obszarów nieorogenicznych na przyk³adzie pó³nocno-wschodniego obrze¿enia mezozoicznego Gór Œwiêtokrzyskich. Stud. Geol. Pol., 38: 1–216.
JAROSZEWSKI W. 1980 – Tektonika uskoków i fa³dów. Wyd. Geol., Warszawa: 360 pp.
KLIMKIEWICZ D. 2008 – Strefa uskokowa Bia³ego Dunajca. [W:] Tatrzañskie mapy geologiczne, Zakopane, 27–29 maja 2008 r. Materia³y konferencyjne. Pañstw. Inst. Geol., Warszawa: 69–70. KOTAÑSKI Z. 1961 – Tektogeneza i rekonstrukcja paleogeografii pasma wierchowego w Tatrach. Acta Geol. Pol., 11: 187–415. KSI¥¯KIEWICZ M. 1972 – Karpaty. [W:] Budowa geologiczna Polski, t. 4, Tektonika, cz. 3. Wyd. Geol., Warszawa: 228 pp. KUNIAR W. 1907 – Eocen tatrzañski. Spraw. Kom. Fizjograf. PAU, 42: 25–57.
KUNIAR W. 1910 – Eocen Tatr i Podhala. Spraw. Kom. Fizjograf. PAU, 44: 26–76.
LIMANOWSKI M. 1912 – Tektonika Tatr. [W:] Encyklopedia Polska. PAU, Kraków, t. 1: 61–70.
LUDWINIAK M. 2006 – Geometria i geneza sieci spêkañ ciosowych we fliszu zachodniego Podhala. Arch. Inst. Geol. Podst. UW [rozprawa doktorska].
LUDWINIAK M. 2010 – Multi-stage development of the joint network in the flysch rocks of western Podhale (Inner Western Carpathians, Poland). Acta Geol. Pol., 60: 283–316.
MACIOSZCZYK T. 1959 – Niektóre problemy hydrogeologii Ÿróde³ zachodniego Podhala. Prz. Geol., 7: 372–375.
MACIOSZCZYK T. 1964 – Hydrogeologia Ÿróde³ wystêpuj¹cych przy strefie kontaktu fliszu Podhala z Pieniñskim Pasem Ska³kowym. Arch. Wydz. Geol UW. 1–178 [rozprawa doktorska].
MAHEL’ M. 1969 – Zlomy a ich úloha poèas mezozoika vo Vnútorných Karpátach. Geol. Pr., 47: 7–30.
MAKOWSKA A. & JAROSZEWSKI W. 1987 – O wspó³czesnych ruchach pionowych w Tatrach i na Podhalu. Prz. Geol., 35: 506–512. MA£ECKA D. 1973 – Analiza zwi¹zków hydraulicznych wód pod-ziemnych œrodkowego Podhala na tle budowy geologicznej regionu. Biul. Geol. Wydz. Geol. UW, 15: 87–147.
MA£ECKA D. 1982 – Mapa g³ównych jednostek geologicznych Podhala i obszarów przyleg³ych 1 : 100 000. Wyd. Geol., Warszawa.
MARSCHALKO R. 1968 – Facies distribution, paleocurrents and paleotectonics of the Paleogene Flysch of Central West Carpathians. Geol. Zborn.-Geol. Carpath., 19: 69–94.
MASTELLA L. 1975a – Osuwiska konsekwentno-strukturalne na wschodnim Podhalu. Biul. Geol. Wydz. Geol. UW, 18: 259–270. MASTELLA L. 1975b – Tektonika fliszu we wschodniej czêœci Podhala. Rocz. Pol. Tow. Geol., 45: 361–401.
MASTELLA L. 1988 – Budowa i ewolucja strukturalna okna tektonicz-nego Mszany Dolnej, polskie Karpaty zewnêtrzne. Ann. Soc. Geol. Pol., 58: 53–173.
MASTELLA L., KONON A. & MARDAL T. 1996 – Tektonika fliszu podhalañskiego w dolinie Bia³ki. Prz. Geol., 44: 1189–1194. MASTELLA L. & MIZERSKI W. 1977 – Uwagi o budowie geologicznej SW czêœci Podhala. Prz. Geol., 15: 494–498.
MASTELLA L., OZIMKOWSKI W. & SZCZÊSNY R. 1988 – Tektonika pó³nocno-zachodniej czêœci fliszu podhalañskiego. Prz. Geol., 36: 566–572.
OZIMKOWSKI W. 1992 – Geologia fliszu podhalañskiego w ujêciu fotointerpretacyjnym. Biul. Geol. Wydz. Geol. UW, 32: 93–119. PERSKI Z. 2008 – Wspó³czesna aktywnoœæ tektoniczna Tatr i Podhala w œwietle wyników badañ satelitarnej interferometrii radarowej InSAR i PSInSAR. Prz. Geol., 56: 1082–1086.
PISANIEC K. 2008 – Analiza strukturalna strefy uskokowej Bia³ego Dunajca w rejonie Poronina (Podhale). Arch. Wydz. Geol. UW [praca magisterska].
RIEDEL W. 1929 – Zur Mechanik geologischer Brucherscheinungegen. Zentbl. Miner. Geol. Palaont., abt. B: 354–368.
ŒWIDERSKI B. 1922 – Geneza dolin tatrzañskich. Prz. Geogr., 3: 9–17. TEISSEYRE H. 1929 – Kilka drobnych obserwacji morfologicznych z Karpat. Prz. Geogr., 9: 330–347.
VIALON P. 1979 – Les déformations continues-discontinues des roches anisotropes. Eclog. Geol. Helv., 72: 531–549.
WATYCHA L. 1959 – Uwagi o geologii fliszu podhalañskiego we wschodniej czêœci Podhala. Prz. Geol., 7: 350–356.
WATYCHA L. 1968 – Wstêpna ocena warunków i mo¿liwoœci powstawania ropy naftowej w utworach wschodniej czêœci fliszu podhalañskiego. Kwart. Geol., 12: 898–915.
WATYCHA L. 1974 – Szczegó³owa mapa geologiczna Polski 1 : 50 000, ark. Nowy Targ (1049). Wyd. Geol., Warszawa.
WATYCHA L. 1976a – Objaœnienia do Szczegó³owej mapy geologicznej Polski 1 : 50 000, ark. Nowy Targ. Wyd. Geol., Warszawa.
WATYCHA L. 1976b – Szczegó³owa mapa geologiczna Polski 1 : 50 000, ark. Czarny Dunajec (1048). Wyd. Geol., Warszawa. WATYCHA L. 1977 – Objaœnienia do Szczegó³owej mapy geologicznej Polski 1 : 50 000, ark. Czarny Dunajec. Wyd. Geol., Warszawa. WIECZOREK J. & BRABACKI A. 1997 – Przekrój geologiczny przez nieckê podhalañsk¹ i jej pod³o¿e na podstawie danych sejsmicz-nych i wiertniczych; implikacje dla geotermii. Prz. Geol., 45: 715–720. ¯YTKO K., ZAJ¥C R., GUCIK S., RY£KO W., OSZCZYPKO N., GARLICKA I., NEMÈOK J., ELIAŒ M., MENÈIK E. & STRANIK Z. 1989 – Map of the tectonic elements of the Western Outer Carpathians and their foreland 1 : 500 000. [W:] Poprawa D. & Nemèok J. (red.) Geological atlas of the Western Outer Carpathians and their foreland. Pañstw. Inst. Geol., Warszawa.
Praca wp³ynê³a do redakcji 23.07.2012 r. Po recenzji akceptowano do druku 1.08.2012 r.
Bia³ki (zob. Mastella i in., str. 496). Fot. L. Mastella
Cover photo: Outcrop of sandstones of the Lower Chocho³ów Beds (Podhale Flysch) – Jaworowy stream nearby the mouth of the Jaworowy stream into the Bia³ka River (see Mastella et al., p. 496). Photo by L. Mastella
