Badania paleomagnetyczne sekwencji skał wulkanicznych z Wyspy Króla Jerzego (Szetlandy Południowe, Antarktyka)

Badania paleomagnetyczne sekwencji ska³ wulkanicznych

z Wyspy Króla Jerzego (Szetlandy Po³udniowe, Antarktyka)

Jerzy Nawrocki*, Magdalena Pañczyk*

Prace terenowe na Wyspie Króla Jerzego (Sze-tlandy Po³udniowe, Antark-tyka) autorzy tej notatki prowadzili w ramach

XXXI Wyprawy

Pol-skiej Akademii Nauk do Stacji Antarktycznej im. Henryka Arctowskiego. Struktury geologiczne Pó³wyspu Antarktycznego i s¹-siaduj¹cych z nim wysp powsta³y w efekcie subdukcji p³yty oceanicznej SE Oceanu Spokojnego pod p³ytê konty-nentaln¹ Antarktyki. Subdukcja ta trwa³a od jury do mio-cenu. W kredzie i wczesnym kenozoiku nast¹pi³a pewna relokacja centrów magmowych. Przyczyn¹ tego zjawiska by³a lewoskrêtna rotacja Antarktyki. Jej efektem by³o

miê-dzy innymi powstanie zewnêtrznego ³uku magmowego Szetlandów Po³udniowych (Birkenmajer, 2001). Zbudo-wana z szeregu bloków tektonicznych (terranów) Wyspa Króla Jerzego ulokowana jest w œrodkowej czêœci tego ³uku. Jednym z nich jest terran Warszawa (op. cit.), miejsce

lokacji stacji naukowej im. Henryka Arctowskiego. Na obszarze ca³ych Szetlandów Po³udniowych, kenozoicznej intensywnej aktywnoœci magmowej towarzyszy³y wielko-skalowe przemieszczenia przesuwcze na linii uskoków pod³u¿nych (Birkenmajer, 2001, 2003).

Zasadniczym celem podjêtych przez nas badañ jest opracowanie wiarygodnej chronostratygrafii ska³ buduj¹cych po³udniow¹ czêœæ Wyspy Króla Jerzego. Pozwoli to na dok³adne umiejscowienie w czasie istotnych w skali globalnej zdarzeñ geologicznych oraz zdefiniowa-nie rozmiaru i chronologii postulowanych wielkoskalo-wych przemieszczeñ przesuwczych bloków buduj¹cych Szetlandy Po³udniowe.

Na obszarze Wyspy Króla Jerzego odkryto œlady naj-starszego zlodowacenia kenozoicznego na pó³kuli po³udniowej (Birkenmajer i in., 2005). Osady morenowe

znajduj¹ siê w obrêbie wulkanicznej formacji Point Tho-mas, najprawdopodobniej wieku eoceñskiego (ryc. 1). Ba-dania œladów najstarszych zlodowaceñ kenozoicznych na Wyspie Króla Jerzego prowadz¹ od wielu lat naukowcy z Za-k³adu Biologii Antarktyki PAN, Instytutu Nauki Geologicz-nych PAN i Instytutu Paleobiologii PAN. Podstawowym problemem jest dok³adne okreœlenie wieku ska³ zawie-raj¹cych œlady tych zlodowaceñ. Nieliczne datowania izoto-458

Przegl¹d Geologiczny, vol. 55, nr 6, 2007

*Pañstwowy Instytut Geologiczny, ul. Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa

Ryc. 1. Ods³oniêcie kopalnej moreny lodowcowej wystêpuj¹cej w obrêbie wulkanicznej formacji Point Thomas, zatoka Herve (fiord

powe, g³ównie metod¹ K-Ar, nie zapewniaj¹ precyzyjnej korelacji stratygraficznej ca³ej sekwencji ska³ z Wyspy Kró-la Jerzego (Birkenmajer i in., 2005). Przyjmuje siê, ¿e zawiera ona ska³y wieku od kredy do wspó³czesnych. Celem planowanych prac, prowadzonych przy wspó³pracy z Za-k³adem Biologii Antarktyki PAN, jest w³aœnie udoskonale-nie stratygrafii formacji wulkanicznych okolic Stacji im. Henryka Arctowskiego.

Planuje siê wykonanie zintegrowanych prac magneto-stratygraficznych i izotopowych, które objê³yby ca³y profil sekwencji ska³ wulkanicznych zarówno z obszaru bloku Warszawy, jak i bloku Krakowa (sensu Birkenmajer). Dane paleomagnetyczne dostarcz¹ informacji o polarnoœci magnetycznej poszczególnych potoków lawowych. Cha-rakterystyczne dla kenozoiku czêste zmiany polarnoœci pola geomagnetycznego powinny odzwierciedliæ siê w zapisie paleomagnetycznym otrzymanym z badanych serii wulka-nicznych. Ich obecnoœæ oraz pozytywne wyniki testów kontaktowych dowodziæ bêd¹ pierwotnej genezy po-zosta³oœci magnetycznej. Zmiany polarnoœci zestawione zostan¹ w profilu pionowym i do³¹czone do wyników dato-wañ izotopowych. Tak skonstruowany profil magnetochro-nostratygraficzny skonfrontowany bêdzie z globaln¹ skal¹ zmian polarnoœci magnetycznej (GPTS). Uzyskane biegu-ny paleomagnetyczne zostan¹ porównane z krzyw¹ pozor-nej wêdrówki bieguna charakterystycznego dla Antarktydy. Celem tego porównania bêdzie wykrycie ewentualnych rotacji tektonicznych jednostki tektonicznej (terranu War-szawy), na której ulokowana jest Polska Stacja Antarktycz-na im. Henryka Arctowskiego.

Próbki do badañ paleomagnetycznych, izotopowych i geochemicznych pobrane zosta³y z trzech rejonów Wyspy Króla Jerzego. Opróbowano: bazaltowe potoki lawowe formacji Uchatka Point i dacytowe potoki lawowe formacji Demay Point, wchodz¹ce w sk³ad górnokredowej wulkaniczno-osadowej grupy Paradise Cove, a tak¿e bazal-toidy formacji Llano Point (górnokredowa grupa Bara-nowski Glaciar) i m³odsze bazaltoidowe ska³y intruzywne (ryc. 2), m.in. Blue Dyke, przecinaj¹ce starsze utwory wul-kanogeniczne, wystêpuj¹ce w rejonie Zatoki Paradise (w po-³udniowej czêœci Wyspy Króla Jerzego). W rejonie zatoki Herve i W³oskiej Dolinki (fiord Ezcurra, Zatoka Admirali-cji) opróbowano bazaltowe i dacytowe potoki lawowe i pi-roklastyczne, otoczaki z utworów morenowych (ryc. 1), a tak¿e intruzje ryolitowe i bazaltowe nale¿¹ce do formacji Point Thomas i Arctowski Cove, wchodz¹cych w sk³ad wczesnokenozoicznej grupy Ezcurra Inlet. Ponadto, keno-zoiczne utwory wulkaniczne zosta³y opróbowane w rejonie Zatoki Maxwella, w po³udniowo-zachodniej czêœci Wyspy Króla Jerzego (blok Fildes).

Literatura

BIRKENMAJER K. 2001 — Mesozoic and Cenozoic stratigraphic units in parts of the South Shetland Islands and Northern Antarctic Peninsula (as used by the Polish Antarctic Programmes). Sud. Geol. Pol., 118: 5–188.

BIRKENMAJER K. 2003 —Admiralty Bay, King George Island (South Shetland Islands, West Antarctica): A geological monograph. Sud. Geol. Pol., 120: 5–73

BIRKENMAJER K., GADZICKI A., KRAJEWSKI K.P., PRZYBYCIN A., SOLECKI A., TATUR A., YOON H.I. 2005— First Cenozoic glaciers in West Antarctica. Polish Polar Research, 26: 3–12.

Serwis fotograficzny na str. 438

459 Przegl¹d Geologiczny, vol. 55, nr 6, 2007

Ryc. 2. Profil wulkanitów formacji Point Thomas, obejmuj¹cy potoki lawowe, utwory piroklastyczne i lahary, zatoka Herve (fiord

TOM 55

NR 6 (CZERWIEC)

2007

Cena 12,00 z³ (w tym 0% VAT) Indeks 370908 ISSN-0033-2151

Zdjêcie na ok³adce: Blue Dyke — kenozoiczna intruzja maficzna przecinaj¹ca górnokredowe ska³y wulkaniczne formacji Llano Point,

438

Ryc. 1. Wyspa Króla Jerzego — widok z Polskiej Stacji Antarktycznej im. Henryka Arctowskiego na Zatokê Admiralicji i blok Krakowa.

Fot. J. Nawrocki

Badania paleomagnetyczne sekwencji ska³ wulkanicznych

z Wyspy Króla Jerzego (Szetlandy Po³udniowe, Antarktyka) (patrz str. 458)

Ryc. 2. Kenozoiczne, maficzne dajki przecinaj¹ce górnokredowe wulkanity formacji Demay Point, zatoka Paradise (Wyspa Króla