Polskie badania geologiczne w Zachodniej Antarktyce (1978-1979)

KRZYSZTOF BIRKENMAJER Zakład Nauk Geologicznych PAN

POLSKIE BADANIA GEOLOGICZNE W ZACHODNIEJ ANTARKTYCE

(1978-1979)

W sezonie lata polarnego 1978/79 na obszarze An-ta.r<ktyki działały dwie wyprawy naukowe zorganizo-wane przez Pols'ką Akademię Nauk, a mianowicie wyprawa do Stacji Antarktycznej P AN im. H. Arc-towskiego na Wyspie Hróla. Jerzego (King George Island) w Szetlandach Południowych (62°09'45" S -58°27'45" W), którą kierował doc. dr hab. Stanisław Rakusa-Suszczewski (Instytut Ekologii PAN), oraz wyprawa do Stacji A. B. Dobrowolskiego na Wy-brzeżu Knoxa (66'0

16' S - 100°45' E), którą kierował doc. inż. Wojciech Krzemiński (Instytut Geo.fizyki PAN).

UKD 550.8:528:551.76/.782.02:579.964: 551.243(829.3) (079.3 )( 438)' '1978/1979''

Badarti<3. geologiczne i paleontologiczne prowadzo-ne· były jedynie w ramach wyprawy d:::J Stacji Ar c-·-towskiego i wchodziły w zakres prac zespołu nauk o Ziemi. Grupa geologiczna (Zakład Nauk Geolo-gicznych P AN, Pracownia Geologii Młodych Struktur w Krakowie) składała się z trzech osób: prof. dr inż.

Krzysztof Birkenmajer (kierownik zespołu nauk o Ziemi), dr inż. Antoni K. Tokarski i inż. Krzysztof Rolnicki (asystent techniczny). Grupę paleontologiczną (Zakład Faleabiologii PAN w Warszawie) reprezen-towali dr Janusz Elaszyk i dr Andrzej Gaździcki.

Zadania badawcże grup - geologicznej i paleon~ tologicznej, określone w wyniku badań lata antar-ktycznego 1977/78 (8) miały obejmować m. in. zdję.: cie geologiczne, badania stratygraficzne, wulkanolo.:. giczne i strukturalne (w tym mezostrukturalne), po-szukiwanie flor i faun kopalnych, wstępne rozpozna-nie mineralizacji kruszcowej, badania paleoglacjo-logl.czne i in. Zadania te są częścią międzyresortowe:c.. go planu badawczego PAN (MR.II.l6B) obejmującego swoim zakresem obydwie strefy polarne Ziemi, po-łudniową (Antarktyka) i północną (Spitsbergen). Ogólną opiekę nad tym planem sprawuje Komitet Badań Polarriych P AN pod przewodnictwem prof. dr Adama 1Jrbanka.

Prace terenowe na Wyspie Króla Jerzego trwały od 6 grudnia 1978 r. do 25 lutego 1979 r. Dzięki wpro-wadzeniu do akcji helikopterów można było objąć badaniami· duży obszar wyspy między Zatoką Max-wella (Mą.xwell Bay), Zatoką Admiralicji (AdmLralty Bay) i Zatoką Króla Jerzego (King George Bay) z Penguin lsland włącznie (ryc.· 1).

ZDJĘCIA GEOLOGICZNE

Zdjęcia ge;logi·czne (K. Birkenmajer) ~ykonywa­ no w różnych skalach, od l : 50 000 do l : 2500, zależ­ nie od po;trzeb i posiadanych podkładów topogra-ficznych. Wykonano sześć map geologicznych. Zdjęcie gęo],ogkz:ne; w. skali l : ·50 .. 0:00 objęło ob~zar około 150. km2 we ·wnętrzu Admiralty Ba:y .·oraz między Admiralty Bay a King: George Bay (ryc. 1). Łącznie ze zdjęciem· wykananym przez autora w .tej skali w sezonie 1977/78 (około 100 km2 - 8), skartowano po-nad 250 km2_{. lądu, obejmując całość ·wybrzeży Ad-:} miralty Bay i przyległej ·strefy Cieśniny Bransfielda.

s~'

'0?-1>-~

~\...\) l s land 10 20km ~1977-78 tSS:,~8197e·79

'--

-

--'-

-

--

-,--

---~---.,----'

62°30' Ryc. 1. Obszary zbadane geologic~nie 10 c:rasi:e p0l-skich. wypraw antarktycznych 1977-1978 i 1978-1979. na terenie Wyspy Króla Jerzego w Szetlandach

Po-ludniowych.

A - Stacja H. Arctowskiego, Be - Stacja Bellingshausena, (ZSRR), E - Ezcurra Inlet,. M - Martel Inlet, Me - Mac-kellar Inlet; PF - Stacja Presidente Frei (Chile), .. TJ

Stacja Teniente !ubany (Argentyna).

.Fig. 1. Areas geologically surveyed in King George Island (South Shetland Islands) during the Polish Antarctic Expedition,s of 1977~1978 and 1978-1979. A - H. Arctowski Station (Poland), -Be ~ :Bellingshausen Station (USSR), E - Ezcurra Inlet, M - Martel Inlet, Me Mackellar Inlet, PF - Presidente Frei Station (Chile),

TJ - Teniente Jubany Station (Argentine).

292

Mapa g~ologiczna półwyspu Keller•a

w

Acimiralty Bay w skali l: 20 000 objęła około 3 km2. Przedstu-wia ona zagadnienia·.· strukturalne law l osadów me -zozoicznych (górnojtirajskich), rozmieszczenie intruzji hipabisalnych i' stref. okruszcowania.

w

południowej c·zęści półwyspu Kellera wykonano też , mapę

w

skali

;około ·1 : 6000 na obszarze około 1· krri2• Przedstawia oh

a

';szczegółowo · strukturę po·szczególriych · potoków law .andez'ytowych i osadów mezozoicznych, intruzje hipabis~lne, strefy okruszcowania oraz rozmieszcze-nie pokrywy· czwart,orzędowej. · · W rejonie Lions Rump (King George Bay) wyko-nano mapę geologic:.mą w skali l :. 4000 (rewidując mapę Bartona, 6), n·a obszarze .około 1,5 km2 w celu rozpoznania stosunku kompleksu lawowo-osadowego

do .mOren czwartorzędowych.

Zdjęcie geologiczne wulkanu · Penguin Island w skali około 1 : 13 000 (11) z·ostało poprawione i uzu-pełnione. Umożliwiło to bliższe ··określenie ·etapów rozwoju tego drzemiącego obecnie wulkanu: . Zdjęcie ge·9logiczne objęło całą wyS'pę, około 2 km2.

Wreszcie wykonano

mapę geologkzno-g~om61:f6lo~

giczną okolicy .Stacji H .. Ardowskiego. w skal_i l : 2500 (na podkładzie ·topograficznym sporządzonym przez dr L. Dutkiewicza w 1978 r.), która objęła ·około 1,5 km2. Mapa ta przedstawia kompletną sukcesję pod-niesionych tarasów morskich wieku holoceńskiego, główne elementy geomorfologicznę, moreny kopalne i współczesne, szczątkowe tarasy morskie plejsto

-ceńskie itd.

Tabela I TABELA LITOSTRATYGRAFICZNA :[{ING GEORGE ISLAND

. (WEDŁUG AUTORA, 1979) .

Table I LITHOSTRATIGRAPHIC TAELE OF KING GEORGE

ISLAND (BI'RKENMAJER, 19'79) STRATYGRAFIA -S T RAT l G R A P .H Y G(LI <(<ll o::<ll Ś(M) ::::J~ -,::;:J D(E)

m

~o~~~a mann e fauna

Podniuione tarasy l CAPE

;~rssek~e ~~~i~;ssml 1 sv~P.EZOL torra·ces (125- 255m l{tNTRUZJ E-1 l!'iTRUSIONS _ _ _ _ _ ? _ _ _l _ _

r-A rośliny 'V lqdowe land plarit fos•ils

'

GŁOWNE ZDARZĘNIA M A l N .E V E N T S -~ -- & -.- ~-t illi~-t L0.66morsl<i marin e tilfiie . - ti·llit . . e· e lo,dowyj!Mrenci subaer1al . ·. ~~~:~rte·

STRATYGRAFIA

KOMPLEKSU WULKANICZNO-OSADOWEGO (MEZOZÓIK I. TRZECIORZĘD)

Badania stratygraficżne {K. Birkenmajer) objęły

dwa główne kompleksy ,wulkaniczno~osadowe, a

mia-nowicie górnojurajski (,;przedandyjski") i trzecit>rzę .. dowy. Stratygra:fia komplek·su górnojurajskiego była

dotychczas słabo poznana (9, 4, 6, l, 2). W wyniku p['ac sezonu 1978179 wyróżnionO grupę Martel Inlet (ponad 1160 m miążswśai), która składa się z pięciu

formacji (w obrębie niektórych formacji wyróżnio­

no formalnie także jednostki niższego rzędu - og~

niwa), jak też grupę Gardozo Cove (ponad 500 m

miąższo·ś·ci), składającą się z dwóch formacji (tab. I). Prace sezonu 1977/78 (7) doprowadziły do zrewi-dowania stratygrafii trzeciorzędowego kompleksu wulkaniczno-osadowego (nadgrupa . King George Is-· land: eocen - środkowy miocen) i mł·odszych odeń

intruzji hipabisalnych (grupa Admiralty Bay: mio.,. cen górny - ' pliocen dolny ?) - tab. I, II. W sezo-nie badawczym 1978/79, rozpoznano bliżej

stratygra-:-fię strop>Qwej części nadgrupy Kii)g GeOTge Island, tj..

grupę Point Hennequin, w której wyróżniono dwie

formacje· i kilka jednostek litostratygraficznych ni7-sze:go rzędu. Roz;poznano też ·lokalizację i strukturG centrum wulkanicznego dla niższej części grupy Point Hennequin.

Wyjaśniono również zagadnienie stosunku

wza-jemnego utworów· wulkaniczno-osadowych

określa-Tabela II

PODZiAŁ LITOSTRATYGRAFICZNY

NADGRUPY KING GEORGE ISLAND I GRUPY AD MIRALTY BA Y

Table II

LITHOSTRATIGRAPHIC SUBDIVISION OF THE KING GEORGE ISLAND SUPERGROUP AND THE ADMIRALTY

BAY GROUP NAD-GRUPA SU PER GROUP *ADMIRALTY BAY O G N IWO \11 Q) -"' > _I'J).'Vi (5..:;,

1---L---l...l~-..l,L__

_ __.J

j

~ ~

K

_1---

-~~;~~LtJ~

---r---

________

l ________

*--- ---l _{POINT THOMAS} N G

•

*s KUA CLI FF EZCURRA

INLET

*

ARCTOWSKI ~ETRIFIED COVE FOREST G

..

HALA E

*

RAKUSA POINT o --- f . , . -R _{*BARANOWSKI liiZAMEK} G GLACIER

_*

L LANO POINT E

*

: DE MAY POINT l

*

_PARADISE

'*

CREEPING _llfGREEN

s COVE SLOPE CREEK

L _*

UCHATKA POINT

~--~---A _""---

_*---

--- 1---

---•

N DUFAYEL DALMffi BANK D ISLAND

*

_{GDYNIA POINT}

A Zredet!niowane jednostki Redef1ned units

Nowe jednostki

*

New units

f.lj'ch · pr"zei badaczy brytyjskich (4, 6, 1, 2) jako "Lions Rump . Grqup'' (pliocen) i "Penguin Island Group'' (czwartorzęd) na Lions Rump (King George Ba:y), jak też stosunek tych komple'ksów do hola-. cenu. Okaz.ało się, że stosunki geologi•czne zostały

przez Bartona (4, 6) rozpoznane niewłaściwie: moreny

czwartorzędowe (współczesne) występują nie pod, ale

na utworach określonych przez Bartona jako "Pen-guin Island Group". Skały tej grupy na Lions Rump

są w rzeczywistości znacznie starsze od holoceńskie­

go wulkanu Penguin Is1and, a stwierdz,enie w nich przez autora wkładek węgla i skrzemionkowanego drewna wskazuje, że mamy tu do czynienia z

trze-ci>orzędem. W rezultacie usunięto niejednolitą

stra-tygraficznie nazwę "Lions Rump Grou:p" i wyróżnio­

no no,wą jednostkę litostratygraficzną - 1grupę

Po-lonia Glacier, składającą się z trzech formacji. Grupa Folania Glacier prawdopodobnie zajmuje pozycję

stratygraficzną pośrednią między grupą Ezcurra Inlet

'dolny miocen - oligocen) a grupą Point-Hennequin

(dolny-środkowy miocen) - por. tab. I.

W 'Obrzeżeniu Oieśniny Bransfielda między King

George Bay a Admiralty Bay, rewizja sukcesji wul-kaniczno-osadowej doprowadziła do wyróżnienia

dwóch nowych grup Iitostratygra.ficznych. Starsza grupa Chopin Ridge (prawdopodobnie starszy. pliocen)

w

CHOPIN RIDGE POLONEZ COVE E

®

E

w

m

["

_o

Ryc, 2. Odsłonięcie plioceńskiej formacji PoLonez Cove

na Mazurek Point w Cieśninie BransfieLda.

A - odsłonięcie południowe, B - odsłonięcie północne,

For-macja Mazurek Point - bazalt kolumnowy, w górnej partii silnie zwietrzały (w); ogniwo Krakowiak Glacier, tillity -h ::.._ morena denna, tz - utwory glacifluwialne; ogniwo Low Head ~ konglomerat pektenowy; ogniwo Siklawa

-rytmicznie warstwowane . łupki i psami ty; ogniwo Oberek Cliff - konglomeraty i piaskowce; formacja Boy Point

-porfiryty.

Fig. 2. Exposures of the. Pliocene PoLonez Cove For

-mation, at. Mazurek Point, BransfieLd Strait.

A :- so~thern outcrop; B - northern outcrop. Mazurek

Point Formation - colurnnar basalt, strongly weathered in the upper part (w); Krakowiak Glacier Member, tillites - t1 - ground moraine, tz - glacifuvial deposits; Low Head M.ember · - Pecten, conglomerate; Siklawa Member -rhythmically bedded shales ąnd psammites; Oberek Cliff Member - ·conglomerates and sandstones; Boy Point

Tabela· III

PODZIAŁ LITOSTRATYGRAFICZNY

NADGRUPY KRAKOW ICEFIELD

Table Hl

LITHOSTRATIGRAPHIC SUBDIVISION OF THE KRAKOW ICEFIELD SUPERGROUP

GRUPA FORMACJA ·OGNIWO

GROUP FORMATlON MEMBER

>- VAUREAL PEAK <( ro _{MARTIN S HEAD} ::J n:: HARNASIE HILL o UJ DUNIKOWSKI ._l _RIDGE WESELE COVE UJ o BOY .. POINT

.~o _{OBEREK CLI FF}

-_n:: SIKLAWA z POLONEZ C OVE

-

LOW HEAD a.. o KRAKOWIAK I GLACIER u MAZUREK POINT ·

---( spqg nieznany) (bose unknown) l

l

l

obejmuje cztery formacje o łącznej miąższości około

300 m. Młodsza grupa Legru Bay {pliocen młodszy

i starszy plej-stocen ?) składa się z czterech formacji

o łącznej miąższości również około 300 m. Między

tymi dwiema grupami zaznacza się silna niezgodność

erozyjna i kątow·a (tab. I, III). ·

W niższej części grupy Chopin Ridge rozpoznano

najstarsze w Szetlandach Fałudniowych

zlodowace-nie regionalne o skali kontynentalnej, poprzedzające

i częściowo współczesne z ,transgresją morską tzw.

konglomeratów pektenowych (formacja Polonez Covę

w nowym ujęciu: pliocen) - ryc. 2, tab. III. Była to

pierwsza transgresja morska w Szetlandach Połud:­

niowych -od czasu górnej jury - dolnej kredy (faunn

morska na Livingstan Island - 14, 17).

TEKTONIKA

Rozpoznanie tektoniki obszaru (K. Birkenmajer)

prowadzono równolegle ze zdjęciem geologi·cznym w

skali l : 50 000. Mlodotrzeciorzędowy uskok Ezcurra,

prawdopodobnie o charakterze przesuwczym (7, 8).

>-NE

<( m >- ({) f- <! _J z c <( o ·s _n:: :r: o- 1-Q) :E c c _o Q) I <(

,.

ARCTOWSKI COVE FORMATlON

Q) c ·-u _Q 284 EZCURRA ~---~~---~ r~ ~ Skua ' ~ POINT

~Hala Mbr. ~ Cliff Mbr. ~)THOMAS

brekcja-breccia FORMATlON

6.®

moraine

~morena

Ryc. 3. Fanarama geoLogiczna poŁudniowego wy brze: a

Ezcura InLet (z miejsca kotwiczenia statku na Da~­

mor Bank). 294

przebiega·

w

-partH osiowej Wy~y Króla Jerzego

(między Ezcurra Inlet .a Martel Inlet). Oddziela on

słabo zwykle sfałdowany kompleks górnojurajski

in-trudowany "andyjskimi" (górna kreda - paleocen)

plutonami gabro-diorytowymi małych rozmiarów (na

północ od uskoku Ezcurra) od. słabo sfałdowanego

kompleksu trzeciorzędowego (na południe od uskoku}~

W strefie usk,oku Ezcurra pojawiają się Hc:znie

usko-kii doń poprzeczne, również · o charakterze przesuw.,.

czym, lokalnie obserwuje się także silne sfałdowania

zarówno w kompleksie mezozoicznym, jak ·i trzecio-rzędowym (ryc. 3). Drobne hipabisalne intruzje trże­

ciorzędowe .. (bazalty i andezyty) są najliczniejsze w

strefie przylegającej do uskoku Ezcurra. Większość

z nich powstała współcześnie z uskokiem Ezetirr:a

i jest starsza od uskoków doń poprzecznych, część

intruzji wykor·zystuje uskoki poprzeczne;

Styl tektoniczny kompleksów

wulkaniczno-osad0-wych plioceńsko-plejstoceńskich w obrzeżeniu Cieś­

niny Bransfielda między King George Bay a

Admi-ralty Bay jest ·odmienny niż w rejonie uskoku

Ez-cuna. Kompleksy te zapadają pod niewielkimi ką­

tami i tsą pocięte nielicznymi uskokami, zwykle

wy-korzystywanymi przez dajki baZaltu oliwinowego,

których kierunek jest często radialny w stosunku do

głóWnych centrów er;upcyjnych tego obszaru.

MEZOSTRUKTURY

Badania mezostrukturalne (A. K. Tokarski) objęły

kompleks wulkaniczno-:osadowy "górnojurajski",

wy-brane poziomy w kompleksach trzeciorzędowych

i niektóre intruzje ("andyjskie" i trzeciorzędowe).

Wy-różniono trzy zespoły ciosu, które prawdopodobnie

odpowiadają kolejnym etapom hist,orii strukturalnej

badanego obszaru. Badano również drobne uskoki

i deformacje żył mineralnych związanych z ciosem

i uskokami.

INT.RUZJE

Rozpoznano (K. Bi'rkenmajer) formę geologiczną

tzw. intruzji "andyjskich" (górna kreda · ~ paleocen)

reprezentowanych przez gabro, di·oryt i skały

po--krewne (15, 12, 4, 6), przecinające zmienione (zepfdo-·

tyzowane, schlorytyzowane) i często okruszcowane

(spirytyzowane) "górnojurajskie" kompleksy

wulk8-niczno-.:.osadowe. Intruzje te tworzą pojedyncze

gru-be dajki lub zespoły dajek.

Rrozpoznano W-ystępowanie, przebieg, a w kilku

przypadkach także suk·cesję dajek trzeciorzędowych

w obszarze na pólnoc od uskoku Ezcurra (grupa

Ad-miralty Bay) t w rejonie Cieśniny Bransfielda

(gru-pa Cape Syrezol). Zlokalizowano i rozpoznano

struk-turę centrów wulkanicznych dla grupy Poin t

Hen-nequin i Legru Bay.

SW WARSZAWA ICEFIELD Q) > _o u INLET

r::::::ai POINT ~ Jardine

~ HENNEO.UIN 1 1 ~ Peak dyke

FORMATlON - dajka

~

talus-usypisko

,."·""' fault uskok

Fig. 3. Geological_ panorama of the southern coast of

Ezcura Inlet (taken from ship at anchor; · Dalmor

STREFY OKRUSZCOWANIA

Rozpoznano (K. Birkenmajer) przebieg stref

okruszcowania (żyły kwarcowo-"pirytowe i

markasyto-we) w obrębie kompleksu górnojurajskiego (grupa

Martel Inlet) na Keller Peninsula, jak też w są­

siedztwie większych intruzji "andyjskich" na Sten-house Bluff (Martel Inlet) i Wegger Peak (Macke-llar Inlet).

FLORY I F A UNY KOPALNE

Zgromadzono obfite zbiory skamieniałości roślin­

nych - drewna skamieniałe, odciski liści itp. (K.

Bir-kenmajer, J. Błaszyk i A. Gaździcki przy pomocy

K. Rolnickiego i A. K. Tokarskiego) z większości

wcześniej już rozpoznanych (5, 13; 7, 8) i kilku

no-wych stanowisk trzeciorzędowych rejonu Admiralty

Bay, Maxwell Bay i King George Bay. Ponadto zgro-madzono obfity zbiór skamieniałych drewien z osadów wulkanogenicznych górnojurajskich Admiralty Bay i nieco materiału z środkowojurajskiej serii

floro-nośnej Hope Bay na Półwyspie Antarktycznym.

Fauny kopalne (małże, ślimaki, mszywioły, robaki) znaleziono jedynie w morskich osadach plioceńskiego

konglomeratu pektenowego (formacja Polonez Cove)

nad Cieśniną Bransfielda (K. Birkenmajer i A. Gaź­

dzicki). ślady działalności zwierząt bezkręgowych

znajdowano również w słodkowodnych osadach

trze-ciorzędu.

ZLODOWACENIA TRZECIORZĘDOWE I PLEJSTOCE~SKIE

Odkrycie kopalnych osadów glacigenicznych {tilli-tów) trzeciorzędowych (K. Birkenmajer) rzuciło nowe

światło na wiek i częstotliwość zlodowaceń

przedplej-stoceńskich Antarktydy Zachodniej. W obrzeżeniu

Cieśńiny Bransfielda zostały znalezione zlityfikowane

moreny denne i osady wodno-lodowcowe w spągowej

części formacji Polonez Cove (grupa Chopin Ridge),

·bezpośrednio poniżej plioceńskich osadów z fauną

morską (ryc. 2, tab. III). Tillity te zawierają materiał

skalny pochodzący z Półwyspu Antarktycznego i

przyległych doń obszarów kontynentalnych

Antarkty-dy (prawdopodobnie Gór Ellswortha i Gór Pensacola), który został przyniesiony przez· lądolód z obszarów

znajdującyc.h się w odległości od 15,0 km do kilku

tysięcy kilometrów od miejsca ich dzisiejszego wystę­

powania. świadczy to, że plioceńskie zlodowacenie

WNW m 300 ESE

jsw

Deacon Peak PRINCIPAL CONE

Ryc. 4. Przekrój geoLogiczny wuLkanu Penguin Is'Land.

1, 2 - formacja Marr Point (l - lawy bazaltowe, 2 - osa-dy tarasów morskich), 3--5 - formacja Deacon Peak: 3 -stożel\: warstwowany (3a - spojone aglomeraty i tufy), 4 -czop (4a - fragment czopu w misie krateru, 4b - .dajki l'adialne), 5 - przypuszczalna brekcja eksplozyjna

pow-stała przez rozsadzenie czopu (5a - luźne bloki bazaltowe czopu rozrzucone przez e1<solozję), 6 - stożek centralny (6a - ostatni potok lawy bazaltowej, 6b - przypuszczalny kanał dopływowy), 7 - formacja Petrel Crater (brekcje

wulkanicznej), 8 - ześlizgi skalne, 9 - współczesne wypeł­ nienie kraterów i współczesna plaża.

Pol<Xleza miało zasięg kontynentalny, zaś lądolód

po-krywał obszar dzisiejszej Cieśniny Bransfielda. W tym

czasie rów tektoniczny Bransfielda prawdopodobnie jeszcze nie istniał.

Morskie utwory określane dotychczas za

Anders-sanem (3) jako konglomerat pektenowy (2, 6), które

wchodzą w skład plioceńskiej formacji Polonez Cove, .

leżą bezpośrednio na tillitach kontynentalnych lub na

zbrekcjowanyc:h i zwietrzałych lawach bazaltowych

(ryc. 2). Są to osady płytkomorskie powstałe w

wy-niku transgresji, która przyszła prawdopodobnie od

str·ony Cieśniny Drake'a. W tym okresie czasu zaczął

się tworzyć rów tektoniczny Cieśniny Bransfielda,

który oddzielił blok tektoniczny Szetlandów Połud­

niowych od Półwyspu Antarktycznego. Po płytkim

Morzu Bransfielda dryfowały odrywające się od czoła

lądolodu góry lodowe, które przyno,siły okruchowy

materiał skalny pochodzący z kontynentu Antarktydy.

Materiał ten, często jako duże nieobtoczone fragmen-·

ty, występuje obficie w morskich osadach pliocenu

fo.rmacji Polonez Oove. Osady te stanowią więc w

dużej mierze morskie tillity.

Innego typu zlityfikowane moreny kopalne (tillity)

wypełniają głęboko wcięte, prawdopodobnie U -kształt­

ne doliny erozyjne, przecinające zarówno grupę

Cho-pin Ridge, jak i grupę Legru Bay. Zawierają one

materiał pochodzący głównie ze zniszczenia law

gru-py Legru Bay i mogą być interpretowane jako ślady

zlodowaceń typu górskiego. Zostały one utworzone

przez ję·zory lodowców schodzących z czapy lodowE'j

pokrywającej stożek wulkaniczny w ·okresach pomię­

dzy kolejnymi wybuchami. Ze względu na bardzo

silny stopień diagenezy tillity te są prawdopodobnie · starsze od plejst•ocenu (górnoplioceńskie?). Omawiane zlodowa.cenie miało charakter lokalny, było ograni-czone do King George Island i prawdopodobnie in-nych wysp Szetlandów Południowych, ale nie łączylo

się z czaszą lodową kontynentu antarktycznego.

W obrębie grupy Legru Bay (górny pliocen

-starszy plejstocen?), wśród pokryw bazaltowych,

wy--stępuje szereg grubych poziomów aglomeratów typu

nie-eksplozyjnego, które mogą być interpretowane

jako lahary - spływy ,gruzowo-błotne spowodowane

topieniem się lokalnych czap lodowych pod wpływem

wybuchów wulkanów. Materiał w tych laharach jest

pochodzenia lokalnego.

Analogiczne utwory. typu laharów występują też

niekiedy w sukcesji wulkaniczno-osadowej nadgrupy

King George Island (eocen - miocen), a mianowicie

PETREL CRATER (jezioro - loke) 100 ?O!J 300m L---~~--_J·--~ NE ~ -~ m

e:

300 U1 '3 w [;:: 200-lf) z <( et:: m

Fig. 4. Geological cross-section of the Penguin IsLand voLcano.

l, 2 - Marr Point Formatlon (l - plateau basalt, 2 - rai-sed beach deposits), 3-6 - Deacon Peak Formation: 3 -stratocone (3a - wealded agglomerate and tuff), 4 - plug (4a - plug stock in erater bowl, 4b - radial dykes), 5 -supposed explos: on brecc:a from fragmented plug (5a -loose fragments of basalt from plug scattered over cone surface), 6 - Central Cone (6a - last basalt lava flow, 6b - suppcsed basalt f}~eder), 7 - Petrel Crater Formatlon (vent and rim breccia), 8 - collapse structures (rockslips and landslips), 9 - contemporaneous fill of craters and

jako (a) aglomeraty w grupie Dufayel Island (eocen);

(b) aglomeraty w spą.gu formacji Zamek (grupa

Ba-ranowski Glacier: ·Oligocen); (c) aglomerat ogniwa

Skua Cldff (w formacji Arctowski Cove, grupa Ezcurra

Inlet: oligocen - dolny miocen) - tab. I, U.

Aglome-raty te mogą świadczyć o obecności lokalnych czap

lodowych na tarczowych wulkanach bazaltowych i stożkach andezytowych, w ciągu pa~eo.genu i

dol-nego miocenu.

ZLODOWACENIA I DEGLACJACJA W HOLOCENIE

W wyniku szczegółowego zdjęcia

geologiczno-geo-modologicznego w skali l : 2500 okolic Stacji

H. Arctowslkiego, jak też pomiarów w pozostałych

obszarach Admiralty Bay, odtworzono historię

holo-cenu tego regionu (K. Birkenmajer:). Ro•zpoznano

mG-reny odpowiadające schyłkowej fazie zlodowacenia

plejstoceńskiego i młodszy od nk1h system izostatycz

-nie pod-niesionych tarasów morskilcih. Na te tarasy

nastąpiła transgresja lodowców, która na podstawie

datowania lic:henometrycznego zaczęła się około 750

lat temu (XIII wiek). Wyróżni·ono kilka oscylacji

lo-dowcowych od XIII w. do chwili obecnej.

Współcześnie :(1977-1979) większość lodowców

re-jonu Admkalty Bay charakteryzuje się reżimem

re-cesyjnym, choć niektóre z nich {np. lodowce

Ekolo-gii, Baranowskiego, lodospady Dery i Rościszewskiego

i in.) niedawno .gwałtownie transgredowały na współ­

czesne, XX-wieczne wał:t burzowe, tworząc moreny

spiętrzone. W ·tych morenach ·spiętrzonych występują

kości wielorybów i fragmenty sprzętu wielorybnicze-go sprzed 50-70 lat oraz niekiedy deski z napisami,

pochodzące sprzed 20-30 lat.

Rozpoznano również system szczątkowych

podnie-sionych ta•rasów morskich na wysokościach od ·.125 do

255 m n.p.m., które grupują się w kilka systemów

wysokości'Owych, mogących odpowiadać interstadia·

łom lub interglacjałom plejstoceńskim.

SUKCESJA I WIEK HOLOCEŃSKIEGO WULKANU

. PENGUIN ISLAND

W •oparciu o badania geologi·czne i datowan:ie

li-chenometryczne (K. Birkenmajer) poprawiono

dotych-czasowy sdhemat (16. 11) oraz określono sukcesj~

i wiek wulkanu Penguin Island (ryc. 4). Zwi::tzany z

tym wulkanizmem jest system erozyjnych i

akumula-cyjnych podniesionych tarasów morskich

ho-loceil-skich, wslkazują·cych, że fundament wulkanu jest

wie-ku holoceńskiego (wczesno- i środko·woholo•ceńskieg·o). Stożek główny wulkanu powstał ponad 300 lat

te-mu. P.o utworzeniu ·się stożka piroklastyczneg'O nastą­

piło zaczopowanie krateru bazaltem oliwinowym i

in-trudowały dajki radialne, następnie zaś czop został

wysadz'Ony w powietrze pod wpływem eksplozji

ga-zów, która spowodowała również powstanie krateru

głównego.

Z kolei, około 150 lat temu,· utworzył się mały

st·ożek iawy bazaltu oliwinowego wewnątrz krateru

, głównego (stożek centralny). Jeżeli przyjąć, że

obser-wowane w sąsiedztwie King George Island fumarole

w la·tach 1821, 1838, 1839 i 1850 (11, 10), przypisywane

wygasłemu wulkanowi Bridgeman Island znajdujące­

mu się w niedalekim sąsiedztwie, w rzeczywistości

od-nosiły Slię do Penguin Island, wówczas ten etap

dzia-łalności wulkanu można powiązać z powstaniem· stoż­

ka centralnego.

Mniej niż 100 lat temu, w wyniku gwałtownej.

jednorazowej eksplozji gazów, na północny ws:chód

od stożka głównego powstał krater Petrel (maar),

obecnie wypełniony wodą, a także prawdopodobnie

drugi - podmorski krater eksplozyjny na zachód od

stożka głównego (ryc. 4). W obecnym stadium wulkan

Penguin Island można uważać za wulkan drzemiący.

Brak pokrywy lodowej i wiecznych śniegów na

wul-kanie może świadczyć, że posiada on jeszcze sporo

rezydualnego ciepła.

UWAGI

W trakcie prac terenowych pobierano próbki do

badań petrograficznych, geochemi•cznych i

radiome-trycznego datowania s'kał (law i intruzji).

2

9

6

W sezonie lata antarktycznego 1979/80 przewiduje

się kontynuację badań mezostruktur, bliższe

rozpoz-nanie stref mineralizacji kruszcowej i studia

wulka-nologiczne w rejonie Wyspy Króla Jer.zego. Jeżeli

będzie to możliwe zostanie również wysłana grupa

geologiczna morska dla zbadania osadów szelfu mię­

dzy Półwyspem Antarktycznym a Szetlandami Fałud­

niowymi i Cieśniną Drake'a.

LITERATURA

l. A d i e R. J. - The geology of Antarctica. In~

. Antarctic Research · (H. Wexler, M. J. Rubin,

J. E. Caskey, · eds). Am. Geophys. U n., Geophys.

Monogr., 7: 26-39. Washington D. C. 1962.

2. A d i e R. J. - Geological bistory. In: Antarctic

Research (R. Priestley, R. J. Adie, G. de Q. Robin,

eds): 117-162. London. 1964.

3. A n d e r s s o n G. - On the geol·ogy of Graham

Land. Buli. Geol. Inst. Upsala, 7 (13-14): 19-71.

Uppsala 1906. ·

4. B ar t on C. M. - T:he geology of King George

Island, South Shetland Islands. Prel. Rept Falkd

Isl. Dep. Surv., 12: · 1-18: London 1961.

5. B a r t o n C. M. - Significance · of the Tertiary

fossil floras óf King George Island, South

Shet-land IsShet-lands. [In:] Antardic Geology (R. J. Adie,

ed): 603-609. Narth-Holland Publ. Co.

Amster-dam 1964.

6. B ar t o n C. M. - The geology of South

Shet-land IsShet-lands. III. The stratigraphy of King George

Island. Sci. Repts Brit. Antarct. Surv., 44: 1-33.

London 1965.

7. B i r k e n m ajer K. - Tertiary volcanic-sedi~

mentary successi•on at Admiralty Bay, King

George Jsl~md (South Shetland Islands, Antar:..

ctica). Studia Geol. Pol 64 (w druku - in press).

8. B i r k e n m a j er K. - Polskie badania

geolo-giczne w Zachodniej Antarktyce 1977-1978 (Po-lish geological investigations in West Antarctica

1977-1978). Pifz. Geol. 1979 nr l.

9. F er g u s o n D. - Geological observations in the

South Shetlands, t:he Palmer Archipelago, and

Graham Land. · Antarctica. Trans. Roy. Soc.

Edinb., 53 (1): 29-55. Edinburgh 1921.

10. Gonza1•ez-F.erlfan O.- Di'st·ribuCtiÓin del v.

oU.-canismo a'C'tivo de Chile y la· reeiente erupción

del volcan Villarrica. [In:] Prim. Symp. Cartogr.

Nac.: 191-207. Santiago (Chile) 1972.

11. Gonzalez-Ferran O., *'atsui Y. -

Estu-dfo i~n:t·egifail dleil vok.anitsmo centOiz·oko su;peif:iolf

de las islas Shetland del Sur. Antartica. Ser.

Cient. Inst. Ant. Chil., l (2): 123-174. Santiago

(Ohile) 1970.

12. H a w k e s D. D. - The geology of the South

Shetland Islands. I. The petrology of King

George Island. Sci. Rep. Falkd IsL Dep. Surv.,

26: l.,---28. London 1961.

13. O r l a n d o H. A. - The fossil flora of the sur~

roundings o.f Ardley Peninsula (Ardley Island),

25 de Mayo Isla.nd (King George lsland), South

Shetland Islands. [In:] Antarctic geolo.gy (R. .• T.

Adie, ed.): 629-636. Narth-Holland PubL Co.

Amsterdam. 1964.

14. T a v er a J er e z J. - Fauna

titoniana-neoco-miana de Isla Livingston, Islas S.hetland del Sur,

AntarUca. Inst. Ant. Chil., Ser. Cient., l (2):

175-186. Santiago (Chile) 1970.

15. T y r r e 11 G. W. - A contribution to the

pe-trography

otf

the South Shetland Islands, the

Falmer Archipelago, and the Danco Coast. Gra ..

ham Land, Antarctica. rTans. Roy. Soc. Edinb.,

53 (1): 57-79. Edinburgh 1921.

16. Tyr r .e 11 G. W. - Report on rocks from West

Antarctica and the Scotia Arc. Disc'Overy Rep ..

23: 37-102. London 1945.

17. Valenzuela E., Herve F. - Geology of

Byers Peninsula, Livingst·on Island, South

Shet-land IsShet-lands. [In:] An:tarctic geology and

geo-physics (R. J. Adie, ed.): 83--88.

SUMMARY

The paper relates geological investigations carrieJ out during the austral summer of 1978-79 on King George Island, South Shetland Islands (West Antarc-tica) under the guidance of the present author. The main problems elaborated and the preliminary re-s.ults of the field work are as follows.

l. The geological mapping to a scale of l : 50000 covered an area of about 150 "square km round Ad-miralty Bay and between AdAd-miralty Bay and King George Bay on King George Island (Fig. 1). Together with geological mapping carried out during the au-stral summed o-f 1977-78, the total area of King George Island mapped covered more than 250 square km. Five other geological maps, to scales from l : 20000 to l : 2500, were made of selected areas of

-King George Island for various purposes (K. Birken-majer).

2. New lithostratigraphic schemes were introdu-ced for the Upper Jurassie and Tertiary

volcanic--sedimentary successions, and older schemes were

re-vised (K. Birkenmajer) - Tabs I-III.

3. Geological forms of gabbroic-dioritic intrusions of the "Andean" cycle (Upper Cretaceous - Paleo-cene) were established and related ore-mineralization :nvestigated (K. Birke~ajer).

4. Mes;os:tructures of the Upper Jurassie and Ter-tiary volcanic-sedimentary successions were

investi-gateą and main stages of strudural deformation de-termined (A. K. Tokarski).

5. Traces ·of local glaciations during the Palaeo-gene (Eocene - Oligocene), tillites of continental gla-ciation (ice-sheet) during the Plincene (Polonez Gla-ciation), and of large local glaciations at the Plio-cene-Pleistocene boundary were dis,covered (K. Bir--kenmajer) - Tab. I, III, Fig. 2.

6. Rich collections of Mesozoic and Tertiary plant fossils (petrified wood, leaf impressions etc.) and of Pliocene marine fauna were assembled (K.

Birken-. majer, J. Błaszyk, A. Gaździcki).

7. Lichenometric dating was carried out to de--termine stages of glacier retreat and the stages of Penguin Island volcano formation (K. Birkenmajer) -Fig. 4.

PE3IOME

B cTaTbe paccMOTpeHbi rJiaBHbie pe3yJibTaTbi reoJio-rM'IeCKMx MCCJie,n;oBaHM:ił ocTpOBa Kopomr E:mero B IO:mHbiX IlleTJiaH,n;CKMx OcTpOBax B 3arra,n;Ho:i1: AHTap-KTli1Ke, rrpoBe,n;eHHbiX rro,n; pyKOBO,ZJ;CTBOM aBTOpa B

ce-30He aHTapKTM'IeCKOI'O JieTa 1978_:_1979. rJiaBHbi€

BO-rrpOCbi l1CCJI€,ZJ;OBaHl1M l1 l1X OCHOBHhi€ pe3yJibTaThi CJI€-,Zl;YIOlll;Me:

l. reoJIOI'M'IeCKa.ff C'heMKa B MaCIIITa6e l : 50 000

OXBa-Tl1Jia OKOJIO 150 KM2 _{Teppl1T'Opl1l1 B OKpy:meHl1l1}

3a-Jil1Ba A,n;Mli1paJIM~l1l1, a TaK:me Me:m,n;y 3Tl1M 3aJIMBOM

M 3aJIMBOM KopoJIJI E:mero (qmr. 1). BMecTe co C'heMKOM . C,ZJ;eJiaHOM aBTOpOM BO Bp€M.ff 3KCIIe,ZJ;l1~l1l1

1977-1978, B 3TOM MaCIIITa6e CKapTMpOBaHO OKOJIO

250 KM2 _{•. KpoMe Toro ·cocTaBJieHo 5 reoJiorM'IeCKMx}

KapT B MaCIIITa6ax C l : 20 000 ,Zl;O l : 2 500 B pa3HbiX

pa:iłoHax, ,ZJ;JIR peiiieHM.ff OT,n;eJihHhiX c·rpaTMrpaqm-qecKMx, TeKTOHM'IeCKMx M BYJIKaHOJiorM'IeCKMx Bo-rrpocoB (K. BMpKeHMa:M:ep).

2. Orrpe,n;eJieHbi HOBbre JiliiTOCTpaTMrpaqmqecKMe cxeMhi

,n;JIR BepxHeiOpcKoro M TpeTM'IHOro HaCJie,n;cTBMR, a TaK:me rrepecMOTPeHbi cyrn;ecTByiOrn;Me ,n;o cMx rrop cxeMbi (K. Bl1pKeHMa:i1:ep) - Ta6. I-III.

3. Orrpe,n;eJieHhi reoJiorM'IeCKMe cpopMbi

ra66po-,n;MOpbr-TOBbiX l1HTpy3l1M "aH,ZJ;l1MCKl1X" (BepXHl1M M€JI -rraJieo~eH), a TaK:me rro,n;BeprHyTa MCCJie,n;oBaHMRM CBR3aHHa.ff C Hl1Ml1 py,n;Ha.ff Ml1HepaJil13a~l1.ff (K. Bl1p-KeHMaJ1:ep).

4. l13y'IeHbi Me3ocTpyKTYPbi BYJIKaHM'IeCKM-oca,n;oqHbiX BepxHeiOpCKl1X l1 TpeTM'IHbiX ITOCJI€,ZJ;OBaTeJihHOCTeJ1:, a TaK:me yCTaHOBJI€Hbi rJiaBHhie 3Tal1bl CTpyKTyp-HhiX ,n;ecpopMaiJ;MM noro pa:i1:oHa (JA. K. ToKapcKli1).

5. 06Hapy:~KeHbi cJie,n;br (K. BMpKeHMa:M:ep) MeCTHbiX

oJie,n;eHeHMM B Te'IeHMM rraJieoreHa (3ou;eH-OJIMrou;eH) l1 KOHTl1HeHTaJihHOI'O OJI€,ZJ;eHel1JI (MaTepJiiiKOBOM Jie,ZJ;Hl1K) B IIJil10IJ;€He (OJie,n;eHeHMe IIOJIOHe3), a

TaK-•:me 60JibiiiOrO M€CTHOrO OJie,n;eHeHM.ff B IIJil10IJ;eHe ·

-CTapiiiMM 'IIJieMCTOu;eHe (?) - Ta6. I-III, _cpMr. 2. 6. Co6paHbi 6oraTbi€ KOJIJieKJJ;l1l1 Me3030MCKOM l1

Tpe-TM'I<HOM .ll!Pe'BHeM cpJIOipbi (OKaMetHeJibi€ ,n;epe1Bb.ff, OT-Tl1CKl1 JIMCTheB), a TaK:me MOpcKoił rrJIMou;eHOBO:i1:

cl>ay:Hhi (K. BMpKeHMaifep, H. BJiaiiiJ1JK, A. ra3-,ZJ;3l1IJ;Kl1).

7. IIpoBe,n;eno JIMxeHOMeTpM'lecKoe orrpe,n;eJieHMe B03-pacTa OT ,n;eJibHhiX 3TaiiOB OTCTyiTaHM.ff Jie,ZJ;HMKOB l1 ByJIKaHl1'I€CKl1X CTa,ZJ;MM COBpeMeHHOrO ByJIKaHa