Rotation of the basement of the Upper Silesian Coal Basin

V . 51—3/4 : 361—381 K r a k ó w 1981

Wiesław

Józef

ROTATION OF THE BASEMENT OT THE UPPER SILESIAN COAL BASIN

(8 Figs.)

Rotacja podłoża Górnośląskiego Zagłębia Węglowego

(8 fig.)

W iesław B o g a c z , Józef K r o k o w s k i : Rotation of the basem ent of the Upper Silesian Coal Basin. Ann. Soc. Geol. Poloniae, 51—3/4:, 361—381, 1981 Kraków.

A b s t r a c t : The detailed tectogenetic studies have given evidence that a sin l- stral rotation took place during the Hercynian tectogenetic cycle in the basement of the Upper Silesian Coal Basin. This rotation resulted from perm anently dextral strike-slip displacem ent along discontinuities in the basement. These disconti­

nuities delim it the Upper S ilesian Coal Basin.

K e y w o r d s : rotation of the basement, en śchelon faults, strike-slip frac­

tures, brachyf'oLds, Upiper Silesian Coal Basiin, Poland.

W iesław B o g a c z : Instytut Surowców Energetycznych, A kadem ia Górniczo-Hut­

nicza, al. M ickiewicza 30, 30-059 Kraków.

Józef K r o k o w s k i : Instytut Geologii i Surowców Mineralnych, Akadem ia Gór­

niczo-Hutnicza, al. M ickiewicza 30, 30-059 Kraków.

manuscript received: July, 1980 accepted: February 1981

T r e ś ć : Praca przedstawia hipotezę, że podłoże Górnośląskiego Zagłębia Wę­

glowego uległo lewoskrętnej rotacji podczas ruchów hercyńskich. Rotacja nastąpiła w skutek prawoskrętnych ruchów przesuwczych wzdłuż nieciągłości podłoża ograni­

czających Górnośląskie Zagłębie W ęglowe.

INTRODUCTION

T h e U p p e r ( P r o d u c t iv e ) C a r b o n i f e r o u s s e d i m e n t s b u ild u p t h e U p p e r S i l e s i a n C o a l B a s in ( U S C B ) . T h e U S C B d e v e l o p e d o n t h e r o c k s o f t h e p r e - C a m b r i a n c o n s o l i d a t i o n ( F ig . 1). T h e s e r o c k s f o r m it s d e e p b a s e ­ m e n t w h i c h is a p a r t o f t h e U p p e r S i l e s i a n M a s s if ( K o t a s 1 9 80). T h e s e d i m e n t s o f t h e c o v e r ( P a l a e o z o ic , M e s o z o ic , a n d C a in o z o ic ) a r e o v e r l a y ­ in g t h e b a s e m e n t . T h e U S C B is o n e o f t h e m a i n g e o l o g i c u n i t s in S o u ­ t h e r n P o l a n d a n d in a d j o i n i n g r e g i o n s o f C z e c h o s lo v a k ia . T h e U S C B d e ­ v e l o p e d b e t w e e n t w o t e c t o n i c u n it s : t h e M o r a v o - S i l e s i a n o r o g e n i c z o n e t o t h e W e s t a n d t h e K r a k o w — M y s z k o w z o n e t o t h e E a s t (K . B o g a c z 1 9 8 0 ). T o t h e s o u t h , t h e U S C B is c o v e r e d b y t h e C a r p a t h i a n o v e r t h r u s t . T h e s o u t h e r n b o r d e r o f t h e U p p e r S i l e s i a n M a s s if is f o r m e d b y t h e p e r i - P i e n i n i a n l i n e a m e n t ( K o t a s 1 9 8 0).

I n o u r o p in io n , t h e d e x t r a l s t r i k e - s l i p d i s p l a c e m e n t s a l o n g t h e d e e p f r a c t u r e z o n e s f o r m e d a s i n i s t r a l r o t a t i o n o f t h e b a s e m e n t o f t h e U S C B . D e f o r m a t i o n s o f t h e U p p e r C a r b o n i f e r o u s s e d i m e n t s d e r i v e d f r o m t h i s r o t a t io n , c o n c e r n m a i n l y m a r g i n a l z o n e s o f t h e U S C B ( F i g s . 1, 8). T h is p r o b le m , w h i c h w a s n e v e r p u t f o r w a r d in p r e v i o u s p a p e r s , h a s b e e n p r e s e n t e d b y t h e a u t h o r s a t III S y m p o s i u m o n t h e s u b j e c t : „ G e o l o g y o f C a r b o n i f e r o u s F o r m a t i o n in P o l a n d ” a t t h e A c a d e m y o f M i n i n g a n d M e t a l l u r g y in C r a c o w , o n A p r i l 2 4 t h , 198 0 (W . B o g a c z , K r o k o w s k i 1980 a).

R e c e n t l y , t h e U S C B a n d its p e r i p h e r y w e r e t h e s i t e o f i n t e n s i v e t e c t o n i c i n v e s t i g a t i o n s 1. A s c o n c e r n s t h e U p p e r C a r b o n i f e r o u s s e d i m e n t s , b o t h in C z e c h o s l o v a k a n d in P o l i s h p a r t s o f t h e U S C B , it w a s s t a t e d u n i - v o c a l l y t h a t t h e i r d e f o r m a t i o n s d e p e n d o n t h e s t r u c t u r e s o f a d e e p b a s e ­ m e n t (K rejC i e t a l. 1 9 6 3 , S v o b o d a , Z e m a n 1 9 6 3 , 1 9 6 7 , S k v o r , Z e m a n 1 9 6 4 , 1 9 7 6 , K o t a s 1 9 68 , 1 9 7 2 , 1 9 7 6 , B u k o w y 1 9 7 2 , K o t a r b a e t a l. 1978.

Z e m a n 19 7 9 a n d o t h e r s ) .

I n t h e U p p e r C a r b o n i f e r o u s s e d i m e n t s , n u m e r o u s s t r u c t u r e s g e n e r a ­ t e d b y a s t r i k e - s l i p m o v e m e n t in t h e b a s e m e n t w e r e e v i d e n c e d . D e t a i ­ l e d t e c t o n i c s t u d i e s in m e s o - a n d m a c r o s t r u c t u r a l s c a le o f t h e s o u t h - - w e s t e r n p a r t o f t h e U S C B (W . B o g a c z 1978,' 19 8 0 a, b — in p r in t ) , as w e l l a s o f t h e U p p e r P a l a e o z o i c r o c k s o f t h e n o r t h - e a s t e r n m a r g in (K . B o g a c z 1 9 7 7 , 1 9 7 8 , 19 8 0, K r o k o w s k i 1 9 7 7 a , b , 1 98 0 ), g a v e a s t a r t i n g p o in t f o r t h e d i s c u s s i o n o n t h i s p r o b le m . T h e m a r g i n a l a r e a s l y i n g o f f t h e l i m i t s o f t h e U S C B h a v e a c l o s e t e c t o n i c r e l a t i o n s h i p to t h e U S C B . T e c t o n i c c o n c l u s i o n s c o n c e r n i n g t h i s m a r g i n a r e a m a y b e e x t e n d e d to t h e n o r t h - e a s t e r n p a r t o f t h e U S C B .

S t u d i e s m a d e b y H e r b i e h (1 9 7 8 , 1-980) in t h e n o r t h e r n r e g i o n o f t h e U S C B p l a y a n e s s e n t i a l p a r t in t h e c l a s s i f i c a t i o n a n d t h e i n t e r p r e t a t i o n

1 Foir a review of previous papers see Oberc (1977).

of

A t p r e s e n t , it is p o s s i b l e t o s h o w e v i d e n c e s f o r t h e e x i s t e n c e o f t h e s in is t r a ! r o t a t i o n o f t h e b a s e m e n t o f t h e U S C B d u r i n g H e r c y n i a n e p o c h i n r e l a t i o n t o t h e a d j a c e n t a r e a s (W . B o g a c z , K r o k o w s k i 1 9 8 0 a).

ROTATION AND ITS ASPECTS IN THE USCB

T h e w e s t e r n a n d t h e n o r t h - e a s t e r n b o u n d a r i e s o f t h e U S C B a r e d e ­ t e r m i n e d b y t h e t e c t o n i c d i s c o n t i n u i t y z o n e s r e l a t e d t o t h e m a c r o - f r a c t u ­ r e s o f t h e r e g i o n a l s i g n i f i c a n c e in t h e d e e p b a s e m e n t ( F ig . 1; K o t a s 1 9 7 2 ,

Fig. 1. Tectonic schem e of the Upper Silesian Coal Basin and the adjacent areas (compiled on the basis of the works by Metz 1957, Buday et al. 1960, Kotas 1972, 1980, K. Bogacz 1977, J980, Zeman 1979). 1 — Caledonian-Variscan orogenic area of the M oravo-Silesian zone, 2 — Caledonian-Variscan fold area of Cracow-M yszków zone, 3 — boundaries of Upper Carboniferous of the USCB, 4 — Carpathian over­

thrust, 5 — direction and sense of regional strike-slip movement, 6 — direction and sense of strike-slip m ovem ent, 7 — lineam ents, 8 — boundaries of the pre- -Cambrian structural complexes; deep fractures, a — Upper Silesian fault (after

Herbich 1980), b — Southern fault, 9 — the Małopolska Massif

Fig. 1. Schem at tektoniczny Górnośląskiego Zagłębia W ęglowego i obszarów przy­

ległych (zestawiono na podstaw ie opracowań Metza 1957, Budaya et al. 1960, Ko­

tasa 1972, 1980, K. Bogacza 1977, 1980, Zemana 1979). 1 — kaledońsko-w aryscyjska strefa orogeniczna M oraw o-Selezydów, 2 — kaledońsko-w aryscyjska strefa fałdo­

w a Kraków—Myszków, 3 — granice w ystępow ania karbonu produktywnego Za­

głębia Górnośląskiego, 4 — nasunięcie karpackie, 5 — kierunek i zwrot regional­

nego ruchu przesuwczego, 6 — kierunek i zwrot ruchu przesuwczego, 7 — linea- menty, 8 — granice prekam bryjskich kom pleksów strukturalnych; nieciągłości podłoża, a — rozłam górnośląski (wg Herbich 1980), b — rozłam południowy,

9 — m asyw Małopolski.

1980, K. Bogacz 1977, 1978, 1980, Zem an 1979). The basem ent of the USCB was formed by a pre-C am brian s tru c tu ra l complexes {Kotas 1972).

These complexes have various geological and geophysical features and are separated by the latitudinal boundaries. These boundaries are for­

med by th e deep fractures: the U pper Silesian fault (Herbich 1980) to the north and the S outhern fau lt to the south (Fig. 1).

The zones of the w estern and the n orth-eastern tectonic boundaries, and the Southern fault delim it th e triaingulair shape of ifche discussed area of the USCB.

Manifestations of th e discussed rotation occur m ainly in th e m arginal regions of the USCB. The m ovem ents also oocured along the disconti­

nuities situated w ith in th e USCB, however, th e intesity of the strike-slip displacem ents decreased tow ards th e centre.

FAULTS

In the w estern p a rt of th e USCB th e R ybnik and th e Baguszowice th ru sts are trending NNE—SSW. In th e vicinity of the both th ru sts oc­

c u r system s of en echelon faults (Fig. 2)» Sim ilar en echelon faults form the Lover Olza fault zone which ru n s W—E, m ore or less a t the latitude of the Czechowke in the southern p a rt of th e USCB (W. Bogacz 1978, 1980 — in print).

A p art of the en echelon faults exhibits norm al dip-slip and oblique- -^slip (sinistra!) features. These faults are ru n n in g generally W— E near the Rybnik and the Boguszowioe th ru sts (Fig. 2, I a). In th e Lower Olza fault zone such faults have NNW—SSE direction (Fig. 2, I b). These en echelon faults show antithetic kinem atic features and are high-angle shears (R’ — conjugate Riedels) in relation to th e direction of both th ru sts and to the tren d of th e Low er Olza fault zone. These en Eche­

lon faults indicate th a t a d e x tra l strike-slip m ovem ent took place along the first-order discontinuities in the basem ent of th e discussed regional structures. These first-o rd er fractures form the w estern and1 the sou­

th e rn tectonic border zones of the USCB.

The system of the high-angle en echelon faults (R’) was initiated in a ^norm al” or* a „strike-slip” stress f ie ld 2 w ith the co-activity of the paire of forces acting along these tectonic limits.

The presence of the norm al dip-slip and the oblique^slip faults, w hich occur in a high-angle position, indicates a ra th e r sm all am plitude of the strike-slip displacem ents in th e ir basem ent o r a tendency to such

* The basic stress system s are used after Anderson (1951, p. 12) and are named:

"strike-slip”, “norm al”, and “thrust” stress field.

Fig. 2. Tectonic scheme of the Jastrzębie region in Rybnik Coal District (after W. Bogacz 1978, simplified). Ia and Ib — en śchelon normal dip-slip and oblique slip faults in high-angle position (R' — conjugate Riedels), II — en śchelon oblique slip reverse faults. I l l — en echelon brachyfolds, IV — en śchelon oblique-slip faults in low -angle position (R — Riedels); Lower Olza fault zone, V — oblique slip reverse faults of horse tail type; Lower Olza fault zone. 1 — faults; arrows show direction and sense of strike-slip movement, 2 — thrusts (a) and reverse faults (b), 3 — brachyanticlines (a) and brachysynclines (b), 4 — Jastrzębie anti­

cline, 5 — direction and sense of strike-slip m ovem ent in the basement, 6 — re­

gional direction of compression, 7 — characteristic set of joints and changes of its direction (after Kempa et al. 1969), 8 — change of the direction of the couple

of forces

Fig. 2. Schem at tektoniczny rejonu Jastrzębia w Rybnickim Okręgu W ęglowym (wg W. Bogacza 1978, uproszczony). Ia i Ib — norm alno-zrzutowe i zrzutowo-prze- suwcze kulisow e uskoki systemu w ysokokątowego (R'), II — kulisow e uskoki od­

wrócone o charakterystyce inwersyjno-przesuw czej, III — kulisow e brachyfałdy, IV — zrzutowo-przesuwcze kulisow e uskoki systemu niskokątowego (R); strefa uskokowa dolnej Olzy, V — inw ersyjno-przesuw cze uskoki typu „końskiego ogona” ; strefa uskokowa dolnej Olzy. 1 — uskoki; strzałki w skazują kierunek i zwrot ruchu przesuwczego, 2 — nasunięcia (a) i uskoki odwrócone (b), 3 — brachyanty- kliny (a) i brachysynkli^iy (b), 4 — siodło Jastrzębia, 5 — kierunek i zwrot ruchu przesuwczego w podłożu, 6 — regionalny kierunek kompresji, 7 — zmiana k ie­

runku jednego z zespołów ciosu (wg Kempy et al. 1969), 8 — zmiana kierunku działania pary sił

a m o v e m e n t i n a l a r g e r p a r t o f t h e a r e a ( C lo o s 1 9 5 5 , T a n n e r 1 9 6 2 , T c h a - le n k o 1 9 7 0 , J a r o s z e w s k i 1 9 74).

T h e v L o w e r O lz a f a u l t z o n e a n d t h e n o r t h e r n p a r t o f t h e O s t r a v a - - K a r w i n a a r e a i n c l u d e a l s o e n e c h e l o n s e r i e s o f t h e o b l i q u e - s l i p a n d s t r ik e r s li p f a u l t s w h i c h o c c u r in a l o w - a n g l e p o s i t i o n in r e l a t i o n t o a x e s o f t h e f a u l t s e r i e s ( F ig s . 2, I V a n d 3). T h e s e f a u l t s a r e d e x t r a l , h o -

Fig. 3. Structural map of the O strava-K arwina region (after Krejći et al. 1963, Foldyna, Ormandy 1975; sim plified and interpreted). 1 — oblique slip faults; arrows show direction and sense of stri>ke-islip m ovem ent, '2 — normal dip-slip faults, 3 — reverse faults, 4 — coal seams, 5 — direction and sense of strike-slip m ove­

ment in the basement

Fig. 3. Mapa s/trukturalna obszaru ostrawsko-karw ińskiego (wg Krejciego et al.

1963, Foldyny, Orm andy’ego 1975; uproszczona i zinterpretowana). 1 — uskoki zrzutowo-przesuwcze; strzałki w skazują kierunek i zwrot ruchu przesuwczego, 2 — uskoki normalno-zrzutowe, 3 — uskoki odwrócone, 4 — pokłady węgla, 5 —

kierunek i zwrot ruchu przesuwczego w podłożu

m o t h e t i c s h e a r s (R — R ie d e l s ) . T h e y i n d i c a t e t h a t t h e d e x t r a l s t r i k e - i s l i p m o v e m e n t o c c u r e d in t h e b a s e m e n t . T h is m o v e m e n t t o o k p la c e a lo n g t h e d e e p f r a c t u r e z o n e w h i c h f o r m s t h e s o u t h e r n b o r d e r o f t h e U S C B (F ig . 1).

S i m i l a r s e r i e s o f e n e c h e l o n d e x t r a l l y s t r i k e - s l i p or o b l i q u e - s i ip f a u l t s o c c u r in t h e r e g i o n o f D ę b n i k , i n t h e n o r t h - e a s t e r n m a r g i n o f t h e U S C B (K . B o g a c z 1 9 7 7 , 1 9 7 8, 1 9 8 0, K r o k o w s k i 1 9 7 7 a , b , 1 98 0 ). T h e s e f a u l t s g e n e r a l l y a r e r u n n i n g N N E — S S W ( F i g . 4 ). A l s o n o r t h o f D ę b n i k ,

in t h e airea o f Z a w i e r c i e a n d Ł a z y , B e d n a r e k (1 9 7 8 ) d i s c o v e r e d t h e s t r i - k e - s l i p f a u l t s t r e n d i n g N — S or N N E — S S W . T h is s y s t e m o f e n e c h e l o n f a u l t s i n d ic a t e s t h a t t h e d e x t r a l s t r i k e - s l i p m o v e m e n t t o o k p l a c e a l o n g t h e f i r s t - o r d e r f r a c t u r e o f t h e d e e p b a s e m e n t . T h e d i s c o n t i n u i t y f o r m s t h e n o r t h - e a s t e r n b o r d e r o f t h e U S C B . T h e e n e c h e l o n , b o t h t h e n o r ­ m a l d i p - s l i p a n d t h e o b l i q u e - s l i p f a u l t s in t h e r e g i o n o f D ą b r o w a G ó r n i­

c z a ( F ig . 5), s h o w t h a t t h e d e x t r a l s t r i k e - s l i p m o v e m e n t a ls o t o o k p l a c e h e r e ( s e e a ls o J a r o s z e w s k i 1 9 7 4 , F ig . 2 0 3).

Fig. 4. Sketch of Variscan tectonics of the north-eastern margin of the USCB, region of Dębnak {compiled an the basis of the works by K. Bogacz 1980, Krakow­

ski 1980). 1 — Devonian and Carboniferous, 2 — Mesozoic and Cainozoic, 3 — Variscan oblique-slip faults; airrows show direction and sense of strike-slip m ove­

ment, 4 — post-Variscan faults, 5 — deformations of flexural type, 6 — axes of brachyanticlines, 7 — a x es of brachysynclines, 8 — direction and sense of strike-

-slip m ovem ent in the basem ent

Fig. 4. Szkic tektoniki w aryscyjskiej północno-wschodniego obrzeżenia Zagłębia Górnośląskiego w rejonie Dębnika (zestawiono na podstaw ie opracowań K. Bogacza 1980, Krokowskiego 1980). 1 — dewon i karbon, 2 — mezozoik i kenozoik, 3 — waryscyjiskie uskoki zrzutow o-przesuw cze; strzałki w skazują kierunek i zwrot ru­

chu przesuwczego, 4 — powaryscyjskie uskoki, 5 — deformacje typu fleksur, 6 — osie brachyantyklin, 7 — osie brachysynklin, 8 — kierunek i zwrot ruchu prze­

suwczego w podłożu

T h e e n e c h e l o n p a t t e r n o f t h e o b l i q u e - s l i p a n d t h e s t r i k e - s l i p f a u l t s o f a l o w - a n g l e p o s i t i o n (R, — R ie d e l s ) p r o b a b l y w e r e f o r m e d w i t h t h e in c r e a s e o f t h e a m p l i t u d e o f t h e s t r i k e - s l i p c o m p o n e n t o f t h e m o v e ­ m e n t a lo n g t h e f i r s t - o r d e r b a s e m e n t d i s l o c a t i o n s ( C lo o s 1 9 5 5 , T a n n e r

1 9 6 2 , T c h a le n k o 1 9 7 0 , J a r o s z e w s k i 1 9 7 4 ). I t is w o r t h n o t i n g t h a t t h e c o n c e n t r a t i o n o f t h e s t r i k e - s l i p f a u l t s in c r e a s e d in t h e n e a r e s t v i c i n i t y o f t h e s e d i s l o c a t i o n z o n e s .

The faults m arked on th e m aps m ade -by D oktorowicz-Hrebnicki (1959, 1966) and Kotas (1973) in th e area betw een Pyskowice and T ar­

nowskie Góry assum e en echelon p a tte rn (Jaroszewski 1974, Fig. 184) along the n o rth ern border of th e USCB (Fig. 6). A tectonic interpreta^

tion of these fau lts suggests th a t th ey also m ay be derived from a dex- tra l strike-slip m ovem ent on th eir basem ent (H erbich 1978).

Fig. 5. Tectonic scheme of the north-eastern part of USCB, region of Dąbrowa Górnicza (after Doktorowicz-Hrebnicki 1959, 1966, Kotas 1973; interpreted). 1 — coal seams, 2 — second order faults derivated from strike-slip m ovem ent in the basement, 3 — thrusts and reverse faults, 4 — north-eastern lim it of Upper Car­

boniferous, 5 — direction and sense of strike-slip m ovem ent in the basement Fig. 5. Schem at tektoniczny północno-wschodniej części Zagłębia Górnośląskiego w rejonie Dąbrowy Górniczej (wg Doktorowicz-Hrebnickiego 1959, 1966, Kotasa 1973; interpretacja). 1 — pokłady w ęgla, 2 — uskoki pochodne od ruchu przesuw- czego w podłożu, 3 — nasunięcia i uskoki odwrócone, 4 — północno-wschodnia granica w ystępow ania karbonu produktywnego, 5 — kierunek i zwrot ruchu prze-

suwczego w podłożu

BRACHYFOLDS

Among th e sets of the tectonic stru ctu re s found in th e U pper Car­

boniferous sedim ents of th e USCB, the system s of the en echelon fold

stru ctu res developed over the basem ent dislocations are of th e impor-

.kowtSe

Fig. 6. Structural map of the north-w estern part of the USCB (after Doktorowicz- Hrebnicki 1959, 1966, Kotas 1973; interpreted). See explanations of fig. 5 Fig. 6. Mapa strukturalna północno-zachodniej części Zagłębia Górnośląskiego (wg Doktorowicz-Hrebnickiego 1959, 1966, Kotasa 1973; interpretacja). Objaśnienia jak

na fig. 5

tance. The stru ctu re s a re usually of conical or conico-cylindrical geo­

m e try (the brachyfolds o r the forms approxim ating th e brachyfolds).

The en echelon brachyfolds, trending NNW—SSE, occur in the vici­

n ity of the Rybnik and the Boguszowice th ru sts (Fig. 2, III). There is a close relationship betw een the brachyfolds and th e thrusts. The posi­

tion of the en echelon brachyfolds in relation to the th ru sts confirm the existence of the d e x tra l strike-slip component of the m ovem ent along both thrusts. The en echelon brachyfolds occur also in the O strava—

K arvina area (Krejći et al. 1963, Foldyna, O rm andy 1975).

The geom etry of the O strava brachysyneline and the P etrvald bra- chysyncline shows th a t th e dex tral strike-slip com ponent of the move-

3 — R o c z n ik P T G 51/3—4

m ent occured in th e ir basem ent (Fig. 3). Thiis strike-slip m ovem ent was connected w ith the zone of the so u th ern boundary of th e USCB (the Southern fault — Fig. 1).

According to W. Bogacz (1978), the en echelon brachyfolds, occurring n ea r the Boguszowice th ru st (Fig. 2, III) w ere initiated earlier than the en ćchelon faults, b u t th e ir final form ation was accomplished la ter than these faults, at least in the south-w estern p a rt of the USCB. The increasing East Sudetic compression, trending generally NWW—SEE, created sui­

table conditions (G arfunkel 1966) for th e form ation of the brachystruc- tu res as th e derivatives of the strike-slip m ovem ent in th e basement.

The slightly dipping reverse faults occur in the vicinity of the Bo­

guszowice th ru st (Fig. 2, II). These faults, running NE—SW, show en echelon p a tte rn and are connected w ith this thru st. As regards ithe trend of the Boguszowioe th ru st, these faults occur in the low-angle position.

These reverse faults have th e strike-slip com ponent of a dex tral sense.

They are the youngest stru ctu re s of th e H ercynian cycle connected w ith th e strike-slip movement. The num erous slickenside stru ctu res found in the foreland of the Boguszowice th ru st are also related to this stage of the H ercynian cycle (W. Bogacz 1978, 1981, W. Bogacz, Krokowski 1980 b). The slickenside stru ctu res occur on slightly dipping surfaces which are almost parallel to the reverse faults. These slickenside stru c­

tures have the reverse oblique-siip chairacter. The reverse faults w ere form ed la ter th an th e brachyfolds (W. Bogacz 1978, 1981). It m ay be assumed th a t th e increase of the transversal compression in the stress field which had formed the brachyfolds caused the faults.

The effects of the compression, which was intensifed in the foreland of the Boguszowice and the Rybnik th ru sts, m ay be p artly explained by a tendency to th e antithetic orientation of the blocks in th eir basement.

This phenom enon took place during the developm ent of the th ru sts and caused the locally intensified compression.

The en echelon series of th e brachyfolds w ith the axes trending NWW—SEE, w ere found in the n orth-eastern m argin of the USCB (see also Ekiert 1971). The en echelon p a tte rn of brachyfolds indicates dex­

tral m ovem ent developed in th e ir basem ent (Fig. 4). The brachyfolds w ere already initiated in an early stage of the strike-slip movement along the discontinuities which from th e north-eastern tectonic boundary of the USCB in the deep basem ent (K. Bogacz 1980, Krokowski 1980).

The brachyfold stru ctu res found in the area of K nurów -Gliw ice-Pys- kowice—Tarnowskie Góry (Doktorowicz-Hrebnicki 1959, 1966, Kotas 1973) have en echelon orientation along th e axis trending NE—SW (Sto­

pa, Domagała 1961). In H erbrich’s view (1978) these stru ctu re s w ere form ed by the d ex tra l strike-slip m ovem ent along tw o discontinuities in the basement, which are trending NEE—SWW. According to the p re­

sent authors these deform ations resulted from the d e x tra l strike-slip

movement along th e discontinuity of the basement. The direction of the discontinuity was gradually changed from NNE—SSW to NEE—SWW (Fig. 6), and even to W— E (Doktorowicz-Hrebnicki 1959, 1966, Kotas 1973).

A transverse compression accompanies th e form ation of the brachy- folds in the zones of th e striike-slijp m ovem ent in th e areas discussed abo­

ve.

Fig. 7. Tectonic schem e of the geom etry of characteristic sets of joints in the border regions of the U SCB and its north-eastern margin (compiled on the basis of the works by Kidybiński, B iliński 1960, Baniak et al. 1969, Palki et al. 1969, Krokowski 1977a, 1980, W. Bogacz 1978). 1 — direction of joints parallel and per­

pendicular to the tectonic limits, 2 — characteristic set of joints and changes of ist direction (after Kempa et al. 1969); this changes resulted from the change of direction of the couple of forces, 3 — tectonic lim its of USCB, 4 — w estern part of the deep fracture, the Southern fault, 5 — B oguszowice thrust, 6 — Carpathian

overthrust

Fig. 7. Schem at tektoniczny zmienności położenia ciosu charakterystycznego w brzeżnych rejonach Zagłębia Górnośląskiego i jego północno-wschodniego obrzeże­

nia (zestawiono na podstaw ie opracowań Kidybińskiego, B ilińskiego 1960, Baniaka et al. 1969, Palkiego et al. 1969, K rokowskiego 1977a, 1980, W. Bogacza 1978).

1 — diagramy średnich kierunków ciosu równoległego i prostopadłego do tekto­

nicznych granic, 2 — zm iana kierunku charakterystycznego zespołu ciosu (wg Kem ­ py et al. 1969); w ynika ona ze zm iany kierunków działania pary sił, 3 — tekto­

niczna granica Zagłębia Górnośląskiego, 4 — zachodnia część rozłamu południo­

wego, 5 — nasunięcie boguszowickie, 6 — nasunięcie karpackie

*•

It is passible th a t th e en echelon brachyfolds in th e w estern p a rt of the USCB w ere form ed later, in relation to a p a rt of the en Echelon faults. On th e o th e r hand, in the n o rth —eastern m argin of the USCB the developm ent of the brachyfolds sta rted probably in th e ea rly sta­

ges of the strike-slip m ovem ent. Therefore, it m ay be assumed th a t the en echelon brachyfolds w ere developed during various stages of the strike-slip m ovem ent in the basem ent, according to local effects of a transverse compression or modifications of a stress field induced by strike-slip displacements.

We believe, th a t in the USCB area, both the faults and the brachy-

Fig. 8. Tectonic schem e of the USCB in relation to structures derivated from the sinistral rotation of the basement. 1 — faults, 2 — the th rust-flexural zones:

M ichalkovice-Rybnik (a) and Orlova-Boguszowice (b), 3 — axes of brachyfolds, 4 — direction of “Main anticline” and sense of strike-slip m ovem ent in its base­

ment, 5 — direction and sense of strike-slip m ovem ent in the basement, 6 — limits of Upper Carboniferous, 7 — sense of rotation in the basement, 8 — state border.

I

II

I I I

nicza,

IV

V

Knurowa

f o ld s w e r e g e n e r a l l y f o r m e d a t t h e s a m e g e o lo g ic t i m e . T h is p h e n o m e ­ n o n o c c u r s in t h e w h o l e a r e a a s w e l l a s in t h e in d iv i d u a l r e g i o n s o f t h e U S C B . T h e i n t e r f i n g e r in g g e n e s is o f t h e b r a c h y f o ld s a n d o f t h e f a u lt s m a y p r o v e t h a t t h e r e w a s a c lo s e r e l a t io n s h i p b e t w e e n t h e o r ig in o f b o t h . T h e e x i s t i n g d if f e r e n c e s b e t w e e n a s s o c ia t io n s o f s t r u c t u r e s , a n d in t h e ir s u c c e s s i o n in t im e d e p e n d e d u p o n t h e c o n d it io n s o f t h e d e f o r ­ m a t io n in t h e v a r io u s r e g io n s o f t h e B a s in . F o r e x a m p l e : in t h e n o r t h - - e a s t e r n m a r g in a n d in t h e s o u t h - w e s t e r n r e g io n o f t h e U S C B , t h e r e o c c u r s o m e d if f e r e n c e s in t h e t e c t o g e n e t i c d e v e l o p m e n t , b u t in b o t h r e ­ g io n s a s t r ik e - s li p m o v e m e n t in t h e b a s e m e n t h a d t h e f u n d a m e n t a l s i ­ g n if ic a n c e . T h is m o v e m e n t w a s e s s e n t i a l f o r t h e s t r u c t u r a l e v o l u t i o n in t h e m a r g in a l r e g io n s o f t h e U S C B .

A t e c t o g e n e t i c in t e r p r e t a t io n o f s o - c a l l e d „ M a in a n t i c l i n e ” in d ic a t e s t h a t it c o u ld b e s h a p e d a s a r e s u l t o f t h e s t r i k e - s l i p m o v e m e n t a lo n g a b a s e m e n t d i s c o n t i n u i t y t r e n d in g N W W — S E E (F ig . 8). A c o u n t e r c lo c k ­ w i s e a r r a n g e m e n t o f t h e d o m e s i n t h e „ M a in a n t i c l i n e ” s u g g e s t s t h a t in t h e b a s e m e n t t h e s t r i k e - s l i p m o v e m e n t h a d a s in i s t r a l s e n s e ( H e r b ic h 19 80). T h is is d i f f e r e n t f r o m t h e d e x t r a l p a t t e r n o f a s t r i k e - s l i p d is p la ­ c e m e n t s c o m m o n ly f o u n d in t h e U S C B a n d in it s m a r g in a l r e g io n s . I t m a y b e a s s u m e d t h a t t h e „ M a in a n t i c l i n e ” s i t u a t e d in s id e t h e U S C B , is n o t g e n e t i c a l l y s u b o r d in a t e d t o a g e n e r a l s t r u c t u r a l p a t t e r n o f t h e a r e a .

VARIABILITY OF THE STRIK E-SLIP MOVEMENT IN THE BASEMENT OF THE. UPPER SILESIAN COAL BA SIN PERIPHERAL ZONES

T h e c h a n g e s in t h e d ir e c t io n s o f t h e a x e s o f t h e e n ś c h e lo n s e r ie s , i n p a r t ic u la r o f t h e l o w - a n g l e p o s it io n f a u l t s (R ) a n d o f t h e b r a c h y f o ld s , s h o u ld b e a t t r ib u t e d t o t h e t r e n d o f t h e d i s c o n t i n u i t y z o n e s in t h e ir b a s e m e n t . S u c h a s it u a t io n is f o u n d in t h e s o u t h - w e s t e r n p a r t o f t h e U S C B . T h e a x is o f t h e s e r i e s o f t h e e n e c h e l o n f a u l t s in t h e L o w e r O lz a f a u l t z o n e t r e n d s N W W — S E E o r W — E (F ig . 2 , 8 ). T o w a r d s t h e w e s t e r n b o r d e r o f t h e U S C B t h e d ir e c t io n o f t h e a x i s c h a n g e s t o N W — S E a n d e v e n t o N — S ( F ig . 3, 8). T h e s e c h a n g e s a r e f o r c e d b y t h e d ir e c ­ t io n o f t h e t e c t o n ic z o n e d e l i m i t a t i n g t h e U S C B . A ls o in t h e n o r t h - e a ­ s t e r n m a r g in o f t h e U S C B , t h e d ir e c t io n o f t h e l o w - a n g l e p o s it io n f a u l t s g r a d u a lly c h a n g e s ( F ig . 8) f r o m N N E — S S W a n d e v e n f r o m N E — S W in s o u t h - e a s t (F ig . 4 a n d Z a j ą c z k o w s k i 1 9 5 2 , 1 9 7 5 ) t h r o u g h N — S , u p t o t h e N N W — S S E d ir e c t io n in t h e r e g io n o f D ą b r o w a G ó r n ic z a ( F ig . 5).

T h u s , a d e x t r a l s t r i k e - s l i p m o v e m e n t w a s f o r m e d in a z o n e o f t h e r e ­ g u la r l y c h a n g in g d ir e c t io n s f r o m N — S a n d p r o b a b ly f r o m N N E — S S W in t h e s o u t h - e a s t e r n p a r t to N W — S E in t h e f u r t h e r s e c t i o n o f t h e r e ­ g io n . T h e b e n d o f t h e z o n e o c c u r s in t h e s o u t h - e a s t e r n p a r t o f t h e m a r ­ g in . I n t h e r e g io n o f K n u r ó w — G l iw ic e — P y s k o w i c e — T a r n o w s k ie G ó r y ,

t h e r e is a p e r m a n e n t c h a n g e i n t h e d ir e c t io n s o f t h e a x e s o f t h e e n E c h e lo n s e r i e s ( t h e b r a c h y f o ld s a n d t h e f a u lt s ) f r o m N N E — S S W to N E E — S W W (F ig . 6, 8) a n d e v e n to W — E ( D o k t o r a w i c z - H r e b n i c k i 1 9 59, 1 9 6 6 , K o t a s 1 9 7 3 ). T h e c o n t in u o u s c h a n g e in t h e d ir e c t io n s o f t h e s e r ie s o f t h e e n e c h e l o n s t r u c t u r e s s u g g e s t s t h a t ‘t h e m o v e m e n t a lo n g t h e f i r s t - - o r d e r d is c o n t in u it ie s , p r o b a b ly o c c u r e d s i m u l t a n e o u s l y in t h e d i f f e r e n t a r e a s o f t h e U S C B . T h e s e c h a n g e s a r e m o s t i n t e n s i v e in t h e c o r n e r s o f t h e t r ia n g l e o f t h e U S C B ( F ig . 8).

I n t h e U p p e r C a r b o n if e r o u s s e d im e n t s o f t h e U S C B a n d it s n o r t h - - e a s t e r n m a r g in t h e r e la t io n s h ip .b e tw e e n j o in t s a n d f a u l t s c a n b e f o u n d ( K r o k o w s k i 1 9 7 7 a , 1 9 8 0 , W . B o g a c z 1 9 7 8 , H e r b ic h 1 9 7 8 ). T h e r e s u lt s o f t h e d e t a il e d m e s o s t r u c t u r a l s t u d i e s o f t h e j o in t in g a n d t h e c l e a v a g e ( K id y b in s k i B i l i n s k i 1 9 6 0 , B a n ia k e t a l. 1 9 6 9 , K e m p a e t a l . 1 9 6 9 , P a l k i e t a l. 1 9 6 9 , K r o k o w s k i 1. c., W . B o g a c z 1. c .) m a y in d ic a t e t h a t in t h e b o r d e r r e g io n s o f t h e U S C B a n d it s n o r t h - e a s t e r n m a r g in t h e g r a d u a l c h a n g e s in t h e g e o m e t r y o f t h e j o in t in g o c c u r . I n o u r o p in io n t h e s e c h a n ­ g e s m a y d e p e n d o n t h e m o d if ic a t i o n s i n t h e d ir e c t io n s o f b a s e m e n t d i s ­ c o n t in u it ie s w h i c h f o r m t h e t e c t o n ic l i m i t s o f t h e U S C B ( F ig . 2, 7). I n t h e m a r g in a l r e g i o n s o f t h e U S C B a m o n g a ll s e t s o f t h e j o in t s t h e s e t s p a r a ll e l a n d p e r p e n d ic u la r to t h e t e c t o n ic li m i t s o f t h e U S C B w e r e f o r m e d m o s t c l e a r l y . T h e s e o b s e r v a t io n s a r e in c o n c o r d a n c e w i t h t h e p r e ­ s e n t h y p o t h e s i s o f t h e r o t a t io n in t h e b a s e m e n t o f t h e U S C B .

I t m a y b e s h o w n t h a t t h e c o n c e n t r a t i o n o f t h e s h e a r s t r a in s o c c u r e d in t h e c o r n e r s o f t h e t r ia n g l e o f t h e U S C B . T h is c o n c e n t r a t i o n r e s u lt e d f r o m t h e c h a n g in g d ir e c t io n o f t h e s t r i k e - s l i p m o v e m e n t a lo n g t h e t e c ­ t o n ic li m i t s o f t h e U S C B . I n t h e s o u t h - w e s t e r n r e g io n o f t h e B a s in , t h e t e c t o n ic li m it s a r e r u n n in g N N E — S S W a n d W — E ( F ig . 1). T h e a lm o s t c o m p le t e a s s o c ia t io n o f t h e d e r i v a t i v e s t r u c t u r e s (i.e ., e n E c h e lo n s e r ie s o f f a u l t s , b r a c h y f o ld s , a n d r e v e r s e o b liq u e - s li p f a u lt s ) w a s c r e a t e d in t h i s c o r n e r (F ig . 2, 8). T h e n o r t h e r n c o r n e r h a s l e s s c o m p le t e a s s o c ia t io n o f t h e s e c o n d - o r d e r s t r u c t u r e s a s c o m p a r e d t o t h e s o u t h - w e s t e r n c o r n e r o f t h e U S C B . T h is p h e n o m e n o n m a y r e s u l t f r o m t h e c u t - o f f o f t h e n o r t h ­ e r n a p e x b y t h e s t r i k e - s l i p m o v e m e n t a lo n g t h e c u r v e - s h a p e d t e c t o n ic z o n e l i m i t i n g t h e U S C B ( F ig . 6 , 7, 8). T h is m o v e m e n t c r e a t e d f i r s t o f a ll n u m e r o u s e n e c h e l o n b r a c h y f o ld s a n d it in f lu e n c e d t h e c h a n g e o f t h e ir a x e s .

CONCLUSIONS

1. T e c t o n ic a n a l y s i s o f t h e d e f o r m a t io n s i n t h e s e d i m e n t a r y c o v e r , le a d s t o t h e c o n c l u s io n t h a t t h e s i n i s t r a l r o t a t io n t o o k p la c e in t h e b a ­ s e m e n t o f t h e U S C B ( F ig . 1, 8). T h e e f f e c t s o f t h e r o t a t io n a r e m o s t

f o r a i t h e t e c t o n ic l i m i t s o f t h e U S C B . T h e m o v e m e n t s f o r m in g t h e r o ­ t a t io n a ls o o c c u r e d a lo n g t h e d is c o n t in u it ie s s i t u a t e d w i t h i n t h e U S C B , h o w e v e r , t h e i n t e n s i t y o f t h e s t r ik e - s li p d is p la c e m e n t s d e c r e a s e d t o ­ w a r d s t h e c e n t r e . W e b e l i e v e t h a t t h e r o t a t io n o f t h e b a s e m e n t p la y e d a n im p o r t a n t r o le d u r in g t h e H e r c y n ia n t e c t o g e n e t i c c y c l e o f t h e U S C B .

2. I n t h e v a r io u s m a r g in a l r e g io n s o f t h e U S C B , t h e d e x t r a l s t r i k e - - s lip m o v e m e n t s f o r m in g t h e r o t a t io n w e r e m o d if ie d b y t h e „ n o r m a l” ,

„ s t r i k e - s l i p ” o r „ t h r u s t ” s t r e s s f ie l d s . T h e in f lu e n c e o f t h e s e m o d if ic a ­ t io n s d e t e r m in a t e d t h e d i f f e r e n c e s i n t h e a s s o c ia t io n s o f t i i e d e r i v e d s t r u c t u r e s .

3. T h e m o s t in t e n s i v e c h a n g e s in t h e d ir e c t io n s o f t h e a x e s o f t h e e n e c h e lo n s t r u c t u r e s in t h e r o c k s o f t h e s e d i m e n t a r y c o v e r o c c u r g e n e ­ r a l ly in t h e c o r n e r s o f t h e t r ia n g l e o f t h e U S C B (F ig . 8). I n t h e s e c o r ­ n e r s t h e a s s o c ia t io n s o f t h e d e r i v e d s t r u c t u r e s a r e m o r e c o m p le t e in r e ­ la t i o n t o t h o s e o c c u r in g in t h e o t h e r r e g io n s o f t h e U S C B .

4. T h e c h a n g e s in t h e g e o m e t r y o f t h e e n e c h e l o n s t r u c t u r e s in d ic a t e t h a t t h e d e x t r a l s t r i k e - s l i p m o v e m e n t s f o r m in g t h e r o t a t io n o c c u r e d s i ­ m u l t a n e o u s l y in t h e v a r io u s m a r g in a l r e g io n s o f t h e B a s in .

5. M a n y o f t h e t e c t o n ic p h e n o m e n a o b s e r v e d p a r t ic u l a r ly in t h e m a r ­ g in a l r e g io n s o f t h e U S C B , c o u ld b e e x p l a i n e d b y t h e r o t a t io n o f t h e w h o l e a r e a o f t h e U S C B . T h e s e t e c t o n ic p h e n o m e n a w e r e in e x p li c a b le in t h e e a r l ie r t e c t o n ic in t r p r e t a t i o n s (s e e a ls o C z a r n o c k i 1 9 3 5 , O b e r c 1 9 7 7 ). W e m a y in c l u d e in t o t h e s e p h e n o m e n a t h e f r e q u e n t o c c u r r e n c e o f t h e „ in t e r f e r e n c e ” s t r u c t u r e s w h i c h r e p r e s e n t t h e t w o b a s ic N W W — S E E a n d N N E — S S W t e c t o n ic d ir e c t io n s in t h e U S C B . T h e s e „ in t e r ­ f e r e n c e s ” o c c u r p a r t ic u l a r ly in t h e b o r d e r in g r e g io n s o f t h e U S C B . I t is m o s t p r o b a b ly t h a t t h e s e „ i n t e r f e r e n c e s ” o f t h e t e c t o n ic d ir e c t io n s m a y r e s u l t f r o m t h e a r r a n g e m e n t o f t h e e n e c h e l o n s t r u c t u r e s ( t h e b r a - c h y f o ld s a n d t h e f a u lt s ) d e r i v e d f r o m t h e s in i s t r a l r o t a t i o n o f t h e U S C B .

ACKNOWLEDGMENTS

We thank Dr A. -Radomski for reading the manuscript and giving helpful suggestions.

WYKAZ LITERATURY — REFERENCES

A n d e r s o n E. (1951), T he Dynam ics of Faulting. Edinburgh, London.

B a n i a k W., P o r ą b k a J., Ż a g i e l C., W e r e m k o S. (1969), D otychczasowy stan rozpoznania głów nych kierunków spękań w niecce chw ałow ickiej. Kliważ skał karbońskich. Mat. Konf. SITG: 140— 168, Katowice.

B e d n a r ek J. (1978), W rench Faults on the N orth-E astern Margin of the Upper- S ilesian Coal Basin. Bull.

Acad. Pol. Sci., Ser. Sci. Terre,

Varsovie.

B o g a c z K. 1977. Budowa geologiczna paleozoiku dębnickiego. W: Problem y tekt.

półn.-w sch. obrzeż. GZW.

Mat. Konf. Ter., Czatkowice:

B o g a c z K. (1978), Założenia tektoniki paleozoiku dębnickiego.

Spraw. Komis.

'Oddz. PAN, Kom. Nauk Geol.,

B o g a c z K. (1980), Budowa geologiczna paleozoiku dębnickiego. Tectonics of the Palaeozoic rocks of the D ębnik region.

Rocz. Pol. Tow. Geol.,

Kraków.

B o g a c z W. (1978), Tektonika utworów karbonu produktyw nego okolic Jasrrzęhia w R ybnickim Okręgu W ęglowym . Rozpr. Dokt. Arch. Bibl. AGH: 1— 155. Kra­

ków.

B o g a c z W. (1980 — w druku), Tektonika osadów karbonu produktyw nego re­

jonu Jastrzębia w R ybnickim Okręgu W ęglowym . Prace Geol. PA N , War­

szawa.

B o g a c z W. (1981), The Role of C leavage in the Shear Folding and Faulting Processes in the V icinity of the Boguszowice Thrust (Upper Silesian Coal Basin). Bull.

Acad. Pol. Sci., Ser. Sci. Terre,

B o g a c z W. , K r o k o w s k i J. (1980a), Ruchy przesuw cze w podłożu G órnośląskie­

go Zagłębia W ęglowego i ich konsekw encje strukturalne w osadach karbonu produktywnego. Geologia Formacji W ęglonośnej w Polsce.

Mat. III Symp., 24— 25. IV. 1980;

B o g a c z W. , K r o k o w s k i J. (1980b), Problem y badań m ezostrukturalnych na rdzeniach w iertniczych z osadów karbonu produktyw nego Górnośląskiego Za­

głębia W ęglowego. Geologia Formacji W ęglonośnej w Polsce.

Mat. III Symp., 24— 25. IV. 1980:

B u d a y T., K o d y m O. sen., M a h e 1 M., M a S k a M., M a t e j k a A., S v o b o - d a J., Z o u b e k V. (1960), Tectonic D evelopm ent of Czechoslovakia: 1—224.

Praha.

B u k o w y S. (1972), Budowa podłoża karbonu Górnośląskiego Zagłębia W ęglowego.

The Structure of the Substratum of the Carboniferous of Upper Silesian Basin.

W: Karbon GZW.

Prace Inst. Geol.

C 1 o o s E. (1955), Experim ental analysis of fracture patterns.

Bull. Geol. Soc. Amer.

66: 241—256. Baltim ore.

C z a r n o c k i S. (1935), Polskie Zagłębie W ęglowe w św ietle badań geologicznych ostatnich lat dw udziestu (1914— 1934). Bassin H ouiller Polonais d ’aprśs les re- cherches geologiques faites depuis annćes (1914—1934). Pr. PIG, 1. Warszawa.

D o k t o r o w i c z - H r e b n i c k i S. (1959), Mapa geologiczna Górnośląskiego Za­

głębia W ęglowego, 1 :100 000 (mapa strukturalna). Geologie map of the Upper Silesian Coal Basin. IG. W arszawa.

D o k t o r o w i c z - H r e b n i c k i S. (1966), Mapa geologiczna Górnośląskiego Za­

głębia W ęglowego, 1 :100 000, 1 :50 000. Geologie map of the Upper Silesian Coal Basin, 1 :100 000, 1 : 50 000. IG. Warszawa.

E k i e r t F. (1971), Budowa geologiczna podperm skiego podłoża północno-wschod­

niego obrzeżenia GZW.

Prace IG.

F o l d y n a J., O r m a n d y I. (1975), A n alytick ś mapa ruptur na urovnl — 450 m, 1 :15 000.

Arch. Vys. Sk. B&ń.

G a r f u n k e l Z. (1966), Problem s of w rench faults.

Tectonophysics

Amsterdam.

H e r b i c h E. (1978), Analiza (tektoniczna siecd uskokowej Górnośląskiego Zagłębia W ęglowego.

Rozpr. Dokt. Arch. Bibl. UW.:

H e r b i c h E. (1980), O rozłam ie górnośląskim . On the Upper Silesian D eep-fracture.

Przegl. geol.

J a r o s z e w s k i W. 1974. Tektonika uskoków i fałdów : 1—296. Wyd. Geol. War­

szawa.

K e m p a S., B i n d a E., P ł a c h e c k i K. (1969), D otychczasow y stan rozpoznania głów nych kierunków spękań w niecce głównej Zagłębia Górnośląskiego. Kliważ

skał karbońskich.

Mat. Konf. SITG:

K i d y b i ń s k i A., B i l i ń s k i A. (1960), Zależność w ystępow ania łupności skał ikarbońsikich od w arunków naturalnych środowiska.

Prace GIG,

Katowice.

K o t a r b a M., K r a c h J., M o k r z y c k a J. (1978), A naliza zm ian prędkości sub- sydencji w w ybranych rejonach Górnośląskiego Zagłębia W ęglowego. A n a ly sis of the subsidence rates in the selected areas of the Upper Silesian Coal Basin.

Zesz. Nauk. AGH, Geologia, 4,

K o t a s A. (1968), B udowa geologiczna podłoża utw orów karbonu produktywnego.

Kwart. Geol.

K o t a s A. (1972), W ażniejsze cechy budow y geologicznej GZW na tle pozycji tektonicznej i budow y głębokiego podłoża utw orów produktywnych. W: Pro­

blem y

Geodynamiki i Tąpań. Kom. Górn. PAN.

K o t a s A. (1973), Mapa geologiczna Górnośląskiego Zagłębia W ęglowego odkryta po karbon, 1: 100 000. Arch. IG. Sosnowiec.

K o t a s A. (1976), G łów ne cechy rozwoju i zasięgu w ystępow ania form acji w ęglo- nośnej karbonu G órnośląskiego Zagłębia W ęglowego.

Wybr. Zag. Geol. Form

Polski. Mat. I Symp.:

K o t a s A. (1980), Zagadnienia tektogenezy Gómnośląsikiego Zagłębia W ęglowego.

Geologia i w arunki w ystęp ow an ia złóż w ęgla kam. w GZW.

Mat. XCVI Sesji Naukowej IG. 6. VI. 1980:

K r e j ć i B., P r o u z a V., S v o b o d a V., T ó s l e r R., Z e m a n J. (1963), Tektonika produktivnćho karbonu ostravsko-karvinskśho reviru. D ie Tektonik des pro- duktiven Karbons des O strava-K arvina Beckens.

Sborn. Geol. V6d.,

7—40. Praha.

K r o k o w s k i J. (1977a), T ektonika obszaru między Krakowem a S ław k ow em w św ietle badań drobnostrukturalnych.

Rozrp. Dokt. Arch. Bibl. AGH.:

Kraków.

K r o k o w s k i J. (1977b), Tektogeneza paleozoiku dębnickiego w św ietle badań drobnostrukturalnych. W:

Problemy tektoniki Półn.-wsch. obrzeżenia G Z W

Mat. Konf. Ter. Czatkowice:

K r o k o w s k i J. (1980), Tektonika piętra w aryscyjskiego rejonu dębnickiego w św ietle badań drobnostrukturalnych. Variscan tectonics of the D ębnik region — South Poland — in the light of mesoscopic studies. Rocz.

Pol. Tow. Geol.r

M e t z K. (1957), Lehrbuch der T ektonischen Geologie: 1—294. Ferdin. Enke Verlag.

Stuttgart.

O b e r c J. (1977), The Upper Silesian Coal Basin. In:

Geology of Poland,

tonics. Wyd. Geol.: 330— 340. Warsaw.

P a l k i J., H u t e r a B., W a g n e r S. (1969), D otychczasow y stan rozpoznania głów nych kierunków spękań w południowej części niecki jejkow ickiej. K liw aż skał karbońskich.

Mat. Konf. SITG:

S k v o r V., Z e m a n J. (1964), M orfologie a geneze orlovskś v rśsy v homoslezskć-

p śn v i — p fik lad założeni flex u ro v itć v rśsy v zśv islo sti na spodni stavbfe.

Morphology and genesis of the Orlova fold in the upper Silesian basin — tshown o n the exam p le o f origin of a flexu re fold in dependence an the base­

ment.

Sborn. Geol. V8d.

S k v o r V., Z e m a n J. (1976), G eological instability as a cause folding.

V6st.

51, 3: 163— 172.

S t o p a S., D o m a g a ł a M. (1961), L ’anticlinal de Zabrze (Carbonifśre de la Haute Silesie). Bull.

Acad. Pol. Sci., S4r. G661., G&ogr.,

S v o b o d a V., Z e m a n J. (1963), P fisp śv ek k e vzniku v r śs na prfkladu m ichślko- v ick ś v r śsy v ostravsko-karvinskśm reviru. Ein Beitrag zur Faltenentstehung am B eispiel der M ichalkowitzer Falte im R evier Ostrava—Karvina.

Cas. Mine­

ral. Geol.

S v o b o d a V., Z e m a n J. (1967), Zagadnienia zw iązku pom iędzy rozw ojem osadów w ęglonośnych a rucham i tektonicznym i w karbonie Zagłębia Górnośląskiego.

On the relation betw een the developm ent of Coal bearing sedim ents and tec­

to n ic m o b ility in th e C a rb o n ife ro u s o f th e Upper S ile s ia n Coal Basin.

Rocz.

Pol. Tow. Geol.

T a n n e r W (1962), Surface structural patterns obtained from strike-slip models.

Jour. Geol.

T c h a l e n k o J. (1970), Sim ilarites betw een shear zones of different m agnitudes.

Geol. Soc. Am. Bull.

Z a j ą c z k o w s k i W. (1952), Mapa geologiczna odkryta rejonu Miękinia—Czerna.

Arch. IG.

Z a j ą c z k o w s k i W. (1975), Stratygrafia i litologia w apieni dinantu w Czernej koło Krzeszowic. Stratigraphy and lithology of the Dinantian Lim estones from Czerna near Krzeszowice.

IG, Bull.

Z e m a n J. (1979), Deep structure of the Upper Silesian Coal Basin.

VIII Congr.

Int. de Strat, et de Gśol. Carb., Compte Rendu.

Publ. O ffice „Nauka”. Moscow.

STRESZCZENIE

D e f o r m a c j e u t w o r ó w k a r b o n u p r o d u k t y w n e g o Z a g łę b ia G ó r n o ś lą s k ie ­ g o i o s a d ó w j e g o o b r z e ż e n ia w s k a z u j ą , ż e w z n a c z n y m s t o p n i u g e n e z ę ic h w ią z a ć m o ż n a z r o t a c j ą g łę b o k ie g o p o d ło ż a . P o j ę c ie t o d o t y c z y s u ­ m a r y c z n e g o e f e k t u , z a c h o d z ą c e g o w o k r e s ie w a r y s c y j s k i e g o c y k lu t e k t o - g e n e t y e z n e g o , s z c z e g ó ln ie w b r z e ż n y c h c z ę ś c ia c h Z a g łę b ia , p r z e m ie s z c z e ń p r z e s u w c z y c h w z d łu ż n ie c ią g ło ś c i p o d ło ż a . P o n i e w a ż s k ła d o w e p r z y c z y ­ n o w y c h p r z e m ie s z c z e ń p r z e s u w c z y c h p o s ia d a ły p e r m a n e n t n ie z w r o t p r a - w o s k r ę t n y , m o ż n a s ą d z ić , ż e z a c h o d z iła t u r o t a c j a le w o s k r ę t n a { F ig . 1, 8).

P o w y ż s z y p r o b le m z o s t a ł p r z e d s t a w io n y p r z e z a u t o r ó w w d n iu 2 4 k w i e t ­ n ia 1980 r. w r a m a c h I II S y m p o z j u m n a t e m a t „ G e o lo g ia F o r m a c j i W ę ­ g lo n o ś n e j w P o l s c e ” w A k a d e m ii G ó r n ic z o - H u t n ic z e j w K r a k o w ie (W . B o g a c z , K r o k o w s k i 198 0 a ).

P u n k t e m w y j ś c i a d la r o z w a ż a ń n a d z a g a d n ie n ie m r o t a c j i p o d ło ż a i j e j k o n s e k w e n c j i s t r u k t u r a l n y c h w o s a d a c h n a d k ła d u b y ł y s z c z e g ó ło w e s t u ­

d ia t e k t o n ic z n e w s k a la c h m e z o - i m a k r o s t r u k t u r , p r z e p r o w a d z o n e w o s a d a c h k a r b o n u w ę g lo n o ś n e g o p o łu d n io w o - z a c h o d n ie j c z ę ś c i Z a g łę ­ b ia G ó r n o ś lą s k ie g o (W . B o g a c z 19 78 , 198 0 — w d r u k u , 1 98 1 ) o r a z n a o b ­ s z a r z e p ó łn o c n o - w s c h o d n ie g o , m ło d o p a le o z o ic z n e g o o b r z e ż e n ia o m a w ia ­ n e g o b a s e n u w ę g l o w e g o ( K r o k o w s k i 1 9 7 7 a , b , 1 9 80).

W R y b n ic k im O k r ę g u W ę g l o w y m , w s ą s i e d z t w i e n a s u n ię ć r y b n ic k ie ­ g o i b o g u s z o w ic k ie g o o r a z s t r e f y t e k t o n ic z n e j d o ln e j O lz y w y s t ę p u j ą u k ła d y k u lis o w e u s k o k ó w n o r m a ln o - z r z u t o w y c h i z r z u t o w o - p r z e s u w - c z y c h , k t ó r y c h c e c h y g e o m e t r y c z n e o r a z p o z y c j a i u k ła d w s z e r e g a c h k u l i s o w y c h w s k a z u j ą , ż e m i a ł t u m i e j s c e p r a w o s k r ę t n y r u c h p r z e s u w - c z y (fig . 2). U s k o k i t e c z ę s t o w y s t ę p u j ą w p o z y c j i ś c ię ć w y s o k o k ą t o w y c h (R ’). A m p lit u d a p r z y c z y n o w e g o r u c h u p r z e s u w c z e g o w z d łu ż n ie c ią g ło ś c i w p o d ło ż u b y ła p r a w d o p o d o b n ie n i e w i e l k a lu b t e ż w y s t ą p i ł a t y l k o t e n ­ d e n c j a d o t a k ie g o r u c h u , d o t y c z ą c a p e w n e j c z ę ś c i o b s z a r u (C lo o s 1 9 5 5 , T a n n e r 1 9 6 2 , T c h a le n k o 1 9 7 0 , J a r o s z e w s k i 1 9 7 4 ).

W t y m r e j o n ie o r a z n a o b s z a r z e o s t r a w s k o - k a r w iń s k i m w C z e c h o s ło ­ w a c j i w y s t ę p u j ą r ó w n ie ż s z e r e g i k u l i s o w e u s k o k ó w p r z e s u w c z y c h lu b

z r z u t o w o - p r z e s u w c z y c h ( K r e j ć i e t a l. 1 9 6 3 , F o ld y n a , O r m a n d y 1 9 7 5 ) 0 p o ło ż e n iu n is k o k ą t o w y m (R ) w s t o s u n k u d o o s i s z e r e g ó w ( f i g 2, 3). O n e ta k ż e w s k a z u j ą n a p r a w o s k r ę t n y z w r o t p r z e m i e s z c z e ń w p o d ło ż u . P o d o ­ b n ą s y t u a c j ę m o ż n a in t e r p r e t o w a ć d la k u l i s o w y c h u s k o k ó w p r a w o s k r ę t - n ie p r z e s u w c z y c h lu b z r z u t o w o - p r z e s u w c z y c h w p ó łn o c n o - w s c h o d n ie j c z ę ś c i ( f ig . 5) o r a z o b r z e ż e n iu ( f i g . 4) Z a g łę b ia G ó r n o ś lą s k ie g o ( p o r . t e ż J a r o s z e w s k i 1 9 7 4 , B e d n a r e k 1 9 7 8 ). K u li s o w e u k ł a d y u s k o k ó w o p o z y ­ c j a c h n is k o k ą t o w y c h p o w s t a ł y w r a z z e w z r o s t e m a m p l i t u d y p r z e m i e ­ s z c z e ń p r z e s u w c z y c h w z d łu ż n a d r z ę d n y c h d y s lo k a c j i w p o d ło ż u .

O p r ó c z u s k o k ó w , n a o m a w ia n y m o b s z a r z e z w r a c a j ą u w a g ę k u lis o ­ w e u k ła d y b r a c h y f a łd ó w . S t r u k t u r y t e g o t y p u w y s t ę p u j ą w b r z e ż n y c h c z ę ś c ia c h Z a g łę b ia G ó r n o ś lą s k ie g o m i ę d z y in n y m i: n a z a c h o d z ie w s ą ­ s i e d z t w ie n a s u n ię ć r y b n ic k ie g o i b o g u s z o w ic k ie g o ( f ig . 2), n a p ó łn o c y m ię d z y T a r n o w s k im i G ó r a m i a K n u r o w e m ( f ig . 6) o r a z w o s a d a c h p a - le o z o ik u p ó łn o c n o - w s c h o d n ie g o o b r z e ż e n ia Z a g łę b ia ( f ig . 4 ). P o z y c j e

1 u k ła d b r a c h y f a łd ó w w s z e r e g a c h k u l i s o w y c h p o z w a la j ą in t e r p r e t o ­ w a ć , ż e s ą o n e k o n s e k w e n c j ą p r a w o s k r ę t n y c h p r z e m i e s z c z e ń p r z e s u w ­ c z y c h w z d łu ż n ie c ią g ło ś c i ic h p o d ło ż a . M o ż n a s ą d z ić , ż e w p r o c e s ie f o r ­ m o w a n ia b r a c h y f a łd ó w b r a ła u d z ia ł k o m p r e s j a p o p r z e c z n a , k t ó r a s t w o ­ r z y ł a d o g o d n e w a r u n k i ( G a r f u n k e l 1 9 6 6 ) d la ic h p o w s t a n ia . P o t w i e r ­ d z a j ą to r ó w n ie ż p o z y c j a i u k ła d w y s t ę p u j ą c y c h n a p r z e d p o lu n a s u ­ n ię c ia b o g u s z o w ic k ie g o , k u l i s o w y c h u s k o k ó w o d w r ó c o n y c h ( f ig . 2) o r a z o b e c n o ś ć s t r u k t u r ś l i z g o w y c h o i n w e r s y j n o - p r z e s u w c z e j k in e m a t y c e (W . B o g a c z 19 81, W . B o g a c z , K r o k o w s k i 19 80 b ).

N a p o d s t a w ie b a d a n ia s t o s u n k u , p o c h o d n y c h o d r u c h u p r z e s u w c z e ­ g o w p o d ło ż u , u s k o k ó w d o b r a c h y f a łd ó w m o ż n a s ą d z ić , ż e n a o b s z a r z e R y b n ic k ie g o O k r ę g u W ę g l o w e g o b r a c h y f a łd y m o g ł y b y ć z a in ic j o w a n e

w c z e ś n ie j , o s t a t e c z n i e j e d n a k z o s t a ł y u f o r m o w a n e p o p o w s t a n iu u s k o ­ k ó w . N a t o m ia s t w p ó łn o c n o - w s c h o d n im o b r z e ż e n iu Z a g łę b ia G ó r n o ś lą ­ s k ie g o b r a c h y f a łd y s ą s t a r s z e o d u s k o k ó w . Z a z ę b ia n ie s i ę g e n e z y u s k o ­ k ó w i b r a c h y f a łd ó w , w o d n ie s ie n i u t a k d o p o s z c z e g ó l n y c h r e j o n ó w Z a ­ g łę b ia G ó r n o ś lą s k ie g o (n p . w r e j o n ie J a s t r z ę b ia ) , j a k i c a ło ś c i j e g o o b s z a r u s t a n o w i j e s z c z e j e d n o p o t w i e r d z e n ie z w ią z k u t y c h s t r u k t u r z r u c h e m p r z e s u w c z y m z a c h o d z ą c y m w p o d ło ż u . W p o s z c z e g ó l n y c h r e ­ j o n a c h is t n i e j e p e w n e z r ó ż n ic o w a n ie z e s p o łó w s t r u k t u r p o c h o d n y c h , n a c o w p ł y n ę ł y lo k a ln e m o d y f ik a c j e w a r u n k ó w d e f o r m a c j i, z w ią z a n e z o d ­ d z ia ł y w a n ie m n o r m a ln e g o , p r z e s u w c z e g o d k o m p r e s y j n e g o p o la n a p r ę ­ ż e ń . Z n a c z e n ie z a s a d n ic z e m a j e d n a k p o d o b n a p r z y c z y n a r o z w o j u s t r u k ­ t u r a ln e g o w b r z e ż n y c h r e g io n a c h Z a g łę b ia , k t ó r ą s t a n o w ią p r z e m i e s z ­ c z e n ia p r z e s u w c z e , s k ła d o w e le w o s k r ę t n e j r o t a c j i.

W s p ó ln ą c e c h ą o m ó w io n y c h d e f o r m a c j i, w s z c z e g ó ln o ś c i u s k o k ó w n i s k o k ą t o w y c h i b r a c h y f a łd ó w s ą z m ia n y k ie r u n k ó w o s i s z e r e g ó w k u ­ l i s o w y c h ( f ig . 8). W ią z a ć t o n a l e ż y z d o p a s o w y w a n i e m s ię t y c h u k ła d ó w d e fo r m a c ja d o p r z e b ie g u s t r e f n ie c ią g ło ś c i w ic h p o d ło ż u .

C h a r a k t e r y s t y c z n ą z m ie n n o ś ć m o ż n a d o s t r z e c r ó w n ie ż w r o z k ła d z ie k ie r u n k ó w c z ę ś c i c i o s u i, k l i w a ż u z e p o k i w a r y s c y j s k i e j ( f ig . 2, 7). W y ­ s t ę p u j e o n a w p r z y g r a n i c z n y c h r e j o n a c h G ó r n o ś lą s k ie g o Z a g łę b ia W ę ­ g l o w e g o i s u g e r u j e p o d p o r z ą d k o w a n ie g e o m e t r i i c i o s u i k l i w a ż u p r z e ­ b ie g o w i j e g o g r a n ic t e k t o n ic z n y c h .

P r a w o s k r ę t n y r u c h p r z e s u w c z y d o k o n y w a ł s ię z a t e m c z ę s t o w s t r e ­ f a c h o s y s t e m a t y c z n i e z m ie n ia j ą c y c h s ię p r z e b ie g a c h . Z m ia n y t e s ą s z c z e g ó ln ie w y r a ź n e w n a r o ż a c h t r ó j k ą t a G ó r n o ś lą s k ie g o Z a g łę b ia W ę ­ g lo w e g o . W n a r o ż u p ó łn o c n y m z a z n a c z a s i ę c ią g łe p r z e j ś c i e o s i s t r u k ­ t u r k u l i s o w y c h o d k ie r u n k u S S W — N N E i S W — N E d o S W W — N E E , a n a w e t W — E ( f ig . 6, 8). P o d o b n ą s y t u a c j ę o b s e r w u j e s i ę w p o łu d n io ­ w o - z a c h o d n im n a r o ż u , g d z ie o s ie s t r u k t u r k u l i s o w y c h d o p a s o w u j ą c s ię d o p r z e b ie g u t e k t o n ic z n e j g r a n ic y Z a g łę b ia G ó r n o ś lą s k ie g o z m ie n ia j ą s w ó j p r z e b ie g o d S E E — N W W d o S E — N W i N N E — S S W ( f ig . 2, 3, 8).

W n a r o ż a c h t r ó j k ą t a G ó r n o ś lą s k ie g o Z a g łę b ia W ę g l o w e g o d o s z ło p r a w ­ d o p o d o b n ie d o d u ż e j k o n c e n t r a c j i n a p r ę ż e ń ś c in a j ą c y c h , s p o w o d o w a n e j z m ia n ą k ie r u n k ó w r u c h u p r z y c z y n o w e g o w p o d ło ż u w z d łu ż j e g o t e k ­ t o n ic z n y c h g r a n ic . S t ą d t e ż z m ia n y k i e r u n k ó w o s i s t r u k t u r k u lis o w y c h w y s t ę p u j ą g łó w n ie w n a r o ż a c h t e g o t r ó j k ą t a . W s k a l i c a łe g o b a s e n u w ę g l o w e g o z m ia n y o s i s z e r e g ó w s t r u k t u r k u l i s o w y c h s u g e r u j ą , ż e r u c h p r z y c z y n o w y w p o d ło ż u z a c h o d z ił n a j p r a w d o p o d o b n ie j w j e d n y m c z a ­ s i e w a r y s c y j s k i e g o c y k l u t e k t o g e n e t y c z n e g o .

W p o łu d n io w o - z a c h o d n im n a r o ż u Z a g łę b ia G ó r n o ś lą s k ie g o w y s t ę ­ p u j e p r a w ie p e łn a , z n a c z n ie b o g a t s z a n iż w in n y c h r e j o n a c h , a s o c j a ­ c j a s t r u k t u r p o c h o d n y c h o d r u c h u p r z e s u w c z e g o w p o d ło ż u . N a t o m ia s t s t r u k t u r y p o c h o d n e , w y s t ę p u j ą c e w p ó łn o c n y m n a r o ż u m a j ą m n ie j s z e z r ó ż n ic o w a n ie o r a z o d p o w ie d n io d o p a s o w u j ą s ię s w ą g e o m e t r i ą d o p r z e ­