Kwartalnik Geologiczny, t. 26, nr 2, 1982, p. 273-284
UK D 551.24 :551 .736/.76.02 :551 .242.5(4 - 11) :550.822 + 550.834.5.05] :550.834.32.05 :551.241(438 strefa Teisseyre'a- Tornquista)
Ryszard DADLEZ
a
Prze.astawiol1o korelacj~ mi~dzy wynikami sejsmicznych badaii. refrakcyjnych, wyznaczaj'!cych wglt:bne uskoki w podlozu, a tektonik,! pokrywy platformowej, g16wnie kompleksu cechsztynsko-mezozoicz- nego, zbadanego wierceniami i sejsmik'! refleksyjn,!. Uznaj,!c potomnosc form strukturalnych w po- krywie, wykorzystano jej obraz jako niepor6wnanie dokladniej rozpoznany do rekonstrukcji budowy wglt:bnej. Interpretacja przeprowadzona t'! metod'! przyjmuje, ze w strefie tektonicznej Teisseyre'a- -Tornquista staropaleozoiczne kompleksy skaine S'! nasuni~te na zewn~trzn,! kraw~dZ prekambryjskiej platformy wschodnioeuropejskiej. W czasie synwaryscyjskich ruch6w blokowych powstal w tej strefie stopieii. strukturalny, podzielony uskokami poprzecznymi na odr~bne segmenty, tworz'!ce razem kla- wiszowy system uskok6w. Ewolucja sedymentacyjno-tektoniczna cechsztynsko-mezozoicznego kom- pleksu strukturalnego jest uwarunkowana zr6Znicowanymi ruchami pionowymi tych blok6w.
Linia tektoniczna Teisseyre'a-Tornquista (J. Znosko, 1969) rysowana jest na terytorium Polski jako ci(!gla, mniej lub bardziej powyginana granica mi~dzy dwo- rna megablokami skorupy ziemskiej (ostatnio np. w pracach J. Znoski, 1974; W.
Pozaryskiego, Z. Kotanskiego, 1978; S. Mlynarskiego, 1982). Od niedawna okresla
si~ j(! rowniez jako stref~ tektoniczn(! Teisseyre'a-Tornquista (w skrocie stref~
T T), w rozumieniu nie jednego wgl~bnego rozlamu, lecz systemu kilku rozla- mow (J. Znosko, 1979; R. Dadlez, 1980a, b; A. D(!browski i in., 1981). Bywa przy tym, ze zakres tego terminu ulega rozszerzeniu i powi(!zaniu ze struktur(! granicy Moho Guterch i 1975; J. 1979); do sprawy powroc~ jeszcze pod koniec artykulu.
Nowe dane sejsmiezne i wiertnieze przemaWlajq za tym, ze .strefa T - T jest zakorzeniona w zlozonym systemie,~JJskokow wgl~bnych, przeeinaj(!cych skon- solidowane podloze, a rozpoznanych sejsmicznymi badaniami refrakcyjnymi.
lnteresuj(!ca wydaje si~ proba ich powi(!zania z glownymi rysami tektonicznymi cechsztynsko-mezozoicznego kompleksu strukturalnego. Zbadany jest on stosun- kowo g~st(! sieci(! sejsmicznych protllow reneksyjnych 0 dobrej jakosci. a takze licznymi wierceniami, ktory to material posluzyl ostatnio 7a podsta w~ do wyko-
nania mapy kompleksu na catym Nizu Polskim (R. Dadlo. 198(17).
Strefa T - T na terenie zachodniej i srodkowej Polski jest obecnie przeci~ta kil- kunastoma przekrojami refrakcyjnymi. Wydaje si~\ ze zarowno gl~bokosc najniz- szego poziomu sejsmicznego. identyfikowanego z powierzchni(! stropowq podlo- za krystalieznego lub "skonsolidowanego". jak i szczegoly jego morfo\ogii powin- ny bye traktowane z duz,! ostroznosciq. Wynika to z niepetnego rozpoznania za- gadnienia srednieh pr~dkosei fal sejsmieznyeh oraz z niepewnosei co do korelaeji geofizyeznej i dowiqzania geologieznego tego gh;bokiego poziomu. Przyktadem tych rozbieznosei nieeh b~dzie por6wnanie dwoeh rownoezesnyeh interpretaeji omawianego poziomu, dokon,~nyeh przez J. Skorup<,? (1980) oraz W. Pozaryskiego i in. (1980). a takze nieeo pozniej przez S. Mlynarskiego (1982). Druga z ostatnio eytowanyeh interpretaeji wyr<.1znia si~ znaezml detalizaej,! obrazu (wielka liezba rozl1okierunkowyeh uskoklH\!. urozmaieona konfiguraeja gl~bokiego poziomu), kt()ri:j lIzasadnienia nie znalazlcm \V m;lterialc podsttl\\()\\ym.
Niezaleznie od tych ograniczen przckroje refrakeyjnc pozwaiaj;;! na wyzna- ezcnie - z wi~kszq niz w przypadku morfologii stropll podloza dozq zaufania - g16wnych uskokow w podlozu. Trudnose moze stanowie niekiedy jedynie kore- laeja mit;dzy poszezegolnymi przekrojami zewzgl~du na dzielqee je znacznc od- leglosei (20 40 km). Azeby przczwyci~zyc t~ trudnose sprobowano wykorzystae dla rekonstrllkeji przebicgu uskokow wgl~bnyeh lepiej rozpoznane uskoki w eceh- sztynsko-mezozoieznym kompleksie strukturalnym. Na przek:-ojaeh refrakcyj- nyeh obserwuje sit; nieraz zgodnose lokalizacji uskokow wgl~bnyeh z glownymi uskokami w tym kompkksie. Dotyezy to np. uskokow systemu Koszalina Choj- nic - Tucholi lub G(!bina - Radllczy (R. Dadlez, 1980b). Jest zatem prawdopo- dobne, jezeli przyjmie si~ zas{;ld~ potomnosci rozwoju tcktonicznego, ze te ostatnie nasladuj(! przebieg uskokow wgh;bnych. Jesli jest to pr<l\\da. to i odwrotne twier- dzenie wydaje si~ usprawiedliwione. tzn. ze przebieg uskoko\\! w pokrywie moze bye wykorzystany przy intcrpretacji i korelacji uskokow wgl~bnyeh. Ponadto koreJuj(!c uskoki wgl~bne mi~dzy przekrojamL przyj~to - zc wzgl~du na sztywnose osrodka, ktory one przecinajq - w zasadzie ich prostoliniowy przebieg. W jednym przypadku (kolo Torunia) kierunek uskoku wgl~bnego zosta1 potwierdzony prze- krojem podluznym.
Porownanie danych 0 uskokach prowadzi do dwoeh konkluzji: I - wzdluz stre(y T - T istnieje podwojny system uskokow wgl~bnych: 2 - system ten jest
przeci~ty kilkoma uskokami poprzecznymi (fig. 1).
Prawie kazdy sejsmiczny przekroj refrakcyjny ujawnia w strefie T - T istnie- nie dwoeh wgl~bnych p~kni~e, ktore wyeinajq z platformy prekambryjskiej w jej strefie brzeznej wyrazny stopien strukturalny (fig. 1; S. Mlynarski, 1982, fig. 1).
W granicach tego stopnia powierzehnia stropowa podloza jest zazwyczaj gilniej naehylona ku SW niz w obszarze platformy prekambryjskiej. JeSli ehodzi 0 wlas- nosei sejsmiczne, stopien ten rowniez nieeo si~ rozni od obszarow lez(!cyeh dalej ku N E: pn;dkosei graniczne Sq tu na ogol mniejsze, a jakose gi~bokjego poziomu gorsza. Z\vazy\vszy jcdnak, ze rozniee te nie sc! znaezne oraz uwzglt;dniaj,!c inne
Tektonika DermO-rne:i~Ozol.k:ll a
dane geofizyczne mozna sqdzic, ze podloze w tego stopnia nalezy nadal do platformy prekambryjskiej. Mam tu na mysE interpretacj~ zdj~cia magneto- metrycznego metodq gradientow pola (A. Dqbrowski i in., 1981), ktora pozwala na precyzyjniejsze wyznaczenie poludniowo-zachodniej. granicy obszarow za-
Fig. 1. Gl~bokie roztamy w podlozu a tektonika permo-mezozoiku Deep fractures in the basement versus Permian- Mesozoic tectonics
A'
roz!amy w pod!ozu: a - udowodnione wedlug sej~micznych danych refrakcyjnych (krzyzyki znacz"! punkty pr;e- ci~cia z profilami), b - przypuszl:Lalne wedlug cech strukturalnych pokryv,:y osadowej; 2. - uskoki w komplcksie
<;echsztynsko-mezozoicznym; 3 - antykliny solne; 4 - antykliny niesolne; 5 odsloni~cia podpermskie w G6rach
Swi~tokrzyskich; 6 - profile wiertnicze ze s!abo zdeformowanym starszym paleozoikiem; 7 - profile wiertnicze z silnie zdeformowanym starszym paleozoikiem; 8 lokalizacja fragment6w sejsmicznych profil6w refrakcyjnych, przedstawionych w narozach figury; 9 (na profilach) g!~boki poziom sejsmi;:'zny z roz!amem (krzyzyki); Iiczby oznaczaj<l: sejsmiczne pr~dkosci graniczne w m/5; Dn blok Dobrzynia, Gk blok Grodziska, Pk blok Plonska, Gn blok G'lbina
I - tractures in the basement: a - proved after seismic refraction data (crosses mark control points on the profiles), b - tentative, after structural features of sedimentary cover; 2 - faults in Zechstein-Mesozoic complex; 3 - salt anti- clines; 4 - non-salt anticlines; 5 - sub-Permian outcrops in the Gory Swi~tokrzyskie Mts.; 6 - borehole sequences of weakly deformed Early Palaeozoic; 7 - borehole sequences of strongly deformed Early Palaeozoic; 8 - fragments of seismic refraction profiles presented in the corners of the figure: 9 - (in the profiles) - deep seismic horizon with fracture (cro" hatched): numbers are seismic boundary velocities in m/s; Dn DobrzYli Block. Gk - Grodzisk Block.
Pk - Pr()11~k Block. Gn G,!bin Block
'-_---.:5J;.'O _ _ ...;J1QO km
Fig. 2. Gl~bokie rozlamy interpretowane wedlug r6znych metod Deep fractures as interpreted after various methods
1 rozlamy w podlozu wedlug sejsmicznych badan refrakcyjnych; 2 - stopien strukturalny w podlozu; 3 rozlamy w podlozu wedlug danych magnetometrycznych (A. D",browski i in., 1981); 4 rozlamy w powierzchl1i Moho wedlug gl\!bokich sondowan sejsmicznych (A. Guterch i in., 1975, praca w druku)
1 - fractures in the basement after seismic refraction data; 2 - structural step in the basement; 3 - fractures in the basement after magl1etometric data D",browski et al., 1981); 4 - fractures in the Moho surface after deep seismic soundings (A. Guterch et al., in press).
burzonych magnetycznie, identyfikowanej z granic'l platformy prekambryjskiej.
Otoz granica ta, rysowana jako system wgl~bnych rozlamow, dose dobrze pokry- wa si~ z doln'l kraw~dzi'l omawianego stopnia strukturalnego (fig. 2).
Na poludniowy zachod od wspomnianego stopnia wyniki sejsmiki refrakcyj- nej staj'l si~ zdecydowanie niejednoznaczne, pr~dkosci graniczne S'l niejednolite, jakose gl~bokiego pogarsza si~ lub moze on zanikn'le w ogole (fig. 1).
Wzmiankowana interpretacja magnetometrii staje si~ przydatna rowniez w okolicach na SW od Warszawy. gdzie na jednym przekroju refrakcyjnym stwier-
dzono tylko Jeden wgl~bny uskok. Z porownama re1rakcji z magnetometri'll z wy- nikami wiercen w rejonie Mszczonowa mozna s'ldzie, ze jest to polnocno-wschodni uskok rozpatrywanego systemu. Drugi uskok poludniowo-zachodni - nie zo- stal zarejestrowany zapewne z powodu zbyt gl~bokiego polozenia granicy zalamu- j'lcej. Jego obecnose mozna domniemywae na podstawie danych magnetometrycz- nych, tym bardziej ze wskazuj'l one tu na istnienie dwoch linii gradientowych.
Tektonika a 277
Obszar mi~dzy nimi moze bye ekwiwalentem omawianego stopnia struktural- negol,
Nalezy si~ teraz zastanowie, w jaki sposob koncepcja stopnia strukturalnego w podlozu prekambryjskim odzwierciedla si~ w budowie geologicznej kompleksow fanerozoicznych?
Otwory wiertnicze wykonane na po1nocny wschod od tego stopnia udowodnHy, ze skaly starszego paleozoiku, choe osi~gaj~ znaczn~ mi~zszose (do 4000 m), lez~
poziomo lub subhoryzontalnie i s~ wyksztalcone w typowych facjach platformo- wych, epikontynentalnych. Na samym stopniu, a w paru przypadkach rowniez i na po1udniowy zachod od niego, ponad dwadziescia otworow wykonanych na Pomorzu mi~dzy Baltykiem a Toruniem (R. Dadlez, 1974, 1978; H. Tomczyk, 1980) oraz w obszarze radomsko-lubelskim (A.M. Zelichowski, 1972, 1979) ujawni- 10 obecnose silnie zmi~tej, sfaldowanej i zuskokowanej serii 1upkow graptolito- wych ordowiku i syluru. Te sekwencje s~ wynikiem sfa1dowania osadow powsta- lych w zupe1nie innych warunkach i osi~gaj~cych znacznie wi~ksze mi~zszosci
niz w poprzednio wspomnianym obszarze.
Serie te s~ przykryte przez ogolnie slabo zdeformowane, klastyczne i w~gla
nowe kompleksy dewonsko-karbonskiej pokrywy platformowej albo tez (rzadziej)
lez~ wprost pod osadami cechsztynu 0 jeszcze nizszym stopniu zaangazowania tektonicznego. Kompleks dewonsko-karbonski na Pomorzu nie wyst~puje ku NE od stopnia strukturalnego, b~d~c usuni~ty przez pozniejsz~ erozj~, podcza~ gdy dalej ku SE uchronil si~ przed t~ erozj~ w brzeznej cz~sci platformy.
Nie miejsce tu na kontynuowanie d1ugotrwa1ej dyskusji nad istot~ opisanego kaledonskiego pasma faldowego czy rna ono charakter intrakratoniczny, czy tez interkratoniczny. W kazdym przypadku, zgodnie z przyj~t~ wyzej interpretacj~,
wczesnopaleozoiczne masy skalne w tej strefie s~ nasuni~te na obnizony, brzezny stopien platformy prekambryjskiej, a faldy s~ zakorzenione na poludniowy za- chod od tego stopnia. Wynika st~d, ze poludniowo-zachodnia granica platformy, ukryta pod tymi masami, biegnie wzdIuZ poludniowo-zachodniego systemu usko- kow wgl~bnych, czyli wzdluz poludniowo-zachodniej kraw~dzi stopnia struk- turalnego.
Mysl 0 takim nasuni~ciu skal staropaleozoicznych zostala wczesniej wysuni~ta
przez J. Znosk~ (1970, fig, 7). Rowniez A.M. Zelichowski (1979) przyj~l, ze w ob- szarze lubelskim istnieje kaledonskie nasuni~cie na przedpole platformy pre-
kambryjskiej. ,
Dalsze implikacje wynikaj~ z analizy tektoniki permo-mezozoiku. W przypadku uzycia kierunkow uskokow, stwierdzonych w tym kompleksie strukturalnym, do interpretacji kierunkow uskokow wgl~bnych okazuje si~, ze w wielu przypadkach te ostatnie zgadzaj~ si~ z granicami blokow tektonicznych tego kompleksu. Wi- doczne to jest w strefie Koszalina - Chojnic - Tucholi, a w srodkowej Polsce w przypadku blokow Plonska, G~bina i Grodziska. N a granicach tych blokow za-
chodz~ wyrazne roznice w tempe subsydencji i w ewolucji sedymeritacji, a takze zroznicowania w stylu strukturalnym (fig. 1), ktore wskazuj~, ze wg1~bne uskoki byly czynne w ci~gu znacznych odcinkow czasu.
Ogolnie istnieje fundamentalna roznica w stylu strukturalnym po obu stro- nach polnocno-wschodniego systemu uskokow (fig. 1). Obszar na polnocny wschod
1 Nalczy tu wspomniec, ze koneepeja stopnia ezy tez taraSll strukturalncgo w hrzd:nej slrefic platformy, 0rar- ta na danyeh grawimetrycznych i magnetometrycznych, hyla wysuwana wczesniej przez niektorych aUlorow (np, A. D'!browskl, 1957). Stopien ten byl jednak sytuowany dalej ku NE, na obszarze, 0 ktorym obecnie wiadomo, iz le- zy w calosci w bardziej wewn~trznej strefie platformy prekambryjskiej.
od niego jest slabo zdeformowany, charakteryzuj,!: go roznokierunkowe uskoki, niewielka iIose brachyantyklin, zmiennose kierunkow strukturalnych i niewielkie gradienty regionalnego nachylenia warstw. Obszar polozony na stopniu struktu- ralnym i na poludniowy zachod od niego znamionuje obecnose licznych, wydlu- zonych brachyantyklin, ktore - podobnie jak uskoki - s,!: zorientowane ogol- nie w kierunku NW SE. Antykliny te nalez'!: glownie do grupy antyklin niesol- nych, poduszki solne wkraczaj,!: na obszar stopnia strukturalnego tylko w srodko- wej cz~sci kraju. Gradienty strukturalne w kompleksie permsko-mezozoicznym S,!: tu co najmniej 0 jeden rz'!:d wielkosci wi~ksze niz w obszarze poprzednio oma- wianym.
Jedyny wyjqtek w ostrym zroznicowaniu strukturalnym stanowi blok Plonska, ktory lezy ku od polnocno-wschodniego systemu uskokow wgl~bnych,
a na ktorym mimo to wyst~puje grupa niesolnych antyklin. Odst~pstwo to mozna wytlumaczye nast~pujqCo. Biok ten jest poludniowo-zachodnim przedluzeniem
wypi~trzenia mazurskiego, gdzie strop podloza krystalicznego lezy stosunkowo plytko i jest przykryty bezposrednio przez osady triasu lub nawet jury. Sejsmiczne dane refrakcyjne dowodz,!:, ze podloze na bloku Plonska jest silniej sp~kane niz na blokach przyleglych od NW (blok Dobrzynia) i od Sf;: (blok Grodziska). Co
wi~cej, wiadomo z w\ercen, ze na powierzchni podpermskiej ukazuj,!: si~ tu skaly roznego wieku i skladu (od skal krystalicznych prekambru przez skaly klastyczne i wapienne starszego paleozoiku po piaskowce, lupki i skaly intruzywne gornego karbonu), podczas gdy na sqsiednich blokach podloze permu jest bardziej jedno- lite (sylur na bloku Dobrzynia, go my karbon na bloku Grodziska). To zroznico- wanie bloku Plonska moze bye przyczyn,!: wi~kszej mobilnoSci tektonicznej jego po krywy permsko-mezozoicznej.
Obserwacje tektoniczne wskazujq zatem na duz,!: rol~ polnocno-wschodniego systemu uskokow wgl~bnych, czyli Scisly zwiqzek mi~dzy stopniem strukturalnym a jego poludniowo-zachodnim przedpolem. Wynika to z faktu, ze w obu przypad- kach (na samym stopniu z pewnosciq, a na jego przedpolu prawdopodobnie) gl~b
sze podloze tworz'!: sfaldowane skaly staropaleozoiczne. Uklady miqzszosci i facji niektorych formacji permu i mezozoiku dowodz,!: jednak, ze to raczej poludniowo- -zachodni system by} wazniejsz,!: granic,!: paleotektoniczn'!:. Okolicznose ta w tym przypadku sugeruje blizsze zwi,!:zki stopnia strukturalnego z obszarem platformy prekambryjskiej, przemawia zatem za koncepcj,!:, ze nasuni~te skaly staropaleo- zoiczne Sq na stopniu podeslane prekambryjskim podlozem krystalicznym.
Te uklady paleotektoniczne S,!: szczegolnie dobrze rozpotnane w polnocno- -zachodnim segmencie strefy T - T na terenie Polski, gdzie albo uskoki biegn,!:ce dokladnie wzdluz nizszej kraw~dzi stopnia strukturalnego, albo tez towarzysz'!:ce im uskoki podrz~dne maj,!: bezdyskusyjny charakter synsedymentacyjny (R. Dadlez, 1980a; R. Wagner i in., 1980). Na przyklad skaly czerwonego sp'!:gowca S,!: znacznie ciensze na polnocny wschod od tej kraw~dzi albo tez nie wyst~puj,!: wcale. W tym brzeznym pasie przewazaj'!: piaskowce i zlepience, podczas gdy po przeciwnej stronie kraw~dzi pojawia si~ bardzo gruba sekwencja mulowcow i lupkow. W cech- sztynie obszar polnocno-wschodni charakteryzuj,!: skrocone profile przybrzezne, g16wnie w~glanowo..'siarczanowe, a obszar poludniowo-zachodni peIny rozwoj czterech cyklotemow ewaporatowych ze znaczn'!: ilosci'!: soli. W dolnej i srodkowej jurze najwyrazniejsze kontrasty w ukladach mi'!:zszosci i facji zachodz,!: rowniez w poprzek dolnej kraw~dzi.
W Polsce srodkowej opisane kontrasty w duzej mierze si~ zacieraj,!:, poniewaz wiele basenow sedymentacyjnych wdziera si~ daleko poza stref~ T T na obszar platformy prekambryjskiej. Zroznicowanie daje si~ jednak zauwazye na calej dtu-
Tektonika DcrmO-I11,:Z,),'OII\ 279
strefy w ezerwonym Sp,!goweu, a p()znicj. w niekt<.)ryeh okrcsaeh (szezcg61- nic w dolnej jurzc) na niekt6ryeh jej' odeinkaeh. np. na kr;.lw~dzi bloku Gro- dziska.
Konecpeja wgb;bnyeh uskok6w poprzecznych. ktOFC dzie1,! podw6jny system uskokow podruznyeh na kilka segmentow. wylania si~ sama przez si<; z analizy tektoniki pcrmo-mezozoiku. Ich istnienie zresztLl jest domniemywane \v tyeh miejseach, w ktoryeh poszezeg6lne odeinki uskokovv' podluznych wyznaczone poprzednio wspomnianq metod:::! Sq wzgl~dem siebie poprzcsuwane. W niektorych przypadkaeh (fig. I) ieh obeenose zdaje si~ bye potwierdzona przez skonstatowa- nie uskokow poprzeeznych w pokrywie permsko-mezozoicznej. jak na przyklad w okoliey Brdy i Tucholi na Pomorzu ezy tez w rejonie Zyrowa - Grojea na po- ludnie od WarsZ(1\vy. Gdzie indziej dominujqee w kompleksie permsko-mezozoiez- nym kierunki c\ement<.)w strukturalnych (uskokow i braehyantyklin) N W SE Sq wyraznie skr~conc w poblizu przypuszezalnyeh wgl~bnyeh uskok6w poprzecz- nyeh i ulozone poludnikowo. Ma to miejsee np. w okolieaeh ·towleza i Lipna.
na granieaeh blok6w Plot1ska i Gqbina. Jeszeze w innyeh miejscach gwaltowny zanik specyricznyeh grup antyklin lub zmiany w stylu strukturalnym. obserwowa- ne wzdluz strcfy T - T. przemawiajq za istnicnicm uskok6w poprzecznych. Widac to zarowno na granicach blok6w Plot1ska i Grodziska. jak i w strdic Koszalina Chojnie.
Przejav,;y egzysteneji tyeh poprzecznych uskok6'Y mozna r6wnic:i. dostrzcc w dewonsko-karbot1skim kompleksie strukturalnym. Swiadczy 0 tym nr. stoslln- kowo nagly zanik osad6~ dewonu i dolnego karbonu na p6lnoeny zach6d od stre- fy uskokowej Gr6jca - Zyrowa lub tez kontrast mi~dzy blisko poiozonYl11i pro- filami Unislawia (g6rny dewon pod permem) i Torunia (najwyz5zy sylur pod per- l11em), zaehodzqey w poprzek strefy uskokowej Chodziezy- Radzynia (dawniej Chodziezy - Brodnicy). Na koniee wspomniane poprzednio dane magnetometrycz- ne (A. Dqbrowski i in., 1981) ujawniajq takze wzajemne poprzeczne przesuni~cia stref gradientowyeh poJa magnetycznego, niekiedy przypadajqee dokladnie w miej-
scaeh domniemanyeh uskok6w poprzeeznyeh. .
Caly hpisany uklad wgl~bnych uskok6w jest klawiszowy. Kazdy z "klawiszy"
w paleotektonieznym i tektonicznym wyrazie zaehowywal si~ w permsko-mezo- zoicznym eta pie rozwojowym w pewnym stopniu odr~bnie. Ta odr~bnose zazna- czona byla zmianami miq.zszosei i facji, nast~pujqeymi zarowno w poprzek, jak i wzdl·uz strefy T T, a takze r6znieami w stylu tektonicznym.
Rozwazania na temat mozliwego meehanizmu i czasu powstania systemu wgl~bnyeh uskok6w wydajq si~ bye przedwezesne gl6wnie z powodu sk'lPyeh in- forl11aeji z podloza permu. Podezas gdy postulowane nasuni~cie skaI starszego paleozoiku na brzeg platformy prekambryjskiej musialo nastqpie w kaledot1skim etapie ewolucyjnym, ostateezne uksztaHowanie systemu podluznych i poprzecznych
usl~ok6w wgl~bnych powstalo - jak nalezy przypuszezac - w czasie synwa- ryseyjskich ruch6w blokowych. Ruehy te obj~ly nie tylko brzeZnq stref~ platformy prekambryjskiej (stref~ T - T), leez takze jej bardziej wewn~trzne obszary oraz 'i7crokie przedpole. az po front lat1eucha waryscyjsk iego. \!vI ten sposob uskoki poprzeczne poi ozone seisle w slrefie T - T stanOWlq jedYl1le odcillki dtuzszyeh stref uskokowyeh (fig. 1). Przy tym kierunki tych odcink6w, prostopadle lub pra- wie prostopadle do rozciqglosei systemu podtuznego, naldy uwazac za uproszezo- ne. Mogq one w istocie bye skosne, podobnie jak domniemanc kierunki stre! dluz- szych, b~dqc w sumie rezu\tatem kinematycznego ukladu napr~zeI1 w waryscyj- skiej strefie faldO\\'c:j i llai~i pr7edpolu.
Z tego ukladu mogly tez wynikae obecnose i rozmiary przesuni~e poziomych w strefie T - zwlaszcza wzdluz kierunku SW - NE. Istnienie takich ruchow moz- na zakladae na podstawie obecnego obrazu calego systemu. Rozmiary skladowej przesuwczej ~ie S,! jednak latwe do okreslenia, poniewaz zroznicowane ruchy pio- nowe poszczegolnych segmentow ukladu klawiszowego mogly takze - przy- najmniej cz~sciowo - dae efekt pozornego przesuni~cia poziomego.
Ku koncowi tych wywodow chc~ zaj,!e si~ spraw,! zakresu znaczeniowego po-
j~cia "strefa tektoniczna Teisseyre'a - Tornquista". W uj~ciu tradycyjnym, przy-
j~tym przez jej odkrywcow, ktorych nazwiskami j'! obdarzono, byla to linia tekto- niczna, dziel,!ca dwa bloki skorupy ziemskiej 0 roznym profilu geologicznym, mi,!zszosciach i facjach osadow oraz 0 roznym stopniu odksztalcen tektonicznych.
W tym znaczeniu byla ona pojmowana i pozniej przez takich badaczy, jak H. Stille, a w, okresie powojennym przez polskich geofizykow i geologow, jak S. Pawlowski, A. Dqbrowski, 1. Skorupa . .1, Znosko i W. Pozaryski. Nie zawsze wprawdzie byla ona nazywana liniq Teisseyre'a - Tornqui~ta, zawsze jednak chod/ilo 0 granic~
mi~dzy dwoma obszarami 0 bardzo roznej ewolucji geologicznej.
W ostatnim czasie zdaj,!c sobie spraw~ z faktu, ze rozpatrywany element tektoniczny sklada si~ w istocie nie z jednego, lecz z paru lub kilku uskokow wgl~b
nych, ulozonych wzgl~dem siebie rownolegle, subrownolegle lub kulisowo za-
cz~to stosowae poj~cie strefy tektonicznej T - T (R. Dadlez, 1980c; .1. Znosko, 1979). Rownoczesnie jednak w niektorych pracach (A. Guterch i in" 1975; W.
Pozaryski, 1975; 1. Znosko, 1979) poj~cie to rozszerzono i terytorialnie, i /II(\CI''':'
niowo na stref~ anomalnie grubej skorupy ziemskiej i najgl~biej na Nizu polozo- nej granicyMoho, licz'!c'! 50 - 100 km szerokosci i stwierdzon,! w podlozu mi~
dzy rejonem Nakla - Koronowa a poludniowo-wschodni,! granic,! Polski. A.
Guterch i in. (1975) okreslaj,! j,! przy tym jako " ... stref~ linii T - T ... " i zaznaczaj'!
wyraznie, ze polnocno-wschodni rozlam tej strefy " ... mozna przyj,!e za wyrazn,!
granic~, ktora okresla brzeg platformy europejskiej w tym rejonie." (A .. Guterch i in .. 1975. str. 161). Zdanle to pod7iela 1. Znosko (1979). piszqc: ... the outer.
north-east fracture delimiting the Teisseyre - Tornquist zone makes an uneqUI- vocally defined boundary of the pre-Vendian platform". Tylko zatem polnocno- -wschodni rozlam, a nie cala szerokose strefy w jej nowym rozumieniu, rna bye rownoznaczny ze strefq tektonicznq T - T w jej poprzednirn. tradycyjnyrn sensie, Uwazam, ze nakzy utfzymac pierwotny zakres znaczeniowy poj~Cla "suela tektoniczna T T", za czym przemawiaj,! nie tylko wzgl~dy lecz i me- rytoryczne. Strefa ta w nowym uj~ciu p r z est a j e b y 6 g ran i c q m i t;- d z y d w 0 m a b 10k ami skorupy ziemskiej, lecz j est b 10k i e m sko- rupy, wprawdzie wydluzonym i majqcym "strefowy" charakter, ale jednak odr~b
nym (fig. 2). Przestaje tez bye kontrastow,! granic,! mi,!zszosci, facji i stylu tekto- nicznego, a staje si~ rownoznaczna z pasem maksymalnych subsydencji, podscie- lajqcym dzisiejszy wal srodkowopolski i z obu stron ograniczonym glt;bokimi rozlamami. Jest niezaprzeczalne, ze polnocno-wschodni rozlam bloku 0 anomal- nym polozeniu Moho jest na znacznej dlugosci geometrycznie i zapewne genetycz- nie zwi'!zany ze stref,! T - T (w tradycyjnym sensie) . .1ednakze nieznane jest dotych- czas polnocno-zachodnie przedluzenie tego anomalnego pasa, a ku poludniowe- mu wschodowi przecina on granic~ platformy prewendyjskiej - ogolnie bio- r,!c podsciela row lubelski. Powstaje co prawda pytanie czy zwi'!zek mit;dzy srodkowopolskq a lubelskC! cZ~Sciq wspomnianego pasa istotnie bezposredni (ze wzgl~du na znaczn'! odleglose mi~dzy profilami ezy tez nie s,!
to struktury odr~bne? ZwiC!zek ten. przedstawiony przez A, Gutercha
Tektonika a
(1977) jako bezposredni, moze ulec korektom na podstawie wynikow najnowszych profilow GSS: LT-4 i LT-5 (A. Guterch i in., praca w druku).
W kazdym jednak razie blok 0 maksymalnej grubosci skorupy ziemskiej nie powinien bye utozsamiany ze stref,! T - T w jej dotychczasowym uj~ciu. Ze wzgl~
du na swe niew,!tpliwie kardynalne znaczenie tektoniczne blok ten (czy tez strefa) winien bye traktowany odr~bnie i zasluguje na pewno na sw'! wlasn,! nazw~. Mysl~,
iz mozna tu zaproponowae okreslenie go jako strefa Gutercha, poniewaz badacz ten byl inicjatorem gl~bokich sondowaii sejsmicznych w Polsce, kierownikiem zespolu prowadz'!cego te badania i, jako pierwszy, zidentyfikowal t~ stref~ na mi~
dzynarodowym profilu VII.
Na koniec zasluguje na uwag~ przypuszczenie, wypowiedziane rowniez przez A. Gutercha na jednej z sesji naukowych, ze geneza omawianej strefy moze bye zwi,!zana nie tylko z transformacjami fazowymi na granicy plaszcza i skorupy ziem- skiej (z ktorych J. Znosko, 1979, wyprowadzil dla niej termin "oscylacyjnej depresji skorupy"), lecz takze z procesami subdukcyjnymi. Zgadzaj,!c si~ w pdni ze stwier- dzeniem tego ostatniego autora, ze obraz geofizyczny tej strefy jest dokladn,! od- wrotnosci,! obrazu ryftow intrakontynentalnych czy tez aulakogenow i ze wobec tego nie moze bye tak interpretowany (A. Guterch i in., 1975; W. Pozaryski, 1975), nalezaloby zatem szukae analogow strefy Gutercha w dziesiejszych i kopalnych strefach kolizji blokow skorupy kontynentalnej. W tym wzgl~dzie mog,! bye in- teresuj,!ce np. spostrzezenia W.B. SoUoguba i A.B. Czekunowa (1980), pocz'!wszy od konstatacji zgrubieii skorupy ziemskiej pod wczesnoproterozoicznymi geo- synklinami w granicach tarczy ukraiiiskiej, a skoiiczywszy na analogicznych stre- fach w podlozu U ralu, Kaukazu iGor Krymskich.
Zaklad Stratygrafii, Tektoniki i Paleogeografii lnstytutu Geologicznego
Warszawa, ul. Rakowiecka 4 Nadeslano dnia 28 grudnia 1981 r.
PISMIENNICTWO
DADLEZ R. (1974) - Tectonic position of Western Pomerania (North-Western Poland) prior to the Upper Permian. Biul. Inst. Geol., 274, p. 49-87.
DADLEZ R. (1978) - Podpermskie kompleksy skalne w strefie Koszalin-Chojnice. Kwart. Geol., 22, p. 269-301, nr 2.
DADLEZ R. (1980a) - Fault pattern in the Polish Lowlands and its bearing on the Permian-Mesozoic evolution of the area. Prz. Geol., 28, p. 278 - 287, nr 5.
DADLEZ R. red. 0980b) Mapa tektoniczna cechsztynsko-mezozoicznego kompleksu struktural- nego na Nizu Polski. Wyd. Geol. Warszawa.
DADLEZ R. (l980c) - Tektonika walu pomorskiego. Kwart. Geol., 24, p. 741-767, nr 4.
D1\BROWSKI A. (1957) - Budowa gl~bszego podloza Polski zachodniej w swietle wynik6w badan geofizycznych. Kwart. Geol., 1, p. 31-39, nr 1.
DABROWSKI A., KARACZUN K.. KARACZUN M. (1981) - Poludniowo-zachodni brzeg platfor- my wschodnioeuropeJskieJ W Polsce W swietle wynik6w badan magnetycznych. Prz. Geol., 29, p. 415 -419. nr 8.
GUTERCH A (1977) -- Structure and physical properties oj the earth's crust in Poland in the light or new data of DSS. Pub!. Inst. Geoph. PAN. nr A-4 (115). p. 347-357.
GUTERCH A, MATERZOK R .. PAJCHEL L PERCHUC' E. (1975) Sej~.:niczna struktura sko- rupy l.icmskiej \\zdluz VII profilu mi.,:dzynarodowcgo w swictk badm'l metod<! gl~bokich son- dowaJl sejsmicznych. Prz. GeoL 23, p. 153 - 163. nr 4.
GUTERCH A .. MATERZOK R., GRAD IV!., TOPORKIEWICZ S. (praca \\ drukul -- Badania me- Iud,) gl;;nokich ~oI1l10\\all ~cjSll1ic/l1~d1. W: Budtl\\<\ gL'lllogiL'll1Cl niL'l'ki \\ar,>/a\\skicJ (pluckicj) i jej podloza. PI'. Inst. Geol., 103.
M-L YNARSKJ S. (1982) - Budowa gl<;bokiego podloza w Polsce l1a podstawie sejsmicznych badan rerrakcyjl1ych. K wart. Geol., 26, p. 2S5 2%, nr 2.
POZA R YSKI W. (1975) interpretacja geologiczna wynih'lw gl<i:~bokich sondovvan sejsmicznych na VII profilu mi<;dzynarodO\vym. Prz. GeoL 23, p. 163 171. nr 4.
POZARYSKI W .. KOT ANSKI Z. (197tn Baikalian, Caledonian and Variscan events in the fore- field of the East-European Platform. Zeitschr. Deutsch. Geol. Ge:-, .. 129. 1. -. p. 391 -- 402.
POZARYSKI W., TOMCZYK H" BROCHWICZ-LEWINSKI W. (1980) - Tektonika paleozoiku podpermskiego obszaru warszawskiego. Prz. Geol.. 28, p. 73 - 81. nr 2.
SKORUPA J. (1980) Consolidated basement in Poland as recognized by seismic rc!'raction measure- ments. Biu!. lnst. GeoL, p. 7 12.
TOMCZYK H. (1980) - Sylur w brzcznej cz<;sci platformy prekambryjskiej na lie wynik6w wierccnia TorLlll l. Kv,:art. Geol.. 24, p. 421-422. nr 2.
WAGNER R., POKORSKI .I., DADLEZ R. (19NO) Paleotektonika basenu perm~kjcgo na Nizu Polskim. Kwart. Gcol.. 24, p. 553 569. nr 3.
ZNOSKO 1. (1969) Geologia K ujaw i wschodniej Wiclkopolski. Przevv. XLI Zjaldu PTG, Konin, p.5-48.
ZNOSKO 1. (1970) - POl.ycja tektoniclna obslaru Polski 11<1 llc Europy. W: Geologia i surowce mi- neralne Polski. Bill!. Inst. Geo!.. 251. p. 45 -70.
ZNOSKO J. (1974) Outline oj' the tectonics of Poland and the problems of Vistulicul11 and Variscicum against the tectonics of Europe. Biu!. Ins!. GeoL 274, p. 7 -- 47.
ZNOSKO J. (1979) - Tci~scYIT-Tornquist tectonic LOne: somc interpretative implications of recent geological and geophysical investigation. Acta Geo!. Pol., 29, p. 365 -- 383. nr 4.
ZEUCHOWSKI A.M. (1972) - Rozw6j budO\vy geologicznej obszaru mi~dzy G6rami Swi<;tokrzyski- mi i Bugiem. Biu!. IliSt. Geol.. 263.
ZELlCHOWSKI A.M. (1979) - Przekr6j geologiczny przez brzezn~! cz~sc platformy prekambryjskiej na obszarze lubclskn-pndlaskim (hcl kcnOLoikLli K wart. (J\.'oL 2~. p. 291 ~07. nr 2.
COnnOrYD B.D., YEKYHOB A.D. (1980) - CTpOeHl-1e 1-1 S03POCT OCHOSOHI-1f1 3eMH014 KOPbl u,eHTponb- HOH It1 I-OrO-SOCT04 HOH Eepon bl. r eOTeKTOHVlKO, 1. CTp. 17 - 29.
Streszczenie
TEKTOH BIlKA nEPMO·ME30301l VI rnY60KVlE PA3flOMbi 30Hbl TEli'ICCEPA.TOPHKBBIICTA HA TEPPVlTOPVIVI nonbWVI
283
B CTOTbe npv1E~eAeHo conOCTOB11eH!-1e pe3y11bTQTOB CeHCM!-14eCKII1X p060T MeTOAOM npe110M11eHHbIX BonH, CBR30HHbiX C rny6!-1HHbIM!-1 p03nOMOM!-1 B cpYHAoMeHTe 111 TeKTOHI-1KII1 OCOA04Horo nOKpoBo (rnoB- HblM 06p030M l..\eXWTeHHo-Me3030HcKoro CTPYKTypHoro KOMnneKco). CTPYKTYPHoe CTpOeHl-1e nOKpOBO.
AeT011bHO l-13y4eHHoe Cei1cM!-14eCKI-1MII1 npocpll1nRMI-1 MeTOAOM npenoMneHHblx B011H 111 MHO>KeCTBOM CKBO>KI-1H, 6bl110 I-1CnOnb30BOHO AnR II1HTepnpeT01..\1-1111 npOCTlI1pOHI-1R P03110MOB B cpYHAoMeHTe. YCTOHOB- neHO, "lTO BO BHewHeH I-OrO-30noAHoH "lOCTI-1 AOKeM6pll1HCKOH BOCTO"lHO-EBponeHcKoH n110TcpopMbl.
BAonb TeKTOHII14eCKOH 30Hbl TeHccepo - TOPHKBI-1CTO. nopOAbl HI-1>KHero nOne03011 B KoneAOHCKOM ::none 6blnl-1, BepofiTHo, HOABI-1HYTbl HO Kpl-1CTOnnl-14eCKI-1H CPYHAoMeHT. n03>Ke, BO BpeMi1 repl..\l-1HCKII1X 6noKoBbiX ABI-1>KeH1-1 H, TOM 06p030BonOCb CI-1CTeMO npOAonbHblX 111 nOnepeYHblX C6pOCOB. C03AOBWOfi
B KpoeBOH 40C1'I-1 nn01'cpopMbl xopOKTepHYI-O CTPYt<TypHyl-O CTyneHb (cpl-1r. 1). VlCTOpll1R CeAI-1MeHTOl..\lI11-1 111 TeKTOHlI1"leCKOR 3B011I-OI..\II1R l..\eXWTeHHo-Me3030HcKoro CTPYKTypHoro KOMn11eKCO B 6011bWOH Mepe 30BII1CRT OT AlI1cpcpepeHL\lI1pOBOHHblX BepTII1K011bHbIX ABV1>KeHII1H nll1x 6noKoB. H06nl-OAeHII1R HOA TeKTO- HII1KOH n03BOnRI-OT 30MeTI-1Tb TecHyl-O CBR3b CTPYKTYPHOH CTyneHII1 C ee I-OrO-30nOAHbIMII1 nOAcTynoMII1.
PocnpeAeJleHl-1e CP0I..\II1H 11 MOll..iHOCTeH HeKoTopblX CPOPMOL\I-1H nepMI1 1-1 Me3030R Ho060pOT CBI1AeTenb- CTByl-OT 0 TOM, "lTO HI1>KHI-1H KpOH CTyneHI1 6blJl aO>KHeHWeH nOJleoreorpoq)l1"leCKOH 11 noneOTeKTO- Hl1"leCKOH rpOHl-1l..\eH.
H03BOHI-1e ,,30HO T - T" AOn>KHO npl1MeHflTbCR TOJlbKO K ynoMRHYTOH ABOHHOH 01CTeMe C6pOCOB, o He K 30He OHOMOJlbHOH M0ll..iHOCTt.1 3eMHOH KOPbl, t.13Y4eHHoH B nocneAHee BpeMR B u.eHTponbHoH 40CTI1 nOnbWI1 (cpt.1r. 2). nOcneAHRR flB11ReTCR He30BI1Ct.1MbIM. yAnt.1HHeHHbIM TeKTOHI14eCKI1M 6no-
KOM, 0 He rpOHI11..\eH AByX 6nOKOB, KOKOIIi RBnReTCR 30HO T - T. TonbKO I-OrO-BOCT04HbIH rpOHI14HblH c6poc::noro 6nOKO MO>KeT 6blTb npOCTpOHCTBeHHO 11 reHeTI1'MeCKI-1 CBfl30H C 30HOIIi T - T.
Ryszard DAD LEZ
PERMIAN MESOZOIC TECTONICS VERSUS BASEMENT FRACTL'RES ALONG THE TEISSEYRE -- TORNQUIST ZONE IN THE TERRITORY OF POLAND
Summary
Correlation is presented between the results of seismic refraction surveys concerning deep fractures in the basement and the tectonics or the sedimentary cover (mainly of the Zechstein- Mesozoic structural complex). Structural pattern ·of the cover which is investigated in detail by seismic reflection profiles and by numerous boreholes, has been used ror interpretation of the trends of faults in the basement.
It is concluded that in the externaL south-western part or the East European Precambrian Platform, along the Tei~seyre - TornljUI:-.l kclunic zune CT--T Zone). Early Palaeozoic rock masses were prob- ably thrusted over the crystalline basement during the Caledonian event. Later on. during the Hercynian
block movements, a system of longitudinal and transverse faults developed there, cutting out of the marginal zone of the platform a characteristic structural step (Fig. 1). Depositional history and tectonic evolution of the Zechstein-Mesozoic structural complex depend strongly on differential vertical move- ments of these blocks. Tectonic observations imply close connections between the structural step and its south-western forefield. On the other hand, the facies and thickness pattern of some Permian and Mesozoic formations prove the lower edge of the step to be an important palaeogeographic and palaeo- tectonic. boundary.
The notion "T - T Zone" should be applied only to the discussed double fracture system, and not to the zone of anomalous thickness of the Earth's crust, recently recognized in central Poland (Fig. 2).
The latter is an independent, elongated tectonic block and not the boundary between two blocks, as is the T - T Zone. Only the north-eastern boundary fault of this block may spatially and genetically coincide with the T - T Zan e
Translated by the author
