Maciej PAWLIKOWSKI Lucyna NATKANIEC-NOWAK Magdalena DUMAÑSKA-S£OWIK
Wydzia³ Geologii, Geofizyki i Ochrony Œrodowiska Katedra Mineralogii, Petrografii i Geochemii
Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanis³awa Staszica 30-059 Kraków, al. Mickiewicza 30
Beata KÊPIÑSKA
Zak³ad Odnawialnych róde³ Energii i Badañ Œrodowiskowych Pracownia Odnawialnych róde³ Energii
Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energi¹ PAN 31-261 Kraków, ul. Wybickiego 7
Magdalena SIKORSKA
Pañstwowy Instytut Geologiczny – Pañstwowy Instytut Badawczy 00-975 Warszawa, ul. Rakowiecka 4
Technika Poszukiwañ Geologicznych Geotermia, Zrównowa¿ony Rozwój nr 1–2/2011
PRODUKTY ODDZIA£YWAÑ DIAGENETYCZNYCH
I HYDROTERMALNYCH W SKA£ACH OS£ONY NEOGEÑSKICH WULKANITÓW PIENIÑSKIEGO PASA SKA£KOWEGO – WSTÊPNE
BADANIA MINERALOGICZNO-PETROGRAFICZNE
STRESZCZENIE
Przedstawiono wyniki wstêpnych prac terenowych i badañ mineralogiczno-petrograficznych ska³ z wy- branych rejonów pieniñskiego pasa ska³kowego po stronie polskiej i s³owackiej. Ich celem by³o rozpoznanie objawów procesów hydrotermalnych i wytypowanie obszarów potencjalnie najkorzystniejszych z punktu wi- dzenia mo¿liwoœci dalszych badañ pieniñskiego pasa ska³kowego pod k¹tem rozpoznania termicznego i geo- termalnego. Badania laboratoryjne dotyczy³y przede wszystkim charakteru mineralnego oraz czêstoœci wy- stêpowania ró¿nego rodzaju ¿y³ek (g³ównie wêglanowych) tn¹cych ska³y z najbli¿szego otoczenia neogeñskich wulkanitów PPS. Stwierdzono, ¿e ska³y z rejonu potoku Piekie³ko ko³o Kroœcienka charakteryzuje najwiêksza iloœæ ¿y³ek, zarówno pod wzglêdem liczebnoœci jak i mi¹¿szoœci. S¹ to w przewadze ska³y okruchowe (piaskowce) odznaczaj¹ce siê doœæ znaczn¹ szczelinowatoœci¹. Wskazano na potrzebê przeprowadzenia dalszych badañ geologicznych i wiertniczych.
S£OWA KLUCZOWE
Mineralizacja diagenetyczna, mineralizacja hydrotermalna, warunki geotermalne, pieniñski pas ska³kowy
Recenzowa³ prof. dr hab. in¿. Wojciech Ciê¿kowski
Artyku³ wp³yn¹³ do Redakcji 20.05.2011 r., zaakceptowano do druku 1.08.2011 r.
WPROWADZENIE
Z punktu widzenia geotermii pieniñski pas ska³kowy traktowany jest jako pó³nocna bariera podhalañskiego systemu geotermalnego (np. Kêpiñska 2001, 2006). Towarzyszy mu jednak strefa zerowych anomalii indukcji elektromagnetycznej, które mog¹ byæ zwi¹zane z obecnoœci¹ gor¹cych wód na du¿ych g³êbokoœciach (Jankowski i in. 1982). W strefie kontaktu systemu podhalañskiego i pieniñskiego pasa ska³kowego wykryto powierzchniowe dodatnie anomalie termiczne, przejawiaj¹ce siê jako podwy¿szenie temperatur przypowierzchniowych partii górotworu o oko³o 0,5–1°C w stosunku do œrednich wartoœci t³a (Pomianowski 1988), co mo¿e byæ spowodowane wzmo¿onym transportem ciep³a (wód?) w strefie roz³amu pery- pieniñskiego z g³êbszych partii skorupy i p³aszcza ku powierzchni. Dotychczasowe badania (Kêpiñska 2006) sugeruj¹, ¿e pieniñski pas ska³kowy – pomimo generalnie izoluj¹cego cha- rakteru w stosunku do zawieraj¹cego wody geotermalne systemu Podhala – mo¿e niekiedy dodatkowo zasilaæ go w ciep³o, a tak¿e „poch³aniaæ” czêœæ wód geotermalnych (których strumieñ przy barierze pieniñskiej kieruje siê zasadniczo na pó³nocny wschód i pó³nocny zachód). Interesuj¹ce jest tak¿e, czy chocia¿by w niektórych fragmentach utwory pieniñskie mog¹ zawieraæ wody podziemne (geotermalne). Ten w¹tek badawczy podjêli autorzy niniej- szego artyku³u tak¿e z innych jeszcze powodów: po pierwsze – na znacznym obszarze obserwuje siê wystêpowanie zjawisk powierzchniowych, które wi¹¿¹ siê z resztkow¹ aktyw- noœci¹ pomagmow¹ i hydrotermaln¹. Wynika to z obecnoœci na tym terenie mioceñskich andezytów (Ma³kowski 1948, 1958; Birkenmajer 1958, 1962, 1965, 1979) i ich czêœciowo wulkaniczno-eruptywn¹ aktywnoœci¹ (Pawlikowski, Wiewiórka 1979; Parachoniak, Pawlikowski 1980). Po drugie – w pieniñskim pasie ska³kowym obserwuje siê znaczne zaanga¿owanie tektoniczne ska³, zarówno klastycznych, jak i wêglanowych. W przypadku tych ostatnich stwarza to potencjaln¹ mo¿liwoœæ wystêpowania krasu, a zatem stref o pod- wy¿szonej porowatoœci i szczelinowatoœci – cech korzystnych z punktu widzenia mo¿- liwoœci wystêpowania wód, tak¿e geotermalnych.
Literatura dotycz¹ca zagadnieñ geologicznych i mineralogiczno-petrograficznych ska³ pieniñskiego pasa ska³kowego jest bardzo bogata (np. Ma³kowski 1948, 1958; Birkenmajer 1958, 1962, 1965, 1979 i in.). Pod wzglêdem geotermalnym natomiast rejon ten nie zosta³ jeszcze wystarczaj¹co zbadany.
Bior¹c pod uwagê bogate doœwiadczenia badañ systemów geotermalnych (np. Fournier, Truesdell 1973; Browne 1978, 1993; Arnorsson 1983; Pawlikowski, Mazurek 2000; Kê- piñska 2001, 2006) autorzy artyku³u za³o¿yli rozpoznanie ska³ wybranego rejonu PPS pod k¹tem procesów hydrotermalnych, które by³yby efektem kr¹¿enia roztworów geotermalnych w obecnej fazie rozwoju PPS lub podczas wczeœniejszych faz jego ewolucji geologicznej.
W pierwszym etapie badañ skoncentrowano siê na wystêpuj¹cej w ska³ach wtórnej mine- ralizacji ¿y³owej, bêd¹cej efektem m.in. procesów hydrotermalnych. Wykonano obserwacje makro- i mikroskopowe 26 próbek ska³, a na niektórych z nich przeprowadzono analizy katodoluminescencyjne (CL).
1. METODY I WYNIKI BADAÑ
W ramach realizacji za³o¿onego tematu przeprowadzono prace terenowe i badania laboratoryjne. Prace terenowe polega³y na opróbowaniu wybranych serii ska³. Miejsca opróbowania przedstawiaj¹ rysunki 1 i 2. Wybór danej lokalizacji by³ podyktowany m.in.
œledzonymi granicami kontaktu ró¿nych formacji geologicznych (np. ska³ pieniñskiego pasa ska³kowego i paleogenu magurskiego lub paleogenu podhalañskiego), stref uskokowych czy te¿ bliskoœci¹ wychodni andezytów. Opróbowañ dokonano w ods³oniêciach w skarpach potoków, na miejscu oceniaj¹c intensywnoœæ wystêpowania u¿yleñ (w skali 1–5) oraz mierz¹c ich mi¹¿szoœæ (tab. 1). Badania laboratoryjne obejmowa³y natomiast obserwacje makroskopowe, obserwacje mikroskopowe i badania katodoluminescencyjne (CL).
Obserwacje makroskopowe. Makroskopow¹ charakterystykê badanych próbek zesta- wiono w tabeli 2. Pod wzglêdem czêstoœci wystêpowania ¿y³ek wêglanowych i ich gruboœci na pierwsze miejsce wysuwaj¹ siê próbki ska³ pobrane w rejonie potoku Piekie³ko na zachód od Kroœcienka (próbki nr 5, 6, 7) oraz z obszaru zlokalizowanego miêdzy Szczawnic¹ a w¹wozem Homole (próbki nr 25, 26; rys. 3, 4). Makroskopowy widok wapienia pociêtego gêst¹ sieci¹ ¿y³ek mineralnych przedstawia przyk³adowo fotografia 1.
Obserwacje mikroskopowe. Badania mikroskopowe w œwietle przechodz¹cym wykona- no dla standardowych p³ytek cienkich z próbek ska³ nr 1–26 (tab. 1). Zwrócono przede wszystkim uwagê na charakter mineralogiczno-petrograficzny ska³, a zw³aszcza tn¹cych je
¿y³ek – wêglanowych, rzadziej kwarcowych, a tak¿e na obecne w nich domieszki (siarczki Fe, substancja bitumiczna).
Wynik badañ wskazuj¹, ¿e mineralizacja ¿y³owa ma charakter g³ównie wêglanowy (kalcytowy). Wielkoœæ poszczególnych osobników kalcytu zmienia siê od bardzo drobnych do du¿ych idiomorficznych kryszta³ów, wykazuj¹cych doskona³¹ dwukierunkow¹ ³upli- woœæ. Miejscami w ¿y³kach wêglanowych obecne s¹ nieliczne wrostki innych minera³ów.
W ska- ³ach z rejonu Kroœcienka (rys. 1 – próbki nr 5, 6) s¹ to minera³y rudne. Obserwowano je zarówno na kontakcie ¿y³ka (kalcyt)–ska³a, jak równie¿ w centralnych czêœciach ¿y³ek.
Maj¹ one b¹dŸ mikrokrystaliczne formy konkrecyjne, b¹dŸ reprezentowane s¹ przez idio- morficzne kryszta³y pirytu, rzadziej markasytu (fot. 2, fot. 3).
W wielu ¿y³kach wêglanowych obserwuje siê kilka generacji kalcytu, których krystaliza- cja dokonywa³a siê prawdopodobnie przy wielokrotnym poszerzaniu szczelin pêkniêæ wystê- puj¹cych w ska³ach otaczaj¹cych (piaskowcach). Ka¿da generacja kalcytu zape³niaj¹ca badane
¿y³ki dowodzi tak¿e wielokrotnego wznawiania migracji roztworów przez szczeliny spêkañ.
¯y³ki wystêpuj¹ce w paleogeñskich piaskowcach fliszu podhalañskiego zawieraj¹ kwarc, który wystêpuje zarówno jako m³odsza generacja minera³ów wype³niaj¹cych ¿y³ki wêglanowe (lokuje siê wówczas w ich centralnych czêœciach – fot. 4), b¹dŸ te¿ jako starsza generacja minera³ów i wówczas wystêpuje na kontakcie ska³y i kalcytu tworz¹cego ¿y³kê.
Wykszta³cony jest idiomorficznie przy maksymalnej wielkoœci kryszta³ów do 4 mm („dia- menty marmoroskie”; (fot. 5). W jego otoczeniu znajduj¹ siê niekiedy koncentracje mine- ra³ów kruszcowych.
Obserwacje mikroskopowe wskazuj¹, ¿e roztwory penetruj¹ce spêkane ska³y nios³y ze sob¹ tak¿e wêglowodory. Ich obecnoœæ stwierdzono m.in. w ska³ach pobranych po s³o- wackiej stronie Pienin (fot. 6). Stanowi¹ one znaczne nagromadzenia lokuj¹ce siê w ¿y³kach Tabela 1 Miejsca pobrania próbek, maksymalne gruboœci ¿y³ek, szacunkowa czêstoœæ ich wystêpowania
(skala 1–5)
Table 1 Location of samples, maximum thicknesses of veins, estimated frequency of their ocurrence
(scale 1–5)
Nr próbki Lokalizacja Gruboœæ ¿y³ek
[cm]
Czêstoœæ (w skali 1–5)
1 Ochotnica – Potok Gorcowy do 0,4 1
2 Ochotnica - Potok Jurgowski do 0,5 2
3 Ska³ki przy wylocie Ochotnicy do 0,8 1
4 Wschodni brzeg Dunajca do 0,5 2
5 Potok Piekie³ko do 3,5 5
6 P³n. brzeg Potoku Kroœnieñskiego do 3,0 4
7 Ska³ki z Kluszkowiec do 3,5 2
8 Przekop w drodze do Sromowiec do 1,5 1
9 Ska³ki pod zamkiem w Niedzicy do 2,0 2
10 Ska³ki ko³o Czerwonego Klasztoru do 2,0 3
11 Potok na E od Czerwonego Klasztoru do 1,5 1
12 Potok na E od Czerwonego Klasztoru do 1,5 2
13 Zach. brzeg potoku w £apszach do 1,0 1
14 Zach. brzeg potoku w £apszach do 0,9 2
15 Zach. brzeg potoku w £apszach do 2,2 2
16 Zach. brzeg w potoku w Spiskej Starej Wsi do 0,9 2
17 Zach. brzeg w potoku w Spiskej Starej Wsi do 2,7 2
18 Zach. brzeg w potoku w Spiskej Starej Wsi do 1,6 2
19 Zach. brzeg w potoku w Spiskej Starej Wsi do 1,0 1
20 Potok Wielka Leœna, brzeg W do 0,8 1
21 Potok Wielka Leœna, brzeg W do 0,6 1
22 Potok miêdzy Spisk¹ Star¹ Wsi¹ a Czerwonym Klasztorem do 2,2 3 23 Potok miedzy Spisk¹ Star¹ Wsi¹ a Czerwonym Klasztorem do 4,2 4
24 P³n. brzeg Dunajca tu¿ za Sromowcami Wy¿nymi do 4,5 4
25 Grajcarek k. Szczawnicy do 1,5 4
26 Grajcarek k. Szlachtowej do 1,5 4
w obrêbie ró¿nych generacji kalcytu. Z kolei w s¹siedztwie kryszta³ów kwarcu (najm³odsza generacja ¿y³ek kalcytowych) stwierdzono wrostki minera³ów o pokroju blaszkowym i nis- kich barwach interferencyjnych – przypuszczalnie kaolinitu.
Cykliczna aktywnoœæ pomagmowa i tektoniczna w pieniñskim pasie ska³kowym zapisa³a siê w badanych ¿y³kach jako kilka generacji zape³niaj¹cych je minera³ów (kalcytu), jak te¿
Tabela 2 Makroskopowa charakterystyka ska³ objêtych wtórn¹ mineralizacj¹ kalcytow¹
Table 2 Macroscopic characteristics of rocks affected by secondary calcite mineralization
Nr próbki Opis
1 Br¹zowo-szary piaskowiec drobnoziarnisty
2 Br¹zowo-szary piaskowiec drobnoziarnisty z domieszk¹ frakcji mu³kowej 3 Br¹zowo-szary piaskowiec drobnoziarnisty
4 Br¹zowo-szary piaskowiec drobnoziarnisty, lekko wêglanowy 5 Br¹zowo-szary wapieñ mikrytowy
6 Br¹zowo-szary piaskowiec drobnoziarnisty 7 ¯ó³tawy piaskowiec drobnoziarnisty 8 Szaro-brunatny piaskowiec drobnoziarnisty 9 Szary wapieñ mikrytowy
10 Szaro-br¹zowy piaskowiec wapnisty 11 Br¹zowo-szary piaskowiec œrednioziarnisty 12 Br¹zowo-szary piaskowiec drobnoziarnisty 13 Br¹zowo-szary piaskowiec mu³owcowaty 14 Br¹zowo-szary piaskowiec drobnoziarnisty 15 Br¹zowo-szary piaskowiec drobnoziarnisty 16 Br¹zowo-szary piaskowiec gruboziarnisty 17 Br¹zowo-szary piaskowiec drobnoziarnisty
18 Br¹zowo-szary piaskowiec gruboziarnisty z domieszk¹ frakcji psefitowej 19 Br¹zowo-szary piaskowiec drobnoziarnisty
20 Br¹zowo-szary piaskowiec drobnoziarnisty, lekko wapnisty 21 Br¹zowo-szary piaskowiec drobnoziarnisty, mu³owcowaty 22 Br¹zowo-szary piaskowiec drobnoziarnisty
23 Br¹zowo-szary piaskowiec drobnoziarnisty 24 Szary wapieñ mikrytowo-sparytowy 25 Br¹zowo-szary piaskowiec gruboziarnisty 26 Br¹zowo-szary piaskowiec drobnoziarnisty
zró¿nicowanym sposobem odnawiania pêkniêæ. Obserwuje siê to zarówno w centralnych czêœciach ¿y³ek (pêkniêcia symetryczne – wzd³u¿ osi ¿y³ki), jak i na kontakcie ze ska³¹.
Badania wskazuj¹, ¿e o miejscu i sposobie odnawiania pêkniêæ decyduje charakter petro- graficzny ska³y. Jeœli jest to piaskowiec zwiêz³y o spoiwie np. wêglanowym, to kalcyt w ¿y³kach jest ze ska³¹ otaczaj¹c¹ mocniej zwi¹zany i wówczas pêkniêcia wystêpuj¹ w samej
¿y³ce. Jeœli natomiast ska³a okruchowa ma s³absze spoiwo (np. ilaste), to pêkniêcie nastêpuje na kontakcie ¿y³ki i ska³y. Efekty procesów dia- i postdiagenetycznych oraz zjawisk tek- tonicznych w omawianych piaskowcach manifestuj¹ siê tak¿e w ¿y³ach kalcytowych de- formacj¹ i przemieszczeniem kryszta³ów kalcytu. Wielokrotnie obserwowano obecnoœæ
0 1 2 3 4 5 6
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 Nr próbki
Czêstoœc¿y³ek
Rys. 3. Czêstoœæ wystêpowania ¿y³ek kalcytowych (skala 1–5) w rejonie badañ (próbki nr 1–26) Fig. 3. Frequencies of calcite veins (scale 1–5) in the area of investigations (samples 1–26)
0 1 2 3 4 5
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 Nr próbki
Gruboœæ¿y³ek[cm]
Rys. 4. Maksymalne gruboœci (w cm) ¿y³ek kalcytowych w rejonie badañ (skala pionowa) (próbki nr 1–26)
Fig. 4. Maximum thicknesses (in cm) of calcite veins in the area of research (vertical scale) (samples 1–26)
wtórnych wygiêæ w³óknistych form tego minera³u (fot. 7). Po odnowieniu i poszerzeniu szczeliny, wskutek oddzia³ywuj¹cych zjawisk mechanicznych, powsta³a nowa generacja idiomorficznie wykszta³conych osobników kalcytu.
Badania katodoluminescencyjne (CL). Badania p³ytek cienkich w katodoluminescencji potwierdzaj¹ wieloetapowoœæ mineralizacji wêglanowej w badanych piaskowcach. Obser- wowane ¿y³ki kalcytowe wykazuj¹ pomarañczow¹ barwê CL o ró¿nym stopniu nasycenia, od jasno- do ciemnopomarañczowej, co odpowiada ró¿nym generacjom kalcytu. Pozwala to przeœledziæ z³o¿on¹ strukturê mineralizacji ¿y³owej, przecinanie siê ró¿nych genetycznie
¿y³ek oraz proces wielokrotnego ich otwierania i zabliŸniania. Na obrazach CL ujawniaj¹ siê drobne ¿y³ki biegn¹ce wewn¹trz wiêkszych lub bardzo cienkie ¿y³ki tn¹ce piaskowiec, które s¹ niewidoczne w œwietle przechodz¹cym. Niektóre ¿y³ki wykazuj¹ w badaniach CL budowê pasow¹ i widaæ w cienkiej p³ytce, ¿e proces krystalizacji kalcytu w szczelinie rozpoczyna³ siê jednoczeœnie na przeciwleg³ych œcianach i postêpowa³ do œrodka (fot. 8).
Kalcyt wype³nia tak¿e przestrzenie miêdzyziarnowe w piaskowcu i prawdopodobnie czêœciowo tworzy pseudomorfozy po kwarcu (?).
Stwierdzono ponadto ankeryt wystêpuj¹cy w obrêbie ¿y³y kalcytowej, wzd³u¿ pêkniêcia biegn¹cego w osi tej ¿y³y. Ankeryt wykazuje faliste wygaszanie œwiat³a. W CL jest czarny, gdy¿ z uwagi na du¿¹ zawartoœæ ¿elaza nie posiada w³aœciwoœci luminescencyjnych.
W niektórych próbkach stwierdzono kaolinit, który wype³nia pustki w ¿y³kach kalcy- towych, wystêpuje wzd³u¿ szwów mikrostylolitowych oraz w postaci rozproszonych pa- kietów kaolinitowych w kalcycie. Na obrazach CL widoczny jest on dziêki intensywnej ciemnoniebieskiej barwie luminescencji.
Kwarc wystêpuje w dwóch zasadniczych postaciach: jako idiomorficzne kryszta³y nara- staj¹ce na œcianach szczelin oraz jako wype³nienia spêkañ w ¿y³ach kalcytowych, gdzie tworzy mozaikê nieregularnych kryszta³ów. W obu przypadkach charakteryzuje siê brakiem luminescencji, co wskazuje na jego niskotemperaturowe pochodzenie.
WNIOSKI
Badania mineralogiczno-petrograficzne prowadzone na rdzeniach wiertniczych z ob- szaru Podhala wykaza³y, ¿e obecne w tych ska³ach ¿y³ki pochodzenia diagenetycznego i hydrotermalnego buduj¹ g³ównie kalcyt, dolomit, podrzêdnie syderyt, kwarc, minera³y ilaste oraz œladowo siarczki Fe, niekiedy obecne s¹ wêglowodory (Chowaniec i in. 1999;
Kêpiñska 2001, 2006). Podobne fazy mineralne rozpoznano w ¿y³kach tn¹cych ska³y z otoczenia wulkanitów pieniñskiego pas ska³kowego.
Przeprowadzone badania mikroskopowe wykaza³y, ¿e obok kalcytu, bêd¹cego g³ównym sk³adnikiem zape³niaj¹cym ¿y³ki, wystêpuje kwarc, piryt, markasyt, kaolinit, tlenki ¿elaza i wêglowodory, przy czym po polskiej stronie Pienin w ¿y³kach objêtych badaniami wy- stêpuj¹ g³ównie siarczki, natomiast kwarc, kaolinit i wêglowodory obserwowano g³ównie po s³owackiej stronie Pienin.
Z badañ wynika równie¿, ¿e wiêkszoœæ ¿y³ek zosta³a zape³niona etapowo, w kilku stadiach, co jest zapewne wynikiem procesów dia- i postdiagenetycznych oraz powta- rzaj¹cych siê epizodów tektonicznych, zachodz¹cych w obrêbie piaskowców, jak i cyklicz- noœci migracji roztworów hydrotermalnych mineralizuj¹cych powsta³e pêkniêcia. Rejonami wystêpowania ska³, w których zaznacza siê nasilenie czêstotliwoœci mineralizacji ¿y³owej po stronie polskiej s¹:
– otoczenie potoku Piekie³ko, oko³o 3 km na zachód od Kroœcienka, – rejon miêdzy Szczawnic¹ i w¹wozem Homole.
Podobne cechy utworów ¿y³owych w piaskowcach paleogeñskich stwierdzono na S³o- wacji w rejonie miêdzy Haligovcami a Spisk¹ Star¹ Wsi¹.
Z punktu widzenia tektoniki i mineralizacji, nie uwzglêdniaj¹c nawet jeszcze geolo- gicznych struktur wg³êbnych oraz stopnia geotermicznego, wymienione powy¿ej rejony s¹ predysponowane do dalszych specjalistycznych studiów geotermalnych. Powinny one w przy- sz³oœci zostaæ rozpoznane na podstawie badañ geologicznych, a tak¿e wiertniczych.
LITERATURA
ARNORSSON S., 1983 — Chemical equilibria in Icelandic geothermal systems. Implication for chemical geothermometry investigation. Geothermics No 12.
BIRKENMAJER K., 1958 — Nowe dane o geologii ska³ magmowych okolic Szczawnicy. Prace Muz. Ziemi nr 1.
BIRKENMAJER K., 1962 — Forma geologiczna andezytów W¿aru. Acta Geol. Pol. 12 (2).
BIRKENMAJER K., 1965 — Zarys budowy geologicznej pieniñskiego pasa ska³kowego. Rocz. Pol. Tow. Geol.
nr 35 (3).
BIRKENMAJER K., 1979 — Przewodnik geologiczny po pieniñskim pasie ska³kowym. Wyd. Geol., Warszawa.
BROWNE P.R.L., 1978 — Hydrothermal alternation in active geothermal fields. Ann. Rev. Earth Planet Sci. No 6, 229-250.
CHOWANIEC J., KÊPIÑSKA B., MAZUREK J., PAWLIKOWSKI M., POPRAWA D., 1999 — Badania mineralogiczno-petrograficzne ska³ zbiornikowych wód termalnych otworu Bukowina Tatrzañska PIG/PNiG-1.
Przegl. Geol. nr 12.
FOURNIER R.O., TRUESDELL A.H., 1973 — Geochemical indicators of subsurface temperature applied to hot spring waters in Yellowstone Nat. Park. Wyoming USA. Geothermics. Spec. Issue 2-2.
JANKOWSKI J., NEY R., PRAUSS O., 1982 — Czy pod ca³ym ³ukiem pó³nocno-wschodnich Karpat istniej¹ g³êbokie wody geotermalne. Przegl. Geol. nr 4.
KÊPIÑSKA B., 2001 — Warunki hydrotermalne i termiczne podhalañskiego systemu geotermalnego w rejonie otworu Bia³y Dunajec PAN-1 Studia, Rozprawy, Monografie nr 93, Wyd. IGSMiE PAN, Kraków.
KÊPIÑSKA B., 2006 — Warunki termiczne i paleotermiczne podhalañskiego systemu geotermalnego. Studia, Rozprawy, Monografie nr 135, Wyd. IGSMiE PAN, Kraków.
MA£KOWSKI S., 1948 — Metamorfizm kontaktowy i ¿y³a kruszcowa w Jarmucie pod Szczawnic¹. Spraw. Tow.
Nauk. Warszawa Wydz. II, z. 5.
MA£KOWSKI S., 1958 — Przejawy wulkanizmu w dziejach geologicznych okolic Pienin. Prace Muz. Ziemi nr 1.
PAWLIKOWSKI M., WIEWIÓRKA J., 1979 — Wieliczka. Kopalnia soli. Przewodnik Jubileuszowego Zjazdu PTMin. Kraków.
PAWLIKOWSKI M., MAZUREK J., 2000 — System poboru próbek i analizy chemizmu wody w instalacji geotermalnej Bañska-Bia³y Dunajec na Podhalu. Technika Poszuk. Geol. Geosynoptyka i Geotermia z. 2.
PARACHONIAK W., PAWLIKOWSKI M., 1980 — Hornblenda z tufitu andezytowego z Wieliczki. Spraw.
z Pos. Kom. Nauk. PAN. Oddz. Kraków T.XXI/2.
POMIANOWSKI P., 1988 — Anomalie termiczne nad stref¹ kontaktu pieniñskiego pasa ska³kowego fliszu podhalañskiego. Przegl. Geol. nr 2.
PRODUCTS OF DIAGENETIC AND HYDROTHERMAL INTERACTIONS IN THE ROCK COVER OF THE NEOGENE VOLCANITES
IN THE PIENINY KLIPPEN BELT – PRELIMINARY MINERALOGICAL-PETROGRAPHICAL INVESTIGATIONS
Abstract
The results of preliminary field works as well as mineralogical and petrographical investigations of rock samples from selected localities in the Pieniny Klippen Belt (Polish and Slovakian sides) are presented. They aimed at recognition of hydrothermal processes and indicating the most prospective areas for further thermal and geothermal exploration. The laboratory research concentrated mostly on mineralogical composition and frequencies of occurrence of various types of veins (mostly carbonate) which intersect the rocks from the nearest proximity of the Neogene volcanites of the Pieniny Klippen Belt. It was found that the highest number of veins (regarding their abundancies and thicknesses) is ascribed to the rocks outcropping in the area of Piekie³ko brook near Kroœcienko. There are mainly detritic rocks (sandstones) with relatively high amount of fractures. The need for further geological research and drilling works was pointed out.
Key words
Diagenetic mineralization, hydrothermal mineralization, geothermal conditions, Pieniny Klippen Belt
Rys. 1. Miejsca pobrania próbek 1–26 numery pobranych próbek Fig. 1. Rock sampling sites 1–26 sample numbers
Rys. 2. Szkic geologii obszaru badañ (wg Birkenmajer 1979)
Czêœæ pó³nocna (kolor pomarañczowy) – paleogen magurski; czerwone pola – andezyty pieniñskie poprzecinane uskokami; czêœæ œrodkowa (ró¿ne kolory) – serie jury i kredy pieniñskiego pasa ska³kowego; czêœæ po³udniowa (kolor ¿ó³ty) – paleogen podhalañski
Fig. 2. Geological sketch of the area of research (acc. to Birkenmajer 1979)
N – part (marked by orange) – the Magura nappe (Palaeogene); red dots – andesites crosscut by faults; middle part (various colours) – Jurassic and Cretaceous series of the Pieniny Klippen Belt;
S – part (marked by yellow) – the Podhale Palaeogene
Fotografie 1–8 (wszystkie fotografie: M. Pawlikowski) Lokalizacja miejsca poboru próbek wed³ug rys. 1 i tabeli 1.
Fot. 1. Próbka 5: przyk³ad kilku generacji ¿y³ek w wapieniu
Phot. 1. Sample 5: example of several generations of veins in limestone
Fot. 2. Próbka nr 5: czarne ziarna siarczków ¿elaza na kontakcie ¿y³ki kalcytowej i wapienia.
Polaroidy czêœciowo X, pow. 50x
Phot. 2. Sample 5: black grains of iron sulphites on the contact between calcite vein and limestone.
Polaroids partly X, magn. 50x
Fot. 3. Próbka nr 7: mikrokryszta³y pirytu i markasytu (ciemne) w ¿y³ce wêglanowej z okolicy góry W¿ar. Polaroidy czêœciowo X, pow. 50x
Phot. 3. Sample 7: microcrystals of pyrite and markasite (dark) in calcite vein, vicinity of W¿ar Mt.
Polaroids partly X, magn.50x
Fot. 4. Próbka nr 13: ¿y³ki wêglanowe wype³nione kwarcem. Polaroidy czêœciowo X, pow. 50x Phot. 4. Sample 13: calcite veins filled in with quartz. Polaroids party X, magn. 50x.
Fot. 5. Próbka nr 15: idiomorficzne kryszta³y kwarcu w ¿y³kach kalcytowych – tzw. diamenty marmoroskie (ciemne kryszta³y). Polaroidy czêœciowo X, pow. 50x
Phot. 5. Sample 15: idiomorfic quartz crystals in calcite veins – the-so-called Marmorosh diamonds. Polaroids partly X, magn. 50x
Fot. 6. Próbka nr 16: strefa kwarcowa z wêglowodorami na kontakcie dwóch generacji kalcytu zape³niaj¹cego ¿y³kê. Polaroidy czêœciowo X, pow. 50x
Phot. 6. Sample 16: quartzitic zone with hydrocarbons on the contact of two calcite generations filling the vein. Polaroids partly X, magn. 50x
Fot. 7. Próbka nr 23: deformacje struktury w³óknistych kryszta³ów kalcytu zape³niaj¹cych ¿y³kê widoczne jako wygiêcia p³aszczyzn zbliŸniaczeñ. Polaroidy czêœciowo X, pow. 50x
Phot. 7. Sample 23: deformations of calcite crystals filling the vein visible as deflections of twinning surfaces. Polaroids partly X, magn. 50x
Fot. 8. Próbka 13: termoluminescencyjne zdjêcie ¿y³ki wype³nionej wieloma generacjami wzrastaj¹cych kryszta³ów kalcytu
Phot. 8. Sample 13: thermoluminescentic photograph of vein filled by several generations of growing calcite crystals
0 5 km
0 5 km
Fot. 1 Fot. 2
Rys. 1
Rys. 2
Fot. 3 Fot. 4
Fot. 5 Fot. 6
Fot. 7 Fot. 8
