UKD 351.243.2/.4+551.243.8:551.762.33. + 551.736/.76 (438.26-14)
Bolesław WAJSPRYCH
TEKTONIKA JEDNOSTKI CHEŁMCA
(PÓŁNOCNO-WSCHODNIA CZĘŚĆ GÓR KACZAW SKICH
SPIS TREŚCI
Streszczenie ...
W s t ę p ...
Rozwój badań geologicznych Gór Kaczawskich Budowa geologiczna jednostki Chełmca . . . .
Łuska B o g a c z o w i c ...
Łuska S ta n is ła w o w a ...
Łuska P o m o c n e g o ...
U s k o k i ...
Analiza m e z o str u k tu r ...
Powierzchnie f o lia c j i...
L i n e a c j a ...
S p ę k a n i a ...
Interpretacja tektoniczna wyników analizy strukturalnej Główne f a ł d o w a n i e ...
Poprzeczne f a ł d o w a n i e ...
Tektonika dysjunktywna . . . . . . L i t e r a t u r a ...
S u m m a r y ...
101 101 103 103 104 104 106 107 108 108 109 110 115 115 117 119 119
121
S t r e s z c z e n i e Praca niniejsza opracowana została na podstawie
szczegółowej analizy mezostruktur zaobserwowanych na obszarze jednostki Chełmca. Na podstawie mapy geologicznej i wyników analizy mezostruktur wywnio
skowano, że jednostka Chełmca ma wyraźnie łuskowy styl budowy.
Analiza mezostruktur pozwoliła wyjaśnić duży rozrzut kierunków poszczególnych struktur fałdowych.
Zjawisko to spowodowane jest rolą, jaką spełniały diabazy w czasie głównego fałdowania. Szczególnie dużo uwagi poświęcono interpretacji spękań. Wyraź
na zgodność wyników otrzymanych z niezależnej ana
lizy każdego z rodzajów mezostruktur, potwierdziła w dużej mierze prawidłowość zastosowanej w tej pracy metodyki analizy strukturalnej.
Na badanym obszarze stwierdzono obecność du
żych, otwartych fałdów poprzecznych, będących efek
tem późniejszych ruchów fałdowych. Osie tych fał
dów ułożone są w kierunku NNE — SSW.
Porównanie tektoniki jednostki Chełmca z tekto
niką obszarów przyległych (permo-mezozoik niecki Leszczyny) wskazuje, że poprzeczne fałdowanie nastą
piło przypuszczalnie w epoce kimeryjskiej. Jest to ostatni etap w rozwoju tektonicznym badanego obsza
ru, podczas którego naprężenia styczne wywołały de
formacje o charakterze fałdowym. Deformacje póź
niejsze, jakkolwiek były to deformacje na dużą skalę, miały już tylko charakter tektoniki dysjunktywnej.
W końcowej części pracy scharakteryzowano waż
niejsze deformacje nieciągłe.
W STĘP
Badania, k tó ry ch w yniki stanow ią tem a t n i- tralnej części północno-w schodnich Gór K a- niejszej pracy, przeprow adzone zostały w la- czawskich, pom iędzy m iejscow ościam i S tan isła- tach 1967— 1969 n a obszarze położonym w cen- wów i Chełm iec (fig. 1). O bszar ten stanow i
Fig. 1
Lokalizacja obszaru badań. Mapę wykonano według Mapy geologicznej regionu dolnośląskiego pod redak
cją L. Sawickiego 1966
1 — m e ta m o r fik p ó łn o c n o -w sc h o d n ie j części G ó r K a c z a w sk ic h , (o b sz a r z a k re s k o w a n y — te r e n o b ję ty b a d a n ia m i), 2 — m e ta - m o rfik p o łu d n io w y c h G ó r K a c z a w sk ic h , 3 — m e ta m o r fik G ó r Iz e rs k ic h , 4 — g r a n it, 5 — p o r fir y , 6 — u tw o r y p e rm o -m e - z o zo ik u d e p r e s ji p ó łn o c n o s u d e c k ie j, 7 — u tw o r y k re d o w e , 8 — trz e c io rz ę d i c z w a rto rz ę d b lo k u p rz e d s u d e c k ie g o , 9 — w a ż n ie jsz e u sk o k i. 1 — je d n o s tk a Z ło to ry i, I I — je d n o s tk a Chełm ca,, III — je d n o s tk a R z e sz ó w k a ; a — u s k o k b rz e ż n y su d e c k i,
b — u s k o k je r z m a n ic k i, c — u s k o k M y ślin o w a
Localization of area under consideration. Map compiled after the Geological Map of the Lower Silesian Region under the editorship of L. Sawicki 1966
1 — m e ta m o rp h ic u m o f th e n o r th - e a s te r n p a r t o f th e G ó ry K a c z a w sk ie (stip p le d a r e a re p re s e n t th e re g io n b e in g in v e s tig a te d , 2 — m e ta m o rp h ic u m of th e so u th e rn G ó ry K a c z a w sk ie , 3 — m e ta m o rp h ic u m o f th e Iz e rs k ie M ts., 4 — g ra n ite , 5 — p o rp h y ry , 6 — F e rm o -M e so z o ic ro c k s o f th e N o rth -S u d e tic d e p re ss io n , 7 — C re ta c e o u s ro c k s, 8 — T e rtia r y a n d Q u a te r n a r y o f th e F o re -S u d e tic b lo c k , 9 — m a jo r fa u lts . I — Z ło to ry ja u n it, II — C h e łm ie c u n it, III — R z e sz ó w k a u n i t ; a — m a r
g in a l S u d e tic f a u lt, b J e rz m a n ic e fa u lt, c — M y ślin ó w fa u lt.
cen traln ą jednostkę tektoniczną północno- -w schodniej części m etam o rfik u kaczaw skiego w ydzieloną przez J. Jerzm ańskiego (1965) pod nazw ą jed no stk i Chełm ca. B adania te były pro w adzone w ram ach pracy m agisterskiej, pod k ieru n k iem d r Z. Śliw y, a uzupełnione zostały w czasie badań prow adzonych z ram ien ia In s ty tu tu Geologicznego w e W rocławiu.
W niniejszym a rty k u le podjęto próbę roz
w iązania niek tó ry ch zagadnień tek to n iki tego interesującego i ciągle m ało znanego obszaru m etodam i analizy stru k tu ra ln e j. Poniew aż głów nym celem badań m iało być w yjaśnienie tektonicznej pozycji złóż hydroterm alny ch , dla
tego szczególnie dużo uw agi poświęcono n a od
tw orzenie w aru n k ó w d y n a m ic zn o -stru k tu ra l- nych, jakie panow ały w czasie głów nych e ta pów tektonicznej ew olucji. Taki cel p racy za
w ażył w dużej m ierze n a m etodyce zarów no badań terenow ych, jak i in te rp re ta c ji zebranych m ateriałów .
P ragn ę serdecznie podziękow ać P an u P ro fesorow i d r H enrykow i T eisseyre’owi za wiele cennych rad i w skazów ek udzielanych w czasie pisania p racy oraz za życzliw e przejrzen ie i popraw ienie całego tekstu.
C hciałbym rów nież podziękow ać d r Zdzisła
wow i Śliwie, k tó ry opiekow ał się m oją pracą m agisterską, a której w yniki w dużym stopniu w ykorzystałem w niniejszy m arty kule. Bardzo serdecznie dziękuję rów nież d r Jerzem u Je rz - m ańskiem u za liczne dyskusje, tym cenniejsze, że prow adzone bezpośrednio w terenie, oraz Kolegom za w ażne dla m nie uw agi k ry ty czn e zarów no w trak cie opracow yw ania m ateriałów ,
ja k i pisania tekstu.
ROZW ÓJ BADAŃ GEOLOGICZNYCH GÓR KACZAW SKICH W budow ie geologicznej Gór K aczaw skich
zaznaaza się w yraźn a dw upiętrow ość (Teisseyre 1957). P iętro dolne zbudow ane jest ze skał łu p kow ych, epim etam orficznych zaliczanych do algonku i starszego paleozoiku. P iętro górne stanow ią niezm etam orfizow ane skały perm u, tria su i górnej kredy.
U tw ory p ię tra dolnego rozprzestrzenione są w południow ej i północno-w schodniej części Gór K aczawskich. P rzed łu żają się dalej k u wschodowi poza brzeżny uskok sudecki, gdzie p rzy k ry te są g ru b ą pokryw ą utw orów trzecio
rzędow ych i czw artorzędow ych, spod k tó ry ch w y ła n ia ją się w niew ielkich fragm entach, głów nie w okolicach Luboradza.
Zgodnie z poglądam i M. Schw arzbacha (1939) p rzy jm u je się, że m etam o rfik Gór K a czaw skich m a budow ę w achlarzow ą, w zw iązku z czym w ydziela się dw a pn ie: pień południo
w y z południow ą w erg encją s tru k tu r fałdow ych i p ień północny sfałdow any w k ieru n k u pół
nocnym . Dotychczasow e obserw acje są zgodne z ty m uogólnieniem .
W edług tego sam ego a u to ra (Schw arzbach op. cit.) staropaleozoiczne utw o ry Gór K aczaw skich uległy w okresie ru chó w m łodokaledoń- skich: głów nem u sfałdow aniu i złupkow aniu, poprzecznem u sfałdow aniu oraz w tó rn em u złupkow aniu.
W przebiegu fałdów m etam o rfik u kaczaw - skiego zaznaczają się zatem dw a k ieru n k i fał
dów : NW—SE do WNW— ESE pow stałe w w y n ik u fałdow ania głównego i k ieru n e k NNE—
SSW zw iązany genetycznie z fałdow aniem po
przecznym .
H. W. Q uitzow (1939), a n astęp n ie inni a u to rzy (Kodym, Svoboda 1948; fide H. Teisseyre 1956, 1957) d o p a tru ją się nasunięć w budow ie staropaleozoicznego p ię tra G ór Kaczawskich.
W edług Q uitzow a (op. cit.) północno-w schod
n ia część Gór K aczaw skich zbudow ana jest z pokryw y zieleńcow ej oraz k ilk u stre f fałdo
w ych poprzedzielanych m łodszym i uskokam i.
N ajbardziej n a północ w y su n ięta jest stre fa siodłow a Złotoryi—W ojcieszyna o k ieru n k u NW —• SE zbudow ana głów nie z ordow ickich i sylurskich łupków i fyllitów . W cen traln ej p a rtii tej stre fy w y stę p u ją w yróżnione przez E. Zi- m m erm an a i K. K iihna (1936, fide J. Je rz m ań - ski 1965), łupki woj cieszyńskie, k tó re w edług
Q uitzow a (op. cit.), nie leżą w stropie tej jed nostki, lecz stano w ią jej jądro.
Od południa jedno stka ta je s t obcięta usko
kiem , wzdłuż którego graniczy z n a stę p n ą s tre fą fałdową, a m ianow icie jedno stką Chełmca.
S trefa Chełmca, zdaniem Q uitzow a, złożona jest z trzech podłużnych siodeł o k ieru n k u NW — SE zbudow anych z k am b ry jsk ich zieleńców . Siodła te są poprzedzielane p artiam i sy n k lin al- nym i zbudow anym i ze skał ordow iku i syluru.
Młodsze od k a m b ry jsk ich zieleńców in tru z je diabazow e silnie zaburzyły i skom plikow ały pierw otn y przebieg ty ch s tru k tu r. Duże róż
nice w kom peten cji sztyw nych m as zieleńco
w ych i serii łupkow ych ordow iku i sy luru spow odow ały usam odzielnienie jądro w y ch m as zieleńców, ich odkłucie i nasunięcie w k ie ru n k u NE n a serie łupkow e p a rtii łękow ych. W ogólnym obrazie tej jednostki Q uitzow w idzi system fałdów i łusek, k tó ry c h w ergen cją jest zgodna z określoną przez Schw arzbacha (op.
cit.) i w y k azu je k ieru n e k północno-w schodni.
Jed n o stk a Rzeszowka, zbudow ana z potęż
nych m as zieleńców, uw ażana je st przez Q uitzow a (op. cit.) za pokryw ę n a su n ię tą z po
łudnia. W jego in te rp re ta c ji je s t to obcy ele
m en t leżący n a stre fie fałdow ej Chełmca, a łu p ki ordow ickie i sylurskie w y stęp ujące w tych zieleńcach stanow ią okna tektoniczne.
K oncepcja Q uitzow a jest już dziś w zasadzie nieaktualna. O statnio bow iem uległy dużym zm ianom poglądy n a stra ty g ra fię i sekw encję serii skalnych om aw ianego obszaru. N ależy jed n ak podkreślić, że pew ne elem enty tej k o n
cepcji, jak sty l budow y i podział n a jednostki wyższego rzędu są przyjm ow ane do dziś.
Z w aryscy jsk ą in tru z ją g ran itu K arkonoszy M. Schw arzbach (1939) w iąże poprzeczne w y piętrzenie s tru k tu ry kaczaw skiej, spow odow a
n e w dzieraniem się pod nią granitu.
R uchy m łodosaksońskie w edług K. B eyera (1933) m iały c h a ra k te r tek to n ik i ram ow ej i do
prow adziły do rozbicia całego obszaru n a syn- klinaln e row y i an ty k lin aln e zręby.
W m łodszym trzeciorzędzie dochodzi n a ob
szarze północno-w schodniej części Gór K aczaw skich do inten syw n ej działalności w ulkanicznej, k tó ra doprow adziła do pow stan ia licznych k o m inów i pok ry w bazaltow ych.
BUDOWA GEOLOGICZNA JED N O STK I CHEŁMCA
Jed n o stk a Chełm ca stanow i c en traln y ele- tersekcyjn ym jej granice są o stre i m ają cha- m en t w stru k tu rz e północno-w schodniej części ra k te r tektoniczny. Od p ołudnia granicę sta- Gór Kaczaw skich. W dzisiejszym obrazie in - now i uskok M yślinowa, od północy i od w scho-
d u brzeżny uskok sudecki, natom iast granicę zachodnią zakreśla brzeg niecki leszczyńskiej (fig- !)•
Budow a geologiczna tego obszaru je s t skom plikow ana i od la t je st przedm iotem b adań w ie
lu geologów. Do dziś b rak zupełnie pew nego podziału stratyg raficzn eg o serii skalnych, b u d u jących ten obszar. W rozw ażaniach n a d tek to n ik ą p rzyjęto podział zaproponow any przez J. Jerzm ańskiego (1967). Zgodnie z ty m podzia
łem n ajstarszy m i u tw o ram i są łu p k i kw arco- w o-serycytow e i serycytow e należące p rzy puszczalnie do ordow iku. Pow yżej kolejno w y stęp u ją łupki krzem ionkow e i k w a rc y ty syluru oraz form acja w ulkanogeniczna, k tó ra stanow i najm łodsze ogniwo straty graficzne, a w iek jej określa się n a g ó rn y sy lu r — środkow y dewon.
J. Jerzm ański (1965) w ydzielił w obrębie jedn ostki Chełm ca dw a drugorzędne elem enty antyklinalne, przedzielone form am i sy nk linal- nym i:
— stre fa sy nk linaln a Bogaczowic,
— stre fa a n ty k lin a ln a M yśliborza,
— stre fa sy n k lin aln a Stanisław ow a,
— stre fa an ty k lin a ln a Pomocnego.
B adania przeprow adzone w teren ie pozwo
liły wydzielić w obrębie jed n o stk i Chełm ca trz y jednostki tektoniczne, k tó re m ają cechy ty p o w ych łusek (fig. 2 i 3). Są to, idąc od północy ku południow i:
— łuska Bogaczowic,
— łuska Stanisław ow a,
— łusk a Pomocnego.
W yznaczone granice tektoniczne pozw alają na dokładne ich rozdzielenie.
ŁUSKA BOGACZOWIC
Łuska Bogaczowic jest najniższym elem en
tem s tru k tu ra ln y m om aw ianej jednostki.
W zdłuż uskoku jerzm anickiego została n a su n ię ta od południow ego zachodu n a jed no stkę Zło
to ry ja —■ Luboradz. Od północnego w schodu i wschodu obcina ją brzeżny uskok sudecki, n a tom iast od południa graniczy z n a su n ię tą na nią łu ską Stanisław ow a.
S tru k tu ra ta ch a ra k te ry z u je się bardzo re g u larną budow ą geologiczną, gdzie przew ażają serie łupków serycytow ych zajm ujących n a j
w iększy obszar. Je d y n ie w części południow o- -w schodniej w ychodzą na pow ierzchnię skały najstarsze, tzn. łu p k i kw arcow o-serycytow e.
Pojaw ianie się skał n ajstarszy ch w części po
łudniow o-w schodniej jest ch arak tery sty czn e dla całej jednostki Chełmca, a zw iązane jest z u p a dem osi s tru k tu r fałdow ych tej jed n o stk i ku NW. Z agadnienie to poruszane będzie p rzy a n a
lizie m ezostruktur.
W p artii osiowej łuski Bogaczowic obserw u
jem y nieciągłe pasm o łupków zieleńcow ych.
Na zachód od Bogaczowic, na kontakcie z łu p
kam i zieleńcow ym i, w y stęp u ją k w a rc y ty sy- lurskie podścielające serię zieleńcow ą. W ystą
pienia zieleńców i k w arcy tów w yznaczają d ru gorzędne zafałdow ania w obrębie łuski Boga
czowic. Ciągły pas diabazów n a południe od Bogaczowic stanow i fra g m en t s tre fy synk linal- nej złuskow anego fałdu. W ystąpienia diabazów w południow o-w schodniej części łuski Boga
czowic, znaczące się w in tersek cji ow alnym i za
rysam i o niew ielkiej średnicy (rzędu kilkudzie
sięciu m etrów), m ają przypuszczalnie c h a ra k te r subw ulkaniczny.
ŁUSKA STANISŁAWOWA
Łuska S tanisław ow a została n a su n ię ta na niżej leżącą łuskę Bogaczowic. Od południa granicę jej stanow i uskok Stanisław ow a, od północy uskok Bogaczowic, granicę zachodnią zaś brzeg niecki Leszczyny.
W budow ie tej jed no stk i decydującą rolę odgryw ają diabazy, k tó re d om in u ją n a całym jej obszarze. W obrazie in tersek cy jn y m tłem dla diabazów są łupki serycytow e. W części północno-w schodniej, tw orząc szeroki pas o k ieru n k u NW — SE, w y stęp u ją łu pk i k w a r
cow o-serycytow e, znaczące strefę czołową łuski Stanisław ow a.
W obrazie in tersek cy jn y m s tru k tu ra S tan i
sław ow a m a k ształt klin a skierow anego ostrym końcem ku SE. W ystąpienia diabazów m ają tu na ogół c h a ra k te r pokryw ow y. Szczególnie roz
ległe p ok ryw y o b serw uje się w części północ
no-zachodniej (fig. 2).
P ok ryw y diabazow e spełniły bardzo dużą rolę podczas fałdow ania. W części zachodniej, gdzie po k ry w y te są rozległe i m ają dużą m iąż
szość, nie doszło do tak silnego przefałdow ania jak n a pozostałym obszarze. Idąc k u południo
w em u w schodow i widać, że w ydzielenia dia
bazów p rzy jm u ją w intersek cji k ształt pasów w ydłużonych zgodnie z przebiegiem serii łu p kowych, a więc w k ieru n k u NW — SE. P rze
krój geologiczny tej części obszaru (fig. 3, p rze
krój B — B') w ykazuje, że diabazy uległy tu silnem u przefałdow aniu. Dalej k u południo
w em u w schodow i diabazy w y stęp u ją w form ie kom inów lub żył o niew ielkiej, do kilkudzie
sięciu m etrów , średnicy. O bserw acje te w ska
zują, że form acja diabazow a w okresie jej pow stania nie stanow iła jednolitej pok ry w y n a ca
łym obszarze. W p a rtii północno-zachodniej d ia
bazy m usiały m ieć w iększą miąższość i być sil
niej w ykształcone niż w części cen traln ej i w schodniej. Za in te rp re ta c ją tak ą przem aw ia rów nież in tersek cy jn y k ształt łuski.
W pływ diabazów n a przebieg fałdow ania i k ieru n k i p ow stających fałdów w obrębie łuski Stanisław ow a przedstaw iono schem atycznie na blokdiagram ie (fig. 4). W dużym uproszczeniu diagram ten m ożna trak tow ać jako m odel łuski
Fig. 3
Schematyczne przekroje geologiczne
A—A' — przekrój przez zachodnią część jednostki Chełmca, B—B' — przekrój przez centralną część jednostki Chełmca, C—C' — przekrój przez wschodnią część jednostki Chełmca
I — u tw o ry k en o z o ic z n e , 2 — b a z a lty , 3 — g r a n ity , 4 — d ia b a z y , 5 — zieleń ce, 6 — łu p k i k rz e m io n k o w e i k w a r c y ty , 7 — iu p k i se ry c y to w e , 8 — łu p k i k w a rc o w o -se ry c y to w e , 9 — m e la m o r fik je d n o s tk i R z eszó w k a , 10 — m e ta m o r fik je d n o s tk i Z ło to ry i,
11 — ż y ły h y d r o te rm a ln e
Schematized geological sections
A—A ' — section through the w estern p a rt of the Chełmiec unit, B—B' — section through central part of Chełmiec unit, C—C' — section through eastern p a rt of Chełmiec unit
1 — C e n te o zo ic ro c k s, 2 — b a s a lts , 3 — g ra n ite s, 4 — d ia b a s e s. 5 — g re e n s to n e s , 6 — s ilic e o u s sc h ists a n d q u a r tz ite s , 7 — se ri- cite sc h ists, 8 — q u a r tz -s e r ic ite sc h ists, 9 — m e ta m o rp h ic u m o t R z e sz ó w k a u n it, 10 — m e ta m o rp h ic u m o f Z ło to ry ja u n it,
11 — h y d r o th e rm a l v e in s
Stanisław ow a. We w schodniej części obszaru, gdzie w ystępow ały tylko drobne form y diaba- zowe, nastąpiło silne przefałdow anie plastycz
nych serii łupkow ych, co spowodowało skróce
nie odległości w płaszczyźnie poziomej i d o pro
wadziło do obserw ow anego dziś k ształtu łuski.
N atom iast w części cen traln ej stru k tu ry fałdo
we serii łupkow ych dostosow ują się bardzo ściśle do k ształtu pokryw y diabazow ej. Od
zw ierciedlenie tego zjaw iska znajdu jem y na m apie geologicznej (fig. 2). W części cen tralnej
łuski Stanisław ow a przebieg foliacji i lineacji jest bardzo zm ienny zarów no w k ieru nk u, jak i kącie upadu.
ŁUSKA POMOCNEGO
Łuska Pom ocnego jest najw yżej położonym elem entem fałdow ym jednostki Chełmca. Od północy graniczy z łuską Stanisław ow a, a w swej części w schodniej jest niezgodnie n asu -
Fig. 4
Schematyczny model obrazujący w pływ płyt diabazowych na kierunki fałdowania w łusce Stanisławowa
S t r z a ł k ą o z n a c z o n o k i e r u n e k n a c i s k u w c z a s ie g łó w n e g o f a łd o w a n ia
Diagrammatic model showing the bearing of diabase slabs on the direction of folding in the Stanisław ów scale
A r r o w in d ic a te s d i r e c tio n o f s t r e s s d u r i n g t h e h ig h fo ld in g
nięta na łuskę Bogaczowic (fig. 2). Od połud
nia ogranicza ją uskok Myślinowa. Ku zachodo
wi zanurza się pod utwory permo-mezozoiku niecki Leszczyny.
Struktura ta ma przebieg bardziej zbliżony do równoleżnikowego (WNW — ESE), a jej oś zapada pod nieznacznym kątem (około 15—
20°) ku WNW. Partię jądrową łuski stanowią łupki kwarcowo-serycytowe ciągnące się szero
kim pasem wzdłuż całej prawie struktury.
Otulone są łupkami serycytowymi, które w y
stępują na przeważającej części obszaru. W strefie czołowej łuski Pomocnego znajduje się pas łupków zieleńcowych. Godny podkreślenia jest fakt, że serie skalne tej łuski mają bardzo regularny przebieg, a foliacja i lineacja nie wykazuje tu żadnych prawie zaburzeń.
USKOKI
Na obszarze jednostki Chełmca stwierdzono istnienie kilku uskoków. Zaznacza się duża re
gularność ich przebiegu w stosunku do siebie.
Wyróżniono dwa system y uskoków; uskoki o kierunku NW — SE i uskoki NNE — SSW.
Dyslokacje o przebiegu NW — SE powsta
ły ze złuskowania. Stwierdzono dwie dyslo
kacje tego systemu: uskok Bogaczowic, oddzie
lający łuskę Bogaczowic od łuski Stanisławo
wa, i uskok Stanisławowa, który rozdziela łu
skę Stanisławowa od łuski Pomocnego. Do tego systemu autor zalicza również uskoki stwier
dzone wcześniej przez Quitzowa (op. cit.), tzn.
uskok jerzmanicki i uskok Myślinowa, które stanowią granice jednostki Chełmca. Uskoki te mają bowiem ten sam kierunek i tę samą genezę.
Uskok Stanisławowa stwiei'dzony został w przekopie drogi prowadzącej ze wsi Stanisła
wów do kopalni barytu; około 400 m na połud
nie od wsi przecina on w tym miejscu serię łupków zieleńcowych, przebiega w kierunku NW —• SE i zapada pod kątem około 30° ku SW. Dalszy jego przebieg zaznacza się w in- tersekcji serii skalnych. W miejscu, w którym ten uskok obserwujemy w odkrywce szczelina uskokowa ma szerokość około 3 m i zwęża się ku dołowi. Wypełnia ją tuf bazaltowy barwy żółto-szarej, w którym tkwią bomby wulka
niczne o kulistym kształcie i średnicy do 30 cm oraz nieregularne, ostrokrawędziste bloki skał otaczających. Strefa uskokowa zaznacza się bardzo wyraźnie silnym strzaskaniem skał na przestrzeni kilkudziesięciu metrów. Skały tej strefy mają intensywne czerwonobrunatne za
barwienie w ywołane tlenkami żelaza.
Uskoku Bogaczowic nie obserwowano w od
słonięciach. Przedstawiony na mapie jego prze
bieg wynika z intersekcji.
ANALIZA MEZOSTRUKTUR J a k już na w stępie podano, celem niniejszej
pracy je s t próba rek o n stru k c ji sty lu budow y głów nych s tru k tu r fałdow ych jed n o stk i Chełm ca oraz c h a ra k te ru ich późniejszej p rzebudo
wy. P roblem ten ro zp atrzo n y został pod kątem w arunków d yn am iczn o -stru k tu raln y ch , w ja kich zachodziły deform acje. D latego a u to r szczególną uw agę przyw iązał do b a d ań m ezo
s tru k tu r zw iązanych z głów ną fazą fałdow ania, tzn. z fazą, w k tó rej pow stały duże stru k tu ry fałdow e i złuskow anie, oraz zachow ania się tych m ezo stru k tu r w czasie późniejszych d e
form acji. W ydaje się jednak, że tak ie p o tra k tow anie p roblem u nie zaważyło istotnie n a w a r
tości o trzym an ych w yników . P ew ne w ątp liw oś
ci może budzić zastosow ana tu k lasy fikacja ge
netyczna bad anych s tru k tu r linijnych, szczegól
nie w odniesieniu do lineacji B2. G łów nym k ry teriu m określenia zespołu B, jako młodszego była zgodność k ierunk ó w jego s tru k tu r lin ij
nych z kieru n k iem osi poprzecznych fałdów.
J e st to jed n ak k ry te riu m niew ystarczające, tym bardziej, że istn ieją uzasadnione przypuszcze
nia, że lineacja o zbliżonym k ieru n k u (NNE—
SSW) jest zw iązana z fazą starszą od głów ne
go fałdow ania (prof, d r H en ry k Teisseyre, in form acja ustna). A u to r postanow ił pozostać jed nak przy tak im jej oznaczeniu, biorąc pod uwagę, że w pew nych elem entach defo rm o w a
nej poprzecznie s tru k tu ry fałdow ej, lineacja ta ka może powstać, a obecność m łodych d efo r
m acji poprzecznych o ch arakterze fałdow ym m ającym ten sam k ieru n ek jest udow odniona.
POWIERZCHNIE FOLIACJI
Na badanym obszarze pow ierzchnie foliacji, g eneralnie rzecz biorąc, przebiegają w azym u
cie 320— 330° i z ap ad ają ku SW pod kątem 35— 40° (fig. 5). D iagram foliacji w ykazu je również, że k ieru n k i biegu foliacji na całym om aw ianym obszarze m ają bardzo d uży roz
rzut, w granicach 270— 350°, przy dużych w a
haniach k ą ta upadu, 15— 70° k u SW.
R ozpatrując rozkład foliacji n a m apie geolo
gicznej zauw aża się, że zm ienność w jej p rze
biegu nie jest przypadkow a. W yraźnie zazna
czają się pew ne praw idłow ości w jej rozkła
dzie. I tak w części południow ej i południow o- -zachodniej jednostki Chełm ca bieg foliacji układa się praw ie rów noleżnikow o, z tym , że w części południow o-zachodniej odchyla się nieco od tego k ieru n k u i p rzy b iera w artości 100—
120° (azym uty biegu), zapadając stosunkow o ła godnie (25— 40°) k u SW do SSW. W części pół
nocno-w schodniej i w schodniej foliacja m a k ieru n ek 150— 170° i zapada pod k ątem 40—
50° ku WSW, nato m iast w części północno-za
chodniej jedn ostk i Chełmca przew ażają kie
ru n k i 120— 140° z upadam i 40— 60° ku SW.
C haraktery styczne w rozkładzie kierun kó w biegu foliacji w jednostce Chełmca, jest fak t dużej zm ienności ty ch k ierun kó w w stru k tu rz e Chełm ca jako całości. N atom iast w każdej z w ydzielonych przez au to ra łusek, k ieru n e k bie
gu foliacji je s t w artością stosunkow o stałą, z w y jątk iem łuski Stanisław ow a, o czym w spom niano już w yżej. Takie zróżnicow anie biegu foliacji stanow iło jed n ą z podstaw ow ych p rze
słanek do przedstaw ionej tu in te rp re ta c ji m ega- s tru k tu r jed nostk i Chełmca.
N ależy jed n a k zaznaczyć, że m ów iąc o sta łości kieru n k ó w biegu foliacji w każdej z w y
dzielonych łusek, chodzi o to że k ieru n k i te przew ażają. Na obszarze każdej z łusek, zazna
czają się rów nież podrzędnie pozostałe k ie ru n ki biegu foliacji, zarejestro w an e n a diagram ie zbiorczym , a spow odow ane istnieniem poprzecz
nych fałdów.
Z opisanej wyżej zm ienności ułożenia fo
liacji w yn ika jeszcze jed na w ażna zależność.
Zm ienność ta w yd aje się być w ścisłym zw iąz
k u z kom pleksem skał intruzy w ny ch, zajm u ją cych c e n tra ln ą p a rtię jednostki Chełmca. Z obrazu in tersekcyjnego m apy geologicznej w y
nika bowiem , że foliacja układa się zgodnie z
Fig. 5
Konturowy diagram zbiorczy powierzchni foliacji dla całego obszaru jednostki Chełmca
P ó łk u la g ó rn a . L ic zb a n a d k o łe m w ie lk im oznacza, ilo ść p o m ia ró w n a p o d s ta w ie k tó r y c h w y k re ślo n o d ia g ra m . U sp o d u
d ia g ra m u p o d a n o p rz e d z ia ły p ro c e n to w e
Total contour diagram of the foliation planes for the whole area of the Chełmiec unit
U p p e r H e m is p h e re . N u m b e rs a b o v e th e g r e a te r c irc le in d ic a te n u m b e r o f m e a s u re m e n ts o n w h ic h th e d ia g ra m h a s been
p lo tte d . P e r c e n t d iv isio n s given a t b o tto m o f d ia g ra m
zarysem pow ierzchni granicznych form acji d ia- bazowej. In te rp re ta c ję tego zjaw iska podano w dalszej części arty ku łu.
R easum ując pow yższy opis należy stw ie r
dzić, że foliacja n a obszarze jednostki Chełm ca w yk azu je n astęp u jące cechy:
— m aksim um częstości kierunków biegu foliacji (wartości w yznaczono z diagram u zbior
czego) (fig. 5) przy p ada na przedział od 320 do 330°;
— k ąty upadu foliacji w ynoszą najczęściej od 35 do 45°;
— foliacja zapada m onoklinalnie w k ie ru n ku południow o-zachodnim ; w poszczególnych łuskach, z w yjątk iem łuski Stanisław ow a;
— k ieru n k i biegu foliacji są stosunkow o stałe;
—■ duża zm ienność kierun k ów biegu foliacji w łusce Stanisław ow a naw iązuje do in tersek - cyjnego zarysu p o kryw diabazow ych.
LINEACJA
Równoległość s tru k tu r lin ijn y ch w zględem dużych jednostek fałdow ych sugeruje, że n a zbadanym obszarze w y stęp u ją lineacje B. Li- neacje te w ykształcone są przede w szystkim w form ie zm arszczkow ania i drobn y ch fałdków .
D robne stru k tu ry fałdow e obserw ow ano p ra w ie w yłącznie w łu pkach kw arcow o-serycyto- w ych i serycytow ych, rzadziej w skałach zie
leńcow ych. Fałdki są najczęściej asym etryczne
0 am plitudzie od k ilk u do k ilk u n a stu centy m etrów . Ze w zględu n a m ałą ilość odsłonięć, w których obserw ow ano fałdki, n ie w ykonano od
rębn ych diagram ów o rientacji ich osi. N a d ia
gram ach lineacji u jęte są one łącznie z pom iara
mi zm arszczkow ania. O bserw ując d robne fałdy szczególną uw agę zw racano n a ich asym etrię.
Fałdy te w y kazu ją niezm iennie asym etrię pół
nocno-w schodnią.
Zm arszczkow anie jest bardziej pow szechną form ą w ystępow ania lineacji B. Szczególnie in tensyw nie w y stęp u je w łup k ach serycytow ych 1 kw arcow o-serycytow ych. W łu p k ach serii zie
leńcowej zaznacza się o w iele słabiej, a w p artiach bardziej m asyw nych n ie po jaw ia się.
Stw ierdzono dw ie generacje w iekow e lineacji B. Lineację starszą, oznaczoną tu B Jt ch arak tery zu je w iększe zróżnicow anie form m orfologicznych, n ato m ia st lineację B2 stw ie r
dzono jedynie w form ie bardzo drobnego zm ar
szczkow ania przecinającego lineację starszą.
W ykonane pom iary orientacji lineacji B ujęto statysty cznie w form ie diagram ów k on turow ych (fig. 6). M aksim a otrzy m an e n a tych diagram ach w y k azu ją azym ut 310— 320° i k ą t nachylenia od 15 do 20°. Z d iagram ów ty ch w ynika, że lin eacja B, ch a ra k te ry z u je się b a r
dzo dużvm rozrzutem k ierunk ó w dochodzącym do 80°. ‘
W rozkładzie lineacji B t n a obszarze je d nostki Chełm ca zaznaczają się podobne zależ
ności ja k w rozkładzie k ieru n k ó w biegu foliacji.
Szczególnie w y raźne jest dopasow yw anie się
Fig. 6
Konturowe diagramy zbiorcze kierunków lineacji B
a — d la z a c h o d n ie j części o b s z a ru , h — d la w s c h o d n ie j części o b s z a ru . K ó łe c z k a m i o z n a c z o n o lin e a c ję (p ó łk u la dolna).
P o z o s ta łe o b ja ś n ie n ia ja k n a f ig u rz e 5
Summary contour diagrams of directions of B lineation
a — for w e s te rn p a r t o f a r e a , b — f o r e a s te rn p a r t o f a r e a . B* lin e a tio n in d ic a te d by c irc le ts. (L o w er h e m is p h e re ). L eg en d as in F ig u re 5
kieru n k ów biegu foliacji do intersekcyjnego o bry su form acji diabazow ej, n a co zwrócił ró w nież uw agę J. Jerzm ań sk i (op. cit.).
W części południow ej, n a obszarze łuski Pomocnego, lineacja zan u rza się pod niew ielkim kątem (około 20°) w k ieru n k u 270—290°. W części centralnej jed n ostk i Chełmca, w obrębie łuski Stanisław ow a k ieru n k i lineacji m ają n a j
w iększy rozrzut i p rzy jm u ją w artości 280—
320°. Rozrzut ten odzw ierciedla skom plikow a
n ą budow ę tej łuski. W części północnej i pół
nocno-w schodniej s tru k tu ry Chełm ca lineacja B 1 w ykazuje dużą regularność i ułożona jest w k ieru n k u 320— 340°. Ogólnie m ożna stw ierdzić, że lineacja B t n a całym obszarze jednostki Chełm ca układa się w achlarzow ato, przy czym k ieru n k i jej zbiegają się w południow o-w schod
niej części stru k tu ry .
Lineację B 2 stw ierdzono w k ilk u odsłonię
ciach w łupkach serycytow ych i kw arcow o-se- rycytow ych w rejon ie Stanisław ow a i Bogaczo
wic. W ykształcona jest ona w form ie drobnego zm arszczkow ania przecinającego lineację s ta r
szą.
Większość s tru k tu r lin ijn y ch B 2 m a k ie ru nek zbliżony do południkow ego (fig. 6). P rz y bliżone m aksim um tej lineacji przy pad a n a k ie
ru n e k 190° przy n a ch y len iu 35°. Ogólnie k ą ty nachylenia w zależności od k ą ta upadu foliacji w a h a ją się w przedziale 30— 60°.
J a k w ynika z przedstaw ionej dotąd ch a ra k te ry sty k i elem entów m akroskopow ych oraz m e- zo stru k tu r, lineacja B t jest zgodna z rozciągłoś
cią dużych elem entów fałdow ych. Należy więc uważać, że jest zw iązana genetycznie z głów nym fałdow aniem om aw ianego regionu.
SPĘKANIA
W trakcie bad ań terenow ych w ykonano około trzech tysięcy pom iarów o rien tacji po
w ierzchni spękań, k tó re ujęto staty sty czn ie w form ie ku m u laty w n y ch diagram ów k o n tu ro w ych. Z diagram ów ty ch w ynika, że istn ieje tu k ilk a system ów spękań, k tó ry ch ilość jest zm ienna w zależności od ty p u skały. Serie łu p kowe, łupki serycytow e i kw arcow o-serycyto- w e oraz niektó re p a rtie łupków zieleńcow ych, w y k azu ją zw ykle trzy system y spękań, n a to m iast serie bardziej sztyw ne spękane są znacz
nie silniej i w y k azu ją pięć do siedm iu sy ste
mów. W artości procentow e poszczególnych m aksim ów są raczej stałe i w ah ają się w g ra nicach od 10 do 14%, m aksym alnie, w spora
dycznych przypadkach osiągają w artość 18%.
W łupkach kw arcow o-serycytow ych i se ry cytow ych spękania tw orzą trz y w yraźne sy
stem y (fig. 7), k tó ry ch m aksim a u k ład ają się w bardzo zbliżonych k ieru n k ach n a w szystkich diagram ach.
System I tw orzą spękania, któ ry ch pow ierz
chnie zapadają pod strom ym i k ątam i w k ie ru n k u NE. S p ękan ia należące do m aksim um tego system u zap ad ają pod k ątem 70— 90° w azy
m ucie 50— 70°. N a jed n ym z przedstaw ionych tu diagram ów (fig. 7 c) system I, podobnie jak pozostałe system y tego diagram u, p rzesu nięty jest o około 30° k u północy. S ytuację tak ą ob
serw uje się n a w szystkich diagram ach spękań z obszaru łuski Pom ocnego. Z m iany k ieru n k u spękań w iążą się przypuszczalnie ze zm ianą k ieru n k u osi dużych s tru k tu r fałdow ych.
Spękania system u II i III n a ogół nie są w y raźn ie od siebie oddzielone. O istn ien iu d w u system ów sp ęk ań św iadczą dw a m aksim a, od
dalone od siebie o około 40— 50°. Spękania m aksim um II zapad ają w azym ucie 120— 130°, natom iast sp ękania system u III zapadają w azym ucie 155— 170°. Pow ierzchnie spękań dwóch system ów są płaskie i gładkie. Często zaznaczają się d robne przesunięcia w zdłuż ty ch pow ierzchni.
W ciem noszarych kw arcy tach okolic Boga
czowic zaznaczają się tylko dw a system y spę
kań (fig. 8 a, 8 b ) ; system , którego m aksim um spękań zap ad a pod k ątem 50— 80°, w azym ucie 50— 60° i d ru g i system utw orzony przez spę
kan ia zapadające w azym ucie 110— 130° pod zm iennym i k ą ta m i (40— 60°). P orów nanie tych system ów ze spękaniam i w łu pkach kw arcow o- -serycytow ych i serycytow ych w skazuje, że spękania zapadające w azym ucie 50— 60° od
pow iadają system ow i I. System ow i II odpow ia
d a ją sp ękania zaznaczające się bardzo w y raź
nym m aksim um n a diagram ie (fig. 8 b). N a pierw szym diagram ie (fig. 8 a) spękania tego system u są rów nież uchw ycone, choć częstość ich w ystępow ania jest bardzo m ała. S pękania system u III zaznaczają się bardzo w yraźnie na diagram ie pierw szym (fig. 8 a), n ato m iast n a drugim diag ram ie (fig. 8 b) d a ją tylko nieznacz
ne podw yższenie koncentracji.
Rozkład spękań w serii zieleńcow ej nie jest już tak pro sty ja k w skałach dotychczas opi
sanych. D iagram y w y k azu ją dużą ilość sy ste
m ów spękań, często rozrzuconych n iere g u la r
nie (fig. 9). W śród tych system ów łatw o w yróż
nić trzy analogiczne do w y stęp ujący ch w łu p kach kw arcow o-serycytow ych i serycytow ych.
Szczególnie w yraźnie zaznaczają się n a d iag ra mie spękań skał chlorytow o-epidotow ych, ok reś
lanych jako epidiabazy andezynow e (Je rz m a ń ski 1965), (fig. 9 a). Na diagram ie spękań w łup kach zieleńcow ych z okolic Stanisław ow a należących do łu sk i Pom ocnego (fig. 9 c), rów nież ob serw uje się odchylenie k ierun kó w u p a
d u spękań trzech system ów o około 30° ku północy (por. fig. 7 c).
Pozostałe system y spękań w y stęp u ją n iere gularnie i tru d n o znaleźć jakieś praw idłow ości w ich rozkładzie.
Podobną sytu ację obserw u jem y w diaba- zach. Spękania tw orzą tu 5 do 8 system ów na
Fig. 7
K onturowe diagram y norm alnych do powierzchni spękań, w łupkach kwarcowo-serycytowych
a — o k o lic e B o g aczo w ic, b — o k o lic e S ta n isła w o w a , c — o k o lic e P o m o c n e g o , d — o k o lic e M y ś lin o w a . N a d k o łe m w ie lk im p o d a n o lic z b ę p o m ia ró w u ję ty c h n a d ia g ra m ie . U s p o d u d ia g r a m u p o d a n o p rz e d z ia ły p ro c e n to w e
Contour diagram s of fractures in the quartz-serieite and sericite schists
a — re g io n o f B ogaczow ice, b — re g io n o f S ta n isła w ó w , c — re g io n of P o m o c n y , d — re g io n o f M y ślin ó w . N o rm a l to th e f r a c tu r e surfa.ce. U p p e r h e m is p h e re . N u m b e rs a b o v e th e g r e a te r c irc le in d ic a te n u m b e r o f m e a s u re m e n ts c o m p rise d in th e
d ia g ra m . P e r c e n t d iv isio n s g iv e n a t th e b o tto m o f d ia g ra m
ogół n iereg u larn ie rozrzuconych (fig. 10). J e d n ak n a diagram ach w ykonanych n a podstaw ie pom iarów spękań w diabazach zachodniej części jednostki Chełm ca (fig. 10 c, d) m ożna z dużym przybliżeniem oznaczyć trzy głów ne system y spękań, w y stępujące w e w szystkich seriach skalnych. Spękania te w y stę p u ją tylko w dia
bazach tw orzących pokryw y. Innym ch arak
terystycznym zjaw iskiem dla diabazów jest w y stępow anie spękań o niew ielkich k ątach upadu, zorientow anych podobnie jak foliacja serii łu p kow ych otaczających diabazy (fig. 10 a, b, d).
Spękania te oznaczono n a diagram ach jako sy stem IV. Duże, nierów ne i chropow ate pow ierz
chnie tych spękań oraz ich orientacja, zbliżona do o rientacji foliacji serii łupkow ych, w skazują,
Fig. 8
Konturowe diagramy spękań w kwarcytach okolic Bogaczowic
a — w s c h o d n ia cz ę ść w y s tą p ie n ia k w a rc y tó w b — z a c h o d n ia część w y s tą p ie n ia . P o z o s ta łe o b ja ś n ie n ia j a k n a fig u rz e ^
Contour diagrams of fractures in quartzites in the vicinity of Bogaczowice
a — e a s te rn p a r t o f th e q u a r tz ite o c c u rre n c e a re a , b — w e s te rn p a r t o f th e o c c u rre n c e a r e a . L e g e n d a s in F ig u re 7
że są to spękania odprężeniow e pow stałe po u stąpieniu kom presji.
Z porów nania d iagram ów w ynika, że trzy system y sp ęk ań odznaczają się szczególnie dużą regularnością i z nieznacznym i odchyleniam i w y stępu ją na w szystkich diagram ach. Są to spękania, k tó rych pow ierzchnie u k ład ają się w następu jących k ieru n k ach (podano w azym utach b ieg u ):
od 10 do 30° zapadające pod k ą te m 60— 80°
ku ESE (system II),
od 55 do 80° zapadające pod k ątem 60— 85°
ku SSE (system III),
od 120 do 160° z zapadam i 60—85° k u NNE (system I).
Pozostałe k ieru n k i sp ękań w y stęp u ją n iere gularnie i u k ład ają się w azym utach 45, 130, 175, 270, 335° i innych. Ich w artości procento
we są zm ienne, niekiedy, szczególnie w diaba- zach, silnie podwyższone. K ąty up ad u są z re guły strom e, średnio w ynoszą około 70°. K ie
ru n k i upadów ty ch spęk ań są przew ażnie pół
nocno-w schodnie i południow o-zachodnie, rz a dziej w schodnie czy południow o-w schodnie.
W celu pokazania przestrzennego rozkładu kieru nk ów trzech w ym ienionych system ów spę
k ań oraz ich sto su n ku do zasadniczych elem en
tów s tru k tu ry fałdow ej, w ykonano blokdia- gram , n a k tó ry m przedstaw iony jest schem a
tycznie jed en elem en t fałdow y c h arak tery sty cz
ny dla budow y jednostki Chełm ca (fig. 11). Na otrzym anym m odelu zaznaczono przebieg po
w ierzchni spękań, zgodnie z w artościam i w y
nikającym i z diagram ów kum u latyw n ych. Z na
jąc z przebiegu s tru k tu r fałdow ych w ypadko
w y k ieru n e k nacisku, zorientow ano odpow ied
nio elipsoidy n ap rężeń i deform acji i dokonano próby in te rp re ta c ji zaobserw ow anych system ów spękań. Z pow stałego n a blokdiagram ie obrazu w ynika, że spękania o kieru n k ach 10— 30° (sy
stem II) i 55— 80° (system III) są spękaniam i ścinającym i sprzężonym i ze sobą, a zw iązany
m i z głów nym naciskiem . N a pro jekcjach s t e n ograficznych (fig. 12) oznaczono je sym bolam i Sj i s2. N atom iast spękania, 120— 160° są spę
kaniam i ten sy jn y m i — t, dla system u ścinające
go Si — s2.
U kład spęk ań otrzym an y na om aw ianym m odelu (fig. 11) je s t zgodny z układem , jaki podaje M. K siążkiew icz (1968) d la p ły ty skal
nej poddanej kierun k ow em u naciskow i tan g en - cjalnem u (stycznem u) w w aru n k ach dużego ciś
nienia pionowego, kiedy ulga w ciśnieniu w y w ołanym przez naciski kierun ko w e nie może być skierow ana pionowo. W przy p ad k u takim oś najm niejszego nacisku, odpow iadająca osi c elipsoidy n ap rężeń jest poziom a i ułożona p ro stopadle do k ieru n k u najw iększego nacisku.
Oś b elipsoidy naprężeń, odpow iadająca k ie ru n kowi n acisku pośredniego, ustaw iona je s t pio
nowo i pokryw a się z k raw ędzią przecięcia się pow ierzchni sprzężonych spękań ścinających.
W litera tu rz e n a ogół p an u je pogląd, że do spękań ścinających należy zaliczać spękania, których pow ierzchnie przecinają się wzdłuż kraw ędzi rów noległej do osi fałdu, a dw usiecz-
n a k ą ta ostrego utw orzonego m iędzy ty m i po
w ierzchniam i pok ry w a się z k o o rd yn atą a.
P rz y jm u je się w tedy, że najczęściej n ap rężenia jednego z k ierun kó w n ap rężeń ścinających roz
ład ow ują się po foliacji, n ato m iast n ap rężen ia drugiego k ieru n k u n ap rę ż e ń ścinających pow o
d u ją pow stanie spęk ań o biegu rów noległym lub p raw ie rów noległym do osi fałdu. N iem niej jed n a k postanow iono pozostać przy in te rp re tacji w ynikającej z powyższego m odelu (fig.
11). Złożyło się n a to k ilk a przyczyn:
1. T rzy system y spękań, k tó re tw orzą om a
w ian y model, w y stę p u ją z dużą dokładnością n a w szystkich diagram ach i często są to jedyne obserw ow ane system y.
2. W yniki in te rp re ta c ji tych spękań są zgod
ne z niezależnie uzyskanym i w ynikam i an a -
Fig. 9
Konturowe diagramy spękań w zieleńcach:
a — o k o lic e B o g a czo w ic, b — o k o lic e n a p ó łn o c o d M y ślin o w a, c — o k o lic e S ta n isła w o w a . P o z o sta łe o b ja ś n ie n ia j a k n a fi
g u rz e 7
Contour diagrams of factures in the greenstones:
u — reg io n of B o g aczo w ice, b — re g io n n o r th of M yślinów , c — re g io n o f S ta n isła w ó w . L eg en d a s in F ig u re 7
lizy foliacji i lineacji, np. w ychylenie płasz
czyzny sy m etrii k ą ta przestrzennego pom iędzy płaszczyznam i sprzężonych spękań ścinających k u południow em u wschodowi pod k ą te m około 80° w skazuje, że oś fałdu nachylona je s t ku północnem u zachodow i pod kątem około 20°.
Identyczne k ieru n k i i k ą ty u p ad u w y k azuje lineacja i oś stru k tu ry otrzy m an a z pasa foliacji (fig. 14).
3. K ieru nki osi s tru k tu r fałdow ych w yzna
czone z diagram ów sp ęk ań (fig. 12) są bardzo bliskie k ierun ko m w yznaczonym z foliacji i lineacji.
F ak ty te zdają się przem aw iać za praw idło
wością przedstaw ionego m odelu spękań. O sta
teczne jed n a k rozw iązanie takiego zagadnienia m ożliwe jest przez szczegółową analizę spękań
Fig. 10
Konturowe diagram y spękań w diabazach:
a — o k o lic e C h e łm ca , b — o k o lic e B o g aczo w ic, c — o k o lic e S ta n isła w o w a , d — re jo n n a p ó łn o c od S ta n isła w o w a . P o z o s ta łe j a k n a f ig u rz e 7
Contour diagram s of fractures in diabases
a — v ic in ity o f C h e łm iec, b — v ic in ity o f B o g a czo w ice, c — v ic in ity o f S ta n isła w ó w , d — re g io n n o r th o f S ta n isła w ó w . L eg en d a s in F ig u re 7
n a stosunkow o dużym i dobrze poznanym ob
szarze.
W celu o trzym ania bardziej przejrzystego obrazu sy tu acji przestrzen nej pow ierzchni spę
k a ń i ich w zajem nych stosunków , posłużono się dodatkow o projekcjam i stereograficznym i (fig. 12). Dzięki tym projekcjom m ożna było odpow iednio zorientow ać elipsoidę n ap rężeń w stosunku do poszczególnych sy tu acji n a d iag ra m ach k u m u laty w n y cli.
A naliza dużych s tru k tu r fałdow ych oraz foliacji i lineacji w skazuje, że nacisk w okresie głównego fałdow ania działał w k ieru n k u SW — NE. Z nając k ieru n e k nacisku, w yznaczono na poszczególnych diagram ach spękania ścinające i tensyjne. Z założeń teoretyczn y ch elipsoidy naprężeń, dla rozw ażanego tu p rzypadku, w y nika, że k ie ru n e k nacisku głównego leży w płaszczyźnie sy m etrii ostrego k ą ta pom iędzy pow ierzchniam i spękań ścinających. Poniew aż
Fig. 11
Schematyczny blokdiagram obrazujący stosunek w y
dzielonych systemów spękań do struktury fałdowej
St i S2 — k ie r u n k i n a p rę ż e ń ś c in a ją c y c h w y n ik a ją c e z d ia g r a m ó w n a p rę ż e ń (N) i d e fo rm a c ji (D) ,* I, II, III —: k ie r u n k i s p ę k a ń o d p o w ia d a ją c e m a k s im u m k a ż d e g o z w y d z ie lo n y c h s y s te m ó w n a d ia g ra m a c h k o n tu r o w y c h (fig. 7—10); k ie r u n e k n a
c isk u o z n a c z o n o s tr z a łk ą
Diagram m atic block diagram showing the relation of the differentiated fracture systems to the fold structure
Sj a n d S 2 — d ire c tio n s o f s h e a rin g s tr a in s p lo tte d fro m th e s tr a in (N )- a n d d e fo rm a tio n (D) d ia g r a m s ; I, II, III — f r a c tu r e d ir e c tio n s c o rre s p o n d in g to th e m a x im u m o f e a c h o n e o f th e d if fe r e n tia te d sy s te m s in th e c o n to u r d ia g ra m s (Figs. 7—10);
a r ro w in d ic a te s d ire c tio n o f stre s s
k ieru n e k osi pow stających fałdów jest przew aż
nie p rostopadły do k ieru n k u nacisku górotw ór
czego, osie s tru k tu r fałdow ych n a diagram ach spękań w yznacza się prow adząc pro stą p ro sto
padłą do płaszczyzny sy m etrii spękań ścinają
cych. Dla poszczególnych diagram ów (fig. 12) otrzym ano k ieru n k i osi s tru k tu r fałdow ych od 280 do 320°.
Zgodnie z elipsoidą naprężeń, w fałdzie o b a
lonym, którego skrzydła m ają m onoklinalny upad, pow ierzchnie spękań ścinających pow in
ny zapadać pionowo, a więc płaszczyzna sy m etrii pom iędzy ty m i spękaniam i pow inna być rów nież pionowa. Tym czasem projekcje, w yka
zują, że pow ierzchnie spękań ścinających sy
stem u Si zapadają k u ESE, spękania ścinające system u s2 zapadają k u SSE, a w ięc płaszczyzna sym etrii nach ylon a jest w k ieru n k u SE pod kątem około 65 do 80°. Stąd w niosek, że obec
ny układ p rzestrzen n y pow ierzchni spękań ścinających pow stał w skutek przebudow y s tru k tu ry Chełmca. Poniew aż reo rien tację spękań obserw uje się n a całym obszarze jednostki Chełmca, należy przypuszczać, że przebudow a ta m iała c h a ra k te r regionalny:
Z wielkości k ą ta nachylen ia płaszczyzny sy m etrii ostrego k ą ta pom iędzy płaszczyznam i ścinania odczytano k ieru n ek i wielkość k ąta zanurzania się osi s tru k tu r fałdow ych. Dla po
szczególnych diagram ów k ą t ten w ynosi 10—
25°. D iagram y w skazują, że oś s tru k tu ry Chełmca, generalnie rzecz biorąc, zanurza się pod k ątem 10—25° w kierunku:- 280— 320°
(fig. 12). /
W yżej w ykazano ścisły zw iązek orientacji spękań z zasadniczym i elem entam i s tru k tu ra l
nym i fałdów pow stałych w czasie głów nej fazy fałdow ania. Sugerow ałoby to, że spękania te zw iązane są w jakiś sposób z naprężeniam i fazy głównej, chociaż je s t praw ie udow odnione, że s p ę k a n ia 'p o w s ta ją w okresie późniejszym , po fazie głów nej. Z ebran y tu m ate ria ł ob serw a
cyjny jest zbyt ubogi by w tej chw ili próbow ać oceniać ten problem . Być może zjaw isko takie p ow staje dzięki pew nej ch arak tery sty cznej własności skał, określanej w reologii „pam ięcią kolejnych poprzednich stanów obciążeń” (Kisiel 1968). Ta w łasność skały m ogła zadecydow ać o tym, że spękania pow stałe w późnych fazach deform acji uzależnione są od układu nap rężeń panujących w czasie fazy głów nej.
IN TER PRETA C JA TEKTONICZNA WYNIKÓW ANALIZY STRUK TURALN EJ A naliza m akro- i m ezo stru k tu r w ykazuje, że
obraz, jaki dziś obserw ujem y, je s t w ynikiem w ieloetapow ego rozw oju tekto n iki tego obsza
ru. W tej części p racy a u to r podjął próbę w y dzielenia poszczególnych etapów i określenia w arunk ó w d y n am iczn o -stru k tu raln y ch każdego z nich. Porów nanie o trzym anych w yników z tek to n ik ą większego regionu dało podstaw ę do określenia przybliżonego w ieku każdego z tych etapów .
GŁÓWNE FAŁDOWANIE
Z analizy przeprow adzonej w pierw szej części pracy w ynika, że jednostka Chełm ca m a
łuskow y styl budow y. J a k już w spom niano, a u to r w ydzielił w obrębie jed no stk i Chełm ca trzy łuski; łuskę Bogaczowic, łuskę Stanisław o
w a i łuskę Pom ocnego. Łuska sk rajn a, — pół
nocna, czyli łuska Bogaczowic, jest elem en
tem tektonicznym położonym n ajn iżej i jed n o cześnie elem entem w zględnie najstarszym . Na łuskę Bogaczowic nasu w ały się kolejno łuska Stanisław ow a i łuska Pomocnego. O takiej ko
lejności tw orzenia się łusek św iadczy fakt, że w południow o-w schodniej części jednostki Chełm ca zaznacza się bardzo w yraźnie niezgod
ne nasunięcie łuski Pom ocnego n a łuskę Boga-
czowic (fig. 2). Taki układ łusek pow stał w sk u
te k nacisku o k ie ru n k u SW — NE. Złuskow a- nie było stosunkow o intensyw ne, o czym św iad
czą niew ielkie frag m en ty syn klinalnych p a rtii złuskow anych fałdów (fig. 3).
In tersek cy jn y k ształt łu sek i ich układ (fig.
2) pozwala, jak w sk azują w yniki analizy m ezo- s tru k tu r, na w yjaśn ienie w ielu istotnych zja
w isk obserw ow anych n a tym obszarze. Szczegól
nie in teresu jący jest k ształt łuski S tanisław o
wa, w budow ie k tó rej należy dop atry w ać się przyczyn w achlarzow ego u k ład u łu sek jed n ostki Chełmca.
J a k już w spom niano w yżej, o kształcie łu ski Stanisław ow a zadecydow ały rozległe i d u żej m iąższości p okryw y diabazow e w ystęp ujące w zachodniej części obszaru. P okryw y te, zde
cydow anie różniące się sztyw nością od pozosta
łych kom pleksów litologicznych, tłum iły fałdo w anie i nie pozw alały n a ta k in tensyw n e p rze- fałdow anie jak n a pozostałym obszarze. We w schodniej części obszaru nie było pokryw ćlia- bazow ych w zw iązku z czym plastyczne serie łupkow e zostały silnie zm ięte i uległy zgniece
niu, co doprow adziło do zw ężenia łuski i w końcu do jej w ygaśnięcia (fig. 4). Południow e skrzydło tej łuski stw orzyło pew nego rodzaju ram ę dla tw orzącej się łuski Pomocnego, k tó rej oś pom im o niezm ienionego k ieru n k u nacisku (NE —• SW) p rzy jęła k ieru n e k praw ie rów no
leżnikow y (280— 290°) dostosow ując się do istniejącej już ram y. A więc k ą t pom iędzy osią nacisku głównego i osią pow stałej s tru k tu ry fałdow ej (łuski Pom ocnego) w ynosił około 70°.
W ynika z tego, że k ieru n e k osi pow stającego fałdu nie zawsze jest prostopadły do k ieru n k u najw iększego nacisku, a przyczyna tego ty p u zjaw isk a nie m usi tkw ić w ro tacji osi głów ne
go nacisku.
Łuskow y sty l budow y jednostki Chełm ca su g eru je istn ienie nasunięć w stru k tu rz e pół
nocno-w schodniej części Gór Kaczaw skich. J e d nostk ę Chełm ca jako całość należałoby tra k to w ać jako jed no stk ę tektoniczną wyższego rzęd u
0 charakterze nasunięcia. N a m ożliwość istn ie
nia nasunięć w stru k tu rz e m etam orfiku kaczaw - skiego w skazyw ał już w cześniej H. T eisseyre (1956, 1957).
Zarów no nasunięcia, ja k i złuskow anie pow stały w czasie głów nego fałdow ania. Zgodnie z ostatnio pan u jący m i poglądam i p rzy jm u je się, że fałdow anie n astąpiło tu n a przełom ie sy lu ru 1 dew onu lub w dolnym dewonie.
POPRZECZNE FAŁDOWANIE
Poprzeczne fałdow anie n a b adan ym obsza
rze jest zjaw iskiem w yraźnie zaznaczającym się zarów no w ogólnym obrazie in tersek cy jn y m m apy geologicznej, ja k i w poszczególnych, o b serw ow anych rodzajach m ezo stru ktu r. Je d n a k że w ielkość i k sz ta łt pow stałej w w y n ik u tej d eform acji s tru k tu ry jest tru d n y do określenia.
Je d n ą z podstaw ow ych w skazów ek n a istnienie poprzecznych s tru k tu r fałdow ych na obszarze jedn ostk i Chełm ca je s t nach y lenie osi łusek. Obraz in tersek cy jn y m apy geologicznej, a także k ieru n e k zan urzenia się starszej lineacji B t w skazuje, że cała s tru k tu ra Chełm ca z an u rza się pod niew ielkim k ątem (15—25°) k u pół
nocnem u zachodowi. Z anurzanie to nie jest rów nom ierne n a całym obszarze. M. S chw arz- bach (1939) stw ierdził w e w schodniej części jednostki Chełm ca dw ie poprzeczne elew acje o k ieru n k u NNE— SSW, podkreślone przeciw n y mi upadam i lin eacji B 1 n a jej skrzydłach. O istn ieniu ty ch elew acji w spom ina także J. J e - rzm ański (op. cit.).
K ieru nek zanurzenia osi s tru k tu r fałdow ych i lineacji B u którego w artość śred n ia dla całej jednostki Chełm ca w ynosi około 290— 305°
(fig. 6), w skazuje, że oś pow stałej s tru k tu ry po
przecznej pow inna m ieć k ie ru n e k 20—35°.
Znaczyłoby to, że obserw ow ana w teren ie linea- cja B2 może być zw iązana z poprzecznym fał
dow aniem . K ie ru n e k n ach y len ia lineacji Bj oraz lineacja B2 w skazuje, że nacisk, k tó ry spowo-
Fig. 12
Projekcje stereograficzne powierzchni spękań
a — p r o je k c ja s y s te m ó w z d ia g r a m u (fig. 7a), łu p k i k w a rc o w o -s e ry c y to w e o k o lic B o g aczo w ic, b — p r o je k c ja sy s te m ó w z d ia g r a m u (fig. 7d), łu p k i k w a rc o w o -s e ry c y to w e o k o lic M y ś lin o w a , c — p r o je k c ja s y s te m ó w z d ia g ra m u (fig. 7c), łu p k i s e ry c y - tc w e z o k o lic P o m o c n e g o , d — p r o je k c ja s y s te m ó w z d ia g r a m u (fig. 8a), k w a r c y ty o k o lic B ogaczow ic, c — p r o je k c ja sy s te m ó w z d ia g ra m u (fig. 9b), z ie le ń c e o k o lic M y ślin o w a, f — p r o je k c ja s y s te m ó w z d ia g ra m u (fig. lOc), d ia b a z y z o k o lic S ta n isła w o w a , s, — p ie rw sz y sy s te m ś c in a ją c y o d p o w ia d a ją c y sy s te m o w i 11 z d ia g ra m ó w k u m u la ty w n y c h , s, — d r u g i sy s te m ś c in a ją c y o d p o w ia d a ją c y s y s te m o w i 111 z d ia g ra m ó w k u m u la ty w n y c h , t — s y s te m s p ę k a ń te n s y jn y c h o d p o w ia d a ją c y c h s y s te m o w i I z d ia g ra m ó w k u m u la ty w n y c h , b — k ie r u n e k i w ie lk o ść k ą ta z a n u r z e n ia o si fa łd ó w w y n ik a ją c e z i n te r p r e ta c ji s p ę k a ń . P r o je k c je p o
w ie rz c h n i s p ę k a ń w y k o n a n o n a p ó łk u li d o ln e j
Stereographic projections of the fracture planes
a — p ro je c tio n of s y s te m s fro m d ia g ra m in F ig u re 7a: q u a r tz -s e r ic ite sc h ists in th e v ic in ity o f B o g a c z o w ic e ; b — p ro je c tio n o f sy s te m s fro m d ia g ra m F ig u re 7d, q u a r tz -s e r ic ite s c h ists i n th e v ic in ity o f M y ślin ó w ; c — p ro je c tio n o f sy s te m s fro m d ia g ra m F ig u re 7c, s e ric ite sc h is ts in th e v ic in ity o f P o m o c n y ; d — p r o je c tio n o f s y s te m s fro m d ia g ra m s F ig u re 8a, q u a r tz ite s in th e v ic in ity o f B o g a c z o w ic e ; e — p r o je c tio n o f s y s te m s fro m d ia g ra m F ig u re 9b, g re e n s to n e s in th e v ic in ity o f M y ślin ó w ; f — p r o je c tio n o f sy s te m s fro m d ia g ra m F ig u re 10c, d ia b a s e s in t h e v ic in ity of S ta n isła w ó w , s, — f ir s t s h e a rin g sy s te m c o rre s p o n d in g to s y s te m 11 fro m c u m u la tiv e d ia g ra m s , s, — s e c o n d s h e a rin g s y s te m c o rre s p o n d in g to sy s te m 111 fro m c u m u la tiv e d ia g ra m s , t — s y s te m o f te n s io n f r a c tu r e s c o rre s p o n d in g to s y s te m I fro m c u m u la tiv e d ia g ra m s , b — d ire c tio n a n d d ip a n g le o f th e a x is o f fo ld s r e s u ltin g fro m th e in te r p r e ta tio n o f f ra c tu r e s . P r o je c tio n s o f f r a c tu r e p la n e s p lo tte d o n th e lo w e r h e m is p h e re
