Z rozważań sedymentologicznych nad profilem autochtonicznej formacji solonośnej okolicy Wieliczki i Bochni

T o m ( V o l u m e ) X X X V I I I — 1968 Z e s z y t ( F a s c i c u l e ) 2—3 K r a k ó w 1968

ALEKSANDER GARLICKI

Z ROZWAŻAŃ SEDYMENTOLOGICZNYCH NAD PROFILEM AUTOCHTONICZNEJ FORMACJI SOLONOŚNEJ OKOLICY

WIELICZKI I BOCHNI *

(2 fig.)

Sedimentological Investigations of the Profile of the Autochthonous Saliferous Formation in the Area of Wieliczka and Bochnia

(2 Figs.)

T r e ś ć : W kilku otworach w iertniczych w ykonanych m iędzy W ieliczką i Bochnią uzyskano pełne p rofile osadów tortonu. Wśród tych osadów w yraźnie odróżnia się form acja solonośna złożona w przeważającej m ierze z ciemnoszarych osadów ilastych. Poza osadami chem icznym i w ykształcon ym i w postaci soli k am ien ­ nych i anhydrytów, w profilu formacji solonośnej w ystępują także liczne w kładki dolom ityczne noszące charakter osadów chemicznych.

M ateriałów do znajomości tortońskiej form acji solonośnej w ystępu­

jącej na obszarze między Wieliczką i Bochnią dostarczyły w iercenia poszukiwawcze, w szczególności wykonane w ostatnim dwudziestoleciu.

W ynikowe opracowania m ateriałów z tych wierceń znajdują się w pu­

blikacjach J. P o b o r s k i e g o (1952), Z. K i r c h n e r a (1956), S. A 1 e- x a n d r o w i c z a (1961) i A. G a r l i c k i e g o (1960, 1964).

Na specjalną uwagę zasługują otwory w iertnicze prowadzone na omawianym obszarze w latach 1962— 1964 przez In sty tu t Geologiczny.

Spośród tych otworów w ybrano kilka, które dzięki stosowanemu w nich ciągłemu rdzeniowaniu reprezen tu ją pełne profile w arstw tortonu.

Szczegółowe opisy litologiczne w arstw pozwoliły na ustalenie stra ty ­ grafii w poszczególnych profilach i ich w zajem ną korelację oraz ilu stru ją w arunki sedym entacji form acji solonośnej. O parto się tu na profilach otworów wiertniczych: A, B, K -l, K-2, D i E odwierconych w obszarze w ystępowania tortonu autochtonicznego n a odcinku długości około 25 km (fig. 1).

Zestawienie profili tortońskiej form acji solonośnej w raz z jej utw o­

ram i nadległym i przedstawiono na fig. 2. Jako główny poziom odnie­

sienia przyjęto strop podłoża miocenu, tj. osady ju ry lub kredy i jury, nawiercone otworami w iertniczym i A, B i E. Ponad osadami mezozoicz- nym i w ystępują (kolejno: utw ory spągowe serii solnej, seria solna, utw ory stropowe serii solnej, czyli w arstw y chodenickie oraz w arstw y grabo- wieckie. Te ostatnie są przykryte osadami czwartorzędu osiągającymi miąższość do 40 m.

* N iniejszy referat został w ygłoszony na posiedzeniu Sekcji Sedym entologicznej PTG w K rakowie w dniu 5 marca 1967 r.

W skład interesującej nas form acji solonośnej wchodzą: utw ory spą­

gowe serii solnej, seria solna i w arstw y chodenickie. W załączonych pro ­ filach osadów form acji solonośnej poza serią solną wyróżniono trzy zasadnicze typy osadów: osady ilaste, osady ilaste z w kładkam i dolomitu oraz osady piaszczyste. Ponadto wśród ilastych wydzielono zarejestro­

w ane w kładki tufitów jako utworów charakterystycznych dla tortoń- skiej form acji solonośnej. Jakkolw iek ilości w kładek tufitow ych w po­

szczególnych profilach są różne, to jednak w omawianych profilach mo­

żna wydzielić tzw. główną serię tufitową, czyli pakiet w arstw tufitów o większej miąższości, dochodzącej do kilku m etrów . (J. P o b o r s k i , K. S k o c z y l a s - C i s z e w s k a , 1963).

Fig. 1. Lokalizacja otworów w iertniczych w ykonanych w osadach tortonu na obszarze m iędzy W ieliczką i Bochnią. 1 — brzeg Karpat; 2 — otw ory w iertnicze Fig. 1. SIŁuation of bore-holes in the Tortonian betw een W ieliczka and Bochnia.

1 — border of the Carpathians; 2 — bore-holes

Osady form acji solonośnej są wykształcone w sposób typow y dla środowiska euksynicznego. Wśród utw orów spągowych serii solnej osią­

gających miąższość 70— 110 m przew ażają ciemnoszare iły, iłowce i iło­

łupki m argliste, m iejscam i w ystępują również w kładki dolomitów sta­

nowiących produkt sedym entacji chemicznej. W yjątkow o w profilu otw oru S taniątki B w śród utw orów spągowych serii solnej stwierdzono występowanie piasków i piaskowców o miąższości przekraczającej 30 m.

Osady te leżą ponad iłowcami z w kładkam i dolomitu a poniżej serii solnej, co świadczy o lokalnym zakłóceniu sedym entacji chemicznej.

W omawianych profilach ponad utw oram i spągowymi w ystępuje seria solna zwana inaczej serią ewaporatów, wykształcona w dwu facjach.

W otworze Bogucice A seria ta miąższości 12 m rep rezentuje osady facji siarczanowej, wykształcone jako iłowce i iłołupki anhydrytow o-gipsowe z przeławiceniam i iłowców marglistych. W pozostałych profilach serię solną stanowią osady facji chlorkowej złożone z soli kam iennych, iłowców anhydrytow ych, łupków iłowo-anhydrytowych, mułowców anhydrytycz- nych itp. Osady serii solnej facji chlorkowej odznaczają się w yraźną cyklicznością, a ich miąższość wynosi 30—40 m. Ponad serią solną w y­

stępują w arstw y chodenickie o miąższości dochodzącej do 600 m. Są to ciemnoszare iły, iłowce i iłołupki m argliste z przew arstw ieniam i pias­

ków słabo spojonych iłem. W odróżnieniu od utworów spągowych serii solnej osady te odznaczają się obecnością wkładek tufitow ych oraz zna­

cznie liczniejszym pojawianiem się w kładek dolomitycznych. W w ięk­

szości profili w kładki dolomityczne w ystępują bezpośrednio ponad osa-

BOCHNIA.

STANISŁAWICEf e

===== 4

Fig. 2. Z estaw ienie profili otw orów w iertniczych. 1 — jura i kreda; torton: 2 — seria solna; 3 — głów na seria tufitow a i w kład ki tu fitęw ; 4 — osady ilaste;.

5 — osady ilas'te z w kładkam i dolomitu; 6 — osady piaszczyste; 7 — czwartorzęd:

gliny, piaski, żwiry. (Tch — w a rstw y chodenickie, Tg — w arstw y grabowieckie) Fig. 2. Profiles of the bore-holes. 1 — Jurassic and Cretaceous; Tortonian: 2 — salt series; 3 — m ain tu ffite series and tu ffite intercalations; 4 — clays; 5 — clays with, intercalations of dolomite; 6 — sands; 7 — Quaternary loams, sands and gravels..

(Tch — Chodenice beds, Tg — Grabowiec beds)

darni serii solnej, a w niektórych profilach wkładki te spotykane są jeszcze około 400 m nad stropem osadów serii solnej.

Wśród osadów ilastych form acji solonośnej bardzo często spotyka się drobne kryształki gipsu i konkrecje pirytu. W niektórych profilach w y­

stępują przeławicenia osadów piaszczystych, lecz jest ich stosunkowo niewiele. Ciemnoszare osady ilaste odznaczają się drobnorytm icznym warstwowaniem, często przejaw iającym się w w ystępowaniu naprze- m ianległych lamin ciemniejszych — złożonych z iłu i jaśniejszych — złożonych z piasku i pyłu (mułu).

O dużym natężeniu sedym entacji chemicznej w całym profilu for­

m acji solonośnej świadczą znaczne zawartości chlorków' i siarczanów w utw orach spągowych serii solnej oraz w jej utw orach stropowych.

Przykładowo można tu podać, że w otworze Bogucice A w utw orach spągowych serii solnej zaznacza się stopniowy wzrost zawartości chlor­

ków od około 0,2% wag. Cl w spodzie do 0,7% pod serią solną, a siarcza­

nów odpowiednio od 0,1% wag. S 0 4 do 1,0%. W utw orach stropowych serii solnej zawartość chlorków wynosi 0,05—0,1%, a siarczanów 1,6—

1,8%. W otworze K łaj K-2 w utw orach spągowych serii solnej stw ier­

dzono następujące zawartości: chlorki 0,5—0,9%, siarczany 1,0—2,0%.

Ponad serią solną zawartość chlorków m aleje od 1,0% do 0,7%, a zaw ar­

tość siarczanów wynosi przeciętnie 2—3%.

Osady leżące ponad w arstw am i chodenickimi zostały zaliczone do w arstw grabowieckich na podstawie analizy litologicznej. W arstw y te w ykazują także znacznie niższe w artości wskaźnika zasolenia (np.

w otworze Kłaj K -l zasolenie w w arstw ach chodenickich wynosi 0,5— 1,0% wag. Cl, a w w arstw ach wyżej leżących — 0,2—0,02% wag. Cl).

Są to przeważnie osady piaszczyste, w Bogucicach w śród piasków w ystę­

pują tylko nieliczne przew arstw ienia iłów, w dalej na wschód położonych profilach „S taniątek” i „K łaja” także przeważają osady piaszczyste nad ilastymi, a w profilach okolicy Stanisławie i Bochni stosunek piasków do iłów jest zbliżony do 1 :1 .

Niezależnie od analizy litologicznej były wykonane oznaczenia m i- krofaunistyczne próbek z profilów omawianych otworów wiertniczych.

P race te, prowadzone przez m gr Wandę S z o t w Instytucie Geolo­

gicznym w K rakow ie nie zostały jeszcze ukończone, w związku z czym w chwili obecnej nie można dokonać pełnej korelacji m ikrofaunistycznej przedstawionych profilów.

A utor reprezentuje pogląd, że w arstw y grabowieckie od chodenickich odróżnia w yraźna odmienność ich wykształcenia litologicznego jak i fakt, że zarówno w kładki dolomityczne, jak i w kładki tufitow e w ystępują tylko w w arstw ach chodenickich.

Osady tortońskiej form acji solonośnej w większości są typowymi osa­

dami środowiska subsalinarnego, odznaczającego się w ystępowaniem ciemnych osadów ilastych o różnej zawartości węglanów (od lam inow a­

nych do gruboławicowych), konkrecji pirytu, w kładek dolomitycznych i znacznym zasoleniem. W środowisku tym natężenie sedym entacji che­

micznej w zrasta stopniowo od spągu ku stropow i osadów podścielają­

cych serię solną. Ponad utw oram i spągowymi, już w w arunkach środo­

wiska salinarnego, osadziły się sole kam ienne i siarczany w apnia z m niej­

szą ilością przew arstw ień węglanów. Nie doszło tu do powstania środo­

wiska supersalinarnego, w którym ma miejsce sedym entacja końcowych produktów odparowania wody morskiej, tj. soli potasowo-magnezowych.

Po osadzeniu się soli kam iennych z siarczanami wapnia pow tórnie za­

panow ały w arunki środowiska subsalinarnego, a dosyć duże natężenie sedym entacji chemicznej utrzym yw ało się przez długi okres czasu, po­

zwalając na osadzenie się kilkusetm etrow ego kompleksu utw orów stro­

powych serii solnej, zaw ierających jeszcze osady chemiczne.

I n s ty t u t Geologiczny

Oddział K a r p a c k i w K ra k o w ie

WYKAZ LITERATURY REFERENCES

A l e x a n d r o w i c z S. (1961), Stratygrafia w arstw chodenickich i grabowieckich w Chełm ie nad Rabą (Stratigraphy of Chodenice and Grabowiec beds at Chełm on th e Raba river). K w a r t , geol., 5, nr 3, Warszawa.

G a r l i c k i A. (1960), Złoże soli kam iennej Ł ężkow ice-Siedlec w zatoce gdowskiej (Rock Salt Deposit Ł ężk ow ice-Sied lec in 'the Gdów „bay”). Prz. geol. nr 1, Warszawa.

G a r l i c k i A. (1964), Autochtoniczna seria solna w m iocenie Podkarpacia na za­

chód od W ieliczki (Autochthonous Salt Series in the M iocene of the Sub- -Carpathian Area W est of Wieliczka). K w a r t , geol., 8, nr 4, Warszawa.

K i r c h n e r Z. (1956), Stratygrafia m iocenu Przedgórza Karpat środkowych na podstaw ie mikrofauny. A cta geol. p o i , 6, nr 4, Warszawa.

P o b o r s k i J. (1952), Złoże solne Bochni na tle geologicznym okolicy (The Bochnia Salt-D eposit on the Geological Background of Region). Biul. Inst. Geol., nr 71, Warszawa.

P o b o r s k i J., S k o c z y l a s - C i s z e w s k a K. (1963), O m iocenie w strefie na­

sunięcia karpackiego w okolicy W ieliczki i Bochni (Miocene in the Zone of the Carpathian Over'thrust in the Area of W ieliczka and Bochnia). Rocz. Pol. Tow.

Geol., 33, nr 3, Kraków.

SUMMARY

Full profiles of Tortonian sedim entary rocks were obtained in several bore-holes situated betw een Wieliczka and Bochnia. The saliferous for­

m ation consisting m ainly of dark-grey clays is easily distinguished in these profiles. The salt series present in the lower p a rt of the saliferous form ation comprise halite salts and anhydrites. Numerous intercalations of chemically deposited dolomites occur both below and above the salt series. These intercalations are m ore abundant above th e salt series.

Gypsum crystals and small pyrite concretions are present in the whole profile of the saliferous formation. M oreover the clays of the saliferous form ation contain a large am ount of salt, ranging up to 1 w eight per cent of Cl. The saliferous form ation is overlain by sands w ith intercala­

tions of clays, in which th e am ount of salts does not exceed 0,2 w eight per cent of Cl.

Geological Institute Carpathian Branch K r a k o w