A
KADEMIA
G
ÓRNICZO
-H
UTNICZA IM
.
S
TANISŁAWA
S
TASZICA
W
YDZIAŁ
G
EOLOGII
,
G
EOFIZYKI I
O
CHRONY
Ś
RODOWISKA
K
ATEDRA
A
NALIZ
Ś
RODOWISKOWYCH
,
K
ARTOGRAFII
I
G
EOLOGII
G
OSPODARCZEJ
R
OZPRAWA DOKTORSKA
W
PŁYW KOMPAKCJI NA ARCHITEKTURĘ FACJALNĄ
PÓŹNOJURAJSKIEGO BASENU POŁUDNIOWEJ CZĘŚCI
W
YŻYNY
K
RAKOWSKO
-C
ZĘSTOCHOWSKIEJ
A
LICJA
K
OCHMAN
P
ROMOTOR ROZPRAWY
PROF
.
DR HAB
.
INŻ
.
J
ACEK
M
ATYSZKIEWICZ
Wpływ kompakcji na architekturę facjalną późnojurajskiego basenu południowej części Wyżyny Krakowsko-Częstochowskiej
____________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ Kraków 2010
2S
PIS TREŚCI1. Wstęp ... 4
2. Podział geograficzny i uwagi o geomorfologii Wyżyny Krakowsko-Częstochowskiej ... 6
2. 1. Wyżyna Krakowska ... 6
2. 2. Wyżyna Częstochowska ... 8
3. Zarys historii badań utworów górnej jury na Wyżynie Krakowskiej i obecny stan wiedzy ... 9
3. 1. Omówienie wybranych prac przekrojowych ... 10
3. 2. Poglądy na stratygrafię utworów górnej jury na Wyżynie Krakowskiej ... 13
3. 3. Wpływ tektoniki synsedymentacyjnej i budowy paleozoicznego podłoża na wykształcenie utworów górnej jury na Wyżynie Krakowskiej ... 14
4. Wykształcenie facjalne utworów górnej jury na Wyżynie Krakowskiej ... 16
4. 1. Stosowana terminologia ... 18
4. 2. Facje uławicone ... 18
4. 3. Facje masywne ... 18
4. 4. Osady spływów grawitacyjnych ... 19
5. Kompakcja w osadach węglanowych ... 20
5. 1. Kompakcja mechaniczna ... 20
5. 2. Kompakcja chemiczna ... 22
6. Przegląd wybranych metod szacowania kompakcji ... 24
6. 1. Ocena kompakcji w oparciu o obserwacje makroskopowe ... 24
6. 2. Ocena kompakcji w oparciu o obserwacje mikroskopowe... 25
6. 3. Ocena kompakcji w oparciu o obserwacje w mikroskopie skaningowym ... 26
6. 4. Ocena kompakcji w oparciu o badania eksperymentalne ... 27
6. 5. Ocena kompakcji w oparciu o nomogramy dekompakcji ... 28
7. Prawo kompakcji węglanowej ... 29
7. 1. Uwagi o przemianach diagenetycznych składników skał węglanowych ... 29
7. 2. Równanie prawa kompakcji węglanowej ... 30
7. 3. Uwagi na temat metod szacowania kompakcji zaproponowanych przez Rickena ... 31
8. Przykłady zastosowań rekonstrukcji pierwotnej miąższości osadu węglanowego uwzględniających oddziaływanie kompakcji ... 33
8. 1. Określanie rzeczywistego tempa sedymentacji ... 33
8. 2. Wyznaczanie deniwelacji paleoreliefu basenu sedymentacyjnego ... 35
8. 3. Wyznaczanie pierwotnej geometrii ułożenia osadów ... 36
8. 4. Wyznaczanie pierwotnej miąższości osadów w rekonstrukcjach paleotektonicznych ... 37
9. Metodyka badań... 38
9. 1. Prace terenowe ... 39
9. 2. Analiza mikrofacjalna... 39
9. 3. Analizy chemiczne i analiza porowatości ... 40
9. 4. Metodyka eksperymentalnych badań edometrycznych ... 40
9. 4. 1. Przebieg typowego badania edometrycznego gruntu ... 44
9. 4. 2. Możliwości wykorzystania badania edometrycznego gruntu do szacowania kompakcji osadów węglanowych ... 46
9. 4. 3. Przyjęta metodyka badań edometrycznych ... 47
10. Charakterystyka geologiczna rejonu Zalasu ... 51
10. 1. Litologia i stratygrafia utworów jury w Zalasie... 52
10. 2. Wykształcenie makroskopowe skał w odsłonięciu ... 54
10. 3. Wykształcenie mikrofacjalne ... 55
10. 4. Interpretacja środowiska sedymentacji i diagenezy... 59
10. 5. Wyniki obliczeń kompakcji za pomocą prawa kompakcji węglanowej ... 60
10. 6. Wyniki badań edometrycznych ... 62
10. 7. Badania edometryczne prób osadu o frakcji mniejszej niż 0,35 mm ... 62
10. 8. Interpretacja wyników obliczeń kompakcji utworów górnej jury z Zalasu ... 64
11. Charakterystyka geologiczna rejonu Żar ... 66
Wpływ kompakcji na architekturę facjalną późnojurajskiego basenu południowej części Wyżyny Krakowsko-Częstochowskiej
____________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________ Kraków 2010
311. 2. Wykształcenie makroskopowe skał w odsłonięciu ... 67
11. 3. Wykształcenie mikrofacjalne facji uławiconych ... 70
11. 4. Interpretacja środowiska sedymentacji i diagenezy... 74
11. 5. Wyniki obliczeń kompakcji za pomocą prawa kompakcji węglanowej ... 75
11. 6. Wyniki badań edometrycznych ... 76
11. 6. 1. Wielkości kompakcji mechanicznej otrzymane z badań modelowych prób o frakcji mniejszej niż 0,35 mm ... 76
11. 6. 2. Wielkości kompakcji mechanicznej otrzymane z badań modelowych prób o frakcji odpowiadającej składowi granulometrycznemu utworów w odsłonięciu ... 78
1. 7. Analiza obrazów mikroskopowych skompaktowanych prób ... 80
11. 7. 1. Obrazy mikroskopowe skompaktowanych prób o frakcji do 0,35 mm ... 81
11. 7. 2. Obrazy mikroskopowe skompaktowanych prób o składzie ziarnowym odpowiadającym facji uławiconej w odsłonięciu ... 81
11. 8. Analiza wyników badań katodoluminescencyjnych ... 84
11. 9. Interpretacja wielkości kompakcji utworów górnej jury z Żar ... 86
12. Matematyczny model opisujący proces kompakcji mechanicznej ... 88
12. 1. Analiza statystyczna danych na podstawie wyników kompakcji prób z Żar przygotowanych z osadu o frakcji odpowiadającej składowi ziarnowemu obserwowanemu w płytkach cienkich ... 90
12. 2. Model potęgowy opisujący proces kompakcji mechanicznej ... 99
12. 3. Ogólne równanie kompakcji mechanicznej oparte na modelu matematycznym ... 100
13. Podsumowanie ... 102
14. Literatura ... 106
APPENDIXI
Krzywe ściśliwości i krzywe konsolidacji dla prób o frakcji mniejszej niż 0,35 mm, przygotowanych z osadów z kamieniołomu w Zalasie
APPENDIXII
Krzywe ściśliwości i krzywe konsolidacji dla prób o frakcji mniejszej niż 0,35 mm, przygotowanych z osadów facji uławiconej z Żar
APPENDIXIII
Krzywe ściśliwości i krzywe konsolidacji prób o frakcji odpowiadającej składowi ziarnowemu obserwowanemu w płytkach cienkich facji uławiconej z Żar
APPENDIXIV
Obrazy mikroskopowe skompaktowanych prób o frakcji do 0,35 mm oraz o składzie ziarnowym odpowiadającym facji uławiconej z odsłonięcia z Żar
