Kwartalnik Geologiczny, t. 34, nr 1, str. 93-112
Ryszard WAGNER
Cechsztyn w zachodniej cz~sci
polskiego akwenu Baltyku*
W zachodniej cz~sci polskiego akwenu Baltyku wyst~puj,! wszystkie cztery cyklotemy cechsztynu, przy czym najmlodszy z nich PZ4 ma zasi~g ograniczony do poludniowej cz~sci akwenu.
Rozprzestrzenienie litofacji ewaporytowych, z solami kamiennymi wl,!cznie, w cyklotemach PZ1 i PZ3 si~ga daleko ku polnocnemu zachodowi. Stopieti zroznicowania mi,!zszosci i facji cechsztynu, podobnie jak na przylegaj,!cym l,!dzie, jest bardzo duzy i wykazuje wyrazn,! strefowosc. Jest to wynikiem oddzialywania na sedymentacj~ cechsztynu ruchow tektoniczrrych blokow podloza zwi'!zanych z przebiegiem lineamentu Teisseyre'a-Tornquista, polnocno-zachodniej platformy prekambryjskiej oraz poznohercytiskich stref dyslokacyjnych.
WSTI;:P
Rozpoznanie wiertnicze osad6w cechsztynu w zachodniej cz~sci polskiego akwenu Baltyku jest bardzo slabe. Wykonano tu tylko pojedyncze otwory w poludniowych cz~sciach blok6w K i L (fig. 1). Profile te w pol£!czeniu z przekrojami sejsmicznymi i w nawi£!zaniu do obszaru l£!dowego pozwalaj£! na dose prawdopodobn'l interpretacj~ zmiennosci facjalnej i paleogeografii cechsz- tynu w poludniowej cz~sci akwenu i bardziej hipotetyczn'l w jego cz~sci
p6lnocnej. Interpretacji mi£!zszosci i facji cechsztynu dokonano na podstawie sledzenia zmian we wzajemnym polozeniu sejs.micznych poziom6w refleksyjnych Zl' Z2 i Z3' a szczeg61nie strefich wyklinowan i interferencji. Z analizy tej wynika, ze w p6lnocnej cz~sci badanego obszaru cechsztynjest reprezentowany przez trzy cyklotemy (PZ1, PZ2 i PZ3), a stopien komplikacji w rozwoju facji i zmian mi£!zszosci jest bardzo duzy, podobnie jak na l'ldzie.
Niespodziewanie daleki zasi~g osad6w cechsztynu ku p6lnocnemu za- chodowi w wyksztalceniu salinarnym moze wskazywae na ich wyst~powanie
w rowie R0nne kolo Bornholmu. Stwarza to nowe przeslanki dla odnowienia hipotezy 0 bezposrednim pol'lczeniu basenu p6lnocnodunskiego z basenem p6lnocnopolskim.
Artykul powstal na podstawie prac geologicznych wykonanych przez autora w latach 1987 -1988 na zlecenie W.O. Petrobaltic. Kierownictwu tej instytucji
94
\
. /\.---/
Ryszard Wagner
--...--.--a ...---b
.11.1 1 ?a2PZl' ?ll1Zi:zzr.i:l~" 2 ~ 3 ::::::~ 4
Fig. 1. Mapa rozprzestrzenienia wsp6lczesnych zasi~g6w cyklotem6w cechsztynskich na tle g16wnych jednostek tektonicznych
Map of the recent extension of the Zechstein cyclothems extents on tIre background of main tectonic units
1 - otwory wiertnicze, ktorych profile przedstawiono na fig. 2; 2 - glowne strefy dyslokacyjne (wedlug R. Dadleza), 3 - poludniowo-zachodnia kraw~dz platformy prekambryjskiej, 4 - wspolczesne zasi~gi cyklotemow cechsztyns- kich: a - cechsztynu 1 (PZl), b - cechsztynu 2 (PZ2), c - cechsztynu 3 (PZ3), ewaporatow, d - cechsztynu 4 (PZ4) 1 - boreholes for which profiles are presented in Fig. 2; 2 - main dislocation zones (after R. Dadlez);
3 - north-western edge of the Precambrian Platform; 4 - recent extents of the Zechstein cyclothems: a - Zechstein 1 (PZl), b - Zechstein 2 (PZ2), c - Zechstein 3 (PZ3), evaporites, d - Zechstein 4 (PZ4); H - Wolin Block, K - Gryfice Block, M - Darlowo Block, I - Adler Fault, II - Kamien Dislocation Zone, III - Trzebiatow Dislocation Zone, IV - Koszalin Dislocation Zone
bardzo dzi~kuj~ za wyrazenie zgody na publikacj~, a geologorn, szczeg6lnie drowi E. Neurnanowi, drowi N. Kosjakowi i rngrowi A. Rybie, za owocn'!
wsp6Iprac~.
STRATYGRAFIA
Stratygrafia cechsztynu rna charakter typowo litostratygraficzny i zostala opracowana wedlug powszechnie znanych zasad cyklicznosci sedyrnentacji ewaporat6w. W p6lnocno-zachodniej Polsce podzial ten opracowano w spos6b jednolity dla calego basenu w 1978 r. (R. Wagner i in., 1978). Zostal on w ostat-
Cechsztyn W cz~sci polskiego akwenu Baltyku 95 nich latach zmodyfikowany i uzupelniony nowymi wydzieleniami (R. Wagner, 1987a, b, 1988), glownie w najwyzszej cz~sci cechsztynu.
Dolna granica cechsztynu zostala ustanowiona w SP(!gu lupku miedzionos- nego, a w przypadku jego braku w SP(!gu najstarszych poziomow w~glanowych
lub ewaporatowych cechsztynu. W szelkie osady terygeniczne, wyst~puj(!ce
ponizej tej granicy i mog(!ce bye odpowiednikiem cechsztynskiego zlepienca podstawowego, zostaly wl(!czone do gornego czerwonego Sp(!gowca. Wyroz- nienie zlepienca podstawowego, stanowi(!cego produkt transgresji, na podstawie cech litologicznych, sedymentologicznych i paleontologicznych jest w wielu przypadkach bardzo dyskusyjne, a przy braku rdzeni wiertniczych calkowicie niemozliwe. W tej sytuacji bylo konieczne zastosowanie uproszczonych kryte- riow dla postawienia jednoznacznej litostratygraficznej granicy cechsztyn - czer- wony sp(!gowiec zarowno na rdzeniu wiertniczym, jak i na wykresach geofizyki wiertniczej.
Trzy najstarsze cyklotemy cechsztynskie - cechsztyn 1 (PZ1), cechsztyn 2 (PZ2) i cechsztyn 3 (PZ3) wyst~puj(! na Zachodnim Pomorzu w pelnym wyksztalceniu (R. Wagner, 1987 a). Pelny ich rozwoj stwierdzono rowniez w wierceniach wykonanych na Baltyku (fig. 2). Korelacja tych cyklotemow z seriami werra, stassfurt i leine w basenie niemieckim jest bardzo dobra, nawet w szczegolach (R. Wagner, 1986, 1987b). Jedyny powazny problem stratygraficz- ny istnieje w tej cz~sci basenu cechsztynskiego z zaszeregowaniem stratygraficz- nym poziomu skal w~glanowych wyst~puj(!cych na polnocno-wschodniej Rugii w strefie wyklinowania si~ cechsztynu. Brak fauny nie pozwala na pewn(!
identyfikacj~ stratygraficzn(! i z tego powodu geolodzy z NRD zaliczyli ten poziom do dolomitu plytowego, na podstawie przypuszczen 0 najszerszym
zasi~gu cyklotemu leine (E. Miinzberger i in., 1966). Hipoteza ta jest praw- dopodobna ze wzgl~du na transgresywny charakter tego cyklotemu w calym basenie cechsztynskim. Pewnym wyj'ltkiem od tej reguly jest najszerszy w cechsz- tynie zasi~g cyklotemu PZ1 w polnocnej i wschodniej cz~sci basenu polskiego,
rozwini~tego na stabilnej platformie prekambryjskiej (R. Wagner i in., 1980; R.
Wagner, 1988). Ale i w tym przypadku w strefie tektonicznej Koszalina- Chojnic, lez(!cej na kontakcie platform - paleozoicznej i prekambryjskiej, stwierdzono transgresywny charakter cyklotemu PZ3 w stosunku do cyklotemu PZ1 (R. Wagner, 1988). Morze wkroczylo w tym czasie na wypi~trzone bloki tektoniczne tworz(!ce w cyklotemie PZ1 archipelago W tej sytuacji, przy braku bezposrednich dowodow, mozna przypuszczae, ze w rozpatrywanej strefie na Baltyku pierwotny zasi~g cyklotemu PZ3 byl w cechsztynie najszerszy.
Powyzej cyklotemu PZ3 wyst~puj(! w profilu cechsztynu osady megacyklu PZ4 dziel(!ce si~ w Polsce na kilka subcyklotemow. Na Pomorzu Zachodnim, w jego strefie nadbrzeznej, nie wyst~puje unikatowa litofacja zubrow, tak charakterystyczna dla bruzdy srodkowopolskiej (R. Wagner, 1988). Cyklotem PZ4 rozwini~ty jest w klasycznej litofacji ilasto-solnej, dziel(!c si~ na dwa subcyklotemy - PZ4a i PZ4b (fig. 2). Subcyklotemy te, mimo pewnych roznic w wyksztalceniu litologicznym, mozna bez wi~kszych trudnosci korelowae z seriami aller (Z4) i ohre (Z5) w basenie niemieckim (R. Wagner, 1988).
Najwi~ksze roznice w wyksztalceniu litologicznym notowane S(! w subcyklotemie PZ4b. Na Pomorzu Zachodnim w czerwonym ile solnym gornym wyst~puje
szeroko rozprzestrzeniona warstwa soli rozdzielaj(!cej (Na4b1) 0 mi(!zszosci
przeci~tnej ok. 1,5 m, ktora jest nieznana w basenie niemieckim. Brak tu warstwy anhydrytu tworz(!cego poziom Lagenanhydrit (W. Reichenbach, 1970) w basenie niemieckim.
96
lZd
-
Ryszard WagnerJ,Zd
\ \ \ ')
I I I
\ \ \
" " " " "
\ I I I a a
! '1
~ I I I / / / / / )
-
/j H IJ 3 d
I
Cechsztyn W cz~sci polskiego akwenu Baltyku 97
Na Baltyku ewaporaty cyklotemu PZ4 wyst~puj,! tylko wskrajnie polu- dniowej cz~sci bloku H, si~gaj,!c nieco dalej ku polnocy na blokach L i K (fig. 1).
Nad ewaporatami cechsztynu, niezaleznie od ich wieku, zarowno na l,!dzie, jak i w profilach wiercen wykonanych na Baltyku, lezy seria osadow terygenicznych tworz'!cych formacj~ rewalsk,!. S,! to g16wnie czerwone mulowce, najcz~sciej
niewarstwowane z dose licznymi konkrecjami anhydrytu. Formacja ta, kreowa- na przez A. Szyperko-Teller (1982), byla przez t~ autork~ zaliczana do najnizszego pstrego piaskowca lub do cechsztynu, przy czym wiek cechsztynski uwazany byl za bardziej prawdopodobny. Obecnie, jak wykazaly szczegolowe badania sedymentologiczne (G. Pienkowski, 1989) poparte wynikami badan palinologicznych, formacja rewalska zostala uznana za cechsztynsk(!. Osady te reprezentuj(! srodowisko playa i tworzyly si~ w brzeznej cz~sci kurcz'!cego si~
basenu ewaporacyjnego. W otworach wykonanych w polskim sektorze Morza Baltyckiego formacja ta rna dose znaczne mi,!zszosci od 41,5 m w otworze K1 do 54,5 m w otworze L2.
Formacja rewalska jest czasowym odpowiednikiem roznych poziomow litostratygraficznych cyklotemu PZ4. Najnowsze bad ani a porownawcze przep- rowadzone dla basenow polskiego i niemieckiego pozwolily na wyci,!gni~cie tego wniosku oraz stwierdzenie, ze S,! to najmlodsze osady cechsztynu i jednoczesnie gornego permu (R. Wagner, 1988). Formacja re~alska w bruzdzie srodkowopols- kiej lezy w ci(!glosci sedymentacyjnej z najwyzszymi subcyklotemami cechsztyn- skimi od PZ4c do PZ4e. Poza obszarem tej bruzdy osady formacji rewalskiej przykrywaj,! rozne ogniwa stratygraficzne cechsztynu z luk,! sedymentacyjn,!,
powi~kszaj(!c(! si~ zarowno w kierunku NE, jak i NW. Nad formacj(! rewalsk,!
lezy bez luki stratygraficznej formacja baltycka, tworz'!ca najnizsz,! jednostk~
litostratygraficzn,! dolnego pstrego piaskowca. Wiek formacji baltyckiej okres- lono na podstawie wynikow badan palinologicznych (T. Orlowska-Zwolinska, 1984) na dolny griesbach, zaliczany przez wi~kszose badaczy do najnizszego triasu. Istniej(! rowniez pogl(!dy, ze jest to najwyzszy perm.
Ustalenie pozycji stratygraficznej cechsztynu w skali chronostratygraficznej jest bardzo trudne z wielu wzgl~dow. Kwestia ta jest od wielu lat dyskutowana, ale dopiero w latach osiemdziesi(!tych osi,!gni~to znaczny post~p w tej dziedzinie.
Nie wdaj(!c si~ w tym miejscu w omowienie tych prac, przedstawione w innym artykule (R. Wagner, 1988), przytocz~ tylko najwazniejszy ich wynik. Na podstawie prac palinologicznych, magnetostratygraficznych oraz geochronolo- gii izotopowej ustalono, ze cechsztyn reprezentuje ostatnie 5 mIn lat gornego permu i moze bye korelowany z wyzszym tata:nm na platformie rosyjskiej.
Fig. 2. Korelacja litostratygraficznych profilow cechsztynu zachodniej cz~sci Przymorza z profilami wykonanymi na Baltyku
Correlation of the Zechstein lithostratigraphic profiles in the western coastal region with profiles made on the Baltic Sea
1 - skaly wulkaniczne, 2 - skaly piroklastyczne, 3 - zlepience, 4 - piaskowce, 5 mulowce, 6 - ilowce, 7 - wapienie,8 - dolomity,9 - dolomity i wapienie margliste, 10 anhydryty,l1 - sole kamienne, 12 - sole potasowe, 13 - rdzeniowane odcinki profil6w
1 volcanic rocks, 2 pyroclastic rocks, 3 - conglomerates, 4 - sandstones, 5 - siltstones, 6 - claystones, 7 - limestones,8 - dolomites,9 - dolomites and marly limestones, 10 - anhydrites, 11 rock saits, 12 - potasium saits, 13 - cored profile sections
98 Ryszard Wagner
CHARAKTERYSTYKA LITOLOGICZNA I ROZWOJ SEDYMENTACJI
Zasadnicze zmiany mi~zszosci i facji zostaly przedstawione na mapach litofacjalnych poszczegolnych cyklotemow. Dla cyklotemow PZl, PZ2 i PZ3 skonstruowano ilosciowe mapy litofacjalne (fig. 3, 4 i 6), na ktorych proporcje glownych skladnikow litologicznych zostaly okreslone na podstawowym troj-
k~cie klasyfikacyjnym. Dla wszystkich map przyjyto ten sam trojk~t klasyfikacy- jny, co umozliwia bezposrednie ich porownywanie. Mapy te skonstruowano na podstawie danych z prawie 200 otworow wiertniczych, wykonanych na l~dzie,
i kilku otworow na morzu.
CECHSZTYN 1
Osady cyklu PZl charakteryzuj~ siy najwiyksz~ zmiennosci~ facjaln~ (fig. 3).
Zroznicowanie to wynika zapewne ze specyficznej sedymentacji ewaporatow na urozmaiconej morfologicznie powierzchni osadow przedcechsztynskich oraz z lokalnych roznic w subsydencji poszczegolnych blokow tektonicznych podloza.
Najstarszym niew~tpliwie cechsztynskim osadem jest lupek miedzionosny
(pomijaj~c w~tpliwe utwory zlepienca podstawowego). S~ to szaro-czarne lupki wapniste, rzadziej dolomityczne, silnie bitumiczne, regularnie poziomo lamino- wane. Tworzyly siy one w spokojnych warunkach sedymentacji, ponizej pod- stawy falowania. Obszar ich wystypowania pokrywa siy z najbardziej ob- nizonymi rejonami basenu w czasie szeroko juz rozprzestrzenionej transgresji morskiej. Na Pomorzu Zachodnim osady te wystypuj~ na blokach Wolin a i Gryfic, wyklinowuj~c siy na bloku Kolobrzegu w kierunku brzegu Baltyku oraz na przedpolu strefy dyslokacyjnej Koszalina. Na Baltyku lupek miedzionosny siyga zapewne dose daleko ku polnocy na blokach M i K oraz wystypuje w poludniowo-zachodniej cZysci bloku L. Wapien cechsztynski rna znacznie szerszy zasiyg. W rozpoznanej czysci blokow Wolina (H), Gryfic (K) i Kolobrzegu (L) wapien cechsztynski wyksztalcony jest w facji typowej dla otwartego morza.
Cechami charakterystycznymi s~: mi~zszose ponizej. 10 m i dwudzielnose w wyksztalceniu mikrofacjalnyrn (Atlas litofacjalno-paleogeograJiczny ... , 1978).
Dolny kompleks zbudowany jest z marglistych mikrytow 0 mi~zszosci od kilkudziesi((ciu centymetrow do kilku metrow, gorny z onkolitow z jednym lub dwoma poziomami stromatolitow w przystropowej cZysci profilow. Plytkowod- ne profile 0 mi,!zszosci kilkudziesiyciu metrow znane s~ jedynie z lokalnych wyniesien podmorskich wystypuj~cych w dyslokacyjnej strefie Koszalina, na granicy blokow Kolobrzegu i Dadowa. Morze nie przykrylo tu wszystkich wypiytrzen, ktore utworzyly wyspy. W otoczeniu tych wysp oraz na podwodnych progach powstala strefa barier oolitowo-stromatolitowo-mszywiolowych, od-
gradzaj~cych lagunowo-przybrzezn~ cz~se basenu od otwartego morza (Atlas litofacjalno-paleogeograficzny ... , 1978). Platforma wyglanowa wapienia cechsz- tynskiego nie jest znana z obszaru bad an, natomiast jest wysoce prawdopodobne, ze rozwinyla siy w obrzezeniu l~dow na blokach L i K (obszar litofacji I na fig. 3).
W fazie sedymentacji ewaporatow zarysowala siy zmiennose w litofacji i mi~zszosci, zwi,!zana z roznicowaniem siy reliefu basenu na skutek lokalnych i regionalnych zmian w ruchliwosci poszczegolnych blokow tektonicznych.
Manifestowalo siy to zmianami w proporcji anhydrytow do soli kamiennych, przy relatywnie duzych mi~zszosciach ewaporatow od 100 do 400 m. Najbardziej
Cechsztyn W cz~scj polskiego akwenu Baltyku
Fig. 3. Mi",zszosc i litofacje cechsztynu 1 (PZ1) Thickness and lithofacies of the Zechstein 1 (PZ1)
99
1 - wazniejsze otwory wiertnicze z przewierconymi osadami cyklu (literami oznaczono skrot nazwy otworu, cyframi - mi<lZSZOSC cyklotemu w metrach); 2 - otwory wiertnicze potozone poza zasi~giem cyklotemu; 3 - zasiyg cyklotemow: a - pierwotny, b - wspotczesny; 4 - mi<lZSZOSC wspotczesna cyklotemu w metrach: a - stwierdzona, b - przypuszczalna; 5 - granice litofacji okreSlone ilosciowo liniami wspotczynnikow: a - wyglano- wo-siarczanowe, b - solonosnosci; 6 obszary l~dowe; 7 - obszary pozbawione cyklotemow z powodu erozji epigenetycznej; trojk<lt klasyfikacyjny: Ca - skaty wyglanowe (dolomity i wapienie), 1 - skaty siarczanowe (anhydryty i gipsy), Na - skaly chlorkowe (sole kamienne i potasowo-magnezowe), 1-V litofacje, A/Ca - wspotczynnik wyglanowo-siarczanowy, Na/ A + Ca - wspotczynnik solonosnosci
1 - major boreholes with cycle sediments drilled through (abbreviations of borehole names designated by letters, cyclothem thickness (in metres) designated by figures); 2 - boreholes situated beyond cyclothem extent, 3 - cy- clothem extent: a - primary, b - recent; 4 - recent thickness of cyclothem (in metres): a - confirmed, b - presumable; 5 - lithofacies boundaries determined quantatively by coefficient lines: a - carbonate-sulphate, b - salt content; 6 - land areas; 7 - cyclothem devoid areas due to epigenetic erosion; classification triangle:
Ca - carbonate rocks (dolomites, limestones), I - sulphate rocks (anhydrites, gypsums), Na - chlorine rocks (rock salts, potassium-megnesium salts), I - V - lithofacies, A/Ca - carbonate-sulphate coefficient, Na/ A +Ca - salt content coefficient
charakterystyczne bylo tworzenie si~ regionalnych platform anhydrytowych w obrzezeniu platform w~glanowych oraz lokalnych platform anhydrytowych, tworz(!cych tzw. waly lub bariery anhydrytowe na izolowanych wypi~trzeniach
dna basenu. Na bloku Kolobrzegu struktury te tworzy anhydryt dolny osi(!gaj(!c mi(!zszosC do 200 m, natomiast na bloku Gryfic powstala rozlegla platforma anhydrytowa zbudowana z anhydrytu gornego, ktory osi(!ga tu do 250 m mi(!zszosci.
100 Ryszard Wagner
--
Fig. 4. Miqzszosc i litofacje cechsztynu 2 (PZ2) Thickness and lithofacies of Zechstein 2 (PZ2)
-
400 - 3
v
1 - pierwotny zasi'rg cyklotemu PZl, 2 - pierwotny i wspolczesny zasi'rg cyklotemu PZ2; pozos tale objasnienia jak na fig. 3
1 - primary extent of the PZl cyclothem, 2 - primary and recent extent of the PZ2 cyclothem; other explanations as in Fig. 3
R6wnie charakterystyczne dla cyklotemu PZ1 bylo tworzenie si~ lokalnych basen6w solnych. S61 kamienna osiqgala w nich od 120 do 200 m miqzszosci, wypelniajqc zagl~bienia tworZqce w miar~ wzrostu barier anhydrytowych lokalne panwie solne. Panwie te znane Sq ze strefy dyslokacyjnej Koszalina i Z obszaru kolobrzeskiego, gdzie przedluzajq si~ na poludniowq Cz~sc bloku L.
Wyst~pujq r6wniez w p61nocnej cz~sci bloku K oraz zapewne w p61noc- no-zachodniej cz~sci bloku L.
Charakterystycznq cechq cyklotemu PZ1 jest duza zmiennosc miqzszosci i facjiewaporat6w oraz daleki ich zasi~g, zwlaszcza soli kamiennych, ku p61nocnemu zachodowi.
CECHSZTYN 2 (PZ2)
W cyklotemie PZ2 nastqpilo zmniejszenie zasi~gu morza (por. fig. 3 i 4), charakterystyczne dla calego basenu cechsztyriskiego. W stosunku do cyklotemu PZ1 widocznajest wyraznie wi~ksza regularnosc w zmianach litofacji i miqzszo- sci (fig. 4).
Cechsztyn W cz~sci polskiego akwenu Baltyku
Fig. 5. Paleogeografia dolomitu g16wnego (Ca2) Palaeogeography of the Main Dolomite (Ca2)
101
1 - wazniejsze otwory wiertnicze z przewierconymi osadami dolomitu gl6wnego (cyframi oznaczono jego
mi~zszosc w metrach); 2 - otwory wiertnicze polozone poza zasiygiem dolomitu gl6wnego; 3 - pierwotny i wsp6lczesny zasiyg cyklotemu PZ2; 4 - pierwotny i wsp6lczesny zasiyg dolomitu gl6wnego; 5 - mi~zszosc
pierwotna dolomitu g16wnego w metrach: a stwierdzona, b - przypuszczalna; 6 - obszary l~dowe; 7- obszar wystypowania osadow terygeniczno-siarczanowych (srodowisko sebkhi); 8 - platforma wyglanowa (og6Inie);
9 - mielizny i bariery oolitowe; 10 - silnie zasolona CZySC laguny; 11 - stok platformy wyglanowej; 12 - rownia basenowa
1 - major boreholes with Main Dolomite sediments drilled through (thickness in metres designated by figures);
2 - boreholes situated beyond Main Dolomite extent; 3 - primary and recent extent of the PZ2 cyclothem;
4 - primary and recent extent of the Main Dolomite; 5 - primary thickness of the Main Dolomite (in metres):
a - confirmed, b - presumable; 6 - land areas; 7 - area of terrigenous-sulphate deposits occurrence (sebkha environment); 8 - carbonate platform (generally); 9 - shoals and oolitic barriers; 10 - highly salted part oflagoon;
11 - carbonate platform slope; 12 basin plain; I - Kamieri Platform, II Rewal Bay, III - Pomerania Platform
U podstawy cyklotemu PZ2 wyst~puj,! skaly w~glanowe tworz'!ce poziom dolomitu g16wnego. Rozw6j osad6w tego poziomu rna wyrainie charakter strefowy, zwi'!zany z sytuacj,! paleogeograficzn'!. G16wnymi jednostkami paleo- geograficznymi set platformy w~glanowe: brzezna platforma pomorska i unikato- wa, wewn~trzna platforma Kamienia (fig. 5). Obie platformy rozdziela w'!ska zatoka rewalska. Pomorska platforma w~glanowa rna szerokosc od 22 do 40 km oraz zr6znicowany relief. Mi'!zszosc dolomitu g16wnego wynosi tu przeci~tnie
30 - 40 m, rniejscami przekraczaj'!c 50 m. W kierunku brzegu skaly w~glanowe przechodz~ stopniowo w anhydryty z udzialem czerwonego materialu teryge- nicznego, utworzone w charakterystycznym srodowisku sebkhi. Przewazaj'lca
102 Ryszard Wagner
cz~se profil6w w obr~bie platformy w~glanowej rna charakterystyczn'! regresyw- n,! sekwencj~ mikrofacji: w dolnej cz~sci mikryty laminowane, wyzej mikryty masywne, a w gornej cz~sci oolity. Przewaga oolitow nad innymi mikrofacjami
wyst~puje gl6wnie w w,!skim pasie wzdluz zewn~trznej kraw~dzi platformy. Byla to strefa plycizn, ktore tworzyly bariery oddzielaj,!ce otwarte morze od lagun.
Plycizny takie wyst~powaly rowniez wewn'!trz platformy pomorskiej, ale mialy mniejsze rozmiary. Pasmo barier rozprzestrzenione wzdluz kraw~dzi platformy pomorskiej wydaje si~ nie miee charakteru ci,!glego, ale jest ono do tej pory slabo rozpoznane. Pomorska platforma w~glanowa jest zapewne szeroko rozprze- strzeniona na Baltyku zajmuj,!c blok L i polnocn,! cz~se bloku K.
W poludniowych cz~sciach blokow K i H oraz w odpowiadaj,!cych im blokach na stalym l,!dzie istnieje unikatowa platforma Kamienia (Atlas litofa- cjalno-paleogeograficzny ... , 1978; S. Depowski i in., 1978). Rozwin~la si~ ona na platformie anhydrytowej anhydrytu gornego cyklotemu PZ1. Jest ona wyj'!t- kowa w cechsztynie ze wzgl~du na ksztalt i wyksztakenie facjalne dolomitu glownego. Mi'!zszose dolomitu jest tu zroznicowana od kilkunastu metrow w strefie lagunowej do ponad 70 m w strefie barier oolitowych, ktore tworz'! tu ci,!gly pas okalaj,!cy lagun~ (fig. 5). W strefie barier skaly ziarniste zbudowane S,!
g16wnie z oolitow, stanowi,!cych ponad 500/0 profilu, dochodz,!cych miejscami prawie do 1000/0. W lagunie dominuj,! skaly utworzone z mat glonowych z nielicznymi przewarstwieniami oolitow. Laguna musiala bye silnie zasolona, poniewaz wyst~puj,! tu liczne konkrecje anhy,drytowe, a nawet przewarstwienia anhydrytow do kilku metrow mi,!zszosci. Swiadczy to 0 izolacji laguny od otwartego morza.
Obie platformy rozdzie1a w'!ska strefa otwartego morza zwana zatok,!
rewalsk,!, kt6rej istnienie przewidywano w poprzednich rekonstrukcjach paleo- geograficznych (Atlas litofacjalno-paleogeograficzny ... , 1978). W zatoce tej dolo- mit glowny wyksztakony jest w postaci mikrytow wapiennych 0 mi,!zszosci ponad 70 m z obfit,! mikrofaun,!, ktorej istnienie potwierdza przypuszczenie o l'!cznosci z otwartym morzem. Nie wiadomo czy zatoka rewalska okolona jest od zachodu i polnocnego wschodu pasem barier oolitowych. Wersja przed- stawiona na fig. 5 jest hipotez,!, ale 0 znacznym stopniu prawdopodobienstwa.
Platformy w~glanowe dolomitu glownego przechodz,! w kierunku otwartego basenu w stref~ zwanq stokiem. Wyksztakenie dolomitu glownego i jego miqzszose Sq tu niekiedy skrajnie zr6znicowane, co zalezy gl6wnie od morfologii stoku. Stok moze bye silnie nachylony i miee charakter skarpy morfologicznej, jak np. zachodni odcinek platformy Kamienia. Miqzszose dolomitu glownego jest tu mala, a madstony, z ktorych jest zbudowany, Sq wymieszane z redepono- wanymi oolitami. Mialy tu r6wniez miejsce intensywne grawitacyjne ruchy masowe osad6w powodujqce powstanie brekcji. Na stokach lagodnych, np. stok platformy pomorskiej, dolomit glowny wyksztakony jest glownie jako madstony o malej,!cej stopniowo miqzszosci w kierunku podstawy stoku. Sporadycznie,jak na przyklad na poludniowo-wschodnim stoku platformy Kamienia, tworz'! si~
duzej miqzszosci madstony (ponad 70 m). Zaobserwowano tu spelzywanie slabo zdiagenezowanego osadu, daj,!ce w efekcie faldy obalone. Stoki platformy
w~glanowej dolomitu glownego S,! najbardziej interesuj,!cymi strefami paleogeo- graficznymi zarowno od strony poznawczej, jak i poszukiwawczej. Dolomit glowny osiqga tu maksymalne miqzszosci ponad 200 m (D.N. Clark, 1980; S.
Depowski i in., 1978); ponadto dzialaly w nlm intensywne procesy pozno- diagenetyczne, powodujqce powstanie wtornej kawernistosci. W skalach zbior- nikowych tego typu utworzyly si~ liczne zloza ropy nattowej.
Cechsztyn W cz~sci polskiego akwenu Baltyku
Fig. 6. Mi'!zszosc i litofaqe cechsztynu 3 (PZ3) Thickness and lithofacies of the Zechstein 3 (PZ3)
1 - pierwotnyzasi~g cyklotemu PZ2 pod przykryciem cyklotemu PZ3; pozostale objasnienia jak na fig. 3 1 - primary extent of the PZ2 cyclothem covered by the PZ3 cyclothem; other explanations as in Fig. 3
103
W strefie basenowej dolomitu glownego (fig. 5) brak powazniejszego zroznicowania facjalnego. S'! to najcz~sciej regularnie laminowane mikryty, silnie zailone, 0 mi,!zszosci ponizej 20 m (minimalna mi'!zszose wynosi 2,5 m).
W fazie sedymentacji ewaporatow cyklu PZ2 najwi~ksz,! rol~ odgrywaly sole kamienne i potasowe. Anhydryty maj,! niewielkie mi(}.zszosci, od kilku do kilkunastu metrow. ledynie sporadycznie, w w'!skich strefach na stromym stoku platformy w~glanowej, osi,!gaj,! mi'!zszose do 60 m. Starsze sole kamienne maj,!
znacznie mniejszy zasi~g niz sole najstarsze, a w szerokiej, brzeznej strefie basenu mi'!zszosc ich nie przekracza 200 m. Duze mi,!zszosci rz~du od 600 do 800 m osi,!gn~ly natomiast w centralnej cz~sci basenu, gdzie obj~te zostaly pozniej- szymi procesami halokinezy (poludniowa cz~se fig. 4).
CECHSZTYN 3 (PZ3)
Na pocz'!tku sedymentacji cyklotemu PZ3 miala mlejSCe dose znaczna transgresja. W obr~bie basenu sedymentacyjnego znalazla si~ nadbrzezna cz~se
obszar6w l,!dowych cykl6w PZ2 i PZl (fig. 6) W w~glanowej fazie sedymentacji
104 Ryszard Wagner
utworzyly si~ skaly w~glanowe dolomitu plytowego, z reguly podscielone skalami terygenicznymi (szare ily solne). Lokalnie skaly terygeniczne osi'1gaj'1 mi'1zszose do 10 m (np. w rejonie Kolobrzegu) ze znacznym udzialem piaskow- cow; najcz~sciej jest ona rz~du 0,5 -1,5 m. Dolomit plytowy utworzyl w polnoc- nej cz~sci bloku Kolobrzegu platform~ w~glanow'1, osi'1gaj'1c mi'1zszose do 50 m.
Wyksztalcenie mikrofacjalne jest tu dose monotonne 0 typowo regresywnym
nast~pstwie. W SP'1gu wyst~puj'1 mikryty, cz~sto silnie margliste i laminowane, przechodz'1ce ku gorze w mikryty masywne i oolity. Platforma w~glanowa
dolomitu plytowego kontynuuje si~ na Baltyku na bloku L, co znalazlo potwierdzenie w otworze wiertniczyn L 2. Stok platformy jest lagodny i zbudo- wany glownie z ilastych mikrytow.
Na blokach K i H oraz na ich odpowiednikach na l'1dzie stalym istniala strefa otwartego basenu, gdzie mi'1zszose dolomitu plytowego nie przekraczala kilku metrow, a w profilu przewazaly ilaste dolomity mikrytowe.
Nad dolomitem plytowym wyst~puj'1 ewaporaty - anhydryt glowny i mlodsza sol kamienna z lokalnie wyst~puj'1c'1 mlodsz'1 sol'1 potasowo-mag- nezow'1. Na platformie w~glanowej anhydryt glowny ma niewielk'1 mi'1zszose, od kilku do kilkunastu metrow. W strefie otwartego basenu ulega ona znacznym wahaniom od 15 do 70 m. Zasi~g mlodszej soli kamiennej okazal si~ nad- spodziewanie duzy, zwlaszcza na bloku K, jakkolwiek mi'1zszose jej jest tu mniejsza niz 100 m. Wi~ksze mi'1zszosci osi'1ga sol kamienna w poludniowych
cz~sciach blokow K i H, w kierunku centrum basenu, gdzie dochodzi do 300 m.
CECHSZTYN 4 (PZ4)
Pod koniec sedymentacji mlodszych soli kamiennych rozpocz~la si~ regresja, ktora post~powala sukcesywnie w trakcie sedymentacji osadow cyklu PZ4 (fig.
7). Ewaporaty cyklotemu PZ4, glownie najstarszego subcyklotemu PZ4a, zachowaly si~ wy1'1cznie w poludniowych cz~sciach blokow H, K i L. W strefie nadbrzeznej Pomorza Zachodniego cyklotem PZ4 zbudowany jest z dwoch subcyklotemow PZ4a i PZ4b. S'1 one wyksztalcone w klasycznej litofacji ilasto-solnej znanej z innych cz~sci basenu cechsztynskiego. W dolnej cz~sci obu cyklotemow wyst~puj'1 poziomy czerwonych ilowcow i mulowcow zawieraj'1ce miejscami piaskowce. Mi'1zszose skal terygenicznych jest w tej strefie dose duza i wynosi 10-20 m. Mi'1zszose soli kamiennych subcyklotemu PZ4a wynosi 20 - 40 m, natomiast soli kamiennych subcyklotemu PZ4b - od kilku do 10 m (fig. 7).
Nad ewaporatami cechsztynu roznych cyklotemow lezy terygeniczna forma- cja rewalska. Zasi~gjejjest bardzo szeroki i moze bye porownywany z maksymal- nym zasi~giem basenu cechsztynskiego. S'1 to czerwone mulowce z licznymi konkrecjami anhydrytu 0 mi'1zszosci od 20 do 70 m. W gornej cz~sci pojawiaj'1 si~
przewarstwienia piaszczyste. S'1 to osady l'1dowe utworzone w srodowisku playa z wplywami fluwialnymi w gornej cz~sci profilu.
Nad formacj'1 rewalsk'1 na calym obszarze badan lezy dolny pstry piaskowiec.
ROZWOJ BASENU SEDYMENTACYJNEGO
W schylkowej fazie sedymentacji gornego czerwonego sp'1gowca caly obszar byl znacznie speneplenizowany. Jedynie w tektonicznej strefie Koszalina- Choj-
Cechsztyn W cz~sci polskiego akwenu Baltyku 105
)O~-:::t~===== 0 .... , ---''--_ _ _ _ -'2~km-· - , r I ) - .~~.s 1 o~1 2
Fig. 7. Mi'!zszosc i litofacje cechsztynu 4 (PZ4) Thickness and lithofacies of the Zechstein 4 (PZ4)
1 - wazniejsze otwory wiertnicze z przewierconymi osadami megacyklu PZ4 (literami oznaczono skrot nazwy otworu a cyframi mi~zszosc megacyklotemu w metrach); 2 - otwory wiertnicze poza zasi~giem ewaporatow megacyklu PZ4; 3 - zasi~gi wspolczesne ewaporatow poszczegolnych subcyklotemow: a - PZ4a, b - PZ4b, c - PZ4c, d PZ4d, e - PZ4e; 4 - przypuszczalny pierwotny zasi~g ewaporatow megacyklotemu PZ4; 5 -
mi~zszosc megacyklotemu w metrach: a - stwierdzona, b - przypuszczalna; 6 - zasi~g litofacji zubrow;
7 - obszar wyst~powania litofacji zubrow; 8 - obszar wyst~powania litofacji ilasto-solnej; 9 - obszar
wyst~powania osadow formacji rewalskiej; 10 - glowne kierunki transportu materialu terygenicznego do basenu ewaporacyjnego; 11 - podrz~dne kierunki transportu tego materialu
1 - major boreholes with the PZ4 megacycle deposits drilled through (abbreviations of borehole names designated by letters, megacycle thickness (in metres) designated by figure); 2 - boreholes situated beyond the PZ4 megacycle evaporites extent; 3 - recent extents of evaporites of particular subcyclothems: a - PZ4a, b - PZ4b, c - PZ4c, d - PZ4d, e - PZ4e; 4 - presumable primary extent of the PZ4 megacyclothem evaporites; 5 - megacyclothem thickness in metres: a - confirmed, b - presumable; 6 - zuber lithofacies extent; 7 area of occurrence of zuber lithofacies; 8 - area of occurrence of clayey-saline lithofacies; 9 - area of occurrence of the Rewal Formation deposits; 10 - major directions of transport of terrigenous material into the evaporation basin; 11 - secondary directions of transport of this material
nic istnialy pasy wyniesieri i obnizeri 0 ogolnym kierunku rozci'l:glosci NW - SE, genetycznie Zwi'l:Zane ze skomplikowan'l: budOW'l: blokow'l: podloza permu i roznicami w odpornosci na wietrzenie skal starszego i mlodszego paleozoiku (R.
Wagner i in., 1980; J. Pokorski, 1988; R. Wagner, 1988). W gornym czerwonym SP'l:gowcu na obszarze Baltyku dominowala erozja. Basen czerwonego sp'l:gowca
si~gal zaledwie skrajnie poludniowej cz~sci bloku K oraz poludniowej cz~sci
bloku H. Lokalny basen sedymentacyjny rozposcieral si~ w polnocnej cz~sci
bloku K. W wyniku denudacji zostaly odsloni~te rozne poziomy skal mlodszego
106 Ryszard Wagner
i starszego paleozoiku na blokach LiM, a na bloku K zostala zerodowana zwarta pokrywa skal wylewnych dolnego czerwonego sp(!.gowca (J. Pokorski, 1990). Na przelomie czerwonego sp(!.gowca i cechsztynu obszar silnie si~ obnizyl, co umozliwilo szybk(!. transgresj~ morza cechsztynskiego. W wyniku dzialania tych ruchow tektonicznych nast(!.pilo rozszerzenie granic basenu sedymentacyj- nego, wyrazone znacznie przekraczaj(!.cym ulozeniem osadow cechsztynu na gornym czerwonym sp(!.gowcu. Ramy tektoniczne basenu okreslila od polnoc- nego ws~hodu strefa dyslokacyjna Koszalina, stanowi(!.ca polnocny odcinek walnej strefy tektonicznej Teisseyre'a-Tornquista (strefy T-T), a od zachodu - uskok Adler (fig. 1). Na obnizonych blokach K i L utworzyla si~ rozlegla zatoka morska si~gaj(!.ca daleko ku polnocnemu zachodowi. Jak daleko - nie jest to ostatecznie wyjasnione, ale istniej(!. podstawy do wnioskowania, ze cechsztyn moze bye obecny w rowie R0nne kolo Bornholmu. W tej sytuacji nalezy rowniez ponownie rozwazye mozliwose bezposredniego pol(!.czenia z basenem dunskim (R. Dadlez, 1974). W zatoce tej osady cechsztynu lez(!. na roznych seriach stratygraficznych mlodszego paleozoiku, a na ugi~tej kraw~dzi bloku M takze na osadach starszego paleozoiku. Tektoniczne ruchy obnizaj(!.ce spowodowaly rowniez, niewielkie zreszt(!., zroznicowanie reliefu dna basenu na poszczegolnych blokach podloza cechsztynu. Uwidocznilo si~ to stosunkowo silnym zroz- nicowaniem facji i mi(!.zszosci najstarszego cyklotemu PZl.
Na obnizonej kraw~dzi bloku M, stanowi(!.cej poludniowo-zachodnie obrze- zenie polwyspu pomorskiego, utworzyla si~ zapewne platforma w~glanowa
wapienia cechsztynskiego, ktora wraz z przyrosni~t(!. do niej platform(!. anhy- drytu dolnego wyznaczala obszar 0 dose slabej subsydencji. Drugi brzeg basenu
zwi~zany z uskokiem Adler mial prawdopodobnie charakter skarpy mor- fologicznej, na ktorej nie mogly powstae platformy w~glanowe i siarczanowe.
Mogly si~ one rozwin(!.e w skrajnie polnocnej cz~sci blokow K i L, w strefie o zmniejszonej mi(!.zszosci osadow cechsztynu, stanowi(!.cej poludniowo-zachod- nie przedluzenie wypi~trzenia poludniowego Bornholmu. Mi~dzy tym wyniesie- niem a wypi~trzeniem na zachod od uskoku Adler (blok Arkony) mogla istniee w'!ska strefa, bye moze 0 charakterze rowu, wprowadzaj(!.ca cechsztyn do rowu R0nne.
Plytkowodne osady wapienia cechsztynskiego oraz anhydrytu do In ego i gornego PZ1 tworz(!.ce platformy mogly si~ rozwin(!.e na przedluzeniu analo- gicznych struktur sedymentacyjnych znanych ze srodkowej Rugii. Szczegolnie interesuj(!.cy jest obszar polozony w centralnej cz~sci bloku K, gdzie na sejsmice refleksyjnej rysuje si~ wyrazne zmniejszenie mi(!.zszosci osadow cechsztynu.
Obszar ten 0 rozci(!.glosci WNW - ESE lezy na przedluzeniu strefy dyslokacyjnej Wiek, przelamuj(!.cej w tym miejscu przebieg uskokow Adler i Kamienia (por. fig.
1 i 3). Bye moie byl to w cyklotemie PZl obszar podwodnych elewacji, na ktorych mogly si~ rozwin,!e rafy mszywiolowo-stromatolitowe i bariery anhydrytowe.
W obnizonych cz~sciach blokow K i L utworzyl si~ rozlegly basen sedymentacyjny 0 wi~kszej subsydencji, charakteryzuj(!.cy si~ malymi mi(!.zszos- ciami wapienia cechsztynskiego i obecnosci,! najstarszej soli kamiennej, tworz'!- cej miejscami panwie solne 0 zwi~kszonych mi,!zszosciach.
W cyklotemie PZl caly omawiany obszar Baltyku byl stref,! 0 zroznicowanej, ale kompensowanej przez sedymentacj~ subsydencji. Na podstawie analogii do Pomorza Zachodniego mozna si~ spodziewae wi~kszego zroznicowania mi(!.z- szosci i facji nii przedstawiono na fig. 3. Centralny basen sedymentacyjny rozci,!gal si~ w poludniowej cz~sci bloku Wolin a i Gryfic. Mi'!zszose cyklotemu PZl maleje tu do mniej niz 200 m, a dose silna subsydencja nie byla calkowicie
Cechsztyn W cz~sci polskiego akwenu Baltyku 107
kompensowana przez sedymentacjy. Ewaporaty cyklu PZl wyrownaly wiyk- szose deniwelacji dna zbiornika z okresu transgresji morza cechsztynskiego i pozniejszego roznicowania siy reliefu.
Nowa ingresja zwi,!zana z cyklem PZ2 wkroczyla na obszar 0 znacznie wyrownanym reliefie i miala zdecydowanie mniejszy zasiyg. Na miejscu platform wyglanowych i plycizn z okresu cyklotemu PZl powstaly plaskie obszary l,!dowe. Na prawie calym omawianym obszarze Baltyku utworzyly siy platformy wyglanowe dolomitu glownego z plytkowodn,! sedymentacj,! osadow wygla- nowych, nie wyl,!czaj,!c w,!skiej zatoki rewalskiej, 0 nieco wiykszej glybokosci.
Ewaporaty, glownie sol kamienna i sole potasowe, objyly srodkow'! czyse blokow K i L, ale mialy stosunkowo niewielkie mi,!zszosci. Mi'!zszose ewaporatow wzrastala stopniowo ku poludniowi, osi,!gaj,!c duze rozmiary w centralnym basenie sedymentacyjnym. Basen ten charakteryzowal siy bardzo siln,! subsyden- cj,!, pocz'!tkowo niekompensowan,!, a przy koncu cyklu calkowicie kompen- sowan'! przez sedymentacjy. Na obszarze Baltyku istnial on tylko w skrajnie poludniowej cZysci bloku H. Ogolnie w cyklotemie PZ2 na przewazaj'!cej czysci obszaru rozwinyla siy plytkowodna sedymentacja skal wyglanowych i ewapora- tow. Subsydencja byla slaba, calkowicie kompensowana przez sedymentacjy.
Kolejna ingresja morska zapocz'!tkowala cykloUm PZ3. Morze znacznie rozszerzylo zasiyg w stosunku do zasiygu w cyklotemie PZ2, a bye moze rowniez w PZl. Ingresji towarzyszylo roznicowanie subsydencji, co mialo znaczenie dla sedymentacji. Na bloku L utworzyla siy rozlegla platforma wyglanowa dolomitu plytowego, charakteryzuj,!ca siy plytkowodn'! sedymentacj,! przy niewielkiej kompensowanej subsydencji. Blok K cechowal siy zwiykszon,! subsydencj,!, co wyrazilo siy mniejszymi mi,!zszosciami skal wyglanowych, przy jednoczesnym wzroscie mi'!zszosci anhydrytow i soli kamiennych siygaj,!cych daleko ku polnocy. Zwiykszona wyraznie subsydencja na bloku K byla rowniez kompen- sowana przez sedymentacjy.
W koncu sedymentacji cyklotemu PZ3 rozpoczyla siy regresja. Wiyksza czyse platformy dolomitu plytowego wynurzyla siy i podlegala przemianom diagene- tycznym oraz erozji.Regresji towarzyszylo wyrazne zwilgotnienie klimatu.
W cyklotemie PZ4 cyklicznose sedymentacji byla bardziej zwi,!zana z wahaniami klimatu niz z ingresjami morza. W okresach wilgotnych przewazala w basenie sedymentacja osadow terygenicznych znoszonych z obszarow alimentacyjnych przez wody opadowe. W okresach suchych powracala sedymentacja ewapora- tow. Zjawiska te zachodzily przy stale zwyzaj'!cym siy pol,!czeniu z morzem gornopermskim i postypuj,!cym zwilgotnieniu klimatu.
Poszczegolne subcyklotemy cyklu PZ4 maj,! nastypstwo regresywne. Wiyk- sza czyse obszaru baltyckiego byla wynurzona i stopniowo erodowana. Ostatecz- ne uksztaltowanie dzisiejszych zasiygow posz~zegolnych cyklotemow cechsztyn- skich nast,!pilo najprawdopodobniej miydzy koncem sedymentacji subcyklo- temu PZ4b a transgresj,! formacji baltyckiej dolnego pstrego piaskowca. W tym czasie zostalo przerwane ostatecznie pol,!czenie z morzem gornopermskim i caly obszar stal siy l,!dem. Sole kamienne zostaly czysciowo rozlugowane i powtornie osadzone w postaci soli descedentnych w basenie zubrow polozonym na poludnie od omawianego obszaru.
Na obrzezach reliktowego basenu ewaporacyjnego tworzyly siy czerwone mulowce formacji rewalskiej. Osady te w miary kurczenia siy basenu ewaporacyj- nego przesuwaly siy z polnocy na poludnie, a po zaniku ewaporatow sedymenta- cja terygeniczna zapanowala w calym basenie.
108 Ryszard Wagner
Nowa transgresja zapocz~tkowala sedymentacj~ osadow terygenicznych formacji baltyckiej dolnego pstrego piaskowca.
Uklad stref litofacjalnych oraz tozklad
*
mi~zszosci cechsztynu wykazujewyrain~ strefowosc. Wynika ona z ukladu lokalnych i regionalnych obszarow o roznej subsydencji i niew~tpliwie jest powi~zana z ruchliwosci~ blokow tektonicznych podloza cechsztynu. We wschodniej cz~sci omawianego obszaru.
na granicy blokow LiM przewazaj~ w cechsztynie kierunki NW SE wyrainie zgodne z przebiegiem strefy dyslokacyjnej Koszalina, stanowi~cej polnocny odcinek rozlamu Teisseyre'a-Tornquista. Strefa T-Twyrainie wplywa na zasi~gi
i uk lad streffacjalnych trzech starszych cyklotemow cechsztyIiskich (fig. 1,3 -6).
Podobnie wplyw ten zaznaczyl9i~ w cechsztynie w tektonicznej strefie Koszali- na - Chojnic (R. Wagner, 1988), przy czym przebieg lineamentu T -T pokrywa si~
tu z poludniowo-zachodni~ kraw~dzi~ platformy prekambryjskiej. Na Baltyku widoczne jest rozchodzenie si~ tych walnych jednostek tektonicznych (fig. 1), a kraw~di platformy prekambryjskiej odchyla si~ w kierunku WNW - ESE (R.
Dadlez, 1990). Kierunki te zdecydowanie wplywaj~ na regionalne zmiany
mi~zszosci cechsztynu oraz przebieg glownych stref facjalnych w poludniowych
cz~sciach blokow H, K i L oraz .na pobrzezu Baltyku Pomorza Zachodniego.
W polnocnej cz~sci blokow L i K zmiany mi~zszosci i facji cechsztynu byly
wypadkow~ kierunku NW - SE (kierunek strefy T -T) i zblizonym do polu- dnikowego kierunku uskoku Adler. Uskok ten, zapewne wieku poinohercyIis- kiego, odegral bardzo wazn~ rol~ w paleogeografii cechsztynu, ograniczaj~c jego
zasi~g ku zachodowi. Stanowil on wschodni~ granic~ rozleglego l~du roz-
ci~gaj~cego si~ w cechsztynie na wyniesieniach Ringk6bing-Fionia i Arkony.
Strefa uskokowa Wiek stanowi~ca poludniow~ granic~ bloku Arkony miala wplyw na rozprzestrzenienie i zmiany facji cechsztynu na terenie NRD. W jej przedluzeniu ku akwenowi polskiemu (srodkowa cz~sc bloku K) obserwuje si~
zmniejszenie mi~zszosci cechsztynu, co zapewne wynikalo ze zmian facji i mi~zszosci w poszczegolnych cyklotemach (fig. 3 - 6). Niewielk~ rol~ w pa- leogeografii cechsztynu odegrala rowniez dyslokacyjna strefa Trzebiatowa rownolegla do uskoku Adler, stanowi~ca granic~ blokow K i L. Blok K charak- teryzowal si~ w cechsztynie znacznie silniejsz~ subsydencj~ niz bIe k L ale wynikalo to glownie z asymetrycznego uj~cia dna basenu sedymentacyjnego wzdluz uskoku Adler.
Zaklad Geologii Z16i: Ropy i Gam Paristwowego Instytutu Geologicznego Warszawa, ul. Rakowiecka 4 Nadeslano dnia 9listopada 1989 r.
PISMIENNICTWO
ATLAS LITOFACJALNO-PALEOGEOGRAFICZNY PERMU OBSZAROW PLATFORMO- WYCH (1978) - Red. S. Depowski. Inst. Geol. Warszawa.
CLARK D.N. (1980) - The sedimentology of the Zechstein 2 Carbonate Formation of Eastern Drenthe. The Netherlands. Contr. Sed., 9, p. 131-165.
DADLEZ R. (1974) - Some geological problems of the Southern Baltic Basin. Acta Geol. Pol., 24, p. 261-276, nr 1.
Streszczenie 109
DADLEZ R. (1990) - Tektonika poludniowego Baltyku. Kwart. Geol., 34, p. 1-20, nr 1.
DEPOWSKI S., PERYT T.M., PIt\TKOWSKI T.S., WAGNER R. (1978) - Sedymentacja i paleogeografia cechsztyriskiego dolomitu glownego a jego ropo- i gazonosnosc. Prz. Geol., 26, p. 141-146, nr 3.
MUNZBERGER E., ROST K., WIRTH J.(1966) - Vergleichende Darstellung der Sedimenta- tionverhaltnisse des Zechsteins von Thiiringen mit denen des Nordostdeutschen Flachlan- des. Ber. Deutsch. Ges. Geol. Wiss. A. Geol. PaHiont., 11, nr 1/2.
ORLOWSKA-ZWOLINSKA T. (1984) Palynostratigraphy of the Buntsandstein in sections of Western Poland. Acta Palaeont. Pol., 29, p. 161-194, nr 3 -4.
PIENKOWSKI G. (1989) - Sedymentologiczne kryteria wyrozniania granicy cechsztyn/pstry piaskowiec oraz perm/trias w Polsce. Prz. Geol., 37, p. 237 - 247, nr 5.
POKORSKI 1. (1988) - Mapy paleotektoniczne czerwonego sp<!gowca w Polsce. Kwart. Geol., 32, p. 15-32, nr 1.
POKORSKI 1. (1990) Czerwony sp<!gowiec pobrzeza Pomorza Zachodniego i przyleglego akwenu Baltyku. Kwart. Geol., 34, p. 79-92, nr 1.
REICHENBACH W. (1970) - Die lithologische Gliederung der recessiven Folge von Zechstein 2 - 5 in ihrer Beckenausbildung - Probleme der Grenzziehung und Parallelisierung. Ber.
Deutsch. Ges. Geol. Wiss. A. Geol. Paliiont., 4, p. 555 - 563.
SZYPERKO-TELLER A. (1982) - Litostratygrafia pstrego piaskowca na Pomorzu Zachodnim.
Kwart. Geol., 26, p. 341- 367, nr 2.
WAGNER R. (1986) Problemy formalnej litostratygrafii cyklotemow ewaporatowych na przykladzie cechsztynu. Prz. Geol., 34, p. 250 - 254, nr 5.
WAGNER R. (1987a) - Cechsztyn. W: Budowa geologiczna walu pomorskiego i jego podloza.
Pro Inst. Geol., 119, p. 64-81.
WAGNER R. (1987b) - Stratigraphy of the Uppermost Zechstein in North-Western Poland.
Bull. Pol. Acad. Sc. Earth Sc., 35, p. 265-273, nr 3-4.
WAGNER R. (1988) - Ewolucja basenu cechsztyriskiego w Polsce. Kwart. Geol., 32, p. 33-52, nrl.
WAGNER R., PIt\TKOWSKI T.S., PERYT T.M. (1978) - Polski basen cechsztyriski. Prz. Geol., 24, p. 673-686, nr 12.
WAGNER R., POKORSKI J., DADLEZ R. (1980) - Paleotektonika basenu permu na Nizu Polskim. Kwart. Geol., 24, p. 553-569, nr 3.
PbIIllap.ll: BArHEP
UExmTEHH B 3AIIA)1;HOH qACTII nOJILCKOH AKBATOPHH 6AJITHHCKOrO MOPiI
Pe310Me
EypoBhIe H CeiiCMHtfeCKHe pa60ThI C.ll:eJIaJIH B03MO)KHhIM orrpe.ll:eJIeHHe .ll:aJIhHOCTH, cPanHH H cTpaTHrpacPHH nexIllTeiiHa.
rpaHHnbI nexIllTeiiHoBoro 6acceiiHa, o6pa3yromero 3.ll:eCh 3aJIHB, 6hIJIH CcPOpMHpoBaHbI .ll:HcPcPepeHnHpoBaHHoii cy6CH.ll:eHnHeii TeKTOHHtfeCKHX 6JIOKOB cPYH.ll:aMeHTa, HMelOmHX pa3HhIii reHe3HC. CeBepo-BOCTOtfHa.sI rpaHHna rrpOXO.ll:HT B.ll:OJIh .ll:HCJIOKanHOHHoii 30HhI KOillaJIHHa (cPHr. 1), KOTOpa.sI rrpe.ll:CTaBJI.sIeT co6oii ceBepHhIii oTpe30K JIHHeaMeHTa Teiiccepa-TopHKBHcTa (30Ha T-T).
C 3arra.ll:a nexIllTeiiHoBhIii 6acceiiH OrpaHHtfHBaeT rr03.ll:HOrepnHHcKHii c6poc AMep. Me)K.ll:Y 3THMH
110 Ryszard Wagner
30HaMH, Ha nOHH)I(eHHbIX TeKTOHH'IeCKHX 6JIOKaX K H L 06pa30BaJICg 06lIIHPHbIH MOPCKOH 3aJIHB, npo,UOJI)I(alOmHHCg ,UaJIeKO K C3. B03MO)l(HO, 'ITO IIexlliTeHH HaXO.llHJICg BO Bna,UHHe POHHe OKOJIO DOPHXOJIbMa H CJIe,UyeT eme pa3 paCCMOTpeTb B03MO)l(HOCTb Henocpe,UcTBeHHofo coe,UHHeHHg nOJIbCKOfO H ,UaTcKofo 6acceHHoB.
[(eXIlITeHH JIe)l(HT nepecTynalOI1UfM 06pa30M Ha pa3HbIx .popMaIIHgX KpacHofo JIe)l(Hg, a BHe ero Haxo,UHTCg (B CB '1aCTH aKBaTopHH) Ha pa3HbIx CTpaTHfpa.pH'IeCKHX e,UHHJ'lIIaX MJIa,Ulliefo H cTaplliefo naJIe030g. [(HKJIOTeMMa PZl pa3BHTa B nOJIHOM CTpaTHfpa.pH'IeCKOM pa3pe3e (.pHr. 2).
OHa xapaKTepH3yeTCg OTHOCHTeJIbHO 60JIblliHMH MOIIIHOCTgMH H 3Ha'lHTeJIbHOH JIHTo.paIIHaJIbHOH pa3HOCTblO C 60JIblliHM Y'laCTHeM 3BanopHTOB, oc06eHHO caMbIX ,UpeBHHX KaMeHHbIX COJIeH (.pHf.
3). B,UOJIb c6poca A.llJIep cymecTBOBaJIa Y3Kag, nOHH)I(eHHag 30Ha HMelOmag xapaKTep Bna,UHHbI, KOTOpag MO)l(eT 6b1Tb BBO,UHT '1eXlliTeHHoBbIe OTJIO)l(eHHg no Bna,UHHY POHHe.
B IIHKJIOTeMMe PZ2 npOH30lliJIO 3Ha'lHTeJIbHOe YMeHbllieHHe ,UaJIbHOCTH MOP5l. B fJIaBHOM ,UOJIOMHTe (Ca2) BeCb 6JIOK L H ceBepHYIO '1aCTb 6JIOKa K 3aHHMaJIa 06lliHpHag Kap60HaTHag nJIaT.popMa (.pHr. 5), OT,UeJIeHHag Y3KHM peBaJIbCKHM 3aJIHBOM OT nJIaT.popMbI KaMeHg. IhMeH- '1HBOCTb MOmHOCTH H .paIIHH fJIaBHOfO ,UOJIOMHTa 6y,UeT 3,UeCb He MeHbllie '1eM Ha MaTepHKe. DOJIee ,UpeBHHe KaMeHHbIe COJIH, He O'leHb 60JIblliOH MOmHOCTH, HaX0.ll5lTCg TOJIbKO B IO)I(HOH '1aCTH aKBaTopHH (.pHf. 4).
[(HKJIOTeMMa PZ3 xapaKTepH3yeTCg TpaHcfpeccHBHoH nOCJIe,UOBaTeJIbHOCTblO H 60JIblliOH K ceBepo-3ana,Uy ,UaJIbHOCTblO 3BanopHTOB Ha 6JIOKe K (.pHr. 6). nepBH'IHag ,UaJIbHOCTb :noH IIHKJIOTeMMbI 6blJla BepOgTHO 60JIee lliHpOKag '1eM PZl.
3BanopHTbI IIHKJIOTeMMbI PZ4, npHHa.llJle)J(amHe HCKJIIO'IHTeJIbHO K cy6IIHKJIOTeMMe PZ4a, BCTpe'lalOTCg TOJIbKO B IO)I(HOH '1aCTH aKBaTopHH. 3aTo 3,UeCb lliHPOKO pacnpocTpaHeHHble KpacHble aJIeBpOJIHTbI peBaJIbCKOH CBHTbI, KOTopble .paIIHaJIbHO COOTBeTcTBYIOT 3BanopHTaM PZ4 (.pHf. 7).
PacnOJIO)l(eHHe JIHTo.paIIHaJIbHbIX 30H H H3MeH'IHBOCTb MOmHOCTH IIexlliTeHHa BblKa3bIBalOT '1eTKYIO 30HaJIbHOCTb. OHa BbITeKaeT H3 pacnOJIO)l(eHHg MecTHbIX H pefHOHaJIbHbIX 06JIaCTeH C pa3HOH cy6CH,UeHIIHeH, CB5I3aHHbIX C nO,UBH)I(HOCTblO TeKTOHH'IeCKHX 6JIOKOB .pYH,UaMeHTa IIeXlliTeHHa, HMelOmHX pa3HbIH reHe3HC. B ceBepO-BOCTO'lHOH '1aCTH aKBaTopHH npe06JIa,UalOT HanpaBJIeHHg C3 -lOB, COfJIaCHble C XO,UOM ,UHCJIOKaIIHOHHoH 30HbI KOlliaJIHHa, npe,UcTaBJIglOmeH ceBepHYIO '1aCTb 30HbI T -T (.pHf. 1). B IIeHTpaJIbHOH '1aCTH aKBa TOpHH HanpaBJIeHHg H3MeH5IIOTCg Ha 3C3- BlOB, COfJIaCHO C OTKJIOHglOmeHCg fpaHblO ,UoKeM6pHHcKOH nJIaT.popMbI. B IIeHTpaJIbHOH '1aCTH 6JIOKa K 3TH HanpaBJIeHHg BbIKa3bIBaeT 06JIaCTb YMeHbllieHHblx MOmHocTeH IIexlliTeHHa, oc06eHHo XOPOlliO BH,UHa Ha .paIIHaJIbHOH KapTe PZl (.pHr. 3), JIe)J(amag Ha npo,UOJI)I(eHHH C6POCOBOH 30HbI BHK Ha TeppHTopHH repMaHcKoH ):(eMoKpaTH'IeCKOH Pecny6JIHKH.
B ceBepo-3ana,UHoH '1aCTH aKBaTopHH H3MeHeHHg MOmHOCTH H .paIIHH IIexlliTeHHa 6blJlH paBHo,UeHcTBYlOmeH Me)l(,Uy HanpaBJIeHHgMH C3 -lOB H C -10. 3TO nOCJIe,UHee HanpaBJIeHHe BbITeKaeT H3 xo,Ua c6poca A.llJIep, n03,UHofepIIHHcKOfO B03pacTa, 6y,Uymefo BOCTO'lHOH fpaHHIIeH KOHTHHeHTaJIbHbIX TeppHTopHH CBg3aHHblX C nO,UHgTHgMH PHHfK36HHf-<i>bIH H APKOHbI. [(ex- lliTeHH BbIKa3bIBaeT 60JIblliYlO .llH.p.pepeHIIHaIIHIO MOmHOcTeH H .paIIHH. OHa MO)l(eT 6bITb 60JIblliag '1eM Ha npe,UCTaBJIeHHbIX KapTax.
Ryszard WAGNER
ZECHSTEIN IN THE WESTERN PART OF THE POLISH BALTIC AREA
S u m m a r y
Drilling operations and seismic survey have allowed to general exploration of extent, facies and stratigraphy of Zechstein.
Streszczenie 111
The boundaries of the Zechstein Basin composing a bay here were formed by differentiated subsidence of tectonic blocks of the basement of various genesis. The north-eastern boundary run along the Koszalin Dislocation Zone (Fig. 1), forming the northern section of the Teisseyre-Tornquist Lineament (the T-T Zone). The Zechstein Basin limits the Late Hercynian Adler Fault in the west.
Between these zones, over lowered tectonic blocks K and L, a wide bay extending far northwestward was formed. Zechstein perhaps is present in the Renne Graben near Bornholm and the possibility of direct connection between the Polish Basin and Danish Basin should be consider again.
Zechstein surposes trangressively various Rot~iegendes formations, and beyond their extent (north-eastern part) over various stratigraphical units of Younger and Older Palaeozoic. The PZl cyclothem is developed in a faulllithostratigraphical profile (Fig. 2). It characterizes with relatively large thicknesses and high litho facial differentiation with a high fraction of evaporites, especially the oldest rock salts (Fig. 3). Along the Adler Fault there was a narrow, lowered zone of the nature of a graben that perhaps introduced Zechstein into the Renne Graben.
Considerable decreasing of marine extent took place in the PZ2 cyclothem. In Main Dolomite (Ca2) the whole block Land the northern part of block K took up a wide carbonate platform (Fig. 5), separated with the narrow Rewal Bay from the unique Kamien Platform. Variability in thickness and Main Dolomite facies is not less here than in the land area. The older rock salts with not too much thickness occur only in the southern part (Fig. 4).
The PZ3 cyclothem characterizes transgressive overlap and far northwestward extent of evaporites over the block K (Fig. 6). A primary extent ofthis cyclothem was likely wider than ofPZl.
The PZ4 cyclothem evaporites belonging only the subcyclothem PZ4a occur only in the southern part. While red siltstones ofthe Rewal Formation (a facial homologue of evaporites PZ4) - Fig. 7 - are widely spread.
A set of lithofacial zones and variability of Zechstein thickness are distinctly zonal due to a set of local and regional areas with various subsidence connected with movability of various genesis tectonic blocks of the Zechstein basement. NW - SE directions dominated in the north-eastern part according to the run of the Koszalin Dislocation Zone forming the northern part of the T -T Zone (Fig.
1). In the central part, directions change into WNW - ESE according to the Precambrian Platform edge deviated in this direction. In the central part of block K the area of decreasing Zechstein thickness shows these directions, cleary seen on the facial map PZl (Fig. 3). The area occur in extension of the Wiek Fault Zone (GDR). In the north-western part changes of the Zechstein thickness and facies were resultant between NW - SE and N - S directions. This latter direction results in the run of the Late Hercynian Adler Fault that forms the eastern boundary the land areas, connected with the Ringkobing - Fyn and Arcona Elevations. Zechstein shows high diversification in thickness and facies. Actually it may be higher than it is presented on maps.
