Robert SKRZYPCZAK
Zak³ad Energii Odnawialnej i Badañ Œrodowiskowych Pracownia Energii Odnawialnej
Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energi¹ PAN
31-261 Kraków, ul. J. Wybickiego 7 e-mail: robskrzy@min-pan.krakow.pl
Technika Poszukiwañ Geologicznych Geotermia, Zrównowa¿ony Rozwój nr 1–2/2011
PROPOZYCJE LOKALIZACJI BADAÑ DLA POTRZEB GEOTERMALNEJ TECHNOLOGII GOR¥CYCH SUCHYCH SKA£ W REJONIE SUDETÓW
STRESZCZENIE
Poszukuj¹c struktur geologicznych przydatnych dla technologii „gor¹cych suchych ska³” (HDR – Hot Dry Rock) – odzysku skumulowanego w nich ciep³a dla produkcji energii elektrycznej, dokonano skrótowego przegl¹du masywów i plutonów w obrêbie krystaliniku Polski. Wskazano najbardziej perspektywiczne regionalne jednostki geologiczne w Polsce: Sudety i blok przedsudecki. W ich obrêbie wytypowano perspektywiczne lokalne jednostki geologiczne:
masywy granitowe Sudetów, a wœród nich jako jednostkê optymaln¹: pluton Karkonoszy – m.in. z racji wzglêdnie wysokich wartoœci generowanego ciep³a radiogenicznego. Przeanalizowano równie¿ mapê fotolineamentów sate- litarnych i radarowych Sudetów, poszukuj¹c zale¿noœci pomiêdzy g³êbokimi roz³amami i strukturami kolistymi oraz lokalizacj¹ trzeciorzêdowych kominów wulkanicznych (relatywnie najm³odszych), a tak¿e starszych utworów skalnych. Uwzglêdniono potencjalne lokalizacje wulkanów pogrzebanych pod m³odszymi osadami. Dodatkowo skorzystano z informacji o wspó³czesnych strefach podwy¿szonej gêstoœci strumienia cieplnego oraz o strefie wspó³- czesnej wzmo¿onej aktywnoœci sejsmicznej. Wskazano lokalizacje preferowane do dalszych badañ.
S£OWA KLUCZOWE
Technologia gor¹cych suchych ska³, wybrane jednostki krystaliniku Polski, z³o¿a granitoidów sudeckich, fotolineamenty, kominy wulkaniczne, potencjalne miejsca wierceñ badawczych
* * *
Recenzowa³ prof. dr hab. in¿. Wojciech Ci¹¿kowski
Artyku³ wp³yn¹³ do Redakcji 17.05.2011 r., zaakceptowano do druku 18.06.2011 r.
WPROWADZENIE
„Gor¹ce suche ska³y”– HDR (ang. Hot Dry Rock), to technologia geotermalna wyko- rzystuj¹ca ciep³o niezbyt silnie spêkanych ska³ zbiornikowych, izolowanych od kr¹¿enia wód podziemnych. Zak³ada siê przy tym odzysk ciep³a wy³¹cznie dla przetwarzania go w energiê elektryczn¹. Ostatnio dla takiej technologii wprowadzono termin Engineered Geothermal Systems(EGS).
W sensie klasycznym, gor¹ce suche ska³y wystêpuj¹ zazwyczaj na g³êbokoœciach 3–5 km, a ciep³o jest w nich generowane przez rozpad pierwiastków promieniotwórczych, zawartych w niektórych minera³ach ska³otwórczych (Górecki 2006).
Poszukiwanie struktur geologicznych, perspektywicznych dla ewentualnego zastoso- wania technologii HDR w Polsce, kieruje uwagê g³ównie na miejsca wystêpowania ska³ magmowych.
1. SKA£Y MAGMOWE POLSKI A STRUKTURY DLA TECHNOLOGII HDR
Bolewski i Parachoniak (1974) systematyzowali ska³y magmowe g³ównych cykli oro- genicznych w Polsce i miejsca ich wystêpowania nastêpuj¹co:
– prekambryjskie ska³y magmowe(pod³o¿e NE Polski, Sudety, Polska po³udniowa), – ska³y staropaleozoicznej epoki magmowej (Sudety, pod³o¿e Karpat, NE Polska, Góry
Œwiêtokrzyskie),
– ska³y m³odopaleozoicznej epoki magmowej: magmatyzm pocz¹tkowy (Sudety Wschod- nie i blok przedsudecki) magmatyzm g³ówny (Sudety, Tatry, pod³o¿e Karpat, obszar œl¹sko-krakowski) wulkanizm nastêpczy i koñcowy (Sudety i Przedgórze Sudeckie, obszar œl¹sko-krakowski, okolice Zawiercia oraz niecka miechowska i Góry Œwiêto- krzyskie) wulkanizm platformy paleozoicznej (monoklina przedsudecka, NW Polska, obszar lubelski),
– mezo-kenozoiczna epoka magmowa(Tatry, Karpaty, pieniñski pas ska³kowy, œrodkowa Polska i zapadlisko przedkarpackie – w osadach wieku kredowego i m³odszych, dolno- œl¹ska formacja bazaltowa).
Odwiercenie otworu eksploatacyjnego jest jednym z najbardziej kapita³och³onnych ele- mentów wdra¿ania technologii HDR. St¹d za³o¿enie, aby odpowiednich struktur dla tej technologii poszukiwaæ mo¿liwie p³ytko i w mo¿liwie rozleg³ych masywach, które mog¹ akumulowaæ przydatne dla niej ciep³o. Optymalnym rozwi¹zaniem by³oby odnalezienie ich w du¿ych masywach ods³aniaj¹cych siê na powierzchni Ziemi, relatywnie m³odego wieku, zwi¹zanych z wulkanizmem i dzia³alnoœci¹ tektoniczn¹, mog¹cymi odnawiaæ termikê ma- sywu.
Wiêkszoœæ wyst¹pieñ ska³ magmowych w obszarze Polski, wskazanych powy¿ej, przy- kryta jest mi¹¿szym na ogó³ nadk³adem ska³ osadowych. Dotyczy to tak¿e utworów krysta- licznych, charakteryzuj¹cych siê podwy¿szon¹ produkcj¹ ciep³a radiogenicznego (Puziewicz
2004), tj. gnejsów, amfibolitów, granitów, a w czêœci stropowej utworów niskometamor- ficznych (Cymerman 2004).Najp³ycej po³o¿one wystêpuj¹ w Polsce na linii Miêdzyrzec- -Leszno (w najlepszym przypadku przypuszczalnie na g³êbokoœci ok. 5 km) oraz w jej przed³u¿eniu ku NW. Tam, na g³êbokoœci oko³o 6 km temperatura osi¹ga 200oC(Puziewicz 2004).G³ównym Ÿród³emgenerowanego z nich ciep³a radiogenicznego s¹ zapewne granity, przez analogiê do obserwacji w innych masywach krystalicznych (Rybach, Èermak 1982;
Plewa 1994).
Ods³oniêcia ska³ magmowych o relatywnie du¿ych powierzchniach i kubaturach, wystê- puj¹ w Polsce g³ównie w Sudetach (wraz z blokiem przedsudeckim) i kontynuuj¹ siê w Czechach. Wystêpuj¹ te¿ w Tatrach (z kontynuacj¹ na S³owacji). Zwi¹zane s¹ z magma- tyzmem g³ównym m³odopaleozoicznej epoki magmowej. Potencjalne wykorzystanie skumu- lowanego w nich ciep³a mo¿e byæ utrudnione z uwagi na obecn¹ funkcjê sporej czêœci powierzchni tych terenów – ochronê w nich œrodowiska naturalnego. Nie tyle z powodu ingerencji w œrodowisko przyrodnicze – na ogó³ minimalnej, zale¿nej od etapu rozpoznania, udostêpnienia czy eksploatacji, ile z tytu³u konfliktu z chroni¹cymi œrodowisko przyrodnicze zapisami prawa, czy te¿ z ich zbyt rygorystyczn¹ interpretacj¹. Przewiduje siê, ¿e wskazane powy¿ej trudnoœci wyst¹pi¹ g³ównie w Tatrach, a w znacznie mniejszym stopniu w Sudetach.
Nie przewiduje siê ich w bloku przedsudeckim. Dlatego dalsz¹ uwagê skoncentrowano na dwóch ostatnich jednostkach strukturalnych, s¹siaduj¹cych ze sob¹.
2. SUDETY I BLOK PRZEDSUDECKI JAKO MAKROSTRUKTURY GEOLOGICZNE PERSPEKTYWICZNE DLA TECHNOLOGII HDR
Obszary Sudetów i bloku przedsudeckiego stanowi¹ bardzo specyficzny zapis wielu etapów przesz³oœci geologicznej, o czym informuje choæby powy¿sze zestawienie wystê- powania ska³ magmowych na terenie Polski. Dotyczy ono tylko przesz³oœci magmowej, w tym odnawianej, czego przejawem s¹ wulkanity trzeciorzêdowej dolnoœl¹skiej formacji bazaltowej. Najm³odsze z nich, dolnoplioceñskie (zanclean), stwierdzono w L¹dku Zdroju (Birkenmajer i in. 2002).
W Sudetach, przedmiotem poszukiwañ struktur przydatnych dla technologii HDR s¹ g³ównie ska³y krystaliczne: magmowe (tworz¹ce plutony), ewentualnie metamorficzne (szcze- gólnie te s¹siaduj¹ce z plutonami – tworz¹ce masywy), a odrêbnie wulkanity trzeciorzêdowe (zw³aszcza bazalty kominów wulkanicznych). Ciep³o skumulowane w ska³ach krystalicznych mo¿e pochodziæ z wnêtrza Ziemi i przedostawaæ siê w p³ytsze partie górotworu poprzez g³êbokie spêkania – wskutek konwekcji oraz kondukcji. Mo¿e te¿ byæ generowane podczas rozpadu promieniotwórczego niektórych minera³ów ska³otwórczych ze ska³ po³o¿onych p³ycej lub te¿ z miejsc wtórnej koncentracji pierwiastków radioaktywnych, np. stwierdzanych w niektórych strefach silnych spêkañ ska³.
3. CIEP£O WNÊTRZA ZIEMI W SUDETACH I BLOKU PRZEDSUDECKIM
Wspó³czesnymi strefami dop³ywu ciep³a z wnêtrza Ziemi s¹ w Sudetachi bloku przed- sudeckim najprawdopodobniej g³êbokie dyslokacje, szczególnie te wyznaczaj¹ce trzecio- rzêdowe ryfty kontynentalne o przebiegu eggijskim i reñskim.Du¿e wyst¹pienia utworów dolnoœl¹skiej formacji bazaltowej (rozleg³e wylewy law bazaltowych, najwiêksze wulkany) wi¹¿¹ siê z usytuowaniem tych dyslokacji oraz z typem litologicznym i wytrzyma³oœci¹ przebijanych intruzjami ska³(rys. 1).
Dyslokacje eggijskie, o przebiegu z NNW, to na terenie Polski kontynuacja brze¿nych uskoków znanego z Czech ryftu ³abskiego (Jetel, Rybáøová 1979). W Polsce jego granice tworzy na SW strefa dyslokacyjna Gorzanów-Kudowa, wystêpuj¹ca w przed³u¿eniu nasu- niêcia P4rièsko-Hronovskiego. Na NE wyznacza je dyslokacja Strugi, stanowi¹ca fragment g³ównego uskoku œródsudeckiego. Wspó³czeœnie notowane s¹ tam liczne ekshalacje endo- genicznego CO2oraz wystêpowanie szczaw (Fistek 1977; Wystêpowanie... 2002).
Dyslokacje reñskie, o kierunku z NNE, tworz¹ inny ryft doœæ wyraŸnie widoczny na Mapie fotogeologicznej Sudetów 1:200 000 (1986). Na zachodzie jego granice wyznacza fotolineament S-Fl (R-Fl)128 Liberec-Krêpnica o d³. 80 km wraz z równoleg³ym do niego fotolineamentem S-Fl 1 Nysy £u¿yckiej (Trzciniec-Pieñsk) o d³. 36 km, interpretowane przez autorów mapy jako dyslokacje. Granice wschodnie zdaje siê wyznaczaæ fotolineament S-Fl (R-Fl) 44 Uniejowice-Chroœnica o d³. 21 km (dyslokacja – wed³ug autorów mapy), stano- wi¹cy niejako przed³u¿enie wi¹zki du¿ych równoleg³ych fotolineamentów S-Fl 20 Zespo³u Szklarska Porêba-Kowary o d³ugoœciach 2–20 km (wed³ug autorów mapy s¹ to g³ówne spêkania lecz w istocie mog¹ byæ g³êbokimi dyslokacjami). Najd³u¿sze z nich przebiegaj¹ m.in. w pobli¿u Cieplic Œl¹skich-Zdroju. Wœród nich wystêpuje uskok Wrzosówki, wska- zywany jako poœrednie Ÿród³o dop³ywu ciep³a z wnêtrza Ziemi w rejon tamtejszej dodatniej anomalii termicznej, czego efektem s¹ wyp³ywy wód termalnych na ró¿nych g³êbokoœciach, przy czym na g³êbokoœci 1850–1855 m temperatura osi¹ga³a 98,7oC (Fistek, Dowgia³³o 2003). Zdaniem Dowgia³³y (1976) nie musi to byæ zwi¹zane wy³¹czne z dodatni¹ anomali¹ ziem- skiego strumienia cieplnego, natomiast na g³êbokoœci co najmniej 3 tys. m mo¿na oczekiwaæ temperatur przekraczaj¹cych 130oC.
Dyslokacje nr 28 i nr 1 oraz nr 44 wraz z wi¹zk¹ dyslokacji nr 20, to jednoczeœnie orientacyjne granice najaktywniejszej wspó³czesnej strefy sejsmicznej w Polsce. Przebiega ona w kierunku NNE, m.in. przez Góry Kaczawskie, Przedgórze Sudeckie, Nizinê Œl¹sk¹ i dalej wzd³u¿ linii Jelenia Góra–Leszno (Zwoliñski 2010). Polskie epicentrum tej aktywnoœci sejsmicznej pokrywa siê w rejonie Lubina ze stref¹, w której gêstoœæ strumienia cieplnego osi¹ga oko³o 100 mW/m2 (Szewczyk 2007). G³êbokoœæ powierzchni nieci¹g³oœci Moho-
1Informacje o fotolineamentach: Mapa fotogeologiczna Sudetów, 1:200 000, 1986. Symbole fotolineamentów, analogicznie do u¿ytych w tej pracy, oznaczaj¹: Fl – fotolineament (ogólnie), S-Fl – fotolineament wskazany na podstawie zdjêæ satelitów z serii Landsat wykonanych w latach 1973–1979, R-Fl – fotolineament wskazany na podstawie zdjêæ radarowych wykonanych w 1978 r. przez ekipê radzieck¹ w systemie „TOROS”, S-Fl (R-Fl) – fotolineament wskazany na podstawie zdjêæ zarówno satelitarnych, jak i radarowych.
rovièiæa jest tam relatywnie ma³a jak na warunki w Polsce. Liczona ze wzoru Woolarda wynosi oko³o 31 km, a w Sudetach przekracza 33 km (Fajklewicz 1966).
4. CIEP£O RADIOGENICZNE SKA£ KRYSTALICZNYCH SUDETÓW I BLOKU PRZEDSUDECKIEGO
Oprócz usytuowania stref potencjalnego wspó³czesnego dop³ywu ciep³a z wnêtrza Ziemi, wskazówk¹ w poszukiwaniach struktur przydatnych dla technologii HDR s¹ informacje o rzeczywistych lub spodziewanych iloœciach generowanego ciep³a radiogenicznego ze wskazanych powy¿ej i rozwa¿anych typów ska³. Pod tym wzglêdem uprzywilejowane s¹ kwaœne ska³y g³êbinowe. Rybach i Èermak (1982) podaj¹, ¿e relatywnie najwiêcej ciep³a radiogenicznego (w iloœci do 7,81 mW/m3) mo¿e byæ generowane z hercolitu, natomiast z granitu do 7,65mW/m3, sjenitu do 5,91mW/m3, a granodiorytu do 4,7mW/m3. Znacznie mniejsza jego iloœæ pochodzi ze ska³ metamorficznych – relatywnie najwiêksza z gnejsów (do 3,3 mW/m3) i ³upków krystalicznych (do 2,95 mW/m3). W kwarcytach hornfelsowych, tj.
ska³ach kontaktowych powstaj¹cych wokó³ intruzji, wynosi ona 2,82 mW/m3, natomiast w zasadowych ska³ach wulkanicznych Sudetów (wulkanity trzeciorzêdowe) wed³ug Plewy (1994) mo¿e dochodziæ do 2,97mW/m3.
5. ROZWA¯ANE LOKALIZACJE BADAÑ STRUKTUR DLA TECHNOLOGII HDR W SKA£ACH MAGMOWYCH (Z POMINIÊCIEM WULKANITÓW) SUDETÓW I BLOKU
PRZEDSUDECKIEGO
Wstêpne badania, których celem jest uzyskanie danych pomiarowych dla modelu ter- micznego masywu zawieraj¹cego struktury potencjalnie przydatne dla technologii HDR, ze wzglêdów praktycznych rozwa¿ano w odniesieniu do miejsc dawnej lub obecnej eksploatacji surowców skalnych, szczególnie w obrêbie istniej¹cych obszarów lub terenów górniczych.
Dostêpnoœæ terenu jest w takich miejscach ³atwiejsza. Wiêksza jest te¿ szansa na unikniêcie kolizji funkcji, szczególnie w odniesieniu do obszarów chroni¹cych zasoby przyrody o¿y- wionej. Kierowano siê tak¿e rozmiarami masywów Sudetów i bloku przedsudeckiego, specy- fik¹ ich budowy tektonicznej, petrogenez¹ wystêpuj¹cych tam ska³, ich cechami fizycznymi oraz wielkoœci¹ produkcji w nich ciep³a radiogenicznego. Na tym etapie rozwa¿añ uznano, i¿
masywy ska³ magmowych s¹ bardziej perspektywiczne dla prowadzonych poszukiwañ ni¿
masywy utworzone przez ska³y metamorficzne (jako potencjalne „akumulatory” ciep³a o tempe- raturach wy¿szych ni¿ 100–150°C w strukturach usytuowanych mo¿liwie p³ytko). Nie oznacza to ca³kowitej eliminacji ska³ metamorficznych z rozwa¿añ w dalszej perspektywie czasowej.
W Sudetach i bloku przedsudeckim najm³odsze kwaœne ska³y g³êbinowe wystêpuj¹ w plutonach schy³ku orogenezy waryscyjskiej (ok. 340–330 Ma) – granitowym plutonie k³odzko–z³otostockim, plutonie Kudowej i plutonie Niemczy, oraz w plutonach zakoñczenia tej
orogenezy (ok. 320–300 Ma) – plutonie Karkonoszy, plutonie strzeliñskim i plutonie ulowej, a tak¿e w plutonie Strzelin-Sobótka, nieco m³odszym (ok. 318–227 Ma) (Mazur i in. 2007). Ze wzglêdu na rozmiary plutonów i stopieñ ich zaanga¿owania tektonicznego bardziej inte- resuj¹ce s¹ plutony utworzone przy zakoñczeniu orogenezy waryscyjskiej. Geneza ich po- wstania nawi¹zuje do wzrostu przep³ywu ciep³a z litosferycznego p³aszcza do skorupy ziemskiej. Mog³a go spowodowaæ regionalna ekstensja orogenu (Henk 1997) lub delaminacja litosferycznego p³aszcza, pogrubionego pod Masywem Czeskim (Finger i in. 2007).
Najwiêkszy obszar zajmuje pluton Karkonoszy. Na terytorium Polski ma on powierzchniê oko³o 185 km2. Zosta³ utworzony oko³o 300 Ma temu (Depciuch, Lis 1971; Mazur i in. 2007) przez granitoidy intruduj¹ce w d³u¿szym okresie czasu, a nastêpnie pociête licznymi wa- ryscyjskimi ¿y³ami pegmatytowymi, aplitowymi, mikrodiorytowymi i lamprofirowymi (Bo- lewski, Parachoniak 1974).
W Karkonoszach, w stosunku do obszaru pó³nocnego ich przedpola, s³abo zaznaczy³o siê wystêpowanie utworów trzeciorzêdowej formacji bazaltowej. Natomiast doœæ wyraŸnie wi- doczne s¹ pêkniêcia, z którymi utwory te s¹ lub mog¹ byæ zwi¹zane. Niewykluczone, ¿e pêkniêcia siêgaj¹ na g³êbokoœæ 10–20 km do tzw. powierzchni Conrada (Mierzejewski 1985), tj. do kontaktu bazaltowych i granitowych warstw skorupy ziemskiej. Mog¹ zatem stanowiæ najwa¿niejsze drogi dop³ywu ciep³a z g³êbi Ziemi do ska³ kumuluj¹cych je bli¿ej jej po- wierzchni. Dla niniejszych rozwa¿añ to bardzo istotna obserwacja, dlatego warto j¹ uœciœliæ.
Spektakularnym wyst¹pieniem trzeciorzêdowych bazaltów w obrêbie Karkonoszy jest góra Bukovec (1005 m n.p.m.) ko³o Jizerki w Czechach, w pobli¿u granicy z Polsk¹ – na brzegu Izery, naprzeciw polskiego przysió³ka Orle. Powsta³a w miejscu przeciêcia dyslokacji o kierunku eggijskim (du¿ej dyslokacji Harrachova) z dyslokacj¹ o kierunku reñskim. Nie- jako w przed³u¿eniu tej drugiej w kierunku SW znajduj¹ siê dwa inne wyst¹pienia bazaltów (w pobli¿u czeskich Lucan n. Nis.), a trzecie na zachód od nich przy innym równoleg³ym uskoku (w pobli¿u czeskiego Janova n. Nis.). Kolejny uskok o kierunku reñskim, usytuowany pomiêdzy nimi, z przerwami kontynuuje siê w obszar Polski jako zespó³ fotolineamentu S-Fl (R-Fl) 26 Mirska (d³. 16 km) – Gierczyna (d³. 10 km), a¿ po wyst¹pienie siedmiu kominów wulkanicznych w rejonie Rêbiszowa, w Paœmie Kamienieckim na Pogórzu Izerskim. Rów- nolegle do nich przebiegaj¹ wspomniane ju¿ spêkania S-Fl 20 Zespo³u Szklarska Porêba- -Kowary. Zapewne z jednym z nich zwi¹zane s¹ niewielkie wyst¹pienia bazaltów w polskiej czêœci Karkonoszy – pod Sokolnikiem (1384 m n.p.m.) i Wielkim Szyszakiem (1509 m n.p.m.). Z innym wi¹¿e siê wody termalne Cieplic Œl¹skich-Zdroju (o czym wspomniano wczeœniej). Najwiêksze wyst¹pienia trzeciorzêdowych kominów bazaltowych w polskiej czêœci Karkonoszy stwierdzono na wschód od Jeleniej Góry (ok. 1 km na pó³noc od Ma- ciejowej). Nale¿y je wi¹zaæ z fotolineamentem S-Fl (R-Fl) 29 P³uczki Górne-Rêdziny (d³. 40 km) o kierunku eggijskim. W obrêbie Karkonoszy ten fotolineament przebiega wzd³u¿
wystêpuj¹cych tam spêkañ pod³u¿nych w granicie. Równolegle do nich, w pobli¿u plutonu Karkonoszy, przebiega g³ówny uskok œródsudecki, którego przed³u¿eniem na SE jest wspo- mniana ju¿ dyslokacja Strugi, aktywna wspó³czeœnie. Fotolineament, o którym mowa, poza plutonem Karkonoszy kontynuuje siê jako SW granica-uskok rowu Wlenia.
Wœród wystêpuj¹cych w plutonie Karkonoszy trzech g³ównych typów ska³ granitowych, dla poszukiwania struktur przydatnych dla technologii HDR zasadnicze znaczenie maj¹ granity centralne, œrednio- i gruboziarniste. W okolicy Cieplic Œl¹skich–Zdroju mog¹ im odpowiadaæ opornoœci 200–500 Wm, podczas gdy w granitach grzbietowych dochodzi³aby ona do 1500Wm (Stefaniuk i in. 2008). Przypuszczano, ¿e granity centralne s¹ efektem metasomatozy granitów grzbietowych (Bolewski, Parachoniak 1974). Wed³ug nowszej kon- cepcji (Mierzejewski 1985), intruzja granitów centralnych mog³a byæ niemal synchroniczna z intruzj¹ granitów grzbietowych, a obie zastyga³y na g³êbokoœci rzêdu 10 km, co doprowadzi³o do regionalnej sieci spêkañ w ich górnych, kurcz¹cych siê partiach. W wa- runkach epimagmowych, w takie ch³odniejsze œrodowisko intrudowa³a magma tworz¹ca najm³odsze granity waryscyjskie – granofirowe (drobnoziarniste).
W Karkonoszach stwierdzono nie tylko wspó³czesny konwekcyjny dop³yw ciep³a z g³êbi Ziemi w rejonie Cieplic (Dowgia³³o 2000), ale tak¿e zwiêkszon¹ produkcjê ciep³a radio- genicznego. W kwaœnych ska³ach g³êbinowych rejonu na zachód od Szklarskiej Porêby jest ona anomalnie wysoka (5,05–4,55mW/m3; Plewa 1994) w porównaniu z innymi œwiatowymi plutonami waryscyjskimi (4,4–2,3mW/m3; Vitorello, Pollack 1980).
Proponowane w plutonie Karkonoszy lokalizacje badañ pilota¿owych dla technologii HDR wydaj¹ siê optymalne, pomimo nieco odmiennych szczegó³owych kryteriów ich wy- boru.
Nieczynny kamienio³om „Micha³owice” na terenie gminy Piechowice po³o¿ony jest bli¿ej termicznej anomalii Cieplic Œl¹skich-Zdroju i zwi¹zanych z ni¹ wydajnych szczelinowych wód termalnych. Przeszkod¹ w przeprowadzeniu tam badañ pilota¿owych jest sytuacja powsta³a po zaprzestaniu eksploatacji. Teren na pocz¹tku XXI w. zosta³ objêty Obszarem Specjalnej Ochrony Ptaków systemu NATURA 2000. Kamienio³om sta³ siê miejscem gniaz- dowania, a najbli¿sza okolica – bytowania, puchacza Bubo bubo; ptaka wpisanego na Czerwon¹ Listê Gatunków Zagro¿onych w Europie. Od niedawna, ten rzadki dziœ gatunek sowy pe³ni rolê swoistego logo gminy.
Nieczynny kamienio³om „Czerwony Potok” na terenie gminy Szklarska Porêba zlo- kalizowany jest bli¿ej karkonoskiej anomalii radiogenicznej, w miejscu wystêpowania bardzo s³abo zawodnionych, lecz spêkanych ska³. W okolicy zaznaczy³y siê intensywne ruchy neotektoniczne, podobnie jak w Cieplicach, gdzie przypisuje siê im wa¿n¹ rolê w pojawieniu siê wód termalnych (Fistek, Dowgia³³o 2003). Wysoki Grzbiet Izerski, u podnó¿a którego zlokalizowany jest kamienio³om, zosta³ neotektonicznie wyniesiony w stosunku do Hali Izerskiej i Izerskiego Bagna, na co wskazuj¹ niezgodnoœci zrównañ stokowych (Burchard 1989). Efekt ten potwierdza równie¿ podobieñstwo regionalnej sytuacji morfologicznej – szerokie obni¿enia, czasem o du¿ym przeg³êbieniu (np. ok. 40 m na po³udnie od Garbca;
Wajsprych 1971), zatorfione (jak to wyraŸnie widaæ na pó³noc od Jakuszyc), które potok (np.
Kamienna) omija wcinaj¹c siê g³êboko w granitowe pod³o¿e, a nastêpnie prze³omowo zmie- niaj¹c kierunek przep³ywu.
Nieco m³odszy i znacznie mniejszy pluton Strzegom–Sobótka czêœciowo przykryty jest ska³ami osadowymi. Liczne miejsca eksploatacji granitoidów – ju¿ w bloku przedsudeckim –
ujawniaj¹ szerokie spektrum typów petrograficznych tamtejszych ska³, lecz granity – ewen- tualny obiekt badañ poszukiwanych struktur – eksploatowane by³y jedynie w kamienio³omie Gola. Granitoidy przebite bazaltow¹ trzeciorzêdow¹ intruzj¹ wulkaniczn¹, widoczn¹ w nie- czynnym kamienio³omie „Bo¿a Mêka” w pó³nocnej czêœci Strzegomia, sugeruj¹ mo¿liwoœæ wzmo¿onego kumulowania siê ciep³a podziemnego w tym rejonie, a zatem i wystêpowania poszukiwanych struktur we wg³êbnych partiach plutonu.
Plutony strzeliñski i ulowej zosta³y utworzone w skutek przebicia ska³ metamorficznych dajkami i pniami pochodz¹cymi z jednego ogniska magmowego. Pluton ulowej jest bardziej zwarty, co uwidacznia siê dopiero w Czechach. W Polsce takie zwarte fragmenty wystêpuj¹ niemal w ca³oœci pod osadami kenozoicznymi (Morawski 1973). Potencjalne miejsca badañ, to któryœ z kamienio³omów Strzelina (czynny, po³o¿ony w SW czêœci miasta, lub nieczynny – na NE), a w plutonie ulowej nieczynny kamienio³om w Maciejowicach lub czynny ka- mienio³om „Kamienna Góra”.
6. ROZWA¯ANE LOKALIZACJE BADAÑ STRUKTUR DLA TECHNOLOGII HDR W WULKANITACH REGIONU SUDECKIEGO
Analiz¹ objêto g³ównie nekki (twardziele wnêtrz kominów wulkanicznych), kominy (pnie wulkaniczne) oraz czopy wulkaniczne trzeciorzêdowej dolnoœl¹skiej formacji bazaltowej z regionu sudeckiego. Uwzglêdniono tak¿e ich przypuszczalne wyst¹pienia ukryte pod warstw¹ ska³ osadowych oraz usytuowanie w stosunku do:
– wybranych elementów tektoniki nieci¹g³ej (zw³aszcza du¿ych roz³amów i struktur kolis- tych), wyodrêbnionych w obrazach satelitarnych i/lub radarowych,
– kontynentalnych stref ryftowych o za³o¿eniach trzeciorzêdowych, – strefy wspó³czesnej wzmo¿onej aktywnoœci tektonicznej,
– stref podwy¿szonej gêstoœci ziemskiego strumienia cieplnego.
Pozwoli³o to wyodrêbniæ nastêpuj¹ce rodzaje utworów bazaltowych (tworz¹cych g³ównie ko- miny wulkaniczne) interesuj¹cych dla poszukiwañ struktur przydatnych dla technologii HDR:
– najm³odsze wylewy bazaltowe (o bliskim w czasie geologicznym kontakcie z pod- ziemnymi ogniskami magmowymi),
– kominy zwi¹zane z g³êbok¹ dyslokacj¹ o kierunku reñskim (NNE) i stref¹ sejsmiczn¹, aktywn¹ wspó³czeœnie,
– kominy zwi¹zane z g³êbokimi dyslokacjami (przypuszczalnymi),
– kominy zwi¹zane z fotolineamentami kolistymi w pobli¿u g³êbokich dyslokacji (przy- puszczalnych).
Wylewy law bazanitowych wystêpuj¹ce w okolicy L¹dka Zdroju w masywie Œnie¿nika (obszar niemczañsko-l¹decki2), to przejawy wspomnianego ju¿ (Birkenmajer i in. 2002) najm³odszego wulkanizmu w Polsce: epoki najwy¿szego miocenu (wieku messinian) i ni¿-
2Nazwy obszarów wg: Surowce mineralne Dolnego Œl¹ska, 1979.
szego pliocenu (zanclean). Szara Ska³a [Szary Kamieñ] – dawne miejsce eksploatacji ba- zanitów, proponowane póŸniej do ochrony przyrodniczej jako pomnik przyrody, znajduje siê obecnie w obrêbie Œnie¿nickiego Parku Krajobrazowego (utworzonego w 1981 r.). Z tej okolicy znane siê dwa inne wyst¹pienia utworów bazanitowych. Tu¿ obok, w L¹dku-Zdroju, gêstoœæ ziemskiego strumienia cieplnego przekracza 70 mW/m2(Dowgia³³o 1976), a samo- wyp³yw wód o temp. 45,5oC nastêpuje z g³êbokoœci 567–649 m, z silnie spêkanych gnejsów giera³towskich (Dowgia³³o, Fistek 2007). Na g³êbokoœci 2000 m p.p.t. niezaburzona tem- peratura osi¹ga oko³o 70oC (Szewczyk 2010). Wulkanity okolic L¹dka-Zdroju mog¹ byæ zwi¹zane z którymœ z wi¹zki czterech du¿ych i szeregu ma³ych fotolineamentów o d³. 28–38 km (na Mapie... 1986 oznaczonych jako fotolineamenty satelitarne S-Fl 107). Przecinaj¹ one g³êboki uskok Gorzanowa, uwa¿any za brzegowy fragment ryftu ³abskiego – fotolineament S-Fl (R-Fl) 108 Gorzanowa. Wyjaœnienia wymaga, czy i w jakim stopniu jest to wspó³czesna droga migracji ciep³a z wnêtrza Ziemi, a byæ mo¿e tak¿e rejon jego akumulacji w pod- ziemnych strukturach, w stopniu przydatnym dla technologii HDR.
Z g³êbok¹ dyslokacj¹ o kierunku reñskim (NNE), jednoczeœnie fotolineamentem S-Fl (R-Fl) 28 Liberec-Krêpnica o d³. 80 km, wi¹¿¹ siê dwa kominy wulkaniczne w obrêbie metamorfiku kaczawskiego (obszar zgorzelecko-lubañski). Jest to komin Wzgórza Ostró¿ek k. Lubania (na SE od tej miejscowoœci, w przed³u¿eniu ul. Bocznej, w nieczynnym ka- mienio³omie Uniegoszcz I) oraz komin po³o¿onego na po³udnie od niego nieczynnego kamienio³omu w Ja³owcu. Trzêsienia ziemi w Lubaniu w 1590 i 1690 r. przypuszczalnie zwi¹zane s¹ z tym uskokiem (Barnecki 2002). Wspomniano ju¿ wczeœniej, ¿e wraz z rów- noleg³ym do niego fotolineamentem S-Fl 1 Nysy £u¿yckiej (Trzciniec-Pieñsk) o d³. 36 km, wyznaczaj¹ zachodni¹ granicê najaktywniejszej wspó³czeœnie strefy sejsmicznej w Polsce.
Komin Wzgórza Ostró¿ek powsta³ w przeciêciu z fotolineamentem S-Fl (R-Fl) 4 Suli- ków–Goœciszów o d³. 28 km. W istniej¹cym tam ³omie (Barnecki 2002), eksploatowanym do 1999 r., usuniêto 35 m komina – do rzêdnej 255 m n.p.m. – ods³aniaj¹c bazalty pokrywy o s³upach nieregularnych, pionowych i œrednicy 1–2 m oraz m³odsze bazalty czopu wulka- nicznego o œrednicy kilkudziesiêciu cm, zapadaj¹ce w ró¿nych kierunkach. Dno wyrobiska wype³niaj¹ trzy du¿e zbiorniki wodne – mo¿e to œwiadczyæ o braku infiltracji wód opadowych w kana³ zastyg³ej lawy. W tym rejonie, potencjalnie interesuj¹cym dla potrzeb technologii HDR, gêstoœæ strumienia cieplnego wynosi oko³o 70 mW/m2(Szewczyk 2007).
Z dyslokacjami, przypuszczalnie g³êbokimi, zwi¹zane s¹ kominy obszarów: z³otoryjsko- -jaworskiego – Pielgrzymka, opolskiego – Rutki k/Ligoty Tu³owieckiej i niemczañsko- -l¹deckiego – Ciep³owody. Natomiast z kolistymi fotolineamentami, usytuowanymi w pobli-
¿u dyslokacji, przypuszczalnie g³êbokich, mo¿e wi¹zaæ siê wystêpowanie innych kominów wulkanicznych (w tym prawdopodobne ich wystêpowanie pod ska³ami osadowymi) ob- szarów: zgorzelecko-lubañskiego – Rêbiszów, Jurków, Bielanka; z³otoryjsko-jaworskiego – Sichów, Bo¿a Mêka k/Strzegomia; opolskiego – Jaszów; niemczañsko-l¹deckiego – Sie- niawka, Œlê¿a, Tyniec nad Œl꿹, Karczyn; bloku przedsudeckiego – Kulin, Œroda Œl¹ska.
Gêstoœæ strumienia cieplnego osi¹ga tam oko³o 70 mW/m2, a w bloku przedsudeckim dochodzi do 90 mW/m2(Szewczyk 2007).
Rys.1.Wstêpnelokalizacjemiejscbadañpilota¿owychdlatechnologiigor¹cychsuchychska³(HDR)natlejednostekstrukturalnychSudetówiichotoczenia, utworówdolnoœl¹skiejformacjibazaltowejorazwybranychfotolineamentów-dyslokacji 1–kamienio³omygranitoidów:1a–preferowanedobadañ,nazwa1b–interesuj¹cedlabadañ,nazwa;2–bazalty;3–bazaltowekominywulkaniczne:3a– preferowanedobadañ,nazwa,gêstoœæstrumieniacieplnegowgSzewczyka2007,3b–interesuj¹cedlabadañ,nazwa;4–potencjalnekominywulkaniczne: 4a-preferowanedobadañ,nazwa,gêstoœæstrumieniacieplnegowgSzewczyka2007,4b–interesuj¹cedlabadañ,nazwa;5–wybranefotolineamenty (numerwgMapy...1986;liniowes¹dyslokacjami):5a–satelitarneiradarowe,5b–satelitarne,5c–radarowe;6-granicetrzeciorzêdowychryftów:6a–o kierunkueggijskim,6b–okierunkureñskim;7–strefawspó³czesnejaktywnoœcisejsmicznej,wzrastaj¹cejkuNE;8–jednostkistrukturalneiichgranicewg Oberca[odpowiednikinazwjednostekwgMazuraiin.2010]:piêtrostaroalpejskie–prWrz(pó³rówWierzchos³awic),sn(N)S(synklinorium pó³nocnosudeckie[nieckapó³nocnosudecka]),sn(œr)S(synklinoriumœródsudeckie[nieckaœródsudecka])ir(g)NyK³(rówgórnejNysyK³odzkiej[niecka œródsudecka]),PC(pd)Kr(permokarbonpodkarkonoski),KOo(kredaopolska),an¯a(antyklinorium¯ar);piêtroasturyjskie–sr(z)st(E)S(strefazewnêtrzna strukturywschodniosudeckiej[zasadniczowschodniaczêœæmasywuJesenikówiwschodniosudeckiepasmofa³dowo-nasuwcze]);piêtrosudeckie–snRw (synklinoriumRawicza),stBd(strukturabardzka),fsrKa(fa³dywaryscyjskiestrefykaczawskiej[metamorfikkaczawski]);piêtrostarowaryscyjskie–stWS (strukturaWzgórzStrzeliñskich[napó³nocyzplutonemstrzeliñskimimasywemstrzeliñskim,wcentrumzmasywemNiedŸwiedzia]),stŒ(struktura[depresja] Œwiebodzic),[zachodniaczêœæmasywuJeseników]:jVr(jednostkaVrbna),jRv(jednostkaRejvizu),jCS(jednostkaÈervenohorskegoSedla),jBnn(jednostka Branny);piêtrokaledoñskie–mtK³(N)B¿(metamorfikk³odzkipó³nocnyiokolicBo¿kowa–strukturak³odzka[metamorfikk³odzki]),j(S)Kr(jednostka po³udniowychKarkonoszy);piêtrom³odokadomskie–jZl(jednostkaZgorzelca[pasmo³upkoweZgorzelca,nierozdzieloneodprzykrywaj¹cejgozachodniej czêœcimetamorfikukaczawskiego]);piêtrostarokadomskieintruzywne–[ofiolitœrodkowosudecki]:Œ¿(masywgabrowyŒlê¿y),Szk(masywserpentynitowy Szklar),mwNR-Su(masywgabrowo-diabazowyNowaRuda-S³upiec),Go-J(masywserpentynitowyGogo³ów-Jordanów),Brz(masywgabrowyBrzeŸnicy),B (masywserpentynitowyBraszowic);piêtrostarokadomskie-zD³Z(zr¹bD³ugopolaZdroju[wobrêbiemasywuorlickiego]),snWN(synklinoriumWzgórz Niemczañskich[czêœænawschódodSzklartometamorfikniemczañsko-kamieniecki]),mtWWl(metamorfikW¹dro¿aWielkiego),mtPW(metamorfikP³askich Wzgórz[podosadamim³odszymiodwczesnegokarbonu]),mtŒkKrkGBiaGZ³(metamorfikœnie¿nicki,Krowiarek,GórBialskichiGórZ³otych[masyw Œnie¿nikaoraznawschodziepasmoStaréhoMìsta]),mt(œ)Od(metamorfikœrodkowejOdry),mt(E)i(SE)Kr(metamorfik[po³udniowychiwschodnich] wschodnichipo³udniowo-wschodnichKarkonoszy),mtGóI(metamorfikGórIzerskich[masywizerskiwrazzkadomskimmasywem³u¿yckimnazachodzie]), mtGByGO(metamorfikGórBystrzyckichiGórOrlickich[masyworlickiwrazzmetamorfikiemNovéhoMìstanaNW]),[wobrêbiepo³udniowejczêœci masywuJeseników]:k³Ke(kopu³aKeprnika),k³Des(kopu³aDesny);piêtromoldanubskie–bGSo(blok[masyw]sowiogórski);granitoidy:mwgSt-Sk(masyw granitoidowy[pluton]Strzegom-Sobótka),mwgKw(masywgranitoidowy[pluton]Kudowy),mwgK³-ZS(masywgranitoidowyk³odzko-z³otostocki [k³odzko-z³otostockiplutongranitowyorazstrefaœcinaniaSkrzynki]),mwgKr(masywgranitoidowy[pluton]Karkonoszy),ig¯u(intruzjagranitoidowa [pluton]ulowej),SN(wgObercajednostkastrukturalnienieokreœlona[napó³nocystrefaœcinaniaNiemczyobejmuj¹caofiolitœródsudeckiSzklaripluton Niemczy]);9-granicapañstwa
Fig.1.PreliminarylocalizationsforpilotresearchfortechnologiesofHotDryRock(HDR)againstabackgroundofthestructuralunitsoftheSudetes,their surroundings,lowersilesianbasalticformationsandchosenphotolineaments-dislocations 1–granitoidsquarries:1a–preferredtothesearching,name,1b-interestedforsearching,name;2–bazalts;3–basalticvolcanicpipes:3a–preferredto thesearching,name,densityofthermalfluxaccordingtoSzewczyk2007,3b–interestedforsearching,name;4–potentialvolcanicpipes:4a-preferredto thesearching,name,densityofthermalfluxaccordingtoSzewczyk2007,4b–interestedforsearching,name;5–chosenphotolineaments(numbers accordingtotheMaps…1986;lineararedislocations):5a–satelliteandradar,5b–satellite,5c–radar;6–bordersofTertiaryrifts:6a–withEggegebirge direction,6b–withupper-Rhinedirection;7–contemporaryzonesofseismicactivity,increasingtoNE;8–Structuralunitsanditsboundaryaccordingto Oberc[unitnamesequivalentaccordingtoMazuretal.,2010]:Old-AlpineStage–prWrz(Wierzchos³awiceSemi-Graben),sn(N)S(North-Sudetic Synclinorium[NorthSudeticBasin]),sn(œr)S(Intra-SudeticSynclinorium[Intra-SudeticBasin])andr(g)NyK³(UpperNysaK³odzkaGraben[Intra-Sudetic Basin]),PC(pd)Kr(Sub-KarkonoszePermo-carboniferousBeds),KOo(OpoleCretaceous),an¯a(¯aryAntyclinorium);AsturianStage–sr(z)st(E)S (ExternalZoneofEast-SudeticStructure[essentialEastpartofJesenikyMassifandEasternSudeticFold-and-ThrustBelt]);SudeticStage–snRw(Rawicz Synclinorium),stBd(BardoStructure),fsrKa(VariscanfoldsofKaczawskieMts.Zone[KaczawaMetamorphicBelt]);Old-VariscanStage–stWS(Strzelin HillsStructure[inthenorthwithStrzelinPlutonandStrzelinMassif,inthecentrewithNiedŸwiedŸMassif]),stŒ(Œwiebodzice[Basin]Structure),[westpart ofJesenikyMassif]:jVr(VrbnoUnit),jRv(RejvizUnit),jCS(ÈervenohorskeSedloUnit),jBnn(BrannaUnit);CaledonianStage-mtK³(N)B¿ (MetamorphicumofNorthK³odzkoandBo¿kowoRegion–K³odzkoComplex[K³odzkoMetamorphicMassif]),j(S)Kr(SouthKarkonoszeUnit);Young CadomianStage–jZl(ZgorzelecUnit[GörlitzSlateBelt,notdistractfromthecoveredwesternpartofKaczawaMetamorphicBelt]);OldCadomian IntrusiveStage–[Intra-SudeticOphiolite]:Œ¿(Œlê¿aGabbroMassif),Szk(SerpentiniteSzklaryMassif),mwNR-Su(NowaRuda-S³upiecmasyw Gabbro-DiabaseMassif),Go-J(Gogo³ów-JordanówSerpentiniteMassif),Brz(BrzeŸnicaGabbroMassif),B(BraszowiceSerpentiniteMassif);Old CadomianStage-zD³Z(D³ugopoleZdrójHorst[withinOrlicaMassif]),snWN(NiemczañskieHillsSynclinorium[eastwardspartfromSzklaryis Niemcza-KamieniecMetamorphicBelt]),mtWWl(W¹dro¿eWielkieMetamorphicum),mtPW(P³askieHillsMetamorphicum[underyoungerdepositsthan EarlyCarboniferous]),mtŒkKrkGBiaGZ³(MetamorphicumofŒnie¿nik,Krowiarki,BialskieMts.andZ³oteMts.[Œnie¿nikMassifandintheeastStaréMìsto ThrustBelt]),mt(œ)Od(MiddleOdraMetamorphicum),mt(E)i(SE)Kr(EastandSouth-East[South&East]KarkonoszeMetamorphicum),mtGóI (MetamorphicumofIzerskieMts.[IzeraMassifwithCadomianLusatianMassifinthewest]),mtGByGO(MetamorphicumofBystrzyckieandOrlickieMts. [OrlicaMassifwithNovéMìstoMetamorphicBeltintheNW]),[withinthesouthpartofJesenikyMassif]:k³Ke(KeprnikDome),k³Des(DesnaDome); MoldanubianStage–bGSo(SowieMts.Block[Massif]);Granitoids:mwgSt-Sk(Strzegom-SobótkaGranitoidMassif[Pluton]),mwgKw(KudowaGranitoid Massif[Pluton]),mwgK³-ZS(K³odzko-Z³otyStokGranitoidMassif[K³odzko-Z³otyStokPlutonandSkrzynkaShearZone]),mwgKr(KarkonoszeGranitoid Massif[Pluton]),ig¯u(ulowaGranitoidIntrusion[Pluton]),SN(accordingtoOberec–unitstructuralunspecified)[inthenorthislocatedNiemczaShear ZoneincludingSzklaryIntra-SudeticOphiolitandNiemczaPluton]);7–placespreferredforsearchingthegranitoids,nameplace;8–border
Przydatnoœæ wskazanych powy¿ej miejsc dla technologii HDR mo¿e byæ badana w od- leglejszym czasie. Poza kamienio³omem Bo¿a Mêka k/Strzegomia (wspominanym ju¿ przy omawianiu ska³ magmowych) na szczególniejsz¹ uwagê i na pierwszeñstwo w ewentualnych badaniach zas³uguj¹ jeszcze dwa miejsca.
Pierwsze z nich to Wilcza Góra (373 m n.p.m.) w obrêbie metamorfiku kaczawskiego (obszar z³otoryjsko-jaworski) – najwiêkszy w Polsce nekk wulkaniczny o œrednicy oko³o 400 m. Z³o¿e Wilcza Góra nie jest wykazywane wœród obecnie eksploatowanych. Czêœæ wzgórza-kamienio³omu (1,69 ha) od 1959 r. jest rezerwatem przyrody „Wilko³ak”.
Drugie miejsce to Cesarzowice w obrêbie metamorfiku kaczawskiego (obszar bloku przedsudeckiego). W obrêbie fotolineamentu R-Fl 72 Formy kolistej Kulina o œrednicy 1 km w otworze Cesarzowice 10/64 utwory kambru stwierdzono na g³êbokoœci oko³o 125 m, podczas gdy w pobliskim otworze Cesarzowice IG-1 utwory paleozoiku wystêpuj¹ na g³êbokoœci oko³o 1400 m. Strumieñ cieplny wynosi w tym rejonie blisko 90 mW/m2– jest zatem wy¿szy ni¿ w Sudetach.
WNIOSKI
1. W obrêbie ska³ magmowych optymalnym miejscem badañ pilota¿owych dla wskazania struktury przydatnej dla geotermalnej technologii HDR jest nieczynny kamienio³om CZER- WONY POTOK (pluton Karkonoszy), w którym wystêpuj¹ granity porfirowate, œrednio- do gruboziarnistych (tzw. granity centralne).
2. Zak³adaj¹c pomyœlny efekt badañ pilota¿owych w obrêbie sudeckich plutonów magmo- wych, oraz eliminuj¹c inne miejsca, mo¿na podaæ ranking kamienio³omów-miejsc ewen- tualnych badañ rozszerzaj¹cych (w porz¹dku o malej¹cym znaczeniu):
– MICHA£OWICE (pluton Karkonoszy) – granity porfirowate œrednio- do gruboziar- nistych (granity centralne),
– STRZEGOM (pluton Strzegomia-Sobótki) – granodioryty, – GOLA (pluton Strzegomia-Sobótki) – granity,
– STRZELIN (pluton strzeliñski) – granity (tzw. granity normalne),
– MACIEJOWICE, KAMIENNA GÓRA (pluton ulowej) – granity, granity monzo- nitowe, granodioryty.
3. Ewentualne badania rozszerzaj¹ce mo¿na by przeprowadziæ tak¿e w utworach zwi¹- zanych z trzeciorzêdow¹ dolnoœl¹sk¹ formacj¹ bazaltow¹, szczególnie w nastêpuj¹cych miejscach (w porz¹dku o malej¹cym znaczeniu):
– WZGÓRZE OSTRÓ¯EK k. Lubania (wyeksploatowany komin wulkaniczny nieczyn- nego kamienio³omu Uniegoszcz I, w strefie aktywnej sejsmicznie w czasach histo- rycznych),
– Okolice SZAREJ SKA£Y [SZAREGO KAMIENIA] w L¹dku-Zdroju (dawne miejsce eksploatacji najm³odszych wulkanitów Polski),
– CESARZOWICE w obrêbie metamorfiku kaczawskiego w bloku przedsudeckim (przy- puszczalny komin wulkaniczny pod warstw¹ ska³ osadowych, rejon w którym strumieñ cieplny wynosi blisko 90 mW/m2),
– WILCZA GÓRA w obrêbie metamorfiku kaczawskiego obszaru z³otoryjsko-jawor- skiego (najwiêkszy nekk wulkaniczny w Polsce).
4. W dalszej perspektywie czasowej badaniami rozpoznawczymi mo¿na by obj¹æ nastê- puj¹ce wyst¹pienia wulkanitów trzeciorzêdowej dolnoœl¹skiej formacji bazaltowej (w po- rz¹dku sudeckich obszarów z³o¿owych od zachodu na wschód):
– obszar zgorzelecko-lubañski: Ja³owiec (nieczynny kamienio³om), Rêbiszów (s¹siedztwo siedmiu kominów, nieczynny kamienio³om), Jurków (pogrzebany komin), Bielanka (pogrzebany komin),
– obszar z³otoryjsko-jaworski: Pielgrzymka (nieczynny kamienio³om), Sichów (czynny ma³y kamienio³om),
– obszar opolski: Rutki k/Ligoty Tu³owieckiej (czynny ma³y kamienio³om), Jaszów (po- grzebany komin [?]),
– obszar niemczañsko-l¹decki: Ciep³owody (pogrzebany komin [?]), Sieniawka (czynny ma³y kamienio³om), ewentualnie Œlê¿a (pogrzebany komin [?]), Tyniec nad Œl꿹 (po- grzebany komin [?]) i Karczyn (pogrzebany komin [?]),
– obszar bloku przedsudeckiego: Œroda Œl¹ska (pogrzebany komin [?]).
LITERATURA
BARNECKI T., 2002 — Œladami wygas³ych wulkanów. Regionalne Centrum Edukacji Ekologicznej w Lubaniu.
[W:] http://www.eko.luban.com.pl/index.php?id=sladami z 2010-03-23.
BIRKENMAJER K., PECSKAY Z., GRABOWSKI J., LORENC M.W., ZAGO¯D¯ON P.P., 2002 — Radiometric dating of the Tertiary volcanics in Lower Silesia, Poland, II. K-Ar and paleomagnetic data from Neogene basanites near L¹dek Zdrój, Sudets Mts.Annales Societatis Geologorum Poloniae,72, 2.
BOLEWSKI A., PARACHONIAK W., 1974 – Petrografia. Wyd. Geol.
BURCHARD J., 1989 — Rekonstrukcja termicznej historii otoczenia ska³ intruzywnych przy pomocy metod trakowych. [W:] Raport koñcowy programu nr P-14-01-0001-01403, Warszawa.
CYMERMAN Z., 2004 — Interpretacja geologiczna wyników g³êbokich sondowañ sejsmicznych eksperymentu POLONAISE’97 dla obszaru platformy prekambryjskiej. [W:] Budowa litosfery centralnej i pó³nocnej Polski (obszar projektu POLONAISE) na podstawie zintegrowanej analizy danych geofizycznych i geologicznych (proj. bad. nr 2.94.0004.00.0), http://www.pgi.gov.pl/post_polonaise/postPol_UNpl.html
DEPCIUCH T., LIS J., 1971 — Wiek bezwzglêdny (K-Ar) granitoidów masywu Karkonoszy. Kwart. Geol. t. 15, nr 4.
DOWGIA££O J., 1976 — Wody termalne Sudetów. Acta Geologica Polonica, 26, 4.
DOWGIA££O J., 2000 — Thermal water prospecting results at Jelenia Góra-Cieplice (Sudetes, Poland) versus geothermometric forecasts. Environmental Geology 39 (5). Springer-Verlag.
DOWGIA££O J., FISTEK J., 2007 — Prowincja sudecka. s. 57–78. [W:] Hydrogeologia regionalna Polski, t. II.
Wody mineralne, lecznicze i termalne oraz kopalniane. Red. B. Paczyñski, A. Sadurski, Warszawa, PIG.
FAJKLEWICZ Z., 1966 — Mi¹¿szoœæ i budowa skorupy ziemskiej w Polsce. Komitet Miêdzynarodowej Wspó³- pracy Geofizycznej przy PAN. Biuletyn Informacyjny, 1.
FINGER F., GERDES A., JANOUŠEK V., RENE M., RIEGLER G., 2007 — Resolving the Variscan evolution of the Moldanubian sector of the Bohemian Massif: The significance of the Bavarian and the Moravo-Moldanubian tectonometamorphic phases. Journal of Geosciences, 52.
FISTEK J. DOWGIA££O J., 2003 – Wody termalne Cieplic Œl¹skich w œwietle badañ geologiczno-poszuki- wawczych wykonanych w latach 1963–73 i 1997–98, s. 207–224. [W:] Sudety zachodnie od wendu do czwartorzêdu. Red. W. Ciê¿kowski, J. Wojewoda, A. ¯elaŸniewicz. Wroc³aw, Wyd. WIND.
FISTEK J., 1977 — Szczawy Kotliny K³odzkiej i Gór Bystrzyckich. Biuletyn Geologiczny Uniwersytetu Warszawskiego, 22.
GÓRECKI W., 2006 – Opis zastosowañ wód i energii geotermalnej. s. 36–37. [W:] Atlas zasobów geotermalnych formacji mezozoicznej na Ni¿u Polskim. Praca zbiorowa pod red. nauk. W. Góreckiego. Ministerstwo Œrodowiska, Narodowy Fundusz Ochrony Œrodowiska i Gospodarki Wodnej, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie – Zak³ad Surowców Energetycznych AGH, Pañstwowy Instytut Geologiczny w Warszawie.
Kraków.
HENK A., 1997 Gravitational orogenic collapse vs plate boundary stresses: A numerical modelling approach to the Permo-Carboniferous evolution of Central Europe. Geologische Rundschau, 86.
JETEL J., RYBÁØOVÁ L., 1979 — Minerálni vody Východoèeského kraje. Praha, UUG.
Mapa fotogeologiczna Sudetów, 1:200 000, A. Fotolineamenty satelitarne i radarowe, oraz czêœæ tekstowa. Red. J.
Ba¿yñski, M. Graniczny, J. Oberc, M.S. Wilczyñski. Instytut Geologiczny. Warszawa, Wyd. Geologiczne, 1986.
MAZUR S., ALEKSANDROWSKI P., SZCZEPAÑSKI J., 2010 — Zarys budowy i ewolucji tektonicznej waryscyjskiej struktury Sudetów. Przeg. Geol. 58, 2.
MAZUR S., ALEKSANDROWSKI P., TURNIAK K., AWDANKIEWICZ M., 2007 — Geology, tectonic evolution and Late Paleozoic magmatism of Sudetes – an overview. [W:] Koz³owski A, Wiszniewska J. (eds.) Granitoids in Poland. AM Monograph No. 1 Faculty of Geology of the Warsaw University, Warszawa.
MIERZEJEWSKI M.P., 1985 – Geologia granitowej czêœci Karkonoszy. [W:] Karkonosze polskie. Praca zesp. pod red. A. Jahna. Wyd. Polska Akademia Nauk, Wroc³aw.
MORAWSKI T., 1973 — Granity masywu Strzelin–¯ulowa. Kwart. Geol., t. 17, nr 4.
PLEWA S., 1994 — Rozk³ad parametrów geotermalnych na obszarze Polski. Wyd. 1, Kraków, Wyd. CPPGSMiE PAN.
PUZIEWICZ J., 2004 — Ska³y dolnej skorupy i najwy¿szego p³aszcza na obszarze eksperymentu POLONAISE’97:
modele petrologiczno-sejsmiczne. [W:] Budowa litosfery centralnej i pó³nocnej Polski (obszar projektu POLONAISE) na podstawie zintegrowanej analizy danych geofizycznych i geologicznych (projekt badawczy nr 2.94.0004.00.0). http://www.pgi.gov.pl/post_polonaise/postPol_UNpl.html
RYBACH L., ÈERMAK V., 1982 — Radioactive Head Generation in Roks. [In:] Landolt-Börnstein Physikalische Eigenschaften den Gerteinen. Eds. 1, Berlin-New York, Springer -Verlag.
STEFANIUK M., CZERWIÑSKI T., KLITYÑSKI W., WOJDY£A M., 2008 — Zastosowanie metody mag- netotellurycznych profilowañ ci¹g³ych w badaniach strukturalnych. Zeszyty AGH, Geologia t. 34, Kraków.
Surowce mineralne Dolnego Œl¹ska, 1979 — Red. K. Dziedzic, S. Koz³owski, A. Majerowicz, L. Sawicki. Inst. Nauk Geol. Uniw. Wroc³., Inst. Geol. Wroc³aw-Warszawa. Wyd. PAN, Z-d Narodowy im. Ossoliñskich, Wroc-
³aw–Warszawa–Kraków–Gdañsk.
SZEWCZYK J., 2007 — Strumieñ cieplny na obszarze Polski, s. 16–17. [W:] Hydrogeologia regionalna Polski, t. II.
Wody mineralne, lecznicze i termalne oraz kopalniane. Red. B. Paczyñski, A. Sadurski, Warszawa, PIG.
SZEWCZYK J., 2010 — Geofizyczne oraz hydrogeologiczne warunki pozyskiwania energii geotermicznej w Polsce. Przegl. Geol. vol. 58, nr 7.
VITORELLO J., POLLACK H.N., 1980 — On the Variation of Continental Heat Flow With Age and Thermal Evolution of Continents. Journal of Geophysical Research, 85.
WAJSPRYCH B., 1971 — Projekt badañ geologicznych dla wyjaœnienia perspektyw wystêpowania fluorytu w rejonie Jakuszyc na Dolnym Œl¹sku. Arch. Oddz. Dolnoœl. PIG, Wroc³aw.
Wystêpowanie, dokumentowanie i eksploatacja endogenicznego dwutlenku wêgla w Polsce. Poradnik metodyczny.
Red. W. Ciê¿kowski, Wroc³aw, Ministerstwo Œrodowiska, Departament Geologii i Koncesji Geologicznych, 2002.
ZWOLIÑSKI Z., 2010 — Trzêsienia ziemi w Polsce. Inst. Paleogeografii i Geoekologii, Uniwersytet im.
A. Mickiewicza, Poznañ. [w:] http://www.staff.amu.edu.pl/~sgp/gw/tzpl/gwtzpl.html z 2010-03-23.
PROPOSITIONS FOR LOCATIONS OF RESEARCH FOR GEOTHERMAL HOT DRY ROCK TECHNOLOGY
IN THE SUDETY REGION
Abstract
Looking for geological structures suitable for “Hot Dry Rock” (HDR) technology recovery of the accumulated heat to produce electricity, brief review of the massifs and plutons within the crystalline rock units in Poland was done. Identification of the most promising regional geological units in Poland: the Sudetes Mt. and the Fore-Sudetic block was done. The mostprospective local geological units in those areas are granitoid massifs, in particular the Karkonosze granite pluton– inter aliabecause of the relatively high value of radiogenic heat generation rate.Besides, a map of satellite and radar photolineaments of Sudety Mt. was analyzed in order to search dependence between deep splits and circular structures and localization of Tertiary volcanic pipes (relatively the youngest) and also former rock formations. Potential localizations of buried volcano under younger sediments were taken into account. Additionally, the information about contemporary zones of inereased thermal flux density and about present-day zones of intensified seismic activity were used. Indicated locations are preferred for further research.
Key words
Hot Dry Rock technology, selected units of crystalline structures in Poland, the Sudetic granitoids deposits, photolineaments, volcanic pipes, prospective locations for exploratory drillings
