nowe dane do tektoniki okolic gorzanowa w sudetach środkowych

Nr 87
Studia i Materiały
Prace Naukowe Instytutu Górnictwa
Politechniki Wrocławskiej
Nr 87
Nr 28
2000
geologia regionalna,
tektonika
Barbara KIEŁCZAWA *
Barbara TEISSEYRE *
NOWE DANE DO TEKTONIKI OKOLIC GORZANOWA
W SUDETACH ŚRODKOWYCH
Okolice Gorzanowa mają skomplikowaną budowę tektoniczną. Występujące tu osady kredy
górnej zalegają prawie poziomo, bezpośrednio na skałach metamorficznych prekambru. Są one pocięte licznymi krzyżującymi się uskokami o przebiegu zgodnym z kierunkami dużych dyslokacji
w tej części Sudetów. Do interpretacji budowy tektonicznej w okolicy Gorzanowa pomocnym było
ustalenie wieku oraz znajomość głębokości zalegania utworów kredowych w otworze wiertniczym
7M. W otworze tym nawiercono różne odmiany margli oraz jeden poziom piaskowca. Na podstawie
otwornic wydzielono piętra turon górny i turon środkowy. Zauważono istotne różnice w głębokości
zalegania osadów równowiekowych w porównaniu otworu 7M z pobliskimi otworami nr 5 i nr 6.
Różnice te są spowodowane, prawdopodobnie, dwoma krzyżującymi się dyslokacjami przebiegającymi przez omawiany obszar. Przesunięte na uskokach warstwy mogą tworzyć drobne zręby lub
rowy tektoniczne.
WSTĘP
Gorzanów jest niewielką wsią położoną na południe od Kłodzka, w dolinie rzeki
Nysa Kłodzka. W miejscowości tej występują i eksploatowane są wody lecznicze znane z zapisów historycznych od XVII wieku. Pod względem chemicznym są to szczawy i wody kwasowęglowe wodorowęglanowo-wapniowo-sodowe i wodorowęglanowo-wapniowo-magnezowe. Biorąc pod uwagę położenie geologiczne, Gorzanów znajduje się w obszarze granicznym dwóch dużych jednostek tektonicznych - pasma Krowiarek należącego do metamorfiku Lądka – Śnieżnika Kłodzkiego i rowu górnej Nysy.
Na omawianym terenie pod pokrywą osadów czwartorzędowych występują dwie
formacje litostratygraficzne różniące się wiekiem i rodzajem skał. Formacja młodsza
to najczęściej poziomo zalegające piaskowce i margle górnej kredy. Wiek tych skał
określono na podstawie makrofauny i mikrofauny oraz litologicznych poziomów korelacyjnych. Udokumentowano utwory cenomanu górnego, turonu dolnego, środkowego
20
i górnego oraz koniaku dolnego [10, 12, 16]. Osady kredowe podścielone są przez
skały
__________
* Politechnika Wrocławska, Instytut Górnictwa, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław
metamorficzne. Są to głównie łupki łyszczykowe o zróżnicowanym składzie mineralnym zaliczane ogólnie do prekambru.
Okolice Gorzanowa są obszarem o wyjątkowo intensywnej tektonice dysjunktywnej. W podłożu występują silnie zestromione uskoki o zmiennej amplitudzie zrzutu. Przyjmują one dwa, ogólnie ujmując, kierunki przebiegu. Kierunek zbliżony do
południkowego który jest niemal zgodny z przebiegiem granic tektonicznych w tej
części rowu Nysy i kierunek prostopadły do poprzedniego w przybliżeniu równoleżnikowy [4, 13, 14] (rys. 1b).
Przedstawione w niniejszej pracy wnioski wynikające z analizy materiału geologicznego pochodzącego z otworu 7M uzupełniają skomplikowany obraz budowy geologicznej tej części niecki śródsudeckiej (rys. 1a).
MATERIAŁ DO BADAŃ I JEGO ANALIZA
W okresie od grudnia 1997 roku do lutego 1998 roku na zlecenie s.c. „Mineral”
z Wrocławia, we wsi Gorzanów został wykonany otwór wiertniczy 7M za wodą mineralną [8]. Otwór zlokalizowany jest na prawej terasie Nysy Kłodzkiej, w pobliżu
odwierconych w latach sześćdziesiątych otworów nr 5 i nr 6 [1, 15], w odległości
około 220 m od koryta rzeki (rys. 1a). Prace wiertnicze wykonano systemem obrotowym na płuczkę wodną. Rdzeniowanie otworu przeprowadzono tylko na wybranych
odcinkach w trzech przelotach z głębokości od 46 do 50 m, od 95 do 98 m i od 112 do
116 m Otwór ma 124 m głębokości i nie sięga do metamorficznego podłoża (rys. 2).
W profilu litostratygraficznym tego otworu, podczas prac terenowych, wydzielono osady kredy górnej i czwartorzędu [8]. Za najstarsze nawiercone skały uznano piaskowce drobnoziarniste jasnoszare oraz piaskowce średnioziarniste żółtawe z głębokości od 104 m do 124 m i zaliczono je do cenomanu. Nad piaskowcami występuje
monotonnie wykształcony, trudny do makroskopowego rozdzielenia, kompleks ciemnych margli krzemionkowych i margli ilasto-wapnistych. Dolną część tego kompleksu z głębokości od 51,8 m do 104 m zaliczono do turonu środkowego, zaś turon górny
reprezentowany jest przez ciemnoszare margle głównie ilasto-wapniste występujące
na głębokości od 7,0 m do 51,8 m. Czwartorzęd w otworze 7M to różne osady piaszczysto-żwirowe sięgające do 7,0 m ppt.
Po zakończeniu prac wiertniczych uzyskane rdzenie opróbowano do dalszych
badań. Pobrano próby z głębokości 50 m, 52 m, 94–94,5 m oraz z głębokości 112,5 m.
Próby te, za porozumieniem stron, przekazano do Zakładu Geologii i Wód Mineral-
21
nych w Instytucie Górnictwa Politechniki Wrocławskiej, gdzie poddano je ogólnym
badaniom petrograficznym i szczegółowym badaniom paleontologicznym.
Rys. 1. a) Mapa geologiczna okolic Gorzanowa [na podst. 2, 16].
Czwartorzęd: 1 – czwartorzęd nierozdzielony. Kreda; koniak: 2 – piaskowce, 3 – iłowce, 4 – mułowce,
turon górny, 5 – margle ilaste, 6 – piaskowce, turon dolny: 7 – margle wapnisto-krzemionkowe,
8 – uskoki: A – Pstrążna-Gorzanów [2–4, 6], B – na podstawie profilowania geofizycznego [5],
C – przypuszczalny uskok wg autorek, pozostałe uskoki na podstawie [2,15]
b) Lokalizacja regionalna okolic Gorzanowa
Fig. 1. a) Geological scetch−map of Gorzanów, [on base 2,16]
22
1 – Quaternary. Cretaceous; Coniacian: 2 – sandstones, 3 – mudstones, 4 – siltstones, Upper Turonian:
5 – mudstones, 6 – sandstones, Lower Turonian: 7 – mudstones. 8 – faults: A – Pstrążna-Gorzanów
[2–4, 6], B – on base geophisycal profil [5], C – probable fault by writers researches, remaining faults
on base [2, 15]. b) Regional location of Gorzanów
C – przypuszczalne uskoki według autorek; a – otwornice
1 – aluwia, 2 – margle krzemionkowe, 3 – margle ilasto-wapniste, 4 – margle zapiaszczone, 5 – piaskowce,Rys. 2. Szkic sytuacyjny otworu 7M
ornice bentoniczne aglutynujące
23
24
Próby margli poddano maceracji, która przebiegała długo i niekompletnie z powodu wyjątkowej zwięzłości tych skał. Przewiercone w otworze 7M osady, są ubogie
w szczątki organiczne. Makrofaunę reprezentują pojedyncze, nieoznaczalne, okruchy
skorup mięczaków. Natomiast prawie wszystkie próby zawierały mikroszczątki o różnym stopniu zachowania i w zmiennych ilościach. Znaczenie stratygraficzne dla określenia wieku tych skał mają skorupki otwornic, występujące prawie we wszystkich
zmacerowanych próbach. Pomimo że, zespoły otwornic z poszczególnych prób są bardzo ubogie w osobniki, to na podstawie obecności gatunków przewodnich: Hedbergella caspia (Vassilenko), Ratalipora cushmani turonica Brotzen, Marginotruncana
marginata (Reuss), Globotruncana bulloides (Vogler), Gavelinella moniliformis
(Reuss) lub charakterystycznych: Spiroplectammina praelonga (Reuss), Neoflabellina
sp.,
Hedbergella cretacea (d’Orbigny) oraz ogólnego składu zespołów wydzielono w badanym materiale turon środkowy i turon górny (rys. 2).
Na turon środkowy wskazują zespoły otwornic zawarte w marglach szarych,
krzemionkowych z głębokości 104,0–51,8 m, zaś turon górny (niższa część) reprezentują margle ilasto-wapniste, szare oraz ciemne margle krzemionkowe z głębokości
51,8–7,0 m.
Takie rozpoziomowanie wiekowe odpowiada strefom Inoceramus lamarcki i Inoceramus glatziae wg St. Radwańskiego [12] oraz poziomowi z Hedbergalla caspia wg
B. Teisseyre [16].
Szarożółte piaskowce średnioziarniste z końcowej części otworu, podścielające
margle, prawdopodobnie odpowiadają litologicznie i wiekowo tzw. środkowemu piaskowcowi ciosowemu [10], nazywanym też piaskowcem z Długopola i Bystrzycy
[10, 11]. Wiek tego piaskowca określany jest jako dolna część środkowego turonu.
Utwory kredy górnej o podobnym następstwie warstw i podobnej litologii nawiercono również w usytuowanych w pobliżu otworach nr 5 i nr 6 [1, 15]. Ponieważ
nie przeprowadzono w nich badań paleontologicznych, wiek przewierconych skał
określono w odniesieniu do warstwy piaskowca szarożółtego. Piaskowiec ten jest poziomem korelacyjnym dla osadów kredy w rowie Nysy. Wiek tego piaskowca został
określony jako niższa część środkowego turonu [11, 12]. Stratygrafia pozostałych
osadów kredowych nawierconych w otworach nr 5 i nr 6, jest ogólnie zgodna z rozpoziomowaniem wiekowym utworów kredowych w otworze 7M [1, 15].
DYSKUSJA I INTERPRETACJA WYNIKÓW
Określenie i skorelowanie pozycji stratygraficznej poszczególnych odmian skalnych w trzech usytuowanych blisko siebie otworach wiertniczych dało początek pró-
25
bie interpretacji przyczyny istotnych różnic w głębokości zalegania skał równowiekowych nawierconych w tych otworach (rys. 2).
W monotonnie wykształconych utworach kredy górnej w rowie Nysy wyróżnia
się, występujące często na całym obszarze, warstwy piaskowców kwarcowych o zróżnicowanym uziarnieniu i różnych barwach. Piaskowiec nawiercony w omawianych
trzech otworach to tzw. środkowy piaskowiec ciosowy, którego wiek określono na
dolną część środkowego turonu. Gdy porównamy ze sobą głębokości nawiercenia
stropu tego piaskowca, to różnice wyniosą – pomiędzy otworami nr 6 i 7M – 46 m, a
między otworami 7M i nr 5–37 m. Tak znaczne różnice w głębokościach zalegania
osadów równowiekowych podobnie wykształconych, przy prawie poziomym sposobie
ich zalegania mogą sugerować, że przyczyną takiej sytuacji tektonicznej są silnie zestromione uskoki zrzutowe występujące pomiędzy otworami.
Na południe od omawianego obszaru J. Don [3, 4] udowodnił występowanie
fleksury o przebiegu południkowym, która ogranicza od zachodu tzw. nieckę Idzikowa. Według autora fleksura ta „podkreślona jest przez uskok biegnący od Różanki poprzez Długopole, Bystrzycę Kłodzką dalej ku północy i w Gorzanowie łączy się z
uskokiem Pstrążna-Gorzanów” [3, 4] (rys.1). Badania geofizyczne [9] oraz analiza danych przedstawionych przez Radwańskiego [13] wskazują, że ta długa linia dyslokacyjna jest systemem przecinających się drobnych uskoków o dwóch kierunkach
przebiegu
SSE–NNW i WSW–ENE. Jest prawdopodobne, że jeden z takich uskoków znajduje
się pomiędzy otworem 7M a otworem nr 5. Amplitudę zrzutu można z dużym prawdopodobieństwem określić na około 40 m. Skrzydłem obniżonym jest obszar położony
na wschód od tego skoku (rys.1a, 2). Zbyt mała liczba obserwacji nie pozwala autorkom na jednoznaczne stwierdzenie, czy pomiędzy otworami nr 5 i 7M istnieje przerwanie ciągłości warstw kredowych czy tylko ich ugięcie na skłonie fleksuralnym.
Dyskusyjny natomiast jest charakter i przebieg uskoku Pstrążna-Gorzanów.
Cwojdziński [2] wyznacza ten uskok jako pojedynczą nieciągłość dochodzącą od zachodu tylko do doliny Nysy Kłodzkiej w Gorzanowie. Fistek [6] uważa, że jest to dyslokacja złożona z dwóch równoległych do siebie uskoków, które wspólnie z występującymi na tym obszarze uskokami poprzecznymi tworzą zrąb tektoniczny, dźwigający
podłoże metamorficzne wraz z osadami kredowy o około 100 m. Grocholscy [7]
uskok Pstrążna-Gorzanów interpretują jako pojedynczą dyslokację, o generalnym
przebiegu
WNW–ESE, która ku wschodowi łączy się z uskokami ramowymi rowu Nysy Kłodzkiej (rys. 1). Taką interpretację charakteru i przebiegu omawianego uskoku potwierdzają zdjęcia teledetekcyjne interpretowane na mapie fotolineamentów obszarów na
południe od Kłodzka [14].
Interpretacji wymaga także różnica w głębokości zalegania osadów równowiekowych w oddalonych od siebie o około 270 m, otworach 7M i 6. Ponieważ w okolicy
Gorzanowa osady górnej kredy zalegają prawie poziomo lub są nieznacznie nachylo-
26
ne ku SE (około 10°), różnice głębokości nawiercenia stropu np. piaskowca, w tym
przypadku, są prawdopodobnie spowodowane kolejną stromą dyslokacją istniejącą
pomiędzy tymi otworami (rys. 2). Zrzut warstw na tym uskoku wynosi także około 40
m, zaś otwór nr 6 jest usytuowany na skrzydle obniżonym tej dyslokacji. Można
przypuszczać, że przebieg tegoż uskoku jest ogólnie zgodny z kierunkiem uskoku
Pstrążna-Gorzanów.
Przedstawiona powyżej przez autorki interpretacja sytuacji tektonicznej osadów
kredy potwierdza zrębową budowę geologiczną okolic Gorzanowa.
LITERATURA
[1] BIEL Z., PRUCHNIEWICZ T., SŁOMA B., Dokumentacja hydrogeologiczna dotycząca ujęcia
wody pitnej i zmineralizowanej z utworów górnej kredy dla projektowanej rozlewni wód stołowych
w Gorzanowie, mat. niepubl., 1967.
[2] CWOJDZIŃSKI S., Szczegółowa mapa geologiczna Sudetów (1:25 000) arkusz Krosnowice wraz
z objaśnieniami, Państw. Inst. Geol., 1978.
[3] DON B., DON J., Geneza rowu Nysy na tle badań wykonanych w okolicy Idzikowa, Acta Geologica
Polonika, 1960, vol. X, s. 71–102.
[4] DON J., The Late Cretaceous Nysa Graben: implications for Mesozoik-Cenozoic fault-block tectonics of the Sudetes, Z. geol. Wiss., Berlin 1996, 24 (3/4), s. 317–324.
[5] FARBISZ J., Ekspertyza geofizyczna w rejonie projektowanego ujęcia wód podziemnych z utworów
górnej kredy w Gorzanowie, mat. niepubl., 1998.
[6] FISTEK J., Szczawy Kotliny Kłodzkiej i Gór Bystrzyckich, Biul. Geol. UW., 1977, t. 22,
s. 61–115.
[7] GROCHOLSKA J., GROCHOLSKI A., Tektonika północno-wschodniej części rowu Nysy,
Prz. Geol., 1958, nr 8/9, s. 351–353.
[8] GRZEGORCZYK K., Dokumentacja hydrogeologiczna zasobów eksploatacyjnych ujęcia wód podziemnych z utworów górnej kredy w Gorzanowie otw. nr 7M, „Eko-Life”, Wrocław 1998.
[9] JODŁOWSKI ST., Badania strukturalne wschodniej części Dolnego Śląska, Struktura Gór Bystrzyckich i rowu górnej Nysy Kłodzkiej w świetle badań geofizycznych, Inst. Geol., Wrocław 1980.
[10] PACHUCKI C., O stratygrafii i litologii kredy w rowie Nysy Kłodzkiej, Ann. Uniw.
M. Curie-Skłodowska, Sect. B IV–12 Lublin 1959.
[11] RODE K., Die Schichtenfolge der Kreide im Neisegraben, Obl. Min. Uns., Abt. B, nr 3, Stuttgart,
1936.
[12] RADWAŃSKI S., Facje osadowe i charakterystyka faunistyczna górnej kredy środkowych Sudetów,
Roczn. Pol. Tow. Geol., 36, 2, Kraków, 1966.
[13] RADWAŃSKI S., Kreda Sudetów środkowych w świetle wyników nowych otworów wiertniczych,
Biul. Inst. Geol., 1975, t. 24, nr 287, s. 5–50.
[14] SAWICKI L., Mapa geologiczna regionu Dolnośląskiego z przyległymi obszarami Czech i Niemiec,
Państw. Inst. Geol., 1995.
[15] SZARSZEWSKA Z., Dokumentacja hydrogeologiczna ujęcia wód podziemnych Gorzanowa,
mat. arch. B.P. „Balneoprojekt”, Warszawa 1974.
[16] TEISSEYRE B., Stratygrafia mikrofaunistyczna górnej kredy rowu Nysy (Sudety Środkowe), Roczn.
Pol. Tow. Geol., Vol. XLV, nr 1, s. 81–136., Kraków 1975.
[17] WROŃSKI J., Szczegółowa mapa geologiczna Sudetów (1:25 000) arkusz Bystrzyca Kłodzka,
Państw. Inst. Geol., 1981.
27
NEW DATA ON THE TECTONIC OF GORZANÓW ENVIRONS IN THE MIDDLE SUDETES
The environs of Gorzanów have a complicated tectonic structure. The Upper Cretaceous sediments
present here are settled almost horizontal directly on Precambrian metamorphic rocks. They are divided
by numerous crossing faults. In the borehole No 7M several types of mudstones and one bed of
sandstone were discovered. On the base of the Foraminifera Upper–cund Middle in the depth of bedding
of equivalent aged sediments between the borehole 7M and boreholes No 5 and No 6 were observed.
These differences are probably caused by two crossing dislocations in this area. The beds dislocated on
these faults may build small horsts on tectonic grabens.
Recenzent: prof. dr hab. Irena Wojciechowska, Uniwersytet Wrocławski.