Anna Michno. Góry Świętokrzyskie wędrówki geologiczne po najstarszych górach w Polsce

Transkrypt

1 Anna Michno Góry Świętokrzyskie wędrówki geologiczne po najstarszych górach w Polsce Góry Świętokrzyskie położone są w centralnej części pasa Wyżyn Środkowopolskich. Według podziału Polski na regiony fizycznogeograficzne (Kondracki 1994), stanowią one makroregion Wyżyny Kieleckiej. Góry Świętokrzyskie charakteryzują się ogromnym zróżnicowaniem geologicznym. Nigdzie indziej w Polsce nie można obserwować na powierzchni utworów skalnych ze wszystkich okresów geologicznych od kambru po czwartorzęd. Nigdzie indziej nie są one też tak dostępne. Cechą Gór Świętokrzyskich jest pasmowy układ wzniesień i obniżeń. Związany jest on z różnicami odporności skał i tektoniką podłoża. Są to niskie góry rusztowe o deniwelacjach rzędu m. Przebieg poszczególnych pasm nawiązuje do kierunków: fałdów kaledońskich (W-E), hercyńskich (WNW-ESE) lub alpejskich (NW-SE) (Klimaszewski red. 1972). Współczesna sieć rzeczna obszaru jest niedostosowana do ekshumowanych spod pokrywy mezozoicznej struktur paleozoicznych. Powstała bowiem na powierzchni tej pokrywy, która wraz z trzonem paleozoicznym uległa wypiętrzeniu (faza laramijska), a następnie w środkowej części erozji i denudacji w nawiązaniu do sieci spękań tensyjnych (Kowalski 2000). Przebieg wielu odcinków rzek wymuszony jest uskokami. Współcześnie trzon paleozoiczny Gór Świętokrzyskich wyłania się spod osadów mezozoicznych w strefie o długości około 100 km i szerokości do 40 km. Trzon paleozoiczny Gór Świętokrzyskich dzieli się na kilka jednostek: Antyklinorium Chęcińsko-Klimontowskie, Synklinorium Kielecko-Łagowskie, Jednostkę Łysogórską, Synklinę Bodzentyńską i Antyklinę Wydryszowsko-Bronkowicką (Ryc. 1). Jednostki te są znacznie zróżnicowane pod względem stylu tektoniki jak również cech litologiczno-facjalnych budujących je skał (Stupnicka 1997). W rozwoju geologicznym obszaru Gór Świętokrzyskich wyróżnić można klika etapów związanych z fałdowaniem obszaru podczas orogenez: kaledońskiej, hercyńskiej i alpejskiej. Najważniejszymi fazami tych orogenez była m.in.: faza ardeńska na przełomie syluru i dewonu, faza 61

2 sudecka na przełomie karbonu i permu oraz faza laramijska. Podczas fazy ardeńskiej wydźwignięte zostało Antyklinorium Chęcińsko- Klimontowskie. W fazie sudeckiej powstały struktury tektoniczne południowo-zachodniego obrzeżenia Gór Świętokrzyskich (np. Antyklina Zbrzańska, Synklina Ostrowska, Antyklina Chęcińska), od północy nasuniętą została także Jednostka Łysogórska. Natomiast od fazy laramijskiej rozwój rzeźby Gór Świętokrzyskich przebiegał już w warunkach lądowych. 5 uskok Psarski Dyslokacja Świśliny Kielce uskok Łysogórski Strefa łysogórska 1 Strefa kielecka 1 - Antyklinorium Chęcińsko-Klimontowskie 2 - Synklinorium Kielecko-Łagowskie 3 - Jednostka Łysogórska 4 - Synklina Bodzentyńska 5 - Antyklina Wydryszowsko-Bronkowicka Dyslokacja Świętokrzyska 30 km Ryc. 1. Główne jednostki tektoniczne Gór Świętokrzyskich, za: E. Stupnicka (1997), zmienione. Źródło: opracownie własne Basen sedymentacyjny paleozoiku Gór Świętokrzyskich dzielił się na dwie strefy litologiczno-facjalne: strefę kielecką i strefę łysogórską. Oddziela je dyslokacja świętokrzyska (Ryc. 1). Strefa kielecka obejmowała południową część basenu. Sedymentowały tu skały od dolnego kambru po dolny karbon. Przez cały paleozoik była to strefa geantyklinalna zachowująca tendencję do ruchów wznoszących i fałdowań (Stupnicka 1997). Tu zaznaczyły się pierwsze na całym obszarze Gór Świętokrzyskich ruchy fałdowe. Oś tektoniczna tej części basenu sedymentacyjnego paleozoiku pochylona była ku zachodowi, 62

3 dlatego najstarsze skały strefy kieleckiej (kambr) dziś odsłaniają się jako zwarte wychodnie w części wschodniej obszaru. Natomiast zachodnią część strefy kieleckiej budują skały młodsze głównie dewońskie. Częściowo przykryte są one osłoną permską i mezozoiczną. W tej części Gór Świętokrzyskich skały paleozoiczne przefałdowane są ze skałami permu, triasu, jury lub kredy. Występują tu też liczne uskoki poprzeczne, głównie zrzutowe, wielokrotnie odmładzane (np. uskok Wymysłowa, uskok Łukawki). Utwory kieleckiej strefy sedymentacyjnej budują: Antyklinorium Chęcińsko-Klimontowskie i Synklinorium Kielecko- Łagowskie. Na północ od dyslokacji świętokrzyskiej wyróżnia się strefę łysogórską basenu sedymentacyjnego paleozoiku. Obejmuje ona północną część dzisiejszego trzonu paleozoicznego. W strefie łysogórskiej ukształtowany został najpełniejszy profil skał paleozoicznych w całej Polsce południowej (Stupnicka 1997). Przez cały okres paleozoiku była to strefa geosynklinalna zachowująca tendencję do ruchów obniżających. Pierwsze ruchy fałdowe w tej strefie miały miejsce dopiero w orogenezie hercyńskiej. Również występują tutaj liczne uskoki poprzeczne, zrzutowe i przesuwcze, wielokrotnie odmładzane (np. uskok Łysogórski, uskok Psarski). Utwory kieleckiej strefy sedymentacyjnej budują: Jednostkę Łysogórską, Synklinę Bodzentyńską, Antyklinę Wydryszowsko- Bronkowicką (Ryc. 1). Tektonikę obszaru Gór Świętokrzyskich oraz zróżnicowanie litologiczne skał podłoża najlepiej poznać można w południowozachodniej oraz centralnej części obszaru. Możliwe jest to dzięki licznie występującym tu i łatwo dostępnym odsłonięciom geologicznym. Wędrówkę należy rozpocząć od Tokarni położonej niedaleko Chęcin. W nieczynnym już kamieniołomie odsłaniają się wapienie górnej jury wchodzące w skład osłony mezozoicznej trzonu paleozoicznego Gór Świętokrzyskich. Obserwować tu możemy także formy krasu trzeciorzędowego, liczne skamieniałości: amonity, belemnity, ramienionogi a także krzemienne sekrecje epigenetyczne i geody kwarcowe. W rejonie Tokarni występują niewielkie jednostki tektoniczne (np. Antyklina Zbrzańska, Synklina Ostrowska), w których utwory paleozoiczne przefałdowane są ze skałami mezozoicznymi. W niektórych fałdach podłoże paleozoiczne dziś ukazuje się na powierzchni, w innych występuje głęboko w jądrach fałdów. Większość tych struktur fałdowych 63

4 jest asymetryczna o zróżnicowanych kierunkach osi i ma charakter brachyantyklin i brachysynklin (Stupnicka 1971). Do najciekawszych obiektów geologicznych o dużych walorach dydaktycznych należą: Wzgórze Zamkowe w Chęcinach, Zelejowa Góra i Czerwona Góra koło Chęcin, odsłonięcia w rezerwatach geologicznych na terenie Kielc, a także Łysogóry, Wzgórza Tumlińskie i Góry Pieprzowe. Na południowych stokach Wzgórza Zamkowego (365 m n.p.m.) w Chęcinach odsłaniają się skały trzonu paleozoicznego Gór Świętokrzyskich. W nieczynnych dziś kamieniołomach pod zamkiem odsłaniają się wapienie środkowego dewonu (żywet). Wzgórze Zamkowe jest fragmentem południowego skrzydła Antykliny Chęcińskiej struktury tektonicznej powstałej podczas fałdowań fazy sudeckiej orogenezy hercyńskiej. Strome południowe stoki wzgórza nachyleniem nawiązują do upadu warstw skalnych (40-60 o ), są więc konsekwentne, natomiast stoki północne wzgórza są obsekwentne, o przeciwnym nachyleniu w stosunku do upadu warstw skalnych. Wzgórze Zamkowe w Chęcinach jest więc doskonałym przykładem wpływu tektoniki podłoża na wykształcenie rzeźby. Pozostałości północnego skrzydła Antykliny Chęcińskiej możemy obserwować na Górze Zelejowej (372 m n.p.m). Zbudowana jest ona z tych samych skał, co Wzgórze Zamkowe. W nieczynnym dziś kamieniołomie (rezerwat geologiczny) obserwować możemy odsłonięcie skał środkowego dewonu a także różnowiekowe formy mineralizacji (różanka zelejowska) oraz formy krasu kopalnego (permsko-triasowego) i krasu współczesnego. Pomiędzy Wzgórzem Zamkowym a Górą Zelejową rozciąga się szeroka Dolina Chęcińska wykształcona w osi nieistniejącej dziś antykliny. Dolinę tą budują utwory dolnego kambru (tzw. warstwy holmiowe) na powierzchni zaś odsłaniają się miąższe osady czwartorzędowe. Opisywany region jest doskonałym dydaktycznym przykładem inwersji rzeźby. Skrzydłami dawnej antykliny są: Wzgórze Zamkowe i Góra Zelejowa, natomiast w osi antykliny ukształtowana jest antyklinalna dolina subsekwentna (Dolina Chęcińska). Osady pochodzące ze zniszczenia antykliny Chęcińskiej możemy odnaleźć w nieodległym kamieniołomie na Czerwonej Górze (326 m n.p.m.). Odsłaniają nam się tutaj miąższe, masywne zlepieńce górnego permu (cechsztyn). Zbudowane są one z otoczaków skał środkowodewońskich głównie wapieni. Spoiwo zaś tworzy terra rossa i kalcyt (Fot. 1). W kamieniołomie możemy obserwować także 64

5 różnowiekowe procesy mineralizacji i formy krasu kopalnego. Pojedyncze bloki zlepieńca są doskonałym materiałem do rozważań sedymentologicznych. Prześledzić w ich budowie możemy ułożenie i stopień obróbki materiału, co pozwala na odtworzenie sposobu i miejsca jego akumulacji. Fot. 1. Wykształcenie zlepieńców górnego permu, kamieniołom "Zygmuntówka" na Czerwonej Górze Źródło: fot. Autorki Kolejnym miejscem wartym odwiedzenia są Kielce i położone na terenie miasta rezerwaty geologiczne. Najciekawszych obserwacji geologicznych dokonać możemy w dwóch kamieniołomach: Kadzielni i Śluchowicach. Mimo, iż odsłaniają się w nich te same skały: wapienie górnego dewonu (fran i famen), to wyraźnie możemy zaobserwować zmiany warunków ich sedymentacji. W Kadzielni (od 1962 r. rezerwat), położonej na granicy Antyklinorium Chęcińsko-Klimontowskiego i Synklinorium Kielecko- Łagowskiego, odsłaniają się masywne skaliste wapienie (fran), tzw. wapienie kadzielniańskie oraz (w górnej części profilu) warstwowane utwory łupkowo-wapienne (famen). Obserwowane w odsłonięciu zróżnicowanie litologiczne związane jest z pogłębieniem zbiornika sedymentacyjnego w fazie bretońskiej orogenezy hercyńskiej. Dowodem na zmiany paleogeograficzne są także licznie skamieniałości znajdowane w tych skałach, np. szczątki ryby dwudysznej (fran) i olbrzymiej ryby pancernej (famen). W Kadzielni obserwować możemy także formy krasu kopalnego permsko-triasowego i trzeciorzędowego. Kamieniołom w Śluchowicach położony jest w północnej części Synklinorium Kielecko-Łagowskiego. Od 1952 r. istnieje tu rezerwat przyrody nieożywionej im. J. Czarnockiego. Ochroną objęty jest profil litologiczny (skały górnego dewonu), element tektoniki jedyne w Polsce odsłonięcie fałdu obalonego oraz roślinność. Mimo, iż w Śluchowicach odsłaniają się skały tego samego wieku co w Kadzielni, to są one inaczej wykształcone. Odsłaniają się tu wapienie bitumiczne i kompleks wyraźnie przefałdowanych skał łupkowo-wapiennych. Bitumiczność skał podkreśla ich sedymentację w głębokim i źle przewietrzanym zbiorniku. 65

6 Największym walorem dydaktycznym w kamieniołomie w Śluchowicach jest odsłonięcie fałdu obalonego (Fot. 2). Ta wyjątkowa struktura tektoniczna jest zapisem nasuwania się od północy Jednostki Łysogórskiej, podczas fałdowań fazy sudeckiej orogenenezy hercyńskiej. Fot. 2. Fałd obalony, kamieniołom "Śluchowice" w Kielcach Źródło: fot. Autorki Z rejonu Kielc warto wyruszyć na północ by poznać budowę Łysogór i północnej części mezozoicznej osłony Gór Świętokrzyskich. Jako miejsce obserwacji geologicznych najczęściej wybierany jest Łysiec (594 m n.p.m.) położony na wschodnim krańcu Łysogór. Zapoznać się tu można z budową geologiczną pasma, jak również doświadczyć jej konsekwencji morfologiczno-hydrologicznych. Pasmo Łysogóry stanowi część większej jednostki tektonicznej Jednostki Łysogórskiej. W skład tej jednostki wchodzi także Pasmo Jeleniowskie i Pasmo Masłowskie. Jednostka ta zbudowana jest z monomineralnych, drobnoziarnistych piaskowców kwarcytycznych oraz niewielkiej miąższości kompleksów łupkowych. Są to skały dolnego i środkowego kambru. Wychodnie 66

7 piaskowców kwarcytycznych obserwować można w strefie grzbietowej pasma, nawiązuje do nich również występowanie gołoborzy. Pokrywy gołoborzy są najbardziej znanym obiektem dydaktycznym w Górach Świętokrzyskich (Fot. 3). Powstały one w plejstocenie, w warunkach klimatu peryglacjalnego. Ich miąższość wynosi ok. 3-4 m. Od Fot. 3. Widok na gołoborza, Łysogóry. południa Jednostka Łysogórska Źródło: fot. Autorki oddzielona jest od Synklinorium Kielecko-Łagowskiego głębokim rozłamem tektonicznym dyslokacją świętokrzyską, która sięga aż do powierzchni Moho (Stupnicka 1988). Jednostka ta poprzecinana jest uskokami poprzecznymi. Doskonałym przykładem jest uskok Łysogórski, na którym Pasmo Jeleniowskie zostało przesunięte o około 4 km. Budowa geologiczna pasma Łysogórskiego odzwierciedla się także w schodowym profilu stoków oraz w występowaniu podmokłości i źródeł w strefach kontaktu odpornych piaskowców i małoodpornych łupków. Z Łysogór udać się należy na Wzgórza Tumlińskie, gdzie możemy poznać przykład skał północnej części osłony mezozoicznej Gór Świętokrzyskich. W odsłonięciu geologicznym obserwować można dolnotriasowe, czerwone piaskowce. Prześledzić także można wspaniale wykształcone struktury sedymentacyjne. Udając się dalej na północ w rejon Ostrowca Świętokrzyskiego w licznych odsłonięciach obserwować możemy także utwory kredowe. Wielką atrakcją tego obszaru jest jedna z 20 znanych w Polsce neolitycznych kopalni krzemienia pasiastego. By dopełnić obrazu budowy geologicznej Gór Świętokrzyskich, należy się wybrać w rejon Sandomierza. W znajdujących się nieopodal miasta Górach Pieprzowych odsłaniają się łupki środkowego kambru: łupki ilaste i kwarcowo-mikowe. Są to te same skały, które w rejonie Kielc i Łagowa występują na głębokości ok m. To tu w przeszłości znajdowała się najwyższa część Gór Świętokrzyskich. Ich centralna część 67

8 dzisiejsze Synklinorium Kielecko-Łagowskie uległa obniżeniu po okresie ruchów tektonicznych fazy laramijskiej. W kierunku południowowschodnim struktury trzonu paleozoicznego znajdują swoje przedłużenie w masywie małopolskim ukrytym pod osadami miocenu wypełniającymi Zapadlisko Przedkarpackie. Pod względem tektonicznym Góry Świętokrzyskie są więc większe, niż pod względem rzeźby. Wędrując po Górach Świętokrzyskich nie sposób interesować się tylko jednym zagadnieniem nie dostrzegając innych, dlatego stojąc na świętokrzyskiej ziemi przyrodnik staje się humanistą, a humanista przyrodnikiem. Góry Świętokrzyskie wciąż pełne są tajemnic. Tu historia przeplata się z legendą, przyroda z kulturą, nowoczesność ze świadectwem pradziejów, a ślady pogaństwa z tradycją chrześcijańską. To ziemia starożytnych górników i hutników, benedyktyńskich mnichów i powstańców styczniowych. Ziemia poetów i pisarzy. Warto poświęcić jej kilka dni, wędrując nie tylko trasą przeszłości geologicznej, ale także np. szlakiem staropolskiego hutnictwa lub śladami S. Żeromskiego. Każda z tych wędrówek uczy i dostarcza wielu wrażeń. Literatura: Klimaszewski M. (red.), 1972, Geomorfologia Polski, t. 1, Polska Południowa Góry i Wyżyny, PWN, Warszawa, 385. Kondracki J., 1994, Geografia Polski. Mezoregiony fizycznogeograficzne, PWN, Warszawa, 340. Kowalski B.J., 2000, Rzeźba [w:] S. Cieśliński, A. Kowalkowski (red.), Świętokrzyski Park Narodowy. Przyroda, Gospodarka, Kultura, Wyd. ŚPN, Bodzentyn- Kraków, Stupnicka E., 1971, Tektonika utworów mezozoicznych południowego obrzeżenia Gór Świętokrzyskich, Roczn. PTG, XL, Stupnicka E., 1988, Charakter i geneza dyslokacji świętokrzyskiej, Przegl. Geol., XXXVI, Stupnicka E., 1997, Geologia regionalna Polski, Wyd. Uniwersytetu Warszawskiego,