Budowa geologiczna z³o a najstarszej soli kamiennej Kazimierzów w OG Sieroszowice I (kopalnia Polkowice-Sieroszowice)

Transkrypt

1 GOSPODARKA SUROWCAMI MINERALNYMI Tom Zeszyt specjalny 1 ANDRZEJ BANASZAK*, ALEKSANDER GARLICKI**, ANDRZEJ MARKIEWICZ*** Budowa geologiczna z³o a najstarszej soli kamiennej Kazimierzów w OG Sieroszowice I (kopalnia Polkowice-Sieroszowice) S³owa kluczowe Wewnêtrzna tektonika soli, monoklina przedsudecka, z³o e najstarszej soli kamiennej Streszczenie Prowadzone w ostatnich piêtnastu latach prace górnicze w znacz¹cy sposób rozszerzy³y rozpoznanie z³o a najstarszej soli kamiennej Kazimierzów w stosunku do stanu wiedzy zawartej w dokumentacji geologicznej z 1990 r. (Preidl 1990), a opartej na danych w kat. C 1. Pok³adowe z³o e najstarszej soli kamiennej (Na1) w OG Sieroszowice I wykazuje zró nicowanie warunków sedymentacji oraz silne zaanga owanie tektoniczne soli, co spowodowa³o, e sól charakteryzuje siê znaczn¹ przebudow¹ strukturaln¹. Odzwierciedleniem tego jest niewielki udzia³ pierwotnych soli laminowanych anhydrytem, przy dominacji wtórnych odmian petrologicznych z przeobra eñ dynamicznych: soli z rozmyt¹ laminacj¹, soli z przerostami anhydrytu, soli z gruze³kami i okruchami anhydrytu, a tak e soli kruchej i wielkokrystalicznej (Markiewicz 2003). Wp³ywa to na powa ne zró nicowanie przestrzenne kompleksu chlorkowego, jego sk³adu chemicznego i parametrów jakoœciowych soli, a tak e na ich w³aœciwoœci fizykomechaniczne. W konsekwencji mo e to w istotny sposób wp³ywaæ na efektywnoœæ planowanej eksploatacji soli oraz przyczyniæ siê do lokalnie znacznych trudnoœci w utrzymaniu statecznoœci solnych wyrobisk chodnikowych i komorowych (Markiewicz, Banaszak 2005). Rozwi¹zywanie tych problemów niew¹tpliwie wspomo e kompleksowe rozpoznanie budowy geologicznej z³o a soli Kazimierzów zgodnie z Aneksem nr 1 do projektu prac rozpoznawczych z³o a soli kamiennej Kazimierzów w kategorii C 1 i B (Kozula i in. 2006). Zrealizowanie nowo zaprojektowanych prac bêdzie mia³o kluczowe znaczenie przy wyborze optymalnej formy zagospodarowania pok³adu najstarszej soli kamiennej w po³udniowo-centralnej czêœci monokliny przedsudeckiej. * Biuro Zarz¹du KGHM Polska MiedŸ S.A., Lubin. ** Wydzia³ Geologii, Geofizyki i Ochrony Œrodowiska AGH, Kraków. *** KGHM CUPRUM Sp. z o.o. CBR, Wroc³aw.

2 10 Wprowadzenie Wyst¹pienie soli w utworach cechsztyñskich rejonu pomiêdzy Lubinem a G³ogowem zosta³o udokumentowane w roku 1957 otworem wiertniczym Zofiówka (otw. S-37). W trakcie budowy kopalni Sieroszowice w po³owie lat siedemdziesi¹tych powsta³ pomys³, by powy ej z³o a rud miedzi zaprojektowaæ dodatkowy poziom kopalniany w z³o u solnym z myœl¹, e ten e nadpoziom spe³nia³by funkcje pomocnicze przy wentylacji i klimatyzacji kopalni. Kompleksowa analiza tego zagadnienia geologiczno-górniczego sta³a siê przedmiotem opracowañ wykonanych w AGH w Krakowie (Poborski red. 1976; Poborski i in. 1974). Okres kolejnej dekady by³ czasem intensywnych studiów nad ocen¹ warunków geologicznych z³o a soli (Poborski red. 1976; Kijewski, Salski 1978; Kijewski i in. 1979). Wyniki tych opracowañ sta³y siê podstaw¹ do pog³êbionej analizy mo liwoœci prowadzenia eksploatacji soli kamiennej przy pe³nym wykorzystaniu rezerw w budowie kopalni rudy miedzi Sieroszowice (Szybist 1985; Kijewski i in. 1985). Oprócz tego przedstawiono pomys³ magazynowania wêglowodorów w obrêbie pok³adu solnego (Brañka i in. 1978; Œlizowski 1980), oraz budowy magazynu odpadów w solnych wyrobiskach górniczych (K³eczek i in. 1992). Pod koniec lat osiemdziesi¹tych postanowiono zagospodarowaæ z³o e soli kamiennej Na1, w zwi¹zku z tym opracowana zosta³a podstawowa dokumentacja geologiczna soli kamiennej w OG Sieroszowice I z zasobami w kat. C 1 i szacunkowymi (Preidl 1990). W trakcie pierwszych prac udostêpniaj¹cych z³o e soli, wykonano rozpoznanie tektoniki wewnêtrznej pok³adu (Markiewicz, elaÿniewicz 1990), uzupe³nione o obserwacje strukturalne w trakcie zg³êbiania szybów SG-1 i SG-2 (Markiewicz, Mantke 1990). Pierwsze lata doœwiadczeñ z górniczego rozpoznania z³o a najstarszej soli kamiennej sta³y siê podstaw¹ do opracowania Projektu geologicznych prac rozpoznawczych z³o a soli kamiennej Kazimierzów (Preidl 1997). W latach przeprowadzono kompleksow¹ analizê dotychczasowego rozpoznania z³o a (Markiewicz i in. 2002). Wynikiem tego sta³o siê opracowanie modelu budowy strukturalnej z³o a soli Kazimierzów (Markiewicz 2003). Ten przestrzenny model z³o a, weryfikowany w oparciu o dane z nowego rozpoznania geologicznego, bêdzie stanowiæ podstawê przy wyborze racjonalnej i bezpiecznej formy zagospodarowania z³o a najstarszej soli kamiennej Kazimierzów. W 2006 r. opracowano Aneks nr 1 (Kozula i in. 2006) aktualizuj¹cy wymieniony projekt. Zrealizowanie nowo zaprojektowanych prac geologicznych umo liwi lepsze poznanie budowy geologicznej pok³adu najstarszej soli kamiennej (Na1) w po³udniowo-centralnej czêœci monokliny przedsudeckiej, co bêdzie mia³o kluczowe znaczenie przy optymalnym zaprojektowaniu eksploatacji i racjonalnym wykorzystaniu zasobów z³o a soli w powi¹zaniu z zagospodarowaniem le ¹cego ni ej z³o a rud miedzi.

3 11 1. Wykszta³cenie pok³adu najstarszej soli kamiennej Kompleksowa ocena jakoœciowa soli w OG Sieroszowice I (m.in. Kijewski, Broda 1990; Preidl 1990; Garlicki i in. 1996) wykazuje, e dominuje tu g³ównie sól o zawartoœci NaCl > 97,5%, przy udziale innych sk³adników: SO 4 0,9%, Mg 0,02%, Ca 0,6%, Fe 0,01%, oraz zawartoœci substancji nierozpuszczalnych w wodzie oko³o 1,4%. Udzia³ tych sk³adników klasyfikuje te sole jako gatunek I i II, a udokumentowane zasoby w kat. C 1 dla tych gatunków do g³êbokoœci 1000 m wynosz¹ 86,3 mln ton przy œredniej mi¹ szoœci 69,2 m i œredniej zawartoœci NaCl 98,88% (Preidl 1990). Poni ej 1000 m udokumentowano 2,85 mld ton zbli onej jakoœciowo soli. Ponadto ustalono zasoby szacunkowe soli kamiennej na 1,2 mld ton. Najstarsza sól kamienna Na1 zajmuje doœæ znaczn¹ czêœæ OG Sieroszowice I (rys. 1) tj. jej œrodkow¹ i pó³nocn¹ czêœæ. Linia wyznaczaj¹ca obecny zasiêg soli najstarszej ma Rys. 1. Rozk³ad mi¹ szoœci najstarszej soli kamiennej na tle zuskokowania jej pod³o a i nadk³adu wogsieroszowicei Fig. 1. Distribution of thickness of the Oldest Rock Salt seam on the background of its base and overburden faulting in Sieroszowice I mining area

4 12 kszta³t nieregularny i wykazuje obecnoœæ licznych, g³êboko wciêtych zatok, a nawet pojedynczych izolowanych enklaw. Wiêkszoœæ zatok charakteryzuje siê stosunkowo niewielk¹ szerokoœci¹ wynosz¹c¹ do 2,5 km oraz znacznym wyd³u eniem dochodz¹cym do 3,5 km w kierunku: W-E (na W od szybu SG-1) i N-S (na S od szybu SW-1). W OG Sieroszowice I sól kamienna Na1 tworzy nieregularny pok³ad o rozci¹g³oœci zbli onej do kierunku równole nikowego (WNW-ESE), przy generalnie ³agodnym zapadaniu warstw pod k¹tem 3 8 (lokalnie do 15 ) ku NE. Monoklinalne zaleganie pok³adu jest w mniejszym lub wiêkszym stopniu zaburzone, przy czym zaburzenia te s¹ intensywniejsze przy powierzchni sp¹gowej. G³êbokoœæ zalegania sp¹gu (zredukowana o krzywiznê otworu) zmienia siê od 494,3 m ppm na po³udniu (otw. S-71) do 1048,0 m ppm w czêœci pó³nocno-zachodniej. Zarejestrowane deniwelacje sp¹gu wynosz¹ zazwyczaj oko³o 50 m, niekiedy do 150 m, a sporadycznie nawet 280 m. Rozpoznanie w kat. B (Markiewicz i in. 2002) potwierdza te du e deniwelacje, gdzie np. dwa s¹siaduj¹ce odwierty oddalone oko³o 100 m od siebie dokumentuj¹ 120-metrow¹ ró nicê rzêdnych sp¹gu soli. Generalnie powierzchnia sp¹gowa charakteryzuje siê wielkopromiennymi wypiêtrzeniami i przylegaj¹cymi do nich, przewa nie w¹skimi obni eniami o osiach zorientowanych na ogó³ w kierunku SW-NE. Lokalnie równie obserwuje siê niewielkie, w¹skie obni enia w kierunku równole nikowym. Wyniki wierceñ poszukiwawczo-dokumentacyjnych wskazuj¹, e strop najstarszej soli kamiennej charakteryzuje siê znacznie mniejszym zró nicowaniem morfologicznym ni jej sp¹g. Kontakt soli z anhydrytem górnym (A1g) zalega na g³êbokoœci od 490,7 m ppm w czêœci po³udniowej do 968,8 m ppm w czêœci pó³nocno-wschodniej. Charakteryzuj¹ go deniwelacje dochodz¹ce zazwyczaj do 20, a niekiedy do 30 m. Niemniej rozpoznanie w kat. B (Markiewicz i in. 2002) wykazuje lokalnie wiêksze ró nice rzêdnych powierzchni stropowej, nawet oko³o 50 m pomiêdzy odwiertami oddalonymi miêdzy sob¹ o 120 m. Mimo pok³adowej formy z³o a soli, jej mi¹ szoœci odznaczaj¹ siê du ym zró nicowaniem (rys. 1) oscyluj¹c w przedziale od 0,0 (w rejonie jej wyklinowania na po³udniu) do 186 m (otw. S-374). Ogólnie stwierdza siê tendencjê wzrostu mi¹ szoœci soli w kierunku NE i N, czyli zgodnie z generalnym zapadaniem warstw skalnych monokliny. Czêsto obserwuje siê jednak odstêpstwa, gdy wystêpuj¹ przypadki raptownej zmiany mi¹ szoœci soli nawet w bezpoœrednio s¹siaduj¹cych otworach wiertniczych, a wiêc na odcinkach d³ugoœci oko³o 1,5 km, gdzie w skrajnych przypadkach stwierdzono wahania mi¹ szoœci przekraczaj¹ce 100, a nawet 140 m, jak to ma miejsce pomiêdzy otworami S-375 a S-376 (rys. 1). Zjawisko to odnosi siê zarówno do obszarów po³o onych w pobli u granicy wystêpowania soli, jak i w pó³nocnej czêœci obszaru z³o owego. Zmiany te szczególnie uzewnêtrzniaj¹ siê w rozpoznaniu w kat. B (Markiewicz i in. 2002), gdzie niekiedy stwierdza siê ró nice mi¹ szoœci rzêdu 65 m na odcinku zaledwie 120 m. Rozk³ad izopachyt najstarszej soli kamiennej (rys. 1) ujawnia obecnoœæ pewnych kierunków, zgodnie z którymi zachowana jest wiêksza stabilnoœæ mi¹ szoœci. WyraŸnie dominuje tutaj kierunek równole nikowy, uwidaczniaj¹cy siê zw³aszcza w przebiegu stref przekraczaj¹cych 60 m, ci¹gn¹cych siê z przerwami na d³ugoœci 7 8 i wiêcej kilometrów.

5 S¹siaduj¹co z nimi, wzd³u analogicznego kierunku wystêpuj¹ wyraÿnie uwidaczniaj¹ce siê strefy o ni szych mi¹ szoœciach, co obserwujemy m.in. w rejonie koñcówki pierwszej wi¹zki chodników Ps 0 2. W rozk³adzie mi¹ szoœci soli uzewnêtrznia siê kierunek NW-SE pomiêdzy otworami S-397 i S-375 na d³ugoœci ponad 6 km, gdzie mi¹ szoœci soli wynosz¹ ponad 100 m. Z t¹ stref¹ zwiêkszonych mi¹ szoœci soli kontaktuj¹ tak samo zorientowane strefy obni onych mi¹ szoœci. Dodatkowo w rejonie wschodnim obserwuje siê strefy zwiêkszonych mi¹ szoœci soli na kierunku NE-SW, którym towarzysz¹ zamkniête, mniejsze formy o niewielkiej mi¹ - szoœci, co dokumentuje np. otwór S-376 (8,6 m). Stwierdzona kierunkowoœæ zmian mi¹ szoœci soli nawi¹zuje czêœciowo do orientacji stref zró nicowanych gruboœci anhydrytów ogniwa anhydrytu górnego podœcielaj¹cych sól (Kijewski, Salski 1978). Kontakt ogniwa anhydrytu dolnego z najstarsz¹ sol¹ kamienn¹ jest ostry i wyraÿny, a jego powierzchnia nachylona jest œrednio pod k¹tem 3 6 o (max. 35 o np. w otw. S-554) i charakteryzuje siê urozmaicon¹ falist¹ morfologi¹, przy czym sam kontakt jest niezgodny z uwagi na tektoniczne deformacje soli. Sól w tej strefie kontaktowej posiada strukturê laminowan¹. Sól kamienn¹ Na1 od wy ejleg³ych anhydrytów ogniwa anhydrytu górnego (A1g), zamykaj¹cych cyklotem Werra, oddziela parometrowa (œr. 3 m, a maks. 10 m) warstwa brekcji anhydrytowej. Sk³ada siê ona z drobnych okruchów, oczek i soczewek anhydrytu bia³oszarego (o wielkoœci do 5 cm), z regu³y kierunkowo u³o onych w ciemnej masie pelitu anhydrytowego z niewielk¹ domieszk¹ substancji ilastej, lokalnie wêglanów. Kontakt soli z brekcj¹ anhydrytow¹ jest ostry, a morfologia samej powierzchni jest lekko falista. W pojedynczych otworach kontakt soli z anhydrytem górnym zachodzi poprzez ciemny i³o³upek anhydrytowy, w którym stwierdzono szczeliny z wysychania (Kijewski 1986). W obrêbie po³udniowej strefy wystêpowania pok³adu soli kamiennej Na1 stwierdza siê przewarstwienia anhydrytu, a wyj¹tkowo i³u i anhydrytu o zró nicowanej mi¹ szoœci wahaj¹cej siê z regu³y od 0,3 do 9,0 m (maks. 17,1 m) o zmiennej pozycji w obrêbie pok³adu soli, przy czym w œrodkowej i stropowej partiach profili solnych tworz¹ one niewielkie soczewkowate cia³a, które nie daj¹ siê korelowaæ miêdzy s¹siaduj¹cymi otworami. Natomiast w partiach sp¹gowych soli w wystêpowaniu przerostu anhydrytu obserwuje siê najwiêksz¹ powtarzalnoœæ, co t³umaczone jest zró nicowaniem warunków sedymentacji (Kijewski, Salski 1978). Dominuj¹cymi solami s¹ sole ró nokrystaliczne oraz œrednio- i grubokrystaliczne, podczas gdy sól drobnokrystaliczna wystêpuje podrzêdnie. W sp¹gowej czêœci pok³adu przewa a sól laminowana, œredniokrystaliczna, szara, lokalnie ciemnoszara, masywna. Natomiast w œrodkowej i górnej jego czêœci obserwuje siê zwiêkszenie czystoœci soli oraz przewagê odmian o strukturze ró nokrystalicznej o ziarnach z regu³y hipidiomorficznych. Wystêpuj¹ca tutaj sól o strukturze œrednio- i gruboziarnistej pojawia siê w postaci naprzemianleg³ych warstewek o gruboœci od kilku do kilkudziesiêciu centymetrów. Ziarna tej soli maj¹ pokrój nieregularny, zaokr¹glone krawêdzie i naro a. W solach grubokrystalicznych kryszta³y maj¹ pokrój hipidiomorficzny przechodz¹cy do idiomorficznego (Kijewski, Salski 1978). 13

6 14 Profilowanie dowiertów oraz ociosów wyrobisk solnych w z³o u Kazimierzów pozwala wyró niæ nastêpuj¹ce odmiany soli: sól laminowan¹ anhydrytem, sól z przerostami anhydrytu, sól z gruze³kami i okruchami anhydrytu, sól kruch¹ i sól wielkokrystaliczn¹ (Markiewicz 2003). Najstarsza sól kamienna w obszarze LGOM odznacza siê szeregiem zró nicowanych struktur makroskopowych, które wynikaj¹ z oddzia³ywania czynników sedymentacyjnych, diagenetycznych oraz deformacyjnych. Z tego te powodu wydzielone przez Czapowskiego typy struktur w utworach tego ogniwa (Czapowski i in. 1992; Markiewicz i in. 2002), oprócz typowo sedymentacyjnych wykazuj¹ równie œlady przebudowy diagenetycznej (np. kryszta³y chmurzaste ), a tak e deformacji tektonicznych (np.: rekrystalizacji kierunkowej kryszta³ów soli). W przypadku badanych soli silne zaanga owanie tektoniczne chlorków czêsto uniemo liwia oddzielenie efektów oddzia³ywania obu tych procesów, np. obecnoœæ gniazd soli wielkokrystalicznej wtórnej (typ D) mo e byæ efektem zarówno postsedymentacyjnego krasowienia osadu i formowania wtórnych precypitatów, jak i w przypadku drobnych skupieñ rekrystalizacji soli wtórnej w strefach zluÿnieñ podczas roz³adowywania naprê eñ tektonicznych w górotworze (Markiewicz 2003). 2. Tektonika wewnêtrzna najstarszej soli kamiennej Pierwsze próby opisu litostratygrafii kompleksu soli kamiennej w rejonie O.G. Sieroszowice I (m.in. Poborski red. 1976) okaza³y siê bardzo utrudnione wskutek wewnêtrznych zaburzeñ tektonicznych. Wskazywa³y na to stwierdzone zmiany k¹tów upadu i lokalne zawik³ania w u³o eniu poszczególnych warstw oraz powtarzanie siê w profilach tych samych utworów. Profilowanie otworów wiertniczych wskazuje, e przewa aj¹ca czêœæ soli kamiennej Na1 posiada struktury œwiadcz¹ce o wtórnych zmianach geodynamicznych pod wp³ywem naprê eñ tektonicznych (Poborski i in. 1974; Kijewski, Salski 1978; Kijewski 1986). Wœród struktur tych wyró niono: y³y i gniazda z sol¹ wtórn¹, przerosty soli kryszta³owej o strukturze granoblastycznej o ziarnach wyd³u onych, jednakowo zorientowanych przestrzennie, kierunkowe u³o enie wyd³u onych kryszta³ów z rekrystalizacji liniowej, p³aszczyzny poœlizgów, a w prze³awiceniach zailonych odcinki soli blaszkowato sprasowane. Ci¹g³e obserwacje w wyrobiskach solnych, jak równie profilowania odwiertów i szybów w z³o u Kazimierzów pozwalaj¹ na wydzielenie szeregu struktur tworz¹cych siê w wyniku œcinania (Markiewicz 2003), wœród których oprócz struktury brekcyjnej mo na wydzieliæ m.in.: strukturê kataklastyczn¹, porfiroklasty, zaburzenia laminacji, struktury typu domina, struktury typu migda³ów, strukturê SC, fa³dy œródfoliacyjne oraz struktury kawerniste (rys. 2). Pierwotny, równoleg³y i horyzontalny uk³ad warstw soli w ca³ym swym kompleksie jest czêsto w znacznym stopniu zaburzony. Upad laminacji wewnêtrznej oraz kontaktów pomiêdzy sol¹ a wk³adkami anhydrytów, a tak e anhydrytem dolnym in situ nierzadko odbiega

7

8

9 znacznie od wartoœci wyra onych na mapach warstwicowych i w skrajnych przypadkach osi¹ga nawet 30 (Markiewicz i in. 2002). W sp¹gu soli na jej kontakcie z ni ejleg³ym anhydrytem dolnym (A1d) widoczne s¹ liczne wycienienia, a nawet tektoniczne ich wyklinowanie wskutek poœlizgów i przemieszczeñ F a ³ d y Profilowanie rdzeni wiertniczych oraz ociosów wyrobisk solnych wykazuje, e sole laminowane i warstwowane domieszk¹ i³u lub anhydrytu czêsto s¹ zafa³dowane (Szybist 1976; Kijewski, Salski 1978; Kijewski 1986; Markiewicz, elaÿniewicz 1990). Teci¹g³e deformacje maj¹ce amplitudy do kilku centymetrów (mikrostruktury), jak równie do kilku metrów (mezostruktury), charakteryzuj¹ siê silnym zró nicowaniem formy: od symetrycznych po obalone. Wœród nich mo na wyró niæ m.in. fa³dy wachlarzowe z fa³dowania dysharmonijnego, fa³dy futera³owe (udokumentowane w dolnej partii pok³adu soli o wergencji N i S) posiadaj¹ce cechy fa³dów z p³yniêcia, fa³dy wleczone (typu symilar) o orientacji osi WNW-ESE i wergencji ku ENE (rys. 2) (Markiewicz, Mantke 1990; Markiewicz i in. 2002). Dodatkowo w obrêbie pok³adu udokumentowano szereg przyk³adów ró norodnie sfa³dowanych wk³adek laminowanych anhydrytów œródsolnych, które s¹ wtórnie strzaskane tektonicznie tworz¹c ostrokrawêdzist¹ brekcjê chaotycznie po³o onych fragmentów fa³dów wœród ró nokrystalicznych soli. Lokalnie te stwierdza siê ich fragmenty w postaci w¹skich, odizolowanych horyzontów, a tak e elipsoidalnych plastrów, które powsta³y w wyniku œciêcia fa³dów wzd³u szeregu po³ogich powierzchni przemieszczeñ œródsolnych (rys. 2). W wyrobiskach solnych stwierdza siê te wielkopromienne undulacje warstwowania soli, tworz¹ce m.in. w¹sk¹ brachysynklinê o d³u szej osi równole nikowej, która ma zbli ony przebieg do osi negatywnej struktury za³o onej na normalnych uskokach i fleksurach w sztywnym pod³o u soli (rys. 2) (Markiewicz 2003) S p ê k a n i a W obrêbie najstarszej soli kamiennej stwierdza siê spêkania tensyjne i œciêciowe, przy czym obserwuje siê wyraÿne zró nicowanie ich udzia³u, co wi¹ e siê z ³atwiejszym ich rozwojem w solach zailonych i zanieczyszczonych rozdrobnionym anhydrytem ni w solach czystych. Ponadto czêœciej zauwa a siê spêkania na kontaktach soli z otaczaj¹cymi je anhydrytami. W sp¹gowych partiach pok³adu soli wœród ich odmian laminowanych spotyka siê zespo³y spêkañ ekstensyjnych biegn¹cych w kierunku N-S i NW-SE, które zabliÿnione s¹ szar¹ sol¹ w³óknist¹ lub grubokrystaliczn¹ sol¹ bia³¹ (Markiewicz, elaÿniewicz 1990). W obrêbie brekcji anhydrytowych spotyka siê po³ogie spêkania zamkniête, które charakteryzuj¹ siê wystêpowaniem powierzchni zlustrowanej ze strukturami œlizgowymi. W obrêbie gniazd soli kryszta³owych z epigenetycznej krystalizacji stwierdza siê m.in. dwa zespo³y komplementarne spêkañ œciêciowych, przy czym dominuj¹cy jest zespó³

10 o /55 80 o (z rysami œlizgowymi na zlustrowanych powierzchniach) oraz s³abiej zaznaczony 210/25 o (Markiewicz 2003). Na kontakcie soli z anhydrytem górnym poprzez kilkumetrow¹ warstwê brekcji obserwuje siê po³ogie spêkania œciêciowe w solach (Markiewicz, Mantke 1990). Tworz¹ one regularny zespó³ powierzchni œciêciowych o orientacji upadu o /10 20 o, które zanikaj¹ na odcinku do 1 m. Widoczna jest przy tym wyraÿna zale noœæ tych spêkañ z falowym ukszta³towaniem morfologii powierzchni kontaktowej soli z wy ejleg³¹ brekcj¹, gdy za³o one s¹ one w jej obni eniach. Natomiast w sp¹gowej warstwie anhydrytu górnego wystêpuj¹ strome, otwarte szczeliny, wygasaj¹ce ku górze na odcinku do 0,4 m, wype³nione mas¹ anhydrytowo-ilast¹ tudzie w górnej czêœci sol¹ (Markiewicz, Mantke 1990). Struktury te przypuszczalnie s¹ spêkaniami tensyjnymi. Stwierdzone ich mniejsze formy o d³ugoœci kilkunastu centymetrów wype³nione s¹ sol¹, najczêœciej grubokrystaliczn¹, przezroczyst¹ lub mleczn¹, tworz¹c y³y solne o gruboœci od 2 mm do 6 cm (Kijewski, Salski 1978). Tego typu formy spotyka siê równie w obrêbie wk³adek anhydrytu w soli Uskoki Uskoki w soli nie s¹ tak powszechne jak struktury fa³dowe z uwagi na fakt stosunkowo niewielkiego udzia³u kompetentnych anhydrytów lub zanieczyszczonych nim soli w obrêbie ca³ego pok³adu. Zafa³dowane, œródsolne anhydryty czêsto s¹ zuskokowane w strefach przegubowych. Stwierdza siê te póÿniejsze zuskokowanie w postaci szeregu równoleg³ych powierzchni œcinaj¹cych, wzd³u których nastêpowa³o przemieszczenie kompetentnych plastrów w obrêb soli na odleg³oœci mierzone od paru milimetrów do kilkudziesiêciu metrów. Uskoki stanowi¹ce kontynuacjê zuskokowania otoczenia soli z typow¹ w tej sytuacji brekcj¹ i wyraÿnym prze³amem nie s¹ obserwowane w soli. Wynika to z w³aœciwoœci soli, które ulegaj¹ w takich okolicznoœciach deformacjom podatnym z amortyzowaniem naprê eñ z zewn¹trz. Dodatkowo przyczynia siê do tego dominuj¹cy udzia³ subhoryzontalnych przemieszczeñ œród³awicowych soli, które niszcz¹ progi tektoniczne tworz¹ce siê w trakcie sztywnej pracy pod³o a i nadk³adu w regionalnym uk³adzie naprê eñ tektonicznych (Markiewicz 2003). Proces ten przyczyni³ siê do wystêpowania w pok³adzie soli horyzontów brekcji anhydrytowych o nieraz znacznych gruboœciach (do 20 m) i znacznym rozprzestrzenieniu (rys. 2). Te produkty przemieszczeñ œródsolnych s¹ efektem procesu œcinania w warunkach kompresji poziomej na kierunku NE, która wi¹ e siê na monoklinie przedsudeckiej z ruchami laramijskimi (Markiewicz 2003). W trakcie tego odk³ucia dochodzi³o m.in. do deformacji bezkierunkowych w postaci rozpuszczania i powtórnej rekrystalizacji, co dokumentuj¹ grube pakiety soli ró nokrystalicznej o rozmytej laminacji. Analiza przebiegu sp¹gowej powierzchni œciêciowej wskazuje, e dostosowuje siê ona do zró nicowania morfologii powierzchni kontaktu soli z anhydrytem dolnym. W przypadkach jego poziomego u³o enia strefa œcinania przebiega zgodnie z nim. W miejscach obni eñ tektonicznych pod³o a przebieg jej ulega obni eniu z opóÿnieniem, co sprzyja

11 zachowaniu m.in. partii soli z pierwotnymi strukturami sedymentacyjnymi, jak równie wczeœniej powsta³ych struktur tektonicznych (rys. 2) (Markiewicz i in. 2002). Stwierdzono przy tym, e wyniesione progi tektoniczne (z pó³nocnym skrzyd³em wyniesionym) w sztywnym pod³o u soli przyczyni³y siê do zagiêcia i wyniesienia powierzchni œciêciowej ku górze pok³adu soli. Wzd³u tej sigmoidalnej powierzchni zachodzi³o nasuniêcie solnych osadów starszych na m³odsze. Zarówno geometria tej powierzchni nasuniêciowej, jak i sam kierunek transportu s¹ modyfikowane przez tektoniczne wyniesienia pod³o a, jak równie (przypuszczalnie) uk³ad blokowo-uskokowy nadk³adu soli. Przy tym stwierdza siê, e równole nikowe progi pod³o a wymuszaj¹ powstanie w miarê regularnych powierzchni nasuniêæ wstêpuj¹cych (Markiewicz i in. 2002). Natomiast uskoki w pod³o u o orientacji NW-SE, W-E i zbli onej przyczyniaj¹ siê do powstania nieregularnie wykszta³conych nasuniêæ œródsolnych. Takie dwie s¹siaduj¹ce ze sob¹ sigmoidalne powierzchnie nasuniêæ wraz ze œciêciem sp¹gowym i stropowym tworz¹ pojedynczy blok tektoniczny zwany segmentem dupleksu (rys. 2). W rejonie obecnych prac rozpoznawczych na chodnikach g³ównego kierunku uda³o siê wydzieliæ trzy takie nasuniête ³uski, które buduj¹ sole o rozmytej laminacji. Uk³ad uskoków w sp¹gu najstarszej soli kamiennej w rejonie pomiêdzy szybami SW-1 a SG-1 i SG-2 nie odbiega od tego, jaki wyznaczono w poziomie sp¹gu cechsztynu. Udokumentowane w kat. C 1 nieraz doœæ du e deniwelacje sp¹gu soli zwi¹zane s¹ z uskokami miedziowego poziomu z³o owego. Przy zrzutach do 20 m uskoki te czêsto wygasaj¹ w solach lub nawet w anhydrycie dolnym (A1d), lokalnie odzwierciedlaj¹c siê w postaci fleksuralnych zaburzeñ stropowych partii siarczanów. Obserwacje strukturalne w wyrobiskach solnych i szybach SG-1 i SG-2 (Markiewicz, Mantke 1990; Markiewicz i in. 2002) wykazuj¹, e uskoki dochodz¹ce do poziomu solnego tworz¹ struktury typu rowu i zrêby (rys. 2), co sprzyja zachowaniu pakietów niezdeformowanych soli laminowanych w obrêbie bloków obni onych. O mo liwym zdyslokowaniu górnych partii najstarszej soli kamiennej oraz wy ejleg³ych ska³ œwiadcz¹ anomalnie zredukowane mi¹ szoœci wy szych cyklotemów cechsztynu lub ca³kowity ich brak w kilku otworach wiertniczych (Markiewicz 2003). Lokalnie udokumentowany kras w utworach anhydrytu górnego oraz z rzadka w stropowych partiach soli (np. w otw. S-364 i S-368 o w postaci kawern o g³êbokoœci 9,0 m i 6,0 m) przypuszczalnie wskazuje na istnienie w pobli u odwróconych uskoków wynosz¹cych w nadk³adzie soli. Ponadto o inwersji tektonicznej w sztywnym nadk³adzie mog¹ zaœwiadczaæ m.in. wielkoskalowe œródsolne fa³dy powsta³e ze zginania (do 15 m wysokoœci), udokumentowane w strefie dyslokacyjnej Jakubowa (Markiewicz, Mantke 1990; Markiewicz 2007). Podsumowuj¹c, budowa strukturalna pok³adu najstarszej soli kamiennej (Na1) w po³udniowo-centralnej czêœci monokliny przedsudeckiej wykazuje, e utwory te pracowa³y jak amortyzator naprê eñ tektonicznych oraz naprê eñ wynikaj¹cych z ró nic ciœnieñ litostratygraficznych. Te naprê enia ze strony reaktywowanych, sztywnych ska³ otoczenia (patrz: Markiewicz 2007) uzewnêtrznia³y siê zwiêkszeniem gêstoœci masy solnej i szeregiem jej mikrodeformacji, których efektem by³o p³yniêcie soli. Ruch soli realizowa³ siê przez: 17

12 18 mikrospêkanie ziarn z tworzeniem dylatacji, kataklastyczne p³yniêcie oraz dyfuzjê z rozpuszczeniem i finaln¹ rekrystalizacj¹. Procesy te przyczyni³y siê do strefowego zró - nicowania soli pod wzglêdem strukturalno-petrograficznym z wystêpowaniem m.in. partii soli kruchych, soli z naprzemianleg³ymi warstewkami zbitej soli mlecznej o strukturze kataklastycznej i soli kryszta³owej. Ponadto, efektem deformacji podatnych s¹ lokalnie obserwowane przerosty soli o mikrostrukturze SC tworz¹cej specyficzn¹ strukturê linijn¹ z rekrystalizacji strukturê nematoblastyczn¹. Stanowi¹ j¹ jednakowo zorientowane przestrzennie wyci¹gniête, wrzecionowate kryszta³y soli. Ponadto w solach obserwuje siê szereg innych struktur pozwalaj¹cych na okreœlenie zwrotu œcinania, m.in.: spêkania œciêciowe w solach na kontakcie z anhydrytem górnym (A1g), porfiroklasty anhydrytu typu, struktury typu domino i migda³ów w obrêbie brekcji anhydrytowych z rotacj¹ prawoskrêtn¹ i kierunkiem NE oraz fa³dy ci¹gnione (synchroniczne z otaczaj¹cymi je œródsolnymi strefami œcinañ) z wergencj¹ prawoskrêtn¹ i z kierunkiem œcinania NE (rys. 2). Te obserwacje sk³aniaj¹ do stwierdzenia, e subhoryzontalne przemieszczenia œród³awicowe w obrêbie pok³adu soli s¹ efektem procesu œcinania w warunkach kompresji poziomej na kierunku NE, która wi¹ e siê na monoklinie przedsudeckiej z ruchami laramijskimi. Poœrednio o znacznej skali tych przemieszczeñ œwiadcz¹ stosunkowo du e zawartoœci gazu w soli (od 7,77 do 41,19 cm 3 /kg), który jest czêœciowo syngenetyczny, ale w znacznym stopniu jest wynikiem przenikania w ramach aureoli wêglowodorowej (Markiewicz 2003). Podsumowanie Najstarsza sól kamienna w OG Sieroszowice I z uwagi na warunki sedymentacji, diagenezy oraz póÿniejsze, du e deformacje zwi¹zane z ruchami tektonicznymi, charakteryzuje siê znaczn¹ przebudow¹ strukturaln¹. Odzwierciedleniem tego jest niewielki udzia³ w jej obrêbie pierwotnych soli laminowanych anhydrytem, przy dominacji wtórnych odmian petrograficznych z przeobra eñ dynamicznych: soli z rozmyt¹ laminacj¹, soli z przerostami anhydrytu, soli z gruze³kami i okruchami anhydrytu, a tak e soli kruchej i wielkokrystalicznej (Markiewicz 2003). Ma to odniesienie w powa nym zró nicowaniu przestrzennym kompleksu chlorkowego co do jego sk³adu chemicznego i parametrów jakoœciowych soli, a tak e ich w³aœciwoœci fizykomechanicznych. W istotny sposób mo e to wp³ywaæ na efektywnoœæ planowanej eksploatacji soli oraz przyczyniæ siê do lokalnie znacznych trudnoœci w utrzymaniu statecznoœci solnych wyrobisk chodnikowych i komorowych. Rozwi¹zywanie tych problemów niew¹tpliwie wspomo e kompleksowe rozpoznanie budowy geologicznej z³o a soli Kazimierzów zgodnie z Aneksem nr 1 do projektu prac rozpoznawczych z³o a soli kamiennej Kazimierzów w kategorii C 1 i B (Kozula i in. 2006).

13 19 LITERATURA B r a ñ k a S., C h a r y s z W., G a r l i c k i A., W e r n e r Z., Z i ¹ b k a Z., 1978 Podziemne magazynowanie wêglowodorów oraz innych substancji w z³o ach soli w Polsce jako nowy kierunek ich wykorzystania dla gospodarki narodowej. Przegl. Geol. nr 2, Warszawa. Czapowski G., Dêbski J., Kasprzyk A., Kie el W., Langier-KuŸniarowa A., Peryt T.M., 1992 Monografia anhydrytu i soli kamiennej na monoklinie przedsudeckiej (rejon LGOM).Temat , 162 ss., 122 fig., 15 pl., 13 tab. Archiwum PIG, Warszawa. G a r l i c k i A., K i j e w s k i P., S z y b i s t A., 1996 Sól kamienna na obszarze przedsudeckim. Monografia KGHM Polska MiedŸ S.A., Lubin. K i j e w s k i P., 1986 Budowa i w³aœciwoœci soli kamiennej najstarszej w cechsztynie monokliny przedsudeckiej. Praca doktorska Inst. Górn. Pol. Wroc³awskiej (archiwum), Wroc³aw. K i j e w s k i P., B r o d a A., 1990 Kopalnia Sieroszowice potencjaln¹ baz¹ górnictwa solnego w Polsce. Mat. I Konferencji: Aktualia i perspektywy gospodarki surowcami mineralnymi w Polsce, Kraków. Kijewski P.,Przyborowski A.,Kosiorowski A.,Szabla Zb.,Jaglarz L.,Jawiñski B.,Twardak E.,Karpiñska E.,Borecki M.,Antman A.,Krywult L.,Kosmalski W.,Bonarowski B., L i s Z., G ³ o w a c k i Z., D r z e m i c k i R., o œ B., 1985 Analiza mo liwoœci udostêpnienia i eksploatacji z³o a soli kamiennej w obszarze górniczym ZG Sieroszowice. Prace ZBiPM Cuprum (archiwum), Wroc³aw. K i j e w s k i P., S a l s k i W., 1978 Cechsztyñska sól kamienna cyklotemu Z1 w po³udniowo-zachodniej czêœci monokliny przedsudeckiej. Geol. Sudetica t. 13, nr 1, Wroc³aw. K i j e w s k i P., S a l s k i W., T o m a s z e w s k i J.B., 1979 Das Auftreten von Steinsalzen in Zechsteinblagerungen in Sudwestteil der Versudetischen Monoklinnals. Z. Geol. Wiss. Berlin 7. K³eczek Z.iin.,1992 Prace studialne i projektowe nad sposobami wytwarzania pustek w pok³adzie soli i ich wykorzystania do celów ekologicznych przemys³u miedziowego i ochrony œrodowiska. Dokumentacja nr 1/92. Biuro Us³ug Naukowo-Technicznych, Kraków. K o z u l a R., M a r k i e w i c z A., K o r z e k w a W., 2006 Aneks nr 1 do projektu prac rozpoznawczych z³o a soli kamiennej Kazimierzów w kategorii C 1 i B (Czêœæ z³o a soli kamiennej wystêpuj¹cego ponad z³o em rud miedzi Sieroszowice ). Prace KGHM CUPRUM sp. z o.o. (CBR), Wroc³aw. M a r k i e w i c z A., 2003 Tektonika cechsztyñskiej soli kamiennej w LGOM i jej znaczenie dla dzia³alnoœci gospodarczej. Praca doktorska Zak³. Z³ó Rud i Soli, AGH (archiwum), Kraków, ss M a r k i e w c z A., 2007 Naskórkowa struktura po³udniowej czêœci monokliny przedsudeckiej a zagospodarowanie soli Na1. Gosp. Sur. Min. t. 23, z. spec. 1, Przegl¹d solny, Wyd. IGSMiE PAN, Kraków. M a r k i e w i c z A., B a n a s z a k A., 2005 Dotychczasowe rozpoznanie budowy geologicznej z³o a najstarszej soli kamiennej Kazimierzów (obszar górniczy Sieroszowice). Mat. VII Konf.: Zagospodarowanie kopalin towarzysz¹cych w górnictwie., maja 2005 r. Radzyñ., Czasopismo naukowo-techniczne Górnictwo Odkrywkowe vol. XLVII, nr 2, Wroc³aw, s Markiewicz A.,Czapowski G.,Tomassi-Morawiec H.,Kozula R.,Piórewicz R.,Kude³ko J., K o r z e k w a W., 2002 Okreœlenie zakresu zmian w projekcie geologicznych prac rozpoznawczych w z³o u soli kamiennej Kazimierzów w celu realizacji koncepcji jego zagospodarowania. Prace CBPM Cuprum (archiwum), Wroc³aw. M a r k i e w i c z A., M a n t k e M., 1990 Sprawozdanie z badañ geologicznych w trakcie zg³êbiania szybu SG 1. Prace ZBiPM Cuprum (archiwum), Wroc³aw. M a r k i e w i c z A., e l a Ÿ n i e w i c z A., 1990 Wewnêtrzna tektonika pok³adu soli kamiennej dla potrzeb statecznoœci wyrobisk górniczych i mechaniki górotworu. Prace ZBiPM Cuprum (archiwum), Wroc³aw. Poborski J.(red.),1976 Mo liwoœci dr¹ enia wyrobisk chodnikowych w pok³adzie solnym ponad z³o em Sieroszowice. Prace Zak³. Z³ó Soli i Sur. Chem., AGH (archiwum), Kraków. Poborski J., Chandij M., Stasik I., Musia³kiewicz Cz., Preidl M., Szybist A., 1974 Ocena warunków geologiczno-górniczych dla robót udostêpniaj¹cych w z³o u soli kamiennej ponad pok³adem Sieroszowice. Praca Inst. Geol. i Sur. Mineral., AGH (archiwum), Kraków.

14 20 P r e i d l M., 1990 Dokumentacja geologiczna soli kamiennej wystêpuj¹cej ponad z³o em rud miedzi kopalni Sieroszowice (Zasoby w kat. C 1 i szacunkowe). PG, Kraków. P r e i d l M., 1997 Projekt geologicznych prac rozpoznawczych z³o a soli kamiennej Kazimierzów (Czêœæ z³o a soli kamiennej wystêpuj¹cej ponad z³o em rud miedzi Sieroszowice ). PG, Kraków. S z y b i s t A., 1976 Z³o e soli kamiennej w Legnicko-G³ogowskim Okrêgu Miedziowym. Przegl. Geol. vol. 24, nr 10, Warszawa. S z y b i s t A., 1984 Perspektywiczne zasoby najstarszej soli kamiennej w LGOM. Symp. Górn. Sur. Chem., Kraków. Œ l i z o w s k i K., 1980 Warunki górniczo-geologiczne w cechsztyñskich z³o ach soli w Polsce dla wykonania podziemnych zbiorników cieczy i gazów. Zeszyty Nauk. AGH, nr 79, Górn. nr 3, Kraków. ANDRZEJ BANASZAK, ALEKSANDER GARLICKI, ANDRZEJ MARKIEWICZ GEOLOGY OF THE OLDEST ROCK SALT KAZIMIERZÓW IN SIEROSZOWICE I AREA (POLKOWICE-SIEROSZOWICE MINE) Key words Internal salt tectonics, Foresudetic Monocline, the Oldest Rock Salt deposit Abstract The mining operations which have been carried out during last fifteen years substantially increased the knowledge about Kazimierzów the deposit of Oldest Rock Salt (Na1) comparing to the information included in the Geological Report from 1991 r., based on surveys in C 1 category (Preidl 1990). Salts of stratiform salt deposit Kazimierzów were deposited in different conditions and have intense tectonic features, what caused they were subjected the great structural reconstruction. It is reflected by small amount of primary salts laminated by anhydrite, with domination of secondary types of salt: salts with washed out lamination, salt with anhydrite bands as well as brittle and large-crystal salt (Markiewicz 2003). It results in a substantial differentiation of the chloride complex with regard to its chemical composition and quality parameters of salts, as well as to their physical and mechanical properties. It may seriously impact on the effectiveness of planned extraction of salt and could generate the considerable problems in maintaining the stability of salt workings and chambers (Markiewicz & Banaszak 2005). In solving these problems, the detailed survey of the geology of Kazimierzów salt deposit according to Annex No 1 to the Plan of Survey Works of the Kazimierzów deposit in C 1 and B category (Kozula et al., 2006), will undoubtedly help. Carrying out of newly planned surveys will be essential while selecting the optimal variant of development the Oldest Rock Salt deposits in the south-central part of the Foresudetic Monocline.