Magdalena Ratajczak Instytut Paleogeografii i Geoekologii Uniwersytet A. Mickiewicza, Poznań

Transkrypt

1 Geologia osadów lodowcowych na północ od pradoliny Noteci- identyfikacja różnych środowisk sedymentacji osadów rzek i strumieni lodowcowych (Stanowisko Wyrzysk) Magdalena Ratajczak Instytut Paleogeografii i Geoekologii Uniwersytet A. Mickiewicza, Poznań Stanowisko Wyrzysk leży na północno-wschód od kompleksu Dębowej Góry, w strefie zaplecza form marginalnych, przy głęboko wciętej w wysoczyznę dolinie Łobżonki (ryc. 1-z art. Położenie i charakterystyka geomorfologiczne...). Położone jest na prawym brzegu, jej krótkiego równoleżnikowego odcinka, blisko ujścia rzeki Orli, jej lewego dopływu. Dolina rzeki Łobżonki stanowi najważniejsze wcięcie w poziom podstawowy wysoczyzny polodowcowej. Jej dno leży na wysokości około 54 m n.p.m., co wobec wysokości sąsiadujących z nią obszarów wysoczyznowych wznoszących się 90 m n.p.m., daje wcięcie o głębokości około 35 m. Stanowisko Wyrzysk położone jest na wysokości m n.p.m. Dolny fragment sekwencji osadów stanowią fluwioglacjalne piaski i żwiry o zmiennym rytmie warstwowania i laminacji (ryc. 1). Przykryte są 1,0-1,5 m warstwą piaszczystej gliny lodowcowej, bardzo zbitej. Bezpośrednio nad gliną lodowcową zalega seria żwiru średniego i grubego, miąższości cm, miejscami wyklinowująca się, z klastami o znacznych średnicach, dochodząca nawet do 30 cm. Powyżej leży seria osadów drobnopiaszczystych, z domieszką frakcji mułkowo-ilastej, laminowanych poziomo, w spągu przekątnie. Całość przykryta jest serią osadów pylasto-ilastych rytmicznie warstwowanych, o miąższości 1 m (ryc. 2). Cechy strukturalne litofacji osadów fluwioglacjalnych- interpretacja Spągowa i środkowa część sekwencji osadów fluwioglacjalnych składa się przede wszystkim z piasku drobno- i średnioziarnistego laminowanego poziomo (Sh) i riplemarkowo (S(F)rc) oraz z osadów laminowanych przekątnie (Sp) i przekątnie nisokątowo (Sl). Piaski gruboziarniste oraz żwir są warstwowane poziomo (GSh) oraz przekątnie niskokątowo, tabularnie (St). Dominowały przepływy korytowe (Sh, Sp [Sl, St]) oraz zalewy warstwowe (Sh, Sl, Sm) (Zieliński 1992). Litofacje Sh, tj. piasków drobno- i średnioziarnistych laminowanych poziomo, odkładane były z reguły w płyciznach korytowych, w czasie szybkich przepływów nadkrytycznych (ryc. 1). Na skutek progradacji piaszczystych odsypów poprzecznych, które można utożsamiać z subfacją dystalnego koryta roztokowego (Zieliński 1992), powstawały litofacje piasków drobno- i średnioziarnistych, laminowanych przekątnie (Sp). W głębszych partiach koryta rozwijały się jednostki litofacjalne piasków laminowanych przekątnie, tabularnie (St), które w warunkach wzrostu energii przepływu ulegały erozyjnemu spłaszczeniu (ryc. 1). Efektem tego są litofacje piasków laminowanych przekątnie, małokątowo (Sl). Litofacje piasków drobnoziarnistych z domieszką frakcji pylastej laminowane poziomo, a zwłaszcza riplemarkowo (S(F)r(c)) odpowiadają okresom stanów wód

2 128 Magdalena Ratajczak Ryc. 1. Sekwencja osadów wodnolodowcowych i lodowcowych w stanowisku Wyrzysk Legenda: 1-piaski różnoziarniste, masywne; 2-osady ilasto-pylaste rytmicznie warstwowane (iły warwowe); 3-żwir gruboziarnisty; 4-gllina lodowcowa; 5-piaski drobnoziarniste, warstwowane poziomo; 6-piasek drobno- i średnioziarnisty, smugowany; 7-piasek drobnoziarnisty, warstwowany przekątnie; 8-piaske średnioziarnisty, warstwowany przekątnie. Diagram kołowy - kierunki odpływu wód Ryc. 2. Wyrzysk. Stropowy fragment fluwioglacjalnych piasków i żwirów, składający się głównie z piasków średnio- i gruboziarnistych z domieszką frakcji żwirowej, warstwowane poziomo, miejscami bezstrukturalne. Nad piaskiem: glina lodowcowa piaszczysta, subglacjalna. Nad gliną - seria żwirów o małej miąższości (widoczne są klasty o średnicy cm); następnie piasek drobnoziarnisty z mułkami oraz seria osadów ilasto-pylastych rytmicznie warstwowanych

3 Geologia osadów lodowcowych na północ od pradoliny Noteci niskich, gdy w zamierających korytach dominowała krótkotrwała depozycja zawiesinowa oraz depozycja z rytmicznego transportu przydennego. Osady gruboziarniste, piaszczyste i żwirowe (GSh(m)) powstawały w okresach bardzo krótkotrwałych wezbrań ablacyjnych. Badany kompleks osadów powstał w subśrodowisku glacimarginalnego stożka napływowego, w jego środkowej części, z przepływami korytowymi o piaszczystym dnie. Występujące w części stropowej litofacje piasków średnio- i gruboziarnistych z domieszką frakcji żwirowej warstwowane poziomo, miejscami przechodzące w masywną strukturę wskazują na intensyfikację wezbrań ablacyjnych reprezentujących odsypy podłużne o pokrywie żwirowej (SGh(m)) (ryc. 1, ryc. 2). Osady żwirowe deponowane podczas wezbrań, wchodzą w skład zwłaszcza odsypów podłużnych, natomiast osady piaszczyste deponowane podczas stanów średnich, budują dno i odsypy poprzeczne (Zieliński 1992). Związane są z bliskością mas lodowych oraz są typowe dla proksymalnej części stożka glacimarginalnego. Większość wód odpływało w kierunkach NE i SE, które należy uważać za dominujące (40% i 20%) (ryc. 1). Tylko 20% przypada na kierunki przeciwne, to jest NW i SW. Generalnie dominującym kierunkiem odpływu wód był kierunek wschodni, w korytach o umiarkowanej krętości, na co wskazuje wielkość wektora wypadkowego L = 59%. Cechy teksturalne i strukturalne gliny lodowcowej Cechy teksturalne: Następnym zespołem litofacjalnym jest glina lodowcowa (Dmm) (ryc. 1). Jest to osad bezstrukturalny, wielofrakcyjny. Przewagę stanowią: frakcja pylasta (ponad 30%) oraz piasku drobnoziarnistego (30%). Zawartość iłu koloidalnego wynosi około 16% (wskaźnik ilastości wynosi 0,19-0,2). Pozostałe frakcje - piasku średnio- i gruboziarnistego oraz żwirowej łącznie stanowią około 25%, z czego najmniejszy udział posiada piasek gruboziarnisty. Większość ziaren kwarcu, w obydwu analizowanych frakcjach posiada obróbkę, w której przeważają ziarna typu a (we frakcji 0,8-1,0 mm - średnio 52,8%; w 1,0-1,25 mm - średnio 55,2%). Udział ziaren b średnio wynosi 38,2% oraz 37,6%. Najmniejszy odsetek stanowią ziarna g, których średni udział wynosi 9% oraz 7,2%. Udział węglanu wapnia wynosi 12,5%. Znaczna część węglanów w osadzie to związki wapienne z wtórnego wytrącania,występujące zwłaszcza w pionowych spękaniach, podkreślających dużą bloczność osadu. Skład petrograficzny: W badanym stanowisku wapienie paleozoiczne (58%) zdecydowanie przeważają nad północnymi skałami krystalicznymi (36%). Wśród wapieni paleozoicznych wydzielono bardzo nieliczne czerwone wapienie ordowickie. Spośród pozostałych grup petrograficznych średnio 4% stanowią piaskowce i kwarcyty paleozoiczne i starsze. Nie zaobserwowano północnych dolomitów dewońskich, których obecność podkreślał w swoich badaniach Pettersson (1998) w tym stanowisku. Zauważono znaczne ilości takich skał jak: granit rapakivi, alandzki czerwony porfir kwarcytowy i czerwony piaskowiec jotnicki, mające swoje wychodnie (Górska 1997) w okolicy wysp Alandzkich. Skały lokalne stanowią bardzo mały odsetek, średnio 2%. Wśród nich wydzielono miękkie, jasne, wapienie i margle, parę krzemieni. W wyniku przewagi wapieni paleozoicznych nad skałami krystlicznymi współczynnik K/W ma niższe wartości niż pozostałych - O/K i A/B (ryc. 3). Orientacja głazików: Biegi i upady dłuższych osi wydłużonych klastów wykazują wyraźną bimodalność ułożenia (ryc. 1). Jeden kierunek zorientowany jest ku SW.

4 130 Magdalena Ratajczak Ryc. 3. Skład petrograficzny gliny lodowcowej w stanowisku Wyrzysk Wszystkie głaziki leżą w sektorze SW i w tym kierunku zapadają, czyli w stronę dystalną. Drugi natomiast jest prostopadły do pierwszego, czyli NW-SE, z wyraźną tendencją do zbliżania się do kierunku W-E. Klasty tego sektora zapadają zarówno w stronę dystalną, jak i proksymalną. Upady głazików są niewielkie, najczęściej 0-20 z bardzo małą ilością klastów o większym upadzie. Większość okruchów skalnych, bo aż 44% zapada w przedziale Około 15% zapada pod kątem 40-50, reszta mieści się w przedziale Najmniejszy odsetek głazików zapada w przedziale Dosyć wysoka wartość wektora wypadkowego L = 48% wskazuje na znaczną koncentrację, charakterystyczną wg Klatkowej (1992) dla glin subglacjalnych. Cechy strukturalne: Kontakt gliny lodowcowej z osadami ją podścielającymi jest kontaktem typu erozyjnego (ryc.2). Przebieg dłuższych osi tych struktur jest równoległy do orientacji dłuższych osi klastów. Układają się one wzdłuż kierunku NW-SE oraz N-S. Potwierdza to hipotezę, że kierunkiem, z którego następował proces depozycji był kierunek N i NW. Osady wodnolodowcowe i limniglacjalne Ponad gliną lodowcową leżą osady żwirowe. Jest to seria o bardzo małej miąższości (30-50 cm), miejscami wyklinowująca się (ryc. 1, ryc. 2). Znaczny udział mają tutaj duże klasty o średnicy dochodzącej nawet do 30 cm. Jest to pozostałość, tzw. residuum pomorenowego. Można przypuszczać, że gliny częściowo została rozmyta przez wody pochodzące z intensywnie topniejącego lądolodu. Ponad tą warstwą żwirów znajduje się około 50 cm warstwa piasku drobnoziarnistego i mułków, w spągu warstwowanego przekątnie, natomiast w stropie horyzontalnie (S(F)p/h) (ryc. 1, ryc. 2). Dobre wysortowanie świadczy o ustabilizowanym reżimie prądowym, natomiast przejście od warstwowania przekątnego do horyzontalnego świadczy o wypłycaniu się koryta oraz o przechodzeniu z ustroju podkrytycznego do ustroju o przepływie nadkrytycznym. Sekwencję osadów w tym stanowisku zamyka seria iłów warwowych, o miąższości 1 m (ryc. 1, ryc. 2) i laminach ciemnych koloru czekoladowego. Niektóre

5 Geologia osadów lodowcowych na północ od pradoliny Noteci z lamin ciemnych osiągają miąższości nawet 7 cm i w profilu są one zdecydowanie grubsze. Wskazywałoby to na długotrwałe okresy zimne, podczas których możliwa była spokojna dekantacja drobnych cząstek, lub na bliskość lądolodu. Interpretacja Akumulacja osadów fluwioglacjalnych następowała z przepływów korytowych, początkowo o dużej sile przepływu i nośności materiału, która następnie uległa spadkowi. Osady deponowane były w wyniku progradacji odsypów poprzecznych. Spągowy fragment sekwencji osadów fluwioglacjalnych jest charakterystyczny dla środkowej części stożka glacimarginalnego. Wzrost energetyki środowiska depozycyjnego, związany zapewne z bliskością mas lodowych, został odzwierciedlony w budujących odsypy podłużne osadach piaszczysto-żwirowych. Glina lodowcowa charakteryzuje się wysokim wskaźnikiem ilastości w porównaniu z glinami przeanalizowanymi do tej pory (0,19-0,2). Erozyjny kontakt gliny z osadami ją podścielającymi, urozmaicony licznymi undulacjalmi przemawia za jej subglacjalną genezą. Pod względem składu mechanicznego, osad ten jednak nie odbiega od osadów gliniastych występujących na zachód od badanego stanowiska. Bimodalny rozkład dłuższych osi głazików podobny jest do rozrzutu klastów w stanowisku Dębówko Nowe. Różnią się jednak kierunkiem ich zapadania - we Wyrzysku w kierunku południowo-zachodnim, od-lądolodu. Występujące w stropie sekwencji iły warwowe są śladem spokojnej sedymentacji w zbiorniku wodnym. Podobne osady zaobserwowano w stanowiskach: Krostkowo, Dębówko Nowe, Wolsko Dolne i Miasteczko Krajeńkie. Mogą one świadczyć o pewnym odsunięciu się lądolodu lub powstaniu zbiorników jeziornych posiadających tylko dopływ. Literatura GÓRSKA M., Wybrane właściwości petrograficzne vistuliańskich moren dennych środkowej i zachodniej Wielkopolski oraz ich znaczenie dla oceny dynamiki ostatniego lądolodu. Praca doktorska (maszynopis), Zakład Geomorfologii IBCz UAM, s KLATKOWA H., Niektóre wskaźniki kierunków transportu lodowego w Środkowej Polsce i ich przydatność do wyróżnień facjalnych i stratygraficznych oraz rekonstrukcji paleogeograficznych. Acta Geogr. Lodz., 63, s PETTERSSON G., Introduction to the Chodzież/Noteć area, (w:) L. Kasprzak (red.), Areal versus frontal deglaciation of the vistulian ice sheet. Intern. Union Quater. Research, Glacitectonic Workgroup, UAM, Quater. Research Inst., s