Geologia i geneza piasków, żwirów i glin lodowcowychfizyczne warunki sedymentacji w rzekach lodowcowych, w spływach mas oraz pod lodem lodowcowym (Stanowisko Dębówko Nowe) Magdalena Ratajczak Instytut Paleogeografii i Geoekologii Uniwersytet A. Mickiewicza, Poznań Odsłonięcie w Dębówku Nowym znajduje się w krawędzi wysoczyzny, na wysokości 70-80 m. n.p.m. Stwierdzono w nim następującą sekwencję osadów (ryc. 1): najniżej występują piaski średnio- i drobnoziarniste, różnoskalowe, laminowane przekątnie, naprzemian z piaskami warstwowanymi horyzontalnie (Sp, Sh) (ryc. 1); drugim zespołem litofacjalnym jest prawie 3 m miąższości seria żwirów gruboi średnioziarnistych, masywnych, miejscowo warstwowanych poziomo, z matriksem piaszczystym (Gm(h)/SGm/GSp) (ryc. 1, ryc. 2); trzecim zespołem litofacjalnym jest jasnobrązowa glina (Dms) również 3 m miąższości; dwudzielna, przedzielona warstwą (10-20 cm) piasków jasnych, drobnoi średnioziarnistych, warstwowanych poziomo (Sh) (ryc. 2); ostatnim zespołem litofacjalnym są piaski drobnoziarniste laminowane poziomo (Sh) oraz rytmicznie warstwowane osady ilasto-pylaste (Fv), o miąższości około 50-ciu cm (ryc. 3). Osady fluwioglacjalne - interpretacja: Litofacje piasków laminowanych przekątnie (Sp) były deponowane w odsypach piaszczystych poprzecznych, które można utożsamiać z subfacją dystalnego koryta roztokowego (Zieliński 1993). Natomiast w płyciznach korytowych dominowało piaszczyste górne płaskie dno (Sh), a jedynymi formami dna były niskie, rozmywane odsypy śródkorytowe. Przewaga ziarna drobnego świadczy o małej mocy strumieni. Znaczna miąższość jednostek litofacjalnych, wskazuje na większe tempo agradacji. Taka sekwencja zdaniem Zielińskiego (1993) spotykana jest w środkowych stożkach glaciomarginalnych, zdominowanych przepływami korytowymi bądź zbliżonymi do zalewów warstwowych oraz w korytach roztokowych o odsypowym stylu sedymentacji. Wody odpływały w kierunku południowym z niewielkimi ochyleniami ku SW i SE. Osady żwirowo-głazowo-piaszczyste (Gm(h)/SGm/GSp) uważane są jako przejściowe, między gruboziarnistym spływem masowym, a aluwium roztokowym. Duża miąższość osadów żwirowych (Gm/GSp) dowodzi, iż są efektem pionowego przyrostu odsypów podłużnych. Subśrodowiskiem takiego zespołu litofacjalnego było głębokie proksymalne koryto roztokowe z wysokoenergetycznym przepływem, będące częścią strefy krawędzi lodowej (Zieliński 1993). Kontakt żwirów z osadami następnego zespołu litofacjalnego jest kontaktem erozyjnym, charakteryzującym się płaską powierzchnią ścięcia, gdzie nie zaobserwowano inkorporacji osadu żwirowego w nadlegającą warstwę gliniastą.
114 Magdalena Ratajczak Ryc. 1. Sekwencja zbiorcza osadów w stanowisku Dębówko Nowe Diagram rozetowy - orientacja ułożenia dłuższych osi głazików. - miejsca poboru próbek do analizy składu petrograficznego frakcji żwirowej gliny lodowcowej.
Geologia i geneza piasków, żwirów i glin lodowcowych... 115 Ryc. 2. Dębówko Nowe I. U dołu fotografii: seria żwirów grubo- i średnioziarnistych, masywnych, miejscowo warstwowanych poziomo, z piaszczystym matriksem (Gm(h)/SGm/GSp). Wyżej: glina lodowcowa, bezstrukturalna, o spękaniu blokowym. Kontakt gliny ze żwirami jest typu erozyjnego Ryc. 3. Dębówko Nowe I. U dołu fotografii: glina lodowcowa subglacjalna, bezstrukturalna; następnie: piaski drobnoziarniste laminowane poziomo, o małej miąższości, przykryte piaszczystą gliną, prawdopodobnie z wytopienia lub spływową. Całość przykryta serią osadów ilasto-pylastych rytmicznie warstwowanych
116 Magdalena Ratajczak Cechy teksturalne i strukturalne gliny lodowcowej Cechy teksturalne: W glinie dominuje frakcja piaszczysta, z domieszką frakcji żwirowej oraz mułkowej. Zawartość węglanu wapnia wynosi 4,5-5,5% i jest zróżnicowana w poziomie. We frakcji 0,8-1,0 mm ziarna kwarcowe typu b (49,5%) dominują nad ziarnami typu a (37,5%). Sytuacja jest odwrotna we frakcji 1,0-1,25 mm, gdzie przeważa typ a (47%) nad b (44%). Ziarno g stanowi średnio 9%; maksymalnie 15%, a minimalnie 6%. Skład petrograficzny: Próbki do analizy składu petrograficznego pobrano ze żwirów podścielających dolną glinę, z gliny dolnej i z gliny górnej. Obie gliny prawie nie różnią się składem petrograficznym. Skały krystaliczne i skandynawskie skały wapienne stanowią większość. W obu glinach przewagę stanowią skandynawskie skały wapienne (52 i 56%). Skały krystaliczne stanowią 52 i 56%. Piaskowce paleozoiczne i kwarcyty stanowią 6,7 i 7,2%. Nie zaobserwowano dolomitów dewońskich. Skał lokalnych jest zaledwie 1-4%. Wśród nich zaobserwowano jedynie jasne, mało zwięzłe wapienie. Współczynniki petrograficzne dla obu glin mają prawie identyczny rozkład (ryc. 4). Współczynniki O/K i A/B posiadają wyższe wartości niż K/W. Skład petrograficzny żwirów podścielających glinę dolną jest zupełnie odmienny. Najliczniejszą grupą są skandynawskie skały krystaliczne (58%). Skandynawskie skały wapienne stanowią 29%. Piaskowce paleozoiczne i kwarcyty stanowią 8,5%. Współczynnik K/W posiada wyższe wartości niż O/K i A/B (ryc. 4). Ryc. 4. Skład petrograficzny glin lodowcowych i podścielających je żwirów w stanowisku Dębówko Nowe Orientacja głazików: Ułożenie klastów jest bimodalne. Dominującym kierunkiem ułożenia głazików jest WSW-ENE, z dużym rozrzutem głazików w sektorze wschodnim (ryc. 1). Głaziki o orientacji WSW-ENE zapadają zarówno ku W jak i ku E. Większość głazików zapada pod niewielkim kątem; 36% mieści się w przedziale
Geologia i geneza piasków, żwirów i glin lodowcowych... 117 10-20, po 26% w przedziałach 0-10 i 20-30. Tylko 10% głazików zapada pod kątem większym niż 30. Natomiast głaziki zorientowane w sektorze NE zapadają generalnie w tym kierunku, tj. ku NE. Współczynnik L wynosi 15% wskazując na duży rozrzut w ułożeniu głazików. Cechy strukturalne: Glina jest prawie bezstrukturalna, gdyż nie zaobserwowano w niej struktur nieglinowych. Natomiast wyraźnie rysuje się spękanie blokowe o dużych amplitudach oraz mało wyraźna łupkowatość osadu, wynikająca z przewagi frakcji pylastej nad ilastą. Taki zestaw cech diagnostycznych wskazuje na subglacjalną genezę tego osadu. Seria piasków drobnoziarnistych laminowanych poziomo (Sh) występująca nad miąższą gliną (Dms), to efekt zmian dynamicznych czoła lądolodu, zwiększonej ablacji i wzrostu energetyki środowiska fluwioglacjalnego. Miąższość tej warstwy wynosi maksymalnie około 10-15 cm. Wynika z tego, że zmiana ta była krótkotrwała, o niskim poziomie energetycznym. Ponad serią piaszczystą zalega szaro-brązowa glina lodowcowa (Dms), o miąższości 50-70 cm. Jest ona bardziej piaszczysta od niżej leżącej gliny (Dmm). Kontakt z podścielającymi piaskami jest typu akumulacyjnego. Glina ta nie została poddana szczegółowej analizie. Jednak obecność soczewkowatych przewarstwień piaszczystych wskazuje, że jest to albo glina z wytopienia albo spływowa. Osady ablacyjne i limniglacjalne Ponad gliną zalegają piaski bardzo drobnoziarniste laminowane poziomo (Sh), dowodzące znacznego przesycenia wodą podczas depozycji, przypominającej przepływy warstwowe. Ostatnim zespołem litofacjalnym jest seria około 50 cm rytmicznie warstwowanych osadów ilasto-pylastych (Fv), z czekoladowo-brązowymi laminami ciemnymi i jasnożółtymi - jasnymi. Nie zaobserwowano w nich zaburzeń w ciągłości lamin, ani różnic w ich miąższości. Warwy leżą horyzontalnie. Osady te występują nieciągle na powierzchni terenu, zamykając w kilku punktach badawczych sekwencje osadowe (Krostkowo, Wolsko Dolne, i Wyrzysk). Świadczą o dawnych zastoiskach, deponowanych w warunkach proglacjalnych. Interpretacja Duży rozrzut orientacji dłuższych osi klastów w glinie lodowcowej dolnej (Dmm) świadczy o znacznym udziale wody podczas depozycji tego osadu. Za tym faktem przemawia również dominacja frakcji piaszczystych, zwłaszcza drobno- i średnioziarnistych, przy niewielkiej ilości frakcji drobnych. Brak typowych cech diagnostycznych charakterystycznych dla glin deponowanych z czoła lodu w pozycji supraglacjalnej, w postaci soczewek i przewarstwień osadów pochodzenia wodnego, czy struktur grznięźnięcia lub obserwowanych w glinach spływowych fałdów grawitacyjnych (Stankowski 1996), a z drugiej strony masywna budowa osadu gliniastego, występowanie poziomego uławicenia, ostry kontakt z podłożem wskazuje, że badany osad został zdeponowany w pozycji subglacjalnej. Ułożenie wydłużonych głazików jest wynikiem reorientacji detrytusu pod wpływem zwiększonego nacisku, uzyskując prostopadłe ułożenie do kierunku ośrodka depozycyjnego, tj. prostopadłe do czoła lądolodu. Zapadanie klastów ku NE, czyli pod prąd (ang. up-glacier), mogło być wywołane uwalnianiem głazików z płaszczyzn ślizgu, bądź zwiększoną lepkością deponowanego osadu.
118 Magdalena Ratajczak Skład petrograficzny podobny jest do składu petrograficznego gliny górnej w stanowisku Dziembowo, a przede wszystkim do gliny w stanowisku Wyrzysk, gdzie uzyskano podobne wartości współczynników petrograficznych. Istnienie osadów ilasto-pylastych w stropie sekwencji osadów jest świadectwem sedymentacji w basenie proglacjalnym, przy niedalekim sąsiedztwie czoła lądolodu. Literatura STANKOWSKI W., 1996. Podstawowe facje glin morenowych oraz kryteria ich wyróżniania. Geologos, 1, s. 149-157. ZIELIŃSKI T., 1993. Sandry Polski północno-wschodniej - osady i warunki sedymentacji. Prace Nauk. Uniw. Śląsk., Katowice, 1398, s. 96.