Klastyczne utwory badeñskie Roztocza przebieg sedymentacji w pó³nocnej marginalnej strefie basenu zapadliska przedkarpackiego

Klastyczne utwory badeñskie Roztocza przebieg sedymentacji w pó³nocnej marginalnej strefie basenu zapadliska przedkarpackiego Anna Wysocka* Badenian clastic deposits of the Roztocze Hills area evolution of sedimentation on the northern outer ramp of the Carpathian Foredeep Basin. Prz. Geol., 54: 430 437. Summary.TheCarpathian Foredeep Basin is the northern compartment of a foreland basin system that surrounds the Carpathian orogenic belt. The Roztocze Hills area, during Badenian deposition, belonged to the northern part of the outer ramp of the Carpatian Foreland Basin. The sedimentary conditions of the clastic Badenian deposits of the Roztocze Hills are reconstructed, in the territories of Poland and Ukraine. The lithology and sedimentary structures of clastic rocks point to a high-energy, shallow-water, normal-marine environment connected with the offshore and open sea zone. The characteristic of the Badenian succession allows an interpretation of the environment and its change during sedimentation. Deposition during the Badenian in the Roztocze Hills area was strongly connected with the evolution of the Carpathian Foredeep. Initially sedimentation was mainly dependent on hydrodynamic factors and connected with the outer ramp conditions. However, during the Late Badenian, the influence of diastrophic factors gradually increased and sedimentation was connected with outer foredeep conditions. Key words: clastic sedimentation, sedimentary structures, sedimentary environment, Badenian, Roztocze Hills, Carpathian Foredeep Praca przedstawia charakterystykê oraz interpretacjê œrodowisk sedymentacji klastycznych utworów badeñskich zarówno podewaporatowych, jak i nadewaporatowych, w marginalnej strefie basenu zapadliska przedkarpackiego, na obszarze Roztocza pomiêdzy Lwowem a Zwierzyñcem (ryc. 1). W obrêbie basenów, powstaj¹cych przed czo³em nasuwaj¹cych siê orogenów, charakterystyczne jest wspó³wystêpowanie w trakcie ich rozwoju trzech typów basenów sedymentacyjnych (Mutti i in., 2003; ryc. 2): 1) basenów przykrawêdziowych rozwiniêtych na sfa³dowanym i dÿwigaj¹cym siê orogenie, wype³nianych utworami aluwialnymi, deltowymi i mieszanymi; 2) basenu zapadliskowego (basen zapadliska wewnêtrznego i zewnêtrznego) asymetrycznego, wyd³u onego, rozwijaj¹cego siê przed czo³em nasuwaj¹cego siê orogenu, wype³nianego przez znacznej mi¹ szoœci utwory pelagiczne i turbidytowe; oraz 3) basenu zwi¹zanego ze stref¹ marginaln¹ zapadliska zewnêtrznego rozwiniêtego w obrêbie p³yty przedpola, poza obszarem intensywnej ekstensji, wype³nianego przez utwory p³ytkowodne. Rozwój sedymentacji w tych basenach by³ wielokrotnie dyskutowany w pracach wielu autorów (m.in. Allen & Homewood, 1986; Allen i in., 1991; De Celles & Giles, 1996). Klasycznym przyk³adem takiego uk³adu basenów sedymentacyjnych na przedpolu nasuwaj¹cego siê orogenu jest system basenów przedgórskich, rozwijaj¹cych siê przed czo³em nasuniêæ karpackich. Czêœci¹ tego systemu jest zapadlisko przedkarpackie, którego geneza, rozwój i styl depozycyjny od wielu lat s¹ dyskutowane w polskiej literaturze (m.in. Ney i in., 1974; Oszczypko & Œl¹czka, 1985, 1989; Oszczypko, 1996, 1999; Krzywiec, 1999, 2001; Peryt, 1999; Wysocka, 1999b, 2002; Dziadzio, 2000; Porêbski & Steel, 2003; Porêbski i in., 2003; Myœliwiec, 2004; Krzywiec i in., 2005; Oszczypko i in., 2005; Mastalerz i in., 2006). W niniejszym artykule przedstawione *Uniwersytet Warszawski, Wydzia³ Geologii, ul. wirki i Wigury 93, 02-089 Warszawa; Anna.Wysocka@uw.edu.pl zostan¹ zagadnienia zwi¹zane z przebiegiem sedymentacji klastycznej w marginalnej pó³nocnej czêœci zapadliska przedkarpackiego, w strefie przejœcia pomiêdzy w³aœciwym zapadliskiem zewnêtrznym, a jego stref¹ marginaln¹ (ryc. 2). Nale y podkreœliæ, e jako utwory klastyczne, traktowane s¹ tutaj wszystkie ska³y, których szkielet ziarnowy sk³ada siê z ziaren terygenicznych, intraklastów i/lub ziaren organodetrytycznych. Taka klasyfikacja ska³ klastycznych pozwala na wspólne rozpatrywanie zagadnieñ zwi¹zanych z transportem i depozycj¹ materia³u ziarnowego, niezale nie od ich sk³adu mineralnego. Budowa geologiczna Obszar Roztocza le y w strefie o z³o onej budowie wg³êbnej. W pod³o u pokrywy osadowej Roztocza przebiega granica pomiêdzy prekambryjsk¹ platform¹ wschodnioeuropejsk¹ a m³odsz¹ platform¹ epiwaryscyjsk¹ ( elichowski, 1974). Na silnie sfa³dowanych i zdyslokowanych utworach paleozoicznych le ¹ utwory pokrywy mezozoicznej. S¹ one s³abo sfa³dowane, tworz¹ rozleg³e, p³askie antykliny i synkliny (Cieœliñski & Rzechowski, 1993). Pod³o em utworów mioceñskich na Roztoczu s¹ ska³y górnej kredy, g³ównie piêtra mastrycht, o mi¹ szoœci dochodz¹cej do 1000 m gezy, opoki i opoki margliste (Cieœliñski & Rzechowski, 1993). Od koñca kredy, poprzez paleogen na obszarze Roztocza trwa³y blokowe ruchy tektoniczne, które spowodowa³y odnowienie starszych dyslokacji pod³o a. Na eocen przypada nasilona dzia³alnoœæ tektoniczna. Przyk³adem mo e tu byæ m.in. rozwój rowu So³okiji, w którym mi¹ szoœæ morskich utworów eocenu wynosi 50 m (Buraczyñski, 1997). Ostatni etap rozwoju strukturalnego Roztocza nast¹pi³ w neogenie i by³ zwi¹zany z tektoniczn¹ reakcj¹ tego obszaru na m³odoalpejskie ruchy orogeniczne w Karpatach. W zwi¹zku z nasuwaniem fliszowych p³aszczowin karpackich, na przedpolu Karpat, od egenburgu po sarmat, zacz¹³ formowaæ siê basen przedgórski (Oszczypko, 1996), wchodz¹cy w sk³ad Centralnej Paratetydy. Rozszerzaj¹cy siê ku pó³nocy zasiêg tego basenu spowodowa³ w 430

A MIOCEN MIOCENE EOCEN EOCENE KREDA CRETACEOUS POLSKA POLAND Tanew San Warszawa Kraków B utwory zapadliska przedkarpackiego Carpathian Foredeep deposits wapienie rafowe reef limestones utwory badeñskie Roztocza different Badenian deposits piaski kwarcowo-glaukonitowe quartz-glauconite sands margle i gezy marls and sandy limestones rezydualne bloki piaskowców trzeciorzêdowych residual blocks of Tertiary sandstones g³ówne uskoki main faults uskoki faults ods³oniêcia outcrops location POLSKA POLAND Kraków ZWIERZYNIEC elebsko Sopot Wieprz Józefów Nowiny Tanew C A R Z A P A D L K A R S OWACJA SLOVAKIA P A Huta Ró aniecka ROZTOCZE I S K O P R Z E D K A R P A C K IE C A R P A T H I A N P A T H I T Y A N S Stradcz F O R E D E E P LWÓW Lwów R O Z T O C Z E 0 10 20km Chlebowice UKRAINA UKRAINE 0 Tarnopol 50km C Ryc. 1. Lokalizacja Roztocza oraz zapadliska przedkarpackiego na obszarze Polski i Ukrainy (A i B). Lokalizacja ods³oniêæ (C), które bêd¹ prezentowane podczas Polskiej Konferencji Sedymentologicznej 20 21.06.2006, na tle mapy geologicznej Roztocza (wg Musia³, 1987; Buraczyñski, 1997 nieco zmieniona) Fig. 1. Location of Roztocze and Carpathian Foredeep across the Polish Ukrainian border (A and B). Simplified geological map of the Roztocze Hills area, indicated are localities which will be presented during Polish Geological Conference 20 21.06.2006 (geological map after Musia³, 1987; Buraczyñski, 1997 changed) badenie wkroczenie transgresji na obszar Roztocza (Kudrin, 1966; Ney i in., 1974; Musia³, 1987). Cechy litologiczne i petrograficzne Dzisiejszy obszar Roztocza to tektonicznie wyniesiony blok, oddzielony od zapadliska przedkarpackiego systemem uskoków (ryc. 1). Obecnie na Roztoczu utwory badeñskie nie tworz¹ ci¹g³ej pokrywy; ich wystêpowanie ogranicza siê jedynie do najwy szych partii wzniesieñ. Najwiêksze mi¹ szoœci, rzêdu kilkudziesiêciu metrów osi¹gaj¹ one na obszarze Roztocza w rejonie Lwowa. Generalnie, profil utworów badeñskich Roztocza rozpoczyna siê transgresywnymi piaskami i piaskowcami kwarcowymi (ryc. 3), które najwiêksze mi¹ szoœci i zasiêg wystêpowania maj¹ na Ukrainie. W wy szej czêœci obocznie przechodz¹ w margle i wapienie litotamniowe (Bogucki i in., 1998a, b) i s¹ zaliczane do utworów podewaporatowych. Ponad nimi wystêpuje ci¹g³y poziom gipsów, wapieni ratyñskich lub gipsów i wapieni ratyñskich. Powy ej wystêpuj¹ ró norodne p³ytkomorskie utwory wêglanowe i terygeniczne (Musia³, 1987), zaliczane do utworów nadewaporatowych (ryc. 3). S¹ one zró nicowane litologicznie na osady terygeniczne, biogeniczne a przede wszystkim terygeniczno-organodetrytyczne. Utwory terygeniczne to g³ównie piaski i piaskowce kwarcowe z domieszkami redeponowanego glaukonitu, a tak e utwory mu³owcowo-ilaste. Utwory biogeniczne to rozmaite muszlowce i utwory rafowe. Dominuj¹cym typem litologicznym poziomu nadewaporatowego s¹ ska³y sk³adaj¹ce siê zarówno z autochtonicznych sk³adników organodetrytycznych, jak i allochtonicznych sk³adników terygenicznych. Sk³adniki organodetrytyczne to przewa nie bioklasty, o ró nym stopniu rozdrobnienia, co wskazuje na zró nicowan¹ d³ugoœæ ich transportu i energiê czynników niszcz¹cych. Natomiast allochtoniczne ziarna terygeniczne by³y dostarczane do basenu z obszarów l¹dowych. W ich sk³ad wchodz¹ przede wszystkim kwarc oraz skalenie, sporadycznie wystêpuj¹ ziarna minera³ów ciê kich i minera³ów nieprzeÿroczystych (Wysocka, 2002). Gdyby klasyfikacjê utworów klastycznych oprzeæ jedynie na sk³adzie materia³u terygenicznego wystêpuj¹cego w szkielecie ziarnowym, to wszystkie odmiany ska³ klastycznych z Roztocza reprezentowa³y by arenity kwarcowe lub arenity subarkozowe. Wskazuje to na dojrza³oœæ petrograficzn¹ materia³u terygenicznego oraz pozwala na stwierdzenie, e obszarem Ÿród³owym dla tego materia³u by³o wnêtrze kratonu (Wysocka, 2002). Wniosek ten jest oczywisty z racji po³o enia Roztocza wzglêdem obszaru platformy wschodnioeuropejskiej. Otwartym problemem pozostaje jednak pytanie, ile razy materia³ ten podlega³ redepozycji? Poza materia³em terygenicznym utwory badeñskie Roztocza zawieraj¹ klasty powsta³e bezpoœrednio 431

BASENY PRZYKRAWÊDZIOWE WEDGE-TOP BASINS BASEN ZAPADLISKA WEWNÊTRZNEGO INNER FOREDEEP BASIN BASEN PRZEDGÓRSKI FORELAND BASIN BASEN ZAPADLISKA ZEWNÊTRZNEGO OUTER FOREDEEP BASIN STREFA MARGINALNA OUTER RAMP P YTA PRZEDPOLA FORELAND PLATE Ryc. 2. Schemat g³ównych elementów strukturalnych i depozycyjnych w obrêbie basenów przedgórskich (na podstawie Mutti i in., 2003). Szary prostopad³oœcian wskazuje po³o enie Roztocza na tym schemacie Fig. 2. Scheme showing the main structural and depositional elements of foreland basin (after Mutti et al., 2003). Grey box points to the probably locality of the Roztocze Hills area on this sheme wewn¹trz basenu w trakcie trwania sedymentacji. W zale noœci od proporcji pomiêdzy ziarnami terygenicznymi, a wewn¹trzbasenowymi mo na wyró niæ cztery petrograficzne odmiany ska³ klastycznych: arenity kwarcowe, arenity kwarcowo-wapienne, kalkarenity kwarcowe oraz biokalkarenity. W sk³adzie kalkarenitów kwarcowych i biokalkarenitów dominuj¹ szcz¹tki glonów, otwornic oraz mszywio³ów, podrzêdnie wystêpuj¹ równie szcz¹tki szkar³upni, ma³ y, œlimaków i wieloszczetów. Tak du e zró nicowanie klastycznych utworów badenu Roztocza oraz wystêpuj¹ce w ich obrêbie sk³adniki organodetrytyczne wskazuj¹ jednoznacznie na morskie, stosunkowo wysoko energetyczne, p³ytkie œrodowisko, ze zmieniaj¹cym siê w czasie tempem dostawy materia³u terygenicznego do zbiornika (Wysocka, 2002). W zachodniej czêœci Roztocza wystêpuj¹ równie utwory sarmackie. Charakteryzuj¹ siê one obecnoœci¹ utworów rafowych serpulowo-vermetusowych (Pisera, 1985) oraz serpulowo-mikrobialitowych (Jasionowski, 1996, 1998). Cechy sedymentacyjne W klastycznych utworach badeñskich Roztocza stwierdzono wystêpowanie zró nicowanych zespo³ów struktur depozycyjnych. Dominuj¹ ró nej skali warstwowania przek¹tne (ryc. 4A), rynnowe (ryc. 4B) oraz zmarszczko- SARMAT SARMATIAN Roztocze (czêœæ ukraiñska) i Podole Roztocze (Ukrainian part) and Podilya wg Bogucki i in., 1998a litologia lithology warstwy beds chemiczne chemical erwiliowe Ervilia narajewskie Narayev górny Upper œrodkowy Middle BADEN BADENIAN M I O C E N M I O C E N E mikolajewskie Mikolayev dolny Lower Roztocze (czêœæ polska) Roztocze (Polish part) wg Musia³, 1987 piaski kwarcowe quartz sands piaski kwarcowe, ilaste clayey quartz sands piaski kwarcowo-rodoidowe quartz rhodolithe sands piaskowce kwarcowe quartz sandstones gipsy gypsum margle marls baranowskie Baraniv wapienie pelitowe micritic limestones wapienie organodetrytyczne organodetritic limestones wapienie organogeniczne, typu rafowego reef limestones KARPAT (?) KARPATHIAN (?) muszlowce coquina beds wapienie serpulowo-mikrobialitowe serpulid microbialite limestones Ryc. 3. Podzia³y litostratygraficzne utworów mioceñskich polskiej i ukraiñskiej czêœci Roztocza Fig. 3. Lithostratigraphic scheme of the Miocene deposits from the Polish and Ukrainian part of the Roztocze area 432

A B C D E F Ryc. 4. Struktury sedymentacyjne utworów klastycznych Roztocza: A zespó³ tabularnych warstwowañ przek¹tnych, Chlebowice, baden dolny; B warstwowanie rynnowe, Pardysówka, baden górny; C wype³nienie du ego kana³u powsta³ego w wyniku sp³ywu up³ynnionego osadu; masywne wapienie organodetrytyczne z intraklastami ilastymi facji kana³owej (a) oraz zmarszczkowo warstwowane wapienie organodetrytyczne facji poza kana³owej (b), Józefów, baden górny; D utwory sp³ywu up³ynnionego osadu kwarcowo-glaukonitowego wraz z synsedymentacyjnymi deformacjami fa³dowymi (a) oraz niezaburzone utwory poza stref¹ sp³ywu (b), Stradcz, baden dolny; E powierzchnia piaskowca z dobrze zachowanymi œladami rycia je owców, Chlebowice, baden dolny; F silnie zbioturbowane piaski z licznymi œladami rycia typu Ophiomorpha sp., Chlebowice, baden dolny Fig. 4. Sedimentary structures of clastic deposits from the Roztocze Hills area: A cosets of tabular cross-stratified quartz sands, Chlebowice, Lower Badenian; B trough cross-lamination in calcarenites, Pardysówka, Upper Badenian; C large-scale channel-like structures (a) cut in ripple cross-stratified calcarenites (b), Józefów, Upper Badenian; D large-scale channel like-form (a) cut in ripple cross-laminated quartz-glaukonite sands (b), note soft sediment deformation, Stradcz, Lower Badenian; E sandstone surface with well preserved echinoid burrows, Chlebowice, Lower Badenian; F strongly bioturbated sands with numerous burrows of callianassid decapods, Chlebowice, Lower Badenian 433

we. Rzadziej wystêpuje warstwowanie horyzontalne. Typ warstwowañ oraz ich nastêpstwo w profilach utworów Roztocza jest wskaÿnikiem wysokoenergetycznego œrodowiska o g³êbokoœci nie przekraczaj¹cej podstawy falowania wiatrowego. Zmiana ich typu oraz skali wskazuje na zmieniaj¹c¹ siê prêdkoœæ przep³ywu wody oraz zmienne iloœci i frakcjê przemieszczanego po dnie materia³u klastycznego. W niektórych profilach wystêpuj¹ odcinki pozbawione ca³kowicie warstwowania, co zwykle wynika z homogenizacji osadu wskutek up³ynnienia lub intensywnego oddzia³ywania organizmów eruj¹cych w osadzie. Kolejn¹ charakterystyczn¹ grup¹ struktur depozycyjnych s¹ struktury zwi¹zane ze sp³ywami grawitacyjnymi osadu. W przypadku form wielkoskalowych, wype³nionych bezstrukturalnym osadem, czêsto z p³askimi klastami (ryc. 4C), mechanizm ich powstania nale y wi¹zaæ z gwa³townym, masowym ruchem osadu, zgodnie z gradientem morfologicznym po po³ogich, zapr¹dowych stokach du ych form akumulacyjnych, uruchamianym pod wp³ywem przeci¹ enia stoków przez szybko gromadz¹ce siê osady lub/i przez wstrz¹sy tektoniczne (Wysocka, 2002). W utworach piaszczystych, zwi¹zanych ze sp³ywami grawitacyjnymi up³ynnionego osadu, stwierdzono obecnoœæ ró nej skali plastycznych deformacji (ryc. 4D). Ze wzglêdu na: erozyjne œcinanie deformacji przez nadleg³e ³awice, wystêpowanie u³awicenia zaburzonego wœród utworów niezaburzonych, du ¹ zmiennoœæ deformacji oraz obecnoœæ w zdeformowanych partiach osadu p³askich klastów ilastych mo na stwierdziæ, e zaburzenia te s¹ rodzaju syn- lub prawie synsedymentacyjnego. Deformacje te s¹ zwi¹zane z ruchem up³ynnionego osadu oraz z ucieczk¹ wody z osadu (Collinson, 1994). Trudno jest wskazaæ jednoznaczny mechanizm powoduj¹cy te procesy. W skali regionalnej mog¹ byæ to wstrz¹sy sejsmiczne, w skali lokalnej mechanizmami spustowymi mo e byæ ³amanie siê fal, gwa³towna sedymentacja, zmiany ciœnienia s³upa wody zwi¹zane, np. z falami sztormowymi, jak równie ruch wód gruntowych (Owen, 1987). Odrêbn¹ grupê struktur sedymentacyjnych w klastycznych utworach badeñskich Roztocza stanowi¹ œlady dzia³alnoœci yciowej organizmów. Dominuj¹ wœród nich œlady erowania oraz œlady ucieczki, pozostawione przez je owce (ryc. 4E), raki (ryc. 4F), wieloszczety, kraby oraz ma³ e. Obserwowane zespo³y skamienia³oœci œladowych s¹ charakterystyczne dla p³ytkowodnej strefy litoralnej o stosunkowo du ym tempie depozycji osadu (Radwañski & Wysocka, 2001; Wysocka, 2002). W wielu odcinkach profili stopieñ zbioturbowania osadu jest tak du y, e doprowadza do ca³kowitego zatarcia pierwotnych struktur sedymentacyjnych. Przebieg sedymentacji utworów klastycznych na obszarze Roztocza Ze wzglêdu na erozyjne usuniêcie utworów mioceñskich na pó³noc od obszaru Roztocza, nie ma mo liwoœci bezpoœredniego odtworzenia przebiegu i zmian linii brzegowej podczas sedymentacji klastycznych utworów mioceñskich w pó³nocnej marginalnej strefie basenu zapadliska przedkarpackiego. Jednak na podstawie nastêpstwa struktur depozycyjnych i biogenicznych w opisywanych utworach mo na stwierdziæ, e hipotetyczny brzeg we wczesnym badenie znajdowa³ siê w bezpoœredniej bliskoœci, na pó³noc od obszaru Roztocza. We wczesnym badenie obszar ten by³ stref¹ p³ytkowodnej sedymentacji klastycznej, cechuj¹c¹ siê sta³¹ i intensywn¹ dostaw¹ materia³u terygenicznego. Materia³ ten, to przede wszystkim ziarna kwarcu o frakcji piaskowej i dobrej selekcji. Fakt ten œwiadczy o tym, e znajduj¹cy siê na pó³nocy i pó³nocnym-wschodzie l¹d by³ obszarem wyrównanym pozbawionym znacznych deniwelacji, pokrytym w znacznej mierze przez zwietrzeliny piaszczyste. Obszarem Ÿród³owym tego materia³u by³o prawdopodobnie Podole, gdzie materia³ z wietrzenia ska³ krystalicznych wielokrotnie w historii geologicznej podlega³ uruchamianiu i sk³adaniu na wtórnych z³o ach. Wynikiem tych procesów jest jego wysoka dojrza³oœæ mineralna i teksturalna. Poza materia³em terygenicznym, w strefach dogodnych dla rozwoju krasnorostów, w zbiorniku znajdowa³ siê równie w niewielkich iloœciach materia³ organogeniczny. By³y to g³ównie ró nej wielkoœci i kszta³tu rodoidy, tkwi¹ce w piaszczystej lub marglistej masie wype³niaj¹cej. Strefy akumulacji terygenicznej, organodetrytycznej i organogenicznej istnia³y obok siebie w tym samym czasie, co w zapisie kopalnym odzwierciedla siê obocznoœci¹ facjaln¹ tych utworów. G³êbokoœæ zbiornika nie przekracza³a podstawy falowania wiatrowego. W takim œrodowisku o przebiegu sedymentacji decyduj¹ g³ównie zmiany warunków hydrodynamicznych. Zmiany te wywo³ywane s¹ falowaniem wiatrowym, powoduj¹cym powstawanie pr¹dów zarówno przybrze nych, jak i powrotnych. Nasilenie oddzia³ywania na osad tych pr¹dów, a co za tym idzie transportu wzd³u brzegowego, nastêpowa³o zapewne w okresach sztormów. Generalnie transport materia³u w tej strefie odbywa³ siê w kierunku po³udniowym (Wysocka, 2002). Dziêki intensywnej dostawie materia³u terygenicznego oraz zró nicowanemu uk³adowi pr¹dów morskich, w strefie brzegowej we wczesnym badenie, poza polami drobnych zmarszczek, istnia³y du e formy akumulacyjne maj¹ce budowê megazmarszczek, przemieszczaj¹cych siê odsypów, czy te wielkoskalowych pokryw akumulacyjnych (ryc. 5A). Dno zbiornika by³o stosunkowo wyrównane i nachylone pod niewielkim k¹tem ku po³udniowi. Pomimo tego, w odleg³oœci kilku kilometrów od brzegu, w strefie p³ytkiego otwartego morza, tworzy³y siê wyraÿne stoki pokryw akumulacyjnych (ryc. 5A). Na po³udniowych stokach tych form w wyniku du ego tempa depozycji materia³u terygenicznego powtarza³y siê ruchy masowe up³ynnionego osadu (Wysocka, 1998, 2002). Dodatkowym czynnikiem powoduj¹cym ruchy masowe mog³y byæ wstrz¹sy sejsmiczne (Wysocka, 2002), wywo³ane synsedymentacyjnymi ruchami tektonicznymi pod³o a, np. w obrêbie wereszycko-stawczañskiego rowu tektonicznego (Palijenko, 1993). Okres sedymentacji utworów chemogenicznych w tej czêœci marginalnej strefy basenu zapadliska przedkarpackiego zosta³ poprzedzony pewn¹ zmian¹ rodzaju depozycji. W czêœci profili utworów podewaporatowych, na obszarze ukraiñskiej czêœci Roztocza, powy ej osadów terygenicznych pojawiaj¹ siê utwory organogeniczne i organodetrytyczne (ryc. 3). S¹ to wapienie i margle litotamniowe, czêsto silnie piaszczyste. Ich obecnoœæ w profi- 434

A ROZTOCZE ROZTOCZE HILLS AREA PRZYBRZE E OFFSHORE delta delta OTWARTE MORZE OPEN SEA megazmarszczka dunes zaroœla glonowe coralline algae patches pod³o e przedbadeñskie prebadenian basement osuwisko slump-scours B osuwisko slump-scours ROZTOCZE ROZTOCZE HILLS AREA BASEN ZEWNÊTRZNEGO ZAPADLISKA OUTER FOREDEEP BASIN STREFA MARGINALNA OUTER RAMP zaroœla glonowe coralline algae patches kana³ sztormowy storm surge channels osady sztormowe storm lag deposits utwory dolno- i górnobadeñskie Lower and Middle Badenian deposits pod³o e przedbadeñskie prebadenian basement hipotetyczne kierunki przep³ywu pr¹dów sztormowych hypothetical storm current flow paths Ryc. 5. Modele œrodowiska sedymentacji klastycznej na obszarze Roztocza we wczesnym (A) i póÿnym (B) badenie (wg Wysocka, 2002) Fig. 5. Models for sedimentary environment of the Roztocze Hills area in Early (A) and Late (B) Badenian (after Wysocka, 2002) 435

lach wskazuje na bujniejszy rozwój krasnorostów, zwi¹zany zapewne ze spadkiem tempa akumulacji materia³u terygenicznego. Mog³o byæ to zwi¹zane ze spadkiem energii œrodowiska, niewielkim pog³êbieniem i/lub przesuniêciem linii brzegowej ku pó³nocy, a co za tym idzie równie przesuniêciem strefy intensywnej akumulacji materia³u terygenicznego. Niestety, ze wzglêdu na erozyjne usuniêcie utworów dolnobadeñskich z obszarów le ¹cych na pó³noc od Roztocza, nie jest mo liwe odczytanie zmian po³o enia linii brzegowej w trakcie rozwoju transgresji we wczesnym badenie. Budowa i mi¹ szoœæ utworów podewaporatowych Roztocza oraz utworów deponowanych w basenie zewnêtrznym zapadliska przedkarpackiego s¹ zbli one (por. m.in. Ney i in., 1974; Kenig & Wysocka, 1996; Wysocka, 1999a; Dziadzio, 2000). Œwiadczy to, o braku w tym okresie depozycji zró nicowania facjalnego zbiornika, zbli onym tempie subsydencji oraz o braku wyraÿnego oddzia³ywania uskoków ekstensyjnych wystêpuj¹cych w pod³o u tej czêœci zapadliska. Kolejny etap sedymentacji utworów klastycznych Roztocza rozpoczyna siê po zakoñczeniu sedymentacji ewaporatowej. Pocz¹tkowo na obszarze tym panowa³y warunki bêd¹ce kontynuacj¹ warunków sedymentacji wczesnobadeñskiej (ryc. 3). W p³ytkomorskim œrodowisku gromadzi³y siê osady piaszczyste. Lokalnie, powierzchniê dna porasta³y krasnorosty, które tworzy³y swoiste budowle wêglanowe typu kopców rafowych. W strefach wy ej energetycznych, przemieszczanie po dnie rodoidów wraz z materia³em kwarcowym doprowadza³o do powstania osadów o zró nicowanych cechach. Niew¹tpliwie uk³ad tych form by³ zmienny w czasie. Zale a³ on od kierunków pr¹dów generowanych falowaniem oraz powtarzaj¹cych siê okresowo wzburzeñ sztormowych (Wysocka, 2002). W miarê up³ywu czasu zmniejsza siê w basenie iloœæ materia³u terygenicznego na rzecz materia³u wewn¹trzbasenowego. Œwiadczy to o przesuniêciu strefy sedymentacji terygenicznej dalej na pó³noc, poza obszar Roztocza. Prawdopodobnie w tym czasie na dnie zbiornika zaczyna kszta³towaæ siê uk³ad form dna, wymuszany stopniowym rozwojem w pod³o u ekstensyjnych uskoków o uk³adzie schodowym, których skrzyd³a zrzucone ulega³y antytetycznej rotacji (Jaroszewski, 1977; ryc. 5B). Pocz¹tkowo oddzia³ywanie tych uskoków mia³o ma³y wp³yw na przebieg sedymentacji. W strefie tej nadal trwa³a p³ytkowodna pe³nomorska sedymentacja materia³u organodetrytycznego, pochodz¹cego z niszczenia budowli organicznych. Strefa bujnego rozwoju organizmów znajdowa³a siê poza obszarem badañ, a obszar Roztocza by³ jedynie stref¹ tranzytow¹ dla przemieszczanego przez pr¹dy materia³u. W póÿnym badenie, na pierwszy plan wysuwa siê oddzia³ywanie ruchów tektonicznych pod³o a na budowê i rozk³ad stref sedymentacji. Na Roztoczu, w najwy szej czêœci profili utworów górnobadeñskich, mo na obserwowaæ zespo³y warstwowañ skoœnych o skali kilkunastometrowej, prograduj¹ce ku po³udniowi. Du e mi¹ szoœci zespo³ów skoœnych i sta³e kierunki nachylenia warstwowañ, bliskie k¹towi naturalnego zsypu, mog¹ oznaczaæ istnienie sta³ych linii formowania siê takich pokryw akumulacyjnych (por. Rutkowski, 1965, 1976; aptaœ 1992; Roniewicz & Wysocka, 2001; Wysocka, 2002; ryc. 5B). Linie te by³y wywo³ane istnieniem w pod³o u systemu uskoków schodowych o kierunku równole nikowym. Poniewa bloki ograniczone listrycznymi powierzchniami uskokowym cechowa³y siê antytetyczn¹ rotacj¹ (Jaroszewski, 1977), pomimo istnienia grzbietów rozwiniêtych na liniach uskoków ca³y obszar badañ pozostawa³ w obrêbie p³ytkomorskiej sedymentacji (ryc. 5B), a najwiêksz¹ mi¹ szoœæ osi¹ga³y osady gromadz¹ce siê w najbardziej obni anej strefie zrotowanych bloków pod³o a. Znaczny k¹t nachylenia stoków oraz du e tempo depozycji osadów powodowa³y okresowe uruchamianie materia³u na sk³onach, rozwiniêtych w strefie linii uskokowych pokryw akumulacyjnych. Jednak istnienie kolejnych zrotowanych bloków pod³o a uniemo liwia³o przemieszczanie wiêkszych iloœci materia³u na znaczne odleg³oœci. Taki uk³ad stref sedymentacji, uwarunkowany istnieniem w pod³o u synsedymentacyjnie aktywnych stref tektonicznych, spowodowa³ znaczne zró nicowanie facjalne i mi¹ szoœciowe osadów gromadz¹cych siê w tej p³ytkowodnej marginalnej strefie basenu zapadliska przedkarpackiego. Model ten wyjaœnia równie brak znacznych iloœci materia³u organodetrytycznego w przyleg³ej do Roztocza czêœci zapadliska przedkarpackiego. Taki uk³ad stref sedymentacji istnia³ równie na pocz¹tku sarmatu. Przejœcie pomiêdzy utworami górnego badenu a sarmatu jest ci¹g³e, a granica baden/sarmat znajduje siê w obrêbie p³ytkowodnych utworów organodetrytycznych. Zmiana œrodowiska sedymentacji i przebudowa strukturalna tej czêœci basenu nast¹pi³a w trakcie sedymentacji utworów sarmatu (m.in. Jaroszewski, 1977; Jasionowski, 1998; Wysocka, 2002), wówczas nast¹pi³ etap najintensywniejszej subsydencji i wype³niania basenu zapadliska przedkarpackiego (m.in. Ney i in., 1974; Oszczypko & Œl¹czka, 1985, 1989; Oszczypko, 1996, 1999; Krzywiec, 1999, 2001; Peryt, 1999; Dziadzio, 2000; Wysocka, 2002; Porêbski i in., 2003; Myœliwiec, 2004; Oszczypko i in., 2005; Mastalerz i in., 2006). Natomiast obszar Roztocza uleg³ wzglêdnemu wyniesieniu, wczeœniej zdeponowane utwory by³y erodowane, staj¹c siê tym samym Ÿród³em dla czêœci materia³u dostarczanego z pó³nocy do basenu zapadliska przedkarpackiego. Wnioski Przebieg sedymentacji w badenie w pó³nocnej, marginalnej strefie zapadliska przedkarpackiego pocz¹tkowo by³ uzale niony od czynników hydrodynamicznych. We wczesnym badenie Roztocze znajdowa³o siê w obrêbie pó³nocnej strefy marginalnej basenu zapadliska przedkarpackiego. Pozostawa³ pod sta³ym wp³ywem oddzia³ywania l¹du i by³ stref¹ akumulacji materia³u terygenicznego w p³ytkim morzu o g³êbokoœci do kilkunastu metrów (ryc. 5A). Uk³ad form dna zale a³ przede wszystkim od iloœci dostarczanego z l¹du materia³u oraz kierunku pr¹dów generowanych falowaniem wiatrowym. W póÿnym badenie zarówno ze wzglêdu na dalszy rozwój transgresji, jak i nasilenie ruchów tektonicznych pod³o a, rozk³ad stref sedymentacji na obszarze Roztocza by³ zmienny w czasie i zale a³ zarówno od czynników hydrodynamicznych, jak i diastroficznych. Depozycja odbywa³a siê w obrêbie p³ytkiego, otwartego morza, na obszarze pomiêdzy w³aœciwym basenem zapadliska wewnêtrznego, a jego stref¹ marginaln¹ (ryc. 2, 5B). Na dnie istnia³y strefy akumulacji 436

organogenicznej oraz organodetrytycznej. Ich rozk³ad zale a³ przede wszystkim od uk³adu oraz wielkoœci rotacji bloków pod³o a (ryc. 5B). Literatura ALLEN P.A. & HOMEWOOD P.N. 1986 Foreland basins. IAS Sp. Publ., 8. ALLEN P.A., CRAMPTON S.L. & SINCLAIR H.D. 1991 The inception and early evolution of the North Alpine Foreland Basin, Switzerland. Basin Research, 3: 143 163. BOGUCKI A., GERASIMOW L., WO OSZYN P. & WYSOCKA A. 1998a Budowa geologiczna Roztocza Ukraiñskiego. Przew. LXIX Zjazdu Pol.Tow. Geol.: 245 256. BOGUCKI A., GERASIMOW L., WO OSZYN P. & WYSOCKA A. 1998b Roztocze Rawsko-Lwowskie. Problemy litologiczno-stratygraficzne mastrychtu, warunki sedymentacji i przestrzenna zmiennoœæ cech litologicznych osadów miocenu. Przewodnik Zjazdu Pol.Tow. Geol.; 257 265. BURACZYÑSKI J. 1997 Roztocze: budowa rzeÿba krajobraz. Zak³ad Geografii Regionalnej UMCS; 188. CIEŒLIÑSKI S. & RZECHOWSKI J. 1993 Mapa geologiczna pod³o a czwartorzêdu Roztocza miêdzy Tomaszowem Lubelskim a Hrebennem. [W:] M. Harasimiuk, J. Krawczujk & J. Rzechowski (red.) Tektonika Roztocza i jej aspekty sedymentologiczne, hydrogeologiczne i geomorfologiczno-krajobrazowe: 39 47. COLLINSON J. 1994 Sedimentary deformational structures. [W:] A. Maltman (red.), The Geological Deformation of Sediments; 95 127. DE CELLES P.G. & GILES K.A. 1996 Foreland basin systems. Basin Research, 8: 105 124. DZIADZIO P. 2000 Sekwencje depozycyjne w utworach badenu i sarmatu w SE czêœci zapadliska przedkarpackiego. Prz. Geol., 48: 1124 1138. JAROSZEWSKI W. 1977 Sedimentary evidence for Miocene tectonic activity in the central Roztocze. Prz. Geol., 8 9; 418 427. JASIONOWSKI M. 1996 Sarmatian serpulid microbialite biuldups in Roztocze (SE Poland): unusual joint venture. Prz. Geol., 44: 1044 1048. JASIONOWSKI M. 1998 Sedymentacja i diageneza sarmackich wapieni Roztocza. Praca doktorska. Archiwum PIG (niepublikowana). CAG 700/99. KENIG K. & WYSOCKA A. 1996 Sands and calcite cement-bodies (the Baranów Beds) from Œwiniary, eastern margin of the Holy Cross Mts. Geol. Quart., 40: 203 230. KRZYWIEC P. 1999 Mioceñska ewolucja tektoniczna wschodniej czêœci zapadliska przedkarpackiego (Przemyœl Lubaczów) w œwietle interpretacji danych sejsmicznych. Pr. Pañstw. Inst. Geol., 168: 249 276. KRZYWIEC P. 2001 Contrasting tectonic and sedimentary history of the central and eastern parts of the Polish Carpathian foredeep basin results of seismic data interpretation. Marine and Petroleum Geol., 18: 13 38. KRZYWIEC P., ALEKSANDROWSKI P., RYZNER-SIUPIK B., PAPIER- NIK B., SIUPIK J., MASTALERZ K., WYSOCKA A. & KASIÑSKI J. 2005 Struktura geologiczna i geneza mioceñskiego zrêbu Ryszkowej Woli w rejonie Sieniawy Rudki (wschodnia czêœæ zapadliska przedkarpackiego) wyniki interpretacji danych sejsmiki 3D. Prz. Geol., 53: 656 663. KUDRIN L.N. 1966 Stratygrafija, facji i ekologiceskij analiz fauny paleogenowych i neogenowych ot³o enij Predkarpatia. Izdavocznik Lvivskovo Universiteta, Lviv: 1 173. APTAŒ A. 1992 Giant scale cross bedded Miocene biocalcarenites in the northern margin of the Carpathian Foredeep. An. Soc. Geol. Pol., 62: 149 167. MASTALERZ K., WYSOCKA A., KRZYWIEC P., KASIÑSKI J., ALEK- SANDROWSKI P., PAPIERNIK B., RYZNER-SIUPIK B. & SIUPIK J. 2006 Sukcesja osadowa miocenu w rejonie zrêbu Ryszkowej Woli (obszar Sieniawa Rudka), zapadlisko przedkarpackie: wyniki facjalnej i stratygraficznej interpretacji danych wiertniczych oraz sejsmiki 3D. Prz. Geol., 333 342. MUTTI E., TINTERRI R., BENEVELLI G., DI BIASE D. & CAVANNA G. 2003 Deltaic, mixed and turbidite sedimentation of ancient foreland basins. Marine and Petroleum Geol., 20: 733 755. MUSIA T. 1987 Miocene of Roztocze (south eastern Poland). Bull. Geol., 31: 5 149. MYŒLIWIEC M. 2004 Mioceñskie ska³y zbiornikowe zapadliska przedkarpackiego. Prz. Geol., 52: 581 592. NEY R., BURZEWSKI W., BACHLEDA T., GÓRECKI W., JAKÓBCZAK K. & S UPCZYÑSKI K. 1974 Zarys paleogeografii i rozwoju litologiczno-facjalnego utworów miocenu zapadliska przedkarpackiego. Pr. Geol. Komisji Nauk Geol. PAN, Oddzia³ w Krakowie, 82: 1 59. OSZCZYPKO N. 1996 Mioceñska dynamika polskiej czêœci zapadliska przedkarpackiego. Prz. Geol., 44: 1007 1018. OSZCZYPKO N. 1999 Przebieg mioceñskiej subsydencji w polskiej czêœci zapadliska przedkarpackiego. Pr. Pañstw. Inst. Geol., 168: 209 230. OSZCZYPKO N. & ŒL CZKA A. 1985 An attempt to palinspastic reconstruction of Neogene basins in the Carpathian Foredeep. Ann. Soc. Geol. Pol., 55: 55 76. OSZCZYPKO N. & ŒL CZKA A. 1989 The evolution of the Miocene basin in the Polish Outer Carpathians and their foreland. Geol. Carpathica, 40: 23 36. OSZCZYPKO N, KRZYWIEC P., POPADYUK I. & PERYT T. 2005 Carpathian Foredeep Basin (Poland and Ukraine) its sedimentary, structural and geodynamic evolution. [W]: Picha F., Golonka J. (red.), The Carpathians and Their Foreland: Geology and Hydrocarbon Resources, AAPG Memoir 84 (w druku). OWEN G. 1987 Deformation processes in unconsolidated sands. [W:] M.E. Jones & R.M.F. Preston (red.), Deformation of Sediments and sedimentary Rocks, Geol. Soc. Sp. Publ., 29: 11 24. PALIJENKO W. 1993 Pozycja morfostrukturalna i neotektoniczna po³udniowej czêœci Roztocza. [W:] M. Harasimiuk, J. Krawczuk & J. Rzechowski (red.), Tektonika Roztocza i jej aspekty sedymentologiczne i geomorfologiczno-krajobrazowe: 95 98. PERYT T.M. 1999 Analiza Basenu Trzeciorzêdowego Przedkarpacia. Pr. PIG, 168: 313. PISERA A. 1985 Paleoecology and lithogenesis of the Middle Miocen (Badenian) algal-vermetid reefs from the Roztocze Hills, south eastern Poland. Acta Geol. Pol., 35: 89 155. PORÊBSKI S.J. & STEEL R. 2003 Shelf margin deltas: their stratigraphic significance and relation to deepwater sands. Earth Science Rev., 62: 283 326. PORÊBSKI S.J., PIETSCH K., HODIAK R. & STEEL R.J. 2003 Origin and sequential development of Badenian Sarmatian clinoforms in the Carpathian foreland basin (SE Poland). Geol. Carpathica, 54: 119 136. RADWAÑSKI A. & WYSOCKA A. 2001 Mass aggregation of Middle Miocene spine-coated echinoids Echinocardium and their integrated eco-taphonomy. Acta Geol. Pol., 51: 295 316. RONIEWICZ P. & WYSOCKA A. 2001 Uwagi o mioceñskiej sedymentacji pomiêdzy Szyd³owem a Smerdyn¹, po³udniowo-wschodnie obrze enie Gór Œwiêtokrzyskich. Prz. Geol., 49: 639 642. RUTKOWSKI J. 1965 O przek¹tnym warstwowaniu utworów sarmatu w rejonie Staszowa. Sprawozdania z Posiedzeñ PAN, 525 528. RUTKOWSKI J. 1976 Detrytyczne osady sarmatu na po³udniowym obrze eniu Gór Œwiêtokrzyskich. Pr. Geol. PAN, 100: 1 71. WYSOCKA A. 1998 Sedimentary structures of the Middle Miocene clastic deposits of the Polish and Ukrainian Roztocze. [W:] J. Canaveras & M. Angeles Garcia del Cura (red.), 15th International Sedimentological. Congres Abstracts, Publication of University of Alicante; 830 831. WYSOCKA A. 1999a Depositional and tectonic controls on Early Badenian clastic sedimentation in the Sandomierz Tarnobrzeg area (Baranów Beds, northern Carpathian Foredeep). Geol. Quart., 43: 383 390. WYSOCKA A. 1999b Sedymentacja klastycznych utworów badeñskich wschodniej czêœci Roztocza, pomiêdzy Zwierzyñcem a Lwowem. Praca doktorska. Archiwum IGP (niepublikowana). WYSOCKA A. 2002 Clastic Badenian deposits and sedimentary environments of the Roztocze Hills across the Polish Ukrainian border. Acta Geol. Pol., 52: 535 563. ELICHOWSKI A.M. 1974 Obszar Radomsko-Lubelski. [W:] Budowa geologiczna Polski, IV. Tektonika cz. 1., Wyd. Geol., 113 128. Praca wp³ynê³a do redakcji 11.01.2006 r. Akceptowano do druku 20.03.2006 r. 437