Geologia Sudetica, 22 (1-2): 1-67

Drenaż wody w warunkach laboratoryjnych na przykładzie wybranych utworów kenozoicznych Sudetów i ich przedpola

Stefan Kowalski

Abstract
Przedstawiono wyniki hydrogeologicznych badań próbek pobranych z osadów kenozoicznych dolin śródgórskich Sudetów i obszaru przedsudeckiego z punktu widzenia parametrów hydrogeologicznych i przebiegu drenażu wody. Rozważania rozpoczęto od przedstawienia budowy geologicznej i hydrogeologii badanych obszarów, ze szczegółową charakterystyką cech teksturalnych osadów przepuszczalnych dla wody. Określono ich skład mineralny, wielkość ziarna, jego obtoczenie i kulistość oraz wysortowanie i zagęszczenie próbek. Z cechami tymi autor powiązał następnie porowatość całkowitą oraz różne odmiany wód związanych, szczególnie adhezyjnych i kapilarnych zawieszonych. Wykazano ponadto zróżnicowanie zawartości wód kapilarnych w procesach nasycania i drenażu. Zróżnicowanie to było najwyższe w próbkach osadów dolin śródgórskich, najniższe w osadach doliny Małej Panwi w obrębie Jeziora Turawskiego. Jednakże zawartość wód związanych zależna jest w pierwszym rzędzie od wielkości ziarna skalnego. Wykazano, że próbki równomiernie uziarnione o średnicy ziarna d₁₀ wyższej od 0,2 mm cechuje zbliżona zawartość wód adhezyjnych oraz brak lub niska zawartość wód kapilarnych zawieszonych.
Powyższe wyniki stanowiły punkt wyjścia zasadniczego celu pracy, to jest analizy przebiegu drenażu w warunkach różnego nasycenia ośrodka skalnego. W warunkach całkowitego nasycenia zbadano wielkość i rodzaje zaburzeń przebiegu drenażu. Z badań wynika między innymi wpływ powietrza gruntowego oraz sufozji mechanicznej na zaburzenia jednorodności ośrodka drenażu. Zjawiska te pozwoliły wyjaśnić istnienie zmian ciśnienia, prędkość przepływu oraz współczynnika wodoprzepuszczalności zmieniających się nieznacznie ze zmianą spadku hydraulicznego. Przedstawiono rolę współczynnika wodoprzepuszczalności w procesie drenażu w zależnościach od poszczególnych cech teksturalnych próbek badanych osadów. Wykazano między innymi ścisłą zależność współczynników regresji drenażu i wodoprzepuszczalności.
Z badań wynika, że główną przyczyną zaburzającą wartości parametrów opisujących drenaż jest nienasycenie ośrodka skalnego. Wpływa na to głównie przerwanie ciągłości drenażu oraz zmiana w czasie zawartości wód kapilarnych zawieszonych. Ze zmianą stopnia nasycenia osadów obniża się bardzo wyraźnie współczynnik wodoprzepuszczalności, wzrasta natomiast współczynnik odsączalności grawitacyjnej. Z badań autora wynika, że warunkiem zachowania ciągłości przepływu drenującego jest utrzymanie stopnia nasycenia ośrodka skalnego wyższego od około 0,8.
Rezultaty rozważań, przedstawionych na kilkudziesięciu wykresach, prowadzą do wniosku, że każdy przepływ drenujący zależy od zespołu cech teksturalnych oraz deformacji ośrodka drenażu w trakcie przepływu wody. W związku z tym jego przebieg należy rozpatrywać odrębnie dla warunków nasycenia, czyli filtracji, oraz dla warunków nienasycenia, czyli odsączalności. Wyniki badań laboratoryjnych przedstawiono na kilku przykładach naturalnego i sztucznego drenażu w warunkach polowych na badanych obszarach.

Experimental water drainage using selected Cenozoic deposits from the Sudetes and their Foreland

Abstract
Presented are the results of hydrogeological investigations performed on samples of Cenozoic deposits from intermontane valleys of the Sudety Mts and from their foreland. Taken into account are hydrogeological parameters of the samples and also the conditions of water drainage. The report begins with an outline of geology and hydrogeology of the areas studied, accompanied by a detailed description of structural features shown by water-permeable sediments. The mineral composition of the sediments, their granulometric characteristics (grain size, roundness, sorting etc.) and the degree of consolidation of samples have been established. The total porosity and various kinds of bounded waters (especially adhesive and capillary waters) were next considered in connection with the above structural characteristics. Further, a differentiation in capillary water content in the processes of water-saturation and drainage has been shown. This differentiation was the greatest in samples of sediments from the intermontane valleys and the least in the sediments of the Mała Panew valley near Turawa Lake (Silesia Lowland). The content of bounded water, however, depends, first of all, on the grain size. It has been shown that even-grained samples of d₁₀ grain--size exceeding 0.2 mm revealed similar adhesive water content and lack or low content of suspended capillary waters.
The above results became the starting point to achieve the principal objective of the work, that is to perform an analysis of drainage in conditions of different water saturation. For the complete saturation kinds and magnitudes of drainage perturbations have been established. It follows that the disturbances of homogeneity of the media in which the drainage takes place, is dependent on, among others, the ground air and mechanical suffosion. These relationships allowed an explanation of the existence of variations in pressure, in flow velocity and in value of water permeability coefficient, which change slightly following changes in the gradient of water table. Presented was also the role of water-permeability coefficient in the drainage process depending on particular structural features of sediment samples. Among others, a strict interdependence between the coefficients of drainage regression and of water-permeability was demonstrated.
It follows from the investigations that the main factor disturbing the values of parameters of drainage are conditions of undersaturation of the rock medium. It is mostly affected by drainage interrupting and temporal changes in the content of suspended capillary waters. The decrease of sediment consolidation results in a decrease of water-permeability, but in an increase of gravity storage coefficient. It follows from the present writer's work that the continuity of draining flow is conditioned by the degree of saturation exceeding approx. 0.7.
The results shown in several tens of diagrams and plots lead to conclusion that each draining flow depends on an association of structural features and on deformation of the medium during the water flow. Therefore its course should be considered separately for the conditions of saturation (filtration) and for the conditions of undersaturation (storage). The results of laboratory research was presented using a few examples of natural and artificial drainage in the field conditions.

Geologia Sudetica, 22 (1-2): 69-87

Paleozoik południowo-zachodniej Polski

Andrzej Grocholski

Abstract
Zestawiono wyniki najnowszych badań stratygraficznych i litologiczno-facjalnych nad osadami paleozoicznymi z terenu Polski południowo-zachodniej i obszarów przyległych. Wysunięto tezę, że utwory Barrandienu reprezentują osady morza marginalnego oddzielonego od otwartego oceanu łukiem wysp, którego fragment ciągnie się dziś od metamorfiku kłodzkiego po blok karkonosko-łużycki. Fragmenty paleozoicznej skorupy oceanicznej występują współcześnie w obrębie regionu Gór Kaczawskich i Bardzkich oraz w północnej części bloku przedsudeckiego. Wysunięto hipotezę, że skorupa ta (wraz ze spoczywającym na niej blokiem gnejsowym Gór Sowich) przylgnęła, być może w strefie ukośnego przesuwu, do kontynentalnej skorupy Masywu Czeskiego na pograniczu dewonu środkowego i górnego. Poważne poziome przemieszczenia mas skalnych miały miejsce w turneju i w namurze A.

The Paleozoic of southwestern Poland

Abstract
The most recent data on stratigraphy and lithofacies analyses of Paleozoic strata of SW Poland as well as of the adjoining areas have been taken into account in order to introduce a hypothesis stating that the Barrundian (Prague basin) succession constitutes sedimentary infill of a marginal sea separated by an island arc from the open ocean. At present the remnants of this arc can be traced along the zone of Paleozoic inliers extending from the Kłodzko metamorphic terrain on the east up to the Karkonosze-Lusatia block on the west, while the fragments of Paleozoic oceanic crust occur in the Góry Kaczawskie and Góry Bardzkie Mts and also in the northern part of the Fore-Sudetic block. It is suggested here that the oceanic crust together with the overlying Góry Sowie Mts gneiss unit might have been accreted to the continental crust of the Bohemian massif along an oblique strike-slip zone during the Middle to Late Devonian times. Significant strike-slip displacements took also place there during the Tournaisian and Namurian A.

Geologia Sudetica, 22 (1-2): 91-117

Wiek utworów podpermskich z wybranych otworów wiertniczych wschodniej części monokliny przedsudeckiej

Jerzy Kłapciński & Jolanta Muszer

Abstract
W niniejszym artykule przedstawiono wyniki badań stratygraficznych z sześciu otworów wiertniczych wykonanych we wschodniej części monokliny przedsudeckiej, od okolic Poznania po obszar na wschód od Kalisza. Wiek skał karbońskich występujących w tych otworach został określony, na podstawie szczątków roślinnych i zwierzęcych, na wizen, namur i westfal. Skamieniałości roślinne są reprezentowane przez lepidodendrony i kalamity, natomiast zwierzęce przez goniatyty, małże i łodzikowate.

Age of pre-Permian rocks from chosen boreholes of eastern part of the Fore-Sudetic Monocline

Abstract
This paper presents the results of stratigraphic investigations of cores from six boreholes drilled in the eastern part of Fore-Sudetic Monocline extending from the vicinities of Poznań to the area east of Kalisz. On the basis of plant and animal remains, the age of Carboniferous strata occurring in these boreholes was determined as Visean, Namurian and Westfalian. Plant fossils are represented by lepidodendrons and calamites, while the animal ones, by goniatites, pelecypods and nautiloids.

Geologia Sudetica, 22 (1-2): 119-169

Sedymentacja dolnego paleozoiku Gór Bardzkich

Bartłomiej Wyżga

Abstract
Dolny paleozoik struktury bardzkiej wykształcony jest jako głębokomorskie osady terygeniczne i krzemionkowe o miąższości co najmniej stu kilkudziesięciu metrów. W ich obrębie wyróżnia się następujące jednostki litostratygraficzne: warstwy z Jodłownika (górny ordowik), dolne łupki graptolitowe (landower-dolny ludlow), szarozielone łupki (górny ludlow-přidoli), górne łupki graptolitowe (najwyższy přidoli-środkowy prag) i łupki żdanowskie (środkowy prag-?).
Niższa część warstw z Jodłownika została zinterpretowana jako osady pelagiczne deponowane w obecności natlenionych wód dennych, część wyższa jako kompleks osadów zdeponowanych przez podmorskie spływy masowe, głównie prądy zawiesinowe, oraz głębokomorskie prądy trakcyjne. Dolne łupki graptolitowe, szarozielone łupki i górne łupki graptolitowe to kilkudziesięciometrowej miąższości sekwencja osadów pelagicznych powstałych bądź w warunkach zasadniczo euksynicznych (dolne i górne łupki graptolitowe), bądź w obecności natlenionych wód dennych (szarozielone łupki). Łupki żdanowskie zostały zinterpretowane jako osady pelagiczne lub hemipelagiczne z podrzędnymi przewarstwieniami osadów prądów zawiesinowych niskiej gęstości deponowane w obecności natlenionych wód dennych.
Stwierdzono sedymentacyjny kontakt warstw z Jodłownika i dolnych łupków graptolitowych. Zmiany charakteru sedymentacji (zanik sedymentacji turbidytowej, rozwój sedymentacji mułów radiolariowych i euksynizacja wód dennych basenu sedymentacyjnego) zarejestrowane w osadach strefy przejściowej od warstwy z Jodłownika do dolnych łupków graptolitowych są, zdaniem autora, efektem podniesienia się poziomu oceanu światowego, prawdopodobnie o charakterze glacieustatycznym, w najwcześniejszym sylurze.

Lower Palaeozoic of the Bardo Mountains (Sudetes): A sequence of deep-sea pelagic sediments

Abstract
Lower Palaeozoic of the Bardo Mts. consists of deep-sea terrigenous and siliceous sediments, at least a hundred and tens metres thick. These sediments have been subdivided into the following lithostratigraphic units: Jodłownik Beds (Upper Ordovician), Lower Graptolitic Shales (Llandoverian-Lower Ludlowian), Grey-greenish Shales (Upper Ludlowian-Přidolian), Upper Graptolitic Shales (Uppermost Přidolian-Middle Pragian), and the Żdanów Shales (Middle Pragian-?).
Lower part of the Jodłownik Beds is interpreted as pelagic sediments deposited in oxygenated bottom-water conditions, and the higher part of the unit as the complex of sediments deposited by subaquaeous gravity flows, mostly turbidity currents, and deep-sea traction currents. The Lower Graptolitic Shales, Grey-greenish Shales and the Upper Graptolitic Shales represent pelagic sediments tens of metres thick, whose accumulation took place in mostly euxinic conditions (Lower and Upper Graptolitic Shales) or in oxygenated bottom-water conditions (Grey-greenish Shales). The Żdanów Shales are interpreted as pelagic or hemipelagic sediments with subordinate intercalations of the deposits of low density turbidity currents, accumulated in oxygenated bottom-water conditions.
The sedimentary contact between the Jodłownik Beds and the Lower Graptolitic Shales was ascertained. In the author's opinion changes of the sedimentation mode (vanishing of the turbiditic sedimentation, initiation of radiolarian ooze sedimentation and euxinization of bottom waters of the sedimentary basin) recorded in the transition zone between the Jodłownik Beds and the Lower Graptolitic Shales took place due to the glacieustatic rise of the World's ocean level in the Earliest Silurian.