Geologia Sudetica, 23 (1): 1-63

Zmienność własności fizycznych iłów poznańskich okolic Wrocławia na tle genezy i litostratygrafii

Krystyna Choma-Moryl

Abstract
Praca obejmuje wyniki badań chemiczno-mineralogicznych, analizę budowy mikrostrukturalnej i charakterystykę hydrofilności iłów poznańskich okolic Wrocławia. Na podstawie literatury i własnych badań terenowych wydzielono na tym obszarze dwie strefy różniące się wykształceniem litologicznym. Strefa południowa, brzeżna, przyległa do bloku przedsudeckiego charakteryzuje się przewagą materiału piaszczysto-żwirowego. W jej obrębie wydzielono poziom iłów zielonych z zaznaczającymi się wpływami morskimi i warstwy kędzierzyńskie. Strefa północna obejmuje centralną część basenu, a występujące tu osady są bardziej drobnoziarniste. Reprezentowana jest ona przez poziom iłów zielonych z zaznaczającymi się wpływami morskimi oraz przez poziom iłów płomienistych.
Skład chemiczny i mineralny wykazuje zróżnicowanie w zależności od warunków tworzenia się osadu. Poziom iłów zielonych charakteryzuje się przewagą minerałów z grupy smektytu, iły płomieniste i warstwy kędzierzyńskie natomiast zawierają kaolinit i smektyt w mniej więcej równych ilościach. W zależności od składu mineralnego zmienia się pojemność wymiany jonowej. Mikrostruktury badanych iłów analizowano opierając się na składzie granulometrycznym i mikroagregatowym, powierzchni właściwej, rozkładzie wielkości porów oraz zdjęciach wykonanych w skaningowym mikroskopie elektronowym. Na podstawie analizy składu granulometrycznego stwierdzono, że w strefie brzeżnej występują iły pylaste i iły, w strefie centralnej natomiast dominują iły o zawartości frakcji iłowej nawet ponad 70%. Analiza mikroagregatowa wykazała znaczny udział dużych mikroagregatów, o wielkości powyżej 50 µm. Zawartość mikroagregatów o wielkości poniżej 2 µm nie przekracza 15%. Powierzchnia właściwa badanych iłów wykazuje znaną zależność od składu mineralnego i waha się od 30 do 310 o 10³ m²/kg. Badania porowatości wykazały przewagę ultraporów w iłach płomienistych i w iłach warstw kędzierzyńskich, w iłach zielonych natomiast jest większy udział mikroporów. Na podstawie analizy zdjęć wykonanych w skaningowym mikroskopie elektronowym, z uwzględnieniem omówionych wyżej własności, w badanych iłach poznańskich stwierdzono trzy typy mikrostruktur: matrycową, turbulentną i matrycowo-turbulentną. Mikrostruktura matrycowa występuje w iłach płomienistych, turbulentną w iłach zielonych strefy brzeżnej, a matrycowo-turbulentną w iłach zielonych strefy centralnej i w warstwach kędzierzyńskich.
Na podstawie przeprowadzonych badań określono związek hydrofilności omawianych iłów z ich składem mineralnym, granulometrycznym oraz charakterem kompleksu sorpcyjnego. Hydrofilność ogólna najwyższe wartości przyjmuje dla gruntów o wysokiej dyspersji i przewadze smektytów w składzie mineralnym. Hydrofilność właściwa wzrasta w iłach stropowej części serii poznańskiej, w których przeważają minerały grupy kaolinitu. Wilgotność granicy płynności i plastyczności wykazuje znaną zależność od składu granulometrycznego i mineralnego. Najbardziej pęczniejące okazują się iły płomieniste strefy centralnej, w których przeważają minerały grupy smektytu przy znacznym udziale frakcji iłowej. Z przeprowadzonych badań wynika, że w omawianych iłach poznańskich okolic Wrocławia geneza i litostratygrafia tych osadów wpływa w decydujący sposób na wartości ich własności fizycznych.

Variability of physical properties of the Poznań Clays (Neogene) from the area of Wrocław, with reference to their genesis and lithostratigraphy

Abstract
The paper presents the results of chemical and mineralogical investigations, microstructural analysis and determinations of hydrophility of the Poznań clays from the vicinity of Wrocław. Basing on the previous studies and the author's own field research, two zones of different lithology have been distinguished in the study area. In the southern marginal zone, adjacent to the Fore-Sudetic Block, sandy and gravelly materials prevail. In this zone the horizon of green clays (with marine ingressions) and the Kędzierzyn beds are distinguished. The northern zone represents the central part of the basin and is characterized by finer grained sediments. It includes the green clay horizon (with marine ingressions) and the flamy clay horizon.
The chemical and mineral composition is differentiated and related to the conditions of sedimentation. The green clay horizon consists mainly of smectite clays, while the flamy clays and the Kędzierzyn beds contain kaolinite and smectite in approximately equal amounts. The variable mineral composition influences values of the ion exchange capacity. The microstructures of the clays were analysed on the basis of the granulometric and microaggregate compositions, specific surface, pore-size distribution, and scanning electron microscope photographs.
The granulometric analysis points out that silty clays and clays occur in the marginal zone, whereas clays rich in olay fraction (over 70°/o in places) prevail in the central zone. The microaggregate analysis has shown rather a high content of large microaggregates (over 50 µm in size) and relatively low (below 15%) content of microaggregates smaller than 2 µm. The specific surface in the investigated clays is obviously dependent on their mineral composition and ranges from 30 to 310 x l0³ m²kg^-1. The porosity characteristics indicates that the flamy clays and the clays of the Kędzierzyn beds contain predominantly ultrapores, while in the green clays the micropore content increases.
Basing on the SEM photographs and regarding the above mentioned features, three types of microstructures of the clays have been distinguished: matrix, turbulent, and matrix-turbulent. The matrix microstructure is characteristic of the flamy clays, the turbulent - of the green clays in the marginal zone, and matrix-turbulent - of the green clays in the central zone and of the Kędzierzyn beds. The results of this study allow to define relationships between the hydrophility of the clays and their mineral and granulometric compositions, as well as their sorption complex characteristics.
The highest total hydrophility is observed in the soils characterized by high dispersion and high content of smectite. The specific hydrophility increases in the top part of the Poznań series, in which the kaolinite group minerals prevail. The liquid and plasticity limits display a well known dependence of the mineral and granulometric compositions. The most intensely swelling are the flamy clay of the central zone containing a high portion of the clay fraction and composed mainly of smectite. From the results of this study it is evident that the genesis of the Poznań clays from the vicinity of Wrocław have a great influence on their physical properties.

Geologia Sudetica, 23(1): 65-101

Mady dolin sudeckich. Część II: Wybrane zagadnienia metodologiczne

Andrzej Karol Teisseyre

Abstract
Aktualistyczne badania geologiczno-środowiskowe procesów i osadów współczesnych wymagają zastosowania właściwego dla tego kierunku podejścia metodologicznego, obejmującego kolejno taksonomię, funkcjonalizm (głównie empiryczno-indukcyjne badania dynamiki procesów) oraz realizm (teoretyczno-dedukcyjna interpretacja indukcyjnie uogólnionych wyników badań na gruncie praw fizyki). Wykazano, że nawet w przypadku procesów stosunkowo słabo jeszcze zbadanych możliwe jest prognozowanie ogólnego ich przebiegu i przewidywanie teoretyczno-dedukcyjne skutków. Podejście takie może być szczególnie przydatne na etapie projektowania badań terenowych, ponieważ pozwala na teoretyczne sformułowanie konkretnych zadań badawczych, umożliwia zwrócenie należytej uwagi na zjawiska, które mogłyby zostać pominięte, a także pozwala na ograniczenie do niezbędnego minimum kosztownych i czasochłonnych badań terenowych. W szczególności wykazano, że w sposób teoretyczno-dedukcyjny można udowodnić konieczność stałej wymiany wód powodziowych między strefą aktywnego koryta a obszarem pozakorytowym (w skali odpowiednio długiego odcinka doliny rzecznej), można określić ogólny rozkład facji osadów pozakorytowych oraz ustalić przeważający typ struktury tych osadów, deponowanych przez pojedyncze epizody powodziowe. Wykazano także, że cechy teksturalne i miąższość osadów pozakorytowych zależą w dużej mierze od takich czynników, jak: 1° transport materiału detrytycznego w strefie aktywnego koryta i struktura korytowego przepływu powodziowego, który jest zawsze niejednorodny i ma charakter warstwowy (tj. składa się z „warstw": dennej, przydennej, zawiesinowej i powierzchniowej), 2° sposób dzielenia się korytowego przepływu powodziowego i warunki przepływu w krewasach oraz 3° warunki przepływu w strefie pozakorytowej, na co szczególny wpływ ma spadek poprzeczny wałów brzegowych oraz ewentualne zjawisko zatapiania (w sensie hydraulicznym) koron tych wałów.
Przeglądowa analiza danych historycznych i materiałów hydrologicznych oraz własne obserwacje stanów i przepływów prowadzone na górnym Bobrze przez autora w okresie 1978-1987 (po chwilowym wyłączeniu z eksploatacji zbiornika Bukówka) wskazują, że w warunkach naturalnych w zlewni górnego Bobru powodzie występowały co roku, a nawet kilkakrotnie w ciągu roku. Powodzie te autor dzieli ogólnie na zimowe (występujące w zimnej połowie roku w warunkach zamarzniętej pokrywy glebowej) i powodzie niezimowe. Powodzie te różnią się m. in. koncentracją zawiesiny, która w zimnej połowie roku jest ogólnie biorąc mniejsza niż w połowie ciepłej, a także efektami erozyjnymi i depozycyjnymi, które są generalnie większe w ciepłej połowie roku.

Recent overbank deposits of the Sudetic valleys, SW Poland. Part II: Selected methodological problems

Abstract
Environmental studies on processes and present-day deposits need a specific methodological treatment involving taxonomy, functional approach (mostly empirical and inductive studies of processes' dynamics), and realistic theories (theoretical and deductive explanation of functional relationships on the grounds of physics). Also, realistic approach enables us to predict, at least in a general sense, some processes operating in a given environment and to anticipate their results, even in the case of relatively poorly known environments like the extra-channel areas of the flat valley floor, for instance. The theoretical and deductive approach may be particularly profitable at the stage of planning our field research projects because it allows us: 1° to draw clear-cut research tasks, 2° to pay exact attention to phenomena which might have been overlooked, and 3° to limit the time-consuming and expensive field investigations to their indispensable minimum. In particular, it has been shown that using theoretical and deductive methods one is able to demonstrate the inevitability of a constant water exchange between the zone of the active channel and the extra-channel zone (on the scale of an appropriately long segment of the valley floor), to deduce a general pattern of facies within the extra-channel area and to predict the most general type of beding of the extra-channel deposits accumulated in a consequence of a single flood event. Both the textural character of the extra-channel deposits and their thickness dependt, to a great exten, on the following factors: 1° transportation of sediment in the zone of the active channel and the structure of flood flow within the channel itself (the flow is always non-homogeneous and contains „layers” including a bed layer, a near-bed layer, a suspension layer, and a surface or floating layer), 2° the way in which the channel-routed flood flow divides entering into crevasses and conditions of folw within the crevasses, and 3° conditions of flow in the extrachannel zone, which are governed to a great extent by a transverse slope of the natural levees as well as the effects of drowning of their crests.
A preliminary analysis of historical and hydrological data, together with the author's own observations of stages and discharges in the upper River Bóbr catchment (during a period 1978-1987, when the runoff was not controlled by the Bukówka Dam) seem to suggest that under semi-natural conditions of the historical cultural landscape floods happen every year or even several times every year. It is convenient to distinguish two types of floods: winter floods (which occur under conditions of frozen soils and grounds) and non-winter floods. They differ, among others, in concentration of suspended sediment which, generally, is greater in non-winter floods. Also, greater erosional and depositional effects are occasioned usually by non-winter floods.

Geologia Sudetica, 23 (1): 103-119

Palinostratygrafia osadów górnokarbońskich z otworu wiertniczego Grzędy IG-1 (północna część depresji śródsudeckiej)

Anna Górecka-Nowak

Abstract
W pracy przedstawiono próbę uściślenia podziału stratygraficznego oraz ustalenia zon miosporowych w profilu osadów górnokarbońskich. Materiał palinologiczny uzyskano z rdzenia wiertniczego otworu Grzędy IG-1 (północna część depresji śródsudeckiej). Oznaczono łącznie 180 gatunków sporomorf, należących do 53 rodzajów. Udokumentowano mikroflorystycznie warstwy wałbrzyskie, zaliczając je do namuru A. Stwierdzone zespoły sporowo-pyłkowe górnej części warstw białokamieńskich oraz dolnej części warstw żaclerskich pozwoliły na zaliczenie tej części profilu do westfalu A. Wiek wyższej części warstw żaclerskich określono jako westfal B i C; zespół mikroflory dolnej części warstw glinickich wskazuje prawdopodobnie na przynależność do westfalu D.

Palynostratigraphy of Upper Carboniferous deposits from the Grzędy IG-1 borehole (northern part of the Intra-Sudetic Basin)

Abstract
This paper presents an attempt of giving the precise definition of stratigraphical division and assignation of miospore zones in a profile of the Lower Silesian Upper Carboniferous deposits. The palynologic material was collected from the Grzędy IG-1 borehole (northern part of the Intra-Sudetic Basin). One hundred and eighty species of sporomorphs belonging to fifty three genera were determined. The microflora of the Wałbrzych beds has been evidenced and assigned as Namurian A. The spore-pollen assemblages recorded in the upper part of the Biały Kamień beds and in the bottom part of the Żacler beds have qualified this profile as Westphalian A, The age of the upper part of the Żacler beds is determined as Westphalian B and C, while the microflora assemblage from the upper part of the Glinik beds belongs probably to Westphalian D.

Geologia Sudetica, 23(2): 1-81

Mady dolin sudeckich. Część III: Subaeralnie i subakwalnie deponowane osady pozakorytowe w świetle eksperymentu terenowego (1977-1979)

Andrzej Karol Teisseyre

Abstract
Katastrofalna powódź w Sudetach w sierpniu 1977 r. umożliwiła realizację planowanych przez autora terenowych badań procesów i osadów pozakorytowych. Badania te prowadzono w kilku stanowiskach w zlewni górnego Bobru, a zwłaszcza na stożku napływowym Miszkowic, w ujściowym odcinku Złotnej (dopływ Bobru). Pole doświadczalne eksperymentu terenowego zlokalizowano częściowo w czaszy suchego normalnie zbiornika przeciwpowodziowego (zbiornik Bukówka na górnym Bobrze). W czasie powodzi sierpniowej 1977 r. w zbiorniku tym utworzyło się na przeciąg kilku dni jezioro przepływowe o maksymalnej głębokości 6 metrów. Umożliwiło to równoczesną obserwację zjawisk związanych z powodzią, a przebiegających w dwóch różnych środowiskach: rzecznym (warunki subaeralne) i jeziornym (warunki subakwalne). W jeziorze stwierdzono działanie w czasie powodzi przydennych prądów gęstościowych, wywołanych przez uchodzące do zalewu wody rzek, silnie obciążone zawiesiną oraz niosące znaczny ładunek obciążenia dennego i saltacyjnego. Na dnie jeziora prądy te przemieszczały się wzdłuż koryt rzek (Złotnej, Bobru i Dębicy), a także przelewały się poza koryta obejmując swoim zasięgiem wały brzegowe i przyległe do nich części zawala. Stwierdzono, że prądy gęstościowe działające w jeziorze wykonywały bardzo podobną pracę erozyjną, transportową i depozycyjną co przepływy powodziowe w dotkniętych powodzią dnach dolin Złotnej, Bobru i Dębicy, położonych poza zasięgiem cofki.
Scharakteryzowano żwirowe, piaszczyste i mułowe osady pozakorytowe dolnej Złotnej, zdeponowane subaeralnie w obszarze powyżej cofki, i porównano je z analogicznymi osadami składanymi subakwalnie, na dnie jeziora, przez przy-denne prądy gęstościowe. Tworzenie się większości opisanych form i osadów było obserwowane. Stwierdzono, że osady pozakorytowe deponowane subaeralnie i subakwalnie są reprezentowane przez te same facje (żwirową, piaskową i mułową), formy depozycyjne w obu przypadkach mają podobne wymiary i zarys w planie, a także ujawniają podobne struktury wewnętrzne, wśród których przeważa uziarnienie gradacyjne pensymetryczne lub odwrócone. W obu przypadkach w obszarach pozakorytowych deponowany był głównie materiał transportowany w korycie rzecznym w zawiesinie i w saltacji. W obu badanych środowiskach - rzecznym i jeziornym -żwiry obciążenia dennego rzek były lokalnie wyprowadzane z koryta na wały brzegowe wylotowymi krewasami łagodnymi. Wyniki badań uziarnienia współczesnych i kopalnych (holoceńskich) osadów pozakorytowych dolnej Złotnej przedstawiono m. in. na diagramie C-M Passegi. Na podstawie obserwacji terenowych wyróżniono dwie klasy osadów pozakorytowych odpowiadające utworom deponowanym z zawiesiny i z obciążenia saltacyjnego rzeki. Dwuletni cykl obserwacji terenowych (1977-1979) umożliwił określenie wczesnopostdepozycyjnych przeobrażeń osadów pozakorytowych przez takie czynniki, jak: deszcz, infiltracja, insolacja, mróz, wiatr oraz mechaniczne działanie biosfery (rośliny, zwierzęta, człowiek). W ciągu krótkiego okresu kilku miesięcy czynniki te i związane z nimi procesy prowadzą do daleko posuniętej homogenizacji większości drobnoziarnistych utworów pozakorytowych i włączenia ich w obręb górnej części profilu glebowego. Szansę zachowania się w stanie kopalnym form pozakorytowych zbudowanych ze żwirów i piasków są wprost proporcjonalne do grubości ziarna tych osadów oraz ich miąższości. Formy depozycyjne zbudowane z mułów mają minimalne szansę zachowania się w stanie kopalnym, chyba że zostaną przykryte piaskami lub żwirami, co jest typowe zwłaszcza dla wałów brzegowych. Spośród wszystkich badanych utworów pozakorytowych osady naturalnych wałów brzegowych wykazały największe zróżnicowanie cech teksturalnych i strukturalnych.
Mimo trudności wynikających z przeobrażeń postdepozycyjnych, obejmujących również procesy glebowe, oraz podobieństwa osadów deponowanych subaeralnie i subakwalnie możliwe jest ustalenie genezy większości subfosylnych holoceńskich utworów pozakorytowych odsłoniętych w dolinach badanych rzek. Na przykładzie stanowiska holocenu w Miszkowicach (Sudety Środkowe, Brama Lubawska) przedstawiono m. in. rekonstrukcję paleośrodowiskową wraz z próbą datowania holoceńskiej pokrywy aluwialnej, zawierającej w stropie pokład średniowiecznych mad przemysłowych oraz datujących się od średniowiecza do dziś mad rolniczych. Stwierdzono też, że najważniejsze mezośrodowiska strefy pozakorytowej i odpowiadające im osady dają się wykartować na mapie topograficznej w skali 1:10000 i to nawet we względnie wąskich dolinach górskich.
Na podstawie badań terenowych i przesłanek teoretycznych opracowano model sedymentacji pozakorytowej właściwej dla rzeki żwirodennej o dużym spadku, odwadniającej dolinę płaskodenną. Zgodnie z tym modelem wysokie powodzie powodują odłożenie w zalanych dnach dolin dwóch facji mułowych (dolnej i górnej), przedzielonych w strefach wałów brzegowych facjami piaskową i żwirową. Maksymalne miąższości osadów pozakorytowych, a zwłaszcza piasków i żwirów, występują w strefie między grzbietem naturalnego wału brzegowego a dolną częścią jego zewnętrznego stoku. Opracowany model może znaleźć zastosowanie do badań osadów pozakorytowych deponowanych przez rzeki żwirodenne o zawiesinowym lub mieszanym typie obciążenia, składanych na odlesionych (łąkowych) dnach dolin, w klimacie wilgotnym, umiarkowanym lub chłodnym.

Recent overbank deposits of the Sudetic valleys, SW Poland. Part III: Subaerially and subaqueously deposited overbank sediments in the light of field experiment (1977-1979)

Abstract
A catastrophic flood in the Sudetes, SW Poland, in August 1977, afford a good opportunity to realize a project concerning field investigations into extra-channel processes and deposits characteristic of gravel-bed rivers draining flat-floored valleys. The investigations have been carried out at several localities in the watershed of the upper River Bóbr and, particularly, on the Miszkowice Fan, at the mouth of the River Złotna, a tributary to the upper Bóbr. The experimental plot was situated partly within the pool of a dry flood-detention reservoir (the Bukówka Reservoir on the upper River Bóbr). During the August 1977 flood, the reservoir was half-full and a shallow lake (maximum depth ca. 6 m) developed within the pool for several days. Thanks to this it was possible to investigate simultaneously processes occasioned by flood-generated flows in two distinct environments: under typically fluvial i.e., subaerial conditions (beyond the backwater limit) and in the shallow lake - under subaqueous conditions.
During the flood, density currents were operating within the lake running along river channels (including the Rivers Złotna, Dębica, and Bóbr) towards the bottom sluice in the Bukówka Dam, which was open throughout the flood. Their activity was by no means restricted to the river channels, because density currents overtopped the channel banks running across the submerged natural levees and in part also penetrated adjacent flood plains. The currents were induced in the lake by flood flows heavily laden with sediment. It has been found that morphological results of the activity of density currents were indeed similar to those of „normal” flood flows working subaerially (i.e., outside the lake).
The paper deals with gravelly, sandy, and muddy deposits laid down subaerially by the lower River Złotna. The deposits are compared with analogous sediments accumulated subaqueously on the lake's bottom due to the activity of density currents. The origin of the majority of landforms and deposits described in the paper was monitored in the field during the flood. It has been found that subaerially and subaqueously deposited extra-channel sediments are represented by the same facies (gravels, sands, and muds). In both the cases depositional land-forms have similar sizes and planforms. Also, they reveal the same internal structures with pensymmetrical graded bedding and/or reversed graded bedding as the most common ones. In both the environments the extra-channel deposits were composed of detrital materials that were transported within the channel as the suspended and/or saltation load. Locally, the coarsest gravels of the river's load were brought out from the channel bed, through gentle outflow crevasses, onto the natural levees.
The results of granulometric analyses are presented, among others, on the C-M Passega diagram. Two genetic classes of the extra-channel sediments, namely suspended and saltation load deposits have been distinguished on the basis of direct field observations. A 2-year field experiment (1977-1979) has been also realized in order to investigate early post-depositional changes of the extra-channel deposits occasioned by exogenic agents including rain, infiltration, insolation, frost, wind, and the mechanical activity of organisms (plants, animals, man). In relatively a short time span of several months the agents lead to an advanced homogenization of the majority of fine-grained extra-channel deposits (excluding thicker accumulations of coarse sand and gravel). As a result these are progressively incorporated with the upper part of a soil profile. Good chances to be preserved in a fossil record have landforms (and deposits) composed of gravel and coarse sand; the coarser and thicker the deposits the better the chances. Depositional forms composed of mud have practically no chance to be preserved as individual units unless covered by sand and/or gravel.
Despite of the difficulty that the early post-depositional modifications make the overbank deposits homogeneous and that subaqueously deposited sediments are structurally similar to those accreted subaerially, it is possible to interpret the origin of the majority of Holocene deposits exposed within the Sudetic valleys. The actualistic application of the results of field experiment to (sub)fossil deposits has been tested with the profile of the Holocene fluvial deposits in Miszkowice as an example. The profile involves a top horizon of cohesive overbank deposits containing so-called „agricultural muds” and „industrial muds” dated from the Middle Ages, and a bottom horizon of Subatlantic gravels with tree trunks. The overbank deposits reveal features indicative of having been accumulated on the natural levees, flood plains, flood basins, and abandoned channels that existed on a deforested (grassy) surface of the Miszkowice Fan. It has been also found that at least major mesoenvironments of the extra-channel zone as well as their deposits can be mapped on a topographic map at a scale 1:10000.
Field data gathered during the August 1977 flood, summarized on the ground of principles of fluid mechanics, have enabled the author to elaborate a model for deposition of the extra-channel sediments accumulated by a gravel-bed river in its flat-floored valley. According to the model two mud facies (i.e., upper and lower mud facies) may develop within the extra-channel areas owing to high floods. In the zone of the natural levees, the two mud facies are commonly separated by sands and gravels. The extra-channel deposits attain a maximum thickness between the crest of the natural levee and its outer margin. This is true particularly of sands and gravels. The model may be applied to present-day or (sub) fossil overbank deposits accumulated by gravel-bed rivers of suspended- or mixed-load type, draining deforested (mostly grassy) flat-floored valleys under a wet temperate or cold (paleo)climate.

Geologia Sudetica, 23(2): 83-106

Strefa tektoniczna Złoty Stok-Skrzynka w świetle analizy mezostrukturalnej metamorfiku Lądka-Śnieżnika

Marian Dumicz

Abstract
Przeprowadzono studium mezostrukturalne w południowej części strefy tektonicznej Złoty Stok-Skrzynka, a uzyskane wyniki przedstawiono na tle rozwoju geologicznego metamorfiku Lądka-Śnieżnika i struktury bardzkiej. Rezultaty tych badań pozwoliły na sformułowanie dwu zasadniczych tez: (1) mezostruktury metamorfiku Lądka-Śnieżnika i strefy tektonicznej Złoty Stok-Skrzynka, aczkolwiek odznaczają się podobną morfologią i podobnym następstwem, należą do dwóch różnych podcyklów rozwojowych tektogenu Ziemi Kłodzkiej; (2) w metamorfiku Lądka-Śnieżnika istnieją, obok gnejsów śnieżnickich, dwie różnowiekowe odmiany gnejsów, które w obserwacjach polowych i w literaturze określa się jako gnejsy gierałtowskie; odmiana starsza związana jest ze starszym, a młodsza z młodszym podcyklem rozwojowym tego tektogenu.
Następnie omówiono wiek tych podcykli i opisano związane z nimi procesy tektonometamorficzne. Podcykl starszy włączono warunkowo do starowaryscyjskiej epoki fałdowej, a stwierdzone w nim dwa etapy deformacji określono jako: tektogeniczny D₁ i orogeniczny D₂. Dużo więcej uwagi poświęcono podcyklowi młodszemu, przypisując mu ogromną rolę w rozwoju strukturalnym omawianych regionów. Wyróżniono w nim również dwa etapy deformacji D₃ i D₄ i podjęto próbę powiązania ich z głównymi fałdowaniami struktury bardzkiej, które miały miejsce w fazie sudeckiej lub kruszcogórskiej oraz w fazie asturyjskiej znanej zarówno ze struktury bardzkiej, jak i z basenu morawsko-śląskiego.

Złoty Stok-Skrzynka structural element in the light of mesostructural analysis of Lądek-Śnieżnik metamorphic terrain

Abstract
A mesostructural study has been performed in the southern part of the Złoty Stok-Skrzynka structural element and the obtained results discussed in reference to the geological development of the Lądek-Śnieżnik metamorphic terrain and of the Bardo structure. The results of the investigations allowed two basic conclusions to be arrived at: - the mesostructures of the Lądek-Śnieżnik terrain and of the Złoty Stok-Skrzynka element, although similar to one another in respect of their morphology and succession, were produced in two different developmental subcycles of the Kłodzko District tectogene; - the Lądek-Śnieżnik metamorphic terrain contains, apart from the Śnieżnik gneisses, two gneiss varieties differing in the age of formation, called the Gierałtów gneisses in the field work and in literature. The older variety is associated with the older, while the younger with the younger developmental subcycle of this tectogene.
Next, the age of both subcycles has been discussed and the associated tectonometamorphic processes described. The earlier subcycle has been tentatively ascribed to the Early Variscan folding epoch and the two deformation events recognized in this subcycle were termed tectogenic D₁, and orogenic D₂ events. Much more attention has been paid to the later subcycle because of the dominant role it played in the structural development of the discussed areas. This subcycle was also found to comprise two deformation events D₃ and D₄, which were tentatively correlated with the main folding events in the Bardo structure, the latter events being ascribed to the Sudetic and/or Erzgebirge as well as to the Asturian phases respectively. The Asturian deformations are known both from the Bardo structure and from the Moravian-Silesian basin.

Geologia Sudetica, 23(2): 107-153

Rozwój strukturalny metamorfiku sowiogórskiego w okolicy Piławy Górnej, Sudety)

Zbigniew Cymerman

Abstract
W ewolucji strukturalnej metamorfiku sowiogórskiego wyróżniono piec kolejnych etapów deformacji (D₁-D₅). Z analizy strukturalnej wynika, że osie makroskopowych fałdów F₂ o początkowej prawie równoleżnikowej orientacji zostały zrolowane prawoskrętnie do kierunku NW-SE. Progresywna rotacja osi makrofałdów F₂ odbywała się w czasie deformacji D₂, a także podczas fazy deformacji D₃. Rotacja fałdów F₂ spowodowana była prawdopodobnym zróżnicowanym przemieszczaniem się pod płaszczowiną sowio-górską szeregu płaszczowin, które zbudowane są ze złuszczo-nych obdukcyjnie segmentów staropaleozoicznej skorupy oceanicznej (ofiolitu Ślęży). Makroskopowe struktury fałdów F₃, które charakteryzują się orientacją osi w kierunku NW- SE, powstały w czasie zanikania zróżnicowanych (!) przemieszczeń w niżej ległych płaszczowinach ofiolitowych. Prawdopodobnie budowa makrostrukturalna omawianego obszaru jest wynikiem długotrwałego i ciągłego w skali makroskopowej procesu tektonicznego, obejmującego wyróżnione - w skali mezoskopowej - fazy deformacji D₂ i D₃. Proces ten oraz związany z nim metamorfizm regionalny w facji amfibolitowej odbywał się w czasie orogenezy waryscyjskiej lub kaledono-waryscyjskiej.

Structural development of the Góry Sowie metamorphic terrain in the vicinity of Piława Górna, The Sudetes

Abstract
Five successive deformational events (D₁ to D₅) took place during the structural evolution of the Góry Sowie metamorphic terrain. A structural analysis revealed that axes of macroscopic F₂ folds, originally trending almost E-W, had undergone dextral rotation to the NW-SE direction. The progressive rotation of F₂ fold axes occurred during the D₂ and D₃ deformation events. This rotation presumably resulted from differential displacements of several thrust sheets (flakes) composed of obducted fragments of Early Paleozoic oceanic crust (Ślęża ophiolite). This displacements took place beneath the major Góry Sowie nappe. The F₃ macroscopic fold structures, oriented NW-SE, developed at the time when the differential displacements of the underlying ophiolite sheets were coming to an end. Most probably the macroscopic structures of the study area is the result of long-living and macroscopically continuous tectonic process including the D₂ and D₃ deformation events distinguished in the mesoscopic scale. This process, together with the associated amphibolitc facies regional metamorphism, must have been linked to the Variscan either Caledono-Variscan orogenic cycle.

Geologia Sudetica, 23(2): 155-190

Petrografia utworów górnego dewonu z Gołogłów i Łącznej (dewon kłodzki, Sudety)

Włodzimierz Łapot

Abstract
Wystąpienia osadów górnego dewonu w Gołogłowach i Łącznej stanowią środkowy odcinek pasma niewielkich wychodni dewonu kłodzkiego, rozmieszczonych wzdłuż zachodniej i południowo-zachodniej krawędzi struktury bardzkiej. Pokrywa dewońska leży na skałach krystalicznych Sudetów Środkowych i tworzy odrębny cykl sedymentacyjny, nie powiązany z utworami dewonu i karbonu struktury bardzkiej.
Cykl ten obejmuje dwa wyraźnie różniące się zespoły litologiczne: zespół skał okruchowych oraz zespół skał węglanowych. Zespół skał okruchowych złożony jest z drobno- i średnioziarnistych petromiktycznych parazlepieńców o jednofazowym, krustyfikacyjnym, kalcytowym cemencie sparytowym typu porowego, przeławiconych piaskowcami typu subszarogłazów o składzie arenitów litycznych z jednofazowym, sparytowym i mikrosparytowym cementem bazalnym. Głównymi składnikami tych skał są fragmenty skał krystalicznych metamorfiku kłodzkiego oraz występujące w mniejszej liczbie, przeważnie w roli tła, resedymentowane fragmenty prawie równowiekowych skał węglanowych górnego dewonu. Zalegajacy powyżej zespół skał węglanowych złożony jest z wapieni bulastych, gruzłowych i gruzłowatych. Wapienie bulaste stanowią ogniwo przejściowe pomiędzy skałami okruchowymi i węglanowymi, gdyż obok głównego ich składnika, jakimi są zróżnicowane mikrofacjalnie buły węglanowe o cechach „ponadnormatywnych” intraklastów, relatywnie obficie występują jeszcze fragmenty skał krystalicznych metamorfiku kłodzkiego. Sekwencję o największej miąższości w zespole skał węglanowych tworzą wapienie gruzłowe i gruzłowate, które są przekształconymi diagenetycznie, zróżnicowanymi facjalnie wakami wapiennymi.
Transgresja morza górnodewońskiego w okolice Kłodzka rozwijała się w warunkach niepokoju tektonicznego, przy umiarkowanie intensywnych ruchach blokowych obszarów ramowych i części podłoża basenu sedymentacyjnego. Ruchy te odegrały największą rolę w początkowej fazie transgresji (dolne poziomy famenu) oraz w końcowym okresie tworzenia się pokrywy dewonu kłodzkiego (na przełomie famenu i turneju).

Petrography of Upper Devonian sedimentary rocks in Gołogłowy and Łączna (the Kłodzko Devonian Formation, the Sudetes Mts)

Abstract
Upper Devonian sedimentary rocks that occur in Gołogłowy and Łączna form a central part of the belt of small outcrops of the Kłodzko Devonian Formation situated along western and south-western margins of the Bardzkie Mts Structure. Devonian rocks overlie crystalline rocks of the Middle Sudetes Mts and are related to the separate depositional cycle, which was not associated with those that gave rise to the Devonian and Carboniferous deposits in the Bardzkie Mts Structure.
This depositional cycle comprises two distinctly different groups of rocks: clastic rocks at the bottom, and carbonate rocks at the top. The first group consists of line-to-medium grained petromictic paraconglomerate with a porous calcite cement. Sandstones of the greywacke type having composition of lithic arenites with a basal calcite cement are a minor constituent of this group. Major detrital components of these rocks are crystalline rocks of the Kłodzko Metamorphicum as well as redeposited and penecontemporaneous Upper Devonian carbonate rocks. The second group, carbonate rocks group, consists of nodular, nodular-like limestones ballstones, and nodular ballstones. The hailstones are transitional rocks between clastic rocks and carbonate rocks. They are a peculiar variety of detrital limestone composed of „beyond measure” intraclasts (balls). They formed due to syndepositional differential movements that took place in the border zone of the depositional basin near the source region. The thickest members of the carbonate group are nodular and nodular-like limestones. They are diagenetically altered and facially differentiated calcacerous wakes.
Transgression of the Late Devonian sea in the Kłodzko vicinity developed during the tectonic activity that resulted in moderate en bloc movements of the border-land as well as of the source parts of the depositional basin. Those movements played major role at the very beginning and at the end of the formation period of the Kłodzko Devonian Formation.

Geologia Sudetica, 23(2): 191-206

Stanowisko torfów młodoholoceńskich z Polanicy-Zdroju (Sudety Środkowe)

Teresa Kuszell

Abstract
W pracy przedstawiono wyniki badań palinologicznych profilu torfowego S-84 z Polanicy-Zdroju. Na ich podstawie odtworzono obraz zbiorowisk roślinnych i ich sukcesję w czasie powstania osadów torfowych. Diagram wykazuje wyraźne cechy diagnostyczne dla holocenu i obejmuje okres subborealny i subatlantycki. Spektra pyłkowe reprezentują zbiorowiska leśne z najbliższych okolic Polanicy-Zdroju oraz z przyległych pasm górskich otaczających Kotlinę Kłodzką. Wyniki badań dostarczyły wiadomości o znacznym udziale lasów świerkowych i jodłowych w najmłodszych okresach holocenu, a także o wpływie osadnictwa przedhistorycznego na szatę roślinną w okolicy Polanicy-Zdroju w okresie subatlantyckim. Rozwój roślinności w profilu S-84 wykazuje podobieństwo do diagramów holoceńskich z przyległych stanowisk południowej Polski, a także do wcześniej opracowanego profilu z Polanicy-Zdroju, który został zaliczony do interglacjału eemskiego.

The site of Young Holocene peat from Polanica-Zdrój, Central Sudetes

Abstract
Presented in the paper are the results of palynological investigations of peat from a profile S-84 in Polanica-Zdrój, Central Sudetes. The investigations have enabled the author to reconstruct plant communities of the region as well as their succession during accumulation of the peat. The pollen diagram bears features characteristic of Young Holocene including the Subboreal-and the Subatlantic period. The pollen spectra found in the peat represent forest communities from the nearest vicinity of Polanica-Zdrój as well as adjacent mountain ranges surrounding the Kotlina Kłodzka Basin. During the Young Holocene, the forests were dominated by spruce and lir. In the Subatlanticum, a prehistoric settlement influenced plant communities of the area of Polanica-Zdrój. The succession of plant communities found in the S-84 profile resembles those reported from other sites of Holocene known from southern Poland. Also, it is similar to and comparable with a peat profile investigated earlier from Polanica-Zdrój by Szczypek (1974), which has been erroneously ascribed to the Eemian.