Karbon w Górach Świętokrzyskich

Karbon (359 - 299 mln lat temu) w 1822 roku wydzielili William Conybeare i William Phillips. Nazwa pochodzi od łacińskiej nazwy węgla – carbo, ponieważ z tego okresu pochodzą najbardziej znane złoża węgla kamiennego.

Układ kontynentów we wczesnym karbonie z przypuszczalną lokalizacją miejsca, w którym powstały skały obecnie odsłaniające się w Górach Świętokrzyskich
(według Scotese 2016 oraz Świło i in. 2016, zmodyfikowany)

PALEOGEOGRAFIA I KLIMAT

W karbonie dwa duże kontynenty – Laurosja i Syberia przesuwały się w kierunku południowym w stronę Gondwany. W wyniku kolizji wyżej wymienionych lądów doszło do powstania superkontynentu zwanego Pangeą, który ostatecznie uformował się na granicy karbonu i permu. W miejscu zderzenia powstały góry zwane waryscydami lub hercynidami a ruchy górotwórcze – orogenezą waryscyjską (hercyńską). Waryscyjskie pasma górskie (lub ich fragmenty) występują na obszarze wszystkich współczesnych kontynentów z wyjątkiem Ameryki Południowej. W Polsce są to Góry Świętokrzyskie i Sudety.
Uważa się, że we wczesnym karbonie (missisip) globalny klimat był łagodny. W strefach okołorównikowych charakteryzował się bardzo dużą wilgotnością, co sprzyjało rozwojowi roślin. Natomiast w trakcie tego okresu klimat zaczął się ochładzać i pod koniec missisipu na półkuli południowej miało miejsce zlodowacenie karbońskie, obejmujące znaczne obszary wokół bieguna. Zlodowacenie doprowadziło do spadku poziomu mórz nawet do 100 metrów.

Fauna wczesnego karbonu rejonu dzisiejszych Gór Świętokrzyskich: A - Fauna (ekosystem) głębszego basenu w rejonie Gałęzic, B – Ekosystem płytkowodnej platformy węglanowej wczesnego karbonu w rejonie Jędrzejowa , C – Środowisko sedymentacji wczesnego karbonu w rejonie Gałęzic
1–4 – Ryby chrzęstnoszkieletowe z: 1 – rzędu Ctenacanthiformes, 2 – rodzaju Denaea (Rodzina: Falcatidae), 3 – rodzaju Thrinacodus (Klad: Phoebodontidae), 4 – rodzaju Ctenopychius (Rodzina Petalodontidae); 5 – ryby promieniopłetwe; 6 – konodont z rodzaju Gnathodus; 7 – głowonóg z rodzaju Goniatites.
(Według Gintera i Waksmundzkiego, 2010, zmienione).

ŻYCIE W KARBONIE

W ocenach i morzach rozwinęły się szkarłupnie, a w szczególności liliowce (krynoidy). Część badaczy nazywa ten okres złotym wiekiem rekinów, czyli ryb chrzęstnoszkieletowych, które zastąpiły w ekosystemach wymarłe ryby pancerne. Miała też miejsce migracja przedstawicieli ichtiofauny do środowisk słodkowodnych. Przykładem jest tu 7-metrowa ryba z rodzaju Rhisodus, zaliczana przez niektórych paleontologów do tetrapodomorfów.W okresie tym wymarły graptolity.
W karbonie kwitło życie nie tylko w morzach, lecz także na lądzie. W strefie międzyzwrotnikowej istniały dogodne warunki do życia roślin, głównie, naczyniowych takich jak widłaki, skrzypy i paprocie, oraz nagonasiennych jak sagowce i kordaity. Przedstawiciele tych ostatnich potrafili osiągać nawet do 40 m wysokości. Obumarłe drzewa stanowiły wyjściowy surowiec do powstania węgla kamiennego w procesie beztlenowego rozkładu materii organicznej.
Karbońskie bezkręgowce lądowe osiągały ogromne rozmiary, co mogło mieć związek z dużą zawartością tlenu w atmosferze, produkowanego przez rośliny. Z tego okresu pochodzą najstarsze znane nam owady latające. Niektóre ważki (Meganeura) mogły osiągać nawet 2,5 m długości. Na uwagę zasługują też artropleury, olbrzymie ponad 2-metrowe wije.
W karbonie pojawiły się owodniowce: przodkowie gadów (zauropsydy) i ssaków (synapsydy). Zdolność wytworzenia przez kręgowce jaja, mogącego przetrwać poza środowiskiem wodnym, była milowym krokiem w podboju lądów.

Najważniejsze odsłonięcia karbonu w Górach Świętokrzyskich z zaznaczonym zasięgiem występowania skał karbońskich (przy wyznaczaniu zasięgu nie uwzględniono pokrywy czwartorzędowej): 1- Rejon Gałęzic(Ostrówka-Todowa Grząba), 2 - Kowala, 3 - Górki Napękowskie
(według Szczepanika 2015, zmienione)

KARBON W GÓRACH ŚWIĘTOKRZYSKICH

• Skały karbońskie występują w dwóch jednostkach strukturalnych: synklinorium kielecko-łagowskim i synklinie gałęzicko-bolechowickiej. Skały datowane na początek karbonu mają charakter głębokomorski. Są to głównie łupki, miejscami silnie skrzemionkowane (lidyty), niekiedy z przewarstwieniami wapieni i margli.
• W rejonie Gałęzic występują węglanowe osady spływów grawitacyjnych stożków podmorskich tkwiące w sekwencji głębokowodnych osadów wczesnego karbonu. Ten wyjątkowy kompleks węglanowy z bogatym zespołem organizmów bentosowych (koralowce, ramienionogi, liliowce) został redeponowany z płytkowodnej platformy węglanowej, która istniała na południe od Gór Świętokrzyskich i sięgała aż po rejon Jędrzejowa.
• W profilu skał karbońskich występują warstwy tufitów świadczące o działalności wulkanicznej, w obszarach sąsiadujących ze zbiornikiem świętokrzyskim. Zarówno kwaśny, jak i zasadowy wulkanizm związany był z ruchami górotwórczymi.
• Około 330 mln lat temu rozpoczął się proces wypiętrzania i fałdowania obszaru dzisiejszych Gór Świętokrzyskich, który trwał do początku permu. W wapieniach górnego dewonu powstał m.in. najbardziej znany fałd ślichowicki (Kielce, kamieniołom Ślichowice). Tworzyły się i ulegały odmłodzeniu pęknięcia litosfery oraz uskoki, w tym największy – uskok świętokrzyski.

Uproszczony schemat litostratygraficzny kambru Gór Świętokrzyskich
(według Tabeli Stratygraficznej Polski 2008 i Skompskiego 2012)

WYKORZYSTANIE ŚWIĘTOKRZYSKICH SKAŁ KARBOŃSKICH

Występujące w Górach Świętokrzyskich skały wieku karbońskiego nie mają znaczenia gospodarczego.

OROGENZA HERCYŃSKA - MINERAŁY

Z orogenezą hercyńską (której główne fazy obejmowały karbon i perm) wiążę się geneza różnego rodzaju minerałów pozyskiwanych w celach przemysłowych. Pierwszym jest kalcyt, często zabarwiony na czerwono związkami żelaza, tworzący nawet struktury przypominające małe różyczki. Taki kalcyt, zwany różanką zelejowską, był eksploatowany na Górze Zelejowej. Wykorzystywany był on w architekturze i małej galanterii kamiennej. Mineralizacja hydrotermalna w Górach Świętokrzyskich związana jest nie tylko z orogenezą hercyńską, lecz także z alpejską. Z orogenezą waryscyjską związane jest również powstanie złoża pirytu, które było eksploatowane w kopalni Staszic w Rudkach koło Nowej Słupi.