Prace PIG - Tom 188 (2006)


BUDOWA LITOSFERY CENTRALNEJ I PÓŁNOCNEJ POLSKI — OBSZAR PROJEKTU SEJSMICZNEGO POLONAISE’97

Redaktorzy naukowi: Piotr KRZYWIEC, Marek JAROSIŃSKI

 
WYBRANE PARAMETRY FIZYCZNE MINERAŁÓW I SKAŁ W FUNKCJI CIŚNIENIA I TEMPERATURY ORAZ ICH PRZYDATNOŚĆ DO INTERPRETACJI DANYCH GEOFIZYCZNYCH

Nonna BAKUN-CZUBAROW 

Instytut Nauk Geologicznych Polskiej Akademii Nauk, ul. Twarda 51/55, 00-818 Warszawa; e-mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.

str. 9–24

Abstrakt. Petrologiczno-geologiczna interpretacja profili sejsmicznych litosfery jest możliwa dzięki stosowaniu wyników pomiarów laboratoryjnych parametrów fizycznych minerałów i skał. Podstawowymi parametrami fizycznymi czułymi na zmiany składu chemicznego są prędkości propagacji fal sejsmicznych (Vp i Vs) oraz gęstość (r). W badaniach litosfery powinien być także uwzględniany parametr k = Vp/Vs i anizotropia sejsmiczna.
Celem pracy było zgromadzenie wybranych parametrów fizycznych głównych minerałów i skał litosfery z całego świata oraz próba prześledzenia zmienności tych parametrów w funkcji ciśnienia i temperatury. Parametry fizyczne zestawiono w pięciu tabelach, z których cztery poświęcono skałom, a jedną anizotropii Vp w monokryształach minerałów. Modele petrologiczne litosfery powinny charakteryzować się zgodnością wydzieleń litologicznych z profilami sejsmicznymi, a także wykazywać zgodność z geologią, tektoniką i dostępnym inwentarzem skalnym obszaru modelowania. W petrologicznym modelowaniu litosfery powinna być uwzględniana natura nieciągłości geofizycznych (nieciągłości składu chemicznego, transformacje fazowe bądź zmiany stanu skupienia). Natura nieciągłości Moho pozostaje ciągle przedmiotem dyskusji i na znacznych obszarach ma, najprawdopodobniej, charakter transformacji typu gabro→eklogit.

Słowa kluczowe: fale sejsmiczne P i S, prędkość propagacji, gęstość minerałów i skał, parametr Vp/Vs, anizotropia, modelowanie petrologiczne, górny płaszcz, skorupa.   



STAN ROZPOZNANIA WŁAŚCIWOŚCI GEOMECHANICZNYCH SKAŁ W WARUNKACH ZŁOŻONEGO STANU NAPRĘŻENIA GÓRNEJ PARTII SKORUPY ZIEMSKIEJ

Joanna PINIŃSKA
   
Wydział Geologii, Uniwersytet Warszawski, al. Żwirki i Wigury 93, 02-089 Warszawa; e-mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.

str. 25–40

Abstrakt. Charakterystyka geologiczna struktur wgłębnych, niedostępnych do bezpośrednich obserwacji, jest oparta na danych geofizycznych, wspomaganych wiedzą teoretyczną oraz wynikami ekstrapolacji geologicznych danych otworowych i terenowych obserwacji powierzchniowych. Wspólnym nośnikiem informacji geologicznych i geofizycznych jest zróżnicowanie parametrów gęstości oraz prędkości propagacji fal sprężystych, właściwe dla litologii ośrodka skalnego. Dla głębszych partii litosfery, gdzie brak bezpośrednich obserwacji geologicznych, niezbędne jest ustalenie zakresu zmian tych parametrów w warunkach podwyższonego ciśnienia i temperatury. Ocenie takiej służą geomechaniczne badania doświadczalne, prowadzone w komorach wysokich ciśnień na znanych ośrodkach skalnych. W Polsce brak kompleksowych badań geomechanicznych, ukierunkowanych na weryfikację wgłębnych analiz strukturalnych, a w diagnostyce litologicznej dominują metody geofizyczne.
W artykule dokonano przeglądu czynników wpływających na zróżnicowanie parametrów geomechanicznych skał krystalicznych, z głównym naciskiem na gęstość, prędkość falową oraz moduły odkształcenia w zakresie liniowości odkształceń. Dane, ustalone eksperymentalnie na rzeczywistych ośrodkach skalnych, reprezentują różny stopień dokładności rozpoznania w zakresie ciśnień do 1000 MPa i temperatury do 1500°C. Przegląd ten wskazuje na nikłe zasoby ocen ilościowych, słaby rozwój krajowej infrastruktury badawczej oraz brak powiązania danych sejsmicznych i grawimetrycznych z oceną ośrodków rzeczywistych.

Słowa kluczowe: prędkość fali podłużnej, gęstość objętościowa, geomechanika.   

  

SEJSMICZNE MODELE STRUKTURY SKORUPY ZIEMSKIEJ STREFY SZWU TRANSEUROPEJSKIEGO (TESZ) W PÓŁNOCNO-ZACHODNIEJ I CENTRALNEJ POLSCE 

Marek GRAD1, Aleksander GUTERCH2 

1 Instytut Geofizyki, Uniwersytet Warszawski, ul. Pasteura 7, 02-093 Warszawa; e-mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
2 Instytut Geofizyki PAN, ul. Księcia Janusza 64, 01-452 Warszawa; e-mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.

str. 41–52

Abstrakt. Głębokie sondowania sejsmiczne (GSS) refrakcyjne i szerokokątowe refleksyjne wykonane w północno-zachodniej Polsce wskazują na ogromne różnice w budowie skorupy ziemskiej i dolnej litosfery strefy przejścia między kratonem wschodnioeuropejskim i platformą paleozoiczną. Gęsta sieć nowoczesnych profili sejsmicznych: LT-7 i TTZ, pięciu profili P1–P5 z eksperymentu POLONAISE’97 oraz zreinterpretowanych „starych” profili LT-2, LT-4 i LT-5 pozwala określić podstawowe elementy struktury strefy szwu transeuropejskiego (TESZ). Gruba (42–45 km) skorupa kratonu wschodnioeuropejskiego o wyraźnej trójwarstwowej skorupie krystalicznej przechodzi w cienką (30–35 km), dwuwarstwową skorupę waryscyjską, charakteryzującą się brakiem najniższej warstwy o dużych prędkościach fal P (Vp ~7,1 km/s). W strefie TESZ obserwuje się wyraźne wycienienie skorupy skonsolidowanej, a skały o stosunkowo małych prędkościach fal P (Vp 8,3 km/s), podczas gdy prędkość fal P pod granicą Moho kratonu wschodnioeuropejskiego osiąga „normalne“ wartości (Vp ~8,1 km/s). Trudno jednoznacznie określić położenie brzegu kratonu wschodnioeuropejskiego w północno-zachodniej Polsce, a szerokość strefy przejściowej między platformami wynosi ok. 200 km.

Słowa kluczowe: strefa szwu transeuropejskiego (TESZ), głębokie sondowania sejsmiczne, skorupa ziemska.   

    

SKAŁY DOLNEJ SKORUPY I NAJWYŻSZEGO PŁASZCZA ZIEMI NA OBSZARZE EKSPERYMENTU POLONAISE’97 — MODELE PETROLOGICZNO-SEJSMICZNE  

Jacek PUZIEWICZ
 
Instytut Nauk Geologicznych Uniwersytetu Wrocławskiego, ul. Cybulskiego 30, 50-205 Wrocław; e-mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.

str. 53–68

Abstrakt. Dane sejsmiczne, historia geologiczna regionu oraz odsłonięte na powierzchni przekroje dolnej i środkowej skorupy kontynentalnej umożliwiają ocenę składu mineralnego dolnej i środkowej skorupy kontynentalnej w polskiej części strefy szwu transeuropejskiego (TESZ) i na obszarach przyległych. Granulity maficzne dominują w dolnej skorupie przyległej do TESZ części tarczy środkowoeuropejskiej. Zawartość minerałów maficznych i/lub charakteryzujący je stosunek Mg/(Mg+Fe) wzrastają ku SW. Wyższe partie środkowej skorupy są bogatsze w skalenie i kwarc, których ilość wzrasta ku SW, przypuszczalnie w wyniku nagromadzenia intruzji granitowych/czarnokitowych na krawędzi tarczy wschodnioeuropejskiej. Dolna i środkowa skorupa TESZ stanowią przypuszczalnie ścienione, potencjalnie o silniejszej foliacji przedłużenie swoich odpowiedników z tarczy wschodnioeuropejskiej. Zalega na nich awalońska pryzma akrecyjna, utworzona przez zespół skał metamorficznych niskiego stopnia. Dolna skorupa usytuowanej na południowy zachód części platformy waryscyjskiej ma prawdopodobnie charakter zbliżony do dolnej skorupy odsłoniętej w strefie Ivrea i jest warstwowana. Zalega nad nią miąższa środkowa skorupa uformowana w warunkach wysokotemperaturowych.

Słowa kluczowe: dolna skorupa, górny płaszcz, skład mineralny.    



MODEL TERMICZNY LITOSFERY CENTRALNEJ I PÓŁNOCNO-ZACHODNIEJ POLSKI    

Marta WRÓBLEWSKA1, Jacek MAJOROWICZ2

1 Państwowy Instytut Geologiczny, ul. Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa; e-mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
2 Northern Geothermal, Edmonton, Canada and University of North Dakota, Northern Plains Climate Research Center, USA; e-mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.

str. 69–76

Abstrakt. Dwuwymiarowe modelowania termiczne pozwalają uzyskać nowe informacje na temat termicznej struktury litosfery. Korzystając z wyników interpretacji danych sejsmicznych projektu POLONAISE’97, przeprowadzono analizę produkcji ciepła radiogenicznego. Prześledzono również wpływ przewodności cieplnej na wyniki modelowań geotermicznych. W artykule przedstawiono wyniki modelowań wzdłuż profilu P2, przecinającego główne jednostki strukturalne Polski. Temperatury na powierzchni Moho (600–700°C) w części profilu na Niżu Polskim, uzyskane w wyniku modelowania strumienia cieplnego, są o około 200–300°C wyższe, niż obliczone na podstawie relacji z prędkością fali sejsmicznej Pn. Znaczne prędkości fali wskazują raczej na występowanie w tym rejonie chłodnej skorupy. Analiza parametrów geotermicznych wykazała możliwość obniżenia temperatury na powierzchni Moho w południowo-zachodniej części profilu. Zastosowanie podwyższonych wartości ciepła radiogenicznego w górnej skorupie w obrębie częściowo zmetamorfizowanych osadów i obniżenie przewodności cieplnej w obrębie górnego płaszcza dało spadek temperatury rzędu 100°C. Wynikowa temperatura 500°C nadal pozostaje w sprzeczności z dużymi prędkościami fali Pn w tym rejonie.

Słowa kluczowe: geotermika, strumień cieplny, modelowanie 2D.   



ZINTEGROWANE MODELOWANIE GRAWIMETRYCZNO-MAGNETYCZNE WZDŁUŻ PROFILU SEJSMICZNEGO P4   

Zdzisław PETECKI

Państwowy Instytut Geologiczny, ul. Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa; e-mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript. 

str. 77–88

Abstrakt. W celu rozpoznania budowy litosfery na obszarze kontaktu kratonu wschodnioeuropejskiego z jego przedpolem (strefa szwu transeuropejskiego — TESZ), wykonano łączne modelowanie danych grawimetrycznych i magnetycznych wzdłuż refrakcyjnego i szerokokątowego refleksyjnego profilu P4.
Dwie duże strefy tektoniczne, strefa Dolska i południowo-zachodnia krawędź typowej trójwarstwowej skorupy kratonicznej, ograniczają domeny skorupowe o różnym charakterze anomalii pól potencjalnych. Zintegrowane modelowanie grawimetryczno-magnetyczne wskazuje na biwergentną naturę strefy Dolska, która ogranicza od północnego wschodu wyniesienie Wolsztyn–Leszno. Ta elewacja górnej skorupy znajduje odzwierciedlenie w wysokich wartościach anomalii grawimetrycznych i podwyższonych wartościach anomalii magnetycznych. Krawędź kratonu koreluje się z gwałtowną zmianą charakteru pola magnetycznego, któremu towarzyszy bardzo wyraźna strefa gradientowa.
Modelowanie grawimetryczne wskazuje, że na obszarze położonym między tymi strefami tektonicznymi występuje głęboki basen, wypełniony skałami o małych gęstościach, oraz wysokogęstościowa dolna skorupa. Ta ostatnia może stanowić klin skorupy kratonicznej, jednak jej obliczona gęstość jest wyższa niż gęstość dolnej skorupy kratonu wschodnioeuropejskiego. Duże gęstości najwyższego płaszcza w strefie TESZ są konieczne do wyjaśnienia długofalowych anomalii grawimetrycznych. Zwiększone gęstości dolnej skorupy i górnego płaszcza w tej strefie mogą wynikać z transformacji skał maficznych w eklogit. Ten proces mógł odegrać ważną rolę w ewolucji bruzdy śródpolskiej.

Słowa kluczowe: profil sejsmiczny P4, modelowanie grawimetryczne, modelowanie magnetyczne, segment kujawski szwu transeuropejskiego.   

   

STRUKTURA LITOSFERY WZDŁUŻ PROFILI PROJEKTU POLONAISE’97 NA PODSTAWIE DWUWYMIAROWYCH MODELOWAŃ TERMICZNO-GRAWIMETRYCZNYCH   

Olga POLECHOŃSKA1, Marta WRÓBLEWSKA1

1 Państwowy Instytut Geologiczny, ul. Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa; e-mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript., Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.

str. 89–96

Abstrakt. Istotnym elementem zintegrowanej analizy danych geofizycznych jest modelowanie pól potencjalnych. Artykuł przedstawia modele stanowiące powiązanie dwóch metod rozpoznawania wgłębnej budowy Ziemi: grawimetrii i geotermiki. Modele zostały opracowane wzdłuż profili P2 i P4 projektu głębokiej sejsmiki refrakcyjnej POLONAISE’97. Przecinają one trzy główne jednostki geologiczne Polski: platformę paleozoiczną, strefę szwu transeuropejskiego (TESZ) oraz platformę wschodnioeuropejską. Efektem takiego usytuowania jest ogromne zróżnicowanie obrazu wgłębnej struktury litosfery. Bazując na wynikach modelowań prędkościowych, obliczono dwuwymiarowy rozkład temperatury. Umożliwił on obliczenie gęstości dla wydzieleń dolnej i środkowej skorupy. Dla płaszcza oraz niskoprędkościowych osadów górnej skorupy gęstości zostały określone metodą doboru. W celu uzyskania zgodności pomiędzy krzywą modelową i krzywą pomiarową było konieczne wprowadzenie relatywnie (w stosunku do obrazu sejsmicznego) podwyższonych gęstości wypełnienia osadowego pryzmy akrecyjnej w obrębie profilu P2. Problem tego rodzaju nie wystąpił natomiast w obrębie profilu P4.

Słowa kluczowe: sejsmika, geotermika, grawimetria, modelowanie 2D.   


   

BRZEG KRATONU WSCHODNIOEUROPEJSKIEGO W ŚWIETLE DANYCH SEJSMICZNYCH, MAGNETYCZNYCH I GEOTERMICZNYCH W PÓŁNOCNO-ZACHODNIEJ I ŚRODKOWEJ POLSCE 

Czesław KRÓLIKOWSKI
  
Państwowy Instytut Geologiczny, ul. Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa; e-mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.

str. 97–106

Abstrakt. W pracy dokonano przeglądu hipotez dotyczących przebiegu i charakteru południowo-zachodniego brzegu kratonu wschodnioeuropejskiego (EEC) i jego mobilności powstających wraz z napływem nowych danych geofizycznych. Omówiono obraz anomalii magnetycznych w południowo-zachodniej części EEC i ich związek ze strefą kontaktu kratonu z platformą paleozoiczną (PP) w świetle dotychczasowych badań. Na podstawie analizy anomalii magnetycznych, obrazu strukturalnego i rozkładu prędkości sejsmicznych, głównie na profilach LT-7, P1, P2 i P4, a także wyników ostatnich modelowań geotermicznych, zaproponowano nowy model tektoniczny kontaktu kratonu z platformą paleozoiczną na obszarze północno-zachodniej Polski. Wyróżniono trzy granice, które charakteryzują złożoność tektoniczną brzegu kratonu w tym regionie.

Słowa kluczowe: brzeg kratonu, przekroje sejsmiczne, anomalie magnetyczne, pole geotermalne.   

    

TEKTONIKA PODŁOŻA BRUZDY ŚRÓDPOLSKIEJ W CENTRALNEJ I PÓŁNOCNEJ POLSCE — WYNIKI ANALIZY DANYCH SEJSMIKI REFLEKSYJNEJ ORAZ GRAWIMETRII I MAGNETYKI 

Piotr KRZYWIEC1, Stanisław WYBRANIEC1, Zdzisław PETECKI1
  
1 Państwowy Instytut Geologiczny, ul. Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa; e-mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript., Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript., Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.

str. 107–130

Abstrakt. Wykorzystując profile przemysłowej sejsmiki refleksyjnej ulokowane w centralnej i północno-zachodniej Polsce opracowano model budowy tektonicznej podłoża przedcechsztyńskiego bruzdy śródpolskiej. Punktem odniesienia dla przeprowadzonej interpretacji danych sejsmicznych był model mezozoicznej ewolucji bruzdy, zakładający występowanie regionalnego odspojenia mechanicznego między podcechsztyńskim podłożem a mezozoiczną pokrywą osadową. W związku z tym odspojeniem tektonika nieciągła była ograniczona głównie do podłoża, zaś pokrywa osadowa charakteryzowała się brakiem regionalnych uskoków normalnych i ciągłymi gradientami zmian miąższości utworów synekstensyjnych. Jedynie lokalnie miało miejsce uskokowanie w obrębie pokrywy osadowej, często związane z rozwojem struktur solnych. Tektonika podłoża przedcechsztyńskiego bezpośrednio wpływała na tektonikę i sedymentację w obrębie mezozoicznej pokrywy osadowej jedynie w częściach bruzdy pozbawionych ewaporatów, bądź też charakteryzujących się ich niewielką miąższością (segment bałtycki i świętokrzyski). Mechaniczne odspojenie odegrało również dużą rolę w trakcie późnokredowo-paleogeńskiej inwersji bruzdy śródpolskiej. Uwzględniając lokalizację stref wysokich gradientów zmian miąższości utworów mezozoiku, lokalizację struktur solnych oraz morfologię podłoża określono położenie domniemanych stref uskokowych rozwiniętych w obrębie podłoża podcechsztyńskiego i związanych z subsydencją i inwersją bruzdy. Wyniki interpretacji danych sejsmicznych skorelowano z mapami geologicznymi oraz z przetworzonymi mapami grawimetrycznymi i magnetycznymi, uzyskując bardzo dobrą zgodność między zaproponowanym regionalnym układem tektonicznym podłoża podcechsztyńskiego a innymi danymi geologicznymi i geofizycznymi. Północno-wschodnia krawędź bruzdy śródpolskiej była związana z południowo-zachodnią krawędzią kratonu wschodnioeuropejskiego, zaś jej krawędź południowo-zachodnia — z systemem regionalnych uskoków kulisowych, powstałych najprawdopodobniej we wcześniejszych (paleozoicznych) etapach ewolucji tektonicznej tego obszaru.

Słowa kluczowe: tektonika podłoża, sejsmika refleksyjna, grawimetria, magnetyka, mezozoik, bruzda śródpolska.   
 


INTERPRETACJA WYNIKÓW GŁĘBOKICH BADAŃ SEJSMICZNYCH NA PODSTAWIE SEJSMICZNYCH MODELOWAŃ REFLEKSYJNYCH

Kaja PIETSCH1, Marcin KOBYLARSKI1
  
1 Zakład Geofizyki, Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska, Akademia Górniczo-Hutnicza, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków; e-mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript., Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.

str. 131–142

Abstrakt. W artykule przedstawiono próbę wykorzystania modelowań sejsmicznych 2D do interpretacji pól falowych rejestrowanych na profilach refleksyjnych głębokich badań sejsmicznych (GBS). Nienajlepszej jakości rejestracje uzyskane na profilach GB-2 (PBG) i TO740198 (Geofizyka Toruń Sp. z o.o.) powodują, że wykonaną interpretację geofizyczno-geologiczną należy uznać za hipotetyczną. W takiej sytuacji nieodzownym narzędziem wspomagającym interpretację są modelowania sejsmiczne. Jako startowy model sejsmogeologiczny przyjęto model prędkościowo-głębokościowy, uzyskany na podstawie profilu P4 głębokich sondowań sejsmicznych projektu POLONAISE’97. Modelowania wykonano przy użyciu programów opartych na dwóch różnych podejściach do problemu rozprzestrzeniania się pola falowego: falowej teorii z wykorzystaniem metody różnic skończonych oraz promieniowej teorii propagacji fal.
Obliczone teoretyczne pola falowe w podobny sposób odwzorowują założony model sejsmogeologiczny, a obserwowany rozkład granic sejsmicznych jest zbliżony do rozkładu na zarejestrowanych profilach. Wyraźne różnice są widoczne jedynie w dolnej skorupie, w obrębie której została zarejestrowana strefa o podwyższonej refleksyjności, którą można wiązać z laminacyjną budową tego kompleksu. Modyfikacja modelu prędkościowego (zastąpienie ośrodka gradientowego ośrodkiem warstwowym o kontrastowych prędkościach) spowodowała zmianę teoretycznego zapisu sejsmicznego w interwale dolnej skorupy i jego zgodność z polem zarejestrowanym na profilach GB-2 oraz TO740198, co potwierdza laminacyjny charakter budowy tej strefy.
Wykonane modelowania pozwalają na stwierdzenie, że metody oparte na trasowaniu promienia są zupełnie wystarczające w przypadku GBS oraz wskazują na przydatność tego typu modelowań przy interpretacji zarejestrowanych przekrojów.

Słowa kluczowe: sejsmiczne modelowania refleksyjne 2D, głębokie badania sejsmiczne, laminacyjna dolna skorupa.   



MODELE REOLOGICZNE LITOSFERY W POPRZEK SZWU TRANSEUROPEJSKIEGO W PÓŁNOCNEJ I ZACHODNIEJ CZĘŚCI POLSKI      

Marek JAROSIŃSKI1, Marcin DĄBROWSKI2

 1 Państwowy Instytut Geologiczny, ul. Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa;
e-mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
2 Polska Akademia Nauk, obecnie: Physics of Geological Processes, University of Oslo; e-mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.

str. 143–166

Abstrakt. Modelowanie reologii litosfery przeprowadzono wzdłuż 5 przekrojów sejsmicznych projektu POLONAISE’97 oraz wzdłuż przekrojów TTZ i LT-7. Modele termiczne litosfery wskazują na skokowy wzrost intensywności produkcji ciepła radiogenicznego pomiędzy blokami tektonicznymi przylegającymi do kratonu wschodnioeuropejskiego (EEC), a pozostałymi fragmentami skorupy, należącymi do szeroko pojętej strefy TESZ. Na tej podstawie wyznaczono hipotetyczną granicę pomiędzy blokami o proweniencji baltickiej i gondwańskiej. Modele litologiczne poszczególnych warstw litosfery zbudowano na podstawie rozkładów prędkości podłużnej fali sejsmicznej (Vp). Parametry funkcji potęgowej
pełźnięcia mikrodyslokacyjnego dla każdej warstwy obliczono poprzez uśrednienie parametrów dla jej składników litologicznych. Skonstruowano alternatywne modele reologiczne dla trzech wariantów tempa deformacji i trzech reżimów tektonicznych. W rezultacie otrzymano charakterystykę mechaniczną litosfery w postaci rozwarstwienia krucho-podatnego, ze wskazaniem poziomów możliwego mechanicznego odkłucia. Oszacowano również całkowitą wytrzymałość litosfery oraz przedstawiono rozkład wytrzymałości pomiędzy skorupą a płaszczem. Przedyskutowano niektóre aspekty spójności modelu reologicznego z koncepcjami tektonicznymi badanego obszaru.

Słowa kluczowe: reologia, geodynamika, litosfera.       



INTERPRETACJA GEOLOGICZNA WYNIKÓW GŁĘBOKICH SONDOWAŃ SEJSMICZNYCH EKSPERYMENTU POLONAISE’97 DLA POLSKIEJ CZĘŚCI KRATONU WSCHODNIOEUROPEJSKIEGO       

Zbigniew CYMERMAN

Oddział Dolnośląski Państwowego Instytutu Geologicznego, al. Jaworowa 19, 53-122 Wrocław; e-mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.

str. 167–202

Abstrakt. Na podstawie danych strukturalnych z rdzeni wiertniczych, regionalnych uwarunkowań geologicznych i analizy danych geofizycznych wykonano interpretacyjne przekroje geologiczne czterech głębokich, refrakcyjnych profili sejsmicznych (P2, P3, P4 i P5) eksperymentu POLONAISE’97, dla polskiej części kratonu wschodnioeuropejskiego (EEC). Otwory wiertnicze są rozmieszczone nierównomiernie na obszarze eksperymentu. Większość z nich wykonano na terenie suwalskiego masywu anortozytowego i w regionie podlaskim. Wyniki analizy strukturalnej rdzeni wskazują, że podatne strefy ścinania rozwijały się w różnej skali, od regionalnych stref o miąższości kilku kilometrów do warstewek o milimetrowej grubości. Ogólnie, kąty upadu głównej foliacji SM wynoszą około 50–60°. Regionalny bieg foliacji SM ustalono na podstawie skrzywienia osi otworów wiertniczych. Badania strukturalne rdzeni wiertniczych nie potwierdzają poprzednich modeli tektonicznych ze starymi „masywami” i młodszymi, otaczającymi je „pasmami” orogenicznymi. Cechą charakterystyczną ewolucji tektonicznej polskiej części EEC była obecność dwóch głównych procesów orogenicznych. Starsza orogeneza, swekofeńska (1,95–1,77 mld lat temu), jest związana z kompresyjnym reżimem deformacji i spowodowała rozwój podatnych pakietów nasuniętych generalnie ku SW. Młodsze deformacje wystąpiły podczas orogenezy późnogotyjskiej i/lub duńsko-polskiej (ok. 1,55–1,45 mld lat temu) w warunkach reżimu kompresyjnego i transpresyjnego oraz lokalnie ekstensyjnego. W południowo-zachodniej części suwalskiego masywu anortozytowego doszło do rozwoju podatnych nasunięć ku NE, niektóre z nich o geometrii spiętrzonej antyformy. Dane strukturalne z kompleksu mazurskiego sugerują, że te skały mezoproterozoiczne typu AMCG (anortozyt–mangeryt–czarnokit–granit rapakiwipodobny) intrudowały podczas kompresji z kierunku NE–SW i skracania skorupy, związanego z orogenezą późnogotyjską i/lub duńsko-polską.

Słowa kluczowe: strefy ścinania, podatne nasunięcia, profile sejsmiczne, tektonika, kinematyka, prekambr, północno-wschodnia Polska.       


       
BUDOWA GEOLOGICZNA GŁĘBOKIEGO PODŁOŻA PLATFORMY PALEOZOICZNEJ POŁUDNIOWO-ZACHODNIEJ POLSKI W ŚWIETLE WYNIKÓW EKSPERYMENTU SEJSMICZNEGO POLONAISE’97       

Stanisław MAZUR1, Marek JAROSIŃSKI2

1 Uniwersytet Wrocławski, Instytut Nauk Geologicznych, Pl. M. Borna 9, 50-204 Wrocław; e-mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
2 Państwowy Instytut Geologiczny, ul. Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa; e-mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.

str. 203–

Abstrakt. Profile sejsmiczne eksperymentu POLONAISE’97 dokumentują budowę wgłębną strefy szwu transeuropejskiego (TESZ), który stanowi szeroką strefę akrecji terranów na pograniczu proterozoicznej litosfery kratonu wschodnioeuropejskiego oraz młodszej, paleozoicznej litosfery zachodniej Europy. Uzyskane rezultaty sondowań sejsmicznych, w połączeniu z danymi pól potencjalnych i modelami termicznymi, pozwalają na wydzielenie 5 typów litosfery: (1) typ LEEC — litosfera kratonu wschodnioeuropejskiego, (2) typ LTTZ — bloki litosfery przylegające bezpośrednio do kratonu wschodnioeuropejskiego i sięgające po południowo-zachodnią granicę wału śródpolskiego, (3) typ LTES — skorupa szwu transeuropejskiego pomiędzy LTTZ a strefą tektoniczną Dolska, (4) typ LPP — fragment litosfery pomiędzy strefą Dolska a uskokiem środkowej Odry, (5) typ LVP występujący na południe od strefy uskokowej środkowej Odry. Dwa pierwsze typy litosfery (LEEC i LTTZ) są genetycznie związane z Baltiką. Litosfera typu LTES i LPP stanowi osobny blok podłoża, który wywodzi się z Awalonii lub ze spokrewnionego z nią terranu przyłączonego do brzegu Baltiki we wczesnym paleozoiku. Jej struktura sejsmiczna jest prawdopodobnie wypadkową szeregu hipotetycznych czynników, takich jak m.in. wczesnopaleozoiczne podklejanie dolnej skorupy przez magmy wytapiane z subdukowanej płyty oceanu Tornquista, kolizja kaledońska czy wieloetapowe przemieszczenia przesuwcze. Litosfera LPP została również przebudowana w efekcie głęboko zakorzenionej tektoniki waryscyjskiej. Litosfera typu LVP należy do orogenu waryscyjskiego i stanowi fragment Armoryki. Granice pomiędzy blokami litosfery najwyższej rangi, takimi jak Baltika, Awalonia i Armoryka, zaznaczają się subtelnie w obrazie sejsmicznym. Większe kontrasty w strukturze sejsmicznej mogą występować w obrębie jednorodnych genetycznie fragmentów litosfery, rozczłonkowanych przez główne strefy dyslokacyjne.

Słowa kluczowe: litosfera, struktura sejsmiczna, tektonika, strefa szwu transeuropejskiego, Awalonia, Baltika.