Ordowik i sylur w Górach Świętokrzyskich

ORDOWIK

Ordowik (485 - 444 mln lat temu), jako okres geologiczny, wydzielił w 1879 roku Charles Lapworth. Jego nazwa pochodzi od celtyckiego plemienia Ordowików, które zamieszkiwało tereny dzisiejszej północnej Walii, gdzie odsłaniają się skały tego wieku.

Układ kontynentów w ordowiku 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 ORDOWIKU

W paleogeografii ordowiku dominowały cztery duże kontynenty występujące na półkuli południowej: Gondwana, Laurencja, Bałtyka i Syberia. W wyniku ruchu płyt litosfery pod koniec ordowiku nastąpiła kolizja Bałtyki z Awalonią (odłączoną w środkowym ordowiku od Gondwany), a następnie w sylurze z Laurencją, w wyniku czego powstał nowy kontynent – Laurosja. W strefie kolizji wypiętrzył się łańcuch górski kaledonidów.
W ordowiku nastąpiło ochłodzenie klimatu, zakończone pod koniec tego okresu rozwojem lądolodu na biegunie południowym, które objęło północnoafrykański fragment Gondwany. Konsekwencją ochłodzenia klimatu było obniżenie poziomu mórz i oceanów ordowickich oraz kryzys biotyczny zaliczany do pięciu wielkich wymierań w dziejach Ziemi. W ordowiku rozpoczęła się także kolonizacja lądu przez rośliny, co miało istotny wpływ na wzrost zawartości tlenu, tempo wietrzenia, a w konsekwencji schłodzenie klimatu poprzez obniżenie stężenia CO2 w atmosferze. Był to także okres wzmożonej aktywności wulkanicznej.

Rekonstrukcja życia w morzu ordowickim: 1 - ramienionóg, 2 - głowonóg z rodzaju Orthoceras, 3 - stawonóg z gromady trylobitów, 4 - zwierzę z typu mszywiołów, 5 - zwierzę z grupy konodontów.
(według Olszyńska. 2016, zmodyfikowany)

ŻYCIE W ORDOWIKU

Ordowik był okresem spektakularnego wzrostu bioróżnorodności - zwanego wielką ordowicką biodywersyfikacją – w wyniku którego pojawili się przedstawiciele wszystkich grup bezkręgowców, a także prymitywne strunowce. Dna mórz kolonizowały trylobity, ramienionogi, mszywioły, szkarłupnie, mięczaki, koralowce i stromatoporoidy, a w toni wodnej pływały łodziki (Orthocerasy), planktoniczne graptolity, konodonty (strunowce) i bezszczękowce. Na lądach pojawiły się pierwsze rośliny przypominające współczesne wątrobowce.

ORDOWIK W GÓRACH ŚWIĘTOKRZYSKICH

• Ordowik świętokrzyski charakteryzuje się dużą różnorodnością litologiczną. Wśród skał tego systemu występują piaskowce (z licznie występującym zielonym minerałem – glaukonitem, a także piaskowce ze skamieniałościami ramienionogów z rzędu Orthida, tradycyjnie nazywane ortidowymi), wapienie, dolomity, mułowce, iłowce, rzadziej zlepieńce i fosforyty.
• W mułowcach ordowiku górnego w Zbrzy (gmina Morawica) znaleziono najstarsze na świecie skamieniałości prymitywnych roślin lądowych z dwu- i trójdzielnie rozgałęzionym sporofitem.
• W profilach górnego ordowiku występują popioły wulkaniczne, przeobrażone w środowisku morskim w bentonity. W późnym ordowiku popiół piroklastyczny był przenoszony przez wiatry zachodnie ze strefy aktywnego wulkanizmu wschodniej Awalonii w rejon zachodniej Bałtyki (w tym na obszar Gór Świętokrzyskich).
• Profil ordowiku kończą w wielu miejscach osady gruboziarniste (mułowce piaszczyste, piaskowce i zlepieńce), które w świetle ostatnich interpretacji są pozostałością gór lodowych, docierających do szelfu Bałtyki z polarnej Gondwany.

Uproszczony schemat litostratygraficzny ordowiku Gór Świętokrzyskich (według Tabeli Stratygraficznej Polski 2008, Treli 2006 i Skompskiego 2012)

WYKORZYSTANIE ŚWIĘTOKRZYSKICH SKAŁ ORDOWICKICH

Obecnie skały ordowickie nie są eksploatowane w regionie świętokrzyskim. Jednakże w przeszłości (okres międzywojenny do lat 70. ubiegłego wieku) ważnym surowcem budowlanym dla Kielc były piaskowce ordowickie, pozyskiwane z kamieniołomów zlokalizowanych na obrzeżach miasta, na Bukówce i Górze Hałasa. Wykorzystano je do budowy murów i ogrodzenia budynku (także Oddziału Świętokrzyskiego PIG-PIB).

SYLUR

Sylur (444 - 419 mln lat temu) wyróżnił Roderick Murchison w 1835 roku na podstawie profilu skał występujących w południowej Walii i Anglii. Nazwa tego okresu pochodzi od celtyckiego plemienia Sylurów.

Układ kontynentów w sylurze 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 SYLURU

Na początku syluru zawartość CO₂ w atmosferze ponownie wzrosła w następstwie mniejszego tempa wietrzenia, co spowodowało ocieplenie klimatu i topnienie lądolodu gondwańskiego. Konsekwencją tej zmiany było podniesienie poziomu mórz i oceanów, które cechowały się słabszym natlenieniem wód (okresowo nawet warunkami beztlenowymi). Sprzyjało to osadzaniu ciemnych iłów bogatych w nieutlenioną substancję organiczną. Okresy ocieplenia klimatu sylurskiego były przerywane przez interwały glacjalne, będące następstwem rozwoju lądolodu w południowoamerykańskiej części Gondwany. Wahania klimatyczne przyczyniły się do zmian poziomu mórz i oceanów, co miało negatywny wpływ na biosferę i spowodowało kryzysy biotyczne, z którymi związane było wymieranie niektórych grup organizmów.

Rekonstrukcja życia w morzu sylurskim: 1 - graptolit z rodzaju Orthograptus, 2 - głowonóg z rodzaju Orthoceras, 3 - trylobit z rodzaju Asaphus, 4 - małż z rodzaju Cardiola
(żródło: Paleozoic Era: Silurian - Geoparco Alpi Carniche , zmodyfikowany)

ŻYCIE W SYLURZE

Po ordowickim kryzysie biotycznym rozpoczął się ponowny rozkwit życia w morzach wczesnego syluru. Powstały pierwsze wielkie struktury rafowe, na dnach mórz żyły ramienionogi, trylobity i małże, a w toni wodnej pływały łodziki (Orthoceras), wielkoraki (Eurypterida) oraz planktoniczne półstrunowce z gromady graptolitów, które przeżywały swoje optimum rozwoju. Pojawiły się ryby posiadające szczęki należące do gromady fałdopłetwych i pancernych, a pod koniec syluru także ryby kostnoszkieletowe. Bezkręgowce wyszły na ląd, kolonizowany przez prymitywne zarodnikowe rośliny naczyniowe z rodzaju Cooksonia. Należą one do grupy ryniofitów, tj. kilkucentymetrowych bezlistnych roślin z widlasto rozgałęzionymi pędami sporofitu, zakończonymi zarodniami w kształcie filiżanki lub trąbki.

SYLUR W GÓRACH ŚWIĘTOKRZYSKICH

• Skały sylurskie w Górach Świętokrzyskich są reprezentowane głównie przez mułowce i iłowce z licznymi graptolitami (tzw. łupki graptolitowe), piaskowce zawierające okruchy skał magmowych (szarogłazy) oraz rzadziej zlepieńce i wapienie.
• Łupki graptolitowe powstały w wyniku osadzenia mułu i iłu w głębszej części szelfu, często w warunkach niedoboru tlenu (lub wręcz jego braku). W dolnej części sukcesji łupkowej w rejonie Łagowa i Zbrzy występują czarne radiolaryty, będące świadectwem oddziaływania prądów wstępujących, zakwitów fitoplanktonu i masowego rozwoju radiolarii. Dno morza w tym rejonie kolonizowały maty cyjanobakteriowe.
• Szarogłazy sylurskie są zapisem wypełnienia głębokiego zbiornika morskiego (basenu przedgórskiego), który powstał na przedpolu Bałtyki w wyniku kolizji tektonicznej z łukiem wulkanicznym wschodniej Awalonii. Materiał osadowy dostarczany był do tego zbiornika z łańcucha wysp wulkanicznych znajdujących się na zachód od Gór Świętokrzyskich. Z kolizją tą związane jest powstanie intruzji diabazowej (skała magmowa), ok. 420 mln lat temu. Późniejsze naprężenia tektoniczne doprowadziły do sfałdowania i wyniesienia osadów ordowicko-sylurskich w południowej (kieleckiej) części Gór Świętokrzyskich (orogeneza kaledońska).
• Pod koniec syluru w północnej (łysogórskiej) części Gór Świętokrzyskich nastąpiło spłycenie morza, w którym powstały przybrzeżne wapienie ooidowe, a w nadbrzeżnej równi mułowej osadzane były czerwone muły przekładane osadami węglanowymi. Końcowym akcentem ewolucji środowiska sylurskiego w części łysogórskiej były czerwone lądowe osady związane ze środowiskiem rzecznym.

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

WYKORZYSTANIE ŚWIĘTOKRZYSKICH SKAŁ SYLURSKICH

Skały sylurskie nie są obecnie wydobywane w Górach Świętokrzyskich. Dawniej piaskowce szarogłazowe wykorzystywano w lokalnym budownictwie okolic Niestachowa, diabazami zaś brukowano lokalne drogi w rejonie Barda i Widełek.

Najważniejsze odsłonięcia ordowiku i syluru w Górach Świętokrzyskich z zaznaczonym zasięgiem występowania skał ordowickich i sylurskich (przy wyznaczaniu zasięgu nie uwzględniono pokrywy czwartorzędowej): 1 - Biesak-Białogon, 2 - Góra Hałasa, 3 - Mójcza, 4 - Bardo-Stawy, 5 - Zalesie, 6 -Międzygórz, 7 - Gruchawka, 8 - Niestachów, 9 - Bardo-Prągowiec, 10 - Winnica, 11 - Rzepin
(według Szczepanika 2016, zmienione)

SKAŁY ORDOWICKIE I SYLURSKIE W POLSCE

Skały ordowiku i syluru występują na obszarze północnej, wschodniej i południowej Polski pod pokrywą osadów środkowego i górnego paleozoiku, mezozoiku oraz kenozoiku. Na powierzchni skały osadowe odsłaniają się w Górach Świętokrzyskich, a także w Sudetach gdzie są przeobrażone przez procesy słabego metamorfizmu i występują w towarzystwie skał magmowych.