Przegląd Geologiczny (2001-03) tom 49

W publikacji przedstawiono zakres możliwych zmian środowiska przyrodniczego wywołanych odkrywkową eksploatacją kopalin oraz procesami wzbogacenia urobku, w aspekcie ich trwałości i dynamiki. Do trwałych i nieodwracalnych zaliczono: ubytek zasobów kopaliny ze złoża w wyniku eksploatacji, większość przekształceń morfologii terenu związanych z powstawaniem wyrobisk i składowisk, wylesienia oraz często przekształcenia ekosystemów i krajobrazu. Do długotrwałych należą: zmiany warunków krążenia wód powierzchniowych i podziemnych, zmiany geochemiczne w wodach i glebie, zmiana sposobu użytkowania terenu, zaś do okresowych, ściśle związanych z okresem działalności górniczej — hałas, drgania sejsmiczne (przy urabianiu metodami strzałowymi), zapylenie powietrza. Wyróżniono 3 fazy przekształceń środowiska związane z kolejnymi etapami gospodarki złożem: jego udostępnieniem, eksploatacją i zagospodarowaniem terenów poeksploatacyjnych. Różnią się one zakresem i dymaniką oddziaływań na poszczególne komponenty środowiska naturalnego. Znajomość tych zagadnień pozwala na określenie kolejności i zakresu działań zmierzających do praktycznej realizacji zasady zrównoważonego rozwoju w odniesieniu do odkrywkowej eksploatacji i przeróbki kopalin.

Geneza krzemieni i czertów należy do największych zagadek współczesnej geologii. Od 1999 r. zespół polsko-amerykański, reprezentowany przez autorów niniejszego artykułu, prowadzi badania nad wyjaśnieniem warunków tworzenia się krzemieni górnojurajskich w rejonie Ożarowa (NE obrzeżenie Gór Świętokrzyskich). Stwierdzono istnienie antykorelacji pomiędzy *D i *18O. Obecne badania koncentrują się nad dwoma najbardziej prawdopodobnymi modelami genetycznymi krzemieni: (1) zmian temperatur na skutek działalności podmorskich źródeł hydrotermalnych, (2) samoorganizującej się katalitycznej krystalizacji. Uzyskane wyniki będą stanowić istotny wkład do badań nad genezą krzemieni i czertów z różnowiekowych formacji skalnych.

W profilach otworów Pogorzela-1 i Pogorzela-2 wykonanych przez polskie górnictwo naftowe w pierwszej połowie lat 70. na obszarze środkowej części północnej monokliny przedsudeckiej stwierdzono znaczące, 2,5–4 krotne redukcje utworów cechsztynu w stosunku do rejonów sąsiednich. Bezpośrednio pod nimi, w wysokiej pozycji hipsometrycznej (na głębokości zaledwie 1750–1770 m), nawiercono sfałdowane skały karbońskie należące do południowo-wschodniej części wału wolsztyńskiego. W profilach cechsztynu nie stwierdzono występowania dwóch bardzo ważnych reperów litostratygraficznych: dolomitu głównego (Ca2) i szarego iłu solnego (T3). Nad osadami cyklotemu PZ1 nawiercono kompleks ewaporatowy będący odpowiednikiem cyklotemów PZ2 i PZ3 z głębszej części basenu. Świadczy to o istnieniu w rejonie Pogorzeli lokalnego paleopodniesienia, które wywarło silny wpływ na sedymentację cechsztyńską. W czasie transgresji morza PZ2 obszar ten był wyspą, bądź też sedymentacja węglanowa została na nim zastąpiona przez płytką sedymentację siarczanową. Dotychczas zasięg obszaru pozbawionego utworów dolomitu głównego w rejonie Pogorzeli ekstrapolowano jedynie w oparciu o dane otworowe. Badania sejsmiczne 2D z lat 1998–1999 umożliwiły dokładniejsze odwzorowanie zasięgu Ca2 w tym rejonie. Przy sprzyjającej konfiguracji przestrzennej granicy zasięgu dolomitu głównego na obszarze wyniesienia Pogorzeli, istnieją duże szanse na występowanie w tym poziomie stratygraficznych pułapek złożowych. Występowanie korzystnej facji onkolitowej Ca2 na NE skłonie tego wyniesienia, charakteryzującej się wyjątkowo dobrymi własnościami zbiornikowymi (średnia porowatość w otworze Siedmiorogów–1 ok. 19%) oraz objawy gazu stwierdzone w tym otworze (przypływ zgazowanej solanki o wydajności ok. 9 m3/h), są dodatkowymi przesłankami potwierdzającymi możliwości odkrycia złoża węglowodorów typu stratygraficznego bądź strukturalno-stratygraficznego w utworach dolomitu głównego.

Przedstawiono zarys historii badań grawimetrycznych i magnetycznych w Polsce oraz stan organizacji bazy danych grawimetrycznych i magnetycznych podjętej przez Państwowy Instytut Geologiczny. Badania grawimetryczne i magnetyczne mające bardzo istotne znaczenie dla rozpoznania budowy geologicznej kraju rozpoczęto jeszcze przed II wojną światową. Kontynuowano je w pewnym zakresie w czasie wojny, a wybitnie przyśpieszono zaraz po wojnie. Ogółem wykonano do tej pory ok. 1,5 miliona pomiarów każdą metodą, z czego ok. 2/3 jest już w postaci cyfrowej. Na ukończeniu jest baza dokumentacji i opracowań grawimetrycznych i magnetycznych, która zawiera ponad 1800 pozycji (1250 grawimetrycznych i 560 magnetycznych.). Następnym etapem będzie baza danych pomiarowych i danych interpolowanych, ale wiąże się z tym potrzeba scyfrowania jeszcze ok. 600 000. pomiarów (243 000 grawimetrycznych i 356 000 magnetycznych.

Jednym z rezultatów prowadzonych na przestrzeni kilku dziesięcioleci prac wiertniczych są m.in. wyniki badań petrofizycznych rdzeni wiertniczych. Spośród badanych parametrów fizycznych jednym z najważniejszych jest gęstość właściwa skał. Poprawność wyznaczenia tego parametru determinuje dokładność określeń porowatości całkowitej skał. Jest to równocześnie ważny parametr interpretacyjny uwzględniany w większości programów interpretacyjnych z zakresu geofizyki wiertniczej. Znaczne koszty pozyskania omawianych danych a także ich unikatowość (część rdzeni wiertniczych z otworów archiwalnych uległa w międzyczasie częściowej lub całkowitej likwidacji) skłaniają do szczegółowej analizy istniejących danych. Analizą taką objęto ogółem dane laboratoryjne ze 107 głębokich otworów badawczych dla 10 321 próbek pochodzących głównie z głębokich otworów badawczych Państwowego Instytutu Geologicznego wykonanych w latach 1971–1993. Pojawił się dylemat czy obserwowany wzrost gęstości właściwej skał z głębokością jest związany z błędem pomiarowym czy też z przyczynami przyrodniczymi (czy też z dwoma tymi czynnikami równocześnie). Przedstawione w artykule próby wyjaśnienia omawianego problemu nie prowadzą do jednoznacznych rozstrzygnięć.

W niniejszej pracy dokonano szczegółowej analizy 25-letniej serii pomiarowej stężenia trytu oraz składu izotopów trwałych tlenu i wodoru (*18O, *2H) w opadach miesięcznych zbieranych w Krakowie w okresie: styczeń 1975–grudzień 1999. Przedstawiono również serie pomiarowe dla wybranych parametrów meteorologicznych. Dane izotopowe są dyskutowane w kontekście dostępnych danych literaturowych dla innych stacji kontynentu europejskiego oraz aktualnego stanu wiedzy na temat procesów kontrolujących skład izotopowy opadów w skali regionalnej i globalnej.

Położenie doliny górnego Wieprza i zmienne warunki klimatyczne zadecydowały o jej podziale na trzy, wyraźnie różniące się odcinki, odmiennie funkcjonujące przez cały czwartorzęd. Górny odcinek, najstarszy, wykorzystuje rów tektoniczny — Kotlinę Wieprzowego Jeziora. Od miocenu do eoplejstocenu ten segment doliny był wykorzystywany przez rzeki odwadniające Roztocze ku południowemu wschodowi. W zlodowaceniu odry i warty, w vistulianie oraz w holocenie jednoczesne obniżanie dna północnej i północno-wschodniej części Kotliny Wieprzowego Jeziora oraz jej wypiętrzanie w miejscu ujścia subsekwentnej doliny Zielone–Krasnobród doprowadziło do częściowego lub całkowitego zatamowania odpływu wód z kotliny przez środkowy odcinek Wieprza i utworzenia rozległego rozlewiska lub jeziora. Środkowy odcinek doliny górnego Wieprza, to wąska, subrównoleżnikowa dolina założona w strefie półrowu tektonicznego od ujścia Kryniczanki do Padołu Zwierzynieckiego. Jej asymetryczny przekrój sugeruje, że powstała ona w półrowie tektonicznym, rozwijającym się na antytetycznym, rotacyjnym uskoku. Ten odcinek charakteryzuje się licznymi załamaniami spadku profilu podłużnego tarasów nadzalewowych i holoceńskiego dna doliny. Środkowy segment doliny był formowany w interglacjałach ferdynandowskim i mazowieckim. W czasie zlodowacenia odry wykorzystywała go rzeka zasilająca jezioro w Kotlinie Wieprzowego Jeziora. Poprzeczne podnoszenie wąskich stref dna doliny (w strefie uskoków poprzecznych) przyczyniało się wielokrotnie do powstawania jezior. Miąższa seria vistuliańskich piasków fluwialnych świadczy o funkcjonowaniu późnoglacjalnej rzeki dojrzałej, swobodnej, o dolinie dostatecznie szerokiej do powstania zespołu meandrów, o rozmiarach wynikających z dużej wartości przepływów. O holoceńskiej ewolucji tej części doliny decydowały procesy bocznego rozwoju dna doliny. Dolny, przełomowy odcinek doliny górnego Wieprza wykorzystuje północną część subpołudnikowego półrowu tektonicznego Padołu Zwierzyńca. Charakteryzuje się również asymetrycznym przekrojem poprzecznym. Ten segment doliny był najczęściej wykorzystywany przez rzeki odwadniające, najpierw wał metakarpacki: w badenie i sarmacie; następnie Roztocze: w pliocenie i czwartorzędzie, w zależności od intensywności ruchów tektonicznych, powodujących istotne zmiany w orografii obszaru. O intensywności procesów erozyjnych w dnie doliny koło Zwierzyńca świadczą dwie rynny erozyjne, całkowicie zasypane osadami mezoplejstocenu i vistulianu oraz wysoko położone tarasy erozyjne. Zatamowanie lądolodem odry odpływu wód ku północy spowodowało w pradolinie Wieprza (zwierzynieckiej) odtworzenie badeńskiego (na południe) kierunku odwodnienia.