Prace PIG - Tom 196 (2011) - Państwowy Instytut Geologiczny

BASENY DEWOŃSKIE POŁUDNIOWO-WSCHODNIEJ POLSKI

Redaktor naukowy: Marek NARKIEWICZ

SŁOWO WSTĘPNE

Ćwierć wieku temu, w krótkim artykule podsumowany został stan opracowania osadów polskiego fragmentu dewońskiego szelfu obrzeżającego kontynent Old Redu – Laurosji (Narkiewicz, 1985 – Prz. Geol., 33, 5: 253–258). We wnioskach zarysowano program przyszłych badań koniecznych do opracowania nowoczesnej syntezy tych utworów. Do głównych, nierozwiązanych problemów zaliczono wówczas nierównomierne zaawansowanie badań stratygraficznych i sedymentologicznych w poszczególnych regionach, takich jak obszar śląsko-krakowski, podłoże niecki Nidy, Góry Świętokrzyskie i obszar radomsko-lubelski. Od tego czasu wiele luk w rozpoznaniu basenów dewońskich południowej Polski zostało uzupełnionych, coraz bardziej zbliżamy się więc do osiągnięcia zarysowanego kiedyś celu (por. przegląd w: Belka, Narkiewicz, 2008 – Devonian. W: The geology of central Europe: 383–410. Red. T. McCann. Vol. 1. Geol. Soc., London). Zgodnie z intencją redaktora niniejszej monografii, wyniki przedstawionych tu badań powinny stać się jednym z elementów spójnego modelu sedymentacji dewońskiej na obszarze od Górnego Śląska na zachodzie po Lubelszczyznę na wschodzie.
Dwa omówione w tym tomie baseny – łysogórsko-radomski i lubelski – znacznie różnią się historią badań i stopniem rozpoznania osadów dewonu. Ten pierwszy basen badany jest od dawna, ale w stopniu nierównomiernym: głównie w odsłoniętej części łysogórskiej i w odniesieniu do dewonu dolnego i środkowego. Basen lubelski, choć niedostępny na powierzchni, jest rozpoznany znacznie lepiej, aczkolwiek w jego południowo-zachodniej części brakuje pełnych profili, zwłaszcza dewonu górnego. Sprawia to, że nie możemy dokładnie prześledzić przejścia sedymentacyjnego między basenami. Istnieją przesłanki, że na tę granicę nakładały się późniejsze, głównie późnokarbońskie deformacje przesuwcze (związane ze strefą Teisseyre’a-Tornquista), które mogły do pewnego stopnia zaburzyć pierwotne relacje basenów.
W dwóch pierwszych artykułach niniejszego tomu omówiono różne aspekty stratygraficzne obu basenów: od litostratygrafii, przez bio- i chronostratygrafię, do elementów architektury depozycyjnej – systemów depozycyjnych i cykli transgresywno-regresywnych. Kluczowym etapem badań było pomyślne zastosowanie przez Katarzynę Narkiewicz i Pierre Bultyncka zonacji konodontowej, co ułatwiło korelację profili w ramach basenów i między nimi. Ponadto, datowania biostratygraficzne dostarczyły ważnych przesłanek do identyfikacji zdarzeń eustatycznych, przy uwzględnieniu również ewentualnego wpływu regionalnych i(lub) lokalnych czynników tektonicznych. Ważnym uzupełnieniem badań konodontowych, szczególnie w odniesieniu do dewonu dolnego, są wyniki analizy palinostratygraficznej przedstawione przez Elżbietę Turnau. W końcowym artykule zarysowano syntetyczną interpretację architektury depozycyjnej basenu łysogórsko-radomskiego i lubelskiego, omówiono charakter granicy między basenami, wreszcie podsumowano rozwój sedymentacji dewońskiej na całym badanym obszarze.
Niniejsza monografia, podsumowując długi etap badań, nie wyczerpuje oczywiście problematyki geologicznej obu basenów. Istnieją ciągle znaczne luki w regionalnym rozpoznaniu basenu łysogórsko-radomskiego, wymagające dopływu nowego materiału badawczego, zwłaszcza wiertniczego. Słabiej zbadane pozostają pewne aspekty i fragmenty wypełnienia osadowego basenów, w tym szczególnie dewon dolny. Na wyjaśnienie oczekuje tu m.in. problem przestrzennego zasięgu niezgodności późnokaledońskiej, znanej z regionu łysogórskiego. Istnieją też luki w szczegółowej analizie stratygraficznej i sedymentologicznej dewonu górnego – zwłaszcza famenu. Z drugiej jednak strony, opisany w niniejszym tomie szkielet stratygraficzny dostarcza narzędzi korelacji regionalnej, otwierając pole do dalszych badań. Powinny one w przyszłości objąć m.in. bardziej zaawansowane analizy tektoniczno-sedymentologiczne, sejsmo- i magnetostratygraficzne oraz z zakresu szeroko rozumianej stratygrafii zdarzeniowej, w tym na przykład chemostratygrafii. Przedstawione wyniki dają też mocne podstawy do porównań i korelacji z basenami dewońskimi po wschodniej stronie naszej granicy – basenem lwowskim i basenem białoruskim.
Na zakończenie chciałbym wyrazić podziękowanie wszystkim osobom, które przyczyniły się do powstania i wydania niniejszego tomu. Dziękuję zwłaszcza dr. Lechowi Miłaczewskiemu, nestorowi badań nad dewonem obszaru radomsko-lubelskiego, za liczne dyskusje i cenne wskazówki, szczególnie we wczesnych etapach pracy. Dziękuję recenzentowi, prof. Grzegorzowi Rackiemu za konstruktywne uwagi dotyczące treści i formy pracy. Wreszcie, wyrazy wdzięczności kieruję pod adresem mgr Elżbiety Sarneckiej, której wnikliwość i skrupulatność przyczyniła się do lepszego kształtu redakcyjnego monografii.

Marek NARKIEWICZ

LITOSTRATYGRAFIA, SYSTEMY DEPOZYCYJNE I CYKLE TRANSGRESYWNO-REGRESYWNE DEWONU ŚRODKOWEGO I FRANU BASENU ŁYSOGÓRSKO-RADOMSKIEGO

Marek NARKIEWICZ

Państwowy Instytut Geologiczny – Państwowy Instytut Badawczy, 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.

s. 7–52

Abstrakt. Analiza profili otworów Ostałów 1, Szwejki IG 3, Lisów 1, Bąkowa IG 1 i Niesiołowice IG 1 pozwoliła na opracowanie szkieletu litostratygraficznego górnej części sukcesji dewońskiej na obszarze radomskim basenu łysogórsko-radomskiego, obejmującej górny ems do najniższego franu. Analiza sedymentologiczna profili dała podstawę do wyróżnienia zdarzeń i systemów depozycyjnych zdominowanych przez węglanowo-terygeniczne facje otwartego zbiornika. Rozwój sedymentacji został zrekonstruowany na podstawie korelacji lito- i biostratygraficznej oraz zdarzeniowej. Maksymalną miąższość około 1500 m badane osady osiągają w rejonie Ostałowa i Bąkowej. Szybka akumulacja osadów, częściowo nieregularne następstwo zdarzeń i szczegóły architektury depozycyjnej przemawiają za znaczną rolą synsedymentacyjnych ruchów blokowych podłoża. Ich znaczenie zmalało u schyłku żywetu i we wczesnym franie, kiedy przewagę w basenie uzyskał system platformy węglanowej. Porównanie badanych osadów obszaru radomskiego z równowiekową sukcesją regionu łysogórskiego ujawnia szereg analogii w rozwoju subsydencji i sedymentacji, które uzasadniają łączenie obu obszarów w jeden basen łysogórsko-radomski. Północna, radomska strefa basenu, sąsiadująca od SW z basenem lubelskim, charakteryzuje się w porównaniu z regionem łysogórskim silniejszym dopływem osadów klastycznych, a także okresowym rozwojem platform węglanowych i węglanowo-terygenicznych. Wynika to z bardziej proksymalnego usytuowania względem obszarów lądowych na wschodzie i północy.

Słowa kluczowe: litostratygrafia, osady węglanowo-terygeniczne, system depozycyjny, zdarzenie depozycyjne, tektonika synsedymentacyjna, dewon, obszar radomski.

pdf Pełny tekst (3.94 MB)

LITOSTRATYGRAFIA, SYSTEMY DEPOZYCYJNE I CYKLE TRANSGRESYWNO-REGRESYWNE DEWONU BASENU LUBELSKIEGO

Marek NARKIEWICZ

s. 53–146

Abstrakt. W wyniku analizy 19 kluczowych profili wiertniczych, wspartej reinterpretacją materiałów publikowanych, zmodyfikowano i uzupełniono dotychczasowy formalny podział litostratygraficzny dewonu środkowego i górnego, obejmując nim cały basen lubelski. Wydzielono 6 nowych oraz zrewidowano 6 wcześniej wydzielonych formacji i ogniw. Jednostki litostratygraficzne przypisano do systemów depozycyjnych: od aluwialnego, przybrzeżnych systemów morsko-lądowych, przez platformę węglanową, płytki szelf, lagunę ewaporacyjną, po głębszy szelf i basen szelfowy. Wyróżniono 11 cykli transgresywno-regresywnych odpowiadających rangą sekwencjom trzeciego rzędu. Architektura depozycyjna odzwierciedla cztery etapy rozwoju basenu. Etap wczesnodewoński odpowiada jednemu megacyklowi T-R, złożonemu niemal wyłącznie z osadów terygenicznych, od ilasto-mulistych otwartomorskich po aluwialne systemy warunkowane tektoniczną ruchliwością bloków podłoża. Na etap środkowodewoński–wczesnofrański składa się 7 niegrubych cykli T-R rejestrujących znaczną zmienność w sukcesji środowisk depozycyjnych. Płytsze środowiska występują w SE i NE części basenu, erozja przeważa w części NW. Z etapem środkowo–późnofrańskim (3 cykle T-R) wiąże się wzrost tempa sedymentacji uwarunkowany przez puls subsydencji tektonicznej, przewaga węglanowych systemów otwartomorskich i największy zasięg zbiornika. Etap fameński, odpowiadający pojedynczemu cyklowi T-R, charakteryzuje się największymi miąższościami osadów i najsilniejszymi gradientami facjalnymi. Zaznaczył się wówczas rozwój wyraźnego depocentrum, a następnie aktywizacja tektoniczna wzdłuż obrzeżenia NE. Basen dewoński dzieli się na segmenty poprzeczne: komarowski (SE), lubelski (centralny) i stężycki (NW). Pierwszy charakteryzuje się rozwojem systemów proksymalnych, w tym lądowych, ale przy znacznej subsydencji. Drugi reprezentuje maksymalną subsydencję i najbardziej głębokowodne facje, natomiast trzeci – wyklinowanie osadów i/lub facje płytkomorskie w strefie obrzeża basenu, zwłaszcza w środkowym dewonie i franie.

Słowa kluczowe: litostratygrafia, system depozycyjny, cykl transgresywno-regresywny, subsydencja, dewon, basen lubelski.

pdf Pełny tekst (8.63 MB)

BIOSTRATYGRAFIA KONODONTOWA DEWONU ŚRODKOWEGO OBSZARU RADOMSKO-LUBELSKIEGO

Katarzyna NARKIEWICZ

s. 147–192

Abstrakt. Praca jest syntezą wcześniejszych, publikowanych wyników badań konodontowych dewonu środkowego obszaru radomsko-lubelskiego uzupełnionych o nowe dane z czterech wierceń. Ogółem przeanalizowano 10 profili wiertniczych i 169 próbek, w tym 92 pozytywne, z których uzyskano łącznie około 1600 okazów konodontów. W badanej kolekcji wyróżniono 10 rodzajów i 41 taksonów w randze gatunków i podgatunków, z których 10 znaleziono w Polsce po raz pierwszy. Szereg oznaczeń taksonomicznych i wiekowych zweryfikowano lub ustalono na podstawie nowych obserwacji. Analizowane konodonty należą głównie do biofacji płytkomorskich, zdominowanych przez rodzaje Polygnathus i Icriodus. Dlatego, w analizie biostratygraficznej nie zastosowano zonacji „standardowej” opartej na formach głębokowodnych i (lub) otwartomorskich, ale posłużono się podziałami alternatywnymi. Umożliwiło to wydzielenie 10 poziomów i podpoziomów konodontowych, aczkolwiek w szeregu przypadków możliwe było jedynie szerokie określenie wieku osadów. Zintegrowane dane makro- i mikrofaunistyczne oraz sporowe pozwoliły na identyfikację pięter eifel i żywet oraz podpięter żywetu. Dokładniejsze ustalenie granic chronostratygraficznych było możliwe w przypadku granicy emsu z eiflem, żywetu z franem oraz granic podpięter żywetu: dolnego/środkowego i środkowego/górnego. We wszystkich badanych profilach uzyskane dane pozwoliły na sprecyzowanie chronostratygrafii, która dotychczas była oparta głównie na makrofaunie o szerokich zasięgach wiekowych.

Słowa kluczowe: konodonty, biostratygrafia, podziały alternatywne, dewon środkowy, obszar radomsko-lubelski.

pdf Pełny tekst (2.35 MB)

BIOSTRATYGRAFIA KONODONTOWA DEWONU GÓRNEGO LUBELSZCZYZNY

Katarzyna NARKIEWICZ¹, Pierre BULTYNCK²

¹ Państwowy Instytut Geologiczny – Państwowy Instytut Badawczy, 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 Belgijski Królewski Instytut Nauk Przyrodniczych, ul. Gautier 29, B-1000 Bruksela, Belgia; e-mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.

s. 193–254

Abstrakt. Zbadano 203 próbki konodontowe, w tym 114 pozytywnych, z 15 profili wiertniczych, w większości z utworów franu formacji modryńskiej, a ponadto z fameńskiej formacji bychawskiej i firlejskiej. Ze 100 próbek z profili franu uzyskano 2139 okazów zaliczonych do 9 rodzajów, w obrębie których oznaczono 81 taksonów niższego rzędu. Czternaście gatunków znaleziono i udokumentowano w Polsce po raz pierwszy. Wobec braku form indeksowych wiek zespołów określano głównie na podstawie zestawienia zasięgów stratygraficznych wszystkich elementów znalezionych w próbce. Najwyższą część formacji telatyńskiej w centralnej części basenu lubelskiego, tuż poniżej podstawy formacji modryńskiej, zaliczono do franu dolnego (profile otworów Giełczew PIG 5, Mełgiew 2). Datowania utworów frańskich pozwalają też na zawężenie wieku poszczególnych ogniw tworzących formację modryńską. Udokumentowano diachronizm górnej granicy formacji modryńskiej, która wypada w famenie dolnym w profilu Opole Lubelskie IG 1, a w najwyższym franie w profilu Giełczew PIG 5. Granica franu z famenem biegnie w pobliżu granicy formacji modryńskiej i firlejskiej (Korczmin IG 1). Granica między formacją bychawską a firlejską w segmentach lubelskim i stężyckim przebiega w obrębie wyższego famenu dolnego albo niższego środkowego. W segmencie komarowskim datowanie stropowych partii formacji firlejskiej sugeruje natomiast, że dolna granica formacji hulczańskiej wypada w pobliżu granicy famenu dolnego i środkowego.

Słowa kluczowe: biostratygrafia, taksonomia, konodonty, dewon górny, basen lubelski.

pdf Pełny tekst (3.36 MB)

PALINOSTRATYGRAFIA DEWONU OBSZARU RADOMSKO-LUBELSKIEGO

Elżbieta TURNAU

Polska Akademia Nauk, Instytut Nauk Geologicznych, ul. Senacka 1, 31-002 Kraków; e-mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.

s. 255–288

Abstrakt. Praca zawiera nowe rezultaty badań palinostratygraficznych środkowego i, w mniejszym stopniu, górnego dewonu, a także podsumowanie wcześniej opublikowanych wyników dotyczących głównie dewonu dolnego. Opracowany materiał pochodzi z otworów usytuowanych w obrębie wyniesienia radomsko-kraśnickiego oraz rowu lubelskiego. Wcześniejsze badania sugerują, że formacje sycyńska, czarnoleska i dolna część formacji zwoleńskiej należą do lochkowu. Granice lochkow/prag i prag/ems przebiegają w obrębie formacji zwoleńskiej. Na wyniesieniu radomsko-kraśnickim, górna część formacji zwoleńskiej należy do środkowego i górnego emsu, natomiast w SE części rowu lubelskiego część ta należy do pragu lub najniższego emsu. Ogniwo przewodowskie formacji telatyńskiej, w centralnej części rowu lubelskiego, należy do górnego emsu, częściowo, być może, do eiflu. Niepublikowane dotąd wyniki badań z centralnej części rowu lubelskiego pozwalają na zaliczenie spągowej części ogniwa giełczewskiego formacji telatyńskiej do poziomu apiculatus–proteus (AP) obejmującego pogranicze ems/eifel; środkowa i górna część tego ogniwa należą do poziomu „G.” extensa (Ex), podpoziomu Ex 3, oraz poziomu G. aurita (Aur) środkowego i górnego żywetu. Najwyższa część tego ogniwa (Giełczew PIG 5) reprezentuje, być może, kolejny poziom T. densus (Aur? Den?), a nieco poniżej jego stropu (Giełczew PIG 6) wyróżniono, już pewnie, poziom Den, którego dolna granica przebiega w utworach pogranicza żywet/fran. W SE części rowu lubelskiego, zespoły spor z ogniw od żniatyńskiego po rachańskie, zaliczono do podpoziomów Ex 2 (?) i Ex 3, poziomu Aur, oraz, niepewnie, do poziomu T. densus (Aur? Den?), a w środkowej części ogniwa krzewickiego formacji modryńskiej napotkano gatunek Cristatisporites deliquescens charakterystyczny dla franu.
Rezultaty badań akritarch nie wzbogacają wniosków stratygraficznych opartych na sporach, ale nie są z nimi sprzeczne. Fluktuacje zróżnicowania taksonomicznego zespołów fitoplanktonu dokumentują niektóre z cykli T-R w basenie lubelskim.

Słowa kluczowe: spory, fitoplankton, stratygrafia, dewon, obszar radomsko-lubelski.

pdf Pełny tekst (1.67 MB)

ROZWÓJ SEDYMENTACJI DEWOŃSKIEJ W BASENIE ŁYSOGÓRSKO-RADOMSKIM I LUBELSKIM

Marek NARKIEWICZ¹, Katarzyna NARKIEWICZ¹, Elżbieta TURNAU²

¹ Państwowy Instytut Geologiczny – Państwowy Instytut Badawczy, 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.
² Polska Akademia Nauk, Instytut Nauk Geologicznych, ul. Senacka 1, 31-002 Kraków; e-mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.

s. 289–318

Abstrakt. Basen łysogórsko-radomski (BŁR) ograniczony był od południa synsedymentacyjnym uskokiem świętokrzyskim o głębokich założeniach skorupowych. Od NE graniczył z basenem lubelskim (BL) wzdłuż wąskiej strefy czytelnej w środkowodewońskim rozkładzie sedymentacji. Jej głębsze założenia stanowił prawdopodobnie uskok podłoża w osiowej części elewacji radomsko-kraśnickiej, wpływający na sedymentację przynajmniej od emsu późnego. BL łączył się od SE z basenem lwowskim, który od wschodu był ograniczony przez lądowy masyw w rejonie tarczy ukraińskiej. Wczesnodewoński etap rozwoju basenów (lochkow–środkowy ems) został zapoczątkowany w sylurze późnym osadami otwartego szelfu, które w lochkowie środkowym i późnym przeszły w osady perylitoralne, przykryte (częściowo niezgodnie ?) grubą serią aluwialną. W etapie środkowodewońskim (późny ems-wczesny fran) szybkie tempo sedymentacji facji węglanowo-terygenicznych otwartego zbiornika BŁR było uwarunkowane przez pogrążanie się bloków podłoża. Natomiast w warunkach stabilnego podłoża BL niewielką przestrzeń akomodacji dla osadów płytkiego szelfu i platformy węglanowej kształtowały głównie transgresje eustatyczne. W etapie środkowo–późnofrańskim, na tę ostatnią tendencję nałożył się puls subsydencji związany z początkiem ryftowania w rowie Prypeci. Etap fameński zaznaczył się powstaniem depocentrum w centralnym segmencie BL i akumulacją niemal 2 km węglanowo-ilastych osadów głębokiego basenu szelfowego i otwartego szelfu, przechodzących ku górze w progradujące ku SW systemy przybrzeżnomorskie i lądowe. Depocentrum utworzyło się w układzie pull-apart między strefą Kocka a uskokiem Ursynowa–Kazimierza, równocześnie z główną fazą ryftowania basenu Prypeci.

Słowa kluczowe: architektura depozycyjna, tektonika synsedymentacyjna, subsydencja, eustatyka, dewon, południowo-wschodnia Polska.

pdf Pełny tekst (2.75 MB)