Góry Świętokrzyskie są obszarem wyjątkowym w skali europejskiej. Na niewielkiej powierzchni obecne są tutaj skały i skamieniałości wszystkich okresów dziejów Ziemi, począwszy od skał kambryjskich z początków ery paleozoicznej, a na trzeciorzędowych i czwartorzędowych skończywszy.
Skałki dolnego triasu koło Dalejowa („Brama Piekielna” – pomnik przyrody nieożywionej). Fot. M. Kuleta
Uproszczona mapa geologiczna Gór Świętokrzyskich (na podstawie: Guterch, 1974 – zmieniona i uzupełniona). Źródło: Kowalczewski Z. i Salwa S., Zarys rozwoju budowy geologicznej Gór Świętokrzyskich [W:] Ludwikowska-Kędzia M. i Wiatrak M. (red.), Znane fakty – nowe interpretacje w geologii i geomorfologii Gór Świętokrzyskich, IG UJK , Kielce 2009
W skałach Gór Świętokrzyskich przetrwał zapis działania potężnych sił górotwórczych. W wielu odsłonięciach można zobaczyć sfałdowane ławice skalne, uskoki i lustra tektoniczne, przykłady różnych środowisk powstawania skał morskich i lądowych, procesów geologicznych formujących rzeźbę powierzchni ziemi, wreszcie pozostałości po eksploatacji surowców rudnych (żelaza, miedzi, ołowiu) i innych kopalin mineralnych, z najstarszą na ziemiach polskich, neolityczną podziemną kopalnią krzemienia pasiastego w Krzemionkach Opatowskich.
Fałd w dawnym kamieniołomie na wzgórzu Ślichowica w Kielcach (Rezerwat Skalny im. Jana Czarnockiego). Fot. Z. Złonkiewicz
Krzemień pasiasty: prahistoryczna siekierka (kultura pucharów lejkowatych) i współcześnie oszlifowane okruchy
W skałach osadowych, które stanowią większość skał budujących Góry Świętokrzyskie, można znaleźć szczątki organizmów zamieszkujących dawne morza i lądy. Paleontolodzy opisali setki gatunków: od maleńkich, przypominających ząbki, skamieniałości konodontów, występujących licznie w wapiennych skałach z okresu dewońskiego do szczątków wieloryba sprzed 15 milionów lat. Niektóre z opisanych skamieniałości noszą łacińskie nazwy gatunkowe związane z regionem: sanctacrucensis, kielcensis, kadzielniae, soltykoviensis.
Najbardziej fascynującymi znaleziskami są skamieniałe tropy najstarszego na świecie czworonoga, tzw. tetrapoda (sprzed 395 milionów lat), znalezione w kamieniołomie Zachełmie koło Zagnańska i tropy dinozaurów z osadów dolnej jury (sprzed około 200 milionów lat).
Tędy przeszedł najstarszy na świecie czworonóg. Piotr Szrek i Grzegorz Niedźwiedzki przy tropach dewońskich tetrapodów. Fot. M. Hodbod
Tropy gadów na płycie triasowego piaskowca. Baranów koło Suchedniowa. Fot. M. Kuleta
Badania terenowe wykazały istnienie w regionie świętokrzyskim kilkunastu stanowisk występowania tropów dinozaurów. Ślady odciśnięte przez dinozaury w wilgotnym ilastym osadzie, przykryte warstwą piasku, po milionach lat zmieniły się w twardy piaskowiec. Powstały w ten sposób naturalne odlewy. W osadach wczesnojurajskich pochodzenia rzecznego znaleziono tropy zauropodów, dinozaurów ptasiomiednicznych i teropodów, czyli dinozaurów drapieżnych. Na podstawie dobrze zachowanych tropów Gerard Gierliński z Państwowego Instytutu Geologicznego odtworzył szkielet kończyny zwierzęcia, które pozostawiło tego typu tropy. Rekonstrukcja kośćca stopy wykazała, iż ślady te pozostawił duży drapieżny dinozaur z rodzaju Dilophosaurus. Makieta świętokrzyskiego dilofozaura znajduje się w Muzeum Geologicznym PIG w Warszawie.
Naturalnej wielkości rekonstrukcja „Dyzia” (opierzonego dinozaura Dilophosaurus wetherilli) wykonana przez Martę Szubert. Fot. L. Adach
Jak powstały Góry Świętokrzyskie?
Historia Gór Świętokrzyskich obejmuje 540 milionów lat. W ciągu tego niewyobrażalnego w ludzkiej skali czasu, nie zawsze były one „górami”, rzadko były lądem, wreszcie nie zawsze znajdowały się na kuli ziemskiej w tym miejscu, co obecnie.
KAMBR
Najstarszymi skałami w Górach Świętokrzyskich są skały kambryjskie osadzone w morzu około 540 milionów lat temu. Są one dostępne do obserwacji w wielu miejscach w regionie świętokrzyskim, w Paśmie Dymińskim, Widełkach, Łysogórach.
U schyłku okresu kambryjskiego, około 500 milionów lat temu, na obszarze Gór Świętokrzyskich wystąpiły ruchy górotwórcze nazwane sandomierskimi, które spowodowały sfałdowanie skał osadzonych w morzu kambryjskim i wydźwignięcie ich nad powierzchnię morza. Efekt ruchów sandomierskich można obejrzeć w wąwozie Chojnów Dół we wsi Kędziorka na południe od Łagowa. Widać tu intensywnie sfałdowane skały kambru, na których z dużą niezgodnością kątową leżą osady ordowiku.
Przekrój geologiczny wąwozu Chojnów Dół (wg J. Czarnockiego)
ORDOWIK i SYLUR
Krótki okres lądowy w dolnym ordowiku został przerwany następnym zalewem morza, które panowało w Górach Świętokrzyskich przez około 90 milionów lat, aż do końca syluru. Odsłonięcia morskich skał i skamieniałości ordowiku i syluru występują w Mójczy, w wąwozie Prągowiec koło Barda, a także w kilku punktach w północnej części Kielc.
Gruby kompleks skał powstałych w ordowiku i sylurze został sfałdowany i wynurzony podczas następnych ruchów górotwórczych - kaledońskich, które nastąpiły na przełomie syluru i dewonu, około 400 milionów lat temu.
DEWON
Początek dewonu jest okresem lądowym. Powstają wtedy grube serie zlepieńców – tzw. zlepieńców miedzianogórskich – odsłaniających się na Górze Kaplicznej w Miedzianej Górze na północny zachód od Kielc. Niezgodność pomiędzy sfałdowanymi szarogłazami syluru i przykrywającymi je zlepieńcami dewonu dolnego można obserwować w Kielcach koło elektrociepłowni na Gruchawce i w wąwozie Prągowiec koło Barda.
W wyższej części dewonu na obszar Gór Świętokrzyskich ponownie wkroczyło morze. Ponieważ region świętokrzyski znajdował się wtedy w strefie równikowej, w morzu dewońskim rozwijały się rafy koralowe podobne do współczesnych raf pacyficznych. Pozostałością skał z tego okresu są m.in. wzgórza Kadzielni, Wietrzni i Karczówki w Kielcach. Morze pogłębiało się coraz bardziej, zatapiając wspomniane rafy, maksimum głębokości osiągnęło w karbonie.
Koralowce Tetracoralla. Wietrznia w Kielcach. Fot. Z. Złonkiewicz
KARBON
Na przełomie dolnego i górnego karbonu – około 320 milionów lat temu – obszar Gór Świętokrzyskich został objęty ruchami górotwórczymi, które nazwano hercyńskimi lub waryscyjskimi. Sfałdowany i wydźwignięty ponad powierzchnię morza region świętokrzyski stał się lądem na kilkadziesiąt milionów lat. Dzisiejszy swój kształt Góry Świętokrzyskie zawdzięczają tym właśnie ruchom.
Rezerwat Skalny im. Jana Czarnockiego w Kielcach – wzgórze Ślichowica. Fałd w całej okazałości. Fot. W. Trela
PERM
W dolnym permie jądro paleozoiczne tworzyło przez dłuższy czas półwysep otoczony od północnego zachodu i zachodu zatokami morskimi wcinającymi się głęboko w ląd. Na skraju tego lądu powstał gruby kompleks zlepieńców – tzw. zygmuntowskich – odsłaniających się w kamieniołomie na Czerwonej Górze, z których w XVII wieku została wykonana pierwsza kolumna Zygmunta ustawiona na Placu Zamkowym w Warszawie.
Zlepieniec permski z kamieniołomu Zygmuntówka k. Chęcin. Jedna z najbardziej znanych odmian świętokrzyskich kamieni dekoracyjnych („marmurów świętokrzyskich”). Fot. W. Trela
Skały permu, triasu, jury i kredy leżą niezgodnie na sfałdowanych starszych skałach. Taką niezgodność można zaobserwować w kamieniołomie na górze Chełm w Zagnańsku. Czerwone zlepieńce i piaskowce dolnego triasu leżą tu dość płasko na stromo pochylonych dolomitach dewonu środkowego.
Przykład niezgodności kątowej i strukturalnej: skały dolnego triasu leżą na dolomitach dewonu środkowego. Kamieniołom Zachełmie koło Zagnańska. Fot. W. Trela
TRIAS, JURA i KREDA
Kolejne transgresje i regresje morza w górnym permie, środkowym triasie, środkowej i górnej jurze oraz w górnej kredzie pozostawiły grubą pokrywę osadów budujących tzw. obrzeżenie permsko-mezozoiczne Gór Świętokrzyskich. Kompleksy skał odpornych na wietrzenie – piaskowców i wapieni – tworzą dzisiejsze wzniesienia rozdzielone obniżeniami zbudowanymi ze skał mułowcowych, ilastych czy marglistych. W zachodniej części regionu najwyższe wzniesienia tworzą czerwone piaskowce dolnotriasowe, będące kiedyś osadami rzek i wydm śródlądowych. Kopalne wydmy są dostępne do obserwacji w kamieniołomie na Górze Grodowej w Tumlinie.
Odsłonięcie w rezerwacie Kręgi Kamienne (kamieniołom Tumlin Gród k. Tumlina). Dolnotriasowe piaskowce pochodzenia eolicznego (wydmowego). Fot. M. Kuleta
Z okresu lądowego dolnego triasu pochodzą liczne skamieniałości tropów gadów, przodków późniejszych dinozaurów. Tropy dinozaurów są też liczne w osadach dolnej jury.
Ślad stopy dolnojurajskiego dinozaura Moyenisauropus sp. Fot. W. Trela
Lądowy okres triasu i dolnej jury kończy transgresja morza, które na obszarze Gór Świętokrzyskich trwało do końca jury. Było to morze płytkie, z licznymi mieliznami, łachami piaszczystymi, po których biegały dinozaury. Ich tropy znaleziono w morskich wapieniach górnojurajskich okolic Bałtowa.
Morze to ustąpiło z końcem jury i przez okres kredy dolnej - to jest ok. 40 milionów lat - Góry Świętokrzyskie były lądem. Kolejny zalew morza (w górnej kredzie) pozostawił na obszarze obrzeżenia Gór Świętokrzyskich grubą pokrywę skał węglanowych – wapieni i margli.
W erze mezozoicznej Góry Świętokrzyskie podlegały głównie ruchom blokowym. Odmłodzone zostały stare i powstały nowe uskoki i strefy uskokowe. U schyłku kredy i na początku trzeciorzędu nastąpiły ruchy górotwórcze laramijskie (alpejskie), które w południowej Polsce doprowadziły do powstania Karpat, a w Górach Świętokrzyskich spowodowały ustąpienie morza kredowego.
PALEOGEN i NEOGEN
Nasilone po ruchach tektonicznych procesy wietrzenia i denudacji doprowadziły w Górach Świętokrzyskich do powstania powierzchni zrównania morfologicznego, która stała się powierzchnią wyjściową dla współczesnej rzeźby. W kompleksach wapieni paleozoicznych i mezozoicznych rozwijały się zjawiska krasowe, które doprowadziły do powstania jaskiń z bogatą szatą naciekową – jaskinie Raj, Chelosiowa, liczne mniejsze jaskinie.
Zalew morski w neogenie (około 20 milionów lat temu), który dotarł na południowe peryferie Gór Świętokrzyskich, pozostawił po sobie wapienie, piaskowce i gipsy. W płytkim, ciepłym morzu rozwijało się wtedy bogate życie organiczne, żyły w nim ślimaki, małże, ramienionogi, koralowce, a także rekiny i wieloryby.
Fragmenty szkieletu mioceńskiego wieloryba Pinocetus polonicus Czyżewska, Ryziewicz, 1976, znalezionego w kamieniołomie wapieni pińczowskich w Pińczowie w 1994 r. Zbiory Muzeum Geologicznego w Oddziale Świętokrzyskim Państwowego Instytutu Geologicznego w Kielcach. Fot. M. Studencki
CZWARTORZĘD
W czwartorzędzie, podczas zlodowaceń południowopolskich, lądolód skandynawski przekroczył Góry Świętokrzyskie i dotarł aż do północnych zboczy Karpat. Najwyższe kulminacje Gór Świętokrzyskich wystawały jednak ponad czaszę lodową jako nunataki.
W czasie zlodowaceń środkowopolskich i północnopolskich region świętokrzyski znajdował się na przedpolu lądolodu. Na skalistych grzbietach wzgórz w klimacie peryglacjalnym dochodziło wtedy do intensywnego wietrzenia mechanicznego odsłoniętych skał paleozoicznych i mezozoicznych. To właśnie wtedy tworzyły się pokrywy gruzowe i rumowiska skalne, tzw. gołoborza.
Łysogórskie gołoborze. Fot. M. Studencki
W okresach interglacjalnych w dalszym ciągu rozwijały się procesy krasowe modelujące stare formy i prowadzące do powstania nowych. Podczas zlodowaceń północnopolskich, gdy lądolód znajdował się na obszarze dzisiejszego Pomorza, wiejące znad niego wiatry osadziły na północnym wschodzie i wschodzie regionu świętokrzyskiego grubą warstwę lessu. Powstała także sieć rzeczna, której kształt, niewiele zmieniony, trwa do dziś.
Skrócony „życiorys” Gór Świętokrzyskich
Od czego rozpocząć poznawanie geologii Gór Świętokrzyskich?
- Najlepiej od stolicy województwa świętokrzyskiego – Kielc. Kielce położone są na kilku pasmach wzgórz przebiegających z północnego zachodu na południowy wschód (różnice wysokości wynoszą w mieście od 260 do 408 m n.p.m.). W obrębie administracyjnym miasta mieści się niespotykana na skalę europejską mozaika skał. Reprezentowane są tu wszystkie okresy geologiczne ery paleozoicznej, od kambru do permu, skały dolnego triasu, a w formach krasowych także – osady neogenu.
Ze względu na szczególne walory przyrodnicze, krajobrazowe i naukowe utworzono w mieście 5 rezerwatów przyrody. Cztery z nich to rezerwaty geologiczne: dawne kamieniołomy: Kadzielnia, Wietrznia, Ślichowice i Biesak–Białogon. Piąty rezerwat, Karczówka, ma charakter krajobrazowy, ale zawiera również interesujące elementy geologiczne. Można tu zobaczyć relikty XVI-XVII-wiecznego górnictwa w postaci śladów szybów i „szpar” (górniczych wyrobisk) po eksploatacji kruszcu ołowiu, a także w klasztornym kościele unikatową rzeźbę św. Barbary, wykonaną z wydobytej w tej okolicy w 1646 r. bryły galeny.
Ściana w dawnym kamieniołomie Kadzielnia w Kielcach. Wapienie dewońskie. Fot. M. Studencki
Zobaczyć trzeba koniecznie!
- KIELCE – Muzeum Geologiczne Oddziału Świętokrzyskiego PIG, rezerwaty: Kadzielnia, Rezerwat Skalny im. Jana Czarnockiego (Ślichowice), Wietrznia im. Zbigniewa Rubinowskiego
- CHĘCINY – Góra Zamkowa, Jaskinia Raj
- SOŁTYKÓW k. BLIŻYNA – Rezerwat „Gagaty Sołtykowskie” z tropami dinozaurów
- STARACHOWICE – Muzeum Przyrody i Techniki – Ekomuzeum im. Jana Pazdura w Starachowicach
- KRZEMIONKI – Rezerwat i Muzeum Archeologiczne w Krzemionkach koło Ostrowca Świętokrzyskiego
- BAŁTÓW – Park Jurajski
Mieczysław Studencki i Jolanta Studencka
O geologii regionu świętokrzyskiego i nie tylko
Wirtualna wycieczka do Zachełmia
Projekty unijne