Historia deformacji strefy Koszalin–Chojnice (pomorski segment szwu transeuropejskiego) na podstawie analizy strukturalnej utworów paleozoicznych i mezozoicznych w otworach polskie łąki PIG 1 i Toruń 1

• Autorzy: Żaba J. , Poprawa P.

Warianty tytułu

EN

Deformation history of the Koszalin-Chojnice zone (Pomeranian segment of TESZ, NW Poland) constraints from structural analysis of Palaeozoic and Mesozoic successions in Polskie Łaki PIG 1 and Toruń 1 boreholes

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Dla utworów paleozoicznych i mezozoicznych z otworów Polskie Łąki PIG 1 oraz Toruń 1 (strefa Koszalin–Chojnice, pomorski segment szwu transeuropejskiego) przeprowadzono analizę strukturalną. Badania te miały na celu określenie charakteru struktur tektonicznych, wydzielenie ich generacji, ustalenie sekwencji zdarzeń tektonicznych oraz odtworzenie warunków i charakteru deformacji. Budowa strukturalna utworów paleozoicznych w analizowanych profilach ze strefy Koszalin–Chojnice została ukształtowana wskutek wielofazowych deformacji, zachodzących głównie w reżimie kontrakcyjnym i transpresyjnym. Mniejszy wpływ wywołały deformacje zachodzące w warunkach przesuwczych, ekstensyjnych oraz transtensyjnych. Najstarsze rozpoznane epizody deformacji tektonicznych były związane z reżimem kontrakcyjnym (nasuwczym) oraz przesuwczym. Powstały wówczas makro- i mezofałdy ze zginania F1 oraz złupkowanie o charakterze kliważu S1, złupkowanie S2 i poziome mezofałdy F2 oraz złupkowanie S3 oraz pionowe lub stromo nachylone mezofałdy F3. Utwory zaangażowane przez te deformacje cechuje budowa fałdowa oraz fałdowo-nasunięciowa, duże upady tektoniczne i w efekcie istotna niezgodność kątowa na kontakcie z utworami wyżej leżącymi, które ponadto są wyraźnie słabiej zdiagenezowane niż kompleks objęty deformacjami D1–D3. Deformacje tego etapu można wiązać z kaledońską kolizją Awalonii i Baltiki oraz tektonicznym oddziaływaniem tworzącego się orogenu na swoje przedpole. Lewoskrętna składowa przesuwcza ówczesnych deformacji stanowi najprawdopodobniej odzwierciedlenie skośnego charakteru tej kolizji. Deformacje te zachodziły przypuszczalnie we wczesnym sylurze (landowerze). Deformacje tektoniczne z pogranicza syluru i dewonu miały prawdopodobnie mniejszą rangę niż deformacje śródsylurskie. Kolejne, młodsze epizody aktywności tektonicznej doprowadziły do powstania deformacji o bardzo zmiennym charakterze, od ekstensyjnych, przez transtensyjne, transpresyjne, do nasuwczych. Deformacje te przypuszczalnie wiążą się z waryscyjskim i powaryscyjskim (przedpóźnopermskim) etapem ewolucji obszaru badań, zwłaszcza z późnokarbońsko-wczesnopermskim wynoszeniem tektonicznym i tektoniką blokową. Powstały wówczas najstarsze żyłki węglanowe, struktury fałdowe F4, tj. fałdy szerokopromienne oraz wergentne fałdy ciągnione i pasożytnicze o poziomo leżących lub nieco nachylonych osiach, strefy mylonityzacji oraz brekcji tektonicznych, uskoki progowo-prawoprzesuwczo-zrzutowe, a także szerokopromienne, leżące struktury fałdowe F5. Ponadto na tym etapie deformacji lokalnie powstawały kakiryty i kataklazyty oraz, rzadziej, mylonity. Następny z głównych etapów deformacji w strefie Koszalin–Chojnice obejmował kilka epizodów związanych z reżimem ekstensyjnym (transtensyjnym?) oraz transpresyjnym. Deformacje tego etapu zachodziły zapewne w okresie od późnego triasu do pogranicza kredy i paleogenu. Interpretować je można jako odzwierciedlenie rozwoju transtensyjnych rowów tektonicznych w późnym triasie–wczesnej jurze, w mniejszym stopniu również w środkowej jurze i wczesnej kredzie, a następnie ich inwersji tektonicznej w późnej kredzie oraz na pograniczu kredy i paleogenu. Na tym etapie deformacji dochodziło do przemieszczeń normalno-zrzutowych i normalno-prawoprzesuwczych, rozwoju żył wypełnionych węglanami, a także przemieszczeń przesuwczych i przesuwczo-nasuwczych.

EN

The recent tectonic structure of the Palaeozoic and Mesozoic successions observed in the Polskie Łaki PIG 1 and Toruń 1 boreholes (the Koszalin-Chojnice zone) was formed as a result of multiphase deformations, related mainly to contractional and transpressional regime, while impact of tectonic processes related to extensional and transtensional regime was less pronounced. The oldest, recognized episodes of deformation were associated with contractional and strike-slip tectonic activity. This led to development of bending-related macro-and mesofolds F1 and cleavage S1, schistosity S2 and recumbent mesofolds F2, as well as schistosity S3 and vertical or steeply dipping mesofolds F3. Sediments involved in this deformation are generally characterized by fold and thrust tectonic style, steep tectonic dipping causing significant angular unconformity with the overlying successions. The latter are also much less affected by diagenesis as compared with successions involved in deformation D1-D3. These deformations could be related to the Caledonian collision of Avalonia and Baltica and to an impact of developing orogen onto tectonic regime of its foreland. Left-lateral component of the deformation D1-D3 probably reflects oblique character of the collision. The deformation D1-D3 developed presumably during the Early Silurian time (Llandovery). Tectonic activity at the end of Silurian-beginning of Devonian was probably of the lesser importance than intra-Silurian one. The following, younger episodes of tectonic activity led to development of deformation revealing very changeable tectonic regime, from extensional and transtensional to transpressional and compressional. This generation of deformations was probably related to Variscan and post-Variscan (pre-late Permian) stage of evolution of the study area, in particular with the late Carboniferous-early Permian significant uplift and fault block tectonics. This stage of deformation led to development of calcite veins, fold structures F4, i.e. broad folds as well as dragged and parasitic folds with lateral or sub-lateral fold axes, zones of mylonitzation and tectonic breccias, sub-vertical normal faults with right-lateral strike-slip component, and broad recumbent folds F5. Moreover, kakirites, cataclasites and, less common, mylonites locally developed at this stage. The next of the main stages of deformation in the Koszalin-Chojnice zone encompassed several episodes related to extensional (transtesional?) and transpressional tectonic regime. This deformation developed probably during the Late Triassic to the late-most Cretaceous-earlymost Cainozoic. The deformation are interpreted as an expression of development of transtensional tectonic grabens in the Late Triassic-Early Jurassic and, to a lesser degree, in the Middle Jurassic and Early Cretaceous, as well as of their subsequent tectonic inversion in the Late Cretaceous and the latemost Cretaceous-earlymost Cainozoic time. This stage of deformation is characterized by development of normal faults, often with right-lateral strike component, calcite veins as well as strike-slip faults and thrust with strike-slip component.

Słowa kluczowe

PL

deformacje tektoniczne; ordowik; sylur; strefa Koszalin–Chojnice

EN

Ordovician; Silurian; tectonic deformation; Koszalin-Chojnice zone

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Prace Państwowego Instytutu Geologicznego
• Rocznik: 2006
• Tom: T. 186
• Strony: 225--252
• Opis fizyczny: Bibliogr. 57 poz., fot., wykr.

Twórcy

autor

Żaba J.

• Uniwersytet Śląski, Wydział Nauk o Ziemi, ul. Będzińska 60, 41-200 Sosnowiec

autor

Poprawa P.

• Państwowy Instytut Geologiczny, ul. Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa

Bibliografia

• 1. BAYLY M.B., 1965 - A correlation between cleavge-fan angle and bed thickness. Geol Mag., 102, 3: 246-251.
• 2. BEAVIS F.C., 1964 - Strain slip cleavage in the Ordovician sediments of Central Victoria. Geol. Mag., 101, 6: 504-511.
• 3. BEDNARCZYK W., 1974 - The Ordovician in the Koszalin-Chojnice region (Western Pomerania). Acta Geol. Pol., 24, 4: 581-600.
• 4. BEIER H., KATZUNG G., 2001 - The deformation history of the Rügen Caledonides (NE Germany) - implications from the structural inventory of the Rügen 5 borehole. N. Jb. Geol. Paläont., Abh., 222, 1/2: 269-300.
• 5. BEUTNER E.C., 1978 - Slaty cleavage and related strain in Martinsburg slate, Delaware Water Gap, New Jersey. Amer. J. Sc., 278: 1-23.
• 6. BUŁA Z., 2000 - Dolny paleozoik Górnego Śląska i zachodniej Małopolski. Pr. Państw. Inst. Geol., 171.
• 7. BUŁA Z, JACHOWICZ M., ŻABA J., 1997 - Principal characteristics of the Upper Silesian Block and Małoplska Block border zone (Southern Poland). Geol Mag., 134, 5: 669-677.
• 8. DADLEZ R., 1978 - Podpermskie kompleksy skalne w strefie Koszalin-Chojnice. Kwart. Geol., 22, 2: 269-301.
• 9. DADLEZ R., 1982 - W sprawie interpretacji profilu starszego paleozoiku w otworze Toruń 1. Prz. Geol., 30, 6: 273-276.
• 10. DADLEZ R., 1989 - Epikontynentalne baseny permu i mezozoiku w Polsce. Kwart. Geol., 33, 2: 175-198.
• 11. DADLEZ R., 1997 - Tektonika kompleksu permsko-mezozoicznego. Ogólne rysy tektoniczne bruzdy środkowopolskiej. W: Epikontynentalny perm i mezozoik w Polsce (red. S. Marek, M. Pajchlowa). Pr. Państw. Inst. Geol., 153: 410-413.
• 12. DADLEZ R., 2000 - Pomeranian Caledonides (NW Poland), fifty years of controversies: a review and a new concept. Geol. Quart., 44, 3: 221-236.
• 13. DADLEZ R., JAROSZEWSKI W., 1994 - Tektonika. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa.
• 14. DALLMEYERR.D., GIESEU., GLASMACHERU., PICKEL W., 1999 - first 40Ar-39Ar age constraints for the Caledonian evolution of the Trans-European Suture Zone in NE Germany. J. Geol. Soc., 156, 2: 279-290.
• 15. EUGENO-S WORKING GROUP, 1988 - Crustal structure and tectonic evolution of the transition between the Baltic Shield and the North German Caledonides (the EUGENO-S Project). Tectonphysics, 150, 3: 253-348.
• 16. FROST R.T.C., FITCH F J., MILLER J.A., 1981 - The age and nature of the crystalline basement of the North Sea Basin. W: Petroleum geology of the continental shelf of the North-West Europe (red. L.V. Illing, G.D. Hobson): 43-64. London.
• 17. GIESE U., HANDLER R., NEUBAUER F., WEBER J., 2001 - 40Ar-39Ar-Laser-analyses of detrital white mica from the pre-Carboniferous of the Loissin 1 borehole - implications fort the deeper subsurface of NE Germany. N. Jb. Geol. Paläont. Abh., 222, 1/2: 253-268.
• 18. GŁAZEK J., KARWOWSKI Ł., RACKI G., WRZOŁEK T., 1981 - The Early Devonian continental/marine succession at Chęciny in the Holy Cross Mts, and its paleogeographic and tectonic significance. Acta Geol. Pol., 31, 3/4: 233-250.
• 19. JAROSIŃSKI M., 2004 - Profile strukturalne otworów wiertniczych ze strefy Radom-Kraśnik i północnego obrzeżenia Gór Świętokrzyskich. W: Paleozoiczna akrecja Polski. Centr. Arch. Geol. Państw. Inst. Geol., Warszawa.
• 20. JAWOROWSKI K., 2000 - Facies analysis of the Silurian shaleshiltstone succession in Pomerania (northern Poland). GV;. Quart., 44, 3: 291-316.
• 21. KOZŁOWSKI W., DOMAŃSKA J., NAWROCKI L., PECSICA Z., 2004 - The provenance of the Upper Silurian greywacks from the Holy Cross Mountains (Central Poland). Mineral. Soc. Poland, Sp. Papers, 24: 251-254.
• 22. KRZYWIEC P., 2002 - Mid-Polish Trough inversion - seismic examples, main mechanisms, and its relationship to the Alpine-Carpathian collision. W: Continental collision and the tectono sedimentary evolution of forelands (red. G. Bertotti, K. Schulmann, S. Cloetingh). European Geophys. Soc., Spec.Publ. Ser, 1: 233-258.
• 23. LESZCZYŃSKI K., 2002 - Late Cretaceous inversion and tectonics in the Koszalin-Chojnice and Drawno-Człopa-Szamotuły zones, Pomeranian sector of the Mid-Polish Trough. Geol Quart., 46, 3: 347-362.
• 24. LIPIEC M., MATYJA H., 1998 – Architektura depozycyjna basenu dolnokarbońskiego na obszarze pomorskim. Pr. Państw. Inst. Geol, 165: 101-112.
• 25. MAREK S., PAJCHLOWA M. (red.), 1997 - Epikontynentalny perm i mezozoik w Polsce. Pr. Państw. Inst. Geol., 153.
• 26. MATYJA H., 1998 - Architektura depozycyjna basenu dewońskiego na obszarze pomorsko-kujawskim. Pr. Państw. Inst. Geol., 73-88.
• 27. MATYJA H., 2006 - Stratygrafia i rozwój facjalny osadów dewonu i karbonu w basenie pomorskim i w zachodniej części basenu bałtyckiego a paleogeografia północnej części TESZ w późnym paleozoiku. Pr. Państw. Inst. Geol., 186: 79-122.
• 28. McCANN T., ŠLIAUPA S., POPRAWA P., NARKIEWICZ M., MATYJA H., LIPIEC M., LAZAUSKIENĖ J., 1997 - The Devonian-Carboniferous tectonic evolution of selected intracratonic and passive margin basins from Central and Eastern Europe constraints from subsidence analysis. Terra Nostra. 97, 11: 85-89.
• 29. McPOWELL A.C., 1979 - A morphological classification of rc cleavage. Tectonophysics, 58, 1/2: 21-34.
• 30. MEISSNER R., SADOWIAKP., THOMAS S.A., BABEL Worm Group, 1994 - East Avalonia, the third partner in the Caledonian collisions: evidence from deep seismic reflection data Geol. Rundsch., 83: 186-196.
• 31. MIŁACZEWSKI L., 1992 - Dewon. W: Dokumentacja wynikowa z otworu badawczego Polskie Łąki PIG 1 (red. L. Miłaczewski i in.). Centr. Arch. Geol. Państw. Inst. Geol., Warszawa.
• 32. MIZERSKI W., SKUREK-SKURCZYŃSKA K., 2000 – Problemy tektoniki zachodniego przedpola platformy wschodnioeuropejskiej w Polsce - fakty, interpretacje, otwarte kwestie.Biul. Państw. Inst.Geol., 393: 115-133.
• 33. MODLIŃSKI Z., 1968 - Ordowik na Pomorzu Zachodnim. Kwart. Geol., 12, 3: 488-492.
• 34. MODLIŃSKI Z., 1992 - Ordowik. W: Dokumentacja wynikowa otworu badawczego Polskie Łąki PIG 1 (red. L. Miłaczewski i in.). Centr. Arch. Geol. Państw. Inst. Geol., Warszawa.
• 35. NARKIEWICZ M., POPRAWA P., LIPIEC M., MATYJA H., MIŁACZEWSKI L. 1998 – Pozycja paleogeograficzna i tektoniczna a rozwój subsydencji dewońsko-karbońskiej obszaru pomorskiego i radomsko-lubelskiego. PT. Państw. Inst. Geol., 165: 31-49.
• 36. NAWROCKI J., POPRAWA P., 2006 - Development of Trans-European Suture Zone in Poland: from Ediacaran rifting to early Palaeozoic accretion. Geol. Quart., 50, 1: 59-76.
• 37. NICOLAS A., 1987 - Principles of rock deformation. D. Reidel Publ. Co., Dordrecht, Boston.
• 38. PASSCHIERC.W, TROUWR.AJ, 1996-Microtectonics. Springer-Verlag. Berlin.
• 39. PODHALAŃSKA T., MODLIŃSKI Z, 2006 - Stratygrafia i rozwój facjalny osadów ordowiku i syluru strefy Koszalin-Chojnice, podobieństwa i różnice z obszarami południowo-zachodniej krawędzi kratonu wschodnioeuropejskiego i Rugii. Pr. Państw. Inst. Geol., 186: 39-78.
• 40. POPRAWA P., 2006 - Rozwój kaledońskiej strefy kolizji wzdłuż zachodniej krawędzi Baltiki oraz jej relacje do basenu przedpola. Pr. Państw. Inst. Geol., 186: 189-214.
• 41. POŻARYSKI W., TOMCZYK H., BROCHWICZ-LEWIŃSKI W., 1982 - Tektonika i ewolucja paleotektoniczna paleozoiku podpermskiego między Koszalinem i Toruniem (Pomorze). Prz. Geol., 30, 12: 658-666.
• 42. RAMSAY J.G., HUBER M.I., 1987 - The techniques of modem structural geology, Vol. 2: Folds and fractures. Acad. Press. London.
• 43. RODGERS D.A., 1980 - Analysis of pull-apart basin development produced by en echelon and strike-slip faults. W: Sedimentation in oblique-slip mobile zones (red. P.F. Ballance, H.G. Reading). Spec. Int. Assoc. Sed., 4: 27-41.
• 44. SCOTESE C.R., McKERROW W.S., 1990 - Revised world map and introduction. W: Palaeozoic palaeogeography and biogeography (red. W.S. McKerrow, C.R. Scotese). Geol. Soc., Londyn, Memoirs, 12: 1-24.
• 45. TELLER L., 1974 - The Silurian of the margin of the East European platform in the region of Miastko-Chojnice (NW Poland). Acta Geol. Pol., 24, 4: 563-579.
• 46. TOMCZYK H., 1980 - Sylur w brzeżnej części platformy prekambryjskiej na tle wyników wiercenia Toruń 1. [Streszcz. ref.]. Kwart. Geol., 24, 2: 421-422.
• 47. TORSVIK T.H., REHNSTRÖM E.F., 2003 - The Tornquist Sea and Baltica-Avalonia docking. Tectonophysics, 362, 1/4: 67-82.
• 48. TORSVIK T.H., SMETHURST M.A., MEERT J.G., VAN DER VOO R., MCKERROW W.S., BRASIER M.D., STURT B.A., WALDERHAUG H J., 1996 - Continental break-up and collision in the Neoproterozoic and Palaeozoic - a tale of Baltica and Laurentia. Earth Sc. Rev., 40: 229-258.
• 49. UNRUG R., HARAŃCZYK CZ., CHOCYK-JAMIŃSKA M., 1999 -Easternmost Avalonian and Armorican-Cadomian terranes of central Europe and Caledonian-Variscan evolution of the poly- deformed Kraków mobile belt: geological constraints. Tectonophysics, 302, 1/2: 133-157.
• 50. WHITTEN E.H.T., 1969 - Structural geology of folded rocks. Rand McNally & Co., Chicago.
• 51. WILLIAMS P.F., GOODWIN L.B., RALSER S., 1994 - Ductile deformation processes. W: Continental deformation (red. P.L. Hancock): 1-27. Pergamon Press. Oxford.
• 52. ZIEGLER P.A., 1990 - Geological atlas of Western and Central Europe. Shell Internationale Petroleum Maatschappij B.V., Geological Society of London, Elsevier, Amsterdam. II wyd.
• 53. ZNOSKO J., 1965 - Problem kaledonidów i granicy platformy prekambryjskiej w Polsce. Biul. Inst. Geol., 188: 47-72.
• 54. ZNOSKO J., 1986 - Polish Caledonides and their relation to other European Caledonides. Ann. Soc. Geol. Pol., 56, 1/2: 33-52.
• 55. ŻABA J., 1994 - Mezoskopowe struktury kwiatowe w dolnopaleozoicznych utworach NE obrzeżenia GZW - rezultat transpresyjnego ścinania w strefie dyslokacyjnej Kraków-Myszków (Hamburg-Kraków). Prz. Geol., 42, 8: 643-648.
• 56. ŻABA J., 1995 - Uskoki przesuwcze strefy krawędziowej bloków górnośląskiego i małopolskiego. Prz. Geol., 43, 10: 838-842.
• 57. ŻABA J., 1999 - Ewolucja strukturalna utworów dolnopaleozoicznych w strefie granicznej bloków górnośląskiego i małopolskiego. Pr. Państw. Inst. Geol., 166.