Budowa geologiczna struktury solnej Wapna w Wielkopolsce

• Autorzy: Jaworska J. , Ratajczak R.

Warianty tytułu

EN

Geological structure of the Wapno salt dome in Wielkopolska (western Poland)

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wysad solny w Wapnie składa się z dwóch elementów: właściwego słupa solnego i czapy gipsowej przykrywającej ciało solne. Podczas prowadzenia eksploatacji w wysadzie Wapna nie stwierdzono obecności soli cyklotemu Werra (PZ1). Prawdopodobnie ta część grupy solnej występuje na większej głębokości niż granica poznania złoża (–580 m n.p.m.). Profil utworów cyklotemu Stassfurt (PZ2) zaczyna się od starszej soli kamiennej. Zajmuje ona centralną partię złoża i stanowi około 90% całej masy solnej w diapirze Wapna. Grupa solna w Wapnie na skutek wyciskania mas solnych uległa intensywnym zaburzeniom, uwidaczniającym się w rozmieszczeniu różnych typów litologicznych zarówno na planach, jak i na przekrojach geologicznych. Sole starsze występują w osiowej części wysadu, młodsze – na zewnątrz. Powierzchnia spągowa czapy gipsowej znajduje się na głębokości 160–180 m, czyli 60–80 m n.p.m.; poniżej występuje zwierciadło solne, nad którym leży warstwa „gruzu solnego”. Strop czapy w dwóch miejscach sięga powierzchni terenu, natomiast przeciętnie leży na głębokości 20–40 m. Miąższość czapy waha się od 5 do 160 m, średnio wynosi 109 m. Jej powierzchnię szacuje się na ok. 0,52 km², a objętość – na blisko 57 mln m³ (0,057 km³) gipsu. Czapę wysadu solnego Wapna można podzielić na dwie części: czapę gipsowo-ilastą (rzadko występującą) i właściwą czapę gipsową. Zaawansowane rozpuszczanie skał gipsowych i solnych doprowadziło do utworzenia się na obszarze czapy subrozyjnych zapadlisk, lejów krasowych, szczelin i kawern wypełnionych przez alochtoniczne osady, deponowane w różnych etapach rozwoju wysadu. Zapadliska subrozyjne charakteryzują się dużymi głębokościami i sięgają niekiedy samego ciała solnego. Niszczenie wychodni czapy gipsowej spowodowało powstanie osadów zwietrzelinowych, wykształconych jako rezydualne pokrywy zbudowane z gipsowego gruzu, lokalnie występującego z ciemnym iłem. Miejscami przykrywają one wychodnie skał gipsowych lub wypełniają niecki. Badania makro- i mikroskopowe tych skał wykazały, że kluczowe znaczenie dla powstania czapy wysadu Wapna miały procesy rozpuszczania ekshumowanych mas solnych, procesy hydratacji i dehydratacji siarczanów i ich rozpuszczania, procesy wtórnej krystalizacji z roztworów oraz aktywność tektoniczna, halokinetyczna i grawitacyjna redepozycja skał i osadów.

EN

The Wapno salt dome consists of two elements: salt stock and gypsum cap-rock on its top The salt diapir is 1000 m long and ca. 600 m wide; its surface amounts 0.5 km². The salt mirror is located at the depth of 160-180 m b.g.l. The salt masses were uplifted from the depth of ca. 6000 m; the central part of the diapir is built by the older salt rocks - belonging to PZ2, representing 90% of whole salt rock masses in the diapir. Recently the salt mirror is noted on different levels, at the average 150 m b.g.l. (differences up to 20 m). The upper part of cap-rock is situated at the depths of 20-40 m b.g.l. but in two places the cap-rock can be observed on surface. Average thickness of Wapno cap-rock amounts 109 m, and its volume - 0.057 km³. The level of the salt mirror is covered by rock salt breccia and above this - gypsum cap-rock - salt debris dissolution. The surface cap-rock was affected by the dissolution. Advanced dissolution of the sulphate and saline rocks resulted in generation of subrosional collapse sinks, fissures and caverns filled by colluvium or eluvium. The most important processes responsible for origin and forming of cap-rock were: dissolution rock salt, hydratation of sulfate, tectonic and halotectonic activity and gravitational flow of washed out weathering covers of cap-rock.

Słowa kluczowe

PL

tektonika solna; wysady solne; czapy gipsowe

EN

geological structure of cap-rock; salt diapir; salt tectonic

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Prace Państwowego Instytutu Geologicznego
• Rocznik: 2008
• Tom: T. 190
• Strony: 1--69
• Opis fizyczny: Biblogr. 71 poz.

Twórcy

autor

Jaworska J.

• Uniwersytet im. Adama Mickiewicza, Instytut Geologii, Zakład Geologii Dynamicznej i Regionalnej, ul. Maków Polnych 16, 61-606 Poznań

autor

Ratajczak R.

• Uniwersytet im. Adama Mickiewicza, Instytut Geologii, Zakład Geologii Dynamicznej i Regionalnej, ul. Maków Polnych 16, 61-606 Poznań

Bibliografia

• 1. Arctowskii, H. (1921). Sole potasowe w Polsce. Kosmos, 46, 193-202.
• 2. Bąk, E., & Gasiorowski, M. (1977). Opracowanie Badań Sejsmicznych Wykonanych w Rejonie Obszaru Górniczego Kopalni Soli Im.Tadeusza Kościuszki w Wapnie.
• 3. Balzer, D. (1989). Petrologische Untersuchungen Am Hauptanhydrit (Z3) Des Alletal-Diapirs.
• 4. Balzer D. (1992). Petrographische Und Petrologisch-Gefügekundliche Untersuchungen Von Ca-Sulfatgesteinen an Ausgewählen Bohrprofilen Aus Dem Hutgestein Des Allertal-Diapirs.
• 5. Balzer, D. (1997). Mikrofazies-analyse von ca-sulfatgesteinen des zechstein. Geol.Jb., D, , 1-99.
• 6. Bauer, G. (1991). Kryogene klüfte in norddeutschen salzdiapiren? Zbl.Geol.Paläont, 1(4), 1247-1261.
• 7. Bäuerle, G., Bornemann, O., Mauthe, F., & Michalzik, D. (2000). Origin of stylolites in upper permian zechstein anhydrite (gorleben salt dome, germany). Journal of Sedimentary Research, 70(3), 726-737. doi:10.1306/2DC40933-0E47-11D7-8643000102C1865D
• 8. Bäuerle, G., Bornemann, O., Mauthe, F., & Michalzik, D. (2000). Turbidite, breccien und kristallrasen am top des hauptanhydrits (Zechstein 3) des salzstocks gorleben. Z.Dt.Geol.Ges, 151(1-2), 39-125.
• 9. Bielecka, W., & Pozaryski, W. (1954). Stratygrafia mialeontologiczna górnego malmu w Polsce Środkowej. Pr.Inst.Geol., 12, 1-206.
• 10. Bielecka, W., & Styk, O. (1968). Analiza zespołów mikrofauny Oksfordu i Kimerydu Polski niżowej w zależności od różnic facjalnych. Kwart.Geol, 12(2), 324-343.
• 11. Bielecka, W., & Sztejn, J. (1966). Stratygrafia warstw przejściowych miȩdzy jura̧ a kreda̧ na podstawie mikrofauny. Kwart.Geol., 10(1), 96-115.
• 12. Bolewski, A., & Manecki, A. (1993). Mineralogia szczegółowa. Polska Agencja Ekologiczna.
• 13. Bornemann, O., & Fischbeck, R. (1986). Ablaugung und hutgesteinsbildung am salzstock gorleben. Z.Geol.Ges., 137, 71-83.
• 14. Boyd JM, & Currie JB. (1969). Fracture porosity in alabaster. Experimental model of rock deformation. Can Petroleum Geology-Bul, 17(2), 117-132.
• 15. Brown, L. S. (1931). Cap-rock petrography. AAPG Bull., 15, 509-529.
• 16. Bujakowski, W. (1988). Odsłonięcie łupku cuchnącego i bloków anhydrytu w północno-zachodniej części kopalni "Solno" w Inowrocławiu. Geologia, 14(2), 81-87.
• 17. Burliga, S. (1998). Struktura i Kinematyka Wysadu Solnego Kłodawy.
• 18. Charysz, W. (1973). Cechsztyńskie piȩtro soli młodszych (Z3) w regionie kujawskim. Prace Geologiczne Polskiej Akademii Nauk, 75, 7-60.
• 19. Chlebowski, T., & Sztelak, J. (1953). Karta Otworu, (31)
• 20. Claypool, G. E., Holser, W. T., Kaplan, I. R., Sakai, H., & Zak, I. (1980). The age curves of sulfur and oxygen isotopes in marine sulfate and their mutual interpretation. Chemical Geology, 28(C), 199-260. doi:10.1016/0009-2541(80)90047-9
• 21. Conley, R. F., & Bundy, W. M. (1958). Mechanism of gypsification. Geochimica Et Cosmochimica Acta, 15(1-2), 57-72. doi:10.1016/0016-7037(58)90010-3
• 22. Czekalska, A. (1961). Budowa geologiczna niziny wielkopolskiej. Pr.Wydz.Biol.i Nauk o Ziemi Ser.Geol.Uniw.Im.A.Mickiewicza w Poznaniu.
• 23. Dadlez, R. (1997). Epicontinental basins in poland: Devonian to Cretaceous-relationships between the crystalline basement and sedimentary infill. Kwartalnik Geologiczny, 41(4), 419-432.
• 24. Dadlez, R. (1989). Epicontinental Permian and Mesozoic basins in Poland. [Epikontynentalne baseny permu i mezozoiku w Polsce] Kwartalnik Geologiczny, 33(2), 175-198.
• 25. Dadlez, R. (1978). Podpermskie kompleksy skalne w strefie Koszalin-Chojnice. Kwart.Geol., 22(2), 269-301.
• 26. Dadlez, R. (2001). Przekroje geologiczne przez Bruzdę Śródpolską.
• 27. Dadlez, R. (1994). Strike-slip movements in the Polish lowlands. Kwartalnik Geologiczny, 38(2), 307-318.
• 28. Dadlez, R. (2006). Triassic-Jurassic evolution of the Pomeranian segment of the mid-Polish trough - basement tectonics and subsidence patterns (discussions). Geological Quarterly, 50(4), 487-490.
• 29. Dadlez, R., & Jaroszewski, W. (1994). Tektonika.
• 30. Dadlez, R., & Kopik, J. (1973). Stratygrafia i paleogeografia jury. Biul.Inst.Geol., 252.
• 31. Dadlez, R., Kowalczewski, Z., & Znosko, J. (1994). Some key problems of the pre-Permian tectonics of Poland. Kwartalnik Geologiczny, 38(2), 169-189.
• 32. Dadlez, R., & Marek, S. (1974). General outline of the tectonics of the Zechstein-Mesozoic complex in central and northwestern Poland. Biul.Inst.Geol., 274, 111-148.
• 33. Dadlez, R., & Marek, S. (1969). Styl strukturalny kompleksu cechsztyńsko-mezozoicznego na niektórych obszarach niżu polskiego. Kwart.Geol., 13(3), 543-565.
• 34. Dembowska, J. (1964). Opracowanie stratygraficzne utworów z czterech wierceń w okolicy Kcyni. Biul.Inst.Geol, 175, 7-127.
• 35. Dembowska, J. (1979). Systematyzowanie litostratygrafii jury górnej w Polsce północnej i środkowej. Kwart.Geol, 23(3), 617-630.
• 36. Dulinski, M., Garlicki, A., Grabczak, J., & Zuber, A. (2019). Badania izotopowe pochodzenia wód w polskich kopalniach soli. mat. Materials from the IVth Meeting of the Polish Salt Mining Association, 16-27.
• 37. Florkowski, T., Grabczak, J., & Zuber, A. (1974). Rezultaty Przeprowadzonych w 1973 Roku Pomiarów Koncentracji Trytu i Składu Izotopowego Wycieków w Kopalni Soli Im.Tadeusza Kościuszki w Wapnie.
• 38. Friedberg, W. (1921). Kopalnia soli w Wapnie koło Kcyni. Kosmos, 46, 209-221.
• 39. Garbowska, J. (1970). Foraminiferal assemblages of the uppermost oxfordian and lower kimmeridgian of the Wielun upland and their stratigraphic importance. Acta Geol.Pol., 20, 33-89.
• 40. Garlicki, A., Pulina, M., & Rózkowski, J. (1996). Karst phenomena and their influence on the groundwaters threat in the Wieliczka salt mine. [Wpływ zjawisk krasowych na zagrożenie wodne kopalni soli Wieliczka] Przegląd Geologiczny, 44(10), 1032-1038.
• 41. Gataszewski, L. (1956). Dokumentacja złoża soli kamiennej. Zarząd Przemysłu Solnego w Krakowie.
• 42. Gedl, P. (1999). Wyniki Oznaczeń Dinocystowych z Próbek z Osadów Wapna.
• 43. Głazek, J. (1992). Geneza krasowych wypełnień węglowo-siarczkowych struktury zalesia (Kujawy): Model ascezyjny. W: Osady i Procesy Sedymentacji w Środowiskach i Systemach Depozycyjnych w Zapisie Współczesnym i Kopalnym.
• 44. Głazek, J., Matyja, B. A., Merta, T., & Wierzbowski, A. (1992). Sedymentacja górnojurajskich wapieni i oligoceńskich węgli na halokinetycznej strukturze zalesia (Kujawy). W: Osady i Procesy Sedymentacji w Środowiskach i Systemach Depozycyjnych w Zapisie Współczesnym i Kopalnym, 7-15.
• 45. Goldman, M. I. (1952). Deformation, metamorphism, and mineralization in gypsum-anhydrite cap rock, sulphur salt dome, Louisiana. Geol.Soc.Am.Mem., 50 .
• 46. \Górski, J., Głazek, J., Liszkowski, J., Ratajczak, R., & Rasala, M. (2001). Dokumentacja Geologiczna Bada-Acn Wpływu Zatopionej Kopalni Soli W Wapnie Na Zasoby Wód Podziemnych I Osiadanie Powierzchni Terenu Wraz Z Opracowaniem Modelu Kra̧żenia Wód I Projektem Monitoringu.
• 47. Grabczak, J., & Zuber, A. (1977). Sprawozdanie z Pomiarów Izotopów Naturalnych w Próbkach Wody z Kopalni Soli w Wapnie, Wykonanych w Latach 1976-77.
• 48. Grad, M., Guterch, A., & Polkowska-Purys, A. (2005). Crustal structure of the trans-European suture zone in Central Poland - reinterpretation of the LT-2, LT-4 and LT-5 deep seismic sounding profiles. Geological Quarterly, 49(3), 243-252.
• 49. Groß, K. (1948). Beiträge zur geologie und paläontologie des warthegebiets. Neues Jahrbuch, 89, 239-257.
• 50. Guterch, A., Grad, M., Janik, T., Materzok, R., Luosto, U., Yliniemi, J., Forste, K. (1994). Crustal structure of the transition zone between Precambrian and Variscan Europe from new seismic data along LT-7 profile (NW Poland and Eastern Germany). Comptes Rendus - Academie Des Sciences, Serie II: Sciences De La Terre De Des Planetes, 319(12), 1489-1496.
• 51. Guterch, A., Grad, M., Materzok, R., & Perchuć, E. (1986). Deep structure of the earth's crust in the contact zone of the Palaeozoic and Precambrian platforms in Poland (tornquist-teisseyre zone). Tectonophysics, 128(3-4), 251-279. doi:10.1016/0040-1951(86)90296-9
• 52. Hałas, S. (1982). Badania izotopowe siarczanów, wȩglanów oraz wody krystalizacyjnej gipsów w utworach miocenu Przedkarpacia. Prz.Geol, 30(2), 73-77.
• 53. Hardie, L. A. (1967). The gypsum-anhydrite equilibrium at one atmosphere pressure. Am.Mineral., 52, 171-200.
• 54. Hemmann, M. (1968). Zur Ausbildung Und Genese Des Leinesteinsalzes Und Hauptanhydrits Im Ostteil Des Subherzynen Beckens.
• 55. Herbert, H. J., Bornemann, O., & Fischbeck, R. (1990). Die isotopenzusammensetzung des gipskristallwassers im hutgestein des salzstocks gorleben - ein für die elsterzeitlische bildung der hutgesteinsbrekzie. Kali Und Steinsalz, 10(7-8), 215-225.
• 56. Hoy, R. B., Foose, R. M., & O'Neill, B. J. (1962). Structure of winnfield salt dome, winn parish, Louisiana. AAPG Bulletin, 46(8), 1444-1459.
• 57. Jackson, M. P. A., & Vendeville, B. C. (1994). Initiation of salt diapirism by regional extension: Global setting, structural style, and mechanical models. Rep.Invest., 215.
• 58. Jackson, M. P. A., Vendeville, B. C., & Shultz-Ela, D. D. (1994). Structural dynamics of salt systems. Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 22, 93-117. doi:10.1146/annurev.ea.22.050194.000521
• 59. Jaroszewski, W., Marks, L., & Radomski, A. (1985). Słownik geologii dynamicznej. Słownik Geologii Dynamicznej.
• 60. Jaworska, J. (2004). Euhedral quartz crystals from salt diapir near Wapno (Central Poland). [Automorficzne kryształy kwarcu z wysadu solnego Wapna] Przegląd Geologiczny, 52(1), 64-68.
• 61. Jaworska, J. (2004). Geneza utworów czapy gipsowej wysadu solnego wapna. Geneza Utworów Czapy Gipsowej Wysadu Solnego Wapna.
• 62. Jaworska, J. (2006). Origin of stylolites in gypsum cap rock of Wapno salt dome (NW Poland). [Pochodzenie stylolitów w gipsach z czapy wysadu solnego Wapna] Przegląd Geologiczny, 54(2), 166-169.
• 63. Jaworski, A. (1970). Budowa geologiczna antykliny wapna na tle wyników badań sejsmicznych. Prz.Geol., 18, 90-95.
• 64. Karnkowski, P., & Krzysztofowicz Mieczysław Solak, Z. (1978). (Geological structure of Zechstein substratum of the Permian basin, Poland). [Podcechsztyńska budowa geologiczna basenu permskiego.] Kwartalnik Geologiczny, 22(4), 735-751.
• 65. Kisłow, A. (1971). Badania refrakcyjne na wysadzie solnym wapna. Prz.Geol, 19(8-9), 403-407.
• 66. Kockel, F. (2003). Problems of diapirism in Northern Germany. Geologos, 6, 57-88.
• 67. Kolonko, M. (1963). Opis Poziomych Wierceń Kopalnianych.
• 68. Kondracki, J. (1994). Geografia Fizyczna Polski.
• 69. Kopeć, S. (1963). Kopalnia Soli w Wapnie.
• 70. Kosmahl, W. (1969). Zur stratigraphie, petrographie, paläogeographie, genese und sedimentation des gebänderten anhydrits (Zechstein 2), grauen salztons und hauptanhydrits (zechstein 3) in Nordwest Deutschland. Geologisches Jahrbuch, 71(BEIHEFT), 1-129.
• 71. Królikowski, C., & Petecki, Z. (1995). Gravimetric Atlas of Poland.