Państwowy Instytut Geologiczny - Oddział Świętokrzyski

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. Można tu obserwować zjawiska tektoniczne w postaci zdeformowanych plastycznie skał różnego wieku, przykłady różnych środowisk powstawania skał morskich i lądowych, przykłady 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.

Jak powstały Góry Świętokrzyskie? Ich dzisiejszy kształt jest wynikiem działania procesów geologicznych w okresie 540 milionów lat.

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 miały miejsce 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.

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 miały miejsce na przełomie syluru i dewonu, około 400 milionów lat temu.

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.

Profil ściany odsłonięcia koło elektrociepłowni na Gruchawce w Kielcach (wg J. Malca)

W wyższej części dewonu na obszar Gór Świętokrzyskich ponownie wkracza 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.

Ściana w dawnym kamieniołomie Kadzielnia w Kielcach. Wapienie dewońskie. Fot. M. Studencki

Morze pogłębiało się coraz bardziej, zatapiając wspomniane rafy, maksimum głębokości osiągając w karbonie.

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.

Ściana dawnego kamieniołomu wapieni dewońskich, dziś Rezerwat Skalny im. Jana Czarnockiego w Kielcach (wzgórze Ślichowica, dzielnica Ślichowice). Odsłonięcie prezentuje fałd znany w literaturze jako fałd ślichowicki (lub śluchowicki). Fot. M. Studencki

Zlepieniec permski z kamieniołomu Zygmuntówka k. Chęcin. Jedna z najbardziej znanych odmian świętokrzyskich kamieni dekoracyjnych („marmurów świętokrzyskich”). Fot. M. Studencki

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.

Skały permu i mezozoiku – 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.

Niezgodny kątowo i strukturalnie kontakt dolomitów dewonu (niżej) i piaskowcowo-mułowcowych utworów dolnego triasu. Dawny kamieniołom Zachełmie w Zagnańsku. Fot. M. Studencki

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 dużego kręgowca i szczeliny z wysychania na płycie dolnotriasowego piaskowca. Kopalnia Baranów k. Suchedniowa. Fot. M. Kuleta

Ślad stopy dolnojurajskiego dinozaura Moyenisauropus sp. Fot. M. Studencki

Lądowy okres triasu i dolnej jury kończy transgresja morza, które na obszarze Gór Świętokrzyskim trwa do kredy dolnej. Było to morze płytkie, z licznymi mieliznami, łachami piaszczystymi, po których biegały dinozaury. Ich tropy znaleziono w morskich wapieniach górnojurajskich okolic Bałtowa.

Morze to ustępuje z końcem jury i przez okres kredy dolnej - to jest ok. 40 milionów lat - Góry Świętokrzyskie są lądem. Kolejny zalew morza w górnej kredzie pozostawia 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 miały miejsce ruchy górotwórcze laramijskie (alpejskie), które w południowej Polsce doprowadziły do powstania Karpat, a w Górach Świętokrzyskich spowodowały ustąpienie morza kredowego.

Nasilone po ruchach tektonicznych procesy wietrzenia i denudacji doprowadziły w Górach Świętokrzyskich do powstania trzeciorzędowej powierzchni zrównania morfologicznego, która stała się powierzchnią wyjściową dla współczesnej rzeźby. W kompleksach wapieni paleozoicznych i mezozoicznych rozwijają się zjawiska krasowe, które doprowadziły do powstania jaskiń z bogatą szatą naciekową – jaskinie Raj, Chelosiowa, liczne mniejsze jaskinie.

Zalew morski, który miał miejsce w górnym trzeciorzędzie, około 20 milionów lat temu i dotarł na południowe peryferie Gór Świętokrzyskich, pozostawił po sobie wapienie, piaskowce i gipsy. W płytkim, ciepłym morzu rozwija się wtedy bogate życie organiczne, żyją 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

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.

W okresach interglacjalnych w dalszym ciągu rozwijały się procesy krasowe przemodelowujące stare i prowadzące do powstania nowych form krasowych. 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. Powstaje także sieć rzeczna, której kształt, niewiele zmieniony, trwa do dziś.