Zaloguj
Zrozumieć Ziemię> Wycieczki> Góry Świętokrzyskie
Przewodnik wycieczkowy
Materiały dla nauczyciela
Szkic tektoniczny Europy

Rys.GŚ.wstęp.1

Region świętokrzyski to obszar wyjątkowy na geologicznej mapie Europy. Zlokalizowany jest dokładnie na styku trzech wielkich jednostek geologicznych, które tworzą skalny fundament naszego kontynentu: platformy zachodnioeuropejskiej, kratonu (tarczy) wschodnioeuropejskiego i bloku małopolskiego. Podłoże platformy zachodnioeuropejskej uformowane zostało w efekcie kilkukrotnych fałdowań, jakie miały miejsce w erze paleozoicznej. Przylegający od wschodu kraton wschodnioeuropejski to obszar o zupełnie odmiennej budowie, gdzie niezaburzone warstwy skalne spoczywają spokojnie na głęboko położonym krystalicznym podłożu. Od południa, do Gór Świętokrzyskich przylega strefa występowania młodych, liczących sobie „zaledwie” kilkanaście milionów lat skał, ściśle związanych z górotworem alpejskim, budującym centralne i południowe partie naszego kontynentu (Rys.GŚ.wstęp.1).

Mapa geologiczna Polski bez utworów kenozoicznych

Rys.GŚ.wstęp.2

W efekcie wydźwignięcia sfałdowanych mas skalnych oraz działania procesów erozyjnych, obszar świętokrzyski, złożony z paleozoicznego trzonu oraz otulającego go obrzeżenia młodszych skał permsko-mezozoicznych, stał się rodzajem „okna”, przez które można śledzić historię geologiczną Europy (Rys.GŚ.wstęp.2, Rys.GŚ.wstęp.3).

Mapa geologiczna Gór Świętokrzyskich

Rys.GŚ.wstęp.3

Takich ”okien” jest na naszym kontynencie bardzo niewiele, a to świętokrzyskie jest szczególnie cenne ze względu na wspomniane wcześniej położenie oraz fakt, że występujące tu skały, nawet te najstarsze, liczące sobie ponad 500 mln lat zachowały się w dobrym, niezmienionym stanie. Na innych obszarach naszego kontynentu intensywne procesy wulkaniczne, tektoniczne i metamorficzne często powodowały zacieranie występujących w skałach struktur, niszczenie skamieniałości a często nawet prowadziły do całkowitego przeobrażenia pierwotnej substancji skalnej.

Nasze skały, w przeciwieństwie na przykład do występujących w Sudetach, pozostały „świeże”, z zachowaną pierwotną różnorodnością, czytelnymi strukturami umożliwiającymi zbadanie historii ich powstania oraz z bogatymi zespołami skamieniałości. W ten sposób natura otworzyła w okolicy Kielc niezwykle interesującą „księgę”

Jednostki tektoniczne Polski

Rys.GŚ.konspekt.3

Góry Świętokrzyskie uznawane są za najstarsze góry w Polsce i jedne z najstarszych w Europie. Po raz pierwszy jako góry powstały około 500 mln lat temu. Od tego czasu wielokrotnie ulegały niszczeniu i ponownemu wypiętrzaniu.

Szkic tektoniczny południowowschodniej Polski

Rys.GŚ.konspekt.4

Z geologicznego punktu widzenia w Górach Świętokrzyskich wyróżnia się dwa regiony: północny, zwany też łysogórskim, położony na bloku łysogórskim i południowy – kielecki, położony na bloku małopolskim (Rys.GŚ.konspekt.3, Rys.GŚ.konspekt.4). Regony te graniczą obecnie ze sobą wzdłuż dyslokacji świętokrzyskiej będącej długim (ok. 50 km) uskokiem rozcinającym skorupę Ziemi na dużą głębokość.

Badania paleomagnetyczne wskazujących na różne położenie geograficzne Gór Świętokrzyskich w poszczególnych okresach fanerozoiku. Wynikało ono z dryftu płyt litosfery przemieszczającej się po powierzchni globu.

Główne wydarzenia z dziejów Gór Świętokrzyskich

Rys.GŚ.wstęp.4

W najstarszej części paleozoiku, w okresie kambryjskim, fragmenty Gór Świętokrzyskich znajdowały się na różnych kontynentach półkuli południowej (patrz Tabela stratygraficzna). Tworzyły się wówczas osady piaskowcowo-mułowcowe pozbawione skał węglanowych. W głębokich strefach morza osadzały się iły i muły pozbawione fauny. W procesie późniejszej diagenezy przekształciły się w łupki, które uległy następnie sfałdowaniu podczas kambryjskich ruchów górotwórczych (Rys.GŚ.wstęp.4). Są to łupki formacji z Gór Pieprzowych, które możemy obejrzeć w punkcie wycieczkowym GŚ 2.1. W późnym kambrze panowało płytkie morze, w którego szerokich, przybrzeżnych strefach gromadziły się duże ilości piasku pochodzącego z niszczenia wypiętrzonych gór. Z czasem luźny piasek ulegał lityfikacji i stawał się twardym piaskowcem zwanym piaskowcem z Wiśniówki. Z niego właśnie zbudowane są najwyższe pasma Gór Świętokrzyskich i on tworzy gołoborza. Piaskowiec ten zobaczymy w punkcie wycieczkowym GŚ 2.3.

W ordowiku po kambryjskich górach nie zostało już śladu a zerodowaną, płaską równinę zalało morze ordowickie. Początkowo było ono płytkie, zasiedlone przez bogatą faunę głownie ramienionogów i trylobitów. Powstawały wówczas osady piaskowcowe i węglanowe. Potem morze uległo pogłębieniu. W późnym ordowiku, lądy półkuli południowej objęte zostały jednym z większych w dziejach Ziemi zlodowaceniem. Nastąpiło obniżenie poziomu oceanu światowego, spowodowane uwięzieniem olbrzymich ilości wody w czapach lodowych na lądach. W konsekwencji, w profilu górnego ordowiku wydarzenie to odzwierciedliło się stosunkowo raptowną zmianą facjalną osadów, z głębokowodnych na płytkowodne.

W sylurze, obszar Gór Świętokrzyskich znajdował się w dalszym ciągu w strefie średnich szerokości geograficznych południowych. Po ustąpieniu lądolodu, we wczesnym sylurze nastąpiło raptowne podniesienie wód w oceanach. W sekwencji syluru fakt ten zapisał się sedymentacją charakterystycznych czarnych łupków graptolitowych. W środkowym sylurze, zostały one stopniowo zastąpione piaskowcami szarogłazowymi, przemieszczonymi na obszar Gór Świętokrzyskich z południowego zachodu, ze niszczonych łuków wysp wulkanicznych. Wulkanizm związany był z ruchami górotwórczymi orogenezy kaledońskiej. Wtedy to doszło do zderzenia dwóch wielkich kontynentów: Laurencji (obecna Ameryka Północna) i Baltiki (obecna Europa wschodnia). W wyniku ich połączenia powstał nowy wielki kontynent Laurosja (Euroameryka). Szwem, który scalił oba kontynenty był potężny górotwór Kaledoński. Jego fragmenty można dzisiaj oglądać w Skandynawii czy na Wyspach Brytyjskich.

Powstawanie uskoków tektonicznych i ich rodzaje

Rys.GŚ.konspekt.2

W późnym sylurze (ok. 420 mln lat temu), w czasie orogenicznych ruchów późnokaledońskich, morze pokrywające region łysogórski spłyciło się a południowa część Gór Świętokrzyskich została wydźwignięta ponad poziom morza w postaci pasma górskiego pociętego szeregiem uskoków. Wzdłuż nich następowało przemieszczanie bloków skalnych i tworzyły się zręby i rowy tektoniczne (Rys.GŚ.konspekt.2). Niekiedy pęknięcia skorupy były tak głębokie, że wydostawała się nimi gorąca magma, tworząc intruzje diabazowe.

Niszczenie gór i okres lądowy trwał do wczesnego dewonu. Z początkiem tego okresu, związana jest sedymentacja osadów lądowych i płytkomorskich, określanych jako „oldredowe” (stary pstry piaskowiec w odróżnieniu od pstrego piaskowca w triasie), z najstarszymi na naszym obszarze szczątkami ryb tzw. plakodermami i ostrakodermami. W środkowym i późnym dewonie Góry Świętokrzyskie przemieściły się w strefę podzwrotnikową. Na obszar świętokrzyski wkroczyło ciepłe morze. W profilu dewonu, fakt ten udokumentowany jest obecnością dużej miąższości biogenicznych osadów węglanowych, obfitujących w liczną faunę ciepłolubną z licznymi koralowcami i gąbkami (stromatoporoidy) na czele, tworzącymi powszechne w późnym dewonie budowle rafowe, widoczne między innymi na Kadzielni, Wietrzni i Karczówce (wapienie kadzielniańskie). Z czasem poziom morza podniósł się zatapiając rafowe płycizny a na jego dnie zaczęła się depozycja iłów marglistych (seria wapienno-łupkowa) (punkty wycieczkowe GŚ 1.1-1.4).

Na przełomie dewonu i karbonu miało miejsce duże wymieranie organizmów w skali globalnej, związane z ochłodzeniem klimatu i spłyceniem zbiornika morskiego, spowodowanych najprawdopodobniej zlodowaceniami na półkuli południowej. Fakty te odzwierciedliły się także w profilu z pogranicza dewonu i karbonu regionu kieleckiego (GŚ 2.4).

Rodzaje fałdów tektonicznych

Rys.GŚ.konspekt.1

We wczesnym karbonie, po podniesieniu się wód w oceanie światowym, miała miejsce głębokowodna sedymentacja czarnych łupków ilasto-krzemionkowych z konkrecjami fosforytowymi. Na przełomie wczesnego i środkowego karbonu (320 mln lat temu), nastąpiła kolizja wielu bloków skorupy ziemskiej na obszarze Europy, doprowadzając w rezultacie do ruchów orogenicznych określanych jako waryscyjskie lub hercyńskie. Pod wpływem silnych ruchów tektonicznych w Górach Świętokrzyskich skały dewońskie i karbońskie zostały sfałdowane i wypiętrzone, natomiast starsze skały podłoża legły częściowej przebudowie. W wyniku ruchów górotwórczych cały obszar Gór Świętokrzyskich wynurzył się nad poziom morza. Powstały system fałdów (synklin i antyklin) (Rys.GŚ.konspekt.1) utworzył system pasm górskich o przebiegu WNW-ESE.

Po głównym etapie orogenezy waryscyjskiej fałdowe pasmo górskie zostało porozcinane uskokami. Najdłuższy z nich to dyslokacja świętokrzyska, oddzielająca region kielecki od łysogórskiego. Wśród dyslokacji poprzecznych, w stosunku do rozciągłości pasma łysogórskiego, wymienić należy uskok łysogórski, na którym powstało hydrotermalne złoże żelaza (głównie pirytu) w Rudkach k. Nowej Słupi (punkty wycieczkowe GŚ 2.2, 2.3).

Długotrwały okres lądowy trwał od górnego karbonu do późnego permu. Górotwór świętokrzyski ulegał silnej erozji. Powstający rumosz skalny zsypywał się ze zboczy gór i gromadził u ich podnóża. W odsłoniętych w tym czasie węglanowych skałach dewonu rozwinęły się procesy krasowe, które obserwować można w postaci jaskiń i lei krasowych na Kadzielni czy Wietrzni (GŚ 1.1, 1.4).

W późnym permie (cechsztynie), w wyniku transgresji morskiej, trzon paleozoiczny Gór Świętokrzyskich został otoczony od zachodu i północnego-zachodu zatokami wcinającymi się głęboko w ląd. Na skraju tego lądu, z nagromadzonego rumoszu skalnego, powstał gruby kompleks zlepieńców zygmuntowskich (GŚ 3.2). W płytkim i ciepłym morzu cechsztyńskim osadzały się skały węglanowe z podwyższonymi koncentracjami metali, głównie minerałów miedzi a także związków bitumicznych. W wyższej części cechsztynu, w gorącym i suchym klimacie, w płytkim morzu gromadziły się osady chemiczne (ewaporaty) w postaci gipsów, anhydrytów i soli. W późnym permie zbiornik morski uległ spłyceniu, przyczyniając się do sedymentacji lądowych i płytkomorskich osadów piaskowcowo-mułowcowych. Podobny typ sedymentacji trwał do wczesnego triasu. Skały permu i triasu leżą niezgodnie na sfałdowanych skałach dewonu. Taką niezgodność obserwować można w punktach wycieczkowych GŚ 5.1 i 6.3.

We wczesnym triasie (pstry piaskowiec) na lądzie i w strefie przybrzeżnej, w warunkach ciepłego, suchego klimatu gromadziły się piaski barwy czerwonej. Są to głównie osady rzeczne, deltowe a lokalnie wydmowe. W nich zachowały się ślady kręgowców: płazów i gadów (GŚ 6.1, 6.2).

Na przełomie wczesnego i środkowego triasu (wapień muszlowy) morze zalało prawie całe Góry Świętokrzyskich, pokrywając je głównie osadami węglanowymi margli i wapieni z bogatą fauną małżów, liliowców, ramienionogów i amonitów. W późnym triasie ponownie panował warunki lądowe. W dolinach rzek i jeziorach osadzały się różnobarwne iły, muły i piaski. Warunki takie trwały we wczesnej jurze, z którego to okresu pochodzą najliczniejsze tropy dinozaurów (GŚ 5.3, 6.1, 6.4). W środkowej i późnej jurze, na całych Gór Świętokrzyskich na długi okres czasu wkroczyło płytkie morze, w którym tworzyły się różne typy wapieni bogate w skamieniałości małżów, głowonogów i ramienionogów. (GŚ 4.1-4, 6.5) o znacznej miąższości dochodzącej do około 1000 m. Sedymentacja morska trwała dalej przez cały okres kredowy, reprezentowana przez osady piaszczysto-ilaste i węglanowe.

Na przełomie kredy i paleogenu, cały dzisiejszy obszar Gór Świętokrzyskich uległ wydźwignięciu w efekcie działania ruchów orogenicznych. Były to ruchu blokowe. Odmłodzeniu uległy stare i powstały nowe uskoki i strefy uskokowe. W tym samym czasie w Polsce południowej powstawały Karpaty. Położenie Gór Świętokrzyski było już zbliżone do obecnego (patrz Tabela stratygraficzna).

Wypiętrzony ponad poziom morza masyw Gór Świętokrzyskich podlegał destrukcyjnym siłom przyrody w ciągu następnych 60 milionów lat. Nasilone po ruchach tektonicznych procesy erozji usunęły częściowo lub całkowicie skały mezozoiczne odsłaniając stary trzon paleozoiczny. Powstała w ten sposób paleogeńska powierzchnia zrównania morfologicznego, stanowiąca podstawę współczesnej rzeźby terenu. Na geologicznej mapie odkrytej (bez utworów czwartorzędowych) Gór Świętokrzyskich wyróżniają się dwie jednostki – trzon zbudowany ze skał paleozoicznych oraz jego obrzeżenie (otoczka) utworzone ze skał permu i mezozoiku (Rys.GŚ.wstęp.3).

W paleogenie, w paleozoicznych i mezozoicznych wapieniach rozwijały się procesy krasowe, które doprowadziły do powstania jaskiń z bogatą szatą naciekową, jak jaskinia „Raj” (GŚ 3.1) czy jaskinie w rezerwacie Milechowy (GŚ 4.2). Z paleogenem związane jest powstanie form krasowych na Kadzielni i Wietrzni (GŚ 1.1, 1.4).

W neogenie (ok. 20 mln lat temu), do południowych peryferii Gór Świętokrzyskich dotarł ostatni na naszym terenie zalew ciepłego morza mioceńskiego. Pozostałością jego obecności są wapienie bogate w szczątki organizmów morskich (rekinów, wielorybów) a także osady gipsów i anhydrytów, stanowiących skały wyjściowe bogatych złóż siarki rodzimej.

W nieodległej przeszłości geologicznej – w czwartorzędzie, około kilkuset-kilkudziesięciu tysięcy lat temu, Góry Świętokrzyskie, pokryte zostały grubą czaszą lądolodu posuwającego się z północy na południe Polski. Świadkami jego obecności są granitowe głazy narzutowe pochodzące ze Skandynawii, notowane dzisiaj na wysokościach powyżej 350 metrów a także wytopione z lądolodu jurajskie skały krzemionkowe znajdowane w najwyższych partiach Pasma Głównego, między innymi na szczycie Łysej Góry. Na skutek erozji lądolodu oraz intensywnego wietrzenia w klimacie polarnym, najwyższe szczyty Gór Świętokrzyskich uległy znacznemu obniżeniu, a ich rzeźba przybrała widoczne do dzisiaj łagodne kształty.

Bogactwo surowców naturalnych Gór Świętokrzyskich spowodowało silny rozwój gospodarczy, którego początki sięgają paleolitu. Wówczas to w rejonie dzisiejszego miasta Skarżysko-Kamienna wydobywano cenione barwniki naturalne – hematyt i ochrę. W neolicie, na rozległym obszarze od obecnego rezerwatu archeologicznego „Krzemionki” (GŚ 6.5) aż po Wierzbicę niedaleko Radomia, wydobywano krzemienie do wyrobu broni, narzędzi i ozdób. Na przełomie ery staro- i nowożytnej w rejonie Nowej Słupi (GŚ 2.2) istniał prężny ośrodek hutnictwa żelaza. Wytop tego surowca odbywał się w ziemnych piecach zwanych dymarkami. Hutnictwo żelaza , z małymi przerwami przetrwało do XIX w., kiedy to utworzony został Staropolski Okręg Przemysłowy. Dymarki zastąpiły piece murowane, tzw. kuźnice a potem wielkie piece hutnicze. Taki XIX-wieczny piec możemy oglądać w Muzeum Przyrody i Techniki Ekomuzeum im. J. Pazdura w Starachowicach (GŚ 6.1). Równolegle z górnictwem i hutnictwem żelaza, które dominowało w północnej części Gór Świętokrzyskich, w centrum i na południu rozwinęło się górnictwo i hutnictwo rud miedzi i ołowiu (GŚ 1.3, 3.3, 3.4). Tu też wydobywano „marmury świętokrzyskie” (GŚ 3.2). Po raz ostatni do znaczącego ożywienia gospodarczego regionu świętokrzyskiego doszło w okresie międzywojennym, kiedy stał się on częścią Centralnego Okręgu Przemysłowego. Obecnie znaczenie przemysłowe mają jedynie złoża surowców budowlanych (wapienie, dolomity, piaskowce). Złoża rud metali uznano za wyeksploatowane.

SPIS ILUSTRACJI

    Rys.GŚ.konspekt.1 – Rodzaje fałdów tektonicznych. Źródło: Busch R.M., 2000. Laboratory manual in physical geology. Prentice Hall, London.
  • Rys.GŚ.konspekt.2 – Powstawanie uskoków tektonicznych i ich rodzaje. Źródło: Busch R.M., 2000. Laboratory manual in physical geology. Prentice Hall, London
  • Rys.GŚ.konspekt.3 – Jednostki tektoniczne Polski. Na podstwie Żelaźniewicz A., Aleksandrowski P., Buła Z., Karnkowski P.H., Konon A., Oszczypko N., Ślączka A., Żaba J., Żytko K., 2011. Regionalizacja tektoniczna Polski. Wrocław, opracował G. Pieńkowski.
  • Rys.GŚ.konspekt.4 – Szkic tektoniczny południowowschodniej Polski. Źródło: Żelaźniewicz A., Aleksandrowski P., Buła Z., Karnkowski P.H., Konon A., Oszczypko N., Ślączka A., Żaba J., Żytko K., 2011. Regionalizacja tektoniczna Polski. Wrocław. (zmienione)
  • Rys.GŚ.wstęp.1 – Szkic tektoniczny Europy. Źródło: Lamerche i in., 2002.
  • Rys.GŚ.wstęp.2 – Mapa geologiczna Polski bez utworów kenozoicznych. Źródło: Mapa Geologiczna Polski bez utworów kenozoicznych 1:500 000. Instytut Geologiczny 1972. Wydawnictwa Geologiczne.
  • Rys.GŚ.wstęp.3 – Mapa geologiczna Gór Świętokrzyskich. Źródło: Mapa Geologiczna Polski bez utworów kenozoicznych 1:500 000. Instytut Geologiczny 1972. Wydawnictwa Geologiczne.
  • Rys.GŚ.wstęp.4 – Główne wydarzenia z dziejów Gór Świętokrzyskich. Źródło: . Studencki M., Adach L. 2008. Jak powstały Góry Świętokrzyskie. Folder Państwowego Instytutu Geologicznego, Warszawa.