zjawiska krasowe

Znaczenie zjawisk krasowych w budowie geologicznej złoża węgla brunatnego „Bełchatów” podkreślało w swych pracach wielu autorów [2.]. Jednakże przez blisko 25 lat eksploatacji nie udało się w sposób ewidentny udokumentować istnienia kopalnych form krasowych w bezpośrednim otoczeniu złoża węgla. Oprócz danych otworowych, często niejednoznacznych brak było ewidentnych przykładów istnienie form krasowych w strefach brzegowych rowu Kleszczowa. W 2000 roku po udostępnieniu poziomu +64m n.p.m. w okresie wiosennym stwierdzono w spągu VI piętra górniczego szereg kolistych zapadlisk przypominających kształtem strukturę lejków krasowych.

zdj.1.

Gwoli przypomnienia należy stwierdzić, że powstawanie oraz rozwój krasu uwarunkowane jest przebiegiem procesów rozpuszczania węglanu wapnia, zgodnie z reakcją: Ca CO3 + H2O + CO2 <=> Ca(HCO3)2. Głównym czynnikiem ułatwiającym rozwój krasu jest litologia skał. Zjawiska krasowe najczęściej rozwijają się w skałach węglanowych. Związane jest to z powszechnością i dużym rozprzestrzenieniem tego typu skał oraz ich podatnością na krasowienie. Podatnością na krasowienie określa się stosunkiem składników budujących skałę, rozpuszczalnych w HCl- (CaCO3) do reszty składników, tak jak  przedstawia poniższa tabela.

Stopień podatności skał na proces krasowienia:

Ponadto na proces krasowienia wpływ mają takie elementy budowy geologicznej jak struktura skał i tekstura skał, obecność spękań oraz obecność uskoków i fałdów. Obserwując mapkę prezentującą elementy budowy strukturalnej centralnej części złoża Bełchatów (część ogólna) można zauważyć, że rejonami predysponowanymi do rozwoju w przeszłości geologicznej tego typu struktur są obszary wychodni na podkenozoiczną powierzchnię skał jury górnej. Występują one w 4 rejonach:

1. północno-wschodnie skrzydło antykliny Łękińska na południowym brzegu rowu Kleszczowa (rejon uskoku Widawki i Uskoku Środkowego),

2. północne obrzeżenie antykliny Łękińska na północnym brzegu rowu (wiszące skrzydło północnego uskoku brzeżnego UNB nr 3),

3. południowo-zachodnie skrzydło, wąski pas na południowym brzegu rowu, w strefie uskoku Kądrąb-Kleszczów,

4. zachodnie obrzeżenie synkliny Brudzic (rejon uskoku Kamień-Żłobnica).

Rejon w którym stwierdzono występowanie lejkowatych struktur zlokalizowany jest w drugim z wymienionych wyżej obszarów. W strefie tej w marcu 1999 r., w trakcie robót górniczych, w zabierce zlokalizowanej po prawej stronie przenośnikanika B-501, na zachód od otworu  66/24 (patrz rys. nr 1), natrafiono na wychodnię stropowych partii skał podłoża mezozoicznego. Osady te reprezentowane były przez wapienie organodetrytyczne, barwy kremowo-szarej z żółtym odcieniem. 

rys.1.

Były silnie skrasowiałe, ze śladami nalotów wietrzeniowych na powierzchniach spękań (zdjęcie nr 2). Spękania wypełnione były osadami młodszymi, takimi jak piaski brunatne i węgiel brunatny. 

zdj.2.

Wychodnia wapienni rozciągała się pasem o szerokości od 10 m do 20 m, od rejonu otworu 66/24 do otworu 1382B. W następnej zabierce stwierdzono niewielkie wystąpienia wapieni na poziomie +70m n.p.m., w stopie skarpy zbocza północnego na zachód od otworu 65/24. Od otworu 66C-1 rozpoczęła się kolejna strefa wychodni wapieni. W jej obrębie w rejonie linii przekrojowej 64SN (rys nr. 1) stwierdzono w skarpie stałej VI piętra górniczego stałego zbocza północnego rozległą strukturę kopalnego leja krasowego wypełnionego młodszymi osadami kenozoicznymi (zdj. nr 3).

zdj. 3.

W spągu odsłoniętego poziomu po wiosennych roztopach oraz opadach deszczu w 2000 roku stwierdzono 8 kolistych struktur charakteryzujących się osiadaniem i zapadaniem materiału lokalnego wypełniającego te struktury. Szczególna okazała się jedna ze struktur (zdj. nr 4) w obrębie której odsłonił się lej (korytarz) krasowych zapadający ku północy.

zdj. 4.

Średnica tych kolistych struktur wynosiła do 1 m i głębokości do 1,5 m. Z obserwacji terenowych wynikało, że są one efektem osiadania materiału wypełniającego stare struktury krasowe. Rejon pomiędzy studniami 66C-1 i 67C-1 gdzie stwierdzono występowanie lejków krasowych to strefa występowania wapieni jurajskich. Są to wapienie biodetrytyczne zawierające liczne krynoidy, serpule, ramienionogi i małże (Astarte sp., Pecten div. sp., Venus sp. i Gervilea sp.) oraz pojedyncze amonity (Ataxioceras sp.) i fragmenty korali Hexacoralla. Obok bioklastów, często pokrytych strukturami mikrobialnymi, obserwuje się litoklasty wapieni pelitycznych oraz struktury penetracyjne. Zgodnie ze zbiorczym profilem litostratygraficznym przewiercanych skał mezozoicznych opracowanym dla potrzeb jednolitej bazy danych geologicznych są to osady jury górnej, kimerydu, warstwa 13 - wapienie onkolitowe [4.]. Skały tego typu są predysponowane do rozwoju struktur krasowych. Z analizy opisów rdzeni wiertniczych wynika, że w strefie na zachód od linii 62 SN, zespół skał budujących warstwę 13 to głównie wzajemnie przeławicające się osady margliste i wapienne. Możliwości rozwoju zjawisk krasowych w takich zespołach skał jest ograniczone miąższością warstw wapieni. Zjawiska te ewentualnie mogą rozwijać się zgodnie z upadem warstw wapiennych. Obserwacje skarpy +80/+64, w rejonie studni 67C-1, wskazują na upad przeławiceń marglistych ku NW pod kątem od 5 do 10stopni. Wielkość komór krasowych uzależniona i ograniczona powinna być miąższością warstw wapiennych. Bardziej prawdopodobnym wydaje się być rozwój struktur o charakterze kanałów krasowych, zgodnych z upadem warstw lub kanałów krasowych powstałych na kierunku ewentualnych przepływów wód w kierunku północnym, od wychodni skał podłoża mezozoicznego ku czwartorzędowej dolinie erozyjnej. Jednakże obecność w pustkach krasowych osadów miocenu sugeruje obecność starszych struktur krasowych, w obręb których mógł być namywany osad mioceński. Przekrój geologiczny 64SN (rys. nr 2) obrazuje budowę geologiczną tego rejonu. 

rys.2.

Odsłonięty fragment podłoża to rodzaj bariery mezozoicznej rozdzielającej zasadniczy rów Kleszczowa od plejstoceńskiej doliny prawdopodobnie o założeniach tektonicznych [3.]. W trakcie sedymentacji fitogenicznej (funkcjonowanie torfowiska) wystający „ostaniec” podlegał krasowieniu do chwili wypełnienia basenu osadami serii węglonośnych. Zaleganie spągu węgla wskazuje na jego przekraczający charakter. Kolejny etap to okres erozji baden_sarmat i sedymentacja osadów plioceńskich. Odpreparowanie kanałów krasowych zachodzi prawdopodobnie w plejstocenie w trakcie rozwoju doliny zw. doliną lub rowem Woli Grzymaliny. Zaburzone na przekroju piaski brunatne prawdopodobnie pozostałości zawałów krasowych bądź efekt turbulentnych przepływów wód do tworzącej się doliny. Współczesne odtworzenie się kanałów krasowych to z jednej strony efekt działania studni podstawowego systemu odwodnienia, wiosennych roztopów oraz robót strzelniczych prowadzonych w tym rejonie. 

Kolejny rejon w którym udokumentowano struktury krasowe to zachodnie obrzeżenie synkliny Brudzic (rejon uskoku Kamień-Żłobnica). Jest to obszar wiszącego skrzydła uskoku kamień – Żłobnica w którym odsłaniają się warstwy jury górnej, kimerydu wg. 4 warstwy 18-20 tzn. margle i wapienie z muszlowcami nanogyrowymi. W skarpie V piętra górniczego (zdj. nr 5) widoczny jest stary, płytki lej krasowy w warstwie wapieni wypełniony osadami miocenu (węgle ilaste i iły zawęglone). 

zdj.5.

Budowę geologiczna brzegu rowu Kleszczowa w tym rejonie obrazuje rys. nr 3. Lej położony jest w południowym obrzeżeniu rowu, w obrębie zespołu warstw nachylonych konsekwentnie do uskoku UNB nr 1 (uskok brzeżny południowy nr 1). Warstwy zapadają ku NW pod kątem 45– 50stopni. Przekrój prezentuje stan wyrobiska na 31.12.2005 rok. Obecność licznych uskoków rozdzielających brzeg rowu na szereg bloków, ułatwiał rozwój krasu w tych słabo podatnych na krasowienie osadach.

rys.3.

----------

LITERATURA:

1. Identyfikacja form krasowych na polu Szczerców wraz z prognozą zagrożeń krasowych w obszarze pomiędzy liniami przekrojowymi 14 SN – 27 SN – L. Sowiński i inni; Wrocław 2005
2. Budowa geologiczna rejonu bełchatowskiego – M.D. Baraniecka i inni; Przegląd Geologiczny 1980r.
3. Staroczwartorzędowe rowy tektoniczne i ich osady – M.D. Baraniecka Kwartalnik Geologiczny t.15, nr 2 1971r.
4. Litologia i stratygrafia utworów podłoża mezozoicznego. Szczerców oraz wysadu solnego Dębina wraz z syntetyczną analizą danych litologicznych i biostratygraficznych oraz tektonicznych P. Bełchatów. – M. Krobicki i inni; Kraków 2005r.