Księga powstawania gór EarthCache

KSIĘGA POWSTAWANIA GÓR
THE BOOK OF THE FORMATION OF THE MOUNTAINS

[PL]

Najwyższe polskie góry Tatry wciąż rosną, ale za miliony lat staną się niską równiną, albo wręcz zastąpi je morze. Podobnie  miliony lat temu wiatr, woda i lodowce poradziły sobie z  Waryscydami (Hercynidami) potężnym pasmem górskim, ciągnącym się w Europie przez Irlandię, południową część Anglii, Bretanię, Masyw Centralny po Reńskie Góry Łupkowe, Masyw Czeski i Sudety. Waryscydy powstały około 340-320 mln lat temu, ale zostały całkowicie zerodowane i już we wczesnym triasie (niecałe 250 mln lat temu) nie było po nich prawie śladu.

Obecnie Sudety czy Reńskie Góry Łupkowe są co prawda obszarami wyniesionymi, ale to zasługa najmłodszych ruchów górotwórczych (orogeneza alpejska), podczas których przy „okazji” powstawania Alp i Karpat doszło do ponownego wyniesienia tych terenów w postaci gór zrębowych. Wróćmy jednak do Hercynidów, a właściwie do tego co po nich pozostało, czyli skał. Są one dla nas księgą pozwalająca odczytać dawne wydarzenia.

Punktem wycieczki są Skalickie Skałki, wyjątkowe ze względu na zapisaną w nich historię, sięgającą 600 mln lat wstecz. Tym samym są to najstarsze skały na Dolnym Śląsku. W Skalickich Skałkach znajdziemy ślady wędrówek kontynentów i wydarzeń, które towarzyszyły wypiętrzaniu gór podczas orogenezy waryscyjskiej (hercyńskiej). Zajrzyjmy do tej księgi.

Skalickie Skałki znajdują się na Wzgórzach Strzelińskich, na obrzeżach wsi Skalice. Tworzą dwie ściany: południowo-zachodnią o długości około 50 m i wysokości 10 m i południową o długości 20 m i wysokości 6 metrów. Luźne bloki skał występują również kilkadziesiąt metrów na południowy-wschód od ściany południowej. Przy skałkach przebiega zielony szlak turystyczny. Skalickie Skałki zbudowane są z gnejsów sillimanitowych (tzw. gnejsy z Nowolesia), pegmatytów oraz granitów. Gnejsy z Nowolesia są skałami barwy jasnoszarej, drobnoziarnistymi, o teksturze smużystej składającymi się głównie z kwarcu, skalenia i biotytu oraz syllimanitu, który jest minerałem typowym dla skał metamorficznych. Sillimanit (Al₂SiO₅) ma barwę białą i włóknisty pokrój, a nazwa gnejs syllimanitowy oznacza nic innego jak gnejs bogaty w ten minerał. Sillimanit występujący w gnejsach tworzy wraz z kwarcem owalne, dwucentymetrowej długości, spłaszczone skupienia zwane nodulami. Ponieważ kwarc jest w świecie przyrody jednym z najbardziej odpornych minerałów, nodule stawiają silny opór procesom wietrzenia i tworzą elementy wypukłe w stosunku do całej skały. Te wystające ze skały guzki lub wgłębienia po wypreparowaniu nodul są elementem charakterystycznym dla występującej tu skały.

Skały metamorficzne powstają z przeobrażenia wcześniejszych osadów. W przypadku gnejsów z Nowolesia przypuszcza się, że skałami wyjściowymi były osady piaszczyste z wkładkami utworów ilastych bogatych w Al, które powstały w wyniku erozji skał o wieku nawet 1,5 mld lat. Utworzyły się one na obrzeżu Gondwany – wielkiego południowego lądu, w skład którego wchodziła dzisiejsza Afryka i Ameryka Południowa. Osady te, w czasie ruchów tektonicznych sprzed 600 mln lat (orogeneza kadomska) uległy metamorfizmowi po raz pierwszy. Około 485 mln lat temu od Gondwany, z rejonu dzisiejszego ujścia Amazonki oderwał się fragment lądu (mikrokontynent) zwany Avalonią, obejmujący m.in. Wzgórza Strzelińskie. Kontynent ten rozpoczął następnie wędrówkę na północ przez ocean o nazwie Reik. Na wysokości równika doszło do połączenia Avaloni z Baltiką i Laurencją – czyli dzisiejszą Europą i Ameryką Północną. Utworzył się wówczas kontynent zwany Laurussią. Efektem tej kolizji kontynentów była orogeneza kaledońska, której ślady znajdujemy dzisiaj między innymi w Wielkiej Brytanii i Skandynawii. 

W tamtym czasie również Gondwana przemieszczała się na północ. Główną masę lądową poprzedzał zespół mikrokontynetów oderwanych wcześniej od Gondwany, na wysokości dzisiejszej Afryki północnej, zwanych armorykańskimi. Ich fragmentem są Sudety Zachodnie i Środkowe. Do połączenia Armoryki z Laurussią doszło około 370-340 mln lat temu i doprowadziło to do wypiętrzenia Hercynidów (orogeneza hercyńska). W wyniku przyłączenia Armoryki i znajdującej się dalej na południe Gondwany do Laurussi powstał jeden superkontynent zwany Pangeą.

Podczas tej kolizji kontynentów wysokie ciśnienie i temperatura doprowadziły do powtórnego metamorfizmu gnejsów z Nowolesia i ich migmatyzacji. Z migmatyzacją mamy do czynienia wówczas, gdy skała podana jest działaniu wysokiej temperatury, około 720°C, i zaczyna się częściowo upłynniać. Szerzej procesom migmatyzacji poświęcony jest EarthCache „Z głębin na powierzchnię Ziemi”. Przejawem migmatyzacji, jest występowanie w gnejsach z Nowolesia białych warstewek kwarcowo-plagioklazowych o grubości 5-10 mm. Warstewkom tym towarzyszą niekiedy skupienia dużych blaszek biotytu. Ogromne siły, wysoka temperatura i ciśnienia, związane z formowaniem się gór, nie tylko przemieniły skałę ale doprowadziły do jej deformacji, w wyniku której powstały obserwowane na ścianach skałek fałdy w postaci mozaiki ciemnych i jasnych warstewek powyginanych w fantazyjne kształty. W czasie tych procesów gnejsy z Nowolesia znajdowały się na głębokości nawet ponad 20 km pod powierzchnią Ziemi.

Gnejsy sillimanitowe zdeformowane w otwarte fałdy. Soczewki kwarcu umiejscowione są w pobliżu powierzchni osiowych fałdów. / Sillimanite gneisses deformed in open folds. Quartz lenses are situated in the neighborhood of folds axis surfaces.

W dalszym etapie przemian związanych z orogenezą waryscyjską doszło do powstania w obrębie gnejsów pegmatytów i białego granitu (leukogranit), występujących w postaci żył i małych gniazd, a zbudowanych z kwarcu, plagioklazu, mikroklinu i sporadycznie zawierających biotyt i muskowit. W tym czasie gnejsy z Nowolesia znajdowały się już bliżej powierzchni ziemi, gdzieś na głębokości 12 km, co jest świadectwem na wypiętrzanie się Waryscydów. Jednak należ pamiętać, że aż 85-90 proc. tego, co zostanie wypiętrzone, „zjada” erozja. To oznacza, że w praktyce teren idący w górę podnosi się na wysokość równą zaledwie 10-15 proc. tego, co wynikałoby z tempa wypiętrzania skał. Stąd jeżeli gnejsy z Nowolesia podniosły się od okresu migmatyzacji o ok. 10 km to teren na powierzchni podniósł się zaledwie o 1000-1500 m. Pegmatyty i leukogranit krystalizowały ze stopu doprowadzonego z zewnątrz, prawdopodobnie z przetopienia gnejsów w głębszych poziomach skorupy ziemskiej. Odnalezienie pegmatytów na ścianach Skalickich Skałek nie powinno sprawić większych problemów. Odróżniają się one od gnejsów grubokrystaliczną strukturą i brakiem nodul syllimanitowych. Również żyły leukogranitów odróżniają się swoją barwą. Uważny obserwator dostrzec może wewnątrz żył kawałki gnejsów, które oderwały się od ścian żył i dostały do gorącej magmy podczas jej wędrówki. Takie fragmenty skał określą się jako porwaki.

W Skalickich Skałkach odnajdujemy również zwyczajny granit. Skąd on się tam wziął? Cały masyw strzeliński przecinają liczne pnie i żyły skał magmowych, które pojawiły się w końcowej fazie procesów górotwórczych przed 303-283 mln lat. Z kolizjami kontynentów związane są silne zjawiska magmowe i wulkaniczne. Młody, niestabilny górotwór sprzyja generowaniu dużych ilości magmy. Liczne kamieniołomy granitu w Strzelinie i okolicach są na to najlepszym dowodem. Jedna z takich żył granitowych – co prawda niewielka – przebiega w obrębie Skalickich Skałek. Co ciekawe, rozcina ona na dwie części żyłę pegmatytu, co jednoznacznie świadczy o tym, że granit jest skałą młodszą i pojawił się później niż pegmatyt i nie jest z nimi genetycznie związany. Był to ostatni etap orogenezy waryscyjskiej.

Później intensywne wietrzenie i erozja doprowadziły nie tylko do całkowitego zniszczenia powstałych gór ale spowodowały, że  gnejsy z Nowolesia występujące głęboko pod powierzchnią ziemi znalazły się na jej powierzchni.

Żyła granitu przecinająca pegmatyt oraz gnejs / The granite vein crossing the pegmatite and the gneiss

Dziś zajrzenie przez nas do „Księgi powstawania gór” jaką są Skalickie Skałki, możliwe jest dzięki kolejnym etapom procesów wietrzenia i erozji, tym razem sprzed kilkudziesięciu milionów lat, które doprowadziły do powstania takiej formy terenu. Procesom powstawania ostańców skalnych poświęcony jest EarthCache „Niemi świadkowie historii”.

Aby zalogować znalezienie musisz odwiedzić miejsce i odpowiedzieć na pytania:

1. Wymień 3 skały, z których zbudowane są Skalickie Skałki.
2. Na jakiej podstawie możemy stwierdzić, że granit jest najmłodszą skałą budującą Skalickie Skałki.
3. Czy w pegmatytach i granicie możemy stwierdzić obecność sillimanitu? Uzasadnij swoje stwierdzenie.
4. W którym miejscu Skalickich Skałek można zaobserwować niewielkie ślady ich eksplotacji? Na jakiej podstawie można to stwierdzić?
5. W której grupie skałek (południowo-zachodniej czy południowej) występuje żyła granitu przecinające gnejsy i pegmatyty, jaka jest jej szerokość?
6. Opcjonalnie: Do swojego logu dołączyć fotografie siebie albo swojego GPS.

Odpowiedzi proszę wysyłać na adres mailowy dostępny przez profil. Logować można po wysłaniu odpowiedzi nie czekając na odpowiedź z naszej strony. Logi bez przesłanych odpowiedzi będą kasowane w ciągu 14 dni!

[EN]

The highest mountains in Poland - Tatra Mountains – are still rising, but for millions of years from now they will become a low plain, or even a sea will replace them. Similarly, millions of years ago wind, water and glaciers cope with mighty mountain range of Variscan, which extends across Europe by Ireland, the southern part of England, Brittany, the Massif Central, to the Rhenish Massif, Bohemian Massif and Sudetes. Variscan mountains formed about 340-320 million years ago, but have been completely eroded and in early Triassic (less than 250 million years ago) there was hardly a trace of them.

Currently, the Sudetes or Rhenish Massif are indeed uplifted areas, but thanks to the youngest tectonic movements (Alpine orogenesis), during the formation of the Alps and Carpathians a re-elevation of these areas as the horst mountains occurred. But let us return to Variscan mountains, or rather to what left of them – the rocks. They are for us a book, that allows us to read past events.

The point of the tour are Skalice Crag, unique because of the history saved in them, dating back to 600 million years. Thus, these are the oldest cliffs in the Lower Silesia. In Skalice Crag we find traces of continental drift and events, that accompanied the uplift of mountains during the Variscan orogenesis. Let's look into this book.

Skalice Crag are located on Strzelin Hills, on the outskirts of Skalice. They form two walls: the southwestern, with a length about 50 m and a height of 10 m, and southern, with a length of 20 m and a height of 6 meters. Loose blocks of rock occur also a few dozen meters to the south-east from the southern wall. Nearby the cliffs the red tourist trail runs. Skalice Crag are composed of sillimanite gneisses (ie. the Nowolesie gneisses), pegmatites and granites. Gneisses from Nowolesie are light gray rocks, fine-grained, with a flaser texture, consisting mainly of quartz, feldspar, biotite and sillimanite, which is a typical for metamorphic rocks mineral. Sillimanite (Al₂SiO₅) is white and has fibrous habit. The name of sillimanite gneiss is nothing like gneiss rich in this mineral. Sillimanite occurring in gneisses forms together with quartz oval, 2 cm long, flattened assemblages, called the nodules. Because the quartz in the natural world is one of the most resistant mineral, nodules put strong resistance to weathering processes and form the relief elements. These lumps protruding from the rock or depressions after removal of nodules are the characteristic elements of rocks occurring here.

Metamorphic rocks form from the alteration of the earlier created deposits. In the case of Nowolesie gneisses it is believed that the protoliths were sandy deposits with interlayers of clay rich in Al, which were created as a result of erosion of the rocks of the age even 1.5 billion years. They formed at the edge of Gondwana - the great, southern land, which included modern Africa and South America. During the tectonic movements before 600 million years ago (Cadomian Orogeny) these sediments have been metamorphosed the first time. Around 485 million years ago from Gondwana, from the rivermouth of the Amazon region, a piece of land (the microcontinent) called Avalonia broke, including, among others, Strzelin Hills. This continent began then journey to north by the ocean called Rheic. At the height of the Equator Avalonia merged with Baltica and Laurentia (today's Europe and North America). Then the continent called Laurussia formed. The result of this collision of continents was the Caledonian Orogeny, the traces of which we find today in the UK or Scandinavia. At that time also Gondwana was moving to the north. The main land mass preceded the assemblage of microcontinents, previously detached from Gondwana, called Armorican terrane assemblage. Their fragments are Western and Central Sudetes. Connecting of Armorica and Laurussia occurred approximately 370-340 million years ago and led to the Variscan Orogenesis. Joining the Armorica and Gondwana to Laurussia resulted in creating the supercontinent – Pangea.

During the collision of continents high pressure and temperature led to the re-metamorphic of Nowolesie gneisses and migmatization. As migmatization we call a situation, where rock is given to a high temperature, approximately 720°C, and begins to liquefy partially. For more about migmatization processes go to EarthCache ‘From the depths to the Earth’s surface’. The manifestation of migmatization processes is the occurrence in the Nowolesie gneisses white quartzo-feldspar layers with a thickness of 5-10 mm. The enormous forces, high temperatures and pressures associated with the formation of mountains, not only altered the rock, but also led to its deformation, resulting in creating folds in the form of light and dark layers mosaic.

As a next step of changes associated with Variscan Orogenesis pegmatite and white granite (leucogranite) created in the gneisses, in forms of veins and small bunches. You can find them on the walls of the Skalice Crag – pegmatites have coarse-grained structure and they have no sillimatite nodules. The leucogranite veins are characteristic thanks to their colour. A careful observer can see the pieces of gneisses in the veins, which broke away from the vein walls and got into the hot magma during its journey. Such fragments of rocks are called ‘xenoliths’.

In Skalice Crag we can also found ordinary granite. How did he find there? The entire Strzelin Massif intersect numerous stocks and veins of igneous rocks, which appeared in the final phase of orogenic processes before 303-283 million years. The strong magmatic and volcanic phenomena are related to the collision of continents. Many granite quarries in Strzelin and the surrounding area are the best evidences. One of these veins of granite is located within the Skalice Crag. What is really interesting: it cuts into two parts the pegmatite vein, which clearly shows that the granite rock is younger and appeared later than pegmatite and is not genetically related to them. That was the last stage of Variscan Orogenesis.

Our today’s looking inside the ‘Book of the formation of the mountains’ that are Skalice Crag, is possible thanks to the subsequent stages of the processes of weathering and erosion, which led to the formation of such landforms. To the processes of formation of the inselbergs is dedicated EarthCache ‘The rock witnesses of the history’.

If you want to log to this cache you need to find this place and answer the questions:

1. Name 3 rocks, of which Skalice Crag are made.
2. Why we can say that the granite is the youngest rocks, that builds the Skalice Crag?
3. Can we identify the presence of the sillimanite in the pegmatites and the granite? Explain your opinion.
4. In which part of Skalice Crag the traces of exploitation can be seen? Explain your opinion.
5. In which group of rocks (south-western or southern) is there a granite vein, cutting gneisses and pegmatites, what is it width?
6. Optional: Join photos of yourself during looking for the place or your GPS.

The answers should be sent to the email address available through the profile. You can log on after sending the answers, without waiting for the response from our side. Logs without sent answers will be deleted within 14 days!