Z głębin na powierzchnię Ziemi EarthCache

Z GŁĘBIN NA POWIERZCHNIĘ ZIEMI

[PL]

Historia skał metamorficznych odsłoniętych w kamieniołomie we Włókach, ukazuje nam wędrówkę skał, utworzonych na powierzchni ziemi, w niewyobrażalne głębiny i ponowną wędrówkę z głębokości kilkudziesięciu kilometrów na powierzchnię ziemi. Odsłaniające się tu skały wykazują najwyższy stopień metamorfizmu spośród wszystkich skał sudeckich. Ciśnienia i temperatury, pod wpływem których znalazły się te skały odpowiadają warunkom typowym dla górnego płaszcza i dolnej skorupy ziemskiej. Z tego względu możemy zobaczyć tutaj efekty procesów jakie  obecnie zachodzą pod szczytami Himalajów.

Kamieniołom we Włókach jest dużym kamieniołomem, nieczynnym od wielu lat. Jest on od roku 1982 chroniony jako pomnik przyrody nieożywionej. Odsłaniające się tu skały należą do przedsudeckiej części masywu sowiogórskiego. Masyw sowiogórski zbudowany jest głównie z kilku odmian gnejsów, w części migmatycznych, wśród których podrzędnie występują granulity, amfibolity i skały wapniowo-krzemianowe. Skały masywu sowiogórskiego powstały w wyniku przeobrażenia starszych skał osadowych (piaskowce, szarogłazy, mułowce) utworzonych na przełomie neoproterozoiku i kambru oraz z granitów o wieku 500 mln lat.

Najciekawsze obserwacje w tutejszym kamieniołomie można poczynić w środkowej części wyrobiska, obok wysychającego latem stawku oraz w środkowej części południowej ściany kamieniołomu. Występują tu migmatyczne gnejsy oligoklazowo-biotytowe z wtrąceniami skał wapniowo-krzemianowych, amfibolitów i granulitów.

W gnejsach migmatycznych makroskopowo możemy zaobserwować ziarenka skalenia o barwie białej lub żółtawej. Niekiedy widoczne są w nich powierzchnie łupliwości. Skaleniowi towarzyszy szary kwarc. Wielkość minerałów jest zmienna i waha się od ułamków milimetra do 1-2 milimetrów. Widoczny w skale ciemny minerał to biotyt, który posiada pokrój blaszkowy. Występuje on w formie rozproszonej lub gromadzi się w ciemnych laminach. Struktury (sposób wykształcenia składników skały) występujących tu gnejsów migmatycznych są zmienne od bardzo drobnoziarnistych, poprzez struktury łuseczkowe do struktur średnioziarnistych. Tutejsze stanowisko jest szczególnie cenne ze względu na występowanie wielu różnych tekstur migmatytów (sposób przestrzennego rozmieszczenia składników w skale) na bardzo małej powierzchni wychodni. Stwierdzono tu tekstury  żyłkowe (flebitowe), warstewkowe (stromatytowe), fałdowe i prawie bezkierunkowe (nebulitowe).

Migmatyt sowiogórski. Widoczne sfałdowane jasne warstewki kwarcowo-skaleniowe

Dziki migmatyt z kamieniołomu we Włókach

W skałkach występujących po wschodniej stronie stawku można spotkać w migmatytach wtrącenia skał wapniowo-krzemianowych i metabazytów (amfibolitów). Skały wapniowo-krzemianowe tworzą biszkoptowo przewężone formy zwane budinami. Centralne partie tych budin są zazwyczaj zbudowane z jasno różowawego agregatu złożonego z kwarcu i granatu wapniowego (grossularu). Między częścią środkową a zewnętrzną występują otoczki zawierające pirokseny, amfibole i biotyt, rzadko grafit i zoisyt.

Również po wschodniej stronie stawku występują fragmenty budin amfibolitów długości l-2 m ułożonych dłuższymi osiami w kierunku południowo-wschodnim. Amfibolity są skałami masywnymi i bardzo zwięzłymi, barwy ciemnozielonej lub ciemnoszarej, czarnej, czasami pstrej. Głównymi minerałami amfibolitów są amfibole i plagioklazy. 

Z kolei w środkowej części południowej ściany kamieniołomu występują partie granulitowe. Granulity są jasnymi skałami o strukturze drobnoziarnistej i smużystej teksturze. Zbudowane są w przewadze z kwarcu, skaleni alkalicznych i granatów. Skałom tym w górskiej części masyw Gór Sowich poświęcony jest EarthCache "Czy są tu jakieś granulki?"

Skały masywu sowiogórskiego przeszły wyraźny dwuetapowy metamorfizm. W pierwszym etapie metamorfizmu (400-395 milionów lat), podczas formowania się granulitów temperatura wynosiła powyżej 900^oC, a ciśnienie 16-20 kilobarów (16-20 tys. kg nacisku na 1cm²). Podczas kolejnego etapu metamorfizmu o wieku 385-370 milionów lat, zmetamorfizowany kompleks zaczął dźwigać się ku górze. Ciśnienie wówczas znacznie spadło do 4–10 kilobarów (4-10 tys. kg nacisku na 1cm²), natomiast temperatura pozostała wysoka (600-700°C). Spadek ciśnienia przy ciągle wysokiej temperaturze spowodował, że skały zaczęły się topić, tworząc migmatyty.

Proces topnienia skał zwany anateksis polega na wytapianiu się najłatwiej topliwych minerałów - kwarcu i skaleni. Jeśli stopu jest niewiele i powstaje on podczas deformacji, wówczas krystalizuje on w formie warstewek (tekstura stromatytowa), często sfałdowanych. Jeśli topnienie ma bardziej gwałtowny przebieg, tworzy się wówczas tzw. dziki migmatyt, w którym można zidentyfikować zarówno tekstury stromatytowe jak i bezkierunkowe (nebulitowe).

Powyższy opis pokazuje, że masyw Gór Sowich może być uważany za fragment neoproterozoicznej skorupy kontynentalnej, która w późnym sylurze-wczesnym dewonie została pogrążona do głębokości płaszczowych, a następnie wyniesiona (ekshumowana) podczas późnego dewonu. Tempo podnoszenia się kompleksu sowiogórskiego wynosiło początkowo około 2 mm/rok (od 65-20 km głębokości w ciągu 23 mln lat), następnie około 1mm/rok (do głębokości 10 km w ciągu 13 mln lat). Koniec wynoszenia kompleksu sowiogórskiego znaczą pierwsze otoczaki gnejsów sowiogórskich, które pojawiają się w osadach późnego dewonu i wczesnego karbonu w okolicach Świebodzic.

Opis ten potwierdza jeszcze jedną podstawową prawdę dotyczącą skał metamorficznych: skały, które doznały wcześniej przeobrażeń w warunkach wysokich ciśnień i temperatur zachowują swoją budowę i skład mineralny w niższych temperaturach i ciśnieniach (np. migmatyty i granulity). Natomiast, jeśli przeobrażenia zachodzą w wyższych temperaturach niż te, w których powstała skała, jej pierwotna budowa i skład mineralny ulegają zatarciu, jak np. w przypadku metamorfizmu skał osadowych.

Aby zalogować znalezienie musisz odwiedzić miejsce i odpowiedzieć na pytania:

1. Z jakiego powodu gnejsy migmatyczne występujące w kamieniołomie we Włókach są szczególnie cenne?
2. W wyniku metamorfozy jakich skał powstały gnejsy migmatyczne masywu sowiogórskiego?
3. Na czym polega proces anateksis?
4. W jakiej części kamieniołomu się znajduje widoczna na zdjęciu skała?

   

5. 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 history of metamorphic rocks exposed in the Włóki quarry shows us the journey of rock, formed on the surface of the Earth, in the unimaginable depths and their re-wandering from a depth of tens of kilometers to the surface. Rocks exposing here show the highest degree of metamorphism of the all Sudeten rocks. Pressure and temperature, under which these rocks were, correspond to the conditions typical for the upper mantle and lower crust. For this reason, we can see here the effects of the processes that are currently taking place under the peaks of the Himalayas.

The Włóki quarry is a large quarry, closed for many years. Since 1982 it is protected as a monument of inanimate nature. Rocks exposing here belong to the fore-Sudetic part of the Góry Sowie Massif. Góry Sowie Massif consists mainly of several varieties of gneiss, partially migmatic, among which granulites, amphibolites and calcareous-siliceous rocks occur. Góry Sowie Massif’s rock were created as a result of alteration of the older sedimentary rocks (sandstone, greywackes, siltstones), formed at the end of the Neoproterozoic and the beginning of the Cambrian, and also of granites of the age of 500 million years. The most interesting parts of the quarry are the middle of the pit, next to the pond drying in summer, and the middle of the southern wall of the quarry. There are here migmatitic, oligoclase-biotite gneisses with enclosures of calcareous-siliceous rocks, amphibolites and granulites.

In the migmatitic gneisses we can see grains of feldspar, white or yellowish in colour. Sometimes the cleavage surfaces are visible. The feldspar is accompanied by gray quartz. The size of the minerals is variable and ranges from fractions of a millimeter to 1-2 millimeters. A dark mineral visible in the rock is biotite. It is present in dispersed form, or accumulates in the dark lamellae. The textures (the development of rock components) of migmatitic gneisses occurring here vary from very fine-grained by scaly structure to medium-grained. This site is especially valuable because of the presence of many different migmatitic textures (the spatial arrangement of rock components) in a very small outcrop.

In the cliffs occurring on the eastern side of the pond, enclosures of amphibolites and calcareous-siliceous rocks can be found in migmatites. They create specific forms called boudins. Central parts of boudins are usually built with a light pinkish aggregate, composed of quartz and calcium garnet (grossular). Between the middle and the outer part occur envelopes, which contain pyroxene, amphibole and biotite, rarely also graphite and zoisite. Also on the eastern side of the pond, there are parts of amphibolite boudins with a length of 1-2 m. Amphibolites are massive and very coherent, dark green, dark gray or black in colour. The main minerals of amphibolites are minerals from amphibole group and plagioclases. In the central part of the southern wall of the quarry granulites occur. Granulites are bright rocks with fine-grained texture and flaser structure. They consist predominantly of quartz, alkali feldspar and garnets.

Rocks of Góry Sowie Massif gone two-stage metamorphism. In the first step of metamorphism (400-395 million years ago), during the formation of granulites, temperature was above 900°C, and a pressure of 16-20 kbar. During the next stage of metamorphism of the age of 385-370 million years, metamorphosed complex began to lift upward. The pressure decreased to 4-10 kbar, while the temperature remains high (600-700°C). The pressure drop at constantly high temperatures caused the rocks began to melt, forming migmatites. The process of rocks melting called anatexis consists of melting the easiest to melt minerals - quartz and feldspar. If there is not much alloy and it is formed during the deformation, then it crystallizes in the form of layers, often folded. If the melting is more rapid, the ‘wild migmatite’ is created.

The description above shows that the Góry Sowie Massif may be considered as a fragment of Neoproterozoic continental crust, which in the late Silurian-early Devonian was sunk to a mantle depths, and then exhumed during the late Devonian. The rate of Góry Sowie Massif exhumation was initially about 2 mm/year (from 65-20 km depth within 23 million years), then about 1 mm/year (to a depth of 10 km within 13 million years).

This description confirms another fundamental truth about metamorphic rocks: rocks, which were altered earlier under high pressures and temperatures conditions preserves their structure and mineral composition at lower temperatures and pressures (eg. migmatites and granulites). However, if the metamorphoses occur at higher temperatures than those in which the rock formed, its original structure and composition of the mineral are blurred (eg. metamorphism of sedimentary rocks).

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

1. Why migmatitic gneisses from the Włóki quarry are so valuable?
2. As a result of metamporphose of which rocks migmatitic gneisses of Góry Sowie Massif were formed?
3. What is the process of anatexis?
4. In which part of quaryy is located stone visable on the picture (in Polish version)
5. 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!