Kambr

Autor opracowania: prof. dr hab. Stanisław Skompski

Istotną cechą trzonu paleozoicznego, którą dostrzec można już przy analizie kambryjskiej historii tego obszaru, jest zróżnicowanie dwóch jego części: południowej (kieleckiej) i północnej (łysogórskiej). Zróżnicowanie to jest wielowarstwowe, dotyczy bowiem różnic zarówno w wykształceniu litologicznym, jak i w przeszłości tektonicznej (np. Czarnocki 1919, 1957; Samsonowicz 1926, Szulczewski 1977). W tym ostatnim rozumieniu granicę pomiędzy dwoma regionami stanowi uskok świętokrzyski (fig. 2). Pod względem facjalnym granica ta, rozumiana jako granica obszarów o różnym typie sedymentacji i odmiennym rytmie diastroficznym (występowanie niezgodności i luk stratygraficznych), jest znacznie trudniejsza do określenia, zwłaszcza, że jej położenie było zmienne w poszczególnych okresach i zazwyczaj wykraczała poza tektonicznie definiowany podział. Aby wprowadzić wyraźniejsze rozgraniczenie terminologiczne, w przypadkach kiedy omawiane są jednostki tektoniczne, w niniejszym opracowaniu będziemy używać określenia łysogórska (kielecka) strefa fałdów, a wtedy gdy będzie omawiany rozwój facjalny - region łysogórski (kielecki). Podział na jednostki niższego rzędu przedstawiony jest w rozdziale poświęconym rozwojowi tektonicznemu Gór Świętokrzyskich  (fig. 2).

Zasadniczym problemem istotnie rzutującym na wszelkie interpretacje historii Gór Świętokrzyskich, jest wybór jednej z hipotez traktujących o relacji paleogeograficznej dwóch wymienionych wyżej regionów. Skrajnie postawiona starsza hipoteza utrzymuje bowiem, że obydwa regiony znajdowały się w bezpośrednim sąsiedztwie przez cały paleozoik, a na ich zróżnicowanie facjalne wpływały głównie tempo i przebieg subsydencji oraz odmienne obszary zasilania materiałem detrytycznym (Dadlez i in. 1994, Żelaźniewicz 1998, Kowalczewski 2000, Jaworowski i Sikorska 2006). Tezę tę potwierdzają głębokie badania geofizyczne, które dowodzą, że zarówno w regionie łysogórskim jak i kieleckim, stanowiącym północną część znacznie większego bloku małopolskiego, struktura głębokiego podłoża jest bardzo podobna do struktury skorupy ziemskiej typowej dla platformy wschodnioeuropejskiej (Malinowski i in. 2005). Hipoteza znacznie młodsza zakłada, że obydwa regiony rozwijały się daleko i niezależnie od siebie, a połączyły się dopiero w epoce waryscyjskiej (Lewandowski 1993). Oczywiście funkcjonują również hipotezy pośrednie, zakładające wcześniejszy czas połączenia (patrz Pożaryski 1991, Bełka i in. 2002, Nawrocki i in. 2007). Argumentacja przemawiająca za każdą z hipotez będzie przedstawiona w końcowej części rozdziału, po omówieniu rozwoju facjalnego sukcesji kambryjsko-sylurskiej.

Najstarszymi skałami Gór Świętokrzyskich, odsłaniającymi się na powierzchni w okolicy wsi Kotuszów k. Staszowa, są łupkowe kompleksy ilasto-mułowcowe kambru, z bardzo rzadkimi skamieniałościami (fig. 2). Co prawda obszar ich występowania znajduje się nieznacznie poza wychodniami paleozoiku Gór Świętokrzyskich, w obrębie zapadliska przedkarpackiego, ale reprezentują one formację łupków Czarnej najniższego kambru, rozpoznaną także w wielu miejscach południowej części paleozoiku świętokrzyskiego (Orłowski 1975b, Kowalczewski i in. 2006). Wyższa część sukcesji kambryjskiej obejmuje osady klastyczne, o zróżnicowanej frakcji, stąd też w podziale litostratygraficznym pojawiają się liczne formacje piaskowcowe i ilasto-mułowcowe. O ile formacje z przewagą skał ilasto-mułowcowych są dosyć monotonne i mają mało cech swoistych, o tyle formacje zdominowane przez piaskowce wyraźnie od siebie się różnią składem litologicznym, wysortowaniem ziaren, rodzajem spoiwa, a także obecnością bioturbacji, czyli efektów działalności życiowej różnych organizmów szkieletowych i bezszkieletowych. Szczególnymi przykładami mogą być tutaj dwie formacje: formacja piaskowców z Ociesęk i formacja piaskowców z Wiśniówki. W tej pierwszej bioturbacje są niezwykle częste, ale dość słabo zachowane. W tej drugiej przeciwnie: rzadko występujące, ale perfekcyjnie zachowane ślady spoczynku, poruszania się i żerowania trylobitów (Radwański i Roniewicz 1963, Orłowski i in. 1970) czynią ichnocenozę Wiśniówki światowej sławy stanowiskiem geologicznym.

Formacja piaskowców z Wiśniówki pod jeszcze jednym względem wyróżnia się spośród innych utworów kambryjskich. Zbudowana przede wszystkim z niezwykle twardych i odpornych na wietrzenie kwarcytów, tworzy główne wyniosłości Gór Świętokrzyskich: Pasmo Masłowskie, Łysogóry i Pasmo Jeleniowskie, nieformalnie łączone czasem w Pasmo Główne. Znajdujące się na południu Pasma: Orłowińskie i Cisowskie, utworzone ze starszych utworów kambryjskich, są wyraźnie niższe, ale i one tworząc zasadnicze elementy antyklinorium klimontowskiego, górują morfologicznie nad synklinorium kielecko-łagowskim, stanowiącym północną część regionu kieleckiego.

Utwory kambryjskie, osiągające znaczną sumaryczną miąższość szacowaną na 2,5 – 3,5 km, dominują obszarowo w paleozoiku świętokrzyskim (ok. 40% wychodni), ale nie są równomiernie rozprzestrzenione w obydwu jego częściach. Do niedawna byliśmy przekonani, że w części południowej występują jedynie utwory pierwszych trzech oddziałów kambru (patrz fig. 2), podczas gdy w części północnej oddziału 3 i furongu. Ostatnie odkrycia wskazują, że utwory furongu występują również w części południowej (Szczepanik i in. 2004) i są podobne do równowiekowych osadów na północy. Niemniej, generalna rozbieżność w rozprzestrzenieniu równowiekowych osadów kambryjskich pomiędzy częścią południową i północną utrudnia porównanie środowisk sedymentacji obydwu regionów. Najczęściej środowiska te są dość ogólnie interpretowane jako szelf silikoklastyczny, głębszy w miejscu deponowania osadów ilasto-mułowcowych i płytszy tam, gdzie powstawały warstwy piaszczyste. Względna obfitość struktur sedymentacyjnych pozwala nieco dokładniej interpretować wybrane formacje piaszczyste, z których niektóre, np. formacja z Wiśniówki, zawierają cechy stosunkowo płytkich osadów, rejestrujących m.in. zaburzenia sztormowe (Studencki 1994, Jaworowski i Sikorska 2006). Z drugiej strony wysoki stopień rekrystalizacji spoiwa w piaskowcach zaciera ich pierwotne cechy sedymentacyjne, co sprawia, że wszystkie interpretacje sedymentologiczne mają tu charakter wysoce hipotetyczny i zdarzają się wśród nich także skrajne opinie o głębokowodnej naturze całego kambru świętokrzyskiego (Malec 2004). Zmiany interpretacji kambryjskich środowisk sedymentacji miały też związek ze stopniowym rozpoznawaniem relacji przestrzennej jednostek litostratygraficznych. Pierwotnie zakładano czasową naprzemienność jednostek ilasto-mułowcowych i piaskowcowych i stosownie do tego poglądu interpretowano zmiany głębokości środowiska sedymentacji. Lepsze rozpoznanie zasięgu geograficznego jednostek i ich wieku coraz wyraźniej wskazywało na znaczną oboczność facjalną formacji drobno- i gruboziarnistych, tak jak to jest zilustrowane na fig. 2.

 Fig. 2. Schemat litostratygraficzny kambru Gór Świętokrzyskich (według Orłowskiego 1975b i Kowalczewskiego i in. 2006, zmodyfikowany)

W tym kontekście wysoce prawdopodobna staje się interpretacja Jaworowskiego i Sikorskiej (2006), w której utwory piaszczyste są związane z grzbietami zrotowanych bloków podłoża, tworzących krawędź kratonu wschodnioeuropejskiego. Facje ilaste i mułowcowe występowałyby w obniżonych częściach bloków.
Postęp w rozpoznaniu utworów kambru nie byłby możliwy bez doskonalenia stratygrafii tego okresu. Jej podstawą są trylobity, a ostatnio także grupa enigmatycznych mikroskamieniałości pochodzenia roślinnego – akritarch (Orłowski 1968b, 1985a, 1985b, 1988; Szczepanik 2001, Żylińska 2001, Żylińska i Szczepanik 2009). O ile znalezienie tych ostatnich nie jest możliwe bez udziału specjalistycznych laboratoriów, o tyle trylobity znaleźć może każdy, komu wystarczy wytrwałości i spostrzegawczości. Stosunkowo często występują one w odsłonięciach antyklinorium klimontowskiego. Każde znalezisko ma tutaj dużą wartość naukową, stąd też nasz apel o przekazywanie informacji o znaleziskach naukowcom, którzy prowadzą systematyczne i specjalistyczne badania trylobitów kambryjskich.