Volcanic gas-driven clastic intrusions near the Chełmiec rhyodacite massif, Intrasudetic Trough (SW Poland)
Abstract
Intruzje klastyczne generowane przez gazy wulkaniczne w okrywie masywu Chełmca (niecka śródsudecka)
Numerous, small clastic sills and dikes occur in fine-grained sediments near the contact with the Chełmiec rhyodacite massif in the Intrasudetic Trough. They arc composed of sand to granule grade clasts dispersed in an abundant fine-grained martix. The formation of these clastic intrusions is related to the Late Carboniferous subvolcanic activity and took place after the main stage of the host-rock consolidation. The emplacement of the Chełmiec subvolcanic body increased stress in surrounding rocks and, consequently, caused displacements, berecciation, and filling of open fissures with loose clastic material. Volcanic gases episodically released from the igneous intrusion caused fluidizalion of the brecciated material. The mobilized particles driven by gases invaded the sedimentary rocks along fissures and bedding surfaces. The temperature inside the clastic intrusions could have locally attained 450 to 480°C while at the channel walls it oscillated around 350°C. The thickness of thermally altered zones and the character of alterations indicate a very short time of effective heating and a high rale of injection and emplacement processes. Transport conditions and sedimentation from suspension facilitated the segregation of clasts with respect to size, shape, and density. Locally, due to the plastic behaviour of intruding clastic material and its cohesive freezing, fold-like structures were formed and preserved.
Celem pracy było krytyczne omówienie warunków i mechanizmu tworzenia się intruzji klastycznych stwierdzonych wśród osadów warstw żaclcrskich w rejonie ryodacylowego masywu Chełmca. Są lo niewielkie formy typu sillów i dajck wypełnione osirokrawędzistym, gruboklastycznym materiałem tkwiącym w obfitej masie wypełniającej. Powstanie intruzji klastycznych związane było z późnokarbońską działalnością subwulkaniczną w zachodniej części niecki wałbrzyskiej i nastąpiło po głównym etapie konsolidacji osadów otaczających na głębokości kilkuset melrów. Gorące gazy pochodzenia wulkanicznego przepływające pod wysokim ciśnieniem wzdłuż spękań i szczelin były głównym czynnikiem powodującym upłynnienie i transport zbrekcjowanego materiału skalnego. Upłynniony materiał w postaci gęstej zawiesiny intrudował w szczeliny oraz wykorzystywał powierzchnie międzylawicowe wypełniając powstające wolne przestrzenie. Warunki transportu i sedymentacji w sillach sprzyjały powstawaniu segregacji klastów ze względu na ich gęstość, wielkość i kształt. Efektywna temperatura w obrębie intruzji klastycznych przekraczała 350°C, a lokalnie osiągała 450 - 480°C. Znikoma miąższość strefy zmian lermicznych oraz ich charakter wskazują na bardzo krótki czas oddziaływania strumienia cieplnego oraz bardzo szybkie tempo inlrudowania i dcpozycji upłynnionego materiału klastycznego.
Numerous, small clastic sills and dikes occur in fine-grained sediments near the contact with the Chełmiec rhyodacite massif in the Intrasudetic Trough. They arc composed of sand to granule grade clasts dispersed in an abundant fine-grained martix. The formation of these clastic intrusions is related to the Late Carboniferous subvolcanic activity and took place after the main stage of the host-rock consolidation. The emplacement of the Chełmiec subvolcanic body increased stress in surrounding rocks and, consequently, caused displacements, berecciation, and filling of open fissures with loose clastic material. Volcanic gases episodically released from the igneous intrusion caused fluidizalion of the brecciated material. The mobilized particles driven by gases invaded the sedimentary rocks along fissures and bedding surfaces. The temperature inside the clastic intrusions could have locally attained 450 to 480°C while at the channel walls it oscillated around 350°C. The thickness of thermally altered zones and the character of alterations indicate a very short time of effective heating and a high rale of injection and emplacement processes. Transport conditions and sedimentation from suspension facilitated the segregation of clasts with respect to size, shape, and density. Locally, due to the plastic behaviour of intruding clastic material and its cohesive freezing, fold-like structures were formed and preserved.
Celem pracy było krytyczne omówienie warunków i mechanizmu tworzenia się intruzji klastycznych stwierdzonych wśród osadów warstw żaclcrskich w rejonie ryodacylowego masywu Chełmca. Są lo niewielkie formy typu sillów i dajck wypełnione osirokrawędzistym, gruboklastycznym materiałem tkwiącym w obfitej masie wypełniającej. Powstanie intruzji klastycznych związane było z późnokarbońską działalnością subwulkaniczną w zachodniej części niecki wałbrzyskiej i nastąpiło po głównym etapie konsolidacji osadów otaczających na głębokości kilkuset melrów. Gorące gazy pochodzenia wulkanicznego przepływające pod wysokim ciśnieniem wzdłuż spękań i szczelin były głównym czynnikiem powodującym upłynnienie i transport zbrekcjowanego materiału skalnego. Upłynniony materiał w postaci gęstej zawiesiny intrudował w szczeliny oraz wykorzystywał powierzchnie międzylawicowe wypełniając powstające wolne przestrzenie. Warunki transportu i sedymentacji w sillach sprzyjały powstawaniu segregacji klastów ze względu na ich gęstość, wielkość i kształt. Efektywna temperatura w obrębie intruzji klastycznych przekraczała 350°C, a lokalnie osiągała 450 - 480°C. Znikoma miąższość strefy zmian lermicznych oraz ich charakter wskazują na bardzo krótki czas oddziaływania strumienia cieplnego oraz bardzo szybkie tempo inlrudowania i dcpozycji upłynnionego materiału klastycznego.