Late Quaternary valley formation and neotectonic evolution of the Walbrzych Upland, Middle Sudeten Mts.

Dariusz Krzyszkowski, Renata Stachura

Abstract


Późnoczwartorzędowy rozwój dolin rzecznych i ewolucja neotektoniczna Pogórza Wałbrzyskiego, Sudety Środkowe, Polska południowo-zachodnia

The landscape of the Wałbrzych Upland developed for a long time during three main stages: the Oligocene-Early Pliocene, the Late Pliocene-Early Pleistocene and the Middle Pleistocene one. The latter is very complex, and is presented in detail in this paper. The Wałbrzych Upland was covered by continuous ice cover during the Odranian sub-stage (Early Saalian) and, at least in its marginal part, during the Elsterian. The thickness o f the ice was ca. 150 m during the last glacial stage. The pre-Elsterian fluvial system is poorly documented, although distinct traces of fluvial landscape from before the Odranian glaciation have been found. This fluvial system is documented by terraces with gravels, flattenings covered by tills which are presumably buried terraces, and the abandoned valleys. The pre-Odranian fluvial landscape shows ambiguous evidence of tectonic movements, except valley segments near the Sudetic Marginal Fault. Four stages of the post-Odranian valley development may be recognized, which are documented by four terraces: the Upper Terrace formed during the Wartanian/ Eemian, the Middle Terrace formed during the Middle Weichselian, the Lower Terrace formed during the Late Glacial/Early Holocene, and the Lowermost Terrace formed during the historical times. The post-Odranian valleys have been formed due to intensive and short-term uplift of the mountain upland with simultaneous re-activation of fault zones. The main geomorphological effects of this uplift include: formation of abandoned valleys; bottle-like shapes of newly incised valleys; formation of river gorges; highly irregular longitudinal profiles of channels; varying number of terraces and their heights along the valley thalvegs; tilting of terraces, truncation of terraces and formation of fault scarps along the Sudetic Marginal Fault. The main geological effects are: variable thickness of alluvial deposits due to rotation of bedrock blocks; synsedimentary thickness increase of alluvial deposits on some fault lines; and breaking of the continuity of some alluvial surfaces along the Sudetic Marginal Fault. The uplift of the Wałbrzych Upland was induced by isostatic rebound after the Odranian glaciation and localised extentional tectonics, being superimposed on each other. The total uplift during the late Quaternary was about 40-50 m. The uplift rates were at about 1.5 mm/year at the beginning (ca. 200,000-150,000 years BP), and much lower during the Late Pleistocene and Holocene (0.15-0.05 mm/year). The uplift, though very slight, continues until now.

Rzeźba Pogórza Wałbrzyskiego ukształtowała się w trzech etapach: oligoceńsko-wczesnoplioceńskim, późnoplioceńsko-wczesnoplęjstoceńskim i środkowoplejstoceńskim. Ten ostatni etap rozwoju rzeźby był najbardziej skomplikowany i jest on przedmiotem szczegółowych rozważań w zaprezentowanym artykule. Pogórze Wałbrzyskie było przykryte lądolodem skandynawskim w czasie ostatniego zlodowacenia tego obszaru, tj. w czasie zlodowacenia Odry (wczesny stadia! zlodowacenia środkowopolskiego) i co najmniej w swoich częściach brzeżnych w czasie zlodowacenia Elstery (południowopolskiego). Grubość lodu dochodziła do 150 m. Rzeźba fluwialna sprzed zlodowacenia Elstery jest słabo udokumentowana, natomiast obserwuje się liczne ślady takiej rzeźby sprzed zlodowacenia Odry. Jest ona udokumentowana przez terasy, spłaszczenia stokowe z pokrywami glin. które reprezentują pogrzebane terasy, oraz przez opuszczone (pogrzebane) doliny rzeczne. Ten przedodrzański system fluwialny wykazuje bardzo mały związek z tektoniką regionu, z wyjątkiem części dolin w pobliżu Sudeckiego Uskoku Brzeżnego. Po zlodowaceniu Odry, na Pogórzu Wałbrzyskim stwierdzono cztery fazy rozwoju rzeźby fluwialnej. udokumentowane przez terasy: terasę wysoką z okresu Warta/Eem. terasę średnią ze środkowego Vistulianu, terasę niską z późnego glacjału/początku holocenu i terasę najniższą powstałą już w czasach historycznych. Doliny po-odrzańskie były formowane w czasie krótkiego i bardzo intensywnego podnoszenia obszaru górskiego, z jednoczesnym uaktywnianiem stref uskokowych. Główne efekty morfologiczne tego podnoszenia to: butelkowy kształt nowo tworzonych dolin, powstanie odcinków przełomowych dolin, bardzo niewyrównane profile podłużne koryt rzecznych, zmienna liczba teras i ich wysokość wzdłuż dolin, pochylenie teras, obcięcie teras i skarpy uskokowe wzdłuż Sudeckiego Uskoku Brzeżnego. Główne efekty geologiczne to: zróżnicowana miąższość aluwiów w wyniku rotacyjnych ruchów podłoża, synsedymentacyjny wzrost miąższości aluwiów na skrzydłach zrzuconych niektórych uskoków i brak ciągłości niektórych pokryw aluwialnych poza Sudeckim Uskokiem Brzeżnym. Podnoszenie Pogórza Wałbrzyskiego nastąpiło najprawdopodobniej w wyniku odprężenia glaciizostatycznego po zlodowaceniu Odry, na które nałożyły się ruchy tektoniczne wzdłuż reaktywowanych uskoków. Całkowite, czwartorzędowe, tektoniczne podniesienie obszaru wynosi 40-50 m. Prędkość podnoszenia wynosiła początkowo 1,5 mm rocznie (ca. 200 000-150 000 lat BP), a potem, w późnym plejstocenie i holocenie, była znacznie mniejsza (0,15-0,05 mm rocznie). Podnoszenie to, choć bardzo małe, trwa do czasów obecnych.

Full Text:

PDF