Structural record of Variscan thrusting and subsequent extensional collapse in the mica schist from vicinities of Kamieniec Zabkowicki, Sudetic foreland, SW Poland
Abstract
Deformacja w łupkach łyszczykowych z okolic Kamieńca Ząbkowickiego na bloku przedsudeckim: waryscyjska tektonika płaszczowinowa i kolaps ekstensyjny
Two tectonic units of different metamorphic grade can be distinguished in the mica schists which crop out at the eastern margin of the Sudetic foreland near Kamieniec Ząbkowicki. The Kamieniec unit comprises mica schists containing garnet, staurolite and andalusite porphyroblasts, whereas the Byczeń unit is composed of mica schists having porphyroblasts of albite. The Byczeń unit is situated to the west of the Kamieniec unit in the north of the study area. The reverse order of the two units apparent in the south of that area results from displacement of their tectonic contact along a shallow WSW-dipping normal-slip shear zone cross-cutting earlier steeply dipping structures. Both the Kamieniec and Byczeń tectonic units are exposed on the inverted limb of a large SE-vergent synform, F2, as indicated by NW asymmetry of mesofolds and by gently inclined cleavage S2 intersecting the steep foliation Si. The hinge zone of this fold is occupied by an orthogneiss body and the normal limb is represented by paragneiss of the Chałupki unit exposed further east. The mica schists in the vicinities of Kamieniec Ząbkowicki have recorded three deformation events, Di, D2 and D3. Deformation Di produced the main foliation Si, which, in the study area is now steeply NW-dipping. The locally preserved Li stretching lineation is trending, in general, E-W, although it is locally reoriented on the limbs of younger folds F2. The axes of the F2 folds are oriented NE-SW and the accompanying penetrative axial cleavage S2 show gentle dips to the W, SW or NW. The S2 foliation is represented either by crenulation cleavage or, more frequently, by transposition foliation that has completely replaced the older foliation Si. Intersecting S2 and Si surfaces define penetrative lineation L2, the most prominent linear structure in the area. Deformation D3 was confined to low-angle normal-slip shear zones dipping to the SW. The S3 foliation within the shear zones is parallel to S2, whereas the L3 stretching lineation parallels the intersection lineation L2. Kinematic indicators point to an E-directed overthrusting of the Byczeń unit by the Kamieniec unit during the Di event. The tectonic juxtaposition of both units resulted in metamorphic grade inversion. The subsequent deformation D2 involved an irrotational shortening in the NW-SE direction, which produced the large-scale NE-SW-trending synform F2. Its western, inverted limb was subjected to an intense subvertical shortening. The progressive shortening was followed by development of normal-slip shallow-dipping shear zones D3 showing top-to-SW or to-WSW sense of shear. The normal-slip shearing was related to SW-directed extensional collapse D3 at the eastern margin of the Sudetic foreland.
W łupkach łyszczykowych okolic Kamieńca Ząbkowickiego wydzielamy dwie jednostki tektoniczne Kamieńca i Byczenia, różniące się stopniem metamorfizmu. Pierwsza z nich obejmuje łupki łyszczykowe z porfiroblastami granatu, staurolitu i andaluzytu, podczas gdy do drugiej należą łupki z porfiroblastami albitu. W skali całego metamorfiku Kamieńca Ząbkowickiego jednostka Byczenia występuje generalnie na zachód od jednostki Kamieńca, tak jak ma to miejsce w rejonie wsi Stolec. Odwrotne rozmieszczenie wychodni tych jednostek między Kamieńcem Ząbkowickim a Byczeniem jest efektem przemieszczenia na połogiej, zrzutowo-normalnej strefie ścinania o upadzie ku WSW. Orientacja kliważu S2 nachylonego mniej stromo niż foliacja Si oraz północno-zachodnia asymetria fałdów mezoskopowych dowodzą, że obie jednostki tektoniczne występują na krótszym skrzydle makrosynformy obalonej ku SE. Dłuższemu skrzydłu synformy odpowiadają natomiast wychodnie paragnejsów wschodniej części metamorfiku Doboszowic (jednostka Chałupek). W łupkach łyszczykowych z okolic Kamieńca Ząbkowickiego wyróżniliśmy trzy zespoły struktur deformacyjnych odpowiadające trzem etapom deformacji Di, D2 i D3 o zasięgu regionalnym. W etapie Di powstała foliacja Si zapadająca dziś w obszarze badań stromo ku NW oraz, zaznaczająca się tylko sporadycznie, lineacja z rozciągania Li. Generalny przebieg lineacji Li jest zbliżony do kierunku E-W, choć lokalnie uległa ona reorientacji na skrzydłach młodszych fałdów F2. Podczas etapu D2 foliacja Si została zdeformowana w fałdy F2 o osiach NE-SW. Kliważ osiowy fałdów F2 ma łagodne nachylenie ku W, SW lub NW. Miejscami ma formę kliważu krenulacyjnego, a miejscami tworzy nową penetratywną foliację S2 zacierającą starsze powierzchnie Si. W efekcie przecięcia kliważu S2 ze starszą foliacją Si, powstała penetratywna lineacja intersekcyjna L2 o przebiegu NE-SW, będąca główną strukturą linijną w badanym terenie. Deformacja D3 skoncentrowała się w strefach ścinania o upadzie ku SW, w których foliacja S3 jest równoległa do S2, a lineacja z rozciągania L3 jest równoległa do L2. Analiza wskaźników kinematycznych dowodzi, że deformacja Di wiązała się z transportem tektonicznym ku E. Etap D2 zachodził natomiast w efekcie koaksjalnego skrócenia o kierunku NW-SE. Konsekwencją rosnącego skrócenia było powstanie niskokątowych, normalnych stref ścinania D3 o zwrocie “strop-ku-SW” lub “ku-WSW”. W etapie Di jednostki tektoniczne Kamieńca i Chałupek nasunęły się kolejno na jednostkę Byczenia, co doprowadziło do tektonicznej inwersji stopnia metamorfizmu. W etapie D2 powstała makrosynforma F2 o osi NE-SW. Jej krótsze skrzydło uległo silnemu skróceniu w kierunku pionowym. W etapie D3 rozwinął się kolaps ekstensyjny ku SW, a wzdłuż wschodniej krawędzi bloku sowiogórskiego powstała przesuwcza, lewoskrętna strefa dyslokacyjna Niemczy.
Two tectonic units of different metamorphic grade can be distinguished in the mica schists which crop out at the eastern margin of the Sudetic foreland near Kamieniec Ząbkowicki. The Kamieniec unit comprises mica schists containing garnet, staurolite and andalusite porphyroblasts, whereas the Byczeń unit is composed of mica schists having porphyroblasts of albite. The Byczeń unit is situated to the west of the Kamieniec unit in the north of the study area. The reverse order of the two units apparent in the south of that area results from displacement of their tectonic contact along a shallow WSW-dipping normal-slip shear zone cross-cutting earlier steeply dipping structures. Both the Kamieniec and Byczeń tectonic units are exposed on the inverted limb of a large SE-vergent synform, F2, as indicated by NW asymmetry of mesofolds and by gently inclined cleavage S2 intersecting the steep foliation Si. The hinge zone of this fold is occupied by an orthogneiss body and the normal limb is represented by paragneiss of the Chałupki unit exposed further east. The mica schists in the vicinities of Kamieniec Ząbkowicki have recorded three deformation events, Di, D2 and D3. Deformation Di produced the main foliation Si, which, in the study area is now steeply NW-dipping. The locally preserved Li stretching lineation is trending, in general, E-W, although it is locally reoriented on the limbs of younger folds F2. The axes of the F2 folds are oriented NE-SW and the accompanying penetrative axial cleavage S2 show gentle dips to the W, SW or NW. The S2 foliation is represented either by crenulation cleavage or, more frequently, by transposition foliation that has completely replaced the older foliation Si. Intersecting S2 and Si surfaces define penetrative lineation L2, the most prominent linear structure in the area. Deformation D3 was confined to low-angle normal-slip shear zones dipping to the SW. The S3 foliation within the shear zones is parallel to S2, whereas the L3 stretching lineation parallels the intersection lineation L2. Kinematic indicators point to an E-directed overthrusting of the Byczeń unit by the Kamieniec unit during the Di event. The tectonic juxtaposition of both units resulted in metamorphic grade inversion. The subsequent deformation D2 involved an irrotational shortening in the NW-SE direction, which produced the large-scale NE-SW-trending synform F2. Its western, inverted limb was subjected to an intense subvertical shortening. The progressive shortening was followed by development of normal-slip shallow-dipping shear zones D3 showing top-to-SW or to-WSW sense of shear. The normal-slip shearing was related to SW-directed extensional collapse D3 at the eastern margin of the Sudetic foreland.
W łupkach łyszczykowych okolic Kamieńca Ząbkowickiego wydzielamy dwie jednostki tektoniczne Kamieńca i Byczenia, różniące się stopniem metamorfizmu. Pierwsza z nich obejmuje łupki łyszczykowe z porfiroblastami granatu, staurolitu i andaluzytu, podczas gdy do drugiej należą łupki z porfiroblastami albitu. W skali całego metamorfiku Kamieńca Ząbkowickiego jednostka Byczenia występuje generalnie na zachód od jednostki Kamieńca, tak jak ma to miejsce w rejonie wsi Stolec. Odwrotne rozmieszczenie wychodni tych jednostek między Kamieńcem Ząbkowickim a Byczeniem jest efektem przemieszczenia na połogiej, zrzutowo-normalnej strefie ścinania o upadzie ku WSW. Orientacja kliważu S2 nachylonego mniej stromo niż foliacja Si oraz północno-zachodnia asymetria fałdów mezoskopowych dowodzą, że obie jednostki tektoniczne występują na krótszym skrzydle makrosynformy obalonej ku SE. Dłuższemu skrzydłu synformy odpowiadają natomiast wychodnie paragnejsów wschodniej części metamorfiku Doboszowic (jednostka Chałupek). W łupkach łyszczykowych z okolic Kamieńca Ząbkowickiego wyróżniliśmy trzy zespoły struktur deformacyjnych odpowiadające trzem etapom deformacji Di, D2 i D3 o zasięgu regionalnym. W etapie Di powstała foliacja Si zapadająca dziś w obszarze badań stromo ku NW oraz, zaznaczająca się tylko sporadycznie, lineacja z rozciągania Li. Generalny przebieg lineacji Li jest zbliżony do kierunku E-W, choć lokalnie uległa ona reorientacji na skrzydłach młodszych fałdów F2. Podczas etapu D2 foliacja Si została zdeformowana w fałdy F2 o osiach NE-SW. Kliważ osiowy fałdów F2 ma łagodne nachylenie ku W, SW lub NW. Miejscami ma formę kliważu krenulacyjnego, a miejscami tworzy nową penetratywną foliację S2 zacierającą starsze powierzchnie Si. W efekcie przecięcia kliważu S2 ze starszą foliacją Si, powstała penetratywna lineacja intersekcyjna L2 o przebiegu NE-SW, będąca główną strukturą linijną w badanym terenie. Deformacja D3 skoncentrowała się w strefach ścinania o upadzie ku SW, w których foliacja S3 jest równoległa do S2, a lineacja z rozciągania L3 jest równoległa do L2. Analiza wskaźników kinematycznych dowodzi, że deformacja Di wiązała się z transportem tektonicznym ku E. Etap D2 zachodził natomiast w efekcie koaksjalnego skrócenia o kierunku NW-SE. Konsekwencją rosnącego skrócenia było powstanie niskokątowych, normalnych stref ścinania D3 o zwrocie “strop-ku-SW” lub “ku-WSW”. W etapie Di jednostki tektoniczne Kamieńca i Chałupek nasunęły się kolejno na jednostkę Byczenia, co doprowadziło do tektonicznej inwersji stopnia metamorfizmu. W etapie D2 powstała makrosynforma F2 o osi NE-SW. Jej krótsze skrzydło uległo silnemu skróceniu w kierunku pionowym. W etapie D3 rozwinął się kolaps ekstensyjny ku SW, a wzdłuż wschodniej krawędzi bloku sowiogórskiego powstała przesuwcza, lewoskrętna strefa dyslokacyjna Niemczy.