Warstwy wałbrzyskie (dolny namur) w Zagłębiu Wałbrzyskim: analiza aluwialnej sedymentacji w basenie węglowym. [Wałbrzych Beds (Lower Namurian, Wałbrzych Coal Measures): analysis of alluvial sedimentation in a coal basin]

Abstract

Warstwy wałbrzyskie (dolny namur) stanowią najniższą, węglonośną jednostkę litostratygraficzną w profilu śródsudeckiego karbonu górnego. Praca przedstawia wyniki analizy facjalnej, której celem było zrekonstruowanie środowiska sedymentacji tej miąższej (ponad 200 m) serii osadów kontynentalnych. Depozycja warstw wałbrzyskich zachodziła w środowisku aluwialnej równiny rzek meandrujących, w którym akumulacja fitogeniczna związana była z niezbyt rozległymi bagnami torfowiskowymi na obszarze basenów powodziowych. Odtworzono anatomię facjalną badanej serii utworów oraz omówiono charakter procesów depozycyjnych i fizjografię środowiska jej sedymentacji. Rekonstrukcja paleogeograficzna wskazuje, że w początkowym stadium sedymentacji (niższa część warstw wałbrzyskich) rzeki meandrujące funkcjonowały przypuszczalnie jako duże koryta rozprowadzające w górnej (całkowicie lądowej) części aluwialnej równiny deltowej; paleogeograficznie jest to spójne z deltowym środowiskiem sedymentacji niżej ległego kulmu ze Szczawna (górny wizen). Na podstawie rekonstrukcji środowiska sedymentacji zostały omówione szczegółowo warunki akumulacji fitogenicznej w basenie wczesnonamurskim. Rozważania na temat tempa depozycji badanej serii węglonośnej prowadzą do wniosku o istnieniu znacznych luk stratygraficznych w jej profilu. Potwierdza to niezależnie korelacja profilów. Zaproponowano w pracy nową, ilościową metodę korelacji profilów serii węglonośnej, demonstrując jej zastosowanie na przykładzie wybranych profilów warstw wałbrzyskich. Metoda ta pozwala dodatkowo na ocenę względnego tempa depozycji w profilach i na identyfikowanie w nich luk stratygraficznych. Rozważania na temat stosunku warstw białokamieńskich do warstw wałbrzyskich prowadzą do stwierdzenia, że kontakt tych serii jest de pozycyjny i nie wiąże się z nim żadna istotna dyskordancja. Pracę kończy omówienie praktycznego aspektu analizy facjalnej i wskazanie na jej potencjalną przydatność w rozwiązywaniu niektórych problemów górniczych towarzyszących eksploatacji złoża węgla.Wałbrzych Beds (Lower Namurian, Wałbrzych Coal Measures): analysis of alluvial sedimentation in a coal basinAbstract The Wałbrzych Beds (Lower Namurian) are lowermost, coal-bearing lithostratigraphic unit (ca. 200 m thick) of the Intra-Sudetic Upper Carboniferous succession. This paper present the results of facies analysis performed to reconstruct the depositional environment and palaeogeography of this unit. The sediments of the Wałbrzych Beds were deposited in the environment of a meandering alluvial plain, where the development of peat swamps was mainly restricted to floodbasin areas of relatively limited extent. Facies anatomy of this coal-bearing alluvial succession has been reconstructed, and the depositional processes and physiography of its sedimentary environment are discussed in detail. Palaeogeographic reconstruction suggests that at an early depositional stage, represented by a lower interval of the Wałbrzych Beds profile, the meandering rivers were active as a system of large distributary channels within the upper (non-marine) part of an alluvial deltaic plain; this inference is consistent with a deltaic depositional setting already suggested in the literature for the underlying Kulm of Szczawno (Upper Visean). At a latter stage (upper interval of the Wałbrzych Beds) the depositional environment in the study area became physiographically similar to a typical meandering alluvial plain, lacking any intimate relationship with a deltaic system. This paleogeographic change is interpreted in terms of the alluvial system progradation. On the basis of the palaeoenvironmental reconstruction, the depositional setting of peat accumulation (coal origin) in this Early Namurian basin is discussed. A consideration of the depositional rate of sediments implies existence of considerable stratigraphic gaps in the profile of the Wałbrzych Beds. Numerous stratigraphic gaps are independently pointed out by the correlation of individual profiles. A rapid, quantitative method is proposed for an exact correlation of the individual profiles of coal-bearing succession. This simple technique, itself based on the statistical method of linear regression, allows also precise identification of stratigraphic gaps and provides an estimate of the differences in depositional rate between the compared profiles (rate ratio). The contact between the Wałbrzych Beds and the overlying Biały Kamień Beds has been interpreted by most of the previous authors as representing a regional erosional unconformity and a considerable stratigraphic gap. The arguments of these previous workers are critically discussed by the present author, and a conclusion is drawn that the aforesaid contact is depositional in character and the Biały Kamień Beds represent a typical time-transgressive unit; a very similar relationship is displayed by the base of the Wałbrzych Beds themselves. This entire relationship is due to a progradational nature of the depositional environments. In a final chapter of this paper the author considers some practical aspects of an application of facies analysis in solving many of the problems of coal exploration and development recently faced in the region.