4.1. Główne jednostki geologiczne

Antarktyda zajmuje centralną część antarktycznej płyty litosfery (ryc. 69). Na obszarze
kontynentu wyróżnia się trzy główne jednostki geologiczne: prekambryjską platformę

antarktyczną, obejmującą wschodnią jego część, platformę paleozoiczną, zajmującą
część zachodnią Antarktydy oraz alpejską strefę fałdową Półwyspu Antarktycznego
i przybrzeżnych rejonów mórz Bellingshausena i Amundsena. Platforma prekambryj-
ska i platforma paleozoiczna są fragmentami kontynentu Gondwany, w której skład

wchodziły aż do wczesnej jury; do eocenu jednostki te tworzyły jeden kontynent z Au-

stralią.

Fundament antarktycznej platformy prekambryjskiej składa się głównie z silnie

sfałdowanych gnejsów, granitognejsów, łupków krystalicznych, fyllitów, migmatytów
i marmurów. Skały te odsłaniają się wzdłuż wschodnich wybrzeży kontynentu. Z tego ob-
szaru (Ziemia Enderby) są znane najstarsze skały Ziemi, zwane enderbitami (alkaliczne
czarnokity), wieku 3,9 mld lat. Na fundamencie krystalicznym leżą neoproterozoiczne
i paleozoiczne skały osadowe i wulkaniczne tworzące pokrywę platformową.

Na zachód od platformy prekambryjskiej znajduje się platforma paleozoiczna,

której fundament składa się z metamorficznych skał proterozoiku (łupki krystaliczne,
gnejsy, migmatyty) oraz z lekko zmetamorfizowanych, kambryjskich i ordowickich skał
okruchowych i wulkanicznych miąższości do 10 km. Występują one na powierzchni

wzdłuż wybrzeży Morza Rossa, w górach: Horlick, Ellswortha i Transantarktycznych.

Skały te są poprzecinane licznymi intruzjami wieku staropaleozoicznego.

Od dewonu do kredy na obu obszarach platformowych osadzały się piaskowce

i łupki ilaste z przewarstwieniami węgla oraz wapienie, łącznej miąższości dochodzącej
do 3000 m; wśród tych utworów występują dwa poziomy tillitów, będące śladami zlodo-

waceń sprzed około 300 i 150 mln lat. Osady te leżą z reguły poziomo i są pocięte liczny-

mi uskokami wieku mezozoicznego i kenozoicznego oraz żyłami dolerytów triasowych
i jurajskich. Jedynie w Górach Ellswortha występują wczesnomezozoiczne struktury
fałdowe, zbudowane ze słabo zmetamorfizowanych osadów okruchowych i węglano-

""123

Ryc. 69. Geotektoniczna pozycja Antarktydy (wg E. Stumpa i R. W. Fairbridge'a 1975 - zmodyfikowana)

wych, miąższości ocenianej na około 10 km, powstających na pogrążającym się skraju

młodej platformy.

W erze kenozoicznej platformy antarktyczne podlegały silnym ruchom pionowym,

którym towarzyszyła działalność wulkaniczna. Powstały wówczas zrębowe wyniesienia,
zwane górami: Transantarktycznymi, Królowej Maud, Pensacola i Shackletona oraz
góry Ziemi Enderby i Ziemi Królowej Maud. Pasma te otaczają obniżoną część platfor-
my prekambryjskiej, zwaną centralną depresją antarktyczną. Na obszarze tej depresji
podłoże skalne pod lądolodem jest położone pod poziomem morza i jest słabo poznane.
Na obszarze platformy paleozoicznej znajduje się zapadlisko Rossa (w którym podło-
że skalne znajduje się 2,5 km pod powierzchnią oceanu) oraz zapadlisko Filchnera;
oba zapadliska powstały prawdopodobnie w czasie wczesnokenozoicznych ruchów tek-
tonicznych.

Alpejskie pasmo fałdowe Półwyspu Antarktycznego rozciąga się od Gór Ellswor-

tha na południu przez Ziemię Grahama do półwyspu Trinity na północy. Jego prze-
dłużeniem jest łuk wyspowy Antyli Południowych (Scotia), poprzez który łączy się z pa-
smem Andów. Antarktyczne alpidy są zbudowane z intensywnie sfałdowanych, neopro-
terozoicznych skał metamorficznych miąższości kilku kilometrów, paleozoicznych skał

wapiennych i okruchowych o miąższości do 16 km, sfałdowanych w końcu permu lub

124

w triasie, kontynentalnych osadów okruchowych i wulkanicznych wieku jurajskiego

oraz morskich osadów okruchowych wieku kredowego, sfaldowanych w późnej kredzie,
a także kenozoicznych law andezytowych i bazaltowych przewarstwionych piaskowcami
i zlepieńcami, łącznej miąższości do 2000 m. Swą budową geologiczną alpejskie pasmo
fałdowe przypomina Andy. Wyróżnić można szereg stref równoległych do osi pasma.
Część środkową zajmuje tzw. kordyliera centralna, zbudowana ze skał neoproterozoicz-
nych i paleozoicznych, sfaldowanych w czasie orogenezy hercyńskiej. Po obu stronach
kordyliery centralnej występują płytko- i głębokomorskie oraz lądowe osady mezozo-
iczne i kenozoiczne (łupki bitumiczne, piaskowce, mułowce, wapienie) oraz skały wul-
kaniczne. Ostatnie ruchy górotwórcze zachodziły tu w neogenie i spowodowały powsta-
nie wielkich zrębów i rowów tektonicznych.

Zlodowacenie Antarktydy rozpoczęło się w oligocenie, około 30 min lat temu, gdy

Antarktyda oderwała się od Australii i przemieściła się w strefę bieguna południowego.

4.2.

Platforma antarktyczna

Przeważająca część platformy prekambryjskiej platformy antarktycznej jest pokryta
lądolodem. Znaczna część skalnej powierzchni Antarktydy znajduje się poniżej pozio-
mu morza. Dlatego też informacje o jej budowie są do tej pory bardzo ograniczone
(ryc. 70).

Ryc. 70. Szkic jednostek geologicznych Antarktydy (wg E. Stupnickiej 1978 - zmodyfikowana)

125

4.2.1. Fundament krystaliczny

Platforma antarktyczna ma podłoże o konsolidacji epikarelskiej. Krystaliczny funda-
ment platformy dostępny jest do badań tylko na oceanicznym wybrzeżu. Zbudowany

jest on ze zmigmatyzowanych i zgranityzowanych gnejsów i łupków krystalicznych facji

granulitowej i amfibolitowej.

Wśród krystalicznych łupków i gnejsów wyróżnić można trzy grupy skał: 1) łupki

krystaliczne i gnejsy granatowo-biotytowe, granatowo-silimanitowe i kordierytowe, po-

wstałe w wyniku metamorfizmu kwarcytów, piaskowców arkozowych i łupków ilastych,

2) łupki krystaliczne piroksenowo-plagioklazowe, powstałe w wyniku metamorfizmu
zasadowych skał efuzywnych, margli i piaskowców szarogłazowych, 3) marmury.

Wśród skał fundamentu na szczególną uwagę zasługują czarnokity, które we

wschodniej Antarktydzie występują powszechnie. Zmetamorfizowane bazyty tworzą

sille i dajki, a granity typu rapakiwi spotykane są w materiale morenowym. Najstarsze
skały podłoża, wieku ok. 4 mld lat, zwane enderbitami, odsłaniają się na powierzchni
na Ziemi Enderby. Z Ziemi Królowej Maud znane są czarnokity i granulity o wieku
2,4 mld lat.

Biorąc pod uwagę skład petrograficzny, stopień metamorfizmu i strukturę, funda-

ment krystaliczny platformy antarktycznej jest podobny jak i na innych prekambryj-
skich platformach. Jednakże datowania wieku bezwzględnego nie dały nigdzie warto-
ści wyższej od 2 mld lat, co jest zapewne wynikiem regionalnego metamorfizmu skał
starszych.

W obrębie fundamentu stwierdzono występowanie wielkich, często izoklinalnych

fałdów o kierunkach NW-SE, N-S i W-E. Oprócz deformacji fałdowych powszechne są
również uskoki, uaktywniane w różnym czasie. Wiele z nich wykazuje neotektoniczną

aktywność. W rowach tektonicznych zachowały się kwarcytowo-łupkowe serie, zmeta-
morfizowane tylko w facji amfibolitowej. Przecinające je intruzje granitoidów mają

wiek 450-550 min lat.

4.2.2. Pokrywa platformowa

Pokrywa osadowa platformy antarktycznej składa się z osadów od górnego proterozo-
iku do jurajskich włącznie. W pokrywie wyróżnić można trzy kompleksy strukturalne:
neoproterozoiczny, dolnohercyński oraz górnopaleozoiczno-mezozoiczny.

Kompleks neoproterozoiczny jest zachowany tylko w dwóch rejonach wybrzeża

wschodniej Antarktydy: w zachodniej części Ziemi Królowej Maud i na Ziemi Królowej

Mary. Są to głównie zlepieńce, piaskowce i mułowce z pokrywami law bazaltowych, an-
dezytowych oraz tufów miąższości dochodzącej do 1000 m, znane pod nazwą formacji
Ritschera. Kompleks dolnohercyński oraz górnopaleozoiczno-mezozoiczny two-
rzy formacja Beacon, wypełniająca zapadlisko o tej samej nazwie.

Zapadlisko Beacon jest wypełnione przeważnie lądowymi osadami od syluru(?)

po jurę, wchodzącymi w skład formacji Beacon, wykazującej daleko idące podobień-
stwa z jednowiekową formacją o tej samej nazwie w południowej Afryce.

126

Dolną część formacji stanowią arkozowe lub kwarcowe, skośnie warstwowane pia-

skowce zawierające skamieniałości ryb lądowych. Tylko w górach Horlick występują te-
rygeniczne osady morskie z bardzo bogatą fauną trylobitów, głowonogów, ramieniono-
gów, mszywiołów.

Wyżej leżą kopalne moreny i osady fluwioglacjalne, zaliczane do górnego karbonu-

dolnego permu, powstałe w czasie późnopaleozoicznego zlodowacenia Gondwany. Na
nich spoczywają arkozowe piaskowce z przewarstwieniami mułowców i czarnych łup-
ków oraz pokładów węgla z liczną florą glossopterisową, pocięte intruzjami skał mag-
mowych, odsłaniające się na powierzchni w Górach Transantraktycznych. Skały te, ko-
relowane z afrykańską serią Ekka, są wieku późnopermskiego. Stropową część forma-
cji Beacon stanowią grube, lądowe osady detrytyczne z przewarstwieniami skał wulka-
nicznych z florą triasu i jury.

Skały formacji, leżące na ogół poziomo lub nachylone monoklinalnie pod nieznacz-

nym kątem, są pocięte licznymi dajkami i sillami dolerytów, gabr i bazaltów (miejscami
sille stanowią nawet do 35% miąższości całej formacji) wieku jurajskiego oraz uskokami
póżnomezozoicznymi i kenozoicznymi.

4.3. Platforma paleozoiczna

Podłoże platformy paleozoicznej zostało skonsolidowane w czasie ruchów kaledo-
ńskich, waryscyjskich i staroalpejskich, kiedy powstało kilka pasm orogenicznych (ryc.
71) odsłaniających się przede wszystkim w Górach Transantraktycznych (orogen Rossa)
oraz w Górach Ellswortha, górach Horlick i Górach Shackletona (orogen Ellswortha).

4.3.1. Orogen Rossa

Góry Transantarktyczne, ciągnące się na długości niemal 4000 km, powstały na skraju
prekambryjskiej platformy antarktycznej. Procesy prowadzące do ich utworzenia na-
stąpiły w późnym ordowiku, a łańcuch górski został nazwany orogenem Rossa. Wśród
skał, z których jest zbudowany wyróżnia się trzy formacje: Nimrod, Wilson i Rennick,
a także granitoidy Campbella. Były one fałdowane trzykrotnie: 1600-1500 mln lat
temu, 600 mln lat temu i ostatecznie około 450 mln lat temu w czasie orogenezy Rossa.
Na podłożu powstałym w czasie orogenezy działającej 1,6-1,5 mld lat temu powstały
grube osady okruchowe i wapienie przecięte żyłami kwaśnych wulkanitów i pokrywy

wulkaniczne o wieku około 630 mln lat. Podobnego wieku są też intruzje granitoidowe.

W czasie ruchów tektonicznych pod koniec neoproterozoiku (orogeneza Morza Nie-
dźwiedziego) powstał system izoklinalnych fałdów.

W neoproterozoiku i kambrze powstawały skały okruchowe, wapienie archeocjato-

we, a także wulkanity. Ich powstawanie zakończyła orogeneza Rossa w późnym ordowi-
ku. Nastąpiły silne fałdowania, częściowy metamorfizm, którym towarzyszyły intruzje

granitoidów. Granitoidowy magmatyzm trwał z różnym natężeniem do karbonu. Oro-
geneza Rossa działała również i w innych obszarach dzisiejszej Antarktydy. Struktury

127

Ryc. 71. Mapa strukturalna Antarktydy (wg N. J. Adiego 1972 - zmodyfikowana)

powstałe w czasie tej orogenezy występują w wielu miejscach w podłożu antarktycznych
Alpidów. Na Ziemi Mary Byrd występują sfałdowane i zmetamorfizowane skały osado-

we proterozoiku miąższości 5000 m, których metamorfizm oceniany jest na 475-445

mln lat. Korzenie orogenu można znaleźć też w Górach Ellswortha. Po intensywnej de-
nudacji w sylurze, która zrównała orogen, zaczęła się sedymentacja platformowa for-
macji Beacon. Skały tej formacji znane są z wybrzeża Morza Rossa, z Gór Shackletona
i Gór Pensacola, a także z Ziemi Wiktorii.

Skały formacji Beacon są rozdzielone niezgodnością na serię Taylora wieku dewoń-

skiego i serię Ziemię Wiktorii wieku permsko-jurajskiego. Seria Taylora, miąższości

128

dochodzącej do 3000 m, składa się ze skał okruchowych. Seria Ziemia Wiktorii to kar-

bońsko-permskie osady glacjalne, triasowe zlepieńce i piaskowce ze skamieniałościami
płazów Lystrosaurus oraz bazalty triasu i jury (ich powstanie związane jest z początko-

wym etapem rozpadu Gondwany).

4.3.2. Orogen Ellswortha

Orogen Ellswortha ciągnie się od Morza Weddela do Gór Ellswortha. Jest zbudowany
ze skał osadowych miąższości ponad 10 km, powstałych od neoproterozoiku po jurę.
Ruchy tektoniczne objęły zarówno struktury powstałe w czasie orogenezy Rossa, jak
i skały platformowej formacji Beacon. Były to zarówno ruchy pionowe, które nadały
orogenowi zrębową strukturę, jak i fałdowe. Ruchy te trwały z różną intensywnością od
najmłodszego paleozoiku po najniższą jurę. W wielu miejscach skały permu i triasu są
silnie sfałdowane.

Obszar orogenu Ellswortha, pierwotnie należący do platformy paleozoicznej, zo-

stał później włączony do struktur alpejskich kontynentu.

4.4.

Alpidy Półwyspu Antarktycznego

Struktury alpejskie Półwyspu Antarktycznego ciągną się od Gór Ellswortha przez Zie-
mię Grahama do półwyspu Trinity, kontynuując się w kierunku północnym w struktu-
rach Szetlandów i Orkadów Południowych.

Swą budową geologiczną struktury Półwyspu Antarktycznego przypominają Andy.

Tu również wyróżnia się kilka stref biegnących równolegle do osi głównego pasma (ryc.
72). W środkowej części znajduje się kordyliera centralna zbudowana ze skał przedme-
zozoicznych. Po jej stronie zachodniej ciągnie się strefa zbudowana z mezozoicznych
skał głębokomorskich (kordyliera zachodnia), po wschodniej zaś - ze skał płytkomor-
skich (kordyliera wschodnia).

Biorąc pod uwagę ewolucję geologiczną antarktycznych Alpidów, zwanych antark-

tandami, można w ich obrębie wyróżnić trzy różnowiekowe strefy: strefę staroantarktan-
dów, wulkaniczną strefę młodoantarktandów oraz perykratoniczną strefę zapadlisk.

Strefa staroantarktandów zajmuje Półwysep Palmera i przyległe wyspy oraz Zie-

mię Grahama i Ziemię Ellswortha. Pod względem strukturalnym znajduje się ona na ob-
szarze kordyliery centralnej i kordyliery zachodniej. Najstarsze skały to sfałdowany i zme-
tamorfizowany w różnym stopniu kompleks fyllitów, gnejsów i wulkanitów intrudowa-
nych różnowiekowymi granitoidami neoproterozoiku i dolnego paleozoiku, sfałdowany

w czasie orogenezy Rossa, nazywany kompleksem Scotia. Ma on miąższość 25 km. Na

nim leży sfałdowany i słabo zmetamorfizowany, głębokomorski kompleks THnity
miąższości 4000 m, zbudowany ze skał fliszowych wieku karbońsko-permskiego, sfałdo-

wany w czasie ruchów waryscyjskich. Wyższą pozycję zajmują jurajskie i dolnokredowe

skały okruchowe z pokrywami andezytów, ryolitów i tufów, a także grubookruchowe osa-
dy molasowe wieku jurajsko-kredowego. Pod koniec kredy powstały wielkie intruzje gra-
nitoidowe i diorytowe. Fałdowanie tego kompleksu i kompleksów starszych nastąpiło

w najniższym paleogenie. Jego intensywność była bardzo zróżnicowana.

129

Ryc. 72. Szkic alpejskiego pasma fałdowego Półwyspu
Antarktycznego (wg G. E. Grikurowa 1973)

Wulkaniczna strefa młodoantarktandów ciągnie się wzdłuż zachodnich wybrze-

ży Antarktydy od Ziemi Wiktorii przez Ziemię Mary Byrd aż po Szetlandy Południowe.
Wulkaniczne skały tej strefy leżą niezgodnie na strukturach staroantarktandów. Wyzna-
czają one granicę między antarktyczną a pacyficzną płytą litosfery. Jako przewarstwie-
nia w skałach wulkanicznych występują osady okruchowe ze szczątkami flory i lądowej
fauny neogenu. W obrębie strefy wyróżnia się prowincje: Ziemi Wiktorii, Ziemi Mary

Byrd i Szetlandów Południowych. W podłożu neogeńskich i czwartorzędowych skał

wulkanicznych prowincji Ziemi Wiktorii znajduje się fragment zerodowanego orogenu

Rossa i formacja Beacon. Występują tu liczne wygasłe wulkany, np. Mt. Elektrim, Mt.
Murdo i in., a także czynne wulkany Erebus, Terror i Melbourne. Skały wulkaniczne
prowincji to przede wszystkim bazalty oliwinowe i augitowe, a także trachity, trachyba-
zalty i trachyfonolity.

W obrębie prowincji Ziemi Mary Byrd znajdują się liczne stożki wulkaniczne. Do

czynnych należą wulkany Berlin i Waesche. W południowej części prowincji dominują
bazalty oliwinowe, andezyty i fonolity, w części północnej zaś - trachity porfirowe i ba-

zalty oliwinowe. W podłożu tych skał znajdują się struktury orogenu Rossa, a także kre-
dowe granitoidy przecinające osady mezozoiku.

Prowincja Szetlandów Południowych zajmuje wyspy oraz część Półwyspu Palmera.

Neogeński wulkanizm przetrwał w niektórych miejscach do dzisiaj, np. na wyspie Decep-
tion. Dominującym typem wulkanizmu jest wulkanizm alkaliczno-wapniowy. W podłożu
skał wulkanicznych znajdują się sfałdowane skały paleozoiczne i mezozoiczne. Na wy-
spach znane są osady paleogeńskie i neogeńskie, zarówno lądowe, jak i morskie.

Perykratoniczna strefa zapadlisk obejmuje zapadlisko Rossa i zapadlisko

Weddela, wypełnione molasowymi osadami mezozoiku i kenozoiku z grubymi prze-
warstwieniami skał wulkanicznych. Strefę tę można traktować jako odpowiednik zapa-

dliska La Platy-Orinoko w Ameryce Południowej.

130

Ć W I C Z E N I A

1. Z Atlasu świata surowce mineralne występujące na obszarze Antarktydy.

2. Wypisz w dwóch kolumnach podobieństwa i różnice między skalami paleozoicznymi

Antarktydy i Australii.

P Y T A N I A K O N T R O L N E

1. Jak nazywają się alkaliczne czarnokity z Ziemi Enderby na Antarktydzie?

2. Jakie są główne jednostki tektoniczne Antarktydy?

3. Co stanowi „pomost" między alpejskimi strukturami Andów i Półwyspu Antarktycznego?

4. Czy formacja Ritschera jest wieku dolnopaleozoicznego?

5. Czy zapadlisko Beacon leży na antarktycznej platformie paleozoicznej?

6. Czy w budowie alpidów Półwyspu Antarktycznego biorą udział skały wulkaniczne?

7. Jak zbudowane są alpejskie struktury Antarktydy?

8. Kiedy nastąpiło kenozoiczne zlodowacenia Antarktydy?

T E S T

Poniższym sformułowaniom przyporządkuj właściwe słowa znajdujące się w kolumnie po
prawej stronie w niewłaściwej kolejności:

Zapadlisko w obrębie perykratonicznej strefy zapadlisk
alpejskiej strefy fałdowej Antarktydy

Granitoidy Campbella

Zapadlisko w obrębie prekambryjskiej platformy antarktycznej Beacon
Najstarsze skały Antarktydy

Góry Ellswortha

Znajdują się w obrębie orogenu Rossa

Centralna depresja antarktyczna

Formacja, w obrębie której znajdują się szczątki płazów

Lystrosaurus

Orkady Południowe

Leżą w obrębie platformy paleozoicznej Antarktydy

Ecca

Kompleks skał wulkanicznych neoproterozoiku
na antarktycznej platformie prekambryjskiej

Zapadlisko Rossa

Należą do wulkanicznej strefy młodoantarktandów

Formacja Ritschera

Od nazwy tych gór pochodzi nazwa orogenezy na Antarktydzie Enderbity
Platformowa seria wieku permskiego

Góry Transantarktyczne

Literatura polecana

W. E. Chain, 1911: Regionalnaja geotektonika. Siewiernaja i Jużna Amieńka, Antarktida i Afrika. Izd. „Niedra",

Moskwa.

Z. Misar, 1987: Regionalni geologie sveta. Academia Praha.
M. G. Rvic, G. E. Grigurov, 1970: Osnovnyje czerty tektoniki Antarktidy. Soviet. Geol., 1.
R. W. Fairbridge (red.): The Encyclopedia of World Geology. Part I (Antarctica). Dowden Hutchinson & Ross

Inc., Stroudsberg, Pensylwania.

B. Stonehouse (red.), 2002: Encyclopedia of Antarctica and the Southern Oceans. John Willey & Sons, LTD.
E. Stupnicka, 1978: Zarys geologii regionalnej świata. Wyd. Geol., Warszawa.

131