Górnośląskie Zagłębie Węglowe jest regionalną jednostką geologiczną

występującą na Wyżynie Śląskiej i Krakowskiej, Kotlinie Morawskiej i Raciborsko-

-Oświęcimskiej oraz na Pogórzu Karpackim i pod Beskidami Zachodnimi. Jego

granice pokrywają się z wychodniami górnokarbońskich utworów węglonośnych na

obszarze Polski (Górny Śląsk) i Czech (Morawy) (rys.2a). Ma ono charakterystyczny

kształt trójkąta o wklęsłej podstawie i wierzchołku zwróconym ku północy. Obejmuje

powierzchnię około 7500 km2, z czego około 5800 km2 znajduje się w granicach

13

Rys. 1. Obszary górnicze kopalń w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym według stanu obowiązującego do

1989 roku (przed restrukturyzacją górnictwa)

Fig. 1. Mining areas in the Upper Silesian Coal Basin before restructuring of the mining industry until 1989

14

Rys. 2a. Mapa geologiczna odkryta (pod utworami czwartorzędu) Górnośląskiego Zagłębia Węglowego

wraz z elementami tektoniki (opracowana na podstawie prac: S. Doktorowicza-Hrebnickiego (1959,1968),

Z. Buły i A. Kotasa (1994), S.W. Alexandrowicza (1963), R. Kazuka (1994) i A. Różkowskiego (1971a,

2001a))

Fig. 2a. Geological map (post-Quaternary) of the Upper Silesian Coal Basin including tectonic elements

(after S. Doktorowicz-Hrebnicki (1959,1968), Z. Buła and A. Kotas (1994), S.W. Alexandrowicz (1963), R.

Kazuk (1994) and A. Różkowski (1971a, 2001a))

15

polskich, pozostała część w Czechach (Buła, Kotas 1994). Jest ono jedną z jednostek

platformy paleozoicznej położonej na przedpolu Karpat. Geneza i zasadnicze

uformowanie nastąpiło w czasie orogenezy waryscyjskiej, natomiast budowa

głębokiego podłoża jest zdeterminowana w głównej mierze wykształceniem

skonsolidowanych prekambryjskich jednostek strukturalnych. Najmłodsze elementy

budowy geologicznej uformowały się w okresie alpejskich ruchów tektonicznych.

Na skutek orogenezy alpejskiej nastąpiła przebudowa waryscyjskiego zapadliska

przedgórskiego (Kotas 1972, 1985). Przeważająca część GZW znalazła się w zasięgu

zapadliska przedkarpackiego wypełnionego utworami trzeciorzędu, a nawet

fragmentarycznie pod utworami fliszowymi Karpat (rys. 2a). Na pozostałym obszarze

w centralnej i częściowo wschodniej części wychodnie utworów węglonośnych

karbonu odsłaniają się na powierzchni, natomiast w północnej, a także wschodniej,

pokryte są utworami mezozoiku: triasu oraz jury, należącymi do monokliny śląsko-

-krakowskiej.

Rozwój serii węglonośnych karbonu w GZW nie jest równomierny. Największe

miąższości poszczególne serie osiągają w zachodniej części. Osady utworów karbonu

węglonośnego są uważane za wypełnienie basenu molasowego orogenu waryscyjskiego

(Kotas 1982), które powstały w warunkach klimatu tropikalnego. W dolnej

części kompleksu sedymentacja osadów nastąpiła w środowisku lądowo-morskim,

w środkowej  w limno-fluwialnym, zaś w górnej  we fluwialno-deltowym. Sedymentacja

była uwarunkowana zarówno przez prędkość subsydencji basenu, jak

i interakcje lokalnych środowisk, takich jak: rzeki, jeziora, torfowiska i morza, co

w efekcie doprowadziło do zróżnicowania facjalnego. Skały podłoża utworów

węglonośnych karbonu górnego obejmują utwory prekambru, kambru, dewonu

i karbonu dolnego.

Sumaryczna miąższość osadów węglonośnych oceniona jest na około 8500 m.

Zasoby węgla do głębokości około 2000 m oszacowano na 150 mld ton (Kwarciński

i inni 1999). Utwory węglonośne karbonu górnego tworzą trzy kompleksy

litologiczne: górną część asocjacji węglanowej zaliczanej do karbonu dolnego,

asocjację fliszową pogranicza karbonu górnego i dolnego oraz asocjację molasową

utworów węglonośnych karbonu górnego. W tej ostatniej wyróżnia się serie

litostratygraficzne, którymi są:

- Seria paraliczna (SP) (namur A) wykształcona jako utwory klastyczne (zlepieńce,

piaskowce, mułowce i iłowce) i fitogeniczne (łupki węglonośne i węgle).

Cykliczna budowa charakteryzuje się występowaniem w utworach lądowo-

-morskich paralicznych pokładów węgla z fauną morską, brakiczną i słodkowodną.

Składa się z warstw brzeżnych namuru A o zróżnicowanej miąższości:

gruszowskich (1260 m), pietrzkowickich (800 m), głównie w wy-kształceniu

mułowcowo-piaskowcowym, jaklowieckich (380 m) z przewagą iłowców i

porębskich (1100 m) przy spągu z ogniwem piaskowców oraz zlepieńców

zameckich.

- Górnośląska seria piaskowcowa (GSP) (namur B i C), z przewagą utworów

gruboklastycznych (piaskowce, zlepieńce) nad osadami ilasto-mułowcowymi,

16

utworzona jest z limnicznych warstw jejkowickich (150 m), siodłowych (140 m)

i rudzkich (800 m).

- Seria mułowcowa (SM) (westfal A i B), w której dominują osady mułowcowo-

-iłowcowe, a miejscami ławice piaskowców, złożona jest z warstw załęskich (1200

m) i orzeskich (600 m).

- Krakowska seria piaskowcowa (KSP) (westfal C i D) jest najmłodszą jednostką

litostratygraficzną karbonu węglonośnego. Stanowi ona stropową część lądowych

(limno-fluwialnych) utworów węglonośnych, składającą się głównie z osadów

gruboklastycznych (udział piaskowców i zlepieńców przekracza 70%). Zbudowana

jest z warstw łaziskich (1080 m) i libiążskich (560 m).

Na węglonośnych utworach karbonu leży klastyczna (bezwęglanowa) seria zwana

arkozą kwaczalską stefanu (Ak). Arkoza jest najmłodszym ogniwem na powierzchni

stropowej i zajmuje około 5% obszaru GZW we wschodniej jego części.

Wszystkie wyżej wymienione serie litostratygraficzne, występujące w przekroju

zachód-wschód (W-E), zostały przedstawione na rysunku 2b.

W opisanych seriach litostratygraficznych utworów karbonu spotyka się minerały

ilaste: kaolinit, haloizyt, illit, montmorillonity (smektyty) i serycyt; minerały

węglanowe: kalcyt, dolomit, ankeryt i syderyt, a także minerały tlenowe, siarkowe

i chlorkowe, takie jak: piryt, markasyt, goethyt, chloryt oraz kwarc, skalenie, miki,

meta- i ortokrzemiany wapniowo-magnezowe (pirokseny, amfibole, oliwiny) (Kuhl

1955).

Najstarszymi utworami przykrywającymi karbon są utwory permu. Są to osady

lądowe z wulkanitami powstałe w suchym klimacie. Perm jest reprezentowany przez

utwory czerwonego spągowca wykształcone jako zlepieńce myślachowickie (formacja

myślachowicka), składające się głównie z wapieni i dolomitów dewońskich, skał

dolnokarbońskich oraz otoczaków skał wylewnych. Młodszą jednostką

litostratygraficzną jest formacja Sławkowa (Kiersnowski 1991). W tej formacji

znaczący udział mają skały wulkaniczne (pokrywy lawowe i tufowe). Zlepieńce

myślachowickie znajdują się w pasie ciągnącym się od Dąbrowy Górniczej do

Krzeszowic oraz w postaci płatów w rejonie Tarnowskich Gór, natomiast intruzje skał

magmowych występują we wschodniej części Zagłębia (rys. 2a). Miąższość utworów

permu w obszarze GZW nie przekracza 200 m, a na jego wschodnim obrzeżeniu

dochodzi do 400 m.

Poza permem na sfałdowanych utworach karbonu, których rzeźbę powierzchni

przedstawiono na rysunku 3, występują pokrywy mezozoiczne i kenozoiczne. Utwory

mezozoiku występują w północnej, północno-wschodniej i wschodniej części GZW.

Największy obszar zajmują utwory triasu, które są przykryte osadami dolnej jury (rys.

2a). Tworzą one bardzo płaskie, nieckowate struktury ułożone łukiem od Gliwic przez

Bytom, Jaworzno po Chrzanów. Utwory triasu są rozwinięte w zasięgu niecki

bytomskiej oraz niecek chrzanowskiej, wilkoszyńskiej i długoszyńskiej (rys. 3).

Obserwuje się również występowanie izolowanych płatów triasu, między innymi

w rejonie Rybnika, Mikołowa, Lędzin i Chełma Śląskiego. Trias reprezentowany jest

przez osady dolnego pstrego piaskowca (warstwy świerklanieckie), górnego pstrego

piaskowca (retu), wapienia muszlowego i kajpru. Utwory te tworzą skrajnie południo17

Rys. 2b. Przekrój geologiczny (W-E) przez Górnośląskie Zagłębie Węglowe (według W. Kriegera):

Q  czwartorzęd, Tr  trzeciorzęd, T  Trias, AK  arkoza kwaczalska, KSP  krakowska seria piaskowcowa, SM  seria mułowcowa, GSP  górnośląska

seria piaskowcowa, SP  seria paraliczna

Fig. 2b. Geological-cross section (W-E) of the Upper Silesian Coal Basin (after W. Krieger):

Q  Quaternary, Tr  Tertiary, T Triassic, AK  Kwaczalska Arkoza,

KSP  Cracow Sandsone Series, SM  Mudstone Series, GSP  Upper Silesian Sandsone Series,

SP  Paralic Series

18

Rys. 3. Mapa geologiczno-strukturalna stropu utworów węglonośnych karbonu według

Z. Buły i A. Kotasa (1994) z wyróżnionymi strukturami morfologicznymi

Fig. 3. Geological-structural map of the top surface of the Carboniferous formation

after Z. Buła and A. Kotas (1994) with the morphological structures

19

wą i zachodnią część monokliny śląsko-krakowskiej. Dolny pstry piaskowiec

wykształcony jest głównie w postaci piaskowcowo-żwirowcowo-iłowcowych osadów

niekiedy o pstrym zabarwieniu, natomiast w górnym pstrym piaskowcu (recie) zalegają

morskie utwory zawierające oprócz piaskowców, mułowców i iłowców także

dolomity, margle, w których lokalnie występują wkładki anhydrytów i gipsów.

Miąższości górnego pstrego piaskowca (retu) mieszczą się w granicach od 20 do

60 m. W profilu wapienia muszlowego i kajpru dominują dolomity, wapienie oraz

margle. Maksymalne miąższości utworów triasu w zasięgu GZW nie przekraczają

230250 m.

Utwory jury występują wzdłuż wschodniego obrzeżenia w rejonie Chrzanowa

i Krzeszowic (rys. 2a). W okolicach Chrzanowa ułożone są one niezgodnie na

różnych, opisanych wyżej, osadach triasu. Osady jury reprezentowane są przez

wapienie skaliste, częściowo piaskowce z przewarstwieniami margli o miąższości do

100 m.

Utwory kenozoiku tworzą w GZW osady trzeciorzędu i czwartorzędu.

Trzeciorzęd, obejmujący piętro molasowe oraz fałdowe utworów fliszowych Karpat

leży niezgodnie na silnie zróżnicowanej morfologicznie powierzchni erozyjnej karbonu

i mezozoiku. Na powierzchni tej wyróżnia się znaczące doliny: Pilchowic, Strumienia,

Wilamowic i Skoczowa, a także kotliny zapadliskowe: Panewnik, Zawady,

Oświęcimia, rozdzielone przez grzbiety: Dębieńska, Żor, Pawłowic, Kaczyc i Cieszyna

(rys. 3). Formy te wykazują związek z regionalnymi uskokami lub strefami

uskokowymi o dużej amplitudzie zrzutu, tworzącymi schodową strukturę zachodniej

części zapadliska przedkarpackiego. W obszarze GZW trzeciorzęd reprezentowany jest

głównie przez utwory miocenu, lokalnie pliocenu, a także szczątkowo paleogenu

(Alexandrowicz 1963, 1964; Alexandrowicz i inni 1982; Dyjor, Sadowska 1986;

Garecka, Olszewska 1998; Jasionowski 1995; Olszewska 1999; Sadowska 1996).

W utworach miocenu B. Olszewska (1999) wyróżnia następujące wydzielenia:

formację z Zawoi, formację z Suchej (wczesny miocen  eggenburg), formację

zebrzydowicką (wczesny miocen  ottnang  karpat), formację kłodnicką (wczesny

miocen  karpat), formację dębowiecką (wczesny  środkowy miocen  karpat 

najniższy baden), formację skawińską (wczesny baden  moraw), formację z Krzyżanowic

(baden środkowy  moraw), formację z Wieliczki (baden środkowy  wielicz),

formację z Gliwic (kosow) oraz warstwy grabowieckie (późny baden  kosow).

Formację kłodnicką tworzą osady ilaste i piaszczyste powstałe w środowiskach

lądowym (słodkowodnym) i brakicznym. Miąższość jej wzrasta ku północy, od zera

w pasie nasunięcia karpackiego do kilkudziesięciu metrów wzdłuż północnej granicy

zapadliska przedkarpackiego, do Gliwic i dalej na południowy wschód w kierunku

Imielina i Oświęcimia. Maksymalną miąższość 150 m formacja kłodnicka osiąga

w rejonie Kędzierzyna. Formacja dębowiecka składa się ze zlepieńców i piaskowców

zbudowanych ze skał podłoża miocenu (Tołwiński 1950), a także utworów fliszu

karpackiego i karbonu (Buła, Jura 1983). Najlepiej została ona rozpoznana

w okolicach Cieszyna, gdzie jej miąższość dochodzi do 200 m. Formacje kłodnicka

i dębowiecka przykryte są utworami morskimi formacji skawińskiej, osadami ilastymi

i mułowcami zawierającymi przeławicenia piaszczyste, wkładki żwirowców, zle20

pieńców oraz wapieni. Formacje z Krzyżanowic i Wieliczki charakteryzują utwory

zawierające iły margliste, margle, ewaporaty solne (halit), siarczanowe (anhydryt,

gips) i węglanowe (wapienie). W rejonie RybnikŻoryOrzesze, w zasięgu kotliny

Zawady, utworzonej w rowie uskoku bełckiego, występuje złoże soli kamiennej. Do

formacji z Gliwic zostały zaliczone utwory zalegające ponad ewaporatami,

o wykształceniu ilasto-piaszczystym, w dolnej części zawierające wkładki tufowe i iły.

Miąższość osadów trzeciorzędu wzrasta ku południowi sięgając do 1100 m.

Utwory pliocenu, wypełniające formy dolin kopalnych, obserwowane są lokalnie

w północno-zachodniej części GZW. Osiągają tam miąższości w granicach od

kilkunastu do kilkudziesięciu metrów. Wykształcone są w postaci żwirów i piasków.

W skrajnie południowej części GZW na osady trzeciorzędu nasunięte są utwory

fliszu karpackiego stanowiące trzeciorzędowo-kredowe utwory fliszowe Karpat. Są

one wykształcone w postaci kompleksu iłowcowo-piaskowcowego. Miąższość tych

utworów jest zmienna w granicach od kilku do ponad trzystu metrów

Wśród utworów czwartorzędu wyróżnia się osady: lodowcowe, wodnolodowcowe,

rzeczne i eoliczne. Utwory lodowcowe wykształcone są w postaci glin zwałowych

z nieregularnie rozmieszczonymi soczewami piasków. Osady wodnolodowcowe

reprezentowane są przez piaski i żwiry z wkładkami glin. Podobnie wykształcone

są osady rzeczne. Utwory eoliczne reprezentowane są przez lessy i piaski.

Charakteryzuje je ograniczone rozprzestrzenienie. Największe miąższości utworów

czwartorzędu, osiągające 100 m, stwierdzono w dolinach rzecznych (Kotlicka 1964).

W utworach węglonośnych karbonu GZW zostały wydzielone trzy strefy

wykształcenia strukturalnego: tektoniki fałdowej, dysjunktywnej oraz fałdowo-

-blokowej. Strefa tektoniki fałdowej obejmuje obszar od zachodnich granic aż po linię

nasunięcia orłowsko-boguszowickiego. Równolegle do niego przebiega nasunięcie

michałkowicko-rybnickie (rys. 2a). Obie te struktury zanikają w południowych

regionach czeskiej części GZW, natomiast w rejonie Gliwic rozczłonkowane są

wachlarzowo w postaci nasunięć, uskoków oraz fałdów (Kuzak 1994). W północno-

-zachodniej części wszystkie struktury strefy fałdowej skręcają ku północnemu

wschodowi, przechodząc w fałdy wschódzachód. W stosunkowo wąskiej strefie

tektoniki fałdowej występuje w południowo-zachodniej części para rozległych niecek o

charakterze brachsynklin: niecka jejkowicka i chwałowicka (rys. 3), które rozdzielone

są nasunięciem michałkowicko-rybnickim oraz skomplikowane struktury fałdowonasunięciowe

w rejonie Gliwic (rys. 2a). Większość struktur w strefie tektoniki

fałdowej wykazuje kierunek SSWNNE, ale obserwuje się także obecność licznych

uskoków o różnych amplitudach zrzutu.

Największy obszar GZW, na wschód od nasunięcia orłowsko-boguszowickiego,

zajmuje strefa tektoniki dysjunktywnej. W jej zasięgu położona jest najrozleglejsza

struktura zwana niecką główną (rys. 3). Obejmuje ona obszar południowej i centralnej

części GZW po okolice Rudy Śląskiej, Katowic i Jaworzna na północy. Jest to bardzo

łagodna i rozległa forma synklinalna, której oś biegnie w kierunku WE przez

środkową część od rejonu Tychów po Chełmek w kierunku Zatora. Obszar jej jest

pocięty kilkoma równoleżnikowymi, znaczącymi uskokami, od północy na południe:

uskok kłodnicki, bełcki, ŻoryBrzeszczeJawiszowice, BzieCzechowiceMarcy21

poręba (rys. 2a), o bardzo dużych amplitudach zrzutu od 300 do 1000 m w kierunkach

WNWESE. Zrzuty mają kierunek południowy, co sprawia, że południowe skrzydło

niecki głównej wykazuje strukturę schodową (rys. 3). Na kontakcie strefy tektoniki

dysjunktywnej z nasunięciem orłowsko-boguszowickim występują struktury fałdowe o

niewielkim zasięgu, wśród których wyróżnia się antyklinalne struktury w rejonie

Jastrzębia. W obszarze objętym tektoniką dysjunktywną oprócz wspomnianych

równoleżnikowych uskoków przemieszczających utwory karbonu głównie ku

południowi, istnieje gęsta sieć uskoków o różnym przebiegu i zrzucie (Buła, Kotas

1994).

Strefą tektoniki fałdowo-blokowej jest objęta skrajnie północno-wschodnia

i wschodnia część GZW. Wyróżniają się tam asymetryczne brachstruktury (synkliny,

antykliny) o kulisowym ułożeniu, których osie w północnej części mają kierunek

WE, a dalej ku południowemu wschodowi zmieniają kierunek na NWSE. Podobnie

jak w strefie tektoniki dysjunktywnej występuje gęsta sieć uskoków o zmiennych

kierunkach przebiegu i zrzutach. Ich amplitudy na ogół nie przekraczają 100 m.

Należy podkreślić, że uskokom występującym w utworach karbonu towarzyszą

strefy spękań i szczelin oraz brekcji tektonicznych. Silniej spękane i zeszczelinowane

są zazwyczaj skały gruboklastyczne  piaskowce i zlepieńce, natomiast w obrębie skał

drobnoklastycznych  mułowców, iłowców oraz węgli gęstość spękań maleje,

a szczeliny występują rzadko (Jura 2001).

---