Budowa geologiczna okolic Lidy
Z historii badań

 

W latach międzywojennych z inicjatywy prof. dr Stanisława Małkowskiego, kierownika Zakładu Geologii Uniwersytetu Stefana Batorego w Wilnie, przystąpiono do rozpoznania budowy geologicz­nej ówczesnej Polski północno-wschodniej. W tym celu na przełomie lat 20-tych i 30-tych ubiegłego wieku wykonano kilka wierceń m. in przy studni kolejowej w Lidzie. Osiągnięto głębokość 270,00 m.
Jak wynika z obserwacji, środowisko decyduje o charakterze, powstających skał. Inne osady będą się tworzyły w zastoiskach i jeziorach, inne w morzach płytkich, jeszcze inne w głębokich zbiornikach. Wymienione środowiska zamieszkują odrębne zespoły organizmów, zachowane w skałach w postaci skamieniałości.
Analizując skały otrzymane z rdzenia wiertniczego, ich skład chemiczny, strukturę można odtworzyć warunki jakie panowały w przeszłości geologicznej na badanym obszarze. Wzgórza, na których dzisiaj dumnie wznoszą się ruiny zamków Giedymina powstały dzięki działalności lodowców. Natomiast skały starsze tworzyły się w zbiornikach słodkowodnych a przede wszystkim w środowisku morskim, świadczącym, iż w okolicach Lidy w dalekiej przeszłości istniało morze.
Nieodparcie nasuwa się znana anegdota: "Geolog widzi siedzącego na skale górala. Mówi - baco, tu gdzie siedzicie było morze. Pada odpowiedź - panocku, 70 lat żyję i nijakiego morza tu nie widziałem".
Oto różnica w pojmowaniu czasu. Innymi jednostkami mierzymy trwanie, choćby najdłuższego życia ludzkiego, a innymi zjawiska kształtujące oblicze Ziemi. Są to długie, wręcz niewyobrażalnie długie odcinki czasu mierzone w milionach i miliardach lat. Przyjmuje się, że wiek Ziemi liczy około 4,5 miliarda lat. Najstarsze dzieje są niestety prawie nieczytelne. Powstałe w tym czasie skały ulegały wielokrotnym przemianom, które całkowicie zmieniły ich pierwotny charakter. W wyniku ruchów górotwórczych dostawały się wgłąb Ziemi, gdzie pod wpływem wysokich temperatur ulegały przetopieniu, a pod wpływem wysokiego ciśnienia - sprasowaniu. Ich pierwotne cechy, takie jak skład chemiczny i struktura uległy zatarciu. Powstałe w tych warunkach skały określamy mianem skał przeobrażonych lub metamorficznych, posługując się terminem zaczerpniętym z języka greckiego. Wymienione skały powstawały w bardzo długim przedziale czasu, bo od 4,5 miliarda lat do około 600 milionów lat temu.
Od momentu w którym w miarę dokładnie odczytujemy warunki panujące na naszym globie tj. od około 600 milionów lat, od początku ery paleozoicznej prawie cały obszar Białorusi był lądem, wchodził wskład tzw. Lądu Północnego (fig. 1).
Na północnym-zachodzie tego Lądu wznosiły się Góry Kaledońskie obejmujące część Wielkiej Brytanii po Góry Skandynawskie. Góry Kaledońskie zostały ostatecznie wypiętrzone 400-450 milionów lat temu. Były to potężne góry o wysokościach przekraczających 4.000 m. Ląd Północny na wschodzie sięgał do Uralu. Ural w tym czasie był wąską, głębokowodną bruzdą.
Europę Zachodnią przykrywało morze, na przeważającym obszarze płytkie, ciepłe, zamieszkałe przez liczną i zróżnicowaną faunę.
W Centralnej Europie istniała Środkowoeuropejska Wyspa, powstała podczas ruchów górotwórczych, które na północy wyniosły Góry Kaledońskie. Na Lądzie Północnym w środkowym paleozoiku tj. około 400 milionów lat temu tworzyły się osady piaszczysto-ilaste o charakterystycznym czerwonym zabarwieniu, świadczącym iż w tym czasie panował klimat ciepły, zbliżony do pustynnego. Piaskowce tego typu zostały m.in. odkryte w wierceniu w Nieświeżu na głębokości 149,50 do 153,50 w.
Brak osadów tego wieku w wierceniu w Lidzie wskazuje, iż był to obszar wyniesiony, na którym osady nie powstawały lub uległy erozji w późniejszym czasie.
Całkowita przebudowa Europy nastąpiła w mezozoiku, w górnej kredzie tj. około 100 milionów lat temu. Na teren Lądu Północnego z zachodu wkroczyło morze. Było to morze płytkie, zamieszkałe przez liczną faunę. Przeważały małże i ramienionogi. W wierceniu w Lidzie na głębokości 174,99-177,35 m oraz 178,55-181,20 m znaleziono zęby rekina.
Morze, które występowało na terenie Białorusi miało szeroki zasięg. Na zachodzie łączyło się z Morzem Europejskim. Na północy dominował wyniesiony Masyw Skandynawski.
Na tarenie Europy Środkowej, niewiele ponad poziom morza wynurzały się izolowane wyspy (fig. 2).
Na przełomie kredy i trzeciorzędu tj. około 70 milionów lat temu morze ostatecznie wycofało się z terenów Europy. Teren Białorusi wchodził w skład rozległego lądu tzw. Platformy Wschodnioeuropejskiej. Obszar ten budują wyniesione metamorficzne skały prekambryjskie. Platformę otaczają pasma górskie: na północy Skandynawskie Góry Kaledońskie, na wschodzie hercyńskie pasmo Uralu, a na południu alpejskie strefy fałdowe Kaukazu (fig. 3).
Skały prekambryjskie występują na Platformie na zróżnicowanych głębokościach. Na powierzchni ukazują się na Tarczy Bałtyckiej oraz na Masywie Wołyńsko-Azowskim.
Jak wykazały najnowsze badania geologiczne wiercenie w Lidzie zostało usytuowane na wyniesieniu Mazursko-Białoruskim, gdzie skały prekambryjskie przykryte są niegrubym, bo kilkusetmetrowym płaszczem utworów czwartorzędowych, trzeciorzędowych i górnokredowych.
Wyniesienie Mazursko-Białoruskie od południa jest obcięte zespołem uskoków, które obniżają podłoże krystaliczne do kilku tysięcy metrów tworząc strukturę Rowu Prypeci.
Dzisiejszy obraz Europy ostatecznie uformowały fałdowania alpejskie przejawiające swą działalność od 70 milionów lat temu do dziś. Mapa, którą możemy zrekonstruować przedstawia się następująco. Na północy wznosiły się Góry Kaledońskie, jeszcze wysokie, bo liczące około 4000 m do 3000 m.
Europa Środkowa powstała w wyniku fałdowań hercyńskich (zwanych niekiedy waryscyjskimi), które zaznaczyły się w górnym paleozoiku tj. około 300-320 milionów lat temu. Na południu Europy w orogenezie alpejskiej powstały łańcuchy gór: Pireneje, Alpy, Dynarydy, Apeniny przechodzące na wschodzie w łańcuchy Kaukazu i dalej w struktury Himalaidów.
Orogeneza alpejska spowodowała nie tylko wypiętrzenie najwyższych gór na globie ziemskim. W wyniku zmian jakie zachodziły w atmosfe­rze wyginęła większość morskich i lądowych zwierząt. Okres ten określa się mianem kataklizmu, gdyż wymarły m.in. gady, zwierzęta dominujące w mezozoiku. Czy rzeczywiście przyczyn należy szukać w zmianach zarysów lądów i mórz, w zmianach składu atmosfery? Wśród badaczy brak jednomyślności, powstają wciąż nowe hipotezy, problem jest dyskutowany do dnia dzisiejszego.
Ostatnim akordem zmian w krajobrazie Europy, a co za tym idzie i okolic Lidy, zawdzięczamy działalności lodowców. Cały obszar Europy środkowej i wschodniej został przykryty grubymi osadami pochodzącymi z materiału wytopionego z lodowców. Z północy, z Gór Skandynawskich nasuwała się ściana lodu o przeciętnej grubości około 1 km. W ciele lodowców były wtopione głazy o zróżnicowanej wielkości oraz materiał drobniejszy, taki jak: piaski, iły i gliny.
Do chwili obecnej trwa dyskusja ile razy na Ziemie Białorusi nasuwały się lodowce. Bronisław Halicki uważał iż sześciokrotnie. Obecnie w literaturze fachowej pojawiają się opinie iż epok lodowych było osiem (fig. 4).
Krótka charakterystyka wiercenia w Lidzie
Wiercenie zostało usytuowane w pobliżu studni kolejowej (B.Halicki, 1939). Dzisiaj trudno precyzyjnie ustalić, gdzie było wykonane. Przypuszczać należy, iż znajdowało się na terenie stacji kolejowej, ważnego już w tym czasie węzła komunikacyjnego. Brak możliwości dokładnego umiejscowienia wykonanego otworu wiertniczego w najmniejszym stopniu nie umniejsza jego wartości naukowej. Różnica jednego kilometra (czy więcej) nie odgrywa istotnej roli w odtworzaniu burzliwej historii przeszłości geologicznej okolic Lidy.
Uzyskany rdzeń wiertniczy do 1939 roku znajdował się w Zakładzie Geologii Uniwersytetu Stefana Batorego w Wilnie. Tam też, jako pierwszy z badaczy, ze wspomnianym materiałem faktycznym zapoznał się Jan Samsonowicz w 1931 roku.
Wiercenie rozpoczyna gruby płaszcz lądowych osadów lodowcowych liczący około 80 m. Zważywszy na ich miąższość i zróżnicowanie, należy przypuszczać, iż powstawały podczas kilku zlodowaceń.
Rozpoznano również lądowe osady zaliczane do trzeciorzędu. Ich miąższość jest znacznie mniejsza, liczy około 40 m.
Poniżej 120,00 m. głębokości odkryto morskie osady górnej kredy, świadczące o tym, iż na omawiany obszar wkroczyło morze. Analogicz­nie jak w Europie Zachodniej i Wschodniej było to morze płytkie ciepłe z liczną fauną. Spis skamieniałości oznaczonych z wiercenia w Lidzie zamieszczono niżej.
W górnej kredzie dominują osady piaszczyste świadczące, iż szczególnie w cenomanie tj. około 100 milionów lat temu w okolicach Lidy występowały płytkie mielizny, bądź niewielkie wyspy z których silne prądy morskie porywały i przenosiły większe ziarna skalne i osadzały je wśród osadów drobnopiaszczystych.
Ogólna miąższość osadów morskich zaliczanych do kredy liczy około 150 m.
Osady kredowe leżą bezpośrednio na rumoszu z czerwonych arkoz, które z dużym znakiem zapytania można zaliczyć do old-redu, czyli lądowych osadów dewonu powstałych około 300 milionów lat temu.
Serie skał osadowych, lądowych i morskich leżą na granitowym rumoszu skalnym nawierconym w Lidzie na głębokości 270,00 m. Utwory te reprezentują prekambr budujący, współcześnie wyróżniany Masyw Mazursko-Białoruski, wchodzący w skład Platformy Wschodnio­Europejskiej.
Spis skamieniałości rozpoznanych w wierceniu w Lidzie
wg. B. Halickiego (1939)
Małże - Lamellibranchiata
Aucellina gryphaeoides Sow.
Pecten (Syncyclonema) orbicularis Sow.
Pecten (Syncyclonema) membranaceus Nilss.
Peccten (Chlamys) robinaldinus d`Orb.
Pecten (Chlamys) galliennei d`Orb.
Pecten (Chlamys) cretosus Defr.
Plicatula gurgitis Pictet et Roux.
Plicatula cf. inflata Sow.
Ostrea canaliculata Sow.
Ostrea vesicularis Lam.
Exogyra conica Sow.

Ramienionogi - Brachiopoda
Rhynchonella cf. depressa Sow.
Morrisia suessi Bosquet

Robaki - Vermes
Serpula (Glomerula) gordialis Gdf.
Serpula (Spirorbula) tenuilineata Br. Nills.

Lida - wiercenie przy studni - pełny profil przedstawia się następująco
wg. B. Halickiego (1939)
0,00 - 78,45 czwartorzęd
78,45 - 117,25 trzeciorzęd
117,20 - 120,00 kreda pisząca z kilkuprocentową domieszką doskonale obtoczonego piasku kwarcowego (poszczeg. ziarna dochodzą do 2-3 mm śre­dnicy) i nielicznymi, drobnymi fosforytami; spo­radyczne ziarna glaukonitu i blaszki muskowitu.
120,00 - 164,00 kreda pisząca o nieco mniejszym udziale pia­sku; oprócz kwarcu występują w nim zato obtoczone skalenie i, obficiej, muskowit. Nie­liczne drobne łuseczki krzemieni (rozbite dłu­tem) dowodzą obecności w osądzie luźnych buł krzemiennych.
164,00 - 164,50 cenoman. Piaski kwarcowe, dość drobne, silnie margliste, mocno brylujące się, z glaukonitem i drobnymi konkrecjami fosforytowymi o po­łyskującej, gładkiej powierzchni.
164,50 -165,75 piaski, jak wyżej, szarozielonkawe. Zawierają niewątpliwie wkładki marglu piaszczystego, szarawego, z glaukonitem, na co wskazują liczne, spore nawet, ułamki w próbce. Poza fosforytami, oba poziomy zawierają obfitą faunę (str. 87-88).
166,75 - 174,00 piasek szarożółtawy, na ogół dość drobny, zawierający wszakże około 10%-ową domieszkę grubszych ziarn kwarcu (2-3 mm średnicy) oraz, sporadycznie, podobnych rozmiarów ska­lenie. Nie stanowią rzadkości niewielkie blaszki muskowitu; glaukonitu mniej, aniżeli w osa­dach poprzednich; marglistość stosunkowo nie­wielka. Duże konkrecje fosforytowe, piaszczyste, o nierównej, szorstkiej powierzchni.
174,00 - 177,35 piasek kwarcowy o ziarnie przeważnie dość drobnym, nieco wapnisty, sypki, jasny z popielatawozielonkawym odcieniem. Zawiera sporą domieszkę glaukonitu. Frakcja drobna (< 1 mm) kwarcowa z domieszką muskowitu. Frakcja grubsza (kilkanaście % objętości) składa się z niezbyt dokładnie obtoczonych ziarn kwarcu oraz świeżych szarych skaleni. Maksymalny rozmiar okruchów osiąga wyjątkowo 0,5 cm, przeważnie wynosi 2-3 mm. Na specjalne podkreślenie zasługuje obe­cność w tej frakcji obtoczonych fragmentów czarnych, mikowych iłów, bezwapiennych lub odwapnionych, bardzo przypominających iły górnooksfordzkie z kry lodowcowej w Pusz­karni. Dwa zęby żarłaczy.
177,35 - 178,55 piaskowiec porowaty, scementowany krze­mionką, bezwapienny, jasny, z domieszką glaukonitu. W piaskowcu tkwią większe ziarna i okruchy kwarcu i skaleni oraz około półcentymetrowy otoczak jasnobrunatnego iłu. Poza tym w próbce znajduje się niewielka ilość piasku, identycznego z piaskiem poziomu nadległego. Piaskowiec reprezentuje zapewne poziom cementacyjny w serii piaszczystej.
178,55 - 181,20 piasek kwarcowy, dość drobny, jasny, z do­mieszką glaukonitu i muskowitu, nieco wapnisty. Frakcja grubsza uboga: ziarna kwarcu, skaleni ok. 1 mm średnicy oraz drobne okruchy czarnych iłów mikowych. Spory ząb żarlacza.
181,20 - 185,70 piaskowiec, jak w warstwie z głęb. 177,35 - 178,55, z domieszką piasku jak wyż.
185,70 - 195,70 gruba arkoza z domieszką piasku silnie marglistego jasnego, bryłującego się. We frakcji grubej (do 2 cm średnicy) przeważają szaropopielate skalenie, słabo obtoczone, niektóre częściowo skaolinizowane. Spąg cenomanu.
I95,70 - 270,00 paleozoik? Czerwone arkozy, leżące na gra­nitowym rumoszu.

 

Fig. 1 Lądy i morza w Europie około 300 milionów lat temu wg. K.Bülowa

Fig. 2 Lądy i morza w Europie około 100 milionów lat temu wg. K.Bülowa

Fig. 3 Lądy i morza w Europie około 70-50 milionów lat temu wg. K.Bülowa

Fig. 4 Europa przykryta lądolodem około 1,5 miliona lat temu wg. K.Bülowa

 

Literatura
1. K. v. Bülowa - Geologie für Jedermann - 1941, Stuttgart
2. B.Halicki - Materiały do znajomości budowy podłoża Polski Pn. Wschodniej. I. Sekwan i cenoman pn. Polesia. Roczn. P.T.Geol. t. XI, 1935, Kraków
3. B.Halicki - Materiały do znajomości budowy podłoża Polski Pn. Wschodniej. III. Kreda. Roczn. P.T.Geol. t. XV 1939, Kraków
4. J. Samsonowicz - Kilka uwag o budowie i faunie dewonu Pełczy. Pos. Nauk. P.I.G. nr. 30, 1931, Warszawa

 

Helena Ozonkowa