Tomasz Bartuś

Brekcje subaeralne są to brekcje osadowe, klastyczne powstające w wyniku działania czynników zewnętrznych na lądzie, bez stałego zanurzenia w wodzie. Dzielimy je na:

• brekcje zwietrzelinowe,
• brekcje obrywowe,
• brekcje usypiskowe (piargowe),
• brekcje stożków napływowych,
• brekcje soliflukcyjne,
• brekcje lodowcowe,
• brekcje krasowe,
• brekcje kostne,
• brekcje wulkanów błotnych,
• brekcje szczelinowe (żył klastycznych).

Brekcje zwietrzelinowe (in. rezydualne) to skały tworzące się w wyniku wietrzenia fizycznego i chemicznego. Czynnikami powodującymi rozkruszenie protolitów są: insolacja, zamróz, zmiany temperatury, chemiczne działanie wody i inne. Dezintegracja granularna zachodzi bez transportu dlatego ziarna nie są zaokrąglone. Brekcje zwietrzelinowe są zatem miejscowymi zwietrzelinami. Różnią się od glin zwietrzelinowych przewagą frakcji psefitowej nad pozostałymi frakcjami. Ten typ brekcji szczególnie intensywnie tworzy się w obszarach o klimatach z dużymi dobowymi wahaniami temperatur (np. klimat pustynny) lub w klimacie zimnym. Skład okruchów jest jednorodny, ściśle powiązany z podłożem. Charakterystyczna jest obecność między okruchami ilastej zwietrzeliny, która w przyszłości utworzy spoiwo. Spoiwa w brekcjach zwietrzelinowych mogą powstawać w trakcie diagennezy lub mieć pochodzenie allogeniczne i do osadu dostać się wraz z roztworami infiltrującymi. Luźne odpowiedniki brekcji zwietrzelinowych są bardzo powszechne wśród skał tworzących się współcześnie (Fig. 2).

Brekcje obrywowe (en. rockfall breccias) powstają poprzez dynamiczny oberwanie mas skalnych w jednym akcie depozycji i usypania produktów tego obrywu u stóp urwiska. Aby doszło do obrywu muszą zaistnieć dwa warunki. Musi istnieć strome urwisko, a skały podlegające obrywowi muszą być zwięzłe. Z takimi sytuacjami mamy do czynienia w krajobrazach wysokogórskich, w meandrach rzek podcinających brzegi oraz w nadmorskich klifach. Bezpośrednim czynnikiem powodującym ruch mas skalnych jest siła ciężkości. Czynnikami sprzyjającymi mogą być warunki klimatyczne. W wyniku obrywu powstaje blokowisko złożone z dużych bloków skalnych i mniejszych ostrokrawędzistych okruchów najczęściej o jednorodnym składzie petrograficznym (Fig. 3). W trakcie transportu dochodzi do wysortowania bloków. Większe odłamki staczają się po zboczu niżej niż bloki mniejsze.

Brekcje usypiskowe (piargowe) to skały powstające wskutek nagromadzenia ostrokrawędzistych okruchów pochodzących z wietrzenia mechanicznego skał w warunkach wysokogórskich (Fig. 4). Bloki skalne na skutek wietrzenia odrywają się od ścian skalnych i są grawitacyjnie transportowane w dół po stoku. Pewne znaczenie ma też działalność okresowych potoków, które podczas nawalnych ulew mogą transportować duże bloki skalne. Do depozycji okruchów dochodzi na wypłaszczeniach stokowych, kiedy energia transportującego medium gwałtownie maleje. Skład petrograficzny bloków brekcji piargowych jest ściśle powiązany z budową geologiczną określonego miejsca. Brekcje usypiskowe cechują się wysokim stopniem selekcji ziarn. Dominują ziarna grube, które nie mogły zostać wypłukane przez okresowe cieki powierzchniowe.

Brekcje stożków napływowych, fanglomeraty, (ang. torrent-breccias) występują w stożkach napływowych i są genetycznie związane ze spływami grawitacyjnymi. Ziarna z reguły mają zły stopień selekcji. Transport ziarn w spływie powoduje, że występujace w nich ziarna czasami mają zaokrąglone krawędzie (Fig. 5). Czynnikiem transportującym jest tu woda płynąca — bystre potoki górskie powstające po większych ulewach, rzeki okresowe na pustyniach, strumyki wypływające z gór na nizinę, których spadek ulega gwałtownemu obniżeniu itp. Działalność mechaniczna wody płynącej jest najczęściej zbyt krótka aby doprowadzić do powstania otoczaków.

Brekcje soliflukcyjne - rodzaj brekcji związany z okresami ociepleń następujących po okresach glacjalnych i powstający w wyniku spływów grawitacyjnych rozmarzniętej powierzchniowej warstwy rumoszu skalnego po zmarzniętym podłożu. Czynnikiem transportującym jest siła ciężkości.

Brekcje lodowcowe tworzą się w wyniku nagromadzenia ostrokrawędzistych okruchów tkwiących w drobniejszej masie skalnej tworzących moreny lodowców (zwłaszcza górskich). Od klasycznych glin zwałowych (lodowcowych) odróżnia je dominująca ilość ziarn we frakcji psefitowej. Cechą charakterystyczną brekcji lodowcowych są polimityczność i bardzo zły stopień selekcji. W spoiwie występują minerały ilaste, pelit kwarcowy i węglany. Ziarna brekcji lodowcowych posiadają często typowe zarysowania powstające w wyniku tarcia ziarn o siebie w trakcie ruchu lodowców.

Brekcje krasowe (ang. cave-breccias) powstają przez zawalenie się stropu jaskiń krasowych. W związku z tym sa one związane głównie ze skałami węglanowymi. Charakteryzują się one jednorodnością składu okruchów i częstą obecnością osadów jaskiniowych.

Brekcje kostne tworzą pokruszone fragmenty kości kręgowców przenoszonych przez wody płynące w jaskiniach i osadzane w szczelinach skał. Szczególnym przypadek brekcji kostnych stanowią osady zawierające kości nietoperzy nazywane brekcjami nietoperzowymi. Znane są również kopalne brekcje kostne, nie tworzące się w jaskiniach.

Brekcje wulkanów błotnych powstają w wyniku nagromadzenia fragmentów skał przemieszczonych przez gazy wydobywające się z wulkanów błotnych.

Brekcje szczelinowe powstają w wyniku nagromadzenia okruchów w szczelinach skał w warunkach subaeralnych. Szczeliny, w których ziarna zostają "uwięzione" mogą powstawać pod wpływem czynników tektonicznych, procesów krasowych, a także na skutek kompakcji niżej leżących warstw, w wyniku ciśnienia wywieranego przez nadkład. Do takich szczelin i spękań, grawitacyjnie wpadają produkty wietrzenia fizycznego skał. W ten sposób tworzą się tzw. dajki (żyły) klastyczne. Ich cechą morfologiczną jest niezgodne przebijanie niżej leżących warstw skał przypominające magmowe dajki i przykrywanie takiej struktury od góry jakąś nienaruszoną warstwą. Wiek tworzenia się dajek klastycznych może wiązać się z okresami niepokojów tektonicznych i w ten sposób mogą mieć one znaczenie stratygraficzne. W podobny sposób do dajek klastycznych w warunkach subaqualnych dochodzi do wmywania intraklastów do szczelin powstających w dnie zbiorników wodnych. Tak powstają tzw. dajki (żyły) neptuniczne (Fig. 9).

Brekcje subaqualne to brekcje osadowe, klastyczne tworzące się pod stałą pokrywą wodną w morzach i jeziorach. Wśród brekcji tego rodzaju wyróżniamy:

• brekcje transgresywne (podstawowe, rezydualne, klifowe),
• brekcje śródwarstwowe,
• brekcje rafowe,
• brekcje spływowe,
• brekcje osuwiskowe,
• brekcje muszlowe.

Brekcje transgresywne to ostrokrawędziste, okruchowe, przybrzeżne osady transgredujących mórz. W wyniku abrazji dochodzi do niszczenia skał tworzących brzeg morza oraz depozycji mniej lub bardziej "przerobionych" produktów tej erozji. Analogicznie do brekcji transgresywnych tworzą się transgresywne zlepieńce. W związku z tym, że na zerodowanych osadach lądowych brekcje (zlepieńce) transgresywne rozpoczynają sekwencje osadów morskich nazywane są często (brekcjami (zlepieńcami) podstawowymi) (leżą u podstawy sekwencji osadów morskich). Brekcje transgresywne, w zależności od przebiegu transgresji morza, można podzielić na dwie odmiany - brekcje rezydualne oraz brekcje klifowe.

Podczas gwałtownych transgresji morskich związanych z szybkim obniżaniem powierzchni lądu albo z przerwaniem barier odgradzających przybrzeżne depresje od otwartego morza dochodzi do kruszenia skał wybrzeża i obtaczania produktów erozji przez falowanie. W takich warunkach dochodzi do mieszania rumoszów powstających w trakcie subaeralnego wietrzenia skał z morskimi mułami. Takie brekcje transgresywne nazywane są brekcjami rezydualnymi. W brekcjach takich mogą się znaleźć rzeczne otoczaki skał, lateryty, fragmenty organogeniczne i inne. Przykładem zlepieńca residualnego jest zlepieniec zygmuntowski (Fig. 10).

Z kolei podczas stosunkowo powolnych transgresji morskich, nie tak jednak wolnych aby ostrokrawędziste okruchy brekcji zostały zastąpione otoczakami zlepieńców, dochodzi do abrazji morskiej. Skały budujące brzeg morza są stopniowo erodowane. Powstają charakterystyczne powierzchnie abrazyjne. Produkty niszczenia lądu są obtaczane przez prądy morskie i falowanie. Brekcje powstające w takich warunkach bywają nazywane są Brekcjami klifowymi.

Brekcje śródformacyjne (in. śródwarstwowe) są skałami okruchowymi, węglanowymi. Tworzą warstwy lub wkładki w jednorodnych profilach skalnych. Brekcje śródformacyjne składają się z ostrokrawędzistych fragmentów osadów podścielających warstwy brekcji. Ziarna, które je tworzą zostały wcześniej oderwane od zdeponowanych warstw osadów i następnie uległy redepozycji tworząc nowy osad. Ich geneza jest więc bliźniaczo podobna do zlepieńców śródformacyjnych (Fig. 11). Różnica polega na tym, że brekcje sedymentowały w miejscu, zaś ziarna zlepieńcow zanim uległy redepozycji były jeszcze transportowane, co wpłynęło na ich obtoczenie. Kształt i wielkość ziaren zależy także stopnia diagenezy osadów przed ich erozją. Miąższość warstw zlepienców środformacyjnych nie przekracza 0,5 m. Obecność w profilu osadów brekcji śródformacyjnych jest interpretowana jako chwilowa przerwa w sedymentacji, w trakcie której podstawa falowania dotarła do dna zbiornika i rozpoczęła jego erozję. Sytuacje takie mogą mieć miejsce pod wpływem silnych sztormów albo zdarzeń typu tsunami. Pewne znaczenie może mieć także erozyjna dzialalność prądów podmorskich.

Brekcje rafowe powstają w wyniku niszczenia raf koralowych i transportu produktów tej działalności przez falowanie. Niszczone są rafy wynurzone ponad poziom morza lub zanurzone ponad poziom falowania. Brekcje rafowe posiadają okruchy korali rafowych, glonów wapiennych, muszli małży gruboskorupowych (Fig. 12).

Brekcje spływowe tworzą się w wyniku pokruszenia się zestalonego już osadu na dnie zbiornika, przy podwodnym spływaniu osadu. Osuwanie to może być wywołane zakłóceniem równowagi mas skalnych na nierównym podłożu. Impulsu może dostarczyć falowanie, trzesienie ziemi, ciśnienie nadkładu itp. Akty spływowe mają jednorodny skład okruchów, przy czym zawsze widoczny jest ich związek z warstwą, z której rozkruszenia powstały. Miąższość takich brekcji nie przekracza zazwyczaj kilku centymetrów. M. Książkiewicz (1951) dzieli podwodne struktury spływowe (osuwiskowe) na dwie grupy. Do pierwszych należą struktury, w których zachowała się pierwotna ciągłość laminacji (warstwowania) osadu. Druga grupa cechuje się strukturami o przerwanej ciągłości warstwowania. Skała jest nie tylko pofałdowana ale i porozrywana na okruchy i fragmenty pomieszane często z innym osadem. Brekcje spływowe mają strukturę tego drugiego rodzaju.

Brekcje osuwiskowe są produktami niektórych osuwisk podmorskich. Aby ten rodzaj brekcji mógł powstać, przynajmniej część osadów, które uległy ruchom masowym musi być niezdiagenezowana (skały luźne, przepojone wodą). W wyniku osuwania dochodzi do zerwania ciągłości warstw, pokruszenia i wymieszania poszczególnych fragmentów skał. Brekcje osuwiskowe różnią się od wcześniej omawianych brekcji spływowych miąższością deformowanych sekwencji. W brekcjach spływowych dochodzi do przemieszczenia niezbyt grubej sekwencji osadów. W brekcjach osuwiskowych miąższości te jak i horyzontalne zasięgi osuwisk są z reguły znaczne.

Brekcje muszlowe są skałami zbudowanymi z pokruszonych fragmentów muszli lub fragmentów szkieletów, z pominięciem szczątków kości (zob. brekcje kostne). W zależności od dominującej substancji podstawowej oraz stopnia jej rekrystalizacji są także nazywane wapieniami bądź piaskowcami organodetrytycznymi. Jednoznaczne wyznaczenie granicy pomiędzy tymi skałami nie jest możliwe. Do brekcji muszlowych zaliczyć należy także niektóre rodzaje wapieni krynoidowych.

Brekcje piroklastyczne są skałami osadowymi, okruchowymi genetycznie powiązanymi z działalnością wulkaniczną. Do ich powstania dochodzi na zewnątrz wulkanów w wyniku rozkruszenia skał lawy i innych skał magmowych, osadowych lub metamorficznych w wyniku eksplozji stożka wulkanicznego (zob. brekcje erupcyjne).

Brekcje tektoniczne są skałami okruchowymi powstającymi w wyniku tektonicznego rozkruszenia skał pierwotnych i przemieszczenia poszczególnych ich fragmentów względem siebie (Fig. 1, 13). Podczas procesu brekcjowania, skały znajdujące się w strefach tektonicznych ulegają rozkruszeniu, mylonityzacji i przemieszczeniu wzdłuż płaszczyzn nieciągłości. Zawartość miazgi mylonitycznej w brekcjach tektonicznych może wynosić objętościowo do 10%. Przemieszczeniu skał towarzyszy powstanie kierunkowych struktur tektonicznych takich jak lustra tektoniczne. Rozluźnienia w skałach spowodowane tektoniką są często miejscami migracji roztworów i gazów. Powoduje to, że w strefach tektonicznych często krystalizują wtórne, często własnopostaciowe, minerały (Fig. 14). Wśród brekcji tektonicznych wyróżniamy:

• brekcje uskokowe,
• brekcje ślizgowe,
• brekcje przegubowe,
• brekcje u podstawy nasunięć,
• brekcje tektoniczne o charakterze regionalnym,
• brekcje kataklastyczne (mylonity),
• brekcje wysadów solnych.

Brekcje uskokowe (ang. fault-breccia) powstają w wyniku przemieszczania mas skalnych wzdłuż płaszczyzn uskokowych (Fig. 13, 14). Dochodzi do roztarcia skał i przemieszczenia ich okruchów. W trakcie ruchu fragmentów skał względem siebie dochodzi do powstania na ich powierzchniach licznych rys ślizgowych. Powstają lustra tektoniczne, efekty przemian dynamometamorficznych (metamorfizm uskokowy), oraz wtórne mineralizacje.

Brekcje ślizgowe powstają w wyniku drobnych przesunięć powstających w skałach. Cechą charakterystyczną jest skład ziarnowy związany wyłącznie z rotolitem, bez udziału skał obcych. Gdy przesunięcia odbywały się w płaszczyznach równoległych do uławicenia - trudne do odróznienia od brekcji śródformacyjnych.

Brekcje przegubowe są skałami powstającymi w przegubach fałdów (antyklin i synklin). W Karpatach fliszowych strzaskanie skał w jądrach antyklin jest częstym powodem powstawania inwersji rzeźby terenu - w nieodpornych na erozję antyklinach tworzą się doliny, zaś w synklinach góry.

Brekcje u podstawy nasunięć (ang. fold-breccia) są to znacznej miąższości brekcje powstające u podstawy płaszczowin, nasunięć i łusek w wyniku nagromadzenia okruchów wzdłuż powierzchni odkłucia i wleczenia ich wraz z nasunieciem. Składają się one z okruchów skał występujących wzdłuż powierzchni nieciagłości oraz okruchów skał egzotycznych będących porwakami tektonicznymi.

Brekcje tektoniczne o charakterze regionalnym obejmują czasami całe serie skalne i występują na wielkich przestrzeniach, np. w Alpach. Najbardziej charakterystyczną cechą tych brekcji jest stopniowe przechodzenie skał "potrzaskanych" w skały niezbrekcjowane.

Brekcje kataklastyczne (kataklazyty) są skałami powstającymi w wyniku zmielenia (mylonityzacji) skał pierwotnych. Tworzy się tzw. miazga mylonityczna. W jej obrębie występują niezmielone fragmenty skał pierwotnych. Wśród cech brekcji kataklastycznych należy wymienić jednorodność litologiczną, niemal całkowity brak spoiwa oraz przylegające do siebie ziarna okruchów. Rozdrobnienie skał zachodzi w wyniku wysokiego ciśnienia (zob. produkty metamorfizmu wysokociśnieniowego) i w miejscu.

Brekcje wysadów solnych są skałami powstającymi w wyniku zjawiska diapiryzmu solnego. Sól kamienna pod wysokim ciśnieniem nadkładu (min. około 300 m nadkładu) staje się plastyczna i przemieszcza się do miejsc o niższym ciśnieniu. Tworzą się solne struktury poduszkowe, a czasami dochodzi do przerwania ciągłości warstw nadległych i powstają wysady solne (diapiry). Wokół wysadów oraz w ich nadkładzie tworzą się brekcje wysadów solnych. Ich cechą charakterystyczną jest wymieszanie różnych skał z lokalnego profilu geologicznego. Z reguły występują w nich okruchy skał siarczanowych, t.j. gipsów bądź anhydrytów pochodzące z czapy gipsowej wysadów.

Brekcje diagenetyczne są skałami powstającymi przez rozkruszenie skał w procesie diagenezy. Wyrózniemy tutaj:

• brekcje z hydratyzacji,
• brekcje z wysychania.

Brekcje z hydratyzacji są rzadkimi skałami ewaporatowymi siarczanowymi, (gipsy, anhydryty). Powstają na skutek hydratyzacji (uwodnienia) bezwodnych anhydrytów, które przechodzą w uwodnione gipsy. Towarzyszy temu zwiększania objętości skał, ich kruszenie, fałdowanie i brekcjowanie.

Brekcje z wysychania powstają w skałach ilastych na skutek utraty wody. Powstają wtedy struktury z wysychania, między innymi szczeliny i zwitki błotne. Skały na powierzchni wysychania dzielą się na izolowane bloki (Fig. 17). Pogrążone skały ulegają diagenezie tworząc brekcje z wysychania. W podobny sposób powstają struktury septarii.

Do brekcji magmatycznych i metamorficznych zaliczamy wszystkie brekcje mające związek z procesami endogenicznymi. Wyróżniamy tutaj:

• brekcje erupcyjne,
• brekcje plutoniczne i metamorficzne,
• brekcje migmatytowe (agmatyty),
• brekcje żyłowe,
• brekcje powstające przy procesach serpentynizacji.

Brekcje erupcyjne są skałami złożonymi z okruchów różnych skał spojonych skałą wulkaniczną wylewną. Czasami skały te niesłusznie nazywane były brekcjami wulkanicznymi. Błąd polega na tym, że do brekcji wulkanicznych należy zaliczyć także brekcje piroklastyczne, które należą do skał osadowych. Brekcje erupcyjne powstają w kominach wulkanicznych lub w potokach wulkanicznych.

Brekcje plutoniczne i metamorficzne są skałami magmowymi plutonicznymi bądź ortometamorficznymi (protolitami były skały magmowe), w których tkwią ksenolity skał otaczających komory magmowe. Porwaki występują także w skałach metamorficznych (Fig. 20). Są one reliktami struktur skał pierwotnych.

Brekcje migmatytowe (agmatyty) są szczególnym przypadkiem skał ultrametamorficznych lub migmatytów kontaktowych złożony z izolowanych fragmentów protolitów (starszych nieprzetpionych fragmentów skał - paleosom) spojonych tzw. neosomem czyli świeżo wykrystalizowanymi minerałami jasnymi (Fig. 21). W związku z reliktowym charakterem struktur agmatytowych skały te należaloby prawdopodobnie zaliczyć do pseudobrekcji.

Brekcje żyłowe są skałami powstającymi w obrębie żył skał magmowych. Miejsca takie mają genezę tektoniczną i są zasobne w okruchy skały wzdłuż której powstała nieciągłość. W tym sensie brekcje takie należy wiązać z brekcjami tektonicznymi. Istnieją jednak rodzaje brekcji, których powstanie związane jest z mechanicznym oddziaływaniem magmy bądź roztworów hydrotermalnych. Okruchy takich brekcji są często nieco zaokrąglone i czasami pochodzą z głębszych stref komory magmowej. Mienerały blaszkowe występujące w "spoiwie" wykazują ułożenie fluidalne równoległe do ścian szczeliny. Wskazuje to na przemieszczanie okruchów wraz z magmą penetrującą spękania kontrakcyjne stygnących skał magmowych. Brekcje powstające na granicy dwóch różnych skał nazywane są brekcjami kontaktowymi, zaś brekcje zawierające okruchy obceych skał - brekcjami iniekcyjnymi.

Brekcje powstające przy procesach serpentynizacji tworzą się w wyniku autometamorfizmu skał ultrazasadowych o typie perydotytów. W wyniku serpentynizacji skały zwiększają swoją objętość, co w niektórych miejscach skutkuje powstawaniem skał o typie brekcji.