Geoeducational values of the Zachełmie quarry in the Holy Cross Mountains (Central Poland)

Nieczynny kamieniołom dolomitów Zachełmie, położony w miejscowości Zagnańsk, 12 km na północ od Kielc, jest wyjątkowym miejscem na mapie geologicznej Gór Świętokrzyskich. Zobaczyć tu można skały powstałe w dwu etapach rozwoju geologicznego Ziemi. Etap starszy reprezentują szare dolomity i iłowce dolomityczne środkowego dewonu, nachylone stromo ku północy. Zostały one sfałdowane w karbonie i permie, podczas orogenezy waryscyjskiej. Etap młodszy obejmuje zróżnicowane utwory permu (?) i dolnego triasu, nachylone ku wschodowi pod kątem około 10°. Zostały one zaburzone w paleogenie, podczas ruchów tektonicznych orogenezy alpejskiej. W północnych ścianach kamieniołomu dobrze widoczny jest kontakt obu tych kompleksów skalnych, rozdzielonych powierzchnią niezgodności tektoniczno-erozyjnej, która dokumentuje waryscyjskie ruchy orogeniczne, a kontaktujące ze sobą skały dzieli luka czasowa, obejmująca około 140 mln lat. Dolomity powstały w środowiskach lagun i płytkiego szelfu powolnie pogłębiającego się morza. Można w nich zaobserwować skamieniałości typowe dla tych środowisk dewońskich, m.in. stromatolity, amfipory, muszle ramienionogów i skamieniałości śladowe. W południowej ścianie kamieniołomu można zobaczyć unikalną powierzchnię z licznymi strukturami uznanymi za najstarsze na świecie ślady lądowych kręgowców – tetrapodów. Ponadto, w dolomitach w północno-wschodniej części kamieniołomu, można znaleźć takie minerały jak kalcyt, hematyt, dolomit, syderyt, ankeryt, kwarc i baryt. Powstały one w spękaniach utworzonych podczas waryscyjskich ruchów górotwórczych. Utwory permskie (?) i triasowe, o brunatno czerwonej barwie, odsłonięte w północnych ścianach wyrobiska, stanowią wypełnienie wąskiej, kopalnej doliny (wąwozu), wyrzeźbionej w powierzchni stropowej dolomitów. Ich profil rozpoczynają brekcje i zlepieńce złożone głównie z okruchów skał dewońskich, zachowane w zagłębieniach na dnie kopalnego wąwozu, a w części będące osadem pokryw stokowych na jego zboczach. Brekcje i zlepieńce leżące wyżej są osadem gwałtownych spływów gruzowych, które ku górze profilu są całkowicie zastąpione przez piaskowcowo-mułowcowe osady leniwego strumienia. W okresach zaniku przepływu w jego korycie powstawały wysychające jeziorka, wypełniane iłami. W osadach tej części profilu widoczne są drobne struktury prądowe, rzadziej spotyka się szczątki roślinne i szczeliny z wysychania. Odkryto tu najstarsze tropy pozostawione przez dinozaura. Najwyższą część odsłoniętego profilu tworzą szare, gruboławicowe piaskowce, powstałe w kanałach rzek roztokowych. Ze względu na wyjątkowe walory geologiczne wschodnią część kamieniołomu i przewężenie w części środkowej objęto ochroną, tworząc tam rezerwat przyrody nieożywionej. Fragment północnej ściany tego przewężenia, z powierzchnią niezgodności tektoniczno-erozyjnej, stanowi pomnik przyrody. Celem niniejszego artykułu jest zwrócenie uwagi na wyżej wymienione walory geologiczne kamieniołomu oraz zaproponowanie działań zwiększających atrakcyjność już istniejącej infrastruktury geoturystycznej, w postaci umieszczania dodatkowych tablic informacyjnych z opisami zjawisk i procesów geologicznych.The Abandoned Zachełmie quarry, a unique place on the geological map of the Holy Cross Mountains, is located in Zagnańsk, about 12 km northwards from Kielce is. Deposits of two stages of geological development, separated by tectonic movements, are exposed in the section. The older complex is represented by the Middle Devonian grey dolomites and dolomitic claystones, steep inclined to the north. They were folded in the Carboniferous and Permian by the Variscan tectonic movements. The younger complex comprises various Permian-Lower Triassic deposits, inclined about 10° eastwards. They were deformed during the Paleogene by Alpine tectonic movements. Contact of both complexes, well exposed in the northern walls of the quarry, suggests Variscan orogenic movements, while the tectonic-erosion gap, separating them, amounts to about 140 million years of development. Dolomites originated in the shelfal and lagoonal environments of the slowly deepening sea. Fossils typical for their Devonian environment may be found: stromatolites, amphipores, brachiopod shells and trace fossils. The unique surface with numerous structures interpreted as tetrapod trucks, the oldest in the world, is exposed in the southern wall of the quarry. Moreover, minerals occur in the north-eastern part of the quarry: calcite, hematite, dolomite, siderite, ankerite, quartz and barite. They originated in fissures cutting dolomites during the Variscan orogenic movements. The Permian (?) and Triassic, red-brown deposits crop out in the northern walls of the quarry. They represent infilling of a narrow palaeo-valley/ravine, cut in the surface of Devonian dolomites. Their section is commenced with dolomite breccia and conglomerates that fill cavities in an uneven surface of ravine basement. These conglomerates represent a debris cover lain on its sides. The breccia and conglomerates laying further above, originated as abrupt debris flow deposits. In the upper parts of the section, they were intercalated and eventually entirely substituted with sandstones and mudstones being deposits of fine creeks. Periods of the flow extinction are documented with clays deposited in temporal ponds. Fine current structures, scarce flora remains and desiccation cracks may be distinguished in that part of the section. The oldest trace fossils of dinosaurs were found here. The thick-bedded grey sandstones distinguished in the uppermost part of section were deposited in alluvial channels of braided rivers. The unique values of the object are protected in a natural reserve formed in the eastern part of the quarry and in the narrow passage in the central part. The fragment of the wall in the passage with exposition of a tectonic-erosion unconformity is a natural monument. Authors intend to present the unique geological values of the quarry and to suggest how to improve the actual geotouristic infrastructure – location of several information boards with descriptions of geological phenomena and processes