Opis form z hydratacji

Wprowadzenie

Skała gipsowo-anhydrytowa w Dingwall podczas gipsyfikacji generuje różnego rodzaju naprężenia  odpowiadające za tworzenie deformacji takich, jak: kopuły, wigwamy, grzbiety, szczeliny, spękania i przemieszczenia (fig. 1-4). Najbardziej kluczowe z punktu widzenia całego projektu ,,Diamentowy Grant” są kopuły, wigwamy, jak i grzbiety z uwagi na formujące się w ich wnętrzu pustki skalne, będące w wielu przypadkach jaskiniami bądź schroniskami skalnymi. Kopuły, wigwamy i grzbiety charakteryzują się zbliżoną wysokością i podobnymi wymiarami, z wyjątkiem długości jaka w przypadku grzbietów jest oczywiście dwa, lub trzy razy większa. Wszystkie trzy typy rzeźby terenu w kamieniołomie są określane formami z hydratacji anhydrytu, lub krótko formami z hydratacji.

Fig. 1. Forma z hydratacji nr 40 zlokalizowana w Dingwall we wschodniej części stanowiska.
Fig. 2. Forma z hydratacji nr 66 o wyraźnej wigwamowej geometrii zlokalizowana we wschodniej części stanowiska.
Fig. 3. Forma z hydratacji nr 67 zlokalizowana w Dingwall we wschodniej części stanowiska.
Fig. 4. Grzbiet w centralnej części stanowiska w Dingwall udokumentowana jako forma z hydratacji nr 17.

Podczas prac dokumentacyjnych w nieczynnym kamieniołomie Dingwall rozpoznano 77 form z hydratacji w obrębie całego kamieniołomu. O szczegółach ich rozmieszczenie, wzajemnych przestrzennych relacjach w kamieniołomie możemy przeczytać na stronie o występowaniu form z hydratacji w Dingwall.

Zastosowane w poniższym tekście wyniki prac są efektem zastosowania  wielu metod badawczych opisanych tutaj

Wymiary form z hydratacji

77 udokumentowanych form z hydratacji określona 4 podstawowymi wartościami: długością a, szerokością b, wysokością względną hr oraz polem powierzchni P. Dana ukazują różnorodność badanych 77 form z hydratacji oraz występowanie pewnych grup wielkościowych w przeważającej liczbie (fig. 5). 

Fig. 5. Dane statystyczne podstawowych wymiarów opisujących 77 form z hydratacji w Dingwall.

Biorąc pod uwagę długość, najdłuższą formą z hydratacji jest forma nr 17, uformowana jako grzbiet, podobny do grzbietów ciśnieniowych udokumentowanych w Piskach (Bąbel i Bogucki. 2020) charakteryzujący się długością 23,05 m, szerokością 8,02 m i wysokością względną 2,08 (fig. 4). Grzbiet ten znajduje się w centralnej części stanowiska i jest zdecydowanie najbardziej wyróżniającym się obiektem w tej części stanowiska zaraz na równi z formą nr 6 oraz 15. Drugą najdłuższą formą jest numer ,,3” będący również grzbietem o długości 13,32 m, szerokości 3,63 m i wysokości względnej 0,86 m (fig. 6). Trzecim co do wartości długości jest forma nr 6 zwana jaskinią Ramesha z charakterystycznym rozległym wejściem do jej wnętrza. Jej wymiary zewnętrzne wynoszą 11,07 m długości i szerokość 9,01 m, a relacja obydwu wymiarów jest zbliżona do kształtu okrągłego raczej wydłużonego. Najkrótszą formą jest obiekt nr 66 rozpoznany we wschodniej części stanowiska i cechujący się długością 1,86 m i szerokością 0,92 m (fig. 2). 

Wysokość względna udokumentowanych form osiąga maksymalność wartość 2,17 m (forma nr 49) i minimalną równą 0,33 m (forma nr 12). W obydwu przypadkach mamy do czynienia z forma o morfologii kopulastej. Forma nr 12 położona jest w centralnej części stanowiska, natomiast forma nr 49 zwana jaskinią Damiana utworzyła się w najdalej wysuniętym na południe fragmencie również centralnej części. Jaskinia Damiana wyróżnia się znacznymi wymiarami zewnętrznej morfologii równej 9,49 i 7,12 m w planie.

Fig. 6. Grzbiet udokumentowany jako forma z hydratacji nr 3 o wyraźnie skręconym przebiegu grzbietu (na zdjęciu F. Vladi)
Fig. 7. Forma z hydratacji nr 6 zwana jaskinią Ramesha o kopulastym kształcie położona w centrum stanowiska (na zdjęciu od lewej: D. Ługowski, F. Vladi, A. Jarzyna)
Fig. 8. Forma z hydratacji nr 49 zwana jaskinią Damiana o kopulastym kształcie znajdująca się w południowym fragmencie centrum stanowiska (na zdjęciu D. Ługowski oraz F. Vladi)

Kształt w planie

Kształt w planie określony przy użycia stopnia wydłużenia S jest zróżnicowany i trudno wyznaczyć, aby jakiś kształt znacząco dominował wśród omawianych form. Generalnie można je podzielić na 6 form o kształcie nieregularnym oraz 71 form o kształcie od kształtu okrągłego do mocno wydłużone. Formy nieregularne cechują skomplikowanym kształtem w planie o zmiennym przebiegu grzbietu i rozgałęzieniach, co nie daje możliwości wyznaczyć dominującego kierunku wydłużenia (fig. 9). 
Stopień wydłużenia rozpoznano pamiętając o ważnej kwestii głównego kierunku naprężeń, wzdłuż którym podnosiła się skała. Nietypowe kształty oraz nieregularności niekiedy nie pozwalają na jego wyznaczenie, jednak nie zawsze jest to regułą co jest pokazane na przykładzie formy nr 53. Zdecydowana większość form mieści się w przedziale form o stopniu wydłużenia mniejszym niż 0.5 (fig. 12, 13), jednak i 9% form cechuje się mocnym wydłużeniem, co można zobaczyć na przykładzie formy nr 3 (fig. 11). Formy takie jak nr 14 mają zbliżone wartości długości oraz szerokości wpływającym na okrągły zarys w planie oraz utrudnioną interpretację głównej osi naprężeń.

Fig. 9. Forma z hydratacji nr 53 o zdecydowanie nieregularnym zasięgu w planie. Strzałki określają dominujący kierunek głównej osi naprężeń.
Fig. 10. Form z hydratacji nr 14 o orkągłym kształcie w planie bez dominujące kierunku narpężeń.
Fig. 11. Forma z hydratacji nr 3 o mocno wydłużonym kształcie w planie o lekko zakrzywionym przebiegu wskazującym na lekkie odchylenia kierunku głównej osi naprężeń.
Fig. 12. Wykres procentowego podziału 77 form z hydratacji kształtu w planie.
wykres S
Fig. 13. Histogram wartości stopnia wydłużenia dla 71 form z hydratacji wraz z podziałem tych form.

Kopułowatość

Kopułowatość K określana relacją wysokości względnej do szerokości formy obliczono dla 74 form z hydratacji. Otrzymane wartości są dość zróżnicowane i wynoszą od 0,12 do 0,55, przy średniej arytmetycznej o wartości  0,27 (fig. 14). Najmniejszą wartością 0,12 charakteryzuje się forma z hydratacji nr 68 o zdecydowanie płaskim wybrzuszeniu w stosunku do pozostałych (fig. 15). Najmocniej wypukłą formą udokumentowaną w kamieniołomie Dingwall jest forma nr 15, jaka zawdzięcza swój kształt grubym na ok. 43 cm płytom skalnym opartym o siebie w najwyższym punkcie (fig. 16).

Wartości parametru K wynosi od 0,12 obliczona dla formy nr 68 (Ryc. 14A) do 0,55 charakterystycznej dla formy nr 15 (Ryc. 14B). Wydzielone na podstawie wartości K grupy są zróżnicowanie względem ilości form które w nich występują (Ryc. 14C), zdecydowanie najbardziej liczebne są formy wypukłe, a najwięcej z nich, bo aż 18 występuje w przedziale [0,24-0,28) stanowiąc 24% wszystkich 74 badanych obiektów. Jedynie 4 badane obiekty charakteryzują się wartością parametru K powyżej lub równą 0,5. 

 

Zaobserwowano, że parametr K nie ma dobrej korelacji w odniesieniu do długości form, na co wskazuje bardzo niska wartość współczynnika Pearsona R wynosząca 0,12. Jednocześnie można stwierdzić, że kopułowatość dla form małych i średnich rozmiarów przyjmuje pełny przedział wartości K od lekkiej do mocnej wypukłości. A w przypadku form wielkich powyżej 8 m parametr K nie osiąga wartości 0,34 co znaczy, że mamy tutaj kilka form nie osiągające mocnej wypukłości (Ryc. 15). 

Kopułowatośc histgram
Fig. 14. Histogram wartości kopułowatości K obliczony na 74 form z hydratacji z podziałem na formy kopułowate oraz wigwamowe, a także z klasyfikację wszystkim form pod względem wielkości parametru K.
Fig. 15. Kopułowata forma z hydratacji nr 58 położona we wschodniej części stanowiska wraz wartości kopułowatości K oraz wartości niezbędnymi do jej obliczenia.
Fig. 16. Wigwamowa forma z hydratacji nr 15 położona w centralnej części stanowiska wraz wartości kopułowatości K oraz wartości niezbędnymi do jej obliczenia.

Podział form ze względu na długość i wysokość względną

Wykonano histogramy rozkładu form z hydratacji w interwałach co 25 cm dla długości oraz w interwałach co 5 cm dla wysokości względnej (fig. 17).

Rozłożenie wartości długości umożliwiły wydzielenie 3 kategorii form stosując graniczne wartości 4 i 8 m. Pierwsza z nich to 25 form małych o długości od 0,35 m do poniżej 4 m, druga to formy średniego rozmiaru o długości od 4 do poniżej 8 m, trzecia to form duże od długości od 8 do 23,05 m.

Rozkład wartości wysokości względnej dał podstawy do wytypowania 3 kategorii form z hydratacji stosując tym razem wartości graniczne równe 0,90 i 1,40 m. Pierwsza grupa składa się z 42 form niskich o wartości wysokości względnej od 0,33 do poniżej 0,9 m, druga grupa to 22 formy średniej wysokości o wysokości w przedziale od 0,9 do 1,4 m, trzecia grupa najmniej liczna to 7 form wysokich o wysokości od 1,4 do 2,17 m.

Fig. 17.