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
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,
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).