PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Analysis of lithofacies cyclicity in the Miocene Coal Complex of the Bełchatów lignite deposit, south-central Poland

Treść / Zawartość
Identyfikatory
Warianty tytułu
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
Markov chain analysis was applied to studies of cyclic sedimentation in the Coal Complex of the Bełchatów mining field (part of the Bełchatów lignite deposit). The majority of ambiguous results of statistical testing that were caused by weak, statistically undetectable advantage of either cyclicity over environmental barriers or vice versa, could be explained if only the above-mentioned advantages appeared in the neighbourhood. Therefore, in order to enhance the credibility of statistical tests, a new approach is proposed here in that matrices of observed transition numbers from different boreholes should be added to increase statistical reliability if they originated in a homogeneous area. A second new approach, which consists of revealing statistically undetectable cyclicity of lithofacies alternations, is proposed as well. All data were derived from the mining data base in which differentiation between lithology and sedimentary environments was rather weak. For this reason, the methodological proposals are much more important than details of the sedimentation model in the present paper. Nevertheless, they did reveal some interesting phenomena which may prove important in the reconstruction of peat/lignite environmental conditions. First of all, the presence of cyclicity in the sedimentation model, i.e., cyclic alternation of channel and overbank deposits, represents a fluvial environment. It was also confirmed that the lacustrine subenvironment was cut off from a supply of clastic material by various types of mire barriers. Additionally, our analysis revealed new facts: (i) these barriers also existed between lakes in which either carbonate or clay sedimentation predominated; (ii) there was no barrier between rivers and lakes in which clay sedimentation predominated; (iii) barriers were less efficient in alluvial fan areas but were perfectly tight in regions of phytogenic or carbonate sedimentation; (iv) groundwater, rather than surface flow, was the main source of CaCO3 in lakes in which carbonate sedimentation predominated; (v) a lack of cyclic alternation between abandoned channels and pools with clayey sedimentation; (vi) strong evidence for autocyclic alternation of phytogenic subenvironments and lakes in which carbonate sedimentation predominated was found in almost all areas studied.
Czasopismo
Rocznik
Strony
285--302
Opis fizyczny
Bibliogr. 54 poz.
Twórcy
autor
  • AGH University of Science and Technology, Faculty of Geology, Geophysics and Environment Protection, Department of General Geology, Environmental Protection and Geotourism, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland
autor
  • AGH University of Science and Technology, Faculty of Geology, Geophysics and Environment Protection, Department of General Geology, Environmental Protection and Geotourism, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland
autor
  • AGH University of Science and Technology, Faculty of Applied Mathematics, Department of Differential Equations, al. Mickiewicza 30, Kraków, Poland
Bibliografia
  • Allen, J.R.L., 1970. Studies in fluviatile sedimentation: a comparison of fining upwards cyclothems, with special reference to coarse member composition and interpretation. Journal of Sedimentary Petrology 40, 298–323.
  • Anderson, T.W. & Goodman, L.A., 1957. Statistical Inference about Markov Chains. The Annals of Mathematical Statistics 28, 89–110.
  • Bartuś, T., 2007. Przyczynek do badań lokalnej poziomej zmienności głównych parametrów jakości węgla brunatnego w centralnej części złoża Bełchatów. Analizy statystyczne [Contribution to research of the local, horizontal variability the main lignite qualitative parameters in the central part of the Bełchatów lignite deposit. Statistical analyses]. Kwartalnik Geologia, 33, 89–107.
  • Beerbower, J.R., 1964. Cyclothems and cyclic depositional mechanisms in alluvial plain sedimentation. [In:] D.F. Merriam (Ed.): Symposium of cyclic sedimentation, Kansas Geological Survey Bulletin, 169, 31–42.
  • Bohacs, K.M. & Suter, J.R., 1997. Sequence stratigraphic distribution of coaly rocks: fundamental controls and paralic examples. AAPG Bulletin 81, 1612–1639.
  • Calder J., H., 1993. The evolution of the ground-water influenced (Westphalian B) peat-forming ecosystem in a piedmont setting: The No. 3 seam, Springhill coalfield, Cumberland Basin, Nova Scotia. [In:] J.C. Cobb (Ed.): Modern and Ancient Coal-Forming Environment: Boulder, Colorado, Geological Society of America Special Paper 286 pp.
  • Ciuk, E. & Piwocki, M., 1967. Mioceńskie wapniste osady jeziorne w złożu węgla brunatnego “Bełchatów” [Miocene lacustrine limestones in the Bełchatów lignite deposit]. Przegląd Geologiczny 15, 399–406.
  • Czarnecki, L., Frankowski, J. & Kuszneruk, J., 1992. Syntetyczny profil litostratygraficzny utworów trzeciorzędu w złożu „Bełchatów” [Synthetic lithostratigraphic profile of the Tertiary sediments in the „Bełchatów” deposit]. Geologia Formacji Węglonośnych Polski, AGH, Kraków, 18–23.
  • Diessel, C., Boyd, R., Wadsworth, J., Leckie, D. & Chalmers, G., 2000. On balanced and unbalanced accommodation/peat accumulations ratios in the Cretaceous coals from Gates Formation, Western Canada, and their sequence-stratigraphic significance. International Journal of Coal Geology 43, 143–186.
  • Doktor, M., Krawczyk, A. & Mastej, W., 2010. Testing the randomness of lithostratigraphic successions with the Markov Chain methods. Annales Societatis Geologorum Poloniae 80, 163–166.
  • Duff, P.McL.D. & Walton, E.K., 1962. Statistical basis for cyclothems: a quantitative study of the sedimentary succession in the East Pennine Coalfield. Sedimentology 1, 235–255.
  • Gingerich, P.D., 1969. Markov analysis of cyclic alluvial sediments. Journal of Sedimentary Petrology 39, 330–332.
  • Goodman, L.A., 1968. The analysis of cross-classified data. Journal of the American Statistical Association 63, 1091–1131.
  • Gotowała, R., 1994. Model tektoniki rowu Kleszczowa – interpretacja danych z wykorzystaniem metod komputerowych [The Kleszczów Graben tectonic model – interpretation with computer methods aid]. Tektonika rowu Kleszczowa – stan badań i główne zadania w aspekcie eksploatacji górniczej. Bełchatów, 91–103.
  • Gotowała, R. & Hałuszczak, A., 1999. Pozycja i główne etapy młodoalpejskiego rozwoju rowu Kleszczowa w świetle badań mezostrukturalnych w odkrywce KWB „Bełchatów” i numerycznej analizy wyników wierceń [Position and main stages of development of the young-Alpine Kleszczów Graben in the light of mesostructure analysis in the outcrop of the KWB „Bełchatów” and numerical analysis of the results of drillings]. Młodoalpejski rów Kleszczowa: rozwój i uwarunkowania w tektonice regionu, Słok k. Bełchatowa, 23–36.
  • Gotowała, R. & Hałuszczak, A., 2002. The late Alpinie structural development of the Kleszczów graben (central Poland) as a result of reactivation of pre-existing, regional dislocations. EGU Stephan Mueller Special Publication Series 1, 137–150.
  • Gradziński, R., Kostecka, A., Radomski, A. & Unrug, R., 1986. Zarys sedymentologii [Outline of sedimentology]. Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa, 628 pp.
  • Hałuszczak, A., 1994. Główne etapy ewolucji strukturalnej utworów kenozoicznych rowu Kleszczowa [The main stages of structural evolution of the Cenozoic Kleszczów Graben]. Tektonika rowu Kleszczowa – stan badań i główne zadania w aspekcie eksploatacji górniczej. Bełchatów, 78–90.
  • Kasiński, J.R., 1983. Mechanizmy sedymentacji cyklicznej osadów trzeciorzędowych w zapadliskach przedpola Sudetów [Mechanisms of cyclic sedimentation of the Tertiary sediments in the depressions of the Sudety foreland]. Przegląd Geologiczny 4, 237–243.
  • Kasiński, J.R., 1984. Tektonika sedymentacyjna jako czynnik warunkujący sedymentację formacji brunatnowęglowej w zapadliskach tektonicznych na obszarze zachodniej Polski [Sedimentary tectonics as a factor influencing of sedimentation of the lignite formation in the Western Poland Tertiary tectonic depressions]. Przegląd Geologiczny 5, 260–268.
  • Kasiński, J.R., 2000. Geological atlas of the Tertiary lignite-bearing association in the Polish part of the Zittau Basin. Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa.
  • Kasiński, J.R., 2004. Paleogen i neogen w zapadliskach i rowach tektonicznych [Paleogene and Neogene in depressions and tectonic grabens]. [In:] T.M. Peryt & M. Piwocki, (Eds): Budowa geologiczna Polski. Stratygrafia. Trzeciorzęd, 3a. Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa, 134–161.
  • Kasiński, J.R. & Piwocki M., 1994. Tektonika złoża węgla brunatnego rejonu Bełchatowa [Tectonics of the lignite deposit in the Bełchatów area]. Tektonika rowu Kleszczowa – stan badań i główne zadania w aspekcie eksploatacji górniczej. Bełchatów, 9–17.
  • Krawczyk, A.J., 1980. Niektóre cechy sedymentacji fliszu podhalańskiego [Some characteristics of the sedimentation process of the Podhale Flysh]. Rocznik Polskiego Towarzystwa Geologicznego, 50, 55–98.
  • Krzyszkowski, D., 1993. Neogene fluvial sedimentation in the Kleszczów graben, Central Poland. Journal of Sedimentary Petrology 63, 204–217.
  • Krzyszkowski, D. & Winter, H., 1996. Stratigraphic position and sedimentary features of the tertiary uppermost fluvial member in the Kleszczów graben, Central Poland. Annales Societatis Geologorum Poloniae 66, 17–33.
  • Mastej, W., 2002. An application of Markov chain analysis to studies on lithofacies sequences in the alluvial fans from the “Bełchatów” lignite deposit (Poland). Annales Societatis Geologorum Poloniae 72, 271–282.
  • Mastej, W., 2007. Statistical analysis of vertical lithofacies successions in building of sedimentation model of the sublignite complex in the Bełchatów mining field (the ,,Bełchatów” lignite deposit, central Poland). Sedimentologica 1, 40–48.
  • Mastej, W., Słomka, T, Wagner, M., Leśniak, T. & Słomka, E., 2003. An application of Markov chain analysis to preliminary studies on lithofacies sequences in the “Bełchatów” lignite deposit, “Szczerców” Field (Poland). Proceedings of the IAMG 2003 conference, Portsmouth, UK, 45.
  • Piwocki, M., 1992. Zasięg i korelacja głównych grup trzeciorzędowych pokładów węgla brunatnego na platformowym obszarze Polski [Extent and correlations of main groups of the Tertiary lignite seams on Polish platform area]. Przegląd Geologiczny 40, 281–286.
  • Powers, D.W. & Easterling, R.G., 1982. Improved methodology for using embedded Markov chains to describe cyclical sediments. Journal of Sedimentary Petrology, 52, 913–923.
  • Read, W.A., 1969. Analysis and simulation of Namurian sediments in Central Scotland using a Markov-process model. Mathematical Geology 1, 199–219.
  • Słomka, T., 1986. Statistical approach to study of flysch sedimentation – Kimmeridgian-Hauterivian Cieszyn beds, Polish Outer Carpathians. Annales Societatis Geologorum Poloniae 56, 227–336.
  • Słomka, T., 1995. Deep-marine siliciclastic sedimentation of the Godula Beds, Carpathians. Prace Geologiczne PAN 139, 1–131.
  • Słomka, T., Doktor, M., Wagner, M. & Matl, K., 2000. Sedimentological study of Miocene alluvial fans in the Bełchatów lignite deposit. [In:] T. Słomka & M. Wagner (Eds): Charakter petrograficzny i warunki sedymentacji wybranych kompleksów litologicznych z profilu miocenu w złożu węgla brunatnego Bełchatów [Petrological studies and sedimentological conditions of select lithologic series in Miocene from Bełchatów lignite deposit, Poland]. Prace Geologiczne PAN 147, 21–46.
  • Słomka, T. & Słomka, E., 2001. Sequences of the lithofacies and depositional intervals in the Godula beds of the Polish Carpathians. Annales Societatis Geologorum Poloniae 71, 35–42.
  • Szwed-Lorenc, J. & Rascher, J., 1982. O petrografii i genezie gytii ze złoża węgla brunatnego „Bełchatów” [On petrography and genesis of gytia in the Bełchatów brown coal deposits]. Kwartalnik Geologiczny 26, 525–532.
  • Teichmüller, M., 1958. Rekonstruktion verschiedener Moortypen des Hauptflözes der niederrheinischen Braunkohle. Fortschritte in der Geologie von Rheinland und Westfalen 2, 599–612.
  • Teichmüller, M., 1962. Die Genese der Kohle. Compte Rendu du quatrième Congrès pour l‘avancement des etudes de Géologie du Carbonifère, Heerlen 3, 669–722.
  • Tomaszewski, J. & Cygan, J., 1986. Uwagi o litologii i genezie wapieni jeziornych ze złoża węgla brunatnego „Bełchatów” [Remarks on lithology and origin of Tertiary lacustrine limestones in the Bełchatów brown-coal deposit]. Kwartalnik Geologiczny 30, 77–90.
  • Türk, G., 1979. Transition analysis of structural sequences: Discussion. Geological Society of America Bulletin 90, 989–991.
  • Wagner, M., 1996. Węgiel brunatny bitumiczny ze złóż Turów i Bełchatów w świetle badań petrograficzno-chemicznych i sedymentologicznych [The bituminiferous lignite from the Turów and Bełchatów brown coal deposits and its petrographic-chemical and sedimentological studies]. Prace Geologiczne PAN, 143, 7–107.
  • Wagner, M., 2000. Petrografia i praktyczne znaczenie paratonsteinów ze złoża węgla brunatnego Bełchatów [Petrography and practical significance of tonsteins from the Bełchatów lignite deposit]. [In:] T. Słomka & M. Wagner (Eds): Charakter petrograficzny i warunki sedymentacji wybranych kompleksów litologicznych z profilu miocenu w złożu węgla brunatnego Bełchatów [Petrological studies and sedimentological conditions of select lithologic series in Miocene from Bełchatów lignite deposit, Poland]. Prace Geologiczne PAN 147, 101–122.
  • Wagner, M., 2007. Zmienność petrologiczno-sedymentologiczna i własności technologiczne kredy jeziornej w osadach neogenu typu wapiennego zapadliska tektonicznego na przykładzie złoża węgla brunatnego ,,Szczerców” [Petrological and sedimentological variability and technological property of the lacustrine chalk in neogen deposits of type calcareous deep tectonic trough in “Szczerców” lignite deposit]. Wydawnictwa AGH, Kraków, 98 pp.
  • Wagner, M., Słomka, T. & Doktor, M., 2000. Skład petrograficzny i warunki sedymentacji wapieni jeziornych ze złoża węgla brunatnego Bełchatów [Petrographic composition and conditions of sedimentation of lacustrine limestones from the Bełchatów lignite deposit]. [In:] T. Słomka & M. Wagner (Eds): Charakter petrograficzny i warunki sedymentacji wybranych kompleksów litologicznych z profilu miocenu w złożu węgla brunatnego Bełchatów [Petrological studies and sedimentological conditions of select lithologic series in Miocene from Bełchatów lignite deposit, Poland]. Prace Geologiczne PAN, 147, 47–73.
  • Walther, J., 1894. Einleitung in die Geologie als historische Wissenschaft. Bd. 3, Lithogenesis den Gegenwart. Fischer-Verlag, Jena, 535–1055.
  • Widera, M., 2007. Litostratygrafia i paleotektonika kenozoiku podplejstoceńskiego Wielkopolski [Lithostratigraphy and palaeotectonics of the sub-Pleistocene Cenozoic of Wielkopolska]. Adam Mickiewicz University Press, Poznań, 224 pp.
  • Widera, M., 2012. Macroscopic lithotype characterisation of the 1st Middle-Polish (1st Lusatian) Lignite Seam in the Miocene of central Poland. Geologos 18, 1–11.
  • Widera, M., 2013. Changes of the lignite seam architecture – a case study from Polish lignite deposits. International Journal of Coal Geology 114, 60–73.
  • Widera, M. & Hałuszczak, A., 2011. Stages of the Cenozoic tectonics in central Poland: examples from selected grabens. Zeitschrift der Deutschen Gesellschaft für Geowissenschaften 162, 203–214.
  • Wysokiński, L. & Zapaśnik, T., 1984. Poligeniczność tektonicznego rowu Kleszczowa [Polygenic development of the tectonic Kleszczów Graben]. Technika Poszukiwań Geologicznych 2, 2–6.
  • Xu, H. & MacCarthy, I.A.J., 1998. Markov chain analysis of vertical facies sequences using a computer software package (SAVS): Courtmacsherry formation (Tournaisian), southern Ireland. Computer and Geosciences 24, 131–139.
  • Yu, J., 1984. Tests for quasi-independence of embedded Markov chains. Mathematical Geology 16, 267–282.
  • Zieliński, T., 2014. Sedymentologia. Osady rzek i jezior [Sedimentology. Deposits of rivers and lakes]. Adam Mickiewicz University Press, Poznań, 594 pp.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-39eddda2-4435-4e32-92c9-e501b513a494
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.