Dojrzałość termiczna utworów dewonu, karbonu i triasu masywu małopolskiego na podstawie wskaźnika CAI (Colour Alteration Index)

• Autorzy: Malec J.

Warianty tytułu

EN

Thermal maturity of Devonian, Carboniferous and Triassic rocks in the central part of the Małopolska Massif from conodont Colour Alteration Index

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Na obszarze środkowej części masywu małopolskiego, w ośmiu profilach wiertniczych wykonano badania paleotermiczne utworów węglanowych dewonu, karbonu i triasu na podstawie przeobrażenia termicznego substancji organicznej zawartej w konodontach. Na podstawie stopnia przeobrażenia barw konodontów pod wpływem temperatury (wskaźnik CAI – Colour Alteration Index) określono zakresy paleotemperatur jakim zostały poddane skały zawierające te organizmy. W otworze wiertniczym Węgrzynów IG 1 utwory żywetu górnego, franu, famenu i karbonu dolnego (turnej, wizen) mają wskaźnik CAI od 3 (dla żywetu) do 2 (dla karbonu dolnego). Wskazuje on na podgrzanie w zakresie 60‒110°C, na obszarze frontu waryscydów o wysokiej wartości paleogradientu termicznego. Dla profilu dewonu górnego w otworze Pągów IG 1 wartość CAI 4,5 dokumentuje stopień podgrzania skał do temperatury powyżej 230°C, w wyniku udziału podwyższonego strumienia cieplnego w rejonie strefy tektonicznej. W utworach triasu wskaźnik CAI 1‒1,5 świadczy o podgrzaniu skał w granicach 50‒90°C. Stosunkowo niska paleotemperatura materii organicznej w utworach triasu wskazuje, że utwory dewonu i karbonu osiągnęły dojrzałość termiczną w późnym karbonie, przed orogenezą waryscyjską. Objawy ropy naftowej i gazu ziemnego w utworach dewonu i karbonu centralnej części masywu małopolskiego mogą świadczyć o ich perspektywiczności w aspekcie poszukiwań bituminów.

EN

A paleothermal study of Devonian, Carboniferous and Triassic carbonate rocks was carried out in eight boreholes from the central part of the Małopolska Massif by using data on thermal alteration of organic matter contained in conodonts. The maturity of organic matter expressed as the CAI (Colour Alteration Index) values was used to calculate palaeotemperatures that affected the conodont-bearing rocks. In the Węgrzynów IG 1 borehole, the CAI values for the Upper Givetian, Frasnian, Famennian and Lower Carboniferous rocks range from 3 (Givetian) to 2 (Lower Carboniferous). It suggests heating of rocks (at temperatures from 60 to 110°C) in the area of high palaeogeothermal gradient, close to the Variscan front. In the Upper Devonian sequence of the Pągów IG 1 borehole, the CAI value of 4.5 proves heating of rock at a temperature exceeding 230°C as a result of higher heat flow near a fault zone. The low CAI values (1‒1.5) of Triassic rocks provide the evidence for heating of rocks in the range of 50 to 90°C. The relatively low maturity of organic matter in the Triassic rocks indicates that the Devonian and Carboniferous sediments must have reached their thermal maturity in the Late Carboniferous prior to the Variscan orogeny. The signs of crude oil and natural gas observed in the Devonian and Carboniferous rocks in the central part of the Małopolska Massif attest their potential for hydrocarbon exploration.

Słowa kluczowe

PL

dojrzałość termiczna; indeks CAI; dewon; karbon; trias; masyw małopolski

EN

thermal maturation; CAI index; Devonian; Carboniferous; Triassic; Małopolska Massif

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego
• Rocznik: 2015
• Tom: nr 462
• Strony: 29--39
• Opis fizyczny: Bibliogr. 60 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Malec J.

• Państwowy Instytut Geologiczny – Państwowy Instytut Badawczy, Oddział Świętokrzyski, ul. Zgoda 21, 25-953 Kielce

Bibliografia

• [1] BELKA Z., 1990 ― Thermal maturation and burial history from conodont colour alteration data, Holy Cross Mountains, Poland.Cour. Forsch.-Inst. Senck., 118: 241‒251.
• [2] BELKA Z., 1991 — Conodont colour alteration patterns in Devonian rocks of the eastern Anti-Atlas, Marocco. J. Afr. Earth Sci., 12, 3: 417‒428.
• [3] BELKA Z., 1993 ― Thermal and burial history of the Cracow--Silesia region (southern Poland) assessed by conodont CAI analysis. Tectonophysics, 227: 161‒190.
• [4] BELKA Z., SIEWNIAK-MADEJ A., 1996 ― Thermal maturation of the Lower Palaeozoic strata in the southwestern margin of the Malopolska Massif, southern Poland: no evidence for Caledonian regional metamorphism. Geol. Rundsch., 85: 775‒781.
• [5] BEŁKA Z., 1982 ― Upper Visean conodonts from Orlej in the Cracow Upland: stratigraphical and paleothermal implications. Acta Geol. Pol., 32, 1/2: 57‒67.
• [6] BUŁA Z., JACHOWICZ M., ŻABA J., 1997 — Principal characteristic of the Upper Silesian Block and Małopolska Block border zone (southern Poland). Geol. Mag., 134, 5: 669‒677.
• [7] CHOROWSKA M., 1972 ― Konodonty dewonu górnego i karbonu dolnego z profilu Węgrzynów IG 1 (Niecka Miechowska). Biul. Inst. Geol., 233: 161‒208.
• [8] EPSTEIN A.G., EPSTEIN J.B., HARRIS L.D., 1977 ― Conodont Color Alteration – an Index to Organic Metamorphism. USGeol. Surv. Prof. Paper, 995: 1‒27.
• [9] FRANCU E., FRANCU J., KALVODA J., POELCHAU H. S., OTAVA J., 2002 — Burial and uplift history of the Palaeozoic Flysch in the Variscan foreland basin (SE Bohemian Massif, Czech Republic). EGU Stephan Mueller Spec. Publ. Series, 1: 167‒179.
• [10] GROTEK I., MATYJA H., SKOMPSKI S., 1998 ― Dojrzałość termiczna materii organicznej w osadach karbonu obszaru radomsko-lubelskiego i pomorskiego. Prace Państw. Inst. Geol., 165: 245‒254.
• [11] HABRYN R., BUŁA Z., NAWROCKI J., 2014 — Strefa tektoniczna Kraków‒Lubliniec na odcinku krakowskim w świetle danych uzyskanych z nowych otworów badawczych Trojanowice 2 i Cianowice 2. Biul. Państw. Inst. Geol., 459: 45‒60.
• [12] HAYDUKIEWICZ J., 1998 ― Latest Devonian conodonts from an olistolith in the northern part of the Góry Bardzkie, West Sudetes. Geologia Sudetica, 31: 61‒68.
• [13] JURKIEWICZ H., 1965 ― Problemy strukturalne niecki Nidy i obrzeżenia Gór Świętokrzyskich oraz możliwość występowania na tych obszarach ropy naftowej i gazu. Prz.Geol., 13, 8: 339‒342.
• [14] JURKIEWICZ H., 1970 ― Perspektywy ropo- i gazonośności centralnej części niecki Nidy. Surowce mineralne, 4: 91‒105.
• [15] JURKIEWICZ H. (red.), 1973 ― Węgrzynów IG 1. Profile Głęb.Otw. Wiert. Inst. Geol., 7.
• [16] JURKIEWICZ H., 1975 ― Budowa geologiczna podłoża centralnej części niecki miechowskiej. Biul. Inst. Geol., 283: 5‒100.
• [17] JURKIEWICZ H. (red.), 1976 ― Pągów IG 1. Profile Głęb. Otw.Wiert. Inst. Geol., 33.
• [18] JURKIEWICZ H., 2000 ― Litostratygrafia i paleogeografia karbonu centralnej części niecki miechowskiej. Prace Inst. Geogr. WSP w Kielcach, 4: 127‒147.
• [19] JURKIEWICZ H., SZCZERBA A., 1976 ― Wyniki badań termicznych centralnej części niecki miechowskiej i przyległego obszaru Gór Świętokrzyskich. Biul. Inst. Geol., 296: 129‒164.
• [20] JURKIEWICZ H., ŻAKOWA H., 1969 — Nowe dane o paleozoiku w podłożu Niecki Nidziańskiej. Kwart. Geol., 13, 2: 284‒299.
• [21] JURKIEWICZ H., ŻAKOWA H., 1972 — Rozwój litologiczno--paleogeograficzny dewonu i dolnego karbonu w Niecce Nidziańskiej. Kwart. Geol., 16, 4: 817‒850.
• [22] LITTKE R., BÜKER C., HERTLE M., KARG H., STROETMANN-HEINEN V., ONCKEN O., 2000 — Heat flow evolution, subsidence and erosion in the Rheno-Hercynian orogenic wedge of central Europe. Geol. Soc. Spec. Publ. London, 179: 2321‒255.
• [23] MAJOROWICZ J., MAREK S., ZNOSKO J., 1983 — Paleogeotermika centralnego i południowo-wschodniego Niżu Polskiego i jej wpływ na generowanie i zachowanie węglowodorów. Kwart. Geol., 27, 1: 1–24.
• [24] MAJOROWICZ J.A., CERMAK V., SAFANDA J., KRZYWIEC P., WRÓBLEWSKA M., GUTERCH A., GRAD M., 2003 — Heat flow models cross the Trans-European Suture Zone in the area of the POLONAISE’97 seismic experiment. Phys. Chem.Earth, 28: 375–391.
• [25] MALEC J., 2000 — Wstępne dane o przeobrażeniach termicznych materii organicznej w szarogłazach górnego syluru Gór Świętokrzyskich. Pos. Nauk. Państw. Inst. Geol., 56: 109–111.
• [26] MALEC J., 2001 ― Wyniki badań konodontowych utworów dewonu i karbonu w profilach otworów wiertniczych Pągów IG-1 i Węgrzynów IG-1 (niecka Nidy). Pos. Nauk. Państw. Inst. Geol., 57: 132‒134.
• [27] MALEC J., 2002a ― Wyniki badań paleotermicznych utworów dewonu, karbonu i triasu niecki Nidy na podstawie wskaźnika CAI. Pos. Nauk. Państw. Inst. Geol., 58: 134‒136.
• [28] MALEC J., 2002b — Obraz paleotermiki skał dewonu Gór Świętokrzyskich w świetle badań wskaźnika CAI. Pos. Nauk.Państw. Inst. Geol., 58: 148–151.
• [29] MALEC J., 2005 — O rozłamie w skorupie ziemskiej pod Kielcami. W: V Kielecki Festiwal Nauki, 16–26 września 2004. Prezentacje festiwalowe: 46–47.
• [30] MALEC J., 2013 ― Stratygrafia osadów dewonu i karbonu w profilach otworów wiertniczych Pągów IG 1 i Węgrzynów IG 1. W: VII Świętokrzyskie Spotkania Geologiczno-Geomorfologiczne. Busko-Zdrój, 22‒24 maja 2013. Georóżnorodność Ponidzia na tle innych obszarów północnej części zapadliska przedkarpackiego. Materiały konferencyjne: 51‒52.
• [31] MALEC J., 2015 — Biostratygrafia osadów dewonu i karbonu z centralnej części masywu małopolskiego na podstawie konodontów. Biul. Państw. Inst. Geol, 462: 41‒82.
• [32] MARYNOWSKI L., 1997 ― Stopień dojrzałości materii organicznej ze skał węglanowych dewonu Gór Świętokrzyskich. Prz.Geol., 45, 9: 899‒903.
• [33] MARYNOWSKI L., 1999 ― Stopień przeobrażenia termicznego materii organicznej w skałach dewonu Gór Świętokrzyskich. Prz. Geol., 47, 12: 1125‒1129.
• [34] MARYNOWSKI L., CZECHOWSKI F., 1999 ― Terfenyle – nowa grupa biomarkerów występująca w osadach paleozoiku Gór Świętokrzyskich. Prz. Geol., 47, 1: 87‒92.
• [35] MARYNOWSKI L., SALAMON M., NARKIEWICZ M., 2002 ― Thermal maturity and depositional environments of organic matter in the post-Variscan succession of the Holy Cross Mountains. Geol. Quart., 46, 1: 25‒36.
• [36] MAZUR S., ALEKSANDROWSKI P., KRYZA R., OBERC-DZIEDZIC T., 2006 ― The Variscan Orogen in Poland. Geol.Quart., 50, 1: 89‒118.
• [37] MAZUR S., ALEKSANDROWSKI P., TURNIAK K., KRZEMIŃSKI L., MASTALERZ K., GÓRECKA-NOWAK A., KUROWSKI L., KRZYWIEC P., ŻELAŹNIEWICZ A., FANNING M. C., 2010 ― Uplift and late orogenic deformationof the Central European Variscan belt as revealed by sediment provenance and structural record in the Carboniferous foreland basin of western Poland. Int. J. Earth Sci., 99, 1: 47‒64.
• [38] MCCANN T., PASCAL C., TIMMERMAN M.J., KRZYWIEC P., LOPEZ-GOMEZ J., WETZEL A., KRAWCZYK C.M., RIEKE H., LAMARCHE J., 2006 — Post-Variscan (end Carboniferous-Early Permian) basin evolution in Western and Central Europe. Geol. Soc. Spec. Publ. Memoirs London, 32: 355–388.
• [39] NARKIEWICZ K., NEHRING-LEFELD M., 1993 ― Zastosowanie wskaźników CAI w analizie basenów sedymentacyjnych. Prz. Geol., 41, 11: 757‒763.
• [40] NARKIEWICZ K., GROTEK I., MATYJA H., 1998 ― Dojrzałość termiczna materii organicznej w utworach górnodewońskich obszaru radomsko-lubelskiego i pomorskiego. Prace Państw. Inst. Geol., 165: 235‒244.
• [41] NARKIEWICZ K., MALEC J., 2005 – Nowa baza danych konodontowego wskaźnika przeobrażeń termicznych (CAI). Prz.Geol., 53, 1: 33‒37.
• [42] NARKIEWICZ M., 2000 ― Early Palaeozoic history of the Holy Cross Mountains in view of subsidence and thermal data. W: Joint Meeting of EUROPROBE (TESZ) and PACE Project Zakopane/Holy Cross Mts., Poland, Sept. 16‒23, 2000. Abstracts. Warsaw.
• [43] NARKIEWICZ M., 2002 ― Ordovician through earliest Devonian development of the Holy Cross Mts. (Poland): constraints from subsidence analysis and thermal maturity data. Geol. Quart., 46, 3: 255‒266.
• [44] NARKIEWICZ M., 2007 ― Development and inversion of Devonian and Carboniferous basins in the eastern part of the Variscan foreland (Poland). Geol. Quart., 51, 3: 231‒256.
• [45] NARKIEWICZ M., RESAK M., LITTKE R., MARYNOWSKI L., 2010 ― New constraints on the Middle Palaeozoic to Cenozoic burial and thermal history of the Holy Cross Mts. (Central Poland): results from numerical modeling. Geol. Acta, 8, 2: 189‒205.
• [46] NARKIEWICZ M., GRAD M., GUTERCH A., JANIK T., 2011 ― Crustal seismic velocity structure of southern Poland: preserved memory of a pre-Devonian terrane accretion at the East European Platform margin. Geol. Mag., 148, 2: 191‒210.
• [47] NAWROCKI J., KRZEMIŃSKI L., PAŃCZYK M., 2010 ― 40Ar- 39Ar ages of selected rocks and minerals from the Kraków- Lubliniec Fault Zone, and their relation to the Paleozoic structural evolution of Małopolska and Brunovistulian terranes (S Poland). Geol. Quart., 54, 3: 289‒300.
• [48] NEHRING-LEFELD M., MODLIŃSKI Z., SWADOWSKA E., 1997 ― Thermal evolution of the Ordovician in the western margin of the East-European Platform: CAI and Ro data. Geol. Quart., 41, 2: 129‒139.
• [49] NEHRING-LEFELD M., SWADOWSKA E., MODLIŃSKI Z., 1998 ― Zmienność wskaźnika CAI i Ro w osadach ordowiku na zachodnim skłonie platformy wschodnioeuropejskiej. Pos. Nauk. Państw. Inst. Geol., 54: 7‒8.
• [50] NOWLAN G.S., BARNES C.R., 1987 ― Application of conodont colour alteration indices to regional and economic geology. W: Conodonts: Investigative techniques and applications (red. R.L. Austin): 188‒202. Brit. Micropalaeont. Soc.
• [51] POŻARYSKI W., GROCHOLSKI A., TOMCZYK H., KARNKOWSKI P., MORYC W., 1992 ― Mapa tektoniczna Polski w epoce waryscyjskiej. Prz. Geol., 40, 11: 643‒651
• [52] POŻARYSKI W., TOMCZYK H., 1993 — Przekrój geologiczny przez Polskę południowo-wschodnią. Prz. Geol., 41, 10: 687‒695.
• [53] REJEBIAN V.A., HARRIS A.G., HUEBNER J.S., 1987 ― Conodont color and textural alteration: An index to regional metamorphism, contact metamorphism, and hydrothermal alteration. Geol. Soc. Amer. Bull., 99: 471‒479.
• [54] REPETSKI J. E., NARKIEWICZ M., 1996 ― Conodont color and surface textural alteration in the Muschelkalk (Triassic) of the Silesian-Cracow Zn-Pb district, Poland. Prace Państw. Inst. Geol., 154: 113‒121.
• [55] SZCZEPANIK Z., 1997 — Preliminary results of thermal alteration investigations of the Cambrian acritarchs in the Holy Cross Mts. Geol. Quart., 41, 3: 257–264.
• [56] SZCZEPANIK Z., 2001 — Acritarchs from Cambrian deposits of the southern part of the Łysogóry unit in the Holy Cross Mountains, Poland. Geol. Quart., 45, 2: 117–130.
• [57] SZCZEPANIK Z., 2002 — Dojrzałość termiczna skał paleozoicznych Gór Świętokrzyskich w świetle badań wskaźnika TAI. Pos. Nauk. Państw. Inst. Geol., 58: 141–144.
• [58] SZCZEPANIK Z., MALEC J., 2001 — Reżim termiczny obszaru świętokrzysko-nidziańskiego oraz pozycja peleogeograficzna Gór Świętokrzyskich w świetle badań paleozoicznej flory i fauny. Narod. Arch. Geol. PIG-PIB, Warszawa.
• [59] ZIEGLER P.A., SCHUMACHER M.E., DEZES P., VAN WEES J.D., CLOETINGH S., 2004 — Post-Variscan evolution of the lithosphere in the Rhine Graben area: constraints from subsidence modeling. Geol. Soc., London, Spec. Publ., 223: 289–317.
• [60] ŻAKOWA H., 1969 ― Wstępna charakterystyka karbonu i dewonu z otworu Pągów IG 1 (Niecka Nidy). Kwart. Geol., 13, 3: 28‒29.