Characteristics of dispersed organic matter in selected lithostratigraphic divisions within the Skole Unit (Carpathian Mts., SE Poland)

• Autorzy: Ziemianin Konrad

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2020.10.01

Warianty tytułu

PL

Charakterystyka rozproszonej materii organicznej w wybranych wydzieleniach litostratygraficznych na obszarze jednostki skolskiej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This article is devoted to the characteristics of dispersed organic matter in selected lithostratigraphic divisions of the Skole Unit in the area of the Polish fragment of the Carpathian Mountains. The aim of this research was to broaden the state of knowledge about the Skole Unit by aspects of organic matter petrography. Due to the size of the investigated area and the numerous lithostratigraphic divisions, the presented results should be treated as an introduction to the issue. The main emphasis is placed on microscopic analyses in reflected and UV light. Microscopic observations are enriched with the results of Rock-Eval pyrolytic analysis. The research material consisted of 37 rock samples collected from 3 selected regions. The samples represented various lithostratigraphic divisions – from Spas Shales, through Inoceramian Beds, Hieroglyphic Beds, Variegated Shales, up to Menilite and Krosno Beds. The analysed rocks are characterised by a variable content of organic matter - from trace (Variegated Shales), through low (TOC up to 0.5% – Inoceramian, Hieroglyphic and Krosno Beds), to relatively high (Spas Shales and Menilite Beds). In the maceral composition, macerals from all 3 groups – vitrinite (collotelinite, vitrodetrinite), liptinite (alginite, bituminite, sporinite, liptodetrinite) and inertinite (fusinite, semifusinite, inertodetrinite) – are observed. The group of liptinite macerals dominates in samples within the Spas Shales and Menilite Beds, as well as in some of the shales from the Krosno Beds. In the case of Inoceramian and Hieroglyphic Beds, macerals of the vitrinite and inertinite groups predominate. In the Spas Shales and Krosno Beds, the dominant maceral within the liptinite group is alginite, while in Menilite Beds, bituminite dominates. Alginite is present in nearly all (except Variegated Shales) investigated lithostratigraphic divisions. The content of macerals of the inertinite group is higher than the content of macerals from vitrinite group in the Spas Shales, Inoceramian Beds and in some rocks from Hieroglyphic Beds. The situation is opposite in the case of Menilite and Krosno Beds. The organic matter within all the investigated rocks is in the phase of thermal changes referred to as immature, as evidenced by the Tmax parameter reaching values lower than 435ºC. The examined rocks clearly differ in terms of the assessment of their hydrocarbon generation potential, which is the poorest for Variegated Shales and slightly better (but still poor) in the case of Inoceramian, Hieroglyphic and Krosno Beds. The best generation potential is observed in rocks collected from Spas Shales and Menilite Beds, with the latter having a generation potential defined as very good and even excellent.

PL

Niniejszy artykuł poświęcony jest charakterystyce rozproszonej materii organicznej w wybranych wydzieleniach litostratygraficznych jednostki skolskiej na obszarze polskiego fragmentu Karpat zewnętrznych. Celem badań było poszerzenie stanu wiedzy o jednostce skolskiej o aspekty petrografii materii organicznej. Ze względu na wielkość obszaru badań oraz mnogość wydzieleń litostratygraficznych przedstawione wyniki traktować należy jako wstęp do zagadnienia. W trakcie realizacji pracy główny nacisk położono na analizy mikroskopowe w świetle odbitym i UV. Obserwacje mikroskopowe wzbogacono o wyniki analizy pirolitycznej Rock-Eval. Materiał badawczy stanowiło 37 próbek skalnych, pobranych z 3 wytypowanych rejonów. Próbki reprezentowały różne wydzielenia litostratygraficzne – od łupków spaskich, przez warstwy inoceramowe, hieroglifowe, łupki pstre, aż do warstw menilitowych i krośnieńskich. Przebadane próbki charakteryzują się zmiennym udziałem materii organicznej – od śladowego (łupki pstre), przez niski (TOC do 0,5% – warstwy inoceramowe, hieroglifowe i krośnieńskie), do relatywnie wysokiego (łupki spaskie i warstwy menilitowe). W składzie macerałowym obserwuje się macerały z wszystkich grup – witrynitu (kolotelinit, witrodetrynit), liptynitu (alginit, bituminit, sporynit, liptodetrynit) i inertynitu (fuzynit, semifuzynit, inertodetrynit). Grupa macerałów liptynitu dominuje w próbkach łupków spaskich i warstw menilitowych, jak również w części próbek z warstw krośnieńskich. W przypadku warstw inoceramowych i hieroglifowych dominują macerały witrynitu i inertynitu. W łupkach spaskich i warstwach krośnieńskich dominującym macerałem w obrębie grupy liptynitu jest alginit, podczas gdy w warstwach menilitowych – bituminit. Alginit występuje we wszystkich (poza łupkami pstrymi) przebadanych wydzieleniach litostratygraficznych. Grupa macerałów inertynitu jest liczniejsza od grupy macerałów witrynitu w łupkach spaskich, warstwach inoceramowych i w części próbek z warstw hieroglifowych. Sytuacja jest odwrotna w przypadku warstw menilitowych i krośnieńskich. Wszystkie przebadane skały charakteryzowały się obecnością materii organicznej będącej w fazie przemian termicznych określanych jako stadium niedojrzałe, o czym świadczy parametr Tmax osiągający wartości niższe niż 435°C. Przebadane skały wyraźnie różnicują się pod kątem oceny ich potencjału generacyjnego. Najsłabszy jest on w przypadku łupków pstrych. Nieco lepszym (ale wciąż słabym) potencjałem generacyjnym charakteryzują się skały reprezentujące warstwy inoceramowe, hieroglifowe i krośnieńskie. Najlepszy potencjał generacyjny wykazują skały pobrane z łupków spaskich i warstw menilitowych, przy czym te ostatnie cechują się potencjałem generacyjnym określanym jako bardzo dobry, a nawet doskonały.

Słowa kluczowe

EN

organic matter; Skole Unit; macerals; Rock-Eval-pyrolysis; generation potential

PL

materia organiczna; jednostka skolska; macerały; piroliza Rock-Eval; potencjał generacyjny

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2020
• Tom: R. 76, nr 10
• Strony: 669--678
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz.

Twórcy

autor

Ziemianin Konrad

• Oil and Gas Institute – National Research Institute

Bibliografia

• Jankowski L., 2008. Przewodnik sesji terenowej. Konferencja Kompleksy chaotyczne Karpat Polskich, Kraków–Polańczyk, 2008 r., Materiały konferencyjne: 26–88.
• Jankowski L., Probulski J., 2011. Rozwój tektoniczno-basenowy Karpat zewnętrznych na przykładzie budowy geologicznej złóż Grabownica, Strachocina i Łodyna oraz ich otoczenia. Geologia, 37: 555–583.
• Koltun Y.V., 1992. Organic matter in oligocene Menilite formation rocks of the Ukrainian Carpathians: palaeoenvironment and geochemical evolution. Organic Geochemistry, 18: 423–430. DOI: 10.1016/0146-6380(92)90105-7.
• Kosakowski P., Koltun Y., Machowski G., Papiernik B., 2018. The geochemical characteristics of the Oligocene-lower Miocene menilite formation in the Polish and Ukrainian Outer Carpathians: A review. Journal of Petroleum Geology, 41: 319–335. DOI: 10.1111/jpg.12705.
• Kosakowski P., Więcław D., Kotarba M.J., 2009. Charakterystyka macierzystości wybranych utworów fliszowych w przygranicznej strefie polskich Karpat Zewnętrznych. Geologia, 35(4/1): 155–190.
• Kotarba M.J., Więcław D., Dziadzio P., Kowalski A., Bilikiewicz E., Kosakowski P., 2013. Organic geochemical study of source rocks and natural gas and their genetic correlation in the central part of the Polish Outer Carpathians. Marine and Petroleum Geology, 45, 106–120. DOI: 10.1016/j.marpetgeo.2013.04.018.
• Kotulová J., 2004. Oligocene Menilite black shales – geochemical and maceral analysis. 32nd International Geological Congress, Florence: 1–752.
• Kruge M.A., Mastalerz M., Solecki A., Stankiewicz B.A., 1996. Organic geochemistry and petrology of oil source rocks, Carpathian Overthrust region, southeastern Poland – implications for petroleum generation. Organic Geochemistry, 24: 897–912. DOI: 10.1016/S0146-6380(96)00067-8.
• Semyrka G., 2009. Refleksyjność witrynitu i typy kerogenu w profilach wierceń wschodniej części Karpat polskich. Geologia, 35(2/1): 49–59.
• Waliczek M., Machowski G., Świerczewska A., 2017. Bitumen in rocks from the Skrzydlna Thrust Sheet and the Mszana Tectonic Winodow (Outer Carpathians). Mineralogia – Special Papers, 46: 56.
• Wendorff M., Rospondek M.J., Kluska B., Marynowski L., 2017. Organic maturity and hydrocarbon potential of the Lower Oligocene Menilite facies in the Estern Flysch Carpathians (Turcău and Vracea Nappes), Romania. Applied Geochemistry, 78: 295–310. DOI:10.1016/j.apgeochem.2017.01.009.
• Wójcik-Tabol P., Górecka-Nowak A., Nowak G., 2019. Wstępne wyniki badań petrologicznych i palinologicznych klastów węgla w zlepieńcach formacji menilitowej jednostki śląskiej. Przegląd Geologiczny, 67(3): 200–203. DOI: 10.7306/2019.21.
• Zielińska M., 2012. Petrologiczne stadium uwęglonego materiału organicznego we fliszu zewnętrznych Karpat Zachodnich. Rozprawa doktorska, Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica, Kraków.
• Ziemianin K., 2017. Petrographic-geochemical characterization of the dispersed organic matter in Menilite shales from the Silesian Unit in the Carpathian Mountains of SE Poland. Nafta-Gaz, 11: 835–842. DOI: 10.18668/NG.2017.11.02.
• Ziemianin K., 2018. Characteristics of dispersed organic matter in the Menilite Beds from the Skole Unit. Nafta-Gaz, 9, 636-646. DOI:10.18668/NG.2018.09.02.
• Ziemianin K., 2019a. Characteristics of dispersed organic matter of the Menilite Beds from the Dukla Unit based on microscopic analysis and Rock-Eval pyrolysis. Nafta-Gaz, 6: 303–313. DOI: 10.18668/NG.2019.06.
• Ziemianin K., 2019b. Charakterystyka petrograficzna rozproszonej materii organicznej z warstw menilitowych. Przegląd Geologiczny, 67(3): 204–206. DOI: 10.7306/2019.22.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).