The characteristics of organic matter from the Triassic clays of nw margin of the Holy Cross Mts (Poland) — Preliminary report

• Autorzy: Marynowski Leszek , Wyszomirski Piotr , Kurkiewicz Sławomir

Identyfikatory

DOI

10.2478/v10002-007-0003-z

Warianty tytułu

PL

Wstępne wyniki badań materii organicznej z triasowych iłów nw obrzeżenia Gór Świętokrzyskich

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The molecular character of organic matter in Triassic clays on the NW border of the Holy Cross Mts was determined in apolar, aromatic and polar fractions of extractable organic matter (OM) using GC-MS analysis. The contribution of terrestrial higher plants to the kerogene is revealed by the dominant presence of odd long-chain n-alkanes and by the occurrence of retene. Benzophenone, fluorenone, cyclopenta(def)phenanthrenone, antracenone and benzanthrone were among the compounds identified in polar fractions of the soluble organic matter. These commonly originate during strong oxidation of sedimentary organic matter. The aromatic fraction is characterised by the presence of phenyl derivatives (PhPAC) such as phenylnaphthalenes, terphenyls, phenyldibenzofurans and phenylphenanthrenes that are also products of the abiotic oxidation of organic matter. The oxidation processes that occurred during sedimentation and during early diagenesis resulted in a very significant decrease in the organic matter content in the clays. This decrease considerably influences their technological properties.

PL

W pracy przeprowadzono ogólną i molekularną charakterystykę materii organicznej pochodzącej z triasowych iłów NW obrzeżenia Gór Świętokrzyskich. Badaniom poddano frakcje: apolarną, aromatyczną oraz polarną wykorzystując metodę chromatografii gazowej sprzężonej ze spektrometrią mas (GC-MS). Udział lądowych roślin wyższych w składzie kerogenu został stwierdzony na podstawie obecności wśród węglowodorów nasyconych wyraźnej przewagi długołańcuchowych, nieparzystowęglowych n-alkanów nad n-alkanami parzystowęglowymi. Ponadto, wszystkie badane próbki zawierają charakterystyczny dla roślin wyższych biomarker — reten. Frakcje polarne analizowanych próbek zawierają: benzofenon, fluorenon, cyklopenta(def)fenantrenon, antracenon i benzantron. Związki te powstają podczas intensywnego, abiotycznego utleniania materii organicznej. Z kolei we frakcji aromatycznej stwierdzono występowanie fenylowych pochodnych węglowodorów aromatycznych, takich jak: fenylonaftaleny, terfenyle, fenylodibenzofurany i fenylofenantreny, również genetycznie związanych z procesami utleniania. Procesy abiotycznego utleniania materii organicznej zachodzące w trakcie jej depozycji i podczas wczesnej diagenezy spowodowały znaczący spadek zawartości materii organicznej w iłach, co wpłynęło na ich właściwości technologiczne.

Słowa kluczowe

EN

Triassic clays; Holy Cross Mts; organic matter; biomarkers; maturity

• Wydawca: Mineralogical Society of Poland
• Czasopismo: Mineralogia
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 37, iss. 2
• Strony: 113--122
• Opis fizyczny: Bibliogr. [26] poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Marynowski Leszek

• Faculty of Earth Sciences, University of Silesia, ul. Będzińska 60, 41-200 Sosnowiec, Poland

autor

Wyszomirski Piotr

• Faculty of Material Science and Ceramics, AGH University of Science and Technology, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Kurkiewicz Sławomir

• Department of Instrumental Analysis, Faculty of Pharmacy, Medical University of Silesia, ul. Narcyzów 1, 41-200 Sosnowiec, Poland

Bibliografia

• ANDERSON K.B., JOHNS R.B., 1986: Oxidation studies of Australian coals — I. Aliphatic and aromatic hydrocarbons centres of oxidative attack. Organic Geochemistry 9, 219–224.
• BELTRÁN V., BLASCO A., ESCARDINO A., NEGRE F., 1988: Formation of black core during the firing of floor and wall tiles. Interceram 3.
• CHARRIÉ-DUHAUT A., LEMOINE S., ADAM P., CONNAN J., ALBRECHT P., 2000: Abiotic oxidation of petroleum bitumens under natural conditions. Organic Geochemistry 31, 977–1003.
• ELLIS L., LANGWORTHY T.A.,WINANS R., 1996: Occurrence of phenylalkanes in some Australian crude oils and sediments. Organic Geochemistry 59, 5133–5140.
• FAN P., MENG Q., YU X., 1991: Biomarkers of Upper Sinian cyanobacterial dolostones in southwest China. Journal of Southeast Asian Earth Sciences 5, 129–154.
• HAVEN H.L., DE LEEUW J.W., RULLKÖTTER J., SINNINGHE DAMSTÉ J.S., 1987: Restricted utility of the pristane/phytane ratio as a palaeoenvironmental indicator. Nature 330, 641–643.
• ŁUCZAK-WILAMOWSKA B., WYRWICKI R., 2000: Substancja organiczna w iłach poznańskich — metodyka ustalania ilości. Górnictwo Odkrywkowe 42, 2–3, 172–183 (in Polish).
• MARYNOWSKI L., CZECHOWSKI F., SIMONEIT B.R.T., 2001: Phenylnaphthalenes and polyphenyls in Palaeozoic source rocks of the Holy Cross Mountains, Poland. Organic Geochemistry 32, 69–85.
• MARYNOWSKI L., ROSPONDEK M., MAYER ZU RECKENDORF R., SIMONEIT B.R.T., 2002a: Phenyldibenzofurans and phenyldibenzothiophenes in marine sedimentary rocks and hydrothermal petroleum. Organic Geochemistry 33, 701–714.
• MARYNOWSKI L., SALAMON M., NARKIEWICZ M., 2002b: Thermal maturity and depositional environments of organic matter in the post-Variscan succession of the Holy Cross Mountains. Geological Quarterly 46 (1), 25–36.
• MARYNOWSKI L., PIĘTA M., JANECZEK J., 2004: Composition and source of the polycyclic aromatic compounds in deposited dust from selected sites around the Upper Silesia, Poland. Geological Quarterly 48 (2), 169–180.
• MARYNOWSKI L. et al. Composition, source and depositional environments of organic matter from the Middle Jurassic clays of Poland. (in preparation).
• OTTO A., SIMONEIT B.R.T., WILDE V., KUNZMANNL., PÜTTMANNW., 2002: Terpenoid composition of three fossil resins from Cretaceous and Tertiary conifers. Review of Palaeobotany and Palynology 120, 203–215.
• PETERS K. E., MOLDOWANJ. M., 1993: The biomarker guide. Prentice Hall, New Jersey, 363 pp.
• RADKE M., WELTE D.H., 1983: The Methylphenanthrene Index (MPI). A maturity parameter based on aromatic hydrocarbons. In: M. Bjoroy et al. (eds) Advances in Organic Geochemistry 1981, 504–512. J. Wiley and Sons, New York.
• SINNINGHE DAMSTÉ J.S., KOCK-VAN DALEN A.C., DE LEEUW J.W., 1988: Identification of long-chain isoprenoid alkylbenzenes in sediments and crude oils. Geochimica et Cosmochimica Acta 52, 2671–2677.
• SUN Y.Z., PÜTTMANN W. 2001: Oxidation of organic matter in the transition zone of the Zechstein Kuperschiefer from the Sangerhausen Basin, Germany. Energy & Fuels 15, 817–829.
• SIKORA W.S., BUDEK L., EILMES J., 1978: Organic matter in kaolin from Kalno near Świdnica (Lower Silesia). Mineralogia Polonica 9, 2, 23–37.
• TORRE J., LORES M.T., BASTIDA J., MONTÓN J.B., 1996: Oxidation of organic matter in powdered clays at temperatures lower than dehydroxylation temperature of clay minerals. British Ceramic Transactions 95, 5, 194–198.
• VOLKMAN J.K., MAXWELL J.R. 1986: Acyclic isoprenoids as biological markers. In: Biological Markers in the Sedimentary Records (R.B. Johns, ed.) Elsevier, New York, 1–42.
• WATSON J.S., SEPHTON M.A., LOOY C.V., GILMOUR I., 2005: Oxygen-containing aromatic compounds in a Late Permian sediment. Organic Geochemistry 36, 371–384.
• WILHELMS A., TELN_S N., STEEN A., AUGUSTON J., 1998: A quantitative study of aromatic hydrocarbons in a natural maturity shale sequence — the 3-methyl-phenanthrene/retene ratio, a pragmatic maturity parameter. Organic Geochemistry 29, 97–106.
• WILKES H., DISCO U., HORSFIELD B., 1998: Aromatic aldehydes and ketones in the Posidonia Shale, Hils Syncline, Germany. Organic Geochemistry 29, 107–117.
• ZATOŃ M., MARYNOWSKI L. 2004: Konzentrat-Lagerstätte-type carbonate concretions from the uppermost Bajocian (Middle Jurassic) of the Częstochowa area, South-Central Poland. Geological Quarterly 48, 339–350.
• ZATOŃ M., MARYNOWSKI L. 2006: Ammonite fauna from uppermost Bajocian (Middle Jurassic) calcitic concretions from the Polish Jura —biogeographical and taphonomical implications. GeoBios 39, 426–442.
• ZHOU W., WU Q., WANG R., SONG Y., ZHANG L., LIU Z., 2001: Distribution of aromatic biomarkers in pyrolysates of coccolithophore. Chinese Science Bulletin 46, 246–252.