Diageneza a rozwój przestrzeni porowej w piaskowcach górnego czerwonego spągowca Pomorza Zachodniego

• Autorzy: Kuberska M. , Maliszewska A. , Grotek I.

Warianty tytułu

EN

Diagenesis and development of the pore space in the Upper Rotliegend sandstones of Pomerania

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł przedstawia wyniki badań piaskowców górnego czerwonego spągowca z 23 otworów wiertniczych Pomorza Zachodniego, uzyskanych za pomocą różnorodnych metod analitycznych (komputerowa analiza obrazu, CL, SEM, EDS ISIS, XRD, oznaczenia stabilnych izotopów pierwiastków lekkich, oznaczenia wieku metodą K/Ar krystalizacji włóknistego illitu, badania materii organicznej) i wyniki badań petrofizycznych. Piaskowce najczęściej są reprezentowane przez arenity sublityczne i lityczne. W spoiwie piaskowców oprócz składników detrytycznych (kwarc, skalenie, litoklasty), wyróżniono minerały autigeniczne. Są to tlenki i wodorotlenki żelaza, minerały ilaste (kaolinit, chloryty, illit), minerały węglanowe (kalcyt, dolomit, ankeryt), minerały siarczanowe i kwarc. Wyróżniono szereg procesów, którym podlegały piaskowce, jak: kompakcja mechaniczna i chemiczna, cementacja i zastępowanie oraz rozpuszczanie i przeobrażanie składników niestabilnych. Efekty działania tych procesów zaznaczyły się w osadach z różną intensywnością w zależności od składu mineralnego, stopnia pogrążenia i temperatury. W związku z tym wyróżniono dwa etapy przemian w historii diagenezy: eo- i mezodiagenezę. Maksymalne temperatury, jakie mogły oddziaływać na osad dochodziły do około 160°C. Stwierdzono, że na kształtowanie przestrzeni porowej piaskowców zasadniczy wpływ miała cementacja, kompakcja oraz rozpuszczanie diagenetyczne. Zamykanie przestrzeni porowej osadów górnego czerwonego spągowca dla przepływu płynów złożowych następowało we wczesnej i środkowej jurze.

EN

The paper presents the results of studies on Upper Rotliegend sandstones from 23 boreholes of Western Pomerania, acquired by applying different analytical methods (digital image analysis of thin sections, CL, SEM, EDS ISIS, XRD, stable isotope determinations, K/Ar age determination of crystallization of fibrous illite, organic matter studies) and the results of petrophysical analyses. These sandstones are represented mainly by sublithic and lithic arenites. Apart from detrital grains (quartz, feldspars, lithoclasts), authigenic minerals were identified in the sandstones' cements. They correspond to iron oxides and hydroxides, clay minerals (kaolinite, chlorite, illite), carbonates (calcite, dolomite, ankerite), sulphates and quartz. The sandstones underwent a number of diagenetic processes. These are mechanical and chemical compaction, cementation and replacement, and dissolution and alteration of unstable components. The effects of these processes proceeded within the sediment with a different intensity being dependent on its mineral composition, degree of burial and temperature. In reference to that, two stages have been distinguished in the history of diagenesis: eo- and mesodiagenesis. The presumed maximum temperatures that affected the sediment could reach 160°C. It is suggested that the cementation, compaction and diagenetic dissolution had the main influence on the formation of the pore space in the sandstones. The closure of the pore space in the Permian sediments, preventing flow of formation fluids, occurred in the Early and Middle Jurassic.

Słowa kluczowe

PL

przestrzeń porowa; procesy diagenetyczne; górny czerwony spągowiec; perm; Pomorze Zachodnie

EN

pore space; diagenetic processes; Upper Rotliegend; Permian; Western Pomerania

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego
• Rocznik: 2008
• Tom: nr 430
• Strony: 43--63
• Opis fizyczny: Bibliogr. 53 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kuberska M.

• Państwowy Instytut Geologiczny, ul. Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa

autor

Maliszewska A.

• Państwowy Instytut Geologiczny, ul. Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa

autor

Grotek I.

• Państwowy Instytut Geologiczny, ul. Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa

Bibliografia

• ALLAN J.R., WIGGINS W.D., 1993 — Dolomite reservoirs. Geochemica! techniques for evaluating origin and distribution. AAPG Continuing Education Course Note Series, 36.
• BUNIAK A., SOLARSKA A., 2004 — Występowanie złóż węglowodorów a wykształcenie litologiczno-facjalne utworów górnego czerwonego spągowca na obszarze Pomorza Zachodniego (na przykładzie złóż Ciechnowo i Sławoborze). W: Konferencja naukowo-techniczna: Basen permski Niżu Polskiego -czerwony spągowiec. Budowa i potencjał zasobowy. Piła 23 kwietnia, Piła. Abstrakty: 113-118.
• BUNIAK A., KWOLEK K., NOWICKA A., PIKULSKI L., 2005 — Mapa perspektyw poszukiwawczych w utworach górnego czerwonego spągowca. Archiwum PGNiG Ośrodek Północ, Piła.
• DURAKIEWICZ T., 1996 — Electron emission controller with pulsed heating of filament. Int. Jour. Mass Spectr. Ion Proc., 156:31-40.
• FUCHTBAUER H., 1974 — Some problems of diagenesis in sandstones. Bull. Centre Reck Pau-SNPA, 8: 303-321.
• GAUPP R., MATTER A., PLATT J., RAMSEYER K., WALZEBUCK J., 1993 — Diagenesis and fluid evolution of deeply buried Permian (Rotliegende) gas reservoirs, Northwest Germany. AAPG Bull., 11, 7: 1111-1128.
• HAŁAS S., 1979—An automatic inlet system with pneumatic changeover valves for isotope ratio mass spectrometer. J. Phys. E. Sci. Instrum., 18: 417-420.
• HAŁAS S., DURAKIEWICZ T., J 997 — Lubelska aparatura UHV do wydzielania, oczyszczania i analizy masowo-spektrometrowej argonu do datowania minerałów. Elektronika, 38: 49-53.
• HOUSEKNECHTD.W., 1987 — Assessing the relative importance of compaction processes and cementation reduction of porosity in sandstones. AAPG Bull, 71, 6: 633-642.
• JACKSON M.L., 1979 — Soil chemical analysis - advanced course. Madison, Wisconsin.
• JARMOŁOWICZ-SZULC K., 1995 — Fluid inclusions in the studies of the Permian sedimentary rocks from Polish Lowland. XIII Intern. Congress on Carboniferous-Permian. Abstracts: 61. Kraków. Państw. Int. Geol., Warszawa.
• JARMOŁOWICZ-SZULC K., 1997 — Wykorzystanie inkluzji fluidalnych w spoiwach skał paleozoiku Niżu Polskiego dla poszukiwań ropy naftowej i gazu ziemnego. Centr. Arch. Państw. Inst. Geol., Warszawa.
• KIERSNOWSKI H., 1997a — Upper Permian eolian complex in Poland. Proceedings of the XIII International Congress on the Carboniferous and Permian. Part 3. Pr. Państw. Inst. Geol., 157: 107-110.
• KIERSNOWSKI H., 1997b — Depositional development of the Polish Upper Rotliegend Basin and evolution of its sediment source areas. Kwart. Geol., 41, 4: 433-456.
• KIERSNOWSKI H., 1998 — Architektura depozycyjna basenu czerwonego spągowca w Polsce. W: Analiza basenów sedymentacyjnych Niżu Polskiego. Pr. Państw. Inst. Geol., 165: 113-128.
• KIERSNOWSKI H., BUNIAK A., 2006 — Evolution of the Rotliegend Basin of northwestern Poland. Geol. Quart., 50,1:119-138.
• KOZŁOWSKA A., KUBERSKA M., 2006 — Zastosowanie metody komputerowego przetwarzania i analizy obrazu w mikroskopowej analizie skał. Prz. Geol., 54, 8: 671-673.
• KUBERSKA M, 1995 — Diagenetic processes in the Rotliegend sandstones in the Kujavian-Pomeranian segment of the Teisseyre-Tornquist zone. XIII Intern. Congress on Carboniferous-Permian. Abstracts: 84. Państw. Inst. Geol., Warszawa.
• KUBERSKA M., 1999a — Główne procesy diagenetyczne w osadach czerwonego spągowca rejonu Budziszewic-Szczecinka oraz ich wpływ na własności petrofizyczne. Posiedz. Nauk. Państw. Inst. Geol, 55, 7: 38-39.
• KUBERSKA M, 1999b — Spoiwa węglanowe skał klastycznych czerwonego spągowca w kujawsko-pomorskim segmencie strefy T-T. Prz. Geol., 47, 2: 159-162.
• KUBERSKA M., 1999c — Etapy cementacji piaskowców czerwonego spągowca w kujawsko-pomorskim segmencie strefy T-T. Prz. Geol, 47, 5: 477^178.
• KUBERSKA M., 2000 — Clay minerals in the Rotliegend sandstones and their influence on permeability and porosity. XVI Conference on Clay Mineralogy and Petrology. Abstracts: 84. Karlowe Wary, Czechy.
• KUBERSKA M, 2001 — Spoiwa ilaste piaskowców czerwonego spągowca w kujawsko-pomorskim segmencie bruzdy środkowopolskiej. Prz. Geol., 49, 4: 345.
• KUBERSKA M., 2004 — Diageneza osadów czerwonego spągowca w strefie Szczecinek-Bydgoszcz (Pomorze Zachodnie). Biul. Państw. Inst. Geol, 411: 87-168.
• KUBERSKA M., 2005 — Cementation of the sandstones close to the Upper Carboniferous/Permian boundary and their porosity and permeability (Western Pomerania, Poland). IESCA 2005. Izmir, Turcja; Abstracts: 72.
• KUBERSKA M, MALISZEWSKA A. 2004 — Evolution of pore space in the Rotliegend sandstones of Pomerania (N W Poland); Aachen, Niemcy; Abstracts SEPM-CES-Meeting SEDIMENT 2004: 86.
• KUBERSKA M., KOZŁOWSKA A., MALISZEWSKA A., 2005 — Diagenesis of the Upper Carboniferous and the Lower Permian fluvial sandstones of Pomerania area (Poland). Abstracts, Heft 38: 93. Gwatt, Szwajcaria.
• KUBERSKA M., KOZŁOWSKA A., MALISZEWSKA A., 2006 — Ewolucja przestrzeni porowej w piaskowcach górnego karbonu i dolnego permu Pomorza Zachodniego. Centr. Arch. Geol. Państw. Inst. Geol., Warszawa.
• MALISZEWSKA A., 1997 — Wiek K/Ar włóknistego illitu z piaskowców czerwonego spągowca Wielkopolski. W: Datowanie minerałów i skał. IV Ogólnopolska Sesja Naukowa, Lublin: 50-55.
• MALISZEWSKA A., KUBERSKA M, 1996a — Cementation of the Rotliegend sandstones, their porosity and permeability. The 2nd Conference on the Geochemical and Petrophysical Investigations in Oil and Gas Exploration: 167-178. Janowice.
• MALISZEWSKA A., KUBERSKA M., 1996b — Cementacja piaskowców czerwonego spągowca a ich porowatość i przepuszczalność. Nafta-Gaz, 9: 365-373.
• MALISZEWSKA A., KUBERSKA M., SUCH P., LEŚNIAK G., 1998 — Ewolucja przestrzeni porowej utworów czerwonego spągowca. Pr. Państw. Inst. Geol, 165: 177-194.
• MALISZEWSKA A., GROTEK I., KOZŁOWSKA A., KUBERSKA M., 2004a—Petrologia kompleksów osadowych górnego karbonu i dolnego permu w aspekcie poszukiwań złóż węglowodorów ze strefy Kołobrzeg-Międzyzdroje. W: Rozwój kompleksów osadowych w zachodniej i centralnej Polsce - pochodzenie i przemiany postdepozycyjne. Centr. Arch. Geol. Państw. Inst. Geol., Warszawa.
• MALISZEWSKA A., GROTEK I., KOZŁOWSKA A., KUBERSKA M, POŁOŃSKA M., 2004b — Cementy w piaskowcach karbonu i czerwonego spągowca Pomorza Zachodniego. Centr. Arch. Geol. Państw. Inst. Geol., Warszawa.
• MARSHALL D.J., 1988 — Cathodoluminescence of geological materials. Unwin Hyman, Boston.
• MIGASZEWSKI Z., NARKIEWICZ M., 1983 — Identyfikacja pospolitych minerałów węglanowych przy użyciu wskaźników barwiących. Prz. Geol., 4: 258-261.
• MIKOŁAJEWSKA A., MIKOŁAJEWSKI Z., 1999 — Środowiska depozycyjne, petrografia, diageneza oraz właściwości zbiornikowe osadów górnego czerwonego spągowca w rejonie złoża gazu ziemnego Międzyzdroje. Prz. Geol, 47, 5: 448-469.
• MIKOŁAJEWSKA A., MIKOŁAJEWSKI Z., 2004a — Wpływ zmienności litologiczno-facjalnej na zmienność parametrów petrofizycznych w utworach górnego czerwonego spągowca (rejon złoża gazu ziemnego Międzyzdroje). W: Basen permski Niżu Polskiego, czerwony spągowiec, budowa i potencjał zasobowy. Abstrakty: 151-152. Bogucki Wyd. Nauk., Poznań.
• MIKOŁAJEWSKA A., MIKOŁAJEWSKI Z., 2004b — Wykształcenie litologiczno-facjalne utworów górnego czerwonego spągowca w zachodniej części bloku Wolina (rejon złoża gazu ziemnego Międzyzdroje - W. W: Basen permski Niżu Polskiego, czerwony spągowiec, budowa i potencjał zasobowy. Abstrakty: 153-154. Bogucki Wydaw. Nauk., Poznań.
• PERYT T.M., 1981 — Katodoluminescencja w badaniach skał węglanowych. Prz. Geol, 29: 119-125.
• PETTIJOHN F.J., POTTER P.E., SIEVER R., 1972 — Sand and sandstone. Springer-Verlag, New York.
• POKORSKI J., 1981 — Propozycja formalnego podziału litostratygraficznego czerwonego spągowca na Niżu Polskim. Kwart. Geol, 25, 1:41-58.
• POKORSKI J., 1987 — Czerwony spągowiec. W: Budowa geologiczna wału pomorskiego i jego podłoża. Pr. Państw. Inst. Geol., 119: 51-64.
• POKORSKI J., 1997 — Perm dolny; sedymentacja, paleogeografia, paleotektonika. W: Epikontynentalny perm i mezozoik w Polsce, (red.: S. Marek, M. Pajchlowa). Pr. Państw. Inst. Geol, 153: 45-62.
• RUSEK M., GAUPP R., 2004 — Diagenese klastischer Sedimente einer alluvial-fluviatil ausgepragten Lagerstatte am rande des polnischen Rotliegend Beckens. Schriftenreihe der Deutschen Geologischen Gesellschaft., 34: 415.
• RUSEK M., GAUPP R., BUNIAK A., SOLARSKA A., KOWALCZAK M., 2004 — Diagenetic controls on fluvio-alluvial sandstones at the north-western margin of the Polish Rotliegend Basin. AAPG European Region Conference with GSA., 10-13 październik, Prague: 101.
• RUSEK M., BUNIAK A., SOLARSKA A., KOWALCZAK M., GAUPP R., 2005 — Piaskowce czerwonego spągowca i ich diageneza na obszarze Wału Pomorskiego (złoże Ciechnowo). Prz. Geol, 53, 4: 340-341.
• SIKORSKA M., 1994 — Katodoluminescencja - niezbędne narzędzie w badaniach diagenezy piaskowców kambryjskich. Prz. Geol, 4: 256-263.
• SUCH P., 1996 — Model fizyczny przestrzeni filtracji basenu czerwonego spągowca. Pr. Inst. Górn. Naft. i Gazown., 88.
• SUCH P., MALISZEWSKA A., LEŚNIAK G., 2000 — Właściwości filtracyjne utworów czerwonego spągowca a jego wykształcenie facjalne. Pr. Inst. Górn. Naft. i Gazown., 103: 5-49.
• TEICHMULLER M, WOLF M, 1977 - Application of fluorescence microscopy in coal petrology and oil exploration. J. Microsc, 109: 49-73
• VAN GIJZEL P., 1967 — Autofuorescence of fossil pollen and spores with special reference to age determination and coalification. Leidse Geol. Meded., 40: 263-317.
• ZWINGMANN H., CLAUER N., GAUPP R., 1998 — Timing of fluid in a sandstone reservoir of the north German Rotliegend (Permian) by K-Ar dating of related hydrothermal illite. W: Dating and duration of fluid flow and fluid rock interaction. Geol. Soc. Spec. Publ., 144: 91-106.