Warunki anhydrytyzacji gipsów badeńskich w zapadlisku przedkarpackim

• Autorzy: Kasprzyk A.

Warianty tytułu

EN

Constraints of anhydritization of Badenian gypsum deposits in the Carpathian Foredeep

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Gips jest zastępowany przez anhydryt w temperaturze zależnej od warunków fizykochemicznych środowiska. Większość anhydrytów w badeńskim basenie ewaporatowym zapadliska przedkarpackiego wykazuje cechy sedymentologiczne i petrograficzne facji diagenetycznych, powstałych w wyniku przeobrażeń pierwotnych osadów gipsowych, zarówno selenitowych (autochtonicznych), jak i klastycznych (allochtonicznych). Nieregularne rozmieszczenie anhydrytu w sukcesji gipsowej sugeruje, że anhydrytyzacja gipsów zachodziła preferencyjnie w strefach o zwiększonej mikroporowatości, w ścisłym kontakcie z roztworami porowymi o wysokim zasoleniu. Szereg czynników związanych ze środowiskiem sedymentacyjnym i diagenetycznym (w warunkach pogrzebania) miało wpływ na proces anhydrytyzacji gipsów w badeńskim basenie ewaporatowym. Uwzględniając warunki wgłębne występowania osadów siarczanowych w zapadlisku przedkarpackim, oszacowano hipotetyczną głębokość i czas przejścia gipsu w anhydryt. Uzyskane wartości głębokości wynoszą 630-740 m dla sukcesji basenowej i 610-700 m dla sukcesji brzeżnej. Ponieważ w północnej, peryferyjnej części zapadliska skały gipsowe nigdy nie znajdowały się na tak dużej głębokości, inne czynniki, niezwiązane ze środowiskiem pogrzebania (np. zasolenie wód porowych), prawdopodobnie warunkowały anhydrytyzację gipsów.

EN

The gypsum is replaced by anhydrite in the temperature dependent on the physicochemical environment of gypsum. Most Badenian anhydrite deposits in the Polish Carpathian Foredeep Basin display sedimentary and petrographic features of diagenetic facies formed from the precursor gypsum, both selenitic (autochthonous) and clastic (allochthonous). The irregular distribution of anhydrite within the gypsum succession suggests the replacement occurred preferentially in zones of high microporosity in the contact with highly saline pore fluids. Many controlling factors, related to sedimentary and diagenetic environments, have been involved in anhydrite genesis in the Badenian evaporite basin. The burial environments of sulphate deposits in the Carpathian Foredeep were considered to estimate the predicting depths and time of the gypsum to anhydrite transition. The obtained depths range between 630 and 740 m for the basinal succession and between 610 and 700 m for the marginal succession. Because in the northern part of the Carpathian Foredeep gypsum has never been deeply buried, different factors not related to deep burial conditions (e.g. salinity of pore fluids) must have been involved in anhydritization processes.

Słowa kluczowe

PL

baden; diageneza; anhydrytyzacja; osady siarczanowe; zapadlisko przedkarpackie

EN

diagenesis; anhydritization; sulphate deposits; Badenian; Carpathian Foredeep

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego
• Rocznik: 2005
• Tom: nr 417
• Strony: 5--26
• Opis fizyczny: Bibliogr. 51 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Kasprzyk A.

• Państwowy Instytut Geologiczny, Oddział Świętokrzyski im. Jana Czarnockiego, ul. Zgoda 21, 25-953 Kielce

Bibliografia

• [1] BĄBEL M., 2004 — Badenian evaporite basin of the northern Carpathian Foredeep as a drawdown salina basin. Acta Geol. Pol., 54, 3: 313-337.
• [2] BLOUNT C.W., DICKSON F.W., 1973 — Gypsum-anhydrite equilibria in systems CaSO4-H2O and CaCO4-NaCl-H2O. Am. Mineral., 58: 323-331.
• [3] BUTLER G.P., 1969 — Holocene gypsum and anhydrite of the Abu Dhabi sabkha, Trucial Coast: an alternative explanation of origin. W: Third Symposium on Salt (red. J.L. Rau , L.F. Dellwig). The Northern Ohio Geol. Soc., Inc., 1: 120-152.
• [4] CENDÓN D.I., PERTR T.M., AYORA C., PUEYO J.J., TABERNER C., 2004 — The importance of recycling processes in the Middle Miocene Badenian evaporite basin (Carpathian foredeep): palaeoenvironmental implications. Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol., 212: 141-158.
• [5] CODY R.D., 1991 — Organo-crystalline interactions in evaporite systems: the effects of crystallization inhibition. J. Sedim. Petrol., 61: 704-718.
• [6] CODY R.D., HULL A.B., 1980 — Experimental growth of primary anhydrite at low temperatures and salinities. Geology, 8: 505-509.
• [7] DUDEK T., 1999 — Diageneza minerałów ilastych grupy illit/smektyt w iłowcach miocenu autochtonicznego zapadliska przedkarpackiego. Pr. Państw. Inst. Geol., 168: 125-133.
• [8] GARLICKI A., 1979 — Sedymentacja soli mioceńskich w Polsce. Pr. Geol, 119: 1-66.
• [9] GUNATILAKA A., 1990 — Anhydrite diagenesis in a vegetated sabkha, AI-Khiran, Kuwait, Arabian Gulf. Sedim. Geol, 69: 95-116.
• [10] GUSTAVSON T.C., HOVORKA S.D., DUTTON A.R., 1994 — Origin of satin spar veins in evaporite basins. J. Sedim. Res., A64, 1: 88-94.
• [11] HANSHAW B.B., BREDEHOEFT J.D., 1968 — On the maintenance of anomalous fluid pressures, II. Source layer at depth. Geol. Soc. Am. Bull., 79: 1107-1122.
• [12] HARDIE L.A., 1967 — The gypsum-anhydrite equilibrium at one atmosphere pressure. Am. Mineral., 52: 171-200.
• [13] HARVIE C.E., MOLLER N., WEARE J.H.,1984 — The prediction of mineral solubilities in natural waters: The Na-K-Mg-Ca-H-Cl-SO4-OH-HCO3-0O3-CO2-H2O system to high ionic strengths at 25°C. Geochim. Cosmochim. Acta, 48: 723-751.
• [14] JOWETT E.C., CATHLES III L.M., DAVIS B. W., 1993 — Predicting depths of gypsum dehydration in evaporitic sedimentary basins. Am. Ass. Petrol. Geol. Bull., 77: 402-413.
• [15] KASPRZYK A., 1993 — Lithofacies and sedimentology of the Badenian (Middle Miocene) gypsum in the northern part of the Carpathian Foredeep, southern Poland. Ann. Soc. Geol. Pol., 63: 33-84.
• [16] KASPRZYK A., 1995 — Gypsum-to-anhydrite transition in the Miocene of southern Poland. J. Sedim. Res., A65: 348-357.
• [17] KASPRZYK A., 1998a — Gypsum-to-anhydrite transition in the Miocene of southern Poland — reply. J. Sedim. Res., 68, 1: 225-228.
• [18] KASPRZYK A., 1998b — Analiza litofacjalna i geochemiczna anhydrytów mioceńskich w zapadlisku przedkarpackim. CAG Oddz. Świętokrzyski, Kielce.
• [19] KASPRZYK A., 2003 — Sedimentological and diagenetic patterns of anhydrite deposits in the Badenian evaporite basin of the Carpathian Foredeep, southern Poland. Sedim. Geol., 158: 167-194.
• [20] KASPRZYK A., 2005 — Diagenetic alteration of Badenian sulphate deposits in the Carpathian Foredeep Basin, Southern Poland: processes and their soccession. Geol. Quart., 49, 3: 305-316
• [21] KASPRZYK A., ORTI F., 1998 — Palaeogeographic and burial controls on anhydrite genesis: the Badenian basin in the Carpathian Foredeep (southern Poland, western Ukraine). Sedimentology, 45: 889-907.
• [22] KENDALL A.C., 1992 — Evaporites and diagenesis: Quantitative diagenesis. W: Recent Developments and Applications to Reservoir Geology — Abstracts. North Atlantic Treaty Organization (NATO), Advanced Study Institute, University of Reading.
• [23] KENDALL A.C., HARWOOD G.M., 1996 — Marine evaporites: arid shorelines and basins. W: Sedimentary environments: Processes, Facies and Stratigraphy (red. H.G. Reading), Blackwell Science: 281-324.
• [24] KINSMAN D.J.J., 1969 — Modes of formation, sedimentary associations, and diagnostic features of shallow-water and supratidal evaporites. Am. Ass. Petrol. Geol. Bull., 53: 830-840.
• [25] KINSMAN, D.J.J., 1974 — Calcium sulfate minerals of evaporite deposits: their primary mineralogy. W: Fourth Symposium on Salt (red. A.H. Coogan). Northern Ohio Geol. Soc., 1: 343-348.
• [26] KUBICA B., 1992 — Rozwój litofacjalny osadów chemicznych badenu w północnej części zapadliska przedkarpackiego. Pr. Państw. Inst. Geol., 133: 1-64.
• [27] KUBICA B., 1994 — Korelacja litogeofizyczna badeńskich osadów chemicznych zapadliska przedkarpackiego. Prz. Geol., 42, 9: 759-765.
• [28] KWIATKOWSKI S., 1972 — Sedymentacja gipsów mioceńskich południowej Polski. Pr. Muz. Ziemi, 19; 3-85.
• [29] LISZKOWSKI J., 1989 — Orogeniczno-descensyjny model genetyczny mioceńskich formacji salinarnych regionu karpackiego wschodnich obszarów Centralnej Paratetydy. Pr. Nauk. UŚl., 1019.
• [30] MACDONALD G.J.F., 1953 — Anhydrite-gypsum equilibrium relations. Am. J. Sci., 251: 884-898.
• [31] MOIOLA R.J., GLOVER E.D., 1965 — Recent anhydrite from Clayton Playa, Nevada. Am. Mineral., 50: 2063-2069.
• [32] MOLLER N., 1988 — The prediction of mineral solubilities in natural waters: a chemical equilibrium model for the Na-Ca-Cl-SO4-H20 system, to high temperature and concentration. Geochim. Cosmochim. Acta, 52: 821-837.
• [33] NEY R., BURZEWSKI W., BACHLEDA T., GÓRECKI W., JAKÓBCZAK K., SŁUPCZYŃSKI K., 1974 — Zarys paleogeografii i rozwoju litologiczno-facjalnego utworów miocenu zapadliska przedkarpackiego. Komisja Nauk Geologicznych PAN, Pr. Geol., 82: 1-65.
• [34] ORTI F., ROSELL L., 1981 — Fabricas cristalinas de la anhidrita nodular y laminada. Acta Geol. Hisp., 16: 235-255.
• [35] OSZCZYPKO N., 1981 — Wpływ neogeńskiej przebudowy przedgórza Karpat na warunki hydrodynamiczne i hydrochemiczne zapadliska przedkarpackiego. Biul. Inst. Geol., 325: 5-87.
• [36] OSZCZYPKO N., 1997 — The Early-Middle Miocene Carpathian peripheral foreland basin (Western Carpathians, Poland). Prz. Geol., 45, 10/2: 1054-1063.
• [37] OSZCZYPKO N., 1999 — Przebieg mioceńskiej subsydencji w polskiej części zapadliska przedkarpackie- go. Pr. Państw. Inst. Geol., 168: 209-230.
• [38] PERTHUISOT J.P., 1977 — Le Sabkha de Doukhane (Qatar) et la transformation gypse - anhydrite + eau. Bull. Geol. Soc. Fr., 19: 1145-1149.
• [39] PERYT T.M., 2000 — Resedimentation of basin centre sulphate deposits: Middle Miocene Badenian of Carpathian Foredeep, southern Poland. Sedim Geol.,134, 3/4: 331-342.
• [40] PERYT T.M., SZARAN J., JASIONOWSKI M., HAŁAS S., PERYT D., POBEREZHSKYY A., KAROLI S., WÓJTOWICZ A., 2002 — S and O isotope composition of the Badenian (Middle Miocene) sulphates in the Carpathian Foredeep. Geol. Carpath., 53, 6: 391-398.
• [41] POŁTOWICZ S., 1991 — Miocen strefy karpackiej między Wieliczką a Dębicą. Geologia AGH, 17: 19-57.
• [42] ROSEN M.R., WARREN J.K., 1990 — The origin and significance of groundwater-seepage gypsum from Bristol Dry lake, California, USA. Sedimentology, 37: 983-996.
• [43] ROUCHY J.-M., BERNET-ROLANDE M.C., MAURIN A.F., 1994 — Descriptive petrography of evaporites: application in the field, subsurface and laboratory. W: Evaporitic Sequences in Petroleum Exploration: 70-123. TECHNIP Edition, Paris.
• [44] SCHREIBER B.C., EL TABAKH M., 2000 — Deposition and early alteration of evaporites. Sedimentology, 47: 215-238.
• [45] SCHREIBER B.C., ROTH M.S., HELMAN M.L., 1982 — Recognition of primary facies charącteristics of evaporites and the differentiation of these forms from diagenetic overprints. W: Depositional and Diagenetic Spectra of Evaporites — A Core Workshop SEPM (red. C.R Handford, RG. Loucks, G.R. Davies). Core Workshop, 3: 1-32, Calgary, Canada.
• [46] SHEARMAN D.J., 1963 — Recent anhydrite, gypsum, dolomite and halite from the coastal flats of the Arabian shore of the Persian Gulf. Proc. Geol. Soc., 1607: 63-65.
• [47] SHEARMAN D.J., 1985 — Syndepositional and late diagenetic alteration of primary gypsum to anhydrite. W: Sixth International Symposium on Salt (red. B.C. Schreiber, H.L. Harner): 41-50. The Salt Institute, Alexandria, Virginia.
• [48] SONNENFELD P., 1984 — Brines and Evaporites. Academic Press, Orlando.
• [49] SZAFRAN S., 1988 — Warunki paleotemperaturowe utworów miocenu autochtonicznego zapadliska przedkarpackiego. Spraw. z Pos. Kom. Nauk PAN, 32: 162-164.
• [50] TESTA G., LUGLI S., 2000 — Gypsum-anhydrite transformations in Messinian evaporites of central Tuscany (Italy). Sedim. GeoZ., 130: 249-268.
• [51] WARREN J.K., KENDALL C.G.S.C., 1985 — Comparision of marine sabkhas (subaerial) and salina (subaqueous) evaporites: modern and ancient. Am. Ass. Petrol. Geol. Bull., 69: 1013-1023.