Wskaźniki geochemiczne w ocenie skały macierzystej na przykładzie węgli kamiennych Górnośląskiego Zagłębia Węglowego

• Autorzy: Semyrka G.

Warianty tytułu

EN

Significance of geochemical indicators for evaluation of source rocks exemplified by bituminous coals from the Upper Silesian Coal Basin

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W Górnośląskim Zagłębiu Węglowym występują dwa typy genetyczne węgli odzwierciedlające pierwotny materiał roślinny oraz wpływ redukcyjnych lub utleniających warunków środowiska sedymentacji: węgle humusowe i węgle sapropelowe. W celu jakościowo-ilościowej oceny węgli jako skały macierzystej przeprowadzono badania geochemiczne w zakresie analizy elementarnej oraz analizy n-alkanów i izoprenoidów. Do określenia potencjału węglowodorowego skały macierzystej konieczne jest ustalenie składu pierwiastkowego substancji organicznej, pozostającego w ścisłej zależności od jej typu genetycznego. Najczęściej stosowanymi biomarkerami, ze względu na ich powszechne występowanie są n-alkany, a ilościowy stosunek mas cząsteczek nieparzystych do parzystych w łańcuchu molekularnym n-alkanów obrazuje wskaźnik CPI. Stosunek izoprenoidów pristanu do fitanu jest parametrem stosowanym do różnicowania środowisk utleniających i beztlenowych. Parametrem służącym do oceny źródła pochodzenia materii organicznej oraz stopnia jej przeobrażenia jest stosunek izoprenoidów do n-alkanów. W oparciu o uzyskane wskaźniki analityczne dokonano kompleksowej oceny jakości węgli w zakresie ich typu genetycznego, stopnia przeobrażenia termicznego oraz chemizmu środowiska sedymentacji.

EN

As regards origin, two types of coal are found in the Upper Silesian Coal Basin: humic coals and sapropelic coals, which reflects primary plant material and influence of reducing or oxidating conditions in the depositional environment. For the purpose of qualitative and quantitative evaluation of the coals as source rocks, geochemical studies, namely the elemental analysis and n-alkane and isoprenoid analyses were carried out. To determine the hydrocarbon potential of a source rock it is necessary to establish the elemental composition of organic matter, which depends on its genetic type. N-alkanes are the most frequently used biomarkers, considering their common occurrence. The CPI indicator represents the mass ratio of odd to even molecules in the molecular chain of the n-alkanes. The pristine/phytane ratio is a parameter used to differentiate oxidizing environments from oxygen-free environments. The ratio of isoprenoids to n-alkanes is a parameter used for assessment of a source of the organic matter and its transformation degree. On the basis of the obtained analytical indicators, complex evaluation of the coal quality was carried out: their genetic types, thermal transformation degrees and the depositional environment chemistry were determined.

Słowa kluczowe

PL

wskaźniki geochemiczne; skała macierzysta; węgiel kamienny; wskaźnik CPI; isoprenoidy; n-alkany

EN

bituminous coal; carbon preference index (CPI); source rocks; isoprenoids; n-alkanes

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Technika Poszukiwań Geologicznych
• Rocznik: 2006
• Tom: R. 45, nr 2
• Strony: 23--29
• Opis fizyczny: Bibliogr. 38 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Semyrka G.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska, 30-059 Kraków, al. Mickiewicza 30,

Bibliografia

• 1. ALLAN J., DOUGLAS A.G., 1997 - Variations in the content and distribution of n-alkanes in a series of Carboniferous vitrinites and sporinites of bituminous rank. Geochim. Cosmochim., Acta 41, 1223-1230.
• 2. BRAY E.E., EVANS ED., 1961 - Distribution of n-paraffins as a clue to recognition of source beds. Geochim. Cosmocim., Acta 22.
• 3. BROOKS J.D., 1970 - The use of coals as indicators of the occurrence of oil and gas. I Aust Petrol Explor.
• 4. BROOKS J.D., SMITH JW., 1969 - The diagenesis of plant lipids during the formation of coal. [In:] Coalification and the formation of oil and gas in the Gippsland Basin. Geochim Cosmochim Acta 33: 1183-1194.
• 5. BROOKS J.D., WEL TE D., 1984 - Advances in petroleum geochemistry. In: Academic Press, London.
• 6. DIDYK B.M., SIMONEIT B.R.T., BRASSEU S.C., EGLINGTON G., 1978 - Organic geochemical indicators of paleoenvironmental conditions of sedimentation. Nature (Lond) 272, 216-222.
• 7. GABZDYL W.. 1989 - Geologia węgla. Skrypty centralne. Politechnika Śląska, Gliwice.
• 8. GONDEK B., 1980 - Geochemia n-alkanów występujących w skałach osadowych Niżu Polskiego, PIG XCVII.
• 9. HAGEMANN HW., OTTENJANN K., PÜTTMANN W., WOLF M., WOLFF-FISCHER E., 1989 - Optische und chemische Eigenschaften von Steinkohlen. Erdöl und Kohle-Erdgas-Petrochemie vereinigt mit Brennstoff, Chemie 42, 99-110.
• 10. HAMBERGER K., 1968 - Skały stropowe pokładu 507 w kopalniach: Sośnica, Makoszowy i Zabrze. Przegl. Geol. nr 48, Warszawa.
• 11. HAYATSU R, WINANS R, Mc BETH L., SCOTT R.G., MOORE L.P., STUDIER M.H., 1979 - Lignin - like polymers in coal. Nature (Lond) 278, 41-43.
• 12. KOTARBA M., KOWALSKI A., WIĘCŁAW D., 1994 - Nowa metoda obliczeń wskaźnika CPI i wykorzystanie badań dystrybucji n-alkanów i izoprenoidów w prospekcji naftowej. Symp. n.t. Badania geochem. i petrofiz. w poszukiwaniach ropy naftowej i gazu ziemnego. IGNiG, Kraków, Balice.
• 13. KREVELEN D.W., 1961 - Coal, typology-physics-chemistry-constitution. Elsevier Science Publishers, Amsterdam, 979 p.
• 15. LEVINE J.R, 1993 - Coalification: The Evolution of Coal as Source Rock and Reservoir Rock for Oil and Gas. [In:] Law. B.E., Rice D.D. (ed) Hydrocarbons from Coal. AAPG Studies in Geology #38.
• 16. LEYTHAEUSER D., WELTE D.H. 1969 - Relation between distribution of heavy n-paraffins and coalification in Carboniferous coals from the Saar District, Germany. [In:] Schenck PA, Pergamon, Oxford, pp 429-442.
• 17. MACKENZIE A.S., 1984 - Application of biological markers in petroleum geochemistry. In: Brooks J., Welte D. (eds). Advances in Petroleum Geochemistry. vol. 1, London Academic Press.
• 18. MOLDOWAN J.M., SEIFERT W.K., GALLEGOS E.J., 1985 - Relationship between petroleum composition and depositional environment of petroleum source rocks. Am Assoc Petrol Geol Bull 69, 1255-1268.
• 19. MURCHISON D.G., 1987 - Recent advances in organic petrology and organic geochemistry: an over view with some reference to "oil from coal". [In:] Scott A.C. (ed). Coal and coal bearing strata, recent advances. Geol. Soc. Am. Spec. Publ. 32.
• 20. PHILP R.P., 1985 - Fossil fuel biomarkers. Elsevier, Amsterdam.
• 21. PHILIPPI G.F., 1965 - On the depths, time and mechanism of petroleum generation. Geochim. Cosmochim. Acta, t. 29.
• 22. POWELL T.G., 1987 - Depositional controls on source rock character and crude oil composition: Proceedings of the 12th World Petroleum Congress, v. 2.
• 23. POWELL T.G., 1988b - Pristane/phytane ratio as environmental indicator: Nature, v. 333.
• 24. POWELL T.G., Me KIRDY D.M., 1973 - Relationship between ratio of pristane to phytane, crude oil composition and geological environments in Australia. Nature (Lond) 243, 37-39.
• 25. RADKE M., SCHAEFFER R.G., LEYTHAEUSER D., TEICHMÜLLER M., 1980 - Composition of souble organic matter in coals: relation to rank and liptinite fluorescence. Geochim. Cosmochim. Acta 44, 1787-1800. Recherche Scientifique, Paris.
• 26. ROBERT P., 1988 - Organic metamophism and geotermal history. Sediment and Petroleum Geology. Elf - Aquitaine & D. Riedel Publishing, Dordrecht-Boston-Lancaster- Tokyo.
• 27. SCALAN R.S., SMITH J.E., 1970 - An improved measure of the odd-even predominance in the normal alkanes of sediment extracts and petroleum. Geochim. Cosmocim. Acta 34.
• 28. SEIFERT W.K., MOLDOWAN J.M., 1986 - Use of biological markers in petroleum exploration. [In:] Johns R.B. (ed) Biological markers in the sedimentary record-methods in geochemistry and geophisics, 24 Elsevier, Amsterdam.
• 29. SEMYRKA G., 1997- Próba oceny potencjału naftowego węgli sapropelowych Górnośląskiego Zagłębia Węglowego na podstawie badań mikroskopowych i pirolitycznych. Konferencja n.t. "Rozwój polskiej myśli w poszukiwaniach naftowych". Kraków, AGH ZSE.
• 30. SEMYRKA G., 1998 - Praca doktorska, Biblioteka Główna AGH, Kraków.
• 31. SEMYRKA G., KOWALSKI A., KOSAKOWSKI P., WIĘCŁAW D., 1995 - Charakterystyka petrograficzna, chemiczna i geochemiczna węgli kamiennych Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. [W:] Ney R., Kotarba M. (ed) Opracowanie modeli oraz bilansu generowania i akumulacji gazów w serii węglonośnej w GZW. Wyd. Centrum PPGSMiE, PAN, Kraków.
• 32. STACH E., MACKOWSKY M.Th., TEICHMÜLLER M., TAYLOR G.H., CHANDRA D., TEICHMÜLLER R., 1982 - Textbook of Coal Petrology, 3rd Edition, Gebrüder Borntraeger, Berlin.
• 33. TISSOT B.P., WELTE D.H., 1978 - Petroleum Formation and Occurrence. Springer, Berlin Heldelberg New York.
• 34. TISSOT B.P., WELTE D.H., 1984 - Petroleum Formation and Occurrence, second revised edition. Springer, Berlin.
• 35. WELTE D.H., 1967 - Zur Entwicklungsgeschichte von Erdölen aufgrund geochemisch - geologischer untersuchungen. Erdöl Kohle 20, 65-77.
• 36. WELTE D.H.. WAPLES D., 1973 - Über die Bevorzugung geradzahliger n-Alkane in Sedimentgestein. Naturwissenschaften 60, 516-517.
• 37. WHITE D., 1933 - Econ. Geol., 28, 556.
• 38. YEN T.F., MOLDOWAN J.M. (eds), 1988 - Geochemical biomarkers . Harwood, Chur London.