Znaczenie przepływów hiperpyknalnych i klinoform deltowych dla interpretacji sedymentologicznych formacji z Machowa (miocen zapadliska przedkarpackiego

• Autorzy: Porębski S.J. , Warchoł M.

Warianty tytułu

EN

Hyperpycnal flows and deltaic clinoforms - implications for sedimentological interpretations of late Middle Miocene fill in the Carpathian Foredeep Basin

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

EN

The Middle to early Upper Miocene Machów Formation represents the youngest and little to non-deformed increment in the Carpathian Foredeep Basin that was initiated during the Paleocene in response to thrust loading of the North European craton. The onset of the Machów Formation was associated with the late Badenian (lateMiddle Miocene) flexural subsidence (ca 12.5 Ma BP) that resulted in underfilled-basin conditions recorded in the emplacement of submarine fans and shelf-margin deltas, up to 400 m in relief. These systems were fed from the south by a net of small, suspended-load dominated rivers, which resulted in the strongly heterolithic nature of the basin infill. There is a striking absence of large-scale traction structures, and thick sandstone/mudstone packages intercalated with thick-bedded massive sandstones provide evidence of deposition mainly from sustained turbidity currents typified by oscillations in velocity and sediment concentration within a flow. The evidence in both submarine-fan and delta-front deposits includes the abundance of climbing ripples, thick flat-laminated intervals within the otherwise massive thick-bedded sandstones, and inverse to pensymmetrical grading associated with a succession of structural divisions, which departs from that generated by harmonic energy dissipation typical for surge-type (semi-constant volume) turbidity currents. This evidence is interpreted to reflect deposition mainly from hyperpycnal flows, whose oscillatory behaviour reflected chiefly changing flood stages in the sourcing fluvial flow. The inferred semi-permanent flow feeding is also supported by the very high sedimentation rate (locally up to 24 cm/a) of the Machów Formation. Four clinoform types have been distinguished in the formation. Type 1 is most common and corresponds to platform (“shallow-water”) deltas of subseismic scale. The remaining three are shelf-margin (“deepwater”) deltas. The latter types differ one form another in the height and internal structure of clinoforms, as well as in the degree of downdip segregation of sand that either dominates in slope increments (type 2), forms shingled clinoform toes (type 3), or is concentrated in basin-floor fans in the front of a muddy clinoform slope. The basinward sand segregation is facilitated by the dissection of a clinoform’s top during the maximum fall in relative sea level and by long slopes that ease the transformation of hyperpycnal flows into high-efficiency turbidity currents. Numerous internal onlap unconformities make the shelf-margin deltas interesting targets for hydrocarbon search in stratigraphic traps. The identified type 4 clinoforms, up to 200 m high, in the Quinqueloculina reusii zone point to a major deepening in the upper part of the Machów Formation. This suggests a rise in flexural accommodation at ca 11 Ma BP, and contradicts the common view on uniform upward-shallowing throughout the formation.

Słowa kluczowe

PL

miocen; przepływ hiperpyknalny; klinofroma deltowa; zapadlisko przedkarpackie

EN

Carpathian Foredeep; Miocene; hyperpycnal flow; shelf-margin delta

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Przegląd Geologiczny
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 54, nr 5
• Strony: 421--429
• Opis fizyczny: wykr., bibliogr. 49 poz.

Twórcy

autor

Porębski S.J.

autor

Warchoł M.

• Instytut Nauk Geologicznych PAN, Ośrodek Badawczy w Krakowie, ul. Senacka 1, 31-002 Kraków,

Bibliografia

• ALEKSANDROWICZ S.W., GARLICKI A., & RUTKOWSKI J. 1982 - Podstawowe jednostki litostratygraficzne miocenu zapadliska przedkarpackiego. Kwart. Geol., 26: 470-471.
• ALLEN P.A., HOMEWOOD P. & WILLIAMS G.D. 1986 - Foreland basins: an introduction. [W:] Foreland Basins. P.A. Allen & P. Homewood (eds) - International Association of Sedimentologists, Special Publication, 8: 3-12.
• BATES C.C. 1953 - Rational theory of delta formation. American Ass. Petrol. Geol. Bull., 37: 2119-2162.
• CANT D.J. & STOCKMAL G.S. 1989 - The Alberta foreland basin: relationship between stratigraphy and Cordilleran terrane-accretion events. Canad. J. Earth Sci., 26: 1964-1975.
• BIRKENAMAJER K. & GĄSIOROWSKI S.M. 1961 - Sedimentary character of radiolarites in the Pieniny Klippen Belt, Carpathians. Bull. Pol. Acad. Sci., 9: 171-176.
• CZEPIEC I. 1996 - Biostratygrafia i warunki depozycji osadów północnej strefy brzeżnej sarmatu Polski. Geologia AGH, 22: 309-338.
• DUDZIAK J. & ŁAPTAŚ A. 1991 - Stratigraphic Position of Miocene Carbonate-Siliciclastic Deposits near Chmielnik (Świętokrzyskie Mountains Area, Central Poland) Based on Calcareous Nannofossils. Bull. Pol. Acad. Sci., Earth Sciences, 39: 55-66.
• DZIADZIO P. 1999 - Sedymentologia utworów miocenu wschodniej części zapadliska przedkarpackiego między Leżajskiem a Lubaczowem. Praca doktorska - maszynopis Bibl. PIG. Warszawa.
• DZIADZIO P. 2000 - Sekwencje depozycyjne w utworach badenu i sarmatu w SE części zapadliska przedkarpackiego. Prz. Geol., 48: 1124-1138.
• ETTENSOHN F.R. 1994 - Tectonic control on formation and cyclicity of major appalachian unconformities and associated stratigraphic sequences. SEPM Concepts in Sedimentology and Paleontology, 4: 217-242.
• FRANKOWICZ E., PIETSCH K. & PORĘBSKI S.J. 2005 - Seismic modelling applied to the identification of sandstone lithosomes (Carpathian Foredeep). EAGE 67th Conference & Exhibition - Madrid, Spain, 1-4.
• GARCIA M.H. & PARKER G. 1993 - Experiments on the entrainment of sediment into suspension by a dense bottom current. J. Geoph. Res., 98: 4793-4801.
• GARLICKI A. 1968 - Z rozważań sedymentologicznych nad profilem autochtonicznej formacji solonośnej okolicy Wieliczki i Bochni. Rocz. Pol. Tow. Geol., 38: 219-223.
• HELLER P.L., ANGEVINE C.L., WINSLOW N.S. & PAOLA C. 1988 - Two-phase stratigraphic model of foreland-basin sequences. Geology, 16: 501-504.
• JASIONOWSKI M. 1997 - Zarys litostratygrafii osadów mioceńskich wschodniej części zapadliska przedkarpackiego. Biul. Państw. Inst. Geol., 375: 44-60.
• JASIONOWSKI M., PERYT T.M. & CZAPOWSKI G. 2004 - Zapadlisko przedkarpackie. Miocen. [W:] Budowa geologiczna Polski, t. I, Stratygrafia, cz. 3a, kenozoik, paleogen, neogen: 213-224.
• KARNKOWSKI P.H. & OZIMOWSKI W. 2001 - Ewolucja strukturalna podłoża mioceńskiego basenu przedkarpackiego (obszar pomiędzy Krakowem a Przemyślem). Prz. Geol., 49: 431-436.
• KIRCHNER Z. 1956 - Stratygrafia miocenu Przedgórza Karpat Środkowych na podstawie mikrofauny. Acta Geol. Pol., 29: 421-449.
• KUCIŃSKI T.M. 1982 - Propozycja ramowego podziału stratygraficznego miocenu morskiego Polski południowej. Kwart. Geol., 26: 471-472.
• KRZYWIEC P. 1997 - Large-scale tectono-sedimentary Middle Miocene history of the central and eastern Polish Carpathian Foredeep Basin - results of seismic data interpretation. Prz. Geol., 45: 1039-1053.
• KRZYWIEC P. 2001 - Contrasting tectonic and sedimentary history of the central and eastern parts of the Polish Carpathian Foredeep Basin - results of seismic data interpretation. [W:] Clśtingh, S., M. Nemčok, F. Neubauer, F. Horvath & P. Seifert, (Eds) - The Hydrocarbon potential of the Carpathian-Pannonian Region. Marine and Petroleum Geology, 18: 13-38.
• MAKSYM A., LISZKA B., STARYSZAK G. & DZIADZIO P. 1997 - Środowisko sedymentacji utworów miocenu autochtonicznego w brzeżnej części Karpat, a interpretacja geologiczno-złożowa w obszarze Husów-Albigowa-Krasne. Arch. PGNiG S.A., Jasło.
• MORYC W. 1995 - Lądowe utwory paleogenu na obszarze przedgórza Karpat. Nafta-Gaz, 61: 181-195.
• MULDER T. & SYVITSKI J.P.M. 1995 - Turbidity currents generated at river mouths during exceptional discharges to the world oceans. J. Geol., 103: 285-299.
• MULDER T., SYVITSKI J.P.M., MIGEON S., FAUGERES J.C. & SAVOYE B. 2003 - Marine hyperpycnal flows: initiation, behaviour and related deposits. A review. Marine and Petroleum Geology, 20: 861-882.
• MYŚLIWIEC M. 2004 - Mioceńskie skały zbiornikowe zapadliska przedkarpackiego. Prz. Geol., 52: 581-592.
• NEMEC W. 1995 - The dynamics of deltaic suspension plumes. [W:] Geology of Deltas. M.N. Oti & G. Postma (Eds). A.A. Balkema. Rotterdam, 31-93.
• NEY R., BURZEWSKI W., BACHLEDA T., GÓRECKI W. & JAKÓBCZAK K., SŁUPCZYŃSKI K. 1974 - Zarys paleogeografii i rozwoju litologiczno-facjalnego otworów miocenu zapadliska przedkarpackiego. Pr. Geol. PAN, 82: 7-64.
• OLSZEWSKA B. 1999 - Biostratygrafia neogenu zapadliska przedkarpackiego w świetle nowych badań mikropaleontologicznych. Pr. Państw. Inst. Geol., 168: 9-28.
• OSZCZYPKO N. 1998 - The Western Carpathian foredeep-development of the foreland basin in front of the accretionary wedge and its burial history (Poland). Geologica Carpathica, 49: 1-18.
• OSZCZYPKO N. 1999 - From remnant oceanic basin to collision-related foreland basin - a tentative history of the Outer Western Carpthians. Geologica Carpathica, 50 (special issue): 161-163.
• OSZCZYPKO N., KRZYWIEC P., POPADYUK I. & PERYT T. 2005 - Carpathian Foredeep Basin (Poland and Ukraine): Its Sedimentary, Structural, and Geodynamic Evolution, in J. Golonka and F. J. Picha, (eds). The Carpathians and their foreland: Geology and hydrocarbon resources. American Association of Petroleum Geologists Memoir, 84: 293-350.
• PARSONS J.D., BUSH J. W. M. & SYVITSKI J. P. M. 2001 - Hyperpycnal plume formation from riverine outflows with small sediment concentrations. Sedimentology, 48: 465-478.
• PASZKOWSKI M. & KUSIAK M. 2000 - Proweniencja minerałów ciężkich z utworów miocenu rejonu Biszcza-Księżpol (zapadlisko przedkarpackie). Arch. Państw. Inst. Geol., Warszawa.
• PERYT D. 1999 - Calcareous nannoplankton assemblages of the Badenian evaporites in the Carpathian Foredeep. Biul. Państw. Inst. Geol., 387: 158-161.
• PIETSCH K., BYŚ I., FRANKOWICZ E., HODIAK R., JARZYNA J., KOBYLARSKI M., KOWALCZUK J.J., KOTUŁA-KA_MIERCZUK, MACHOWSKI G., MADEJ K., MAKSYM M., MARZEC P., PAPIERNIK B., PORĘBSKI S.J., SEMYRKA R., SIMON-CZULAK E., TATARATA A., WAWRZYNIAK K. & ZAJĄC A., 2005 - Odwzorowanie zmienności parametrów petrofizycznych w geofizycznym obrazie stref akumulacji węglowodorów w południowo-wschodniej części zapadliska przedkarpackiego. Projekt badawczy MNiI, Nr 5 t12b 03723.
• PLINK-BJÖRKLUND P. & STEEL R.J. 2004 - Initiation of turbidity currents: outcrop evidence for Eocene hyperpycnal flow turbidites. Sedimentary Geology, 165: 29-52.
• POAG C.W. & SEVON W. D.1989 - A record of Appalachian denudation in post-rift Mesozoic and Cenozoic sedimentary deposits in the U.S. middle Atlantic continental margin. Geomorphology, 2: 119-157.
• POPRAWA P., MALATA T. & OSZCZYPKO N. 2002 - Ewolucja tektoniczna basenów sedymentacyjnych polskiej części Karpat zewnętrznych w świetle analizy subsydencji. Prz. Geol., 50: 1092-1108.
• PORĘBSKI S.J. 1999 - Środowisko depozycyjne sukcesji nadewaporatowej (górny baden) w rejonie Kraków-Brzesko (zapadlisko przedkarpackie). Pr. Państw. Inst. Geol., 168: 97-118.
• PORĘBSKI S.J. & OSZCZYPKO N. 1999 - Litofacje i geneza piasków bogucickich (górny baden), zapadlisko przedkarpackie. Pr. Państw. Inst. Geol., 168: 57-82.
• PORĘBSKI S.J., DOKTOR M., GUMULAK K. & ŁAPTAŚ A. 2000 - Określenie ciągów systemowych w rejonie Biszcza-Księżpol i ich facjalno-paleośrodowiskowa interpretacja. Arch. Państw. Inst. Geol., Warszawa.
• PORĘBSKI S.J., PIETSCH K., HODIAK R. & STEEL R.J. 2003 - Origin and sequential development of Upper Badenian-Sarmatian clinoforms in the Carpathian Foredeep Basin, SE Poland. Geologica Carpathica, 54: 119-136.
• PORĘBSKI S.J. & STEEL R.J. 2003 - Shelf-margin deltas: their stratigraphic significance and relation to deep-water sands. Earth-Science Rev., 62: 283-326.
• POSAMENTIER H.W. & MORRIS W.R. 2000 - Aspects of the stratal architecture of forced regressive deposits. [W:] D. Hunt, R.L. Gawthorpe (eds). Sedimentary Responses to Forced Regressions. Geol. Soc. London, Special publication, 172: 19-46.
• RACZYŃSKA J., CZERWIŃSKA B., HABER A. & MADEJ K. 2003 - Analiza sekwencji depozycyjnych w utworach miocenu górnego. Wiadomości Naftowe i Gazownicze, 57: 5-7.
• SINCLAIR H.D. 1997 - Tectonostratigraphic model for underfilled peripheral basins: an alpine perspective. Geol. Soc. Amer. Bull., 109: 324-346.
• SKOCZYLAS-CISZEWSKA K. & KOLASA M. 1959 - O piaskach bogucickich. Rocz. Pol. Tow. Geol., 28: 285-314.
• VAN WAGONER J.C., MITCHUM R.M., CAMPION K.M. & RAHMANIAN V.D. 1990 - Siliclastic sequence stratigraphy in well logs, cores, and outcrops. Amer. Ass. Petrol. Geol., Method in Exploration Series, 7: 1-55.