Origin and evolution of the polish rotliegend basin

• Autorzy: Karnkowski P. H.

Warianty tytułu

PL

Geneza i ewolucja polskiego basenu czerwonego spągowca

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The Polish Rotliegend Basin is a part of the great Southern Permian Basin in Western and Central Europe. Its basin history started in the latest Carboniferous but its origin was rooted as early as Cambrian time. Pre-Permian history of the area of Poland explains the origin of main later frames of the Polish Rotliegend Basin (PRB). It is clearly visible that boundaries of the PRB were determined by eastern margins of the Rheno-Hercynian Basin. Development of the PRB was controlled mainly by climatic and tectonic factors in an intensive rifting regime but it was manifested within individual sedimentary sequences as thicker conglomerate formations or members or increased thickness in most subsiding zones. Detailed sedimentological studies enabled distinguishing in the Rotliegend succession, independently of lithostratigraphic units also allostratigraphic (sequences) ones. The evolution of the Polish Rotliegend Basin-fill had continued within the Permo-Mesozoic Basin (Polish Basin) until the Late Cretaceous when, due to inversion of the central part of the basin, the Mid-Polish Anticlinorium was uplifted. The burial history of the Polish Basin reveals that the Late Permian and Early Triassic periods represent the main rifting phase and its later development resulted from thermal relaxation. A Late Jurassic rifting episode manifested itself only in the central part of the Polish Basin. In the Late Cretaceous basin any external tectonic factors initiating subsidence were unnecessary and the mechanism responsible for subsidence was a simple loading subsidence caused by a great sea transgression. Analysing thermal history of the Polish Basin-fill it was surely evidenced that at the beginning of the Rotliegend volcanic period the high geothermal anomalies occurred in the western part of the developing basin. Initially these anomalies were characterized by higher values (100-150 mWrrf ) during the Late Permian-Early Triassic interval. Such high values were related to syn-rift stages of sedimentary basin development. During Late Triassic and Jurassic time some cooling of rift heat field took place, but the turning point in thermal evolution of the Polish Basin was at the Jurassic/Cretaceous boundary when the southwestern part of the Polish Basin was uplifted and intensively eroded. Then a heat inflow into the southern part of the Polish Basin decreased and distinct features of the prevoius epoch were obliterated in the heat flow field image. Results of burial and thermal analysis of the Polish Basin as well as configuration of Moho surface in Poland seem to suggest the asymmetrical style of the basin model. The uppermost position of Moho is additionally accompanied by a very high helium concentration and corresponds to the area of the highest heat flow during the Late Permian, Triassic and Jurassic in the whole Polish Basin. It may be settled that the described palaeothermal-geochemical-tectonic anomaly, located about 60 km northeast of Wroclaw and continued to the northwest, represented the Late Permian-Early Mesozoic rifting process. It is unambiguously indicative of the asymmetric rift character of the Polish Basin, in which volcanism and deposition of Rotliegend series marked the first phase of its development.

PL

Polski basen czerwonego spągowca (PBCS) jest częścią wielkiego basenu sedymentacyjnego zwanego południowym basenem permskim, leżącym w zachodniej i centralnej Europie. Historia rozwoju polskiego basenu czerwonego spągowca rozpoczęła się na przełomie karbonu i permu. Jednak w jego rozwoju można odnaleźć pewne elementy zakorzenione w już przedpermskim paleozoiku. Rozwój sedymentacji w polskim basenie czerwonego spągowca był kontrolowany głównie przez tektonikę i klimat. Wyraźna zmiana klimatyczna, z warunków wilgotnych na suche, nastąpiła dopiero w górnym czerwonym spągowcu (i to nie w jego najniższej części). Ruchy tektoniczne zaznaczały się natomiast poprzez tworzenie miąższych kompleksów zlepieńców. Takie spojrzenie na opracowywaną sukcesję osadów czerwonego spągowca umożliwiło wyróżnienie kilku sekwencji. Ewolucja polskiego basenu czerwonego spągowca nie skończyła się wraz z transgresją cechsztyńską. Wypełnienie PBCS podlegało dalszej ewolucji związanej z rozwojem polskiego basenu permsko-mezozoicznego. Aby móc śledzić ewolucję wypełnienia PBCS wykonano dla tego obszaru analizę historii pogrążania i analizę historii termicznej. Historia subsydencji basenu polskiego na omawianym obszarze pokazuje, że okres późnego permu i triasu były główna fazę ryftowania, a późniejszy rozwój basenu wynika głównie z relaksacji termicznej. Analizując historię termiczną basenu polskiego widać, że w czerwonym spągowcu występowały tam wielkie anomalie geotermiczne. Anomalie te charakteryzowały się wysoką wartością strumienia cieplnego (100-150 mWm-2) w czasie późnego permu i triasu. Tak wysokie wartości odpowiadają przeważnie synryftowemu etapowi rozwoju basenu. W czasie późnego triasu i jury wystąpiło pewne schłodzenie pola cieplnego, ale punktem zwrotnym w historii termicznej basenu polskiego było pogranicze jury i kredy, kiedy południowo-zachodnia część omawianego basenu została znacznie wyniesiona i zerodowana. Wtedy to wartość powierzchniowego strumienia cieplnego w południowo-zachodniej Polsce istotnie zmalała, a wyraźne cechy termiczne poprzedniej epoki zostały zatarte. Występowanie złóż gazu w osadach czerwonego spągowca ograniczone jest do najwyższej części sekwencji osadowej. Skład gazu ziemnego wykazuje niekiedy znaczne zaazotowanie oraz istotne wzbogacenie w hel. Najwyższe koncentracje helu w gazie ziemnym, tak pod względem objętościowym jak i ilościowym, są zlokalizowane w tym samym miejscu, co permsko-jurajska wysoka anomalia geotermiczna i jednocześnie tutaj najpłycej występuje powierzchnia Moho w Polsce. Wyniki analizy historii pogrążenia i historii termicznej analizowanej części basenu polskiego, jak również konfiguracja powierzchni Moho i związane z nią anomalie paleogeotermiczne oraz wysokie koncentracje helu wskazują na asymetryczny model budowy basenu. Strefa wysokich anomalii paleogeotermicznych, rozciągająca się od obszaru między Wrocławiem i Poznaniem i dalej na zachód, była zapewne głównym obszarem ryftowania. Pierwszym etapem rozwoju polskiego basenu ryftowego był wulkanizm, a następnie sedymentacja w czasie czerwonego spągowca.

Słowa kluczowe

EN

Polish Basin; Rotliegend; basin analysis; stratigraphy; palaeogeography; petroleum play

PL

polski basen; czerwony spągowiec; analiza basenów sedymentacyjnych; stratygrafia; paleogeografia; system naftowy

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Polish Geological Institute Special Papers
• Rocznik: 1999
• Tom: Vol. 3
• Strony: 1--93
• Opis fizyczny: Bibliogr. 442 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Karnkowski P. H.

• Institute of Geology, University of Warsaw, Al. Żwirki i Wigury 93, 02-089 Warszawa, Poland,