Coal and dispersed organic matter in the Miocene sediments of the Upper Silesian Coal Basin (Poland) – new data

• Autorzy: Krzeszowska Ewa , Gonera Małgorzata

Identyfikatory

DOI

10.24425/gsm.2022.142789

Warianty tytułu

PL

Węgiel i rozproszona substancja organiczna w osadach miocenu Górnośląskiego Zagłębia Węglowego (Polska) – nowe dane

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents new data on the Miocene development within the Upper Silesian Coal Basin. The Miocene succession of the study area is characterized by high thickness and highly variable lithology. In the Miocene sediments of the studied area, the presence of organic matter in the form of a coal layer, coal crumbs, and dispersed organic matter has been found. The research focused mainly on the analysis of organic matter in terms of its origin, degree of coalification, and depositional environment. The degree of coalification of organic matter was determined by the huminite/vitrinite reflectance. The hard brown coal layer with a thickness of about eight meters was identified within the Kłodnica Formation. Based on the textural properties and degree of coalification, brown coal was classified as dull brown coal and bright brown coal. Organic matter in the form of coal crumbs and dispersed organic matter were found within a package clastic sedimentary. On the basis of petrographic analysis, two types of allochthonous organic matter with different degrees of coalification were identified. The coal clasts are mainly of Carboniferous origin, while the Miocene redeposited brown coal grains dominate within the dispersed organic matter. Coal fragments and dispersed organic matter derived from the Miocene brown coal were also found within the black claystones. The study of organic matter of the Miocene sediments in the Upper Silesian Coal Basin showed both its autochthonous and allochthonous origins.

PL

W pracy przedstawiono nowe dane dotyczące rozwoju miocenu w obrębie Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Sukcesję mioceńską na obszarze badań charakteryzuje duża miąższość i bardzo zmienna litologia. W osadach miocenu badanego obszaru stwierdzono obecność materii organicznej w postaci warstwy węgla, okruchów oraz rozproszonej materii organicznej. Badania koncentrowały się głównie na analizie materii organicznej pod kątem jej pochodzenia, stopnia uwęglenia oraz środowiska depozycji. Stopień uwęglenia materii organicznej oznaczono na podstawie refleksyjności huminitu/witrynitu. W obrębie Formacji Kłodnickiej zidentyfikowano warstwę twardego węgla brunatnego o miąższości około ośmiu metrów. Na podstawie właściwości teksturalnych i stopnia uwęglenia węgiel brunatny zaklasyfikowano jako węgiel brunatny twardy matowy i węgiel brunatny twardy błyszczący. Substancja organiczna w postaci okruchów węgla i rozproszonej substancji organicznej zidentyfikowana została w obrębie pakietu klastycznych skał okruchowych. Na podstawie analizy petrograficznej zidentyfikowano dwa rodzaje allochtonicznej materii organicznej o różnym stopniu uwęglenia. Okruchy węgla są głównie pochodzenia karbońskiego, natomiast w rozproszonej materii organicznej dominują redeponowane ziarna mioceńskiego węgla brunatnego. Okruchy węgla i rozproszoną materię organiczną pochodzącą z mioceńskiego węgla brunatnego stwierdzono również w czarnych iłowcach. Badania materii organicznej osadów mioceńskich w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym wykazały zarówno jej autochtoniczne, jak i allochtoniczne pochodzenie.

Słowa kluczowe

EN

organic matter; Miocene; Carpathian Foredeep

PL

materia organiczna; miocen; zapadlisko przedkarpackie

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN ; Komitet Zrównoważonej Gospodarki Surowcami Mineralnymi PAN
• Czasopismo: Gospodarka Surowcami Mineralnymi
• Rocznik: 2022
• Tom: T. 38, z. 3
• Strony: 121--136
• Opis fizyczny: Bibliogr. 40 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Krzeszowska Ewa

• Silesian University of Technology, Gliwice, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-6258-6890

autor

Gonera Małgorzata

• Institute of Nature Conservation, Polish Academy of Sciences, Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] Alexandrowicz, S.W. 1969. Miocene diatomites in the eastern part of the Upper Silesian Coal Basin. Bulletin of the Polish Academy of Science 17(2), pp. 115–122.
• [2] Alexandrowicz, S.W. 1976. Silicoflagellata from the Miocene Diatomites of the Upper Silesia Basin. Rocznik Polskiego Towarzystwa Geologicznego 46(4), pp. 435–453.
• [3] Alexandrowicz et al. 1982 – Alexandrowicz, S.W., Garlicki, A. and Rutkowski, J. 1982. Basic lithostratigraphic units of the Miocene of the Carpathian Foredeep (Podstawowe jednostki litostratygraficzne miocenu zapadliska przedkarpackiego). Geological Quarterly 26, pp. 470–471 (in Polish).
• [4] Alexandrowicz, S.W. 1997. Lithostratygraphy of the Miocene Deposits in the Gliwice Area. Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Earth Sciences 45(2–4), pp. 167–179.
• [5] Bielowicz, B. 2012. Diagram of the new technological classification of domestic lignite according to international rules (Schemat nowej technologicznej klasyfikacji krajowego węgla brunatnego w myśl zasad międzynarodowych) [In:] Jakubowski, J. and Wątroba, J. eds. Application of statistical methods in scientific research (Zastosowania metod statystycznych w badaniach naukowych), Part 4, Kraków: StatSoft Polska, pp. 373–382 (in Polish).
• [6] Bukowski et al. 2010 – Bukowski, K., de Leeuw, A., Gonera, M., Kuiper, K.F., Krzywiec, P. and Peryt. D. 2010. Badenian tuffite levels within the Carpathian orogenic front (Gdów–Bochnia area, South ern Po land): radioisotopic dating and stratigraphic position. Geological Quarterly 54(4), pp. 449–464.
• [7] Bukowski et al. 2013 – Bukowski, K., de Leeuw A. and Gonera M. 2013. Isotopic Events Preceding the Badenian Salinity Crisis in the Central Paratethys, Middle Miocene, Poland [In:] Rocha et al.eds. Strati. First International Congress on Stratigraphy At the Cutting Edge of Stratigraphy, pp. 837–839.
• [8] Bukowski et al. 2018 – Bukowski, K., Sant, K., Pilarz, M., Kuiper, K. and Garecka, M. 2018. Radioisotopic age and biostratigraphic position of a lower Badenian tuffite from the western Polish Carpathian Foredeep Basin (Cieszyn area). Geological Quarterly 62, pp. 303–318, DOI: 10.7306/gq.1402.
• [9] Buła, Z. and Jura, D. 1983a. Lithostratigraphy of sediments in the Carpathian Foreland Ditch in the region of Cieszyn Silesia (Litostratygrafia osadów rowu przedgórskiego Karpat w rejonie Śląska Cieszyńskiego). Zeszyty Naukowe AGH, 913, Geologia 9(1) pp. 5–27 (in Polish).
• [10] Buła, Z. and Jura, D. 1983b. Comments on the development of the molasses of the Carpathian Foreland Ditch in Cieszyn Silesia (Uwagi o rozwoju molasy rowu przedgórskiego Karpat na Śląsku Cieszyńskim). Przegląd Geologiczny 32 pp. 659–662 (in Polish).
• [11] Chylarecka, A. and Filipiak P. 2004. New palynological data on the age of hard coal pebbles from the Miocene Dębowiec Formation, from the Kozy MT3 borehole (Cieszyn Silesia) (Nowe dane palinologiczne na temat wieku otoczaków węgla kamiennego z formacji dębowieckiej miocenu, z otworu wiertniczego Kozy MT3 (Śląsk Cieszyński)). Przegląd Geologiczny 52(3), pp. 253–258 (in Polish).
• [12] Gonera, M. 2001. Foraminiferida and paleoenvironment of the badenian formations (Middle Miocene) in the Upper Silesia (Poland) (Otwornice i paleośrodowisko formacji badenianu (miocen środkowy) na obszarze Górnego Śląska). Studia Naturae 48. Kraków: Instytut Ochrony Przyrody Polskiej Akademii Nauk 48, 211 pp. (in Polish).
• [13] Gonera, M. 2018. Coiling direction in Middle Miocene globorotaliids (Foraminiferida) – a case study in the Paratethys (Upper Silesia Basin, Poland). Geological Quarterly 62(1), pp. 155–171, DOI: 10.7306/gq.1397.
• [14] Gonera, M. and Bukowski, K. 2012. Isotopic events in the Early/Middle Badenian (Miocene) of the Upper Silesia Basin (Central Paratethys). Geological Quarterly 56(3) pp. 561–568, DOI: 10.7306/gq.1040.
• [15] Grzybek, I. and Kędzior S. 2005. The differentiation of gases condition in the Upper Silesia Coal Basin and methane migration possibilities from non-working coal mines (Zróżnicowanie warunków gazowych Górnośląskiego Zagłębia Węglowego, a możliwość migracji metanu ze zlikwidowanych kopalń węgla kamiennego). Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej – Górnictwo 268, pp. 55–66 (in Polish).
• [16] Haisig, J. and Wilanowski, S. 2003. Notes to the detailed geological map of Poland, 1: 50000, Tychy sheet (969) (Objaśnienia do szczegółowej mapy geologicznej Polski, 1:50000, Arkusz Tychy (969)). Warszawa: PIG, 29 pp. (in Polish).
• [17] Haisig, J. and Wilanowski, S. 2000. Detailed Geological Map of Poland 1: 50,000 (SMGP) Worksheet: Tychy (Szczegółowa Mapa Geologiczna Polski 1:50 000 (SMGP) Arkusz: Tychy) (in Polish).
• [18] Heliasz, Z. and Manowska, M., 1991. Heavy minerals in the Miocene deposits from the Kazimierza Wielka (Donosy) PIG-1 borehole (northern margin of the Carpathian Foredeep) (Minerały ciężkie jako wskaźniki źródła materiału detrytycznego w formacji dębowieckiej (miocen, zachodnia część zapadliska przedkarpackiego)). Annales Societatis Geologorum Poloniae 61, pp. 77–95 (in Polish).
• [19] ISO 7404-2. Methods for the Petrographic Analysis of Coals – Part 2: Methods of Preparing Coal Samples; ISO: Geneva, Switzerland, 2009.21.
• [20] ISO 7404-5. Methods for the Petrographic Analysis of Coals – Part 5: Method of Determining Microscopically the Reflectance of Vitrinite; ISO: Geneva, Switzerland, 2009.
• [21] Jachowicz, S. and Jura, D. 1987. The genesis of hard coal pebbles in the sandstones of the Miocene Formation in Dębowiec (Geneza otoczaków węgla kamiennego w piaskowcach formacji dębowieckiej miocenu). Geological Quarterly 31, pp. 609–620 (in Polish).
• [22] Jura. D. 2001. Morphotectonics and evolution of discordances of different age present in the top surface o f the Carboniferous o f the Upper Silesian Coal Basin (Morfotektonika i ewolucja różnowiekowej niezgodności w stropie utworów karbonu Górnośląskiego Zagłębia Węglowego). Prace Naukowe Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach 1952, 176 pp. (in Polish).
• [23] Jureczka, J. and Kotas, A. 1995. Upper Silesian Coal Basin [In:] Zdanowski, A. And Żakowa, H. (eds) The Carboniferous system in Poland. Prace Państwowego Instytutu Geologicznego 148, pp. 164–173.
• [24] Kasiński, J.R. and Piwocki, M. 1994. Neogene coal-forming sedimentation in the Carpathian Foredeep, southern Poland. Geological Quarterly 38(3), pp. 449–464.
• [25] Kędzior, S. and Dreger, M. 2019. Methane occurrence, emissions and hazards in the Upper Silesian Coal Basin, Poland. International Journal of Coal Geology 211, DOI: 10.1016/j.coal.2019.103226.
• [26] Koteras et al. 2020 – Koteras, A., Chećko, J., Urych, T., Magdziarczyk, M. and Smoliński, A. 2020. An Assessment of the Formations and Structures Suitable for Safe CO2 Geological Storage in the Upper Silesia Coal Basin in Poland in the Context of the Regulation Relating to the CCS. Energies 13(1), p. 195, DOI: 10.3390/en13010195.
• [27] Majer-Durman, A. 2014. Petrographic composition and origin of the Dębowiecki conglomerate, Carpathian Foredeep (Poland) – preliminary results. Geology, Geophysics & Environment 40(1), pp. 102.
• [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(6), pp. 415–431.
• [29] Oszczypko, N. 2001. The miocene development of the polish carpathian foredeep (Rozwój zapadliska przedkarpackiego w miocenie). Przegląd Geologiczny 49(8). pp. 717–723 (in Polish).
• [30] Oszczypko, N. 2006. Late Jurassic–Miocene evolution of the Outer Carpathian fold-and-thrust belt and its foredeep basin (Western Carpathians, Poland). Geological Quarterly 50, pp.169–94.
• [31] Oszczypko et al. 2006 – Oszczypko, N., Krzywiec, P., Popadyuk, I. and Peryt, T. 2006. Carpathian Foredeep Basin (Poland and Ukraine): Its Sedimentary, Structural, and Geodynamic Evolution [In:] Golonka, J. and Picha, F.J. eds. The Carpathians and Their Foreland: Geology and Hydrocarbon Resources. AAPG Memoir: The American Association of Petroleum Geologists: Tulsa, OK, 84, pp. 293–350.
• [32] Oszczypko, N. and Oszczypko-Clowes, M. 2012. Stages of development in the Polish Carpathian Foredeep basin. Central European. Journal of Geosciences 4, pp. 138–162, DOI: 10.2478/s13533-011-0044-0.
• [33] Peryt, D. 1997. Calcareous nannoplankton stratigraphy of the Middle Miocene in the Gliwice area (Upper Silesia, Poland). Bulletin of the Polish Academy of Science. Earth Sciences 45, pp. 119–131.
• [34] Peryt, D. 2013. Foraminiferal record of the Middle Miocene climate transition prior to the Badenian salinity crisis in the Polish Carpathian Foredeep Basin (Central Paratethys). Geological Quarterly 57(1), pp. 141–164.
• [35] Piller et al. 2007 – Piller, W.E., Harzhauser, M. and Mandic, O. 2007. Miocene Central Paratethys stratigraphy – current status and future directions. Stratigraphy 4(2–3), pp. 151–168.
• [36] Piwocki et al. 1996 – Piwocki, M., Olszewska, B., and Czapowski, G. 1996. Lithostratigraphic correlation of the Polish Neogene with neighboring countries (Korelacja litostratygraficzna neogenu Polski z krajami sąsiednimi) [In:] Malinowska, L. and Piwocki M. eds. Geological structure of Poland (Budowa geologiczna Polski) (Vol. III) Atlas of Guiding and Characteristic Fossils, 3a, Kenozoic, Tertiary, Neogen (Atlas Skamieniałości Przewodnich i Charakterystycznych, 3a, Kenozoik,Trzeciorzed, Neogen). Warszawa: PIG, pp. 517–529 (in Polish).
• [37] Rasser, M.W. and Harzhauser, M. (coordinators). 2008. Paleogene and Neogene of Central Europe. [In:] McCann, T. ed. The Geology of Central Europe. Volume 2: Mesozoic and Cenozoic: 1031–1140. London: Geological Society.
• [38] Sechman et al. 2020 – Sechman, H., Kotarba, M.J., Kędzior, S., Kochman, A. and Twaróg, A. 2020. Fluctuations in methane and carbon dioxide concentrations in the near-surface zone and their genetic characterization in abandoned and active coal mines in the SW part of the Upper Silesian Coal Basin, Poland. International Journal of Coal Geology 227, DOI: 10.1016/j.coal.2020.103529.
• [39] Solik-Heliasz, E. 2011. Safety and effectiveness of carbon dioxide storage in water-bearing horizons of the Upper Silesian Coal Basin region. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 27(3), pp. 141–149.
• [40] Wagner, M. 2013. The geological aspects of meta-lignite and sub-bituminous coal occurrences in Poland within the context of deposits and uneconomic occurrences in Europe. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 29(4), pp. 25–45, DOI: 10.2478/gospo-2013-0046.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023)