Zastosowanie wskaźnika TAI (thermal alteration index) i analizy palinofacjalnej do określenia stopnia dojrzałości termicznej materii organicznej w utworach górnego permu i triasu w północnej części niecki nidziańskiej (Polska centralna)

• Autorzy: Fijałkowska-Mader Anna

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2020.08.01

Warianty tytułu

EN

Application of the TAI (Thermal Alteration Index) and palynofacial analysis for determining the degree of organic matter termal maturity in the Upper Permian and Triassic deposits in the northern part of the Nida Basin (central Poland)

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Określanie dojrzałości termicznej palinomorf na podstawie ich barwy jest metodą powszechnie stosowaną w prospekcji węglowodorów. Kolor zewnętrznej błony miospor zmienia się na skutek podgrzania od bladożółtego po czarny w zależności od paleotemperatury. Obecnie funkcjonuje wiele skal barw palinomorf skorelowanych z wartościami refleksyjności witrynitu, maksymalną temperaturą pogrzebania i stadiami generacji węglowodorów. Ze względu na zróżnicowany zarówno pod względem taksonomicznym, jak i morfologicznym materiał autorka posłużyła się skalą TAI AMOCO. Przeanalizowano ponadto udział poszczególnych grup kerogenu w palinofacjach pod kątem ich węglowodorowego potencjału. Badaniami objęto osady górnego permu i triasu z 11 otworów wiertniczych zlokalizowanych w północnej części niecki nidziańskiej. Wykazały one, że w próbkach triasowych oraz w próbkach górnego permu z otworu Milianów IG 1 dominuje jasnożółty do pomarańczowego kolor spor i ziaren pyłku, odpowiadający indeksowi TAI od 1 do 4, czyli stadium przed generacją ropy naftowej i stadium wczesnej generacji ropy naftowej. Jedynie w próbach górnego permu z otworu Pągów IG 1 dominuje brązowy kolor miospor, który odpowiada indeksowi TAI od 4+ do 5, czyli głównemu stadium generacji ropy naftowej. Dominująca wartość refleksyjność witrynitu Ro wynosi 0,4–0,6%, a zatem stopień dojrzałości materii organicznej w utworach górnego permu i triasu jest niezbyt wysoki, co świadczy o stosunkowo niskich temperaturach diagenezy osadu (< 80°C). Z analizy palinofacji wynika, że w utworach górnego permu i triasu występuje kerogen mieszany i strukturalny. Kerogen mieszany, stwierdzony w skałach węglanowych, zawiera amorficzny kerogen drobnorozproszony i „fluffy” pochodzenia glonowego oraz kerogen strukturalny, pochodzenia terygenicznego, głównie egzynit i witrynit. Kerogen mieszany charakteryzuje się potencjałem ropnym (kerogen ropotwórczy), natomiast kerogen strukturalny – potencjałem ropno-gazowym.

EN

Determining the thermal maturity of palynomorph based on their color is a method commonly used in hydrocarbon prospecting. The color of the outer membrane of miospores (exine) changes as a result of heating from pale yellow to black depending on the paleotemperature. Currently, there are many palynomorph color scales correlated with the value of vitrinite reflectance, temperature of burial and hydrocarbon generation stages. Due to the varied material, both in taxonomic and morphological terms, the author used the TAI AMOCO scale. Furthermore, the share of individual kerogen groups in palynofacies was analyzed in terms of their hydrocarbon potential. The Upper Permian and Triassic deposits from eleven boreholes located in the north part of the Nida Basin were investigated. They showed that the Triassic and in the Upper Permian samples from the Milianów IG 1 borehole, are dominated by the pale yellow to orange color of spores and pollen grains, corresponding to a TAI index from 1 to 4, i.e. the pre-generation, dry gas and the early oil generation windows. In turn, only the samples of the Upper Permian from the Pągów IG 1 borehole are dominated by the brown color of miospores, which corresponds to a TAI index from 4+ to 5, i.e. the peak oil prone. Dominant vitrinite reflectance Ro varies from 0,4% to 0,6%, so the degree of organic matter maturity in the Upper Permian and Triassic deposits is not very high, which indicates relatively low temperatures of sediment diagenesis (< 80°C). Analysis of palynofacies showed that the Upper Permian and Triassic deposits contain mixed and structural kerogen. Mixed kerogen, occurring in carbonate rocks, contains amorphous fine-scattered kerogen and “fluffy” of algae origin, as well as structural kerogen of terrigeneous origin, mainly exinite and vitrinite. Mixed kerogen is characterized by oil potential, whereas structural kerogen – by gas-oil potential.

Słowa kluczowe

PL

wskaźnik TAI; palinofacja; kerogen; górny perm; trias; niecka nidziańska

EN

TAI; palynofacies; kerogen; Upper Permian; Triassic; Nida basin

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2020
• Tom: R. 76, nr 8
• Strony: 495--500
• Opis fizyczny: Bibliogr. 32 poz., rys.

Twórcy

autor

Fijałkowska-Mader Anna

• Państwowy Instytut Geologiczny – Państwowy Instytut Badawczy, Oddział Świętokrzyski

Bibliografia

• Batten D.J., 1982. Palynofacies, palaeoenvironments and petroleum. Journal of micropalaeontology, 1: 107–114.
• Batten D.J., 1996. Palynofacies and palaeoenvironmental interpretations. [W:]: Jansonius J., McGregor D.C. (eds.). Palynology: principles and applications. American Association of Stratigraphic Palynologists Foundation, 3: 1011–1064.
• Bieleń W., Matyasik I., 2018. Biomarkery, Tmax oraz refleksyjność witrynitu jako wskaźniki dojrzałości termicznej materii organicznej w skałach osadowych – korelacje i zakres stosowalności. Nafta-Gaz, 74: 575–583. DOI: 10.18668/NG.2018.08.02.
• Dadlez R., Marek S., 1996. Ewolucja paleogeograficzna osadów mezozoicznych. [W:] Narkiewicz M. (red.). Analiza basenów sedymentacyjnych Niżu Polskiego. Basen mezozoiczny. Narodowe Archiwum Geologiczne PIG – PIB, Warszawa.
• Dadlez R., Marek S., Pokorski J., 1998. Atlas paleogeograficzny epikontynentalnego permu i mezozoiku w Polsce. Wyd. PIG, Warszawa.
• Deaf A.S., Tatoun S.S., Gentzis T., Carvajal-Ortiz H., Harding I.C., Marshall J.E.A., Ocubalidet S., 2020. Organic geochemical, palynofacies and petrographic analyses examining the hydrocarbon potential of the Kharita Formation (Albian) in the Matruh Basin, northwestern
• Egypt. Marine and Petroleum Geology, 112 article 104087. DOI: 10.1016/j.marpetgeo.2019.104087.
• Engelhardt D., Wood G.D., Barker G.W., 1992. AMOCO STANDARD Thermal Alteration Index. Materiały niepublikowane.
• Grotek I., 2000. Zał. 27. Charakterystyka petrograficzna materii organicznej. [W:] Kuleta M., Zbroja S., Iwanow A., Kiersnowski H. (red.). Ropo- i gazonośność osadów permu i triasu w północnej części niecki nidziańskiej. Narodowe Archiwum Geologiczne PIG – PIB, Kielce.
• Grotek I., 2008. Charakterystyka petrograficzna oraz dojrzałość termiczna materii organicznej. [W:] Malec J. (red.). Potencjał węglowodorowy utworów paleozoiku i mezozoiku północno-zachodniego obrzeżenia Gór Świętokrzyskich. Narodowe Archiwum Geologiczne PIG – PIB, Kielce.
• Grotek I., 2019. Charakterystyka petrologiczna i dojrzałość termiczna kambryjskiej materii organicznej. [W:] Szczepanik Z. (red.). Zaręby IG 1. Profile Głębokich Otworów Wiertniczych Państwowego Instytutu Geologicznego, 155: 95–96.
• Jurkiewicz H., 1975. Budowa geologiczna podłoża mezozoiku centralnej części niecki miechowskiej. Biuletyn Instytutu Geologicznego, 283: 5–100.
• Kuleta M., Zbroja S., Iwanow A., Kiersnowski H. (red.), 2000. Ropo- i gazonośność osadów permu i triasu w północnej części niecki nidziańskiej. Narodowe Archiwum Geologiczne PIG – PIB, Kielce.
• Marshall J.E.A., 1990. Determination of thermal maturity. [W:] Briggs D.E., Crowther P.R. (eds.). Palaeobiology – a synthesis. Blackwell Scientific Publication, Oxford: 511–515.
• Morawska A., 1986. Paleotektoniczny i paleogeograficzny rozwój północnej części niecki miechowskiej w permie. Studia Geologica Polonica, 86: 7–55.
• Narkiewicz K., Nehring-Lefeld M., 1993. Zastosowanie wskaźników CAI w analizie basenów sedymentacyjnych. Przegląd Geologiczny, 41: 757–763.
• Orłowska-Zwolińska T., 1983. Palinostratygrafia epikontynentalnych osadów wyższego triasu w Polsce. Prace Instytutu Geologicznego, 104: 1–89.
• Peters K.E., Walters C., Moldowan J.M., 2005. The Biomarker Guide. Vol. 2. Cambridge University Press, Cambridge.
• Pross J., Pletsch T., Shillington D.J., Ligouis B., Schellenberg F., Kus J., 2007. Thermal alteration of terrestrial palynomorphs in midCretaceous organic-rich mudstones intruded by an igneous sill (Newfoundland Margin, ODP Hole 1276A0). International Journal of Coal Geology, 70: 277–291.
• Sharifi M., Ghasemi-Nejad E., Sarfi M., Yazdi-Moghadam M., Tarjani Salehani M., Akhtari M., 2018. Marine palynology and environmental interpretation of the Lower Cretaceous (Barremian?-Aptian) rock units in the Koppeh-Dagh Basin, NE Iran. Geological Quarterly, 62: 90–99.
• Staplin F.L., 1969. Sedimentary organic matter, organic metamorphism and oil and gas occurrence. Bulletin of Canadian Petroleum Geology, 17: 47–66.
• Szczepanik Z., 1997. Preliminary results of thermal alteration investigations of the Cambrian acritarchs in the Holy Cross Mts. Geological Quarterly, 41: 251–264.
• Szczepanik Z., 2007. Regionalny gradient paleotermiczny w zapisie palinologicznym starszego paleozoiku i dewonu Gór Świętokrzyskich. [W:] Żylińska A. (red.). Granice paleontologii. 20 Konferencja Naukowa Paleobiologów i Biostratygrafów PTG, Św. Katarzyna pod Łysicą, 10–13.2009. Wydz. Geologii UW, Warszawa: 129–131.
• Szczepanik Z., 2008. Wyniki badań dojrzałości termicznej materii organicznej na podstawie wskaźnika TAI. [W:] Malec J. (red.). Potencjał węglowodorowy utworów paleozoiku i mezozoiku północno-zachodniego obrzeżenia Gór Świętokrzyskich. Kielce.
• Szczepanik Z., 2018. Wyniki badań dojrzałości termicznej materii organicznej na podstawie wskaźnika TAI. [W:] Fijałkowska-Mader A. (red.). Nieświń PIG 1. Profile Głębokich Otworów Wiertniczych Państwowego Instytutu Geologicznego, 151: 146–150.
• Szczepanik Z., 2019. Dojrzałość termiczna palinomorf kambru. [W:] Szczepanik Z. (red.). Zaręby IG 2. Profile Głębokich Otworów Wiertniczych Państwowego Instytutu Geologicznego, 155: 96–97.
• Szczepanik Z., Malec J., 2001. Reżim termiczny obszaru świętokrzysko-nidziańskiego oraz pozycja paleogeograficzna Gór Świętokrzyskich w świetle badań paleozoicznej flory i fauny. Narodowe Archiwum Geologiczne PIG – PIB, Kielce.
• Traverse A., 1994. Sedimentation of organic particles. Cambridge University Press, Cambridge.
• Tyson R.V., 1995. Sedimentary organic matter. Chapman et Hall, London, New York, Tokyo.
• Utting J., Goodarzi F., Dougherty B.J., Henderson C.M., 1989. Thermal maturity of Carboniferous and Permian rocks of the Svedrup Basin, Canadian Arctic Archipelago. Geological Survey of Canada, Paper, 89–19: 1–20.
• Waksmundzka M., 1995. Wykorzystanie materiału palinologicznego do określenia stopnia metamorfizmu materii organicznej metodą TAI. Przegląd Geologiczny, 43: 107–109.
• Waples D.W., 1985. Geochemistry in petroleum exploration. International Human resources Development Corporation, Boston.
• Wróbel M., Kotarba M.J., Kosakowski P., 2008. Jedno- i dwuwymiarowe modelowania numeryczne procesów generowania, ekspulsji i migracji węglowodorów w utworach karbonu południowo-wschodniej części rowu lubelskiego. Geologia, 34: 171–193.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).