Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Charakterystyka petrograficzno-mineralogiczna nowo rozpoznanych horyzontów tufowych z ogniwa Kłodnicy (turnej, wizen) w basenie lubelskim oraz towarzyszących im zlepieńców i piaskowców wulkanoklastycznych

Kozłowska Aleksandra, Waksmundzka Maria I.

Przegląd Geologiczny

|

2023

|

Vol. 71, nr 4

207--11

EN

The purpose of the study was petrographic-mineralogical analysis of volcaniclastic rocks occurring in the Lublin Basin, within the K³odnica Member (Tournaisian, Visean), in seven boreholes. Its results were linked with the results of sedimentological and sequence stratigraphy studies to reconstruct the genesis of the sediments, as well as spatial and age relationships. Fine and coarse ash tuffs were identified, whose composition indicates acidic and alkaline volcanism. Accompanying volcaniclastic conglomerates and sandstones were formed mainly in the Tournaisian, before volcanic activity began. These sediments fill incised valleys, and belong to the oldest Carboniferous sedimentary filling of the Lublin Basin.

2

Diagenesis, sequence stratigraphy and reservoir quality of the Carboniferous deposits of the southeastern Lublin Basin (SE Poland)

Kozłowska Aleksandra, Waksmundzka Maria I.

Geological Quarterly

|

2020

|

Vol. 64, No. 2

422--459

EN

This study estimates the reservoir properties of the Carboniferous deposits in the southeastern part of the Lublin Basin based on diagenetic and sequence stratigraphic patterns. Depositional sequences distinguished represent the following environments/processes: shallow clay and carbonate shelves, deltaic, fluvial, and hyperconcentrated flow while para-sequences (cyclothems), maximum regression-initial transgression surfaces (T), maximum flooding surfaces (MFS) and also lowstand (LST), transgressive (TST) and highstand (HST) systems tracts have been recognised. Sequences recognized may be linked to the global stratigraphic division of the Carboniferous, thus providing a time framework and environmental context for petrographic and petrophysical examinations. The reservoir properties were found to be clearly controlled by depositional environment, diagenetic history and burial. The best properties were recognized in sandstone lithosomes formed in braided, meandering and anastomosed fluvial channels and hyperconcentrated flows which fill the incised valleys and belong to the LST. They are characterized by good porosity reaching up to 15.1%. The TST and HST deposits are represented chiefly by claystones, mudstones and limestones that formed in a shallow shelf and deltaic environment, being sealing intervals. The diagenetic history of sandstones comprises eo-, meso- and telodiagenetic phases. The major processes acting during the first of these were mechanical compaction, dissolution of mineral grains, formation of predominantly quartz overgrowths around the quartz grains, and crysialiizaton of kaolinite. During mesodiagenesis, cementation with quartz, kaolinite and carbonates continued along with the formation of dickite and fibrous illite; moreover, mineral grains were dissolved and chemical compaction set in. The effects of telodiagenetic processes were feldspar dissolution and precipitation of kaolinite. During diagenesis the maximum temperature affecting the Carboniferous deposits was ~120°C. Compaction and cementation were the main factors responsible for the reduction of porosity by approximately 55 and 38%, respectively. One of the major diagenetic processes was dissolution resulting in the formation of secondary porosity. The Serpukhovian and Bashkirian sandstones from sequence 11 show good reservoir potential, while those from sequences 6, 9, 10, 12-14 only fair potential.

3

Influence of primary composition and diagenetic mineralization on natural gamma-ray and density logs of Carboniferous sandstones of the Dęblin Formation

Wróblewska Sara, Kozłowska Małgorzata

Geological Quarterly

|

2019

|

Vol. 63, No. 4

741--756

EN

The Carboniferous sandstone of the Dęblin Formation is one of the targets for the petroleum industry in the Lublin Basin in southeastern Poland. The formation's primary and diagenetic composition makes it difficult to estimate its reservoir properties. Based on a detailed analysis of core and petrographic samples, normalization of gamma-ray and density logs was made with respect to the grain-framework of the rock. Recounted logs were used for distinguishing 4 different sandstone petrofacies. For these petrofacies, ranges of gamma-ray and bulk density values were determined and the impact of primary and diagenetic mineral composition was estimated. The application of this petrofacies method can upgrade the level of reservoir characterization and support the interpretation of uncored intervals.

4

Late Carboniferous thin-skinned deformation in the Lublin Basin, SE Poland: Results of combined seismic data interpretation, structural restoration and subsidence analysis

Kufrasa Mateusz, Stypa Agata, Krzywiec Piotr, Słonka Łukasz

Annales Societatis Geologorum Poloniae

|

2019

|

Vol. 89, No. 2

175--194

EN

The aim of this study was to investigate the factors, which controlled the lateral change of structural style in the southeastern part of the Lublin Basin (Poland). Five selected seismic reflection profiles were interpreted with a focus on structural interpretation. Along the representative seismic reflection profile, a geological cross-section was constructed and restored. The structural model was supplemented/refined with core analysis to characterize the deformation mode affecting Silurian strata at a sub-seismic scale (i.e. below the seismic vertical resolution). Published palaeothickness maps were used to estimate the pre-deformation thickness of partly eroded Carboniferous rocks. The results of cross-section restoration were then compared to the subsidence modelling carried out for one deep well. The study revealed that during Late Carboniferous shortening, a thick layer of Silurian shales played the role of detachment level, above which brittle Devonian-Carboniferous strata were folded and thrust. The lateral extent of thin-skinned deformation was controlled by the presence of a step in the basement and the pinching out of the Silurian strata. In the northwestern part of the Lublin Basin, the Kock Fault Zone acted as a region of strain concentration, where Silurian shales were tectonically thickened, and shows a ductile style of deformation resembling the mushwad structures of the Appalachian fold-and-thrust belt.

5

The Kock Fault Zone as an indicator of tectonic stress regime changes at the margin of the East European Craton (Poland)

Tomaszczyk M., Jarosiński M.

Geological Quarterly

|

2017

|

Vol. 61, No. 4

908--925

EN

Integrated tectonic interpretation of seismic data and core samples from boreholes in the vicinity of the Kock Fault Zone (KFZ) allowed us to identify several tectonic deformation events that were responsible for creating its complex structure. The KFZ is an example of a mechanically weak regional-scale tectonic structure that accumulated deformation over hundreds of millions of years and therefore is a good indicator of stress regime changes in a broader area. The KFZ is here regarded as a combination and superposition of two genetically and temporally different faults: the older Kock Fault, which is an inverted normal fault, and the younger, low-angle Kock Thrust. The first, Silurian stage of KFZ evolution occurred in a tensional stress regime that gave rise to the activation of a deeply rooted normal-slip precursor to the Kock Fault. Subsequently, this fault underwent inversion during the Late Famennian compressive/transpressive event. In the Early Carboniferous, the tectonic stress regime changed into tension/transtension, leading to extrusion of basalt magma and abundant mineralisation in the vicinity of the inverted Kock Fault, followed by tectonically relaxed sedimentation of Carboniferous strata. The deposition was terminated by a compressional event at the end of the Westphalian. Contraction resulted in the formation of the low-angle Kock Thrust decoupled in Silurian shale that cut across the upper part of the Kock Fault and displaced it towards the NE, over the East European Craton foreland.

6

Source rock geochemistry, petrography of reservoir horizons and origin of natural gas in the Devonian of the Lublin and Lviv basins (SE Poland and western Ukraine)

Radkovets N. Y., Kotarba M. J., Wójcik K.

Geological Quarterly

|

2017

|

Vol. 61, No. 3

569--589

EN

The Rock-Eval source rock characteristics, mineral composition and type-porosity of reservoir horizons, and origin of natural gas in the Devonian of the Lublin and Lviv basins are described. In the Lower Devonian, the TOC content ranges from 0.01 to 1.82 wt.% in the Lublin Basin, and from 0.01 to 0.45 wt.% in the Lviv Basin. Transformation of organic matter varies from immature in the Lochkovian (Lviv Basin) to mature and overmature in the Emsian (Lublin Basin). The organic matter contains mainly Type-II kerogen, and underwent primary and/or secondary oxidation processes. In the Middle Devonian, the TOC content varies from 0.00 to 1.63 wt.% in the Lublin Basin, and from 0.02 to 0.64 to 2.35 wt.% in the Lviv Basin. The organic matter contains mainly Type-II kerogen and is immature in the Givetian of the Lviv Basin and mature in the Eifelian of the Lviv Basin and in the Eifelian and Givetian in the Lublin Basin. In the Upper Devonian, the TOC content is from 0.02 to 2.62 wt.% in the Lublin Basin, and from 0.04 to 1.43 wt.% in the Lviv Basin. Type-II kerogen dominates in both basins. Organic matter is mature in the Upper Devonian in the Lublin Basin and in the Famennian of the Lviv Basin and overmature in the Frasnian of the Lviv Basin. The reservoir horizons in the Devonian of the Lublin and Lviv basins are developed in clastic, carbonate and sulphate rocks. Terrigenous rocks form several separate horizons in the Lower and Middle Devonian of the Lviv Basin, and in the Upper Devonian (Famennian) of the Lublin Basin. Their filtration properties relate to intergranular porosity, while the fracture space has subordinate significance. Carbonate rocks form thick saturated horizons in the Givetian in the Lviv Basin, and in the Eifelian, Givetian and Frasnian in the Lublin Basin. Their filtration properties are produced by fracture porosity. Sulphates and carbonate-sulphate rocks with fracture and cavern porosity play a role as reservoir horizons in the Middle Devonian of the Lublin Basin. The natural gas collected from the Upper Devonian of the Lublin Basin was generated mainly during low-temperature thermogenic processes, from Ordovician–Silurian Type-II kerogen. The gas from the Middle Devonian reservoirs of the Lviv Basin was produced from Ordovician–Silurian Type-II kerogen and partly from the Middle and Upper Devonian mixed Type-III/II kerogen with maturity from about 0.9 to 1.4%. Carbon dioxide was formed by both thermogenic and microbial processes. Molecular nitrogen was generated mainly through thermal transformation of organic matter and also from destruction of NH4-rich illite of the clayey facies of the Ordovician–Silurian strata.

7

Wykorzystanie wielowariantowych modelowań przestrzennych do szacowania zasobów perspektywicznych złóż niekonwencjonalnych w centralnej części basenu lubelskiego

Papiernik B., Zając J., Michna M., Ząbek G., Machowski G., Kosakowski P., Poprawa P., Górecki W.

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2016

|

nr 209 wyd. konferencyjne

93--96

PL

W centralnej części basenu lubelskiego opracowano trójwymiarowy model utworów syluru, ordowiku i kambru. Model strukturalny obejmuje kompleksy pridolu – ludlowu, wenloku, landoweru, aszgilu, karadoku, lanwirnu, arenigu, tremadoku oraz kambru. Model strukturalny dowiązano do 76 odwiertów, a do jego opracowania wykorzystano archiwalne mapy miąższości i strukturalne oraz interpretację sejsmiki. W przestrzeni 3D wymodelowano zmienność refleksyjności witrynitu, co pozwoliło określić zasięg strefy okna gazowego, kondensatowego i ropnego. Modele zawartości węgla organicznego – współczesnej i pierwotnej, gęstości RHOB, oraz potencjału generacyjnego wyrażonego jako indeks wodorowy HI, pozwoliły oszacować bazowy model zasobów perspektywicznych z wykorzystaniem zmodyfikowanej metody Schmokera.

EN

In the presented study of central part of Lublin Basin 2D seismic, well data, laboratory measurements, well logs and results of 1D modelling in BasinMod were used as quantitative input for further Petrel based 3D modeling and resources assessment. Structural framework of the model comprises 9 surfaces (from the top of Silurian to the top of Cambrian), adjusted to stratigraphy of 76 wells. Modeled parameters involve vitrinite reflectance (Ro), present and original TOC, shale and brittle minerals volumes, RockEval S1 + S2 and HI parameters, bulk density (RHOB), porosity (PHI) and water saturation model. Models are based on laboratory data and well logs interpretation in 15 wells. Using reflectivity model oil, liquid and gas windows were established, and applying modified Schmoker method equations preliminary resources assessment for each window was completed.

8

Analysis of technological parameters of cement slurries used for sealing casing in the Lublin Basin area

Stryczek S., Wiśniowski R., Kremieniewski M., Rzepka M., Kotwica Ł., Złotkowski A.

AGH Drilling, Oil, Gas

|

2016

|

Vol. 33, no. 1

145--158

EN

Both fresh and hardened cement slurries should meet respective standards. Recently the Faculty of Drilling, Oil and Gas AGH UST and Oil and Gas Institute – National Research Institute have recently realized works within the OPTIDRILLTEC project aimed at the modification of the existing and working out of new recipes of slurries to be used for sealing wells on shale deposits. For this reason a crew of specialists realized scientific analyses with the use of high class control and measuring systems. These are, among others, pressure consistometers, filtration presses, viscometers, apparatus for measuring permeability and migration of gas, mercury porosimeter, ultrasound cement analyzer, strength testing machine. The investigations of cement slurries are aimed at working out recipes of slurries for sealing casing in wellbores drilled in shale gas formations.

9

Tournaisian 40Ar/39Ar age for alkaline basalts from the Lublin Basin (SE Poland)

Pańczyk M., Nawrocki J.

Geological Quarterly

|

2015

|

Vol. 59, No. 3

473--478

EN

The main aim of this study is to define precisely the age of the alkaline basalts occurring within the lowermost part of Carboniferous succession in the northeastern part of LublinBasin(drill core Parczew IG-7 and IG-9; SE Poland). The new, whole-rocks 40Ar/39Ar data constrain the age of volcanic activity and emplacement of alkaline basalts to the Late Tournaisian (348 ± 0.8 Ma) with possible prolongation to the Middle Visean (338.5 ± 0.7 Ma). The younger age is however of evidently poorer quality than the older one. The new data caused to correlate the volcanic processes occurring within the Lublin Basin with alkaline intrusions drilled inNE Poland inside the Paleozoic cover of the East European Platform. They also correspond to the volcanoclastic levels defined in different parts of the Trans European Suture Zone in Poland.

10

Feasibility analysis of groundwater abstraction for gas shale fracturing in the Lublin Basin (Eastern Poland)

Duda R., Macuda J.

Archives of Mining Sciences

|

2015

|

Vol. 60, no. 1

303--312

EN

Natural gas extraction from shale rock necessitates hydraulic fracturing of rocks, which involves large amounts of fracture fluids made of 90.5% of water. The authors focus on feasibility of groundwater abstraction for the purpose of applying fracture fluids in wells of the Lublin Basin – area of perspective unconventional gas exploitation from the Ordovician and the Silurian shales. These data refer to the expected specific capacity of wells abstracting groundwater from main useful aquifers. Specific capacity of a well (q) belongs to high-certainty empirical parameters, characterizing water-bearing capacity of rocks at a regional scale. The spatial evaluation of q was based on respective data coming from 7 sheets of the Hydrogeological Map of Poland (scale 1:200,000) covering research area. Specific capacity q was calculated for wells abstracting water from the Upper Cretaceous, Tertiary and Quaternary aquifers in areas presented on particular sheets of the map. Authors determined the variability distribution and the cumulative probability plots of q values, indicating a range which corresponded to a sum of standard deviation (SD) above and below median (X–), i.e. X– ± 1SD. On the total the interval included 68.2% of data. The results reveal that 0.6 ≤ q ≤ 40 m3h–1 per 1 meter of drawdown for the Upper Cretaceous rocks in the eastern part of the area, and 1.1 ≤ q ≤ 110 m3h–1 per 1 meter in the western part, being a result of more intense fracturing and fissuring. Owing to the scarcity of data, q values of wells screened at the Tertiary and Quaternary aquifers are given jointly for the whole area: 0.8 ≤ q ≤ 20 and 1.0 ≤ q ≤ 10 m3h–1 per 1 meter, respectively. The obtained specific capacities are high. When the wells are properly designed, their discharges may reach about ca. 100 m3h–1.

PL

Eksploatacja gazu ziemnego ze skał łupkowych wiąże się z wykonaniem w każdym poziomym odcinku otworu wielu zabiegów hydraulicznego szczelinowania skał. Zabiegi te realizowane są przy wykorzystaniu dużych ilości cieczy szczelinujących, które w 90.5% składają się z wody, 9.0% piasku właściwych parametrów technologicznych cieczy. Zapotrzebowanie na wodę do szczelinowania wzrasta wraz ze zwiększeniem zwięzłości i głębokości zalegania łupków gazonośnych. W związku z tym właściciele koncesji na eksploatację gazu ze skał łupkowych oczekują informacji o możliwościach poboru wód podziemnych w celu szczelinowania. W pracy przedstawiono ocenę realnych możliwości poboru wód podziemnych do przygotowania cieczy szczelinujących dla otworów eksploatacyjnych gazu niekonwencjonalnego w obszarze basenu lubelskiego, będącego rejonem perspektywicznej eksploatacji gazu z łupków ordowiku i syluru (dolny paleozoik). Możliwości poboru wody zbadano na podstawie oczekiwanych wydajności jednostkowych studni ujmujących wody głównego użytkowego poziomu wodonośnego (GUPW) w rejonie badań. GUPW na przeważającej części tego obszaru związany jest ze skałami górnej kredy – spękanymi marglami, kredą, opokami, wapieniami i gezami, a także utworami czwartorzędu i trzeciorzędu. Znajomość wartości wydatku jednostkowego umożliwia zaprojektowanie ujęcia stosownie do określonych potrzeb. Witczak et al. (1999) proponują przyjęcie wydatku jednostkowego studni (q), jako obiektywnej danej empirycznej cechującej się wysokim wskaźnikiem pewności, w celu charakterystyki wodonośności poziomów wodonośnych w skali regionalnej. Przestrzenną ocenę wartości q oparto na danych zestawionych w 7 arkuszach Mapy hydrogeologicznej Polski w skali 1:200,000 (MHP). Dane dotyczyły q uzyskiwanych przy określonych maksymalnych depresjach poziomu wody. Obliczono q studni ujmujących wodę z GUPW w formacjach kredy górnej, trzeciorzędu i czwartorzędu, w granicach obszarów arkuszy MHP lub ich części znajdujących się w zasięgu obszaru badań (Fig. 1). Zanalizowano rozkłady zmienności i skumulowanej gęstości prawdopodobieństwa w celu uzyskania odpowiednich zakresów zmienności wartości q studni ujmujących wodę z badanych trzech formacji litostratygraficznych (Fig. 2, 3). Wyróżniono na wykresach zakres równy sumie jednego odchylenia standardowego (SD) powyżej i poniżej wartości mediany (X–), czyli X– ± 1SD. W tym przedziale zawiera się po 34.1% danych o wartościach odpowiednio: większych i mniejszych od mediany; łącznie przedział zawiera 68.2% danych. Na będących źródłem danych arkuszach MHP obejmujących obszar badań, ilość danych dotyczących studni ujmujących wodę z utworów czwartorzędu i trzeciorzędu zazwyczaj jest mniejsza niż 30. Wykonano więc zestawienie q także dla danych skumulowanych w odniesieniu do poszczególnych poziomów litostratygraficznych (Fig. 3b). Uzyskane wyniki w odniesieniu do skał kredy górnej wskazują, że analizowany obszar dzieli się na bardziej wodonośną część położoną na zachód od rzeki Wieprz, tj. w granicach arkuszy „Łuków”, „Lublin”, „Rzeszów” oraz słabiej wodonośną część położoną na wschód od tej rzeki, czyli w obszarach arkuszy „Włodawa”, „Chełm” i „Tomaszów Lubelski”. W zakresie X– ± 1SD w strefach występowania margli ilastych i kredy piszącej (część wschodnia obszaru) q zawierają się w przedziale 0.6 ≤ q ≤ 40 m3h–1 na 1 m depresji. W rejonach występowania opok, gez, margli i wapieni (część zachodnia) q jest w przedziale 1.1 ≤ q ≤ 110 m3h–1 na 1 m. Wartości q studni zafiltrowanych w utworach trzeciorzędu i czwartorzędu, za względu na małą ilość danych analizowano łącznie dla całego obszaru badań i stwierdzono, że zawierają się w przedziale X– ± 1SD odpowiednio 0.8 ≤ q ≤ 20 m3h–1 na 1m oraz 1.0 ≤ q ≤ 10 m3h–1 na 1m. Oprócz zmienności litologicznej, rozkład zmienności q w skali regionalnej w danym poziomie litostratygraficznym ma charakter lognormalny. Projektując studnie ujmujące wodę w obszarze badań z utworów kredy górnej zaleca się przyjmowanie wartości dolnej granicy przedziału zmienności X– ± 1SD zestawionych w Tabeli 1. Projektując ujęcia wody z utworów trzeciorzędu lub czwartorzędu, z uwagi na małą liczbę danych dotyczących tych poziomów w zasięgach arkuszy bedących źródłem danych, zaleca się przyjmowanie wartości dolnej granicy przedziału zmienności określonego dla danych połączonych ze wszystkich arkuszy (Tabela 1). Obliczenie przewidywanej wielkości poboru wód podziemnych pojedynczą studnią w granicach koncesji na eksploatację gazu łupkowego w Basenie Lubelskim można wykonywać na podstawie wartości q przedstawionych w pracy. Stwierdzone w wyniku badań wartości q są wysokie i gwarantują, przy prawidłowym zaprojektowaniu lokalizacji i budowy studni, uzyskiwanie wydajności od kilkudziesięciu do ponad 100 m3h–1 wody.

11

Assessment of disposable groundwater resources for hydraulic fracturing of gas shales in the Lublin Basin (eastern Poland)

Duda R.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2014

|

T. 30, z. 4

79--96

EN

This paper assesses the groundwater resources for hydraulic fracturing of gas shales in the Lublin Basin in 2030. Such evaluations are useful for gas concession holders who plan the magnitude and schedule of gas production. In order to determine the disposable groundwater resources, a water management balance model was developed. The data from the balance and forecast of groundwater resources for 2030 in the Vistula River Basin were used as basic input data. The model accounts for the following specific factors determining the quantity of water resources in prospective gas exploitation areas: reduced groundwater recharge due to climate changes, unregistered water usage by individual households, demand for water associated with shale gas mining development, and the rate of water utilization for fracturing or returned to hydrological circulation. The extent to which these factors will affect the resources available in 2030 is uncertain. The study therefore analysed two environmental scenarios – a moderately rigorous and a rigorous one – assuming major climate change effects and a radical increase in the demand for water. Disposable water resources were determined for 12 separate balance zones in accordance with groundwater bodies (GWB) or their subsections located in the research area. This prediction refers to groundwater resources without stratigraphic division into aquifers. [...]

PL

W pracy dokonano prognozy zasobów wód podziemnych do wykorzystania w celu szczelinowania łupków gazonośnych w obszarze Basenu Lubelskiego w 2030 r. Jest to przydatne właścicielom koncesji na eksploatację gazu do planowania wielkości i harmonogramu wydobycia. W celu określenia dyspozycyjnych zasobów wód opracowano model bilansu wodno-gospodarczego, do którego jako podstawowe dane wejściowe wykorzystano dane z bilansu i prognozy zasobów wód podziemnych dla 2030 r. w dorzeczu Wisły. W modelu uwzględniono specyficzne czynniki determinujące wielkość zasobów wody na obszarach perspektywicznej eksploatacji gazu: zmniejszenie zasilania wód podziemnych w wyniku zmian klimatu, nierejestrowany pobór wody w gospodarstwach indywidualnych, zapotrzebowanie na wodę związane z rozwojem górnictwa gazu łupkowego i stopnień zwrotu do obiegu hydrologicznego wody, wykorzystanej do szczelinowania. W celu uwzględnienia niepewności stopnia oddziaływania tych czynników w 2030 r., model wykonano dla dwóch scenariuszy: umiarkowanie rygorystycznego ekologicznie i rygorystycznego ekologicznie, zakładającego duże skutki zmian klimatu i radykalne zwiększenie zapotrzebowania na wodę. Zasoby dyspozycyjne wód określono dla wydzielonych 12 stref bilansowych, zgodnych obszarowo z Jednolitymi Częściami Wód Podziemnych lub ich fragmentami znajdującymi się w obszarze badań. Prognoza dotyczy zasobów wód podziemnych bez stratygraficznego rozdziału na poziomy wodonośne. [...]

12

Braided-river and hyperconcentrated-flow deposits from the Carboniferous of the Lublin Basin (SE Poland) - a sedimentological study of core data

Waksmundzka Maria I.

Geologos

|

2012

|

Vol. 18, No. 3

135--161

EN

Fining-upwards cyclothems found in five boreholes in the Carboniferous (Lower Bashkirian) of the Lublin Basin were analysed sedimentologically. It was established that the cyclothems represent fluvial deposits, and the lithofacies were grouped into lithofacies associations. Most lithofacies associations represent three types of sand-bed braided rivers: (1) high-energy, (2) deep and (3) distal sheetflood-affected. Other associations represent hyperconcentrated flows. Both coarse-grained (type I) and fine-grained (types IIa and IIb) occur among the fining-upward cyclothems. The formation of most thick cyclothems was related mainly to allocyclic factors, i.e. a decrease in the river’s gradient. The thickest fining-upward cyclothems are characteristic of hyperconcentrated flows and braided-river channels. The aggradation ratios were commonly high. During the early Namurian C and early Westphalian A (Early Bashkirian), the eastern part of the Lublin Basin was located close to the source area. The sedimentary succession developed due to a transition from high-energy braided-rivers and hyperconcentrated flows to lower-energy braided rivers, controlled by a rise of the regional base level.

13

Litostratygrafia, systemy depozycyjne i cykle transgresywno-regresywne dewonu basenu lubelskiego

Narkiewicz M.

Prace Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2011

|

T.196

53--146

PL

W wyniku analizy 19 kluczowych profili wiertniczych, wspartej reinterpretacją materiałów publikowanych, zmodyfikowano i uzupełniono dotychczasowy formalny podział litostratygraficzny dewonu środkowego i górnego, obejmując nim cały basen lubelski. Wydzielono 6 nowych oraz zrewidowano 6 wcześniej wydzielonych formacji i ogniw. Jednostki litostratygraficzne przypisano do systemów depozycyjnych: od aluwialnego, przybrzeżnych systemów morsko-lądowych, przez platformę węglanową, płytki szelf, lagunę ewaporacyjną, po głębszy szelf i basen szelfowy. Wyróżniono 11 cykli transgresywno-regresywnych odpowiadających rangą sekwencjom trzeciego rzędu. Architektura depozycyjna odzwierciedla cztery etapy rozwoju basenu. Etap wczesnodewoński odpowiada jednemu megacyklowi T-R, złożonemu niemal wyłącznie z osadów terygenicznych, od ilasto-mulistych otwartomorskich po aluwialne systemy warunkowane tektoniczną ruchliwością bloków podłoża. Na etap środkowodewoński–wczesnofrański składa się 7 niegrubych cykli T-R rejestrujących znaczną zmienność w sukcesji środowisk depozycyjnych. Płytsze środowiska występują w SE i NE części basenu, erozja przeważa w części NW. Z etapem środkowo–późnofrańskim (3 cykle T-R) wiąże się wzrost tempa sedymentacji uwarunkowany przez puls subsydencji tektonicznej, przewaga węglanowych systemów otwartomorskich i największy zasięg zbiornika. Etap fameński, odpowiadający pojedynczemu cyklowi T-R, charakteryzuje się największymi miąższościami osadów i najsilniejszymi gradientami facjalnymi. Zaznaczył się wówczas rozwój wyraźnego depocentrum, a następnie aktywizacja tektoniczna wzdłuż obrzeżenia NE. Basen dewoński dzieli się na segmenty poprzeczne: komarowski (SE), lubelski (centralny) i stężycki (NW). Pierwszy charakteryzuje się rozwojem systemów proksymalnych, w tym lądowych, ale przy znacznej subsydencji. Drugi reprezentuje maksymalną subsydencję i najbardziej głębokowodne facje, natomiast trzeci – wyklinowanie osadów i/lub facje płytkomorskie w strefie obrzeża basenu, zwłaszcza w środkowym dewonie i franie.

EN

Previous lithostratigraphic sudivision of the Middle and Upper Devonian has been supplemented, modified and extended over the entire Lublin Basin in SE Poland as a result of investigations of 19 key borehole sections and reinterpretation of published data. Six new members have been defined, whereas six other units of a formation or member rank have been revised. The lithostratigraphic units have been ascribed to depositional systems ranging from alluvial and marginal marine to a carbonate platform, shallow restricted shelf, evaporative lagoon, to open-marine carbonate-shaly shelf and deeper shaly-carbonate shelf basin. The systems have been attributed to 11 transgressive-regressive (T-R) cycles corresponding to3rd order depositional sequences. The depositional architecture reflects four stages of a basin development. The Early Devonian stage corresponds to a single T-R megacycle, comprising terrigeneous sediments from open marine shaly basin to alluvial systems con-trolled partly by synsedimentary block movements. The Middle Devonian to Early Frasnian stage comprises 7 T-R cycles with a total thickness <400 m and displaying considerable depositional facies variability. Generally, shallower-water environments extended in SE and NE parts of the basin, whereas erosion prevailed in its NW segment. The Middle–Late Frasnian stage (3 T-R cycles) is characterized by initially increased depositional rates connected with a pulse of tectonic subsidence, predominance of open-marine carbonate systems, and a maximum basin extent. The Famennian developmental stage, corresponding to a single T-R cycle, is exceptional due to a maximum sediment-thickness and strong lateral facies and thickness gradients related to a distinct depocentre development, followed by increased activity of a tectonic zone in NE. The Devonian basin can be divided into three transversal segments: Komarów (SE), Lublin (central), and Stężyca (NW). The first one is characterized by a largest proportion of shallow-marine and alluvial facies, and a considerable total subsidence. The central segment represents a maximum subsidence and deepest marine facies, whereas the NW one –reductions of sediment-thickness and/or shallower-water facies near the basin margin, particularly in the Middle Devonian and Frasnian.

14

Biostratygrafia konodontowa dewonu górnego lubelszczyzny

Narkiewicz K., Bultynck P.

Prace Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2011

|

T.196

193--254

PL

Zbadano 203 próbki konodontowe, w tym 114 pozytywnych, z 15 profili wiertniczych, w większości z utworów franu formacji modryńskiej, a ponadto z fameńskiej formacji bychawskiej i firlejskiej. Ze 100 próbek z profili franu uzyskano 2139 okazów zaliczonych do 9 rodzajów, w obrębie których oznaczono 81 taksonów niższego rzędu. Czternaście gatunków znaleziono i udokumentowano w Polsce po raz pierwszy. Wobec braku form indeksowych wiek zespołów określano głównie na podstawie zestawienia zasięgów stratygraficznych wszystkich elementów znalezionych w próbce. Najwyższą część formacji telatyńskiej w centralnej części basenu lubelskiego, tuż poniżej podstawy formacji modryńskiej, zaliczono do franu dolnego (profile otworów Giełczew PIG 5, Mełgiew 2). Datowania utworów frańskich pozwalają też na zawężenie wieku poszczególnych ogniw tworzących formację modryńską. Udokumentowano diachronizm górnej granicy formacji modryńskiej, która wypada w famenie dolnym w profilu Opole Lubelskie IG 1, a w najwyższym franie w profilu Giełczew PIG 5. Granica franu z famenem biegnie w pobliżu granicy formacji modryńskiej i firlejskiej (Korczmin IG 1). Granica między formacją bychawską a firlejską w segmentach lubelskim i stężyckim przebiega w obrębie wyższego famenu dolnego albo niższego środkowego. W segmencie komarowskim datowanie stropowych partii formacji firlejskiej sugeruje natomiast, że dolna granica formacji hulczańskiej wypada w pobliżu granicy famenu dolnego i środkowego.

EN

Investigations were based on 203 conodont samples, including 114 positive, from 15 borehole sections mainly representative of the Modryń Formation (Frasnian), and also comprising the Famennian Bychawa and Firlej formations. The Frasnian conodont collection was obtained from 100 samples which contained 2139 specimens attributed to 9 genera and 81 lower rank taxa, including 14 species found and documented in Poland for the first time. Age of the assemblages was determined mainly basing on a comparison of stratigraphic ranges of all elements found in a sample. Uppermost part of the Telatyń Formation, just below the base of the Modryń Formation was ascribed to the Lower Frasnian in the Lublin (Central) Segment of the Lublin Basin (Giełczew PIG 5, Mełgiew 2). The conodont biostratigraphy of the Frasnian sections allows to constrain also the age of particular members constituting the Modryń Formation. Upper formation boundary appears diachronous, running in the Lower Famennian in the Opole Lubelskie IG 1 and in the uppermost Frasnianin the Giełczew PIG 5. The boundary between the Bychawa and Firlej formations in the Central and Stężyca (NW) segments is traced in the upper Lower Famennian or lower Middle Famennian. On the other hand, in the Komarów Segment (SE) the data from the uppermost part of the Firlej Formation suggest that the base of the overlying Hulcza Formation runs near the Lower/Middle Famennian boundary.

15

Minerały ilaste w piaskowcach karbonu z południowo-wschodniej części basenu lubelskiego jako wskaźniki paleotemperatur diagenezy

Kozłowska A.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2011

|

nr 444

99--111

PL

Minerały ilaste należą do głównych składników spoiwa piaskowców karbonu w basenie lubelskim. Wśród nich wyróżniono minerały allogeniczne wchodzące w skład matriksu oraz minerały autigeniczne tworzące cementy. W pracy wykorzystano następujące metody badawcze: mikroskop polaryzacyjny, katodoluminescencję, skaningowy mikroskop elektronowy, analizę rentgenograficzną, badania spektroskopowe w podczerwieni oraz oznaczenia izotopowe wieku K/Ar diagenetycznego illitu. Głównymi autigenicznymi minerałami ilastymi w piaskowcach karbonu są minerały podgrupy kaolinitu – robakowaty kaolinit oraz blokowe: kaolinit i dickit. W mniejszej ilości występują: illit włóknisty, chloryty oraz minerał mieszanopakietowy illit/smektyt. W eodiagenezie krystalizowały kaolinit robakowaty i chloryty w obwódkach. W mezodiagenezie w temperaturze powyżej 50°C tworzyły się blokowy kaolinit i dickit, minerał mieszanopakietowy illit/smektyt oraz illit włóknisty. Transformacja kaolinitu w dickit wskazuje na temperaturę około 120°C. Oznaczenie wieku K-Ar krystalizacji diagenetycznego illitu – około 260 mln lat – sugeruje, że osady karbonu osiągnęły maksymalne temperatury około 160°C we wczesnym permie.

EN

Clay minerals are the main components of the Carboniferous sandstones cement in the Lublin Basin. The allogenic minerals included in the matrix and authigenic minerals forming cements were distinguished among clay minerals. The following research methods were used in the paper: polarizing microscope, cathodoluminescence, scanning electron microscope, X-ray diffraction analyses, infrared studies and isotopic age K-Ar of diagenetic illite. The main authigenic clay minerals in the Carboniferous sandstones are kaolinite subgroup minerals – vermiform kaolinite and blocky kaolinite and dickite. In a smaller amounts are: fibrous illite, chlorites and illite/smectite mixed-layered mineral. Vermiform kaolinite and chlorite rims were crystallized in eodiagenesis. Blocky kaolinite and dickite, illite/smectite mixed-layered minerals and fibrous illite were formed above 50°C in mezodiagenesis. The transformation of kaolinite to dickite indicates the temperature at about 120°C. Determination of the K-Ar age of crystallization of the diagenetic illite – about 260 My ago suggests that the Carboniferous deposits have reached the maximum temperature of about 160°C in the Early Permian.

16

Sequence stratigraphy of Carboniferous paralic deposits in the Lublin Basin (SE Poland)

Waksmundzka M.

Acta Geologica Polonica

|

2010

|

Vol. 60, no. 4

557-597

EN

Based on lithofacies analysis of clastic, clay and carbonate rocks, wireline logs and sequence stratigraphy, sixteen depositional sequences have been distinguished in the paralic Carboniferous succession of the Lublin Basin from the Visean to the base of Westphalian B. The facies evolution and depositional architecture of the deposits belonging to three types of depositional systems tracts, i.e. lowstand (LST), transgressive (TST) and highstand (HST) have been reconstructed. The sequences are bounded by type 1 basal unconformities formed during subaerial erosion following relative sea-level fall and lowstand. This erosion, that in some cases reached down to the LST deposits of the underlying sequences, mainly affected the HST deposits. Relative sea-level rise controlling the base level of the rivers during lowstand was the basic factor influencing facies development, cyclicity and thickness of fluvial deposits, as well as the vertical and lateral transformation of rivers in theparalic Carboniferous succession. Vertical transition of high- to low-energy fluvial environments can be observed within the LST. The LST deposits typically occur in incised shelf valleys and in non-incised fluvial systems. Within the LST of sequences 2 and 4 to 10 commonly occur medium and large systems of simple incised valleys that developed in a coastal-plain system. The LST of sequences 11 to 15 comprises large systems of compound incised valleys that developed in a piedmont system. Relative sealevel rise in the late lowstand, sea-level oscillations during transgression and highstand and the volume of sediment supply were the main factors influencing facies development, cyclicity, thickness and lateral distribution of the deltaic deposits, shallow-shelf shales and limestones. Within the TST commonly occur coarsening-upward and non-gradational cyclothems that correspond to parasequences and were formed in the distal parts of the inner-shelf delta lobes. In the HST, the most commontypes are coarsening-upward cyclothems developed during the progradation of innershelf delta lobes and small lake deltas, as well as non-gradational cyclothems formed in lakes on a delta plain without influence of delta lobes. The transgression of sequence 7 probably had the widest extent of all the sequences in the paralic Carboniferous succession of the Lublin Basin. It was presumably much wider to the N, NE and NW than the presently accepted boundaries of the basin. Based on analysis of three curves of relative sea-level changes in the paralic Carboniferous succession of the Lublin Basin and the transgressive-regressive curve for the Carboniferous of Western Europe, the sequences distinguished have been correlated with the chronostratigraphic scheme for the Carboniferous System. The diachronous commencement of sedimentation has been confirmed and evaluated. The lack of deposits of sequence 5 in the eastern part of the basin suggests the presence of a stratigraphicgap encompassing the upper Brigantian. The position and range of stratigraphic gaps present elsewhere in the basin has also been indicated. In the north-westernmost and easternmost parts of the study area the gap has the widest range, encompassing the upper Arnsbergian to lower Marsdenian strata. The mid-Carboniferous boundary between the Mississippian and Pennsylvanian has been located at the base of sequence 8.

17

Procesy diagenetyczne kształtujące przestrzeń porową piaskowców karbonu w rejonie Lublina

Kozłowska A.

Przegląd Geologiczny

|

2009

|

Vol. 57, nr 4

335-335, 342

EN

In the Lublin region Carboniferous sandstones are represented by subarkosic, quartz and sublithic, occasionally arkosic arenites and wackes. These rocks are characterized by porosity (primary and secondary) ranging from 0 to 22.43% and permeability from 0 to over 1000 mD. Two diagenetic processes, that is compaction and cementation, were primarily responsible for reduction of porosity in these sandstones. The compaction decreased porosity at about 50%, while the cementation at 30%. Quartz, kaolinite and carbonates and locally fibrous illite are the most common cements here. Dissolution is also important as a diagenetic process responsible for development of secondary porosity. Good porosity of the bulk of Carboniferous sandstones is due to precipitation of early overgrowth cements (quartz, Fe-chlorite and siderite), which stopped the mechanical compaction, and dissolution of feldspar grains and authigenic quartz leading to origin of secondary porosity. The processes of mechanical compaction and advanced quartz and carbonate cementation (mainly of the ankerite and Fe-calcite type) as well as crystallization of fibrous illite were the major factors responsible for reduction of porosity in some sandstones. The results of the studies on pore space indicate good reservoir properties of sandstones of the Lublin and Dęblin formations as well as some parts of the Terebin formation. The sandstones from the Huczwa formation and a part of the Terebin formation belong to rocks characterized by low petrophysical parameters. Comparisons of sandstones formed in different environments have shown that best reservoir conditions are displayed by these formed in river channel and delta bottom ennvironments. During diagenesis, the Carboniferous deposits remained under influence of the maximum temperature of about 120oC, but locally the temperatures could have been even higher. Maximum temperatures were reached by the Carboniferous deposits at the end of Carboniferous whereas diagenetic proccesses were active until early Permian. The results of studies on diagenesis of these rocks, projected onto the thermal-erosional model, point to the Variscan overheating.

18

Korelacja i geneza piaskowców karbońskich w świetle stratygrafii sekwencyjnej i ich potencjał węglowodorowy w północno-zachodniej i centralnej części basenu lubelskiego

Waksmundzka M. I.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2008

|

nr 429

215-223

PL

Na podstawie badań sedymentologicznych utworów karbonu basenu lubelskiego scharakteryzowano środowiska depozycji piaskowców, mułowców, iłowców, skał węglanowych i węgla. Regionalna korelacja pozwoliła na wydzielenie 22 sekwencji depozycyjnych (trzeciego rzędu), ograniczonych niezgodnościami identyfikowalnymi jako powierzchnie erozyjne, stanowiące spągi koryt rzecznych lub wciętych dolin. W obrębie każdej sekwencji wyróżniono utwory ciągów systemowych niskiego stanu WPM (względnego poziomu morza), transgresywnych oraz ciągów systemowych wysokiego stanu. Następnie przeprowadzono korelację wydzieleń stratygrafii sekwencj i z chronostratygraficznym podziałem karbonu. Podnoszenie się WPM, stanowiącego bazę erozyjną rzek w czasie niskiego stanu, było podstawowym czynnikiem wpływającym na wykształcenie facjalne i miąższość potencjalnie złożowych piaskowców rzecznych. Utwory te najczęściej występują w systemach wciętych dolin. W obrębie sekwencji 2,4-10,16 spotykane są średnie i duże systemy prostych wciętych dolin, natomiast w sekwencjach 11-15 duże systemy złożone. W profilu sekwencji 17-22 piaskowce związane są ze środowiskiem nie wciętych systemów koryt rzecznych. Podnoszenie WPM w czasie późnego niskiego stanu, jego wahania w czasie transgresji i wysokiego stanu oraz wzmożona dostawa osadów lub jej brak były podstawowymi czynnikami mającymi wpływ na wykształcenie facjalne, miąższość i lateralne rozprzestrzenienie iłowców i mułowców równi aluwialnych, estuariowych, deltowych i płytkoszelfowych, które są dobrymi horyzontami uszczelniającymi. Piaskowce sekwencji 6, 9, 12, 16, wypełniające średnie lub duże wcięte doliny, oraz sekwencji 17, powstałe w systemach nie wciętych koryt rzecznych, są predysponowane do akumulacji węglowodorów. Wynika to z ich izolowanego usytuowania w obrębie stosunkowo bogatych w rozproszoną materię organiczną iłowców i mułowców, będących jednocześnie horyzontami uszczelniającymi. Porównanie schematu sekwencji z używanymi dotychczas do korelacji granicami jednostek litostraty graficznych karbonu basenu lubelskiego, jak również z kompleksami geofizycznymi podważa ich izochroniczną interpretację i zmniejsza przydatność korelacyjną.

EN

Sedimentological investigations of Carboniferous deposits from the Lublin Basin enabled characterisation of the depositional environment of sandstones, mudstones, claystones, carbonates and coals. A regional correlation allowed identification of 22 depositional sequences (third-order) are separated by unconformities, preserved as erosional bottoms of fluvial channels or incised valleys. Each sequences are represented by lowstand, transgressive and highstand systems tracts. Subsequently, a correlation of the sequence stratigraphy division with the Carboniferous chronostratigraphic scheme was carried out. The rise of relative sea level, being an erosional base to rivers during the low sea-level stand, was the fundamental factor affecting the facies development and thicknesses of the potentially productive fluvial sandstones. These deposits most frequently occur in incised valley systems. Medium and large sized systems of simple incised valleys are observed in the sequences 2, 4-10 and 16. Large compound systems are known from the sequences 11-15. The sandstones observed in the sequences 17-22 are associated with non-incised systems of river channels. The rise of relative sea level during the lowstand period, its fluctuations during the transgression and highstand periods, and an increased supply of sediments or its lack were the basic factors that influenced the facies development, thickness and lateral extent of alluvial plain, estuarine, deltaic and shallow shelf claystones and mudstones acting as good sealing horizons. The sandstones of the sequences 6,9,12 and 16 (filling medium and large incised valleys) and the sequence 17 (developed in systems of non-incised river channels) are predisposed to be reservoir rocks for hydrocarbon accumulations. It is due to their position as isolated bodies within the sealing claystones and mudstones relatively rich in dispersed organic matter. A comparison of the sequence scheme both with the previously used boundaries of the Carboniferous lithostratigraphic units in the Lublin Basin and with geophysical complexes questions their isochroneity and reduces their usefulness for correlations.

19

The mid-Frasnian subsidence pulse in the Lublin Basin (SE Poland) : sedimentary record, conodont biostratigraphy and regional significance

Narkiewicz K., Narkiewicz M.

Acta Geologica Polonica

|

2008

|

Vol. 58, no. 3

287-301

EN

Most of the thickness of Frasnian sediments in the central segment of the Lublin Basin, i.e. up to 300 metres, is represented by a single transgressive-regressive Cycle VIa, developed in the carbonate-sulphate platform facies. The age of the transgressive part falls into the interval between the upper part of theUpper hassi Zone and the jamieae Zone, whereas the upper boundary runs between the upper part of the Lower rhenana Zone and the lower part of the Upper rhenana Zone. Basin architecture and conodont biostratigraphic data confirm the tectonic nature of the cycle, which represents a short-termincrease in Frasnian subsidence and depositional rates. Based on the conodont data, it is plausible that the onset of the tectonic subsidence in the Lublin Basin and the incipient Pripyat Graben rifting correspond closely in age. They can thus be attributed to the common tectonic mechanism of regional extension in the south-west part of the East European Platform. The lack of any Late Devonian magmatic activity in the Lublin Basin and the synchronous development of this basin with the Pripyat Graben favour the idea that intraplate stresses were the primary factors controlling subsidence in both depocentres during the mid Frasnian to Famennian. The hypothetical mantle plume could have merely amplified the effects of crustal extension in the Pripyat Graben, thus facilitating a typical rift development.

20

Wyniki złożowe dotychczasowych prac poszukiwawczych w basenie lubelskim w aspekcie nowych możliwości poszukiwań złóż węglowodorów

Helcel-Weil M., Dzięgielowski J., Florek R., Maksym A., Słyś M.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2007

|

nr 422

51-61

PL

Prace poszukiwawcze prowadzone w rejonie Basenu Lubelskiego miały za zadanie w głównej mierze rozpoznanie struktur z możliwą akumulacją węglowodorów w utworach Paleozoiku i Mezozoiku. Prowadzone prace poszukiwawcze nieprzerwanie od 1956 r. doprowadziły do odwiercenia w tym rejonie ok. 240 otworów i odkrycia kilkunastu złóż ropy i gazu ziemnego. Główną skałą zbiornikową są węglany dewonu oraz klastyczne utwory karbonu z wieloma horyzontami złożowymi. W większości odwierconych negatywnych otworów notowano liczne objawy ropy naftowej i gazu ziemnego.

EN

Exploration works carried out in the Lublin Basin have contributed to the identification of the geological structure of the area and detailed investigation of the Palaeozoic and Mesozoic sedimentary succession. From 1956 until now, approximately 240 deep boreholes have been drilled which discovered several oil and gas fields. In Devonian sediments, approximately 520 depth intervals were tested (the statistics does not include production boreholes). In 280 cases, influx of uneconomic amounts of the formation fluid with value occurred. The Carboniferous sequence was investigated by approximately 300 formation tests. About 70% of them yielded significant brine flows with oil and gas shows.