The paper presents a short outline of geochemical and petrographical study of dispersed organic matter in sedimentary rocks that was conducted at the Polish Geological Institute starting with the end of the 70. of the 20th century.
Based on the assumption that fluorescence studies are an important tool in search and characterization of hydrocarbons, samples of rocks, minerals and the organic matter were collected in the Western Carpathian area spreading from the Mszana Górna region in the west to the Bieszczady Mts. in the east, and continuously, towards SE outside the Polish frontier, in Ukraine and Slovakia. Analytical procedures comprised preparation, microscopic observation of the material (organic matter and minerals) from the point of view of inclusions and fluorescence followed by detailed luminescence studies. Those steps have been followed by the microthermometric determinations. The application of the fluid inclusion methods, which are one of the newest analytical tools in the last two decades have led to the characteristics of fluids trapped in the inclusions in the area. The fluorescence studies showed some diversity of hydrocarbons both in compositions and in distribution. The analyses were performed in double-sided polished thin sections prepared based on cold techniques. Fluorescence of inclusions in two minerals, quartz and calcite, was checked in those specific thin sections either in glued wafers, or loose (single) crystals. The fluid inclusion studies were accompanied later on by solid organic matter inclusion studies. Those point to the presence of the following minerals: quartz, dolomite, calcite, clay minerals, gypsum with anhydrite admixture, traces of pyrite and siderite, feldspars. General distribution of fluorescing and not fluorescing inclusions suggests the presence of light hydrocarbons (methane) in the west and south of the area, being enriched in higher hydrocarbons (oil) towards the east.
PL
Badania fluorescencji podjęto w skałach, minerałach i bituminach w Karpatach Zachodnich w rejonie rozciągającym się od Mszany Górnej po Bieszczady i dalej – poza granicami Polski – na Ukrainie i Słowacji. Procedury analityczne obejmowały preparatykę, ocenę mikroskopową materiału (organika i minerały) z punktu widzenia występowania wrostków i fluorescencji inkluzji oraz zasadnicze badania świecenia. Po tych analizach wykonano oznaczenia mikrotermometryczne. Wszystkie badania przeprowadzono stosując nowe metody i nowoczesny sprzęt analityczny. W wyniku użycia metod badań inkluzji fluidalnych, będących jednym z najnowszych narzędzi analitycznych w ostatnim dwudziestoleciu, uzyskano charakterystykę fluidów zamkniętych w postaci inkluzji w minerałach. Badania fluorescencji wykazały zróżnicowanie wypełnień węglowodorowych. Analizy przeprowadzano w obustronnie polerowanych płytkach, przygotowanych na zimno. Badano dwa minerały – kwarc i kalcyt – zarówno w preparatach, jak i luźnych kryształach naturalnych (kwarc – diamenty marmaroskie). Badaniom inkluzji fluidalnych towarzyszyły analizy wrostków organicznych (np. badania czarnych agregatów występujących w odkrywkach w formie soczewek). W ich wyniku stwierdzono obecność następujących minerałów: kwarc, dolomit, kalcyt, minerały ilaste, mieszanina gipsu z anhydrytem, ślady pirytu i syderytu oraz skalenie. Ogólny rozkład fluorescencji wrostków w minerałach i inkluzji niewykazujących wzbudzenia sugeruje obecność lekkich węglowodorów (metan) w części zachodniej obszaru i na południu oraz wyraźne wzbogacanie w wyższe węglowodory (ropa naftowa) w kierunku wschodnim.
Acid sludge, pyrocondensate and heavy resin from hydrocarbons pyrolysis process to ethylene and propylene which are the products of oil refining were studied as the modifiers for petroleum bitumen. Acid sludge and pyrolysis heavy resin were directly used to improve the bitumen properties. The fraction C9 which is a raw material to produce so-called petroleum resins was obtained from pyrocondensate. The synthesized petroleum resins contain differ by their nature functional groups, in particular epoxy, hydroxy, carboxy groups. They were studied as bitumen additives. The above-mentioned by-products and petroleum resins were used as additives to tar while its oxidation to bitumen and while modifying the finished petroleum bitumen.
Praca przedstawia wyniki analiz geochemicznych węglowodorów ze skał należących do ogniw dolomitu głównego (Ca2), łupku cuchnącego (T2) oraz bituminów z przecinających skały żył występujących w wysadzie solnym Kłodawy. Próby analizowano przy użyciu chromatografii gazowej sprzężonej ze spektrometrią mas (GC-MS). Zawarte w nich węglowodory pochodzą z algowego II typu kerogenu. Dolomit reprezentuje skałę macierzystą dla zawartych w nim węglowodorów, jednak nie jest wykluczona ich częściowo migracyjna geneza. Węglowodory z prób pobranych z żył i z profilu łupku cuchnącego reprezentują fazę dojrzałości z zakresu maksimum okna ropnego. Pochodzą one ze wspólnego źródła macierzystości - morskich mułów występujących w obrębie serii osadowej łupku cuchnącego. Są to pierwsze badania geochemiczne węglowodorów ze skał dolomitu głównego z wysadu solnego Kłodawy, wskazujące utwory badanej serii ilasto-węglanowo-siarczanowej jako potencjalne źródło węglowodorów w wysadzie.
EN
This paper presents the results of geochemical analysis of hydrocarbons occurring in rock formations belonging to Main Dolomite cells (Ca2) Zechstein Stinking Shale (T2) as well as bitumen found in veins intersecting the rock formations of the Kłodawa Salt Dome (central Poland). Samples were analysed using gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). Hydrocarbons contained in the samples derive from algal type II kerogen. Main Dolomite represents the bedrock for entrapped hydrocarbons; however, their genesis through partial migration can not be excluded. Hydrocarbons collected from the solid bitumen samples and the Stinking Shale rock originated from the same marine or lacustrine organic-poor shales and they represent a maturity level around the peak oil window. These are the first geochemical studies of hydrocarbons from Kłodawa Salt Dome Main Dolomite, which indicate that shale-carbonate-sulphate deposits are a potential source of hydrocarbons in the dome.
Badania przeprowadzono na obszarze Karpat zewnętrznych (w przygranicznym rejonie Polski, Słowacji i Ukrainy). Rozpoznano charakter facji anoksycznych w Karpatach na obszarze Polski i Słowacji w obrębie różnych jednostek tektonicznych od dukielskiej przez śląską, węglowiecką, skolską aż po borysławsko-pokucką. Analizę oparto na parametrach geochemicznych i wskaźnikach stanowiących wyniki badań metodą Rock-Eval, chromatografii gazowej alkanów i izoprenoidów oraz oznaczeń izotopów stabilnych węgla (dla materii organicznej). Stwierdzono zróżnicowanie poszczególnych wartości. Zawartość TOC zmienia się w przedziale od 0,62% do powyżej 8,7% wag., przy czym najwyższe wartości charakteryzują facje jednostki skolskiej. Potencjalna macierzystość utworów jest bardzo dobra w obrębie facji anoksycznych jednostki skolskiej, centralnej depresji karpackiej i jednostki dukielskiej. Rezydualny potencjał (S2) rozproszonej materii organicznej zmienia się od 0,26/1,20 mg HC/g skały w warstwach dolnokredowych w Łusce Bystrego do 16,50/36,59 mg HC/g skały w jednostce skolskiej (Bandrów). Jest on umiarkowany w segmencie polskim i słowackim jednostki dukielskiej i nieco wyższy w jednostkach magurskiej i borysławsko-pokuckiej. Frakcja alifatyczna dominuje we wszystkich badanych skałach przy stosunkowo homogenicznym składzie frakcji alifatycznej bituminów. Rozkład n-alkanów jest zmienny. Można wyróżnić trzy grupy bituminów o zróżnicowanej dominacji n-alkanów krótkołańcuchowych i/lub n-alkanów długołańcuchowych. Pristan na ogół dominuje nad fitanem, przy czym izoprenoidy często mają stężenie niższe w stosunku do sąsiadujących z nimi n-alkanów C17 i C18. Stosunek pristan–fitan zmienia się od 18,01 (centralna depresja karpacka) poprzez 13,36 (jednostka węglowiecka) do 6,36 (jednostka śląska), podczas gdy w pozostałych rejonach jego wartość jest bliska jedności. Wśród węglowodorów aromatycznych przeważa fenantren i jego metylowe i di-metylowe pochodne. Wartości oznaczeń δ13CPDB dla węglowodorów wykazują niewielkie zróżnicowanie dla poszczególnych frakcji. Dla bituminów zmieniają się od –24,9 do –28,9‰. Dojrzałość termiczna kerogenu (typ mieszany od II do III) zmienia się od fazy niedojrzałej (jednostka skolska i borysławsko-pokucka) przez dojrzałą w jednostce śląskiej i dukielskiej, po fazę wczesnego okna gazowego w strefie melanżu tektonicznego i jej sąsiedztwie.
EN
Studies were conducted in the Outer Carpathians in the area of the Western and Eastern Carpathians in the borderland of Poland, Slovakia and Ukraine. The character of anoxic facies in the Carpathians in the Polish and Slovak area within different tectonic units - from the Dukla unit through the Silesian, Boryslav-Pokuttia, Skole and the Węglówka units was analyzed. The analysis was based on geochemical parameters and indices from the following methods: Rock-Eval analysis, gas chromatography of n-alkanes and isoprenoids, isotopic determinations of carbon isotopes (in organic matter). Diversity of parameters has been stated. In case of bitumens, the TOC content changes within the interval from 0.62% to over 8.7wt %, while the highest values characterize the facies of the Skole unit. The potential maturity of the sediments is very high in the anoxic facies of the Silesian and Dukla units and in the Central Carpathian Depression (CDK). Residual petroleum potential (S2) of the dispersed organic matter varies from 0.26/1.20 mg HC/g rock in the Lower Cretaceous strata of the Bystre Slice to 16.50/36.59 mg HC/g rock in the Skole unit (Bandrów). It is moderate in the Polish and Slovak segments in the Dukla unit and slightly higher in the Magura and Boryslav-Pokuttia units. The aliphatic fraction dominates in all the studied rocks, while the aliphatic composition of bitumens is relatively homogeneous. The n-alkane distribution is variable in the rocks and solid bitumens. Three groups of bitumens may be distinguished with a variable domination of short-chain n-alkanes and/or long-chain n-alkanes. In general, pristane predominates over phytane, while the isoprenoids often show a lower content in comparison to the adjacent C17 and C18 n-alkanes. The pristine - phytane ratio oscillates from 18.01 (Central Carpathian Depression – CDK) through 13.36 (Węglówka unit) to 6.36 (Silesian unit), being close to one in other samples. Among the aromatic hydrocarbons, phenantrene predominates together with its methyl and di-metlyl derivatives. The d13CPDB data for hydrocarbons show some variability for different fractions. For bitumens, they change from –24.9 to –28.9‰. Thermal maturity of kerogen (mixed type from II to III) varies from the immature phase (Skole and Boryslav-Pokuttia units) through mature in the Silesian and Dukla units up to the early gas phase in the tectonic mélange and its neighbourhood.
Fluid inclusions in halite from Miocene rock salt of the Ukrainian Carpathian Foredeep Basin in locations where evaporites overlie oil and gas reservoir rocks are characterized by their high methane content and the presence of oil droplets in some of them. They are thus similar to fluid inclusions reported from geochemical aureoles around oil and gas accumulations in the Zechstein (Upper Permian) of western Poland (Kovalevych et al., 2008). Geochemical analyses of bitumen in bulk samples of rock salt (including content and distribution of n-alkanes and isoprenoids, carbon isotope ratios) suggest a varied origin: hydrocarbon extracted from halite from boreholes located in proximity (proved or assumed) of oil and gas deposits (Lopushna-7, Grynivka-525) are probably related to organic material dispersed within the rock salt itself, and those from the barren areas (Verkhniy Strutyn-29) are most probably cogenetic with oil accumulated in the deposits of the Boryslav-Pokuttya Nappe.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Badania geochemiczno-petrograficzne ujawniły powszechne występowanie amorficznych stałych bituminów w skałach węglanowych dolomitu głównego w Polsce zachodniej. W skałach macierzystych i złożowych różnych rejonów Niżu Polski stopień przeobrażenia stałych bituminów obejmuje przedział od 0,88 %(zakres okna ropnego) do 3,26% R° (zakres generowania gazu metanowego) w skali refleksyjności witrynitu. Skały macierzyste zawierają na ogół do 1% TOC i charakteryzują się niskimi wartościami parametrów Rock-Eval: S2 (do 1,85 mg HC/g skały) i HI (do 200 mg HC/g TOC). Podział substancji organicznej na frakcje węglowodorowe umożliwia wydzielenie stałych bituminów w złożach ropy naftowej lub złożach uległych wcześniejszej destrukcji. Zastosowane techniki mikroskopowe UV i VIS dokumentują występowania tego typu substancji organicznej w przestrzeni porowej, mikroszczelinach i spękaniach oraz impregnacji w postaci struktur spływowych. Utwory zawierające stałe bituminy wykazują redukcję własności zbiornikowych (porowatości) i filtracyjnych (przepuszczalności).
EN
Geochemical and petrographical investigations revealed common occurrence of amorphic solid bitumen in the Zechstein Main Dolomite carbonate rocks in the western part of Poland. Solid bitumen was created as a result of gas deasphalting or thermal cracking processes. In source and reservoir rocks in different Polish Lowland areas the solid bitumen maturity covers the range from 0,88% (oil window) to 3,26% R° (dry gas generation) in vitrinite reflectance scale. Generally source rocks contain up to 1% TOC and have low Rock-Eval parameter values: S2 (up to 1,85 mg HC/g rock) and HI (up to 200 mg HC/g TOC). Organic matter division on hydrocarbon fractions enables differentiation of solid bitumen in crude oi1 deposits or in deposits which underwent a destruction. Applied UV and VIS microscopic techniques confirmed such organic matter occurrence in pore space, microfractures and fissures and as impregnations of flow-like textures. Deposits containing solid bitumen indicate a reduction of reservoir (porosity) and transportation (permeability) properties.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Oznaczenie zawartości węgla organicznego (TOC%) w sylurskich skałach, a także analiza dystrybucji biomarkerów - n-alkanów i steranów z frakcji węglowodorów nasyconych, pozwoliła określić pewne partie tego kompleksu skalnego jako potencjalnie macierzyste dla rop naftowych. Porównanie terpanów z dewońskich rop naftowych z terpanami wydzielonymi ze skał sylurskich z obszaru platformy wschodnioeuropejskiej wykazało, iż badane osady nie są skałami macierzystymi dla rop dewońskich. Stopień przeobrażenia materii organicznej w osadach syluru badanego obszaru nie osiągnął głównej fazy generowania węglowodorów.
EN
TOC% contents in Silurian sediments, and biomarker`s analysis GCMS from saturated hydrocarbon`s fraction, distributions n-alkanes and steranes which depend on organic matter contributing to the sediments, characterize the certain parts of Silurian sediments as a, "source rock". Correlation between terpenes from Devonian oils and extracts from Silurian sediments showed, that Silurian sediments from Lublin area aren`t source rock for Devonian oils. The organic matter from Silurian sediments from Lublin area, which was studing by GCMS aren`t in "maine faze of hydrocarbons generation".
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.