Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Thermal history of the Carboniferous strata in the northern part of the Intra-Sudetic Basin (SW Poland): a combined Raman spectroscopy and organic petrography study

Botor Dariusz, Toboła Tomasz, Waliczek Marta

Acta Geologica Polonica

|

2020

|

Vol. 70, no. 3

363--396

EN

Raman spectroscopy and vitrinite reflectance measurements of dispersed organic matter from Carboniferous shales in boreholes in the northern part of the Intra-Sudetic Basin were used for thermal history reconstruction. Microscopic investigations have shown that the organic matter is dominated by the vitrinite maceral group. In analysed samples, organic matter shows a varied degree of thermal alteration determined by the mean random vitrinite reflectance (VRo) ranging from 0.72% to 3.80%. Mean apparent maximum vitrinite reflectance (R’max) values reached 4.98%. The full width at half maximum of D1 and G bands in Raman spectra are well-correlated with mean VRo and R’max. Thermal maturity in the boreholes shows a regular increase with depth. Geological data combined with Raman spectroscopy and mean vitrinite reflectance results indicate that the analysed Carboniferous strata reached maximum paleotemperatures from c. 110 to c. 265°C. The regional paleogeothermal gradient in the late Paleozoic was c. 80°C/km. The Variscan heating event presumably caused a major coalification process of organic matter. The Carboniferous–Permian magmatic activity must have contributed to high heat flow, adding to the effect of sedimentary burial on the thermal maturity.

2

Zastosowanie spektroskopii w podczerwieni do badań węgli i materiałów węglowych

Strójwąs A.

Karbo

|

2016

|

Nr 3-4

48--56

PL

Celem niniejszej pracy było podsumowanie aktualnego stanu wiedzy na temat wykorzystania spektroskopii w podczerwieni do badania węgli i materiałów węglowych. Spektroskopia w podczerwieni jest jedną z najbardziej przydatnych metod stosowanych w analizie instrumentalnej do badań węgli i materiałów węglowych. Pozwala w sposób nieniszczący badać strukturę chemiczną charakteryzowanych obiektów. Metoda ta daje możliwość wykazania obecności struktur węglowodorowych (aromatycznych i alifatycznych) i ugrupowań heteroatomowych (głównie tlenowych) jak również wykrywania obecności minerałów. Obecnie jest jedną z najskuteczniejszych technik umożliwiających scharakteryzowanie węgla, a tym samym jest niezwykle ważna przy opracowaniu procedur przetwarzania węgla (spalania, produkcji koksu itp.). Omówiono trzy techniki spektroskopii IR: technikę odbicia rozproszonego DRIFT – Diffuse Reflectance Infrared Fourier Transform Spectroscopy, technikę spektroskopii fotoakustycznej PAS – Photoacoustic Spectroscopy oraz technikę osłabionego całkowitego odbicia ATR – Attenuated Total Reflectance. W pracy szczególną uwagę zwrócono na zmiany zachodzące w trakcie procesów uwęglenia i pirolizy. Przedstawione powyżej wyniki badań wskazują, że ugrupowania występujące w organicznej masie węgli mogą zasadniczo wpływać na ich właściwości. Dlatego też analiza przebiegu zmian zawartości tych ugrupowań przy wykorzystaniu spektroskopii w podczerwieni może przyczynić się do dokładniejszego poznania przemian strukturalnych zachodzących podczas procesów takich jak piroliza czy uwęglenie.

EN

The aim of this work was to summarize the current knowledge on the use of infrared spectroscopy to study coals and coal materials. Infrared spectroscopy is one of the most useful methods of instrumental analysis used in research on coals and coal materials. It allows non-destructively to study the chemical structure of the characterized objects. This method provides a possibility to reveal the presence of hydrocarbon structures (aromatic and aliphatic) and heteroatomic functions (mainly oxygenated), as well as to detect the presence of minerals. Currently it is one of the most powerful techniques for coal characterization and thus it is of paramount importance in the elaboration of various procedures of coal processing (combustion, coke production processes, etc.). Three techniques of IR spectroscopy have been discussed: DRIFT – Diffuse Reflectance Infrared Fourier Transform Spectroscopy, PAS – Photoacoustic Spectroscopy and ATR – Attenuated Total Reflectance. In this work special attention has been paid to the changes occurring during coalification and pyrolysis. The above presented results of the studies suggest that the moieties occurring in the organic mass of coals can fundamentally affect their properties. Therefore the analysis of the course of changes in the content of these moieties using infrared spectroscopy can contribute to a more thorough understanding of the structural changes occurring during the processes like coal pyrolysis or coalification.

3

Zastosowanie dyfrakcji rentgenowskiej do badań struktury uporządkowanej węgli

Strójwąs A.

Karbo

|

2014

|

Nr 2

63--69

PL

Celem pracy było podsumowanie dotychczasowej wiedzy dotyczącej zastosowania dyfrakcji rentgenowskiej w badaniach struktury węgli i materiałów węglowych. W artykule przedstawiono krótki przegląd prac dotyczących struktury węgli z wykorzystaniem techniki XRD począwszy od pionierskich prac polegających na wizualnych porównaniach rentgenogramów węgla i grafitu, aż do prac w których wykorzystano skomplikowane metody obliczeniowe oraz najnowocześniejszą aparaturę badawczą jaka jest obecnie dostępna na rynku. Zwrócono uwagę na kontrowersje związane z zastosowaniem radialnej funkcji dystrybucji (RDF) w badaniach struktury węgla. Przeanalizowano zmiany strukturalne zachodzące w organicznej substancji węglowej podczas uwęglenia oraz w procesie pirolizy. Uwzględniono zmiany parametru d 002 (odległość międzypłaszczyznowa), charakteryzującego stopień wewnątrzkrystalitowego uporządkowania, jak również parametrów La (średnia średnica) i Lc (średnia wysokość), które dostarczają informacji o wymiarach krystaliów. Stwierdzono, że zmiany strukturalne zachodzące w organicznej masie węgli podczas pirolizy nie zostały jednoznacznie wyjaśnione. W literaturze opisane są sprzeczne wnioski, co do przebiegu zmian zachodzących w organicznej substancji węglowej podczas pirolizy. Zaistniałe niejednoznaczności mogą być wynikiem zarówno różnic w stosowanej metodyce badań, jak również różnic w budowie wyjściowej badanych próbek.

EN

Aim of this study was to summarize the current knowledge on the use of X-ray diffraction studies the structure of coals and carbonaceous materials. The article presents a brief overview of the work on the structure of coals using XRD techniques ranging from the pioneering work involving the visual comparisons of X-ray coal and graphite, to work which uses a complex calculation methods and cutting-edge research equipment which is currently available on the market. Attention was drawn to the controversy associated with the use of the radial distribution function (RDF) in studies of coal structure. Analysis of structural changes in organic carbonaceous material during coalification and pyrolysis was conducted. Special attention is paid to structural changes in the organic carbonaceous material in the process of coal rank and pyrolysis. Includes changes to the parameter characterizing the degree of intracrystalline order d002 (interplanar distances), as well as the parameters of La (average diameter) and Lc (average height), which provide information about the sizes of crystallites.It was found that that the structural changes in the organic coal mass during pyrolysis is not clearly elucidated. Described in the literature are conflicting conclusions as to the course of the changes in the organic substance of coal during pyrolysis. Occurred ambiguity may be due to both differences in applied research methodology, as well as differences in the construction of the initial test samples.

4

Wiek uwęglenia utworów górnokarbońskich w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym w świetle datowań apatytów za pomocą metody trakowej i helowej

Botor D.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2014

|

T. 30, z. 1

85--104

PL

Przeprowadzono datowania za pomocą metody trakowej i helowej dla apatytów z utworów karbońskich w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym w celu określenia ram czasowych procesów uwęglenia. Pomierzone centralne wieki trakowe apatytów mieszczą się w przedziale od 259±11 (późny perm) do 103±6 milionów lat (wczesna kreda), a średnia długość traków waha się od 11,7±0,2 do 13,7±0,1 μm. Wszystkie wieki trakowe są młodsze od wieku stratygraficznego analizowanych próbek, wskazując znaczne zaawansowanie procesów diagenetycznych. Próbki z zachodniej i środkowej części GZW mają wieki trakowe od późnego permu do środkowego/późnego triasu (259±11 do 214±10 mln lat). Jednomodalne rozkłady długości traków i ich średnie wartości wskazują na pojedyncze, względnie szybkie zdarzenie postwaryscyjskiego wychładzania do temperatury poniżej 60°C, co jest zgodne ze znaczną erozją postinwersyjną utworów górnokarbońskich po fazie asturyjskiej. W pozostałej części mezozoiku następowało wolniejsze wychładzanie. Próbki ze wschodniej i NE części GZW mają wieki trakowe od późnego triasu do wczesnej kredy (210±10 do 103±6 milionów lat). Charakteryzuje je względnie krótsza średnia długość traków i wyższe odchylenia standardowe, a także w przypadku części próbek bimodalny i/lub mieszany charakter rozkładów długości. Jest to razem wskazówką bardziej złożonej historii termicznej, z długim okresem przebywania w PAZ i możliwym drugim zdarzeniem termicznym. Wieki helowe apatytów w całym basenie są wczesnokredowe (144,1±11 do 108,1±8milionów lat), wskazując raczej na wolne postwaryscyjskie wychładzanie lub możliwe mezozoiczne podgrzanie karbonu do temperatury nie większej niż 60–70°C, które spowodowało częściową dyfuzję helu i odmłodzenie wieków helowych, ale równocześnie nie spowodowało znaczącego zabliźniania traków na większości obszaru GZW. Jedynie w NE części GZW podgrzanie mezozoiczne mogło być nieco wyższe, do temperatury 70–85°C, powodując odmłodzenie wieków trakowych, zwłaszcza przy długim okresie przebywania w PAZ. Mezozoiczny impuls termiczny był przypuszczalnie spowodowany cyrkulacją gorących roztworów związaną z procesami ekstensji. Powyższe zakresy temperatur i czas ich występowania świadczą, że uwęglenie materii organicznej w GZW nastąpiło zasadniczo z końcem okresu karbońskiego.

EN

The apatite fission track and helium dating were used to provide a temporal framework for the coal rank data in the Upper Silesia Coal Basin. Measured apatite fission–track (AFT) central ages from sandstones and tonsteins in the USCB range from 259±11 (Permian) to 103±6 Ma (Early Cretaceous), with mean track lengths ranging from 11.7±0.2 to 13.7±0.1 μm. All AFT ages are younger than sample stratigraphic ages, indicating substantial post–depositional annealing. Samples from the western and central part of the USCB yield AFT ages of Permian to Late Triassic (259±11 to 214±10 Ma). Mean track lengths and unimodal track length distributions of these samples are indicative of a single relatively rapid Variscan cooling event to below 60°C consistent with erosion during the Asturian inversion of the basin. This was followed by slower cooling during the Mesozoic. The samples from the eastern and NE part of the USCB have AFT ages from Late Triassic to Early Cretaceous (210±10 Ma to 103±6 Ma). The relatively shorter mean track length and higher standard deviation, combined with a bimodal and/or mixed fission track length distribution in some samples, is indicative of amore complex thermal history with possibly a thermal event separated by a prolonged period in the PAZ. Apatite helium ages of samples from across the basin range from 144.1±11 to 108.1±8Ma (Early Cretaceous) indicating rather slow, post–Variscan inversion cooling or the possible mid–Mesozoic re–heating where temperatures reached only to 60–70°C. It was high enough for partial He loss from the apatite but not enough to anneal fission tracks in the most areas of the USCB. Only in the NE part of the USCB Mid–Mezozoic re-heating could be able to increase temperature to ~70–85°C causing partially resetting AFT (particularly during long stay in PAZ). Mid–Mesozoic re–heating would be caused by a hot fluid circulation related to extensional tectonic development. The timing and temperature range from thermochronological analysis imply that major coalification processes occurred in the latest Carboniferous period.

5

Hydrothermal fluids influence on the thermal evolution of the Stephanian sequence, the Sabero Coalfield (NW Spain)

Botor D.

Geology, Geophysics and Environment

|

2012

|

Vol. 38, no. 4

369--393

EN

In the present study, the thermal history of the Late Carboniferous (Stephanian) coal-bearing sediments of the Sabero Coalfield has been reconstructed in order to elucidate coal rank. The Sabero Coalfield is located in a small intramontane coal-bearing basin along the Sabero-Gordón fault zone, one of the major E-W trending strike-slip fault systems of the southern part of the Cantabrian Zone (NW Spain). The total thickness of the Stephanian succession is in excess of 2,000 m, and is composed of siliclastic rocks and intercalated coal seams with tonsteins. Mean vitrinite reflectance values in the Stephanian rocks in the Sabero Coalfield are in the range from 0.61 to 3.14% Rr, but most values are in the range from 0.8 to 1.5% Rr (based on 84 samples). Average vitrinite reflectance gradient is high (0.73% Rr/km), which suggests high value of average paleogeothermal gradient (52°C/km). The maximum paleotemperatures calculated from vitrinite reflectance values for the Stephanian rocks range between 89°C (top of the Stephanian) and 195°C (bottom of the Stephanian). Coalification of the organic matter in the Stephanian rocks was achieved in the Early Permian, and was most likely related to several almost simultaneous related to magmatic and hydrothermal activity during high subsidence period in the pull-apart basin. The primary, burial-related maturity pattern, was probably slightly overprinted by fluid migration event, which is supposed to have occurred in Early Permian time.

6

Modelowania 1-D procesów generowania gazu ziemnego w utworach karbońskich w głębokiej części polskiego basenu czerwonego spągowca

Botor D.

Geologia / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

|

2011

|

T. 37, z. 4

503-516

PL

Wykonano numeryczne modelowania jednowymiarowe procesów generowania węglowodorów w profilach karbońskich skał macierzystych w podłożu wybranych stref centralnej części głębokiego basenu czerwonego spągowca (Objezierze IG-1, Piła IG-1, Byczyna-1, Brześć Kujawski IG-1, Budziszewice IG-1 i Kutno-1). Utwory karbońskie analizowanej strefy wykazujące średnią refleksyjność witrynitu w przedziale od około 1.0% do 2.7% generowały znaczne ilości metanu przy umiarkowanej jeszcze ilości azotu. Termogeniczne generowanie gazu miało miejsce głównie przez cały mezozoik aż do późnej kredy włącznie. Jego zawansowanie i przebieg wykazują pewne zróżnicowanie przejawiające się zróżnicowanym zakresem transformacji kerogenu (od 77% do 100%) w strefach maksymalnych dojrzałości materii organicznej. Najważniejszy etap generowania gazu występował pomiędzy końcem wczesnego triasu a końcem późnej jury.

EN

One-dimensional numerical modeling of hydrocarbon generation in profiles of Carboniferous source rocks was performed. These source rocks were located in the substratum of select areas in the central deep Rotligend Basin (Objezierze IG-1, Piła IG-1, Byczyna-1, Brześć Kujawski IG-1, Budziszewice IG-1 and Kutno-1). Carboniferous sediments of the central deep basin with a mean random vitrinite reflectance of 1.0-2.7%, generated significant amounts of methane, with low nitrogen content. Gas generation processes occurred mostly during the Mesozoic era particularly between Early Triassic to Late Jurassic periods and achieved kerogen transformation ratio (TR) values of 77-100%.

7

Ewolucja stopnia uwęglenia utworów górnokarbońskich w obszarze górniczym "Janina" w Libiążu we wschodniej części Górnośląskiego Zagłębia Węglowego (GZW)

Botor D.

Geologia / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

|

2009

|

T. 35, z. 2/1

105-113

EN

Maturity modelling of the Upper Carboniferous sediments has been performed in order to explain the coalification history. Assuming 2000 m eroded overburden of the post-Stephanian sandstones paleoheat flow was 51 mW/m2 in the latest Carboniferous time. The major coalification processes were likely occurred in the latest Carboniferous, and later a Mesozoic overprinting likely due to fluid migration was not significant for the organic matter maturity.

8

Ewolucja paleotermicza utworów karbońskich niecki wałbrzyskiej: wyniki modelowań stopnia uwęglenia

Botor D.

Zeszyty Naukowe. Górnictwo / Politechnika Śląska

|

2008

|

z. 286

15-24

PL

W celu rekonstrukcji historii uwęglenia w niecce wałbrzyskiej wykonano modelowania termicznej dojrzałości substancji organicznej zawartej w utworach karbońskich za pomocą programu PetroMod. Uzyskane wyniki modelowań utworów karbońskich niecki wałbrzyskiej wskazują że utwory te osiągnęły maksymalne wartości paleotemperatur (wynoszące od 83 do 270 °C) w Stefanie i/lub wczesnym permie. W skali regionalnej utwory karbońskie nie były już później poddane tak wysokim temperaturom. Obliczony paleostrumień cieplny dla wybranych profili niecki wałbrzyskiej waha się od 120 mW\m2 do 147 mW\m2. Powyższa wielkość jest ponad dwukrotnie większa od współczesnej średniej wartości strumienia cieplnego w tym basenie. Powyższe wysokie temperatury doprowadziły do uwęglenia pokładów węgli utworach górnokarbońskich. Uwęglenie nastąpiło w efekcie znacznej subsydencji osadów górnokarbońskich przy wysokim strumieniu cieplnym zdeterminowanym rozwojem intruzji magmowych, chociaż ich bezpośredni wpływ (metamorfizm kontaktowy) odgrywał znikomą rolę w skali regionalnej.

EN

In order to reconstruct thermal history of the coal-bearing Carboniferous strata in the Wałbrzych Coal Basin numerical modeling of thermal maturity has been performed by PetroMod software. Paleoheat flow of 120-147 mW/m2 was calculated for the time of maximum burial (Late Carboniferous to Early Permian). Maximum paleotemperatures of the Carboniferous rocks ranged between 83 (top of the Carboniferous) and 270 °C (bottom of the Carboniferous). Based on this modeling it can be shown that coalification of organic matter contained in Carboniferous rocks was achieved in the Latest Carboniferous to the Early Permian times. It was likely caused both high heat flow related to magmatic activity and high subsidence rate in this basin.

9

Wpływ stopnia uwęglenia na kształtowanie się struktury kapilarnej karbonizatów z węgli niespiekających

Jasieńko-Hałat M.

Przemysł Chemiczny

|

2005

|

T. 84, nr 5

364-367

PL

Przeprowadzono badania zmian struktury kapilarnej węgla płomiennego i antracytu w procesie karbonizacji w zakresie temp. 100– 1000°C. Objętości makroporów określono stosując metodę porozymetrii rtęciowej. Objętości mezoporów, mikro- i submikroporów wyznaczono na podstawie izoterm sorpcji benzenu i ditlenku węgla. Pomiary prowadzono w wysokopróżniowej aparaturze grawimetrycznej (wagi McBaina-Bakra), metodą statyczną w temp. 25°C. Porównano przebieg kształtowania się struktury kapilarnej węgli niespiekających o różnym stopniu uwęglenia w zależności od temperatury karbonizacji.

EN

A 0.5–1.0-mm flame coal and anthracite were pregasified, each over 100–500°C, carbonized 5°/min in Ar over 100– 1000°C (at 100° intervals), and kept 30 min at the final temp. Macropores (>50 nm) were detd. by Hg porosimetry. Meso (2–50), micro (0.4–2), and submicropores (<0.4 nm) were detd. by the C6H6 and the CO2 adsorption methods. The 0.4–2 and the <0.4 nm vols. gave the total micropore vol. As the carbonization temp. was raised, the <0.4-nm pores in the noncaking coals first rose to a max. vol. (value related to coal rank) and then shrinked (to become entirely closed in anthracite). The lower coalification deg. favored the expansion of submicropores and the thermal resistance of the pore system. In noncaking low- and high-coalified coals, mesopores remained undeveloped. Macropores were poorly developed in the chars. A coal suitably selected in type and carbonized at well-selected temps. can yield sorbents of a desired capillary structure.

10

Warunki termiczne masywu skalnego w północno-zachodniej części Górnośląskiego Zagłębia Węglowego a możliwości generowania węglowodorów

Probierz K., Lewandowska M.

Archives of Mining Sciences

|

2003

|

Vol. 48, nr 1

3-35

PL

Przedstawiono związek warunków cieplnych, zarówno współczesnych jak i paleotermicznych, masywu skalnego NW części Górnośląskiego Zagłębia Węglowego (GZW) z uwęgleniem materii organicznej i możliwościami wydzielania się, zależnie od stopnia metamorfizmu, węglowodorów towarzyszących pokładom węgla. Obszar badań zlokalizowany jest w północno-zachodniej części GZW, w obrębie dwóch głównych stref tektonicznych, tj. strefy fałdowej i strefy dysjunktywnej. Charakterystyki współczesnych warunków cieplnych masywu skalnego dokonano na podstawie obliczeń pierwotnej temperatury skał oraz gęstości ziemskiego strumienia w profilach otworów wiertniczych, uwzględniając oznaczone laboratoryjnie wartości współczynnika przewodnictwa ciepła [lambda]. Odtworzono warunki paleotermiczne masywu skalnego przez szacowanie wartości paleotemperatur według Bosticka oraz dla porównania metodą Barkera i Pawlewicza. Wartości pierwotnej temperatury skał zmieniają się w szerokim zakresie od 8,1-27,2°C na powierzchni stropowej utworów karbonu do 34,9-37,6°C w skałach poziomu -700 m. Natężenie ziemskiego strumienia ciepła przyjmuje wartości z zakresu 52,3-77,6 x 10-3 W/m2. Analiza zgodności przebiegu izolinii uwęglenia-refleksyjności witrynitu i ułożenia pokładów sugeruje, że proces uwęglania miał charakter synorogeniczny (lub pre- i postorogeniczny). Preoro-geniczny charakter uwęglenia powinno wiązać się z pogrążeniem i paleogradientem geotermicznym, postorogeniczny zaś ma prawdopodobnie związek z „dowęgleniem" związanym z ciepłem wulkanitów stwierdzanych na obszarze od Kaczyc, poprzez Jastrzębie do Sośnicy. Badania historii termicznej tej części GZW wskazują na wysokie prawdopodobieństwo wystąpienia głównej fazy uwęglenia — metamorfizmu substancji organicznej u schyłku karbonu (po westfalu D przed permem). Określono tzw. efektywny czas grzania EHT = 20 mln. lat. Na podstawie gradientów uwęglenia, oszacowano miąższość zerodowanych warstw karbońskich na co najmniej 700 m. Najwyższe wartości paleotemperatur wykazano w rejonie północnym (KWK Gliwice) 135-179°C wg Bosticka lub 136-220°C według Barkera i Pawlewicza, najniższe zaś w rejonie północno-wschodnim (ZWSM Jadwiga) odpowiednio 129-142°C lub 127-147°C. W rejonie północno-wschodnim stopień uwęglenia materii organicznej (Ro = 0,81-0,95%) wskazuje na obecność fazy generowania ropy i początek głównej fazy generowania gazu — CH4. Brak szczelnej pokrywy skał nadkładu przyczynił się zapewne do migracji (ucieczki) gazów, o czym świadczy zasiąg tzw. strefy naturalnego odgazowania dochodzącej w tej części obszaru badań do ponad 1000 m głębokości. W rejonie północnym w obszarze KWK Gliwice stopień uwąglenia materii organicznej (Ro -= 0,87-1,68%) jest najwyższy i świadczy o obecności głównej fazy generowania gazu. Brak szczelnego nadkładu również umożliwił odgazowanie do poziomu 950 m. W obszarze KWK Sośnica obecność skał wulkanicznych utrudnia prześledzenie paleogradientów. Stopień uwąglenia materii organicznej (Ro = 0,96-0,98%) odpowiada głównej fazie generowania ropy i początkowi głównej fazy generowania gazu. Nie wykluczone, że obecność szczelnego nadkładu mogła spowodować w profilu pionowym występowanie dwóch stref wysokich ciśnień gazu, jak to opisano w pracy J. Tarnowskiego. W rejonie południowym jedynie najwyższe wartości stopnia uwąglenia (Ro = 0,78-1,02%) dorównują stwierdzonym w rejonie północno-wschodnim i sąsiadującego rejonu KWK Sośnica, materia organiczna zaś znajduje się w fazie generowania ropy i początkach głównej fazy generowania gazu. Strefowość zmian składu węglowodorów z głębokością, nie odpowiadająca możliwości rozkładu wynikającego z generacji gazów w procesie uwęglenia, może być podobna jak w innych częściach GZW. Można wyrazić pogląd o odpływie gazu autochtonicznego we wszystkich rejonach obszaru badań. W rejonach gdzie brak jest nieprzepuszczalnego nadkładu strefa degazacji złoża dochodzi do ponad 1000 m głębokości i tylko poniżej tej strefy mogłyby się znajdować termokatalityczne gazy autochtoniczne. W rejonach gdzie występuje szczelny nadkład (KWK Sośnica, Knurów i Szczygłowice) obserwuje się wielostrefowy rozkład gazonośności i występuje możliwość akumulacji gazów w partiach przystropowych utworów karbońskich.

EN

The paper presents a relationship between thermal conditions, both contemporary and paleothermic, of a rock massif NW part of the Upper Silesian Coal Basin (USCB). Coal- organic matter and possibilities of hydrocarbons generation depending on rank of metamorphism, which accompany to coal seams (Fig. 1) were also shown. The study area is situated in the north — western part of USCB, within two main tectonic zones, i.e. fold tectonics zone and disjunctive zone (Fig. 2). Overburden (Quaternary, Miocene, Triassic) and Carboniferous (Westfalian A — Namurian A) in litostratigraphic profile of the study area were distinguished. Profile of a basement, mainly lower Carboniferous, is known only from adjoining areas. Differentiation in geological structure of the study area allowed separating three regions. Characterization of contemporary thermal conditions of a rock massif was performed on the basis of estimation of original temperatures of rocks and density of a heat flow in profiles of wells (formula 1-4). Laboratory determination of thermal conduction coefficient [lambda] was taking into consideration (Table 1). palcothermic conditions of rock massif was reconstructed by estimation of paleotemperature values according to Bostick (Fig. 3) and by Barker and Pawlewicz's method, for comparison. Values of original temperatures of rocks change within the range from 8,1-27,2°C on the roof of Carboniferous to 34,9-37,6°C on the level -700 m (Fig. 4). Analysis of distribution of temperatures on maps and sections (Fig. 5) and values of geothcrmal gradients (Table 2) proves differentiation of thermal conditions in each parts of the study area. Intensity of heat flow expressed by values of superficial coefficient of heat density assumes values from 52,3 to 77,6. 10-3 W/m2 (Fig. 6) and in opposition to distribution of temperatures, does not show a distinct increase of values with the increase of depth. Conformity analysis of rank course — vitrinite reflectance and deposition of strata isolines (Fig. 7, 8) hints that coalification process had synorogenic character (or pre- and postorogenic). Preorogenic character of coalifieation process should be connected with burialing and geothermal palcogradient while postorogenic character of coalifieation process has probably connection with editional coalifieation connected with volcanic heat affirmed on Kaczyce-Jastrzębie-Sośnica area (Kotas 1994; Probierz 1989; Tarnowski 1989). Investigations of thermal history of these parts of USCB show high probability of occurrence of main phases of coalification-metamorphism of organic matter at declining Carboniferous (after Westfalian D before Permian). So-called effective heating time EHT = 20 million of years was determined. On the basis of coalifieation gradients, it was estimated that thickness of eroded Car¬boniferous layers amounts to at least 700 m. Maksimum values of paleotemperatures one showed in northern region (coal mine Gliwice) 135-179°C according to Bostick's or 136-220°C according to Barker and Pawlewicz, while minimum values in north-eastern region (coal mine Jadwiga) respectively 129-142°C and 127-147°C (Lewandowska 2001). Estimating values of palcotemperature, according to Barker and Pawlewicz's method, which makes possible to obtain the results without detailed analysis of sedimentary — diastriphismen evolution of the study area, seems to be especially useful with incomplete knowledge of the geological history, as in the case of USCB. This also allows verifying the obtained results according to other methods results. In the northeastern region rank of organic matter (Ro = 0,81-0,95%, Table 3) and values of paleotemperatures and paleogradients (Table 4), shows the presence of oils generation phase and beginning of main phases of gas generation — CH4. Lack of hermetic covers of overburden surely contributed to migration (flight, escapes) of gases. The range of so-called natural zones of degassing which range to above 1000-m depth in this part of study area testifies this. In northern region this problem should be considered separately for coal mines areas. In the area of coal mine Gliwice the rank of organic matter (Ro = 0,87-1,68%) is maximum and testifies presence of the main phase of gas generation. Lack of hermetic overburden made also possible degassing to level 950 m. In area of coal mine Sośnica a presence of volcanic rocks makes it difficult to investigate paleogradients. Rank of organic matter (Ro = 0,96-0,98%) correspond to main phase of oils generation and to beginning of the main phase of gas generation. It is not excluded, that presence of hermetic overburden could cause, in perpendicular profile, occurrence of two zones of high pressures of gas as this was described in the work by J. Tarnowski 1989. In the southern region only maximum values of coal rank (Ro = 0,78-1,02%) equals to values found in the north-eastern region and adjacent region coal mine Sośnica, while organic matter is found in the phase of oils generation and the beginning of main phase of gas generation. Zonation of changes of composition of hydrocarbons with depth (Fig. 9), not answering to possibilities of distribution resulting from gases generation in coalifieation process, can be similar to other parts of USCB. One can express opinion about outflow of autochthonous gas in all regions of study area. In regions where is lack overburden, degassing zone of deposit approach to above 1000 m depths and only below this zones would be found thermocatalityc autochthonous gases (Kotas 1994; Tarnowski 1989). In regions with hermetic overburden (coal mines Sośnica, Knurów and Szczygłowice) we can observed polyzonal distribution gas content and possibility of gases accumulation in the roof of Carboniferous parties (Tarnowski 1989).