Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Współczesna geodynamika kompleksu paleozoicznego w podłożu Karpat zewnętrznych na podstawie analizy karotaży i rdzenia wiertniczego w otworze Tarnawa 1

Jarosiński M.

Prace Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2001

|

T. 174

119--132

PL

Analizę geodynamiczną przeprowadzono na podstawie karotażu upadomierza sześcioramiennego SED i skanera akustycznego CAST dla paleozoicznego kompleksu w otworze Tarnawa 1, w interwale głębokości 3025–5521 m. Dobrej jakości zapis struktur breakouts pozwolił na wyznaczenie kierunku maksymalnej współczesnej poziomej kompresji tektonicznej na 163 ±11°. Stwierdzono ponadto rotacje kierunków naprężeń pierwszego rzędu od 170 ±7° dla sekwencji permo-triasu, przez 161 ±9° w terygenicznym kompleksie karbońskim, do 153 ±13° dla węglanowego kompleksu dewońsko-karbońskiego. Rotacje te świadczą o oddziaływaniu skrętnego pola naprężeń w płaszczyźnie poziomej. Analizowano również rotacje naprężeń drugiego rzędu w sąsiedztwie uskoków, świadczące o ich reaktywacji lub anizotropii mechanicznej skały w ich sąsiedztwie. Strefy tych uskoków powinny charakteryzować się podwyższoną szczelinowatością i drożnością hydrauliczną, dodatkowo stymulowaną współczesnym polem naprężeń. Zestawienie wyników badań tektonicznych i geodynamicznych wskazuje, że potencjalnie reaktywowane uskoki są strome i mają biegi w granicach od WNW–ESE do N–S. Dystrybucja biegów takich uskoków pozwala przypuszczać, że w sąsiedztwie otworu panuje reżim uskoków przesuwczych (transtensyjny) oraz, że strefa tektoniczna Kraków–Lubliniec, w swym przedłużeniu pod Karpatami, jest współcześnie reaktywowana jako prawoskrętny uskok przesuwczy. Przeprowadzono również analizę spękań relaksacyjnych na rdzeniu i w ścianie otworu wiertniczego. Przedstawiono model powstawania tych spękań oraz pokazano sposób ich wykorzystania dla orientacji rdzenia wiertniczego względem stron świata.

XX

The analysis of present-day geodynamics of the Palaeozoic complex from the well Tarnawa 1 was performed on the base of six-armed dipmeter (SED) and acoustic scanner tool (CAST) data. The method of wellbore breakout analysis was used to determine directions of contemporary maximum horizontal stresses (SH). For the Palaeozoic complex, the average direction of SH was determined on 163±11°. First-order SH rotations with change of depth were also observed. For separated rock complexes, mean SH directions are as follows: 1707 for Permian-Triassic complex, 161±9° for Carboniferous clastic complex, 153±13° for lower Carboniferous-Devonian carbonates. To characterise the nature of this stress field distortion, interaction between faults and the borehole wall failure was examined. Those faults, which cause deviations of breakout orientation or their frequency, are assumed to be geodynamically active faults or at least mechanically weak structures. So defined active faults strike in the range of azimuths from WNW-ESE to N-S, with three dominants therein. It was postulated that right-lateral strike-slip movement along the nearby Kraków-Lubliniec fault zone might be responsible for recent reactivation of these fault sets. Reactivated faults can create surfaces of mechanical anisotropy in the Palaeozoic complex and probably work as hydraulically conductive structures. The idea was proposed how to utilise drilling-induced cracks in the drill-core, for core samples orientation to the North. These kind of cracks which developed in Carboniferous and Devonian limestone have characteristic shape, dipping from both sides of the core towards its axes, what allows to discriminate them from natural tectonic fractures. Drilling-induced cracks keep stable orientation along the core pieces. Because they were also developed at the borehole wall, and were recorded with the CAST image, it was shown that they stroke in direction perpendicular to breakouts, thus parallel to the SH. While orientation of SH is known from dipmeter data processing, these cracks can orient the core samples.

2

Stratygrafia dewońsko-karbońskiej serii węglanowej w rejonie Rajbrotu i Tarnawy

Matyja H., Tomaś A., Lipiec M., Turnau E.

Prace Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2001

|

T. 174

33--60

PL

Zintegrowane badania biostratygraficzne, polegające na równoczesnym badaniu tych samych profilów przy pomocy konodontów, otwornic i palinomorf, aczkolwiek nie dały w pełni satysfakcjonujących wyników, pozwoliły na datowanie granic jednostek litostratygraficznych wyróżnionych przez Narkiewicza (2001), na dość wiarygodną wzajemną korelację profilów, przynajmniej na poziomie chronostratygraficznym, na oszacowanie rozmiaru lokalnych luk erozyjnych, a w przyszłości stać się mogą podstawą do szerszych korelacji na skalę regionalną. Początek sedymentacji węglanowych osadów dewońskich przypada w analizowanym obszarze na przełom wczesnego i środkowego dewonu, na pogranicze emsu i eiflu. W obrębie serii węglanowej stwierdzono obecność niewielkiej miąższości osadów środkowego dewonu, prawdopodobnie franu (jego obecności można się jedynie domyślać na podstawie położenia w profilach, brak jest natomiast, jak na razie, datowań biostratygraficznych), relatywnie dużej miąższości datowanych osadów famenu oraz turneju i wizenu: hastaru i iworu, prawdopodobnie również czadu i arundu, a także dobrze datowanego holkeru. Granica między dewonem a karbonem przebiega w obrębie jednej jednostki litostratygraficznej, kompleksu wapieni gruzłowych i ziarnistych, ale jej natura — ciągłość sedymentacji między dewonem a karbonem z objawami spłycenia, jak to ma miejsce w części profilów na świecie, czy też luka erozyjna — pozostaje nadal nieznana. Sedymentacja osadów węglanowych karbonu trwała w badanym obszarze od końca emsu lub początku eiflu aż do wizenu, co najmniej po holker, natomiast sedymentacja osadów klastycznych rozpoczęła się być może już w asbie, a na pewno w namurze, prawdopodobnie w arnsbergu—w dobie triangulus-knoxi (TK), jak wynika z badań Trzepierczyńskiej (2001). Obserwowana luka o tektoniczno-erozyjnym charakterze obejmuje więc późny wizen, asb i brigant. W żadnym z badanych trzech profilów nie znaleziono osadów tego wieku, natomiast w najwyższych partiach serii węglanowej w profilu Tarnawa 1, wydatowanych na podstawie otwornic jako wyższy turnej — iwor, zona Tournayella (Cf2), znalezione zostały w odwróconym porządku stratygraficznym, w niewielkim stopniu wymieszane, zespoły miospor identyfikujące wspomniane brakujące piętra najwyższej części wizenu, niżej miospory dolnej części brigantu (zona VF), wyżej asbu (zony TC i NM). W dolnych partiach osadów klastycznych w profilu Tarnawa 1, datowanych jako namur (prawdopodobnie arnsberg), notowane są również liczne i zróżnicowane taksonomicznie miospory, reprezentujące poziomy TC i NM asbu oraz poziom VF brigantu. Taki zapis stratygraficzny na pograniczu serii węglanowej i klastycznej w profilu Tarnawa 1 sugeruje dość skomplikowany scenariusz procesów i zdarzeń geologicznych, jakie mogły mieć miejsce w tym niewielkim obszarze pod koniec wizenu i na początku namuru: (1) depozycję osadów węglanowych prawdopodobnie aż po holker; (2) śródwizeński epizod tektoniczno-erozyjny, w wyniku którego usuwane mogły być węglanowe osady holkeru, arundu, czadu i części iworu; (3) prawdopodobnie depozycję niewielkiej miąższości klastycznych osadów asbu, brigantu i pendleju; (4) późnowizeński epizod tektoniczno-erozyjny, w wyniku którego usuwane być mogły sukcesywnie klastyczne osady pendleju, brigantu i asbu i (5)uruchomienie sedymentacji w namurze - prawdopodobnie w Arnsbergu.

EN

The subdivision in lithostratigraphical units presently used (Narkiewicz 2001) is schematically shown on Figure 4. Biostratigraphy of the Devonian and Carboniferous in the Tarnawa-Rajbrot area has been established using conodonts and foraminifers and palynomorphs. The three microfossil groups used in conjunction can facilitate better precision in dating and correlating of sequences. Unfortunately, for most of the Devonian and Lower Carboniferous limestone succession, the miospores recovered tend to be too much oxidized and poorly preserved to be useful. They are routinely used in the siliciclastic part of the sequence. Unfortunately, the biostratigraphic evidence is too much incomplete to firmly establish the boundary between the lithostratigraphic units as well as between the Devonian and Carboniferous successions (see Figure 4). Marly dolostones and limestones with bioturbations (DWMB) spans the Middle Devonian, limestones, dolomicrites and dolosparites (WDD) include part of the Middle Devonian, probably Frasnian and part of the Famennian. Nodular and grained limestones unit (WGZ) include the uppermost part of Famennian and part of the Tournaisian (up to the isosticha-Upper crenulata conodont Zone). The Devonian-Carboniferous boundary runs within this lithostratigraphic units but its nature remains unknown. Marly horizon (PM) spans the uppermost isosticha-Upper crenulata-Lower typicus conodont zones (Tournaisian - Ivorian), grained limestones (WZ) include upper part of the Tournaisian (Ivorian to Arundian), and upper limestones and marls unit (WGM) belong to the Viséan (Holkerian, Cf5 foraminifer Zone). Using the integrated results of conodont, foraminifer and palinomorph studies it is possible to conclude that the limestone succession spans the Middle and Upper Devonian, Tournaisian and much of the Viséan, up to the Holkerian. The siliciclastic sedimentation starts certainly at the begining of the Namurian (see Trzepierczyńska, 2001), maybe earlier (during the ?Asbian). There is a significant hiatus at the erosional boundary between the carbonate and clastic sequences which may span the late Asbian and Brigantian. Deposits of this age have been found in none of the three borehole sections. The uppermost t parts of the carbonate series of the Tarnawa 1 borehole, dated by foraminifers as the Upper Tournaisian Ivorian, Tournayella Zone, yielded miospore assemblages, which point to the above-mentioned missing stages of the uppermost Viséan, but occurring in a reverse stratigraphic order (lower in the sections younger miospores of the Brigantian VF zone, above in the section older miospores of the Asbian TC and NM zones). In the lower parts of the clastic sequence of the Tarnawa 1 borehole, dated as the Namurian (probably Arnsbergian), abundant and taxonomically diverse miospores representing the Asbian TC and NM, as well as Brigantian VF Zone, were also found. Such a stratigraphic record of the carbonate/clastic transition zone from the Tarnawa 1 borehole section suggests a fairly complicated succession of events, that may have taken place over this small area at the end of Viséan and beginning of the Namurian: (1) carbonate sedimentation, probably until the Holkerian (by analogy to the Rajbrot 2 borehole section); (2) Mid-Viséantectonic-erosional event that may have caused the removal of the Holkerian, Arundian, Chadian and a part of Ivorian deposits; (3) probable deposition of small thickness Asbian, Brigantian and Pendleian clastics; (4) Late-Viséan tectonic-erosional event which might have resulted in the removal of Pendleian, Brigantian and Asbian clastics; (5) renewal of deposition in the Namurian, probably Arnsbergian. Ivorian to Arundian), and upper limestones and marls unit (WGM) belong to the Viséan (Holkerian, Cf5 foraminifer Zone). Using the integrated results of conodont, foraminifer and palinomorph studies it is possible to conclude that the limestone succession spans the Middle and Upper Devonian, Tournaisian and much of the Viséan, up to the Holkerian. The siliciclastic sedimentation starts certainly at the begining of the Namurian (see Trzepierczyńska, 2001), maybe earlier (during the ?Asbian). There is a significant hiatus at the erosional boundary between the carbonate and clastic sequences which may span the late Asbian and Brigantian. Deposits of this age have been found in none of the three borehole sections. The uppermost tparts of the carbonate series of theTarnawa 1 borehole, dated by foraminifers as the Upper Tournaisian Ivorian, Tournayella Zone, yielded miospore assemblages, which point to the above-mentioned missing stages of the uppermost Viséan, but occurring in a reverse stratigraphic order (lower in the sections younger miospores of the Brigantian VF zone, above in the section older miospores of the Asbian TC and NM zones). In the lower parts of the clastic sequence of the Tarnawa 1 borehole, dated as the Namurian (probably Arnsbergian), abundant and taxonomically diverse miospores representing the Asbian TC and NM, as well as Brigantian VF Zone, were also found. Such a stratigraphic record of the carbonate/clastic transition zone from the Tarnawa 1 borehole section suggests a fairly complicated succession of events, that may have taken place over this small area at the end of Viséan and beginning of the Namurian: (1) carbonate sedimentation, probably until the Holkerian (by analogy to the Rajbrot 2 borehole section); (2) Mid-Viséantectonic-erosional event that may have caused the removal of the Holkerian, Arundian, Chadian and a part of Ivorian deposits; (3) probable deposition of small thickness Asbian, Brigantian and Pendleian clastics; (4) Late-Viséan tectonic-erosional event which might have resulted in the removal of Pendleian, Brigantian and Asbian clastics; (5) renewal of deposition in the Namurian, probably Arnsbergian.

3

Ewolucja tektoniczna kompleksu górnego paleozoiku z otworu Tarnawa 1 na podstawie analizy strukturalnej rdzenia wiertniczego i karotażu skanera akustycznego

Jarosiński M.

Prace Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2001

|

T. 174

101--118

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań drobnych struktur tektonicznych z rdzenia wiertniczego i skanera akustycznego CAST, pochodzących z sekwencji górnopaleozoicznej otworu Tarnawa 1. Rdzenie zostały pośrednio zorientowane względem stron świata na podstawie porównania z karotażem upadomierza SED oraz dzięki spękaniom odprężeniowym rdzenia, których bieg jest zgodny z kierunkiem współczesnej kompresji poziomej. W profilu wydzielono cztery, zróżnicowane reologicznie kompleksy litologiczno-strukturalne, odmienne pod względem charakteru deformacji i zniszczeń tektonicznych: dewoński kompleks węglanowy, karboński kompleks węglanowy, karboński kompleks klastyczny oraz permski kompleks klastyczny. Analiza danych rdzeniowych i karotażowych pozwoliła na wydzielenie typów deformacji tektonicznych: 1) ekstensja wzdłuż osi NNW– SSE, generująca penetratywny system pionowych spękań i ścięć grawitacyjnych, zasklepionych mineralizacją węglanową; 2) wieloetapowa ekstensja wzdłuż kierunku NE–SW, podczas której powstały żyły strome i drobne oraz wielokrotnie reaktywowane uskoki; 3) faza deformacji nasuwczych z przeważającą kompresją w kierunku NE–SW, która doprowadziła do powstania ścięć połogich i poślizgów międzyławicowych, obserwowanych w karbońskim kompleksie klastycznym; 4) prawdopodobnie wieloetapowe deformacje przesuwcze, podczas których powstały kruche uskoki przesuwcze w kompleksach węglanowych i struktury kwiatowe w klastycznym kompleksie karbońskim. Pierwszy typ deformacji jest najstarszy, natomiast relacja wiekowa pozostałych typów deformacji nie jest jednoznaczna. Jedynie ze względu na frekwencje różnego rodzaju struktur w poszczególnych kompleksach przyjąć można, że pierwsza faza ekstensji w kierunku NE–SW poprzedzała deformacje kompresyjne.

EN

Upper Palaeozoic complex of the Tarnawa 1 well was examined by structural analysis of the borehole core from a depth interval 3827-5510 m, and acoustic scanner log from a depth 5011-5435 m. These data were combine together with results of tectonic analysis of six-armed dipmeter log by Aleksandrowski (2001). Most of the core samples were oriented to the North by comparison with direction of bedding dip from dipmeter log and with the trend of drilling-induced cracks. Orientation of these cracks is controlled by present-day tectonic stresses field which was investigated by mean of wellbore breakouts (Jarosinski, 2001). From macroscopic core examination, four structural complexes were distinguished, different in terms of rheology and deformation character: Devonian carbonates, Carboniferous carbonates, Carboniferous elastics and Permian elastics. Integration of core analysis with logging data (see supplement) allowed decipher the sequence of tectonic events: l ) NNW-SSE-directed extension that led to development of penetrative set of vertical fractures and gravity-driven shears which were all in-filled with calcite; 2) multi-phase extension in NE-SW direction resulted in normal faulting and sub-vertical veins opening; 3) reverse faulting episode due to NE-SW-oriented compression, that led to the failure of gently-dipping shears and slip along bedding planes in the Carboniferous clastic complex; 4) multi-phase strike-slip deformations marked by brittle strike-slip faults in carbonate complexes and by small-scale flower structures in Carboniferous clastic complex. The first phase of deformation is the oldest one. The succession of next phases can not be directly derived from data. Only the frequency of different type of structures in separated lithostratigraphic complexes suggests that first stages of extension predated compressive phases.

4

Biostratygrafia klastycznych utworów karbonu na podstawie miospor w profilu otworu Tarnawa 1

Trzepierczyńska A.

Prace Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2001

|

T. 174

67--80

PL

W badawczo-poszukiwawczym otworze Tarnawa 1, zlokalizowanym około 25 km na wschód od Myślenic, przeprowadzono badania sporowe utworów klastycznych karbonu w interwale głębokości 4407,0 –4585,0 m. Dotyczyły one wyłącznie osadów płonych. Stwierdzono w nich asocjacje o typie mieszanym, skomponowane z taksonów charakterystycznych zarówno dla górnowizeńskich, jak i dolnonamurskich zespołów sporowych, w większości reprezentujących mikroflorę typową dla zony sporowej NC (nitidus-carnosus), odpowiadającej najwyższej części brytyjskiego piętra brigant (= zona goniatytowa P2) i piętru pendlej (= zona goniatytowa E1) w schemacie Claytona i in. (1977). Istotny udział w spektrum stanowiły również taksony zon sporowych asbu: TC (tessellatus-clavata) i NM (nigra–marginatus) — Perotrillites tessellatus, Raistrika nigra, Triquitrites marginatus oraz brigantu: VF (vetustus–fracta) — Potoniespores aff. delicatus Playford, cf. Potoniespores delicatus sensu Playford, Tripartites distinctus i Murospora cf. partenopia. Najmłodsze oznaczone gatunki sporomorf sugerują jednak arnsberski wiek asocjacji, poprzez związek z zoną sporową TK (triangulus–knoxi) (Clayton i in., 1977).

EN

Deep, test-exploratory borehole Tarnawa 1 from the hydrocarbons penetrating zone is situated 25 km east of Myślenice, between Wianiowa IG 1 borehole in the West and Rajbrot 2 in the East (Carpathians, Poland). Coal-bearing clastic sediments of the Lower Carboniferous have been ascertained there only on lithological and geophysical data (Daran et al., 1997) and originally biostratigraphically unconfirmed. Mixed spore associations have been distinguished in the depth interval between 4585,00 m and 4407,00 m. Composed principally of Brigantian and Pendlcian taxa they also contained species characteristic for Asbian-Brigantian standard spore zones: TC (tessellatus-clavata) represented by Perolrillites tessellatus (Staplin) Neville, Potoniesporcs aff. delicalns Playford, Poloniespores delicatus sensu Playford, NM (nigra-marginatus) characterized by Ra-istrickia nigra Love, Triquitrites marginatus Hoffmeister, Staplin, Molloy, Tripartitcs distinctus Williams and VF (vetustus-fracla), as well as the elements of microflora typical for the Lower Namurian: Punctatisporites sinuatus (Artüz) Neves, cf. Crassispora kosankei? (Potonié et Kremp) Smith et Butterworth, cf. Florinites sp.?, Mooreisporites fustis Neves, Moreisporites trigallenis Neves (G. Clayton ct al., 1977; R. Neves, 1958, 1961). Index taxa: Bellispores nitidus (Horst) Sullivan and Reticulatisporites carnosus (Knox) Neves made possible their correlation with Brigantian-Pendleian standard spore zone NC (nitidus-carnosus) of the unified palynostratigraphic scheme of the Carboniferous for the Western Europe, whereas the abundance of Mooreisporites spp. might have suggested their correlation with younger Amsbergian spore zone TK (trianguhis-knoxi) (G. Clayton et al., 1977).

5

Analiza strukturalna kompleksu paleozoiczno-triasowego w otworze Tarnawa 1 na podstawie danych upadomierza Halliburton SED

Aleksandrowski P.

Prace Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2001

|

T. 174

133--142

PL

Sporządzono zestawienie wyników analizy strukturalnej danych upadomierza dla odcinka profilu otworu od 5521 do 2998 m, obejmującego utwory paleozoiczne pokrywy platformowej podłoża Karpat zewnętrznych, na które składają się węglanowe osady dewonu i karbonu dolnego (od głęb. 5521 do 4623 m), silikoklastyki dolnego karbonu i dolnego permu wraz z sekwencją węglonośną (do głęb. 4364 m) oraz sukcesja klastyczna permo-triasu (do głęb. 3027 m). Utwory paleozoiczne podłoża Karpat zostały sprofilowane upadomierzem 6-ramiennym, dostarczając danych o zróżnicowanej jakości (w przewadze średniej i słabej na około 60% długości profilu i dobrej do bardzo dobrej na około 40%). W całej przedjurajskiej (paleozoiczno-triasowej) części profilu, ograniczonej od góry walną powierzchnią niezgodności, dominują upady warstw ku SW, WSW i W pod zmiennymi kątami, od 5 do 30° (najczęściej rzędu 20°), generalnie wzrastające w głąb profilu. Do najważniejszych nieciągłości strukturalnych, dających się wyróżnić w profilu otworu na podstawie danych upadomierza, należy zaliczyć duże uskoki w serii węglanowej dewonu i karbonu na głębokości odpowiednio ok. 5290 i ok. 4950 m (o biegu N–S), prawdopodobne powierzchnie niezgodności kątowej na głębokości 4623 m oraz ok. 4500 m w utworach karbonu dolnego, duże uskoki o biegu E–W w utworach permu na głębokości ok. 3870 m i permo-triasu na głębokości ok. 3650 m oraz walną powierzchnię niezgodności w spągu jury/stropie permo-triasu na głębokości 2998 m.

EN

The paper contains a short overview of results obtained through structural analysis od dipmeter data from Tarnawa 1 well (Outer Carpathians). The investigations included the depth interval of 5521 to 2998 m, comprising the Palaeozoic strata of the platform cover in the substratum of the Outer Carpathian fold-thrust belt. The analysed succession is composed of Devonian and Lower Carboniferous carbonate rocks (from the bottom of the well at ca 5521 m, up to 4623 m), of Lower Carboniferous and Lower Permian siliciclastic rocks, including coal-bearing sequence (up to ca 4364 m), and of unseparated Permian-Triassic clastics (up to 2998 m). The Palaeozoic rocks of the Carpathian substratum were logged with 6-arm dipmeter tool, yielding data of variable quality (mostly average and poor along some 60 percent of the profile length and good to very good along the remaining 40 percent). The entire pre-Jurassic (Palaeozoic to Triassic) part of the well profile, bounded at the top by a major unconformity, is dominated by SW, WSW and W dip directions associated with variable dip angles (from 5 to 30°; most often some 20°) which, in general, increase downward (załl 1). The most important structural discontinuities recognizable in the dipmeter record, are major faults in the Devonian carbonate succession occurring at ca 5290 m and 4950 m (striking N-S), probable angular unconformities at 4623 m and ca 4500 m in the Lower Carboniferous rocks, major E-W faults in the Permian-Triassic sedimentary sequence at ca 3870 m, as well as the major unconformity at the top Permian-Triassic/base Jurassic (2998 m).