The sedimentary organic matter (SOM) assemblages and sedimentology of the Menilite Beds from the Dukla, Grybów and Vrancea units in the Slovakian and Romanian Outer Carpathians are described. Qualitative and quantitative analyses of the SOM help ascertain depositional conditions, while the thermal maturity of the organic matter studied is estimated utilizing the Spore Colour Index and UV light excitation techniques. The sedimentary organic particles were grouped into ten SOM categories: marine palynomorphs (dinoflagellate cysts), sporomorphs (saccate and non-saccate, pollen and spores), freshwater algae (Botryococcus sp., and other freshwater microplankton), phytoclasts (cuticles, translucent wood, opaque wood), resin and amorphous organic matter (AOM). All samples are dominated by AOM. The presence of Botryococcus sp., Pediastrum sp., Pterospermella sp. and Campenia sp., in some samples points to deposition under hyposaline conditions. It is interpreted that the freshwater influx induced water column stratification in the basin, leading to the development of dysoxic to anoxic bottom-water conditions that enhanced the preservation of AOM. Kerogen analysis in UV light and evaluation using the Spore Colour Index demonstrated different thermal maturation patterns from the Slovakian (post-mature) and Romanian (immature) sections. Integrated palynofacies analysis (notably, the presence of freshwater algae) and sedimentological observations (e.g., hummocky cross-stratification) lead to the conclusion that the deposition of the Menilite Beds in the Vrancea Unit (Romania) was relatively proximal to the shoreline, above storm wave base, whereas the Slovakian units (Dukla and Grybów) were deposited in a more distal setting.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Na podstawie wyników badań Rock-Eval oraz składu elementarnego kerogenu określono charakterystykę macierzystości warstw menilitowych w jednostce dukielskiej, śląskiej i skolskiej wschodniej części polskich Karpat zewnętrznych. Wykonane profilowania geochemiczne umożliwiły wyznaczenie poziomów charakteryzujących się najlepszymi wskaźnikami macierzystości. Najwyższą zawartością węgla organicznego, do 20% wag. i węglowodorów rezydualnych, powyżej 100 mg/g skały, charakteryzuje się lokalnie dolna część profilu jednostki śląskiej. Górna część profilu ma słabszy potencjał macierzystości. Rozkład parametrów ilościowych w profilu jednostki skolskiej jest podobny, a jednostki dukielskiej zmienny. W profilach jednostki śląskiej i skolskiej obserwuje się duże wahania wskaźników genetycznych kerogenu wskazujące na zmienność warunków sedymentacji, w przeciwieństwie do warstw menilitowych jednostki dukielskiej. Obecność wysokosiarkowego kerogenu typu IIS stwierdzono tylko lokalnie w poziomach w obrębie jednostki skolskiej.
EN
Source-rock characteristics of the Menilite Shales from the eastern part of the Dukla, Silesian and Skole units of the Polish Carpathians was established basis of the results of Rock-Eval analyses and elemental composition of kerogen. The best source-rock levels could be determined on the basis of the construed geochemical profiles. The highest TOC, up to 20 wt.%, and residual hydrocarbons, over 100 mg/g rock contents locally characterize the lower part of the Silesian Unit's profile. The upper part of the profile has a weaker source-rock potential. The distribution of the quantity parameters in the Skole Unit profiles is similar, and in the Dukla Unit — changeable. In the Silesian and Skole units profiles' large fluctuations of geochemical indices of kerogen are observed, indicating changeability of sedimentation conditions, in contrast to the Menilite Shales in the Dukla Unit. The presence of the high-sulphur Type-IIS kerogen was affirmed only in the local levels within the Skole Unit.
The study is focused on the taxonomic inventory of an intriguing bivalve fauna from the Lower Oligocene Menilite Beds (Dynów Marls) within the Silesian Nappe, Polish Outer Carpathians. Sixteen bivalve species have been identified within the material collected in two small quarries in Jabłonica Polska near Krosno. Stratigraphic and geographic distributions of all recognized species are considered. This assemblage, the first of this kind in Poland and one of three recognized in the Outer Carpathians, shows clear affinities to coeval typical Solenovian faunas from Ukraine to Kazakhstan, with particular comparison made to bivalve faunas from the Menilite Formation (Subchert Member) within the Boryslav-Pokuttya Nappe, Ukrainian Outer Carpathians. Moreover, this study presents an overview of the main aspects and definitions of the date of the Paratethys origin. The main criterion used to define the time of the Paratethys birth is the distinct faunal turnover from the moderately diverse boreal or Tethyan bivalve faunas populating particular basins of the Northern Peri-Tethys in the earliest Oligocene to the uniform, highly endemic fauna inhabiting the newly formed semi-closed basin. This vast inland sea, named Paratethys, was populated by representatives of eight euryhaline bivalve families. They are characterized by extinct Paratethyan genera, such as Bessia Kojumdgieva et Sapungieva, Merklinicardium Popov, Korobkoviella Merklin, Urbnisia Goncharova, Ergenica G. Popov and Janschinella Merklin.
The Menilite Beds (Oligocene of Polish Flysch Carpathians) at Skrzydlna crops out in a structurally complex zone of the Fore-Magura Unit, which is tectonically overridden by Magura Nappe thrust form the S. The exposed sedimentary suite, representing the Dukla Basin, consists of fine-grained, well organised strata deposited in a low-energy, deep marine basin, which are abruptly overlain by poorly organised, coarse sandy conglomerate that forms a Mass Transport Deposit (MTD) complex. The MTD contains large boulders of extrabasinal rocks, massive sandstone beds with intrabasinal mudstone clasts, and slump sheets of sandstones. Above rests a fining- upwards sequence of sandstone beds interlayered with mudstones. The fine-grained facies reappear above to terminate the exposed succession. Erosional contacts and rapid facies changes, both vertical and lateral, are characteristic for the MTD unit. The sandstone-mudstone unit above contains laterally migrating erosional channels filled with massive sandy conglomerate in the lower part. Turbidites of varying density and completeness of internal structures that occur above are accompanied by an association of mixed facies including large-scale dune cross-bedding. Mineralogically, the sandstones are quartz arenites, sub-lithic arenites and wackes. Calcarenite grains – bioclasts, micrite and marl occur in substantial proportions only in the uppermost part of the succession. The point-counting data plotted on Qm-F-Lt diagram are clustered within the recycled fields: quartzose and transitional. Mineralogical maturity of the sandstones has the tendency to decrease from the sub-MTD strata upwards via the MTD unit to the lower part of the sandstone-mudstone complex; then it increases to the youngest sandstone beds with carbonate grains. These tendencies, associated with sedimentary features of the succession, reflect rapid uplift, emergence and progressive erosion of the terrigenous detritus source area, followed by tectonic stabilisation reflected by the appearance of the “carbonate factory”.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Samples of shales from Menilite Beds from different units were analyzed (Skole, Silesian, Dukla, Magura and Boryslav–Pokuttya Units). The aim of this paper was to present the diversity in organic matter type, maturity and composition between different units and within each unit. Obtained results revealed that collected shales share similar petrographic composition of organic matter, dominated by bituminite, alginite and vitrinite (present in different proportions). The maturity (determined on the basis of both Tmax and R0 parameters) varies from immature to late “oil window” phase or even to early “gas window”. The content of organic matter changes in a wide range – obtained TOC values are in the range of below 1.5% up to 13%. Such a diversity in results revealed the need for more detailed field work, focusing on collecting samples in relation to both local and regional geology.
PL
Przebadano próbki łupków z warstw menilitowych z różnych jednostek w obrębie Karpat Zewnętrznych (jednostka skolska, śląska, węglowiecka, dukielska, magurska oraz borysławsko-pokucka). Celem niniejszej pracy było przedstawienie zróżnicowania materii organicznej (pod kątem jej zawartości w skale, rodzaju i dojrzałości) pomiędzy próbkami z różnych jednostek, a także w obrębie każdej z nich. Uzyskane wyniki ujawniły, iż badane próbki łupków menilitowych charakteryzują się zbliżonym składem petrograficznym materii organicznej, zdominowanym przez alginit, bituminit oraz witrynit (obecnymi w różnych proporcjach). Jej dojrzałość (oszacowana na podstawie wyników pirolizy Rock-Eval oraz pomiarów refleksyjności witrynitu) zmienia się od niedojrzałej do późnej fazy „okna ropnego”/wczesnej fazy „okna gazowego”. Udział materii organicznej w badanych łupkach jest zmienny w szerokim zakresie – wartości TOC mieszczą się w przedziale od 1,5% do 13%. Różnorodność uzyskanych wyników ujawniła potrzebę bardziej zaawansowanych prac terenowych, skupionych na poborze próbek z jednoczesnym uwzględnieniem sytuacji geologicznej zarówno lokalnej (w skali odsłonięcia), jak również regionalnej.
Warstwy menilitowe od wielu lat są przedmiotem szerokiego zainteresowania w zakresie ich potencjału naftowego. Towarzyszy temu ciągle zadawane pytanie o ich środowisko sedymentacji. Zbierane systematycznie dane z różnych obszarów jednostek śląskiej i dukielskiej, z punktu widzenia coraz nowszej wiedzy o środowiskach sedymentacji utworów klastycznych, dostarczają dowodów na ich genezę. Łuska Stróż to zachodnie przedłużenie fałdu Gorlic, gdzie w profilu warstw menilitowych, podobnie jak w obrębie fałdu Gorlic, potwierdzono występowanie dowodów na płytkowodną sedymentację. W ich profilu wyróżniono dziewięć facji osadowych (A-I), zarówno węglanowych, jak i drobno-, grubo- i bardzo gruboklastycznych o zmiennych, zarówno strukturalnych, jak i tekstualnych cechach, oraz zinterpretowano ich genezę. Charakterystyczną cechą omawianego profilu jest dominujący udział facji klastycznych (F i G), które budują tzw. piaskowce magdaleńskie. Facje te stanowią prawie 90% jego miąższości. Facja F (gruboławicowe masywne piaskowce glaukonitowe) zinterpretowana jest jako osad zdeponowany w proksymalnej części delty. Facja G – zlepieńce polimiktyczne – zinterpretowana została jako osad przybrzeżny (klifowy). Pozostałe facje klastyczne (H i I), odpowiednio heterolitowa i piaskowcowa, występujące głównie w górnej części profilu, na podstawie obecności w nich charakterystycznych struktur sedymentacyjnych zostały zinterpretowane jako facje osadowe powstałe w środowisku przybrzeżnym zdominowanym procesami pływowymi z udziałem procesów sztormowych. Wśród struktur sedymentacyjnych po raz pierwszy rozpoznano i opisano rytmity pływowe, które dodatkowo zostały zinterpretowane jako produkt pływów syzygijnych i kwadraturowych. Geneza facji węglanowych (A, B i C) nie jest jednoznaczna, ale obecność w skale drobnych kryształów gipsu może wskazywać, że deponowane były w płytkowodnym, hipersalinarnym środowisku sedymentacji. Opisane facje oraz ich geneza wskazują, że warstwy menilitowe w obrębie łuski Stróż (podobnie jak i w obrębie fałdu Gorlic) powstawały w płytkowodnym, prawdopo- dobnie zamkniętym basenie sedymentacyjnym z okresową łącznością z oceanem światowym, na co wskazywać może obecność struktur pływowych.
EN
For many years Menilite Beds have been the subject of wide interest from the petroleum potential point of view. This has been accompanied by constantly asked question about their sedimentary environment. Data collected systematically from various areas of the Silesian and Dukla Units, taking under consideration the latest knowledge about clastic sedimentary environments, provide evidence for their genesis. Stróże Thrust Sheet is the western extension of the Gorlice fold (Gorlice Thrust Sheet), where in the section of the Menilite Beds, as in the Gorlice fold, evidence for shallow water sedimentation was found. In the profile 9 facies (A-I), both carbonate and fine, coarse and very coarse clastic with variable, structural and textual features were distinguished and their genesis was interpreted. A characteristic feature of this profile is the presence of dominant clastic facies (F and G) which build socalled Magdalena Sandstones. These facies constitute almost 90% of the profile thickness. Facies F (thick bedded, massive and coarse grained glauconitic sandstones) is interpreted as deposited in the proximal part of the delta front. Facies G (polymictic conglomerates) is interpreted as a coastal (cliff) deposit. Other H and I facies, respectively heterolithic and fine grained sandstones, occur mainly in the upper part of the profile. Based on the presence of characteristic sedimentary structures, they have been interpreted as sedimentary facies deposited in a coastal environment dominated by tidal processes involving storm processes. Among the sedimentary structures, tidal rhythmites were identified and described for the first time. They were additionally interpreted as a product of neap and spring tides. Genesis of carbonate facies (A, B and C) is not unambiguous, but the presence of small gypsum crystals in the rock may indicate that they were deposited in a shallow, hypersaline sedimentary environment. The described facies and their genesis indicate that the Menilite Beds within the Stróże Thrust Sheet (similar as in the Gorlic Fold) were deposited in the shallow, probably isolated sedimentation basin with periodic connection to the world ocean, which can be indicated by the presence of tidal structures.
Siarka występuje w naturze w bogactwie form – jako siarka elementarna, siarczki, siarczany, organiczne związki siarki (OZS, ang. organic sulfur compounds, OSC). W pracy zbadano zależności pomiędzy występowaniem siarki w ropach i skałach macierzystych. Wydzielono siarkę pirytową, pierwiastkową, organiczną w kerogenie oraz OZS w bituminach. Do rozdzielenia siarki pirytowej pozostałej po izolacji kerogenu zastosowano metodę redukcji kwaśnym roztworem chlorku chromu (II) (ang. chromium reducible sulfur method, CRS), przeprowadzaną w inertnej atmosferze azotu w komorze rękawicowej. Zastosowanie CrCl2 w obecności HCl powoduje wydzielenie siarki pirytowej w postaci H2S. Siarkowodór jest następnie wprowadzany do roztworu AgNO3, gdzie zachodzi reakcja z wytrąceniem się czarnego osadu Ag2S. Ilość wytrąconej siarki była oznaczana wagowo, a kerogen i siarczek srebra (I) były poddawane badaniom izotopów siarki. Analiza elementarna badanego materiału przed usunięciem i po usunięciu siarki pirytowej oraz obliczenie stosunków atomowych H/C, O/C, N/C, S/C potwierdziły przydatność metody wykazanej w poprzednich badaniach i nie uwidoczniły istotnych zmian w badanym kerogenie. W pracy oddzielono siarkę pirytową od organicznej w kerogenie z wybranych próbek warstw menilitowych z zewnętrznych Karpat fliszowych oraz poddano obie formy tego pierwiastka badaniom izotopowym, a także skorelowano z danymi dotyczącymi innych form występowania siarki w skałach, bituminach i ropach. Co istotne, znaczną część siarki całkowitej w kerogenie stanowi siarka pirytowa, co implikuje konieczność rozdzielenia jej od siarki organicznej w celu sformułowania poprawnych wniosków dotyczących energii aktywacji kerogenu i tempa generacji węglowodorów. Badania izotopowe potwierdzają wcześniejsze interpretacje pochodzenia pirytu z procesu bakteryjnej redukcji siarczanów i euksynicznego środowiska depozycji oligoceńskich osadów w basenie Paratetydy.
EN
Sulphur occurs in nature in a variety of forms: as elemental sulphur, sulphides, sulphates, and organic sulphur compounds (OSC). The work investigated the relationship between the presence of sulphur in crude oil and source rocks. Pyritic and organic sulphur was isolated in kerogen, while OSC and elemental sulphur was isolated in bitumens. The chromium reducible sulphur method (CRS) carried out in an inert nitrogen atmosphere in a glove box was used to separate pyritic sulphur remaining after kerogen isolation. The use of a CrCl2 solution in HCl results in the release of pyritic sulphur in the form of H2S. Hydrogen sulphide is later introduced into the AgNO3 solution, where reaction occurs resulting in precipitation of black Ag2S. The amount of precipitated sulphur was determined by weight, while kerogen remains and silver (I) sulphide underwent sulphur isotope testing. The elemental analysis of the tested material before and after the removal of pyritic sulphur and the calculation of the atomic H/C, O/C, N/C, S/C ratios confirmed the usefulness of the method demonstrated in previous studies and did not show any significant changes in the tested kerogen. In the work, pyritic sulphur was separated from organic sulphur in kerogen from selected samples of Menilite Beds from the Outer Carpathians and subjected to isotope tests, and correlated with data on other forms of sulphur occurrence in rocks, bitumens and crudes. A significant part of the total sulphur in kerogen is pyritic sulphur, which without determining the content of organic sulphur may lead to incorrect assumptions regarding the activation energy of kerogen and the rate of hydrocarbon generation. Isotopic studies confirm earlier interpretations of the origin of pyrite by bacterial reduction of sulphates and the euxinic environment of the deposition of Oligocene sediments in the Paratethys Basin.
Current territory of Poland was an exploration area for paleontologists from other European countries throughout the almost entire nineteenth century. A considerable part of findings were stored in institutions located beyond current borders of Poland. We have examined, documented and identified above 350 fossils housed in the Natural History Museum in Vienna (Naturhistorisches Museum Wien). The collection includes paleobotanical and paleozoological specimens from the Little Poland and the Upper Silesia. Some of these specimens are a unique material from the localities which are no longer available.
Celem pracy była interpretacja środowisk depozycji utworów dolnego oligocenu, nazywanych warstwami podgrybowskimi i grybowskimi, z obrębu tzw. jednostki grybowskiej występujących w oknach tektonicznych Grybowa i Ropy oraz porównanie i wzajemne skorelowanie ich z warstwami menilitowymi z obrębu jednostki dukielskiej (ss.) z rejonu Dukli i Tylawy. Wyniki zostały oparte na badaniach sedymentologicznych i geochemicznych (Rock-Eval, biomarkery) uzupełnionych badaniami biostratygraficznymi, w celu określenia ich pozycji stratygraficznej. Wskazują one na odmienne warunki ich powstania niż dotychczas przyjmowano w wielu publikacjach, szczególnie w kontekście głębokości oligoceńskiego basenu sedymentacyjnego Karpat, i dają kolejne argumenty do zmiany poglądów na jego ewolucję. Przeprowadzone badania wskazują na znaczne podobieństwo litologiczne i dużo mniejsze podobieństwo geochemiczne warstw występujących w oknach tektonicznych do tych z obrębu jednostki dukielskiej (ss.). Główny powód różnicy wynika z ich stopnia pogrzebania i z wyższego zaangażowania tektonicznego warstw występujących w oknach tektonicznych, które weszły w fazę generowania węglowodorów i je wygenerowały. Niewielkie ilości ropy naftowej nadal są w ich obrębie zakumulowane.
EN
The aim of the work was to interpret the depositional environments of the Lower Oligocene Subgrybow and Grybow beds from the Grybow Unit, which are present in Grybow and Ropa tectonic windows, as well as the comparison and correlation between them and Menilite Beds from the Dukla Unit (ss.) in the area of Dukla and Tylawa. The results, based on sedimentological and geochemical studies (Rock Eval, biomarkers) supplemented by the biostratigraphic studies conducted to determine their stratigraphic position, show, that their origin differs from that presented in many previous papers, especially in the context of the depth of the Carpathian Oligocene sedimentary basin. They also provide some new arguments for revision views on its evolution. The results of research, show their lithological similarity, but to a lesser extent the geochemical similarity of beds occurring in tectonic windows and those in the area of the Dukla Unit (ss.). The main reason for such a difference is due to their different degree of burial maturation and tectonic evolution. Rocks from the tectonic windows were in the hydrocarbon generation window and generated hydrocarbons. Small amounts of crude oil are still being accumulated within them.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.