Po raz pierwszy w północnej części bloku górnośląskiego rozpoznano skały ordowiku środkowego i dolnego oraz ediakaru. Wyniki badań geologicznych i geofizycznych wykonanych w ramach odwierconego otworu badawczego Bibiela PIG 1 (miejscowość Woźniki w woj. śląskim) wskazały, że profil litologiczno-stratygraficzny utworów wczesnopaleozoicznych i prekambryjskich różni się istotnie od profilu projektowanego, opracowanego w oparciu o istniejący model budowy geologicznej bloku górnośląskiego.
Pod utworami węglanowymi triasu środkowego i dolnego nawiercono klastyczne i węglanowo-klastyczne utwory dewonu dolnego zalegające na skałach klastycznych ordowiku z niewielkimi intruzjami lamprofirów. W części spągowej odwiertu rozpoznano drobnoklastyczne, słabo zmienione diagenetycznie skały prekambryjskie (ediakaru), a nie jak się spodziewano utwory kambru. Badany górotwór jest intensywnie zdeformowany tektonicznie. Kontakty między utworami triasu i dewonu, dewonu i ordowiku oraz ordowiku i ediakaru mają charakter tektoniczny.
Realizacja otworu wiertniczego Bibiela PIG 1 wynikała z kilku powodów. Pierwszą kwestią, która zadecydowała o jego wykonaniu było słabe rozpoznanie utworów prekambru i wczesnego paleozoiku w północno-wschodniej części bloku górnośląskiego. Drugi powód dotyczył określenia potencjału złożowego obszaru badań. Na podstawie licznych przesłanek sądzono, że osady dolnopaleozoiczne (iłowce, mułówce) obszaru badań mogą wykazywać podwyższony potencjał węglowodorowy, a skały magmowe zawierać mineralizacją kruszcową o charakterze złożowym.
Lokalizacja otworu wiertniczego Bibiela PIG 1 na tle mapy geologicznej rejonu Brudzowic (Siewierza) bez utworów permu i młodszych (wg Buły, Habryna, 2008, zmodyfikowana)
Otwór Bibiela PIG 1 (czas wiercenia: 27.05.2015–7.03.2016) został szczegółowo opracowany w zakresie przewyższającym założenia projektowe, dotyczy to zwłaszcza badań petrologicznych, stratygraficznych, geochemicznych wiekowych i hydrogeologicznych. Zrealizowano zaplanowane badania geofizyki otworowej. Została wykonana pełna dokumentacja fotograficzna rdzeni.
Po raz pierwszy w Polsce w celu archiwizacji obrazu rdzeni i analiz strukturalnych wykorzystano skaning optyczny. Rdzenie zostały zeskanowane aparaturą CoreScan 3, zarówno w skrzynkach jak również w trybie 360°. Do badań pobrano ponad 3800 różnego rodzaju próbek, z czego blisko 2800 po wykonaniu pomiarów zwrócono do Archiwum Próbek Geologicznych w Leszczach. Przy użyciu mikrosondy jonowej SHRIMP wykonano oznaczenia wiekowe materiału detrytycznego.
Przeprowadzone badania geochemiczne i mineralogiczno-kruszcowe wskazują, że badany górotwór prekambryjski znalazł się w strefie słabych oddziaływań hydrotermalnych, stąd obecność śladowej mineralizacji miedziowej. Otwór był rdzeniowany w interwale 25,6–1650 m.
Dokumentacja geologiczna otworu badawczego Bibiela PIG 1 znajduje się w Narodowym Archiwum Geologicznym w Warszawie (numer NAG 5689/2020), natomiast poniżej w bardzo skrótowej formie prezentujemy podstawowe wyniki badań:
Stratygrafia, litofacje i głębokość przewierconych utworów
| 0,0 – 24,0 | Czwartorzęd |
| 24,0 – 130,7 | Trias środkowy |
| 130,7 – 178,3 | Trias dolny |
| 178,3 – 285,2 | Dewon dolny |
| 285,2 – 343,3 | Ordowik górny |
| 343,3 – 451,0 | Ordowik środkowy |
| 451,0 – 709,2 | Ordowik dolny |
| 709,2 – 710,95 | Skały magmowe |
| 710,95 – 1650,0 | Ediakar |
Litofacje
- Trias: wapienie, dolomity, margle, zlepieńce
- Dewon: piaskowce, mułowce, iłowce, dolomity, margle
- Ordowik: iłowce, mułówce, piaskowce, brekcje
- Ediakar: iłowce, mułowce, brekcje, piaskowce
Podział stratygraficzny przewierconych serii paleozoicznych i prekambryjskich został dokonany w oparciu o przeprowadzone badania palinologiczne skorelowane z badaniami wiekowymi oraz analizę cech litologicznych, strukturalnych i sedymentacyjnych. W utworach dewonu rozpoznano dwa zespoły miospor – pierwszy z pogranicza emsu i eiflu , drugi emski. Szczegółowy podział utworów ordowiku dokonano na podstawie identyfikacji zespołów dobrze zachowanych mikroskamieniałości organicznych z grupy Acritarcha. Zalegające poniżej ordowiku utwory ediakaru udokumentowano na podstawie pojedynczych okazów prostych sferycznych form reprezentujące rodzaj Leiosphaeridia oraz nitkowatych sinic (Cyanobacteria).
Mineralizacja kruszcowa
Mineralizacja kruszcowa w profilu pionowym otworu, w skałach ediakaru i ordowiku jest nieciągła, przeważnie śladowa. Rozpoznano zróżnicowany kruszcowy zespół mineralny obejmujący: piryt, markasyt, chalkopiryt, galenę, sfaleryt, gersdorffit, tlenki tytanu, tytanit, bornit i tennantyt. Intensywność mineralizacji rośnie wraz z głębokością, przy czym ubożeje jakościowo, gdyż wyraźnie zaczyna dominować chalkopiryt. Mineralizacja polimetaliczna w obu kompleksach ma prawdopodobnie tą samą genezę.
Zgeneralizowany profil otworu Bibiela PIG 1 z charakterystyką żył mineralnych (wg M. Markowiak, R. Habryn 2020; Przegląd Geologiczny vol. 68, nr 6, 2020)
Więcej informacji znajduje się w artykule pt. Przejawy mineralizacji polimetalicznej w strukturze elewacji Brudzowic (Siewierza) na bloku górnośląskim (południowa Polska) – M. Markowiak, R. Habryn (Przegląd Geologiczny, vol. 68, nr 6, 2020)
Skały magmowe
Zgodnie z przewidywaniami w obrębie kompleksu wczesnopaleozoicznego natrafiono na skały magmowe. Rozpoznano cztery dajki silnie przeobrażonych metasomatycznie skał typu porfirów i lamprofirów. W skale obserwowane są przejawy mineralizacji kruszcowej (piryt, chalkopiryt).
Termika
Oszacowania przeszłości termicznej górotworu dokonano metodami pośrednimi. O stosunkowo niskich paleotemperaturach w utworach dewonu świadczą barwy miospor, w utworach ordowiku akrytarch. Zabarwienie jednorodne, ciemnobrązowe wskazuje na podgrzanie organiki rzędu 170–190ºC. Rozpoznany zespół minerałów w skałach ediakaru jest typowy dla warunków diagenetycznych lub hydrotermalnych niskotemperaturowych.
W trakcie geofizycznych prac karotażowych po zakończeniu wiercenia wykonano ciągły pomiar temperatury. W warunkach ustalonych temperatura na dnie otworu (1650 m) wynosi 42ºC.
Petrofizyka i paleomagnetyka
Dla 299 próbek skał ordowiku i ediakaru wyznaczono podstawowe parametry petrofizyczne skał. Wskazano, że skały ediakaru i ordowiku cechują niskie wartości średniej gęstości wynoszące odpowiednia 2,65 g/cm3 i 2,63 g/cm3. Średnia porowatość całkowita utworów ediakaru wynosi 4%, ordowiku zaś 4,18%.
Poza fragmentami profilu zawierającymi skały magmowe, podatność magnetyczna skał jest niska lub bardzo niska. Skały ediakaru i ordowiku różnią się wyraźnie pod względem anizotropii podatności magnetycznej.
Potencjał węglorodorowy
Analizy pirolityczne Rock-Eval wskazały, że badane utwory cechują się brakiem potencjału węglowodorowego o czym świadczy wysoki stopień przeobrażenia termicznego, znikomy potencjał generacyjny oraz bardzo niskie wartości parametru PC. Profil otworu jest zdominowany przez skały niemacierzyste, w obrębie których rozproszony jest przypuszczalnie kerogen typu III lub typu III i II. W utworach dewonu średnia całkowita zawartość węgla organicznego (TOC) wynosi 0,33–0,81% wag., w utworach ordowiku zaś 0,03-1,46% wag., a w skałach ediakaru 0,01–2,02% wag.
Poziomy wodonośne
W otworze Bibiela PIG 1nawiercono trzy poziomy wodonośne.
- poziom triasowy w wapieniach i dolomitach – naporowe zwierciadło wody nawiercone na głębokości 24 m ustabilizowało się ono na głębokości 3,43 m; są to wody słodkie, słabo zasadowe i średnio twarde; średni wiek wody oszacowano na 100 lat
- poziom dewoński w piaskowcach i dolomitach – naporowe zwierciadło wody nawiercone na głębokości 178,3 m ustabilizowało się na głębokości 6,4 m; są to wody słodkie, słabo zasadowe i średnio twarde; badania składu izotopów trwałych wskazały, że są to wody infiltracji u schyłku ostatniego zlodowacenia
- poziom ordowicki w piaskowcach – naporowe zwierciadło wody nawiercone na głębokości 294,2 m ustabilizowało się na głębokości 15,85 m; są to wody słodkie, słabo zasadowe i miękkie; badania składu izotopów trwałych wskazały, że są to wody infiltracji u schyłku ostatniego zlodowacenia
Analiza strukturalna
Szczegółowe profilowanie tektoniczne rdzeni wskazało na bogaty zespół struktur tektonicznych oraz współwystępujących z nimi przejawów mineralizacji żyłowej będący efektem wielofazowej i długotrwałej aktywności tektonicznej obszaru. Wyróżniono 4 etapy deformacyjne. Najstarszy kompleks strukturalny zidentyfikowano w skałach ediakaru, najwyższe zaś piętro strukturalne zostało zidentyfikowane w najmłodszych triasowych skałach. Wszystkie stwierdzone struktury tektoniczne związane są z najważniejszą strukturą tektoniczną obszaru badań czyli uskokiem Kraków–Lubliniec.
Dokumentacja geologiczna otworu badawczego Bibiela PIG 1 została wykonana przez zespół pod kierunkiem Ryszarda Habryna w ramach zadania Państwowej Służby Geologicznej pn. Wiertnicze zbadanie nierozpoznanych profili prekambru i dolnego paleozoiku w północno-wschodniej części bloku górnośląskiego i ich potencjału złożowego. Zadanie zostało sfinansowane ze środków Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej. Rdzenie z otworu Bibiela PIG 1 znajdują się w Archiwum Próbek Geologicznych w Leszczach koło Kłodawy.
Opracowanie: R. Habryn, A. Bagińska
