Przegląd Geologiczny (2000-05) tom 48

W Archiwum Państwowego Instytutu Geologicznego znajduje się opracowanie Kieleckiego Przedsiębiorstwa Geologicznego, Oddział w Częstochowie. Dotyczy ono rozpoznania w latach 1960-1961 złoża hematytu w „łusce” ordowickiej Brzezin. Wyniki złożowe są negatywne. Naukowa wartość rozpoznanej bardzo dokładnie synkliny ordowickiej jest nie do przecenienia. Na podstawie wykonanych szybów, chodników, wierceń — w tym i skośnych, rowów badawczych, sond ręcznych i badań elektrooporowych rozpoznano znakomicie budowę synkliny ordowickiej i etapy jej formowania. Stanowi ona niepodważalny dowód o orogenicznych fałdowaniach kaledońskich w Górach Świętokrzyskich.

W osadach czwartorzędowych pokrywających obszar Niżu Polskiego występują strefy scementowanych kalcytem piaskowców i zlepieńców. Dotychczas opisano ponad 20 sztucznych i naturalnych odsłonięć tych skał. Większość piaskowców w odsłonięciach charakteryzuje się specyficzną morfologią odzwierciedlającą pierwotny kształt zlityfikowanych stref skalnych. Do często spotykanych form rzeźby należą poziome soczewy i płyty przerastające się z pionowymi słupami. W piaskowcach tych zinwentaryzowano w 1998 r. 15 schronisk skalnych i jaskiń. Największą jaskinią jest Jaskinia w Mechowie o długości 61 m. Cztery inne jaskinie mają ponad 10 m długości. Powstanie jaskiń i schronisk jest warunkowane specyficznymi kształtami skałek oraz procesami grawitacyjnego spełzywania i osypywania materiału, selektywnego wietrzenia a także erozji wodnej. W powstaniu lub pogłębieniu niektórych istotną rolę odegrał człowiek.

Holoceńskie osady węglanowe składają się z trzech głównych komponentów: wody, kalcytu i fitogenicznej substancji organicznej. Sześć próbek kredy, będącej przedmiotem analizy, pobrano z trzech znajdujących się pod wodą złóż. Kreda ta zawiera (tab. 2, 3): 41– 66% wody, 30–53% kalcytu i 2–4% substancji organicznej. Skład granulometryczny suchej kredy jest zmienny i nie zależy od składu mineralnego. Badana kreda jeziorna charakteryzuje się współczynnikiem filtracji k między 5·10-8 a 2·10-10 m/s. Wartość współczynnika filtracji k jest w wyraźnym związku z ilością wody w kredzie (tab. 3) i osiąganymi wartościami ciśnienia porowego (ryc. 2). Uzyskane z badań wartości współczynnika filtracji pozwalają ocenić ją jako praktycznie wodonieprzepuszczalną (ryc. 1).

W próbkach skał, należących do kompleksu kaczawskiego (zieleńcach, łupku grafitowym, metatrachicie i metadiabazie), stwierdzono obecność minerałów kruszcowych. Minerały kruszcowe są reprezentowane przez: piryt i hematyt a podrzędnie piryt framboidalny, chalkopiryt i chalkozyn–kowelin. Minerały te różniły się stopniem przeobrażenia, wykształceniem a także genezą.

W utworach międzywydmowych piaskowców tumlińskich pstrego piaskowca, w kamieniołomie na Górze Grodowej, znaleziono bogaty zespół tropów kręgowców. Oznaczone dotychczas ichnotaksony: Amphisauropus cf. latus, Rhynchosauroides cf. pallini, Varanopus cf. microdactylus, Palmichnus sp., Chelichnus ? sp., „Proterosuchia indet.” były dotychczas znane z utworów permu Europy i Ameryki Północnej. Zespół ten, niewiele starszy od zespołu tropów kręgowców z warstw labiryntodontowych z Wiór koło Ostrowca Świętokrzyskiego zawierającego typową dla triasu ichnofaunę wskazuje, że wyraźna zmiana zespołu ichnofauny kręgowców w pobliżu granicy permu i triasu nastąpiła w Górach Świętokrzyskich dopiero we wczesnym triasie.

Prace geologiczno-poszukiwawcze rozpoznające osady cechsztynu w basenie polskim trwają już ponad 50 lat. W tym czasie odkryto w utworach cechsztyńskich ok. 80 złóż węglowodorów. Dotychczasowy stan rozpoznania zachęca do prowadzenia dalszych prac poszukiwawczych w utworach permskich Niżu Polskiego.

Prawie wszystkie badane gazy ziemne dolomitu głównego zostały wytworzone z ropotwórczego kerogenu typu II. Utwory dolomitu głównego spełniają rolę zarówno skały macierzystej, jak i zbiornikowej. Zasadnicza część metanu i wyższych węglowodorów gazowych została wytworzona we wczesnej niskotemperaturowej fazie procesów termogenicznych. Składowa mikrobialna metanu jest największa w złożach: Jeniniec, Sulęcin (część południowa), Lubiszyn i Czeklin, a mniejsza w złożach Różańsko, Barnówko–Buszewo–Mostno, Namyślin, Ownice, Stanowice i Zielin. Dane te świadczą, że pułapki tych złóż były już uformowane i uszczelnione na wstępnym, mikrobialnym stadium przeobrażenia kopalnej substancji organicznej dolomitu głównego. Pułapki te były sukcesywnie wypełniane węglowodorami termogenicznymi, które powstawały na kolejnych wyższych etapach przeobrażenia tej samej substancji macierzystej. Tylko gaz ze złóż Chlebowo oraz Sulęcin (część północna) został wytworzony z kerogenu III typu na wysokotemperaturowym etapie procesów termogenicznych i najprawdopodobniej dopłynął z utworów karbonu. Azot wchodzący w skład gazów dolomitu głównego, najprawdopodobniej w większości powstał z morskiej substancji organicznej podczas jej przeobrażenia termogenicznego.

Przedstawiono geochemiczną charakterystykę genetyczną 33 rop naftowych ze złóż i nieprzemysłowych przypływów znajdujących się w utworach dolomitu głównego zachodniej części obszaru przedsudeckiego. Wszystkie badane ropy naftowe dolomitu głównego zostały wytworzone z ropotwórczego kerogenu typu II, który znajduje się w środkowej lub końcowej fazie niskotemperaturowych procesów termogenicznych. Utwory dolomitu głównego spełniają więc rolę zarówno skały macierzystej jak i zbiornikowej. W północnej części badanego obszaru stopień przeobrażenia rop rośnie z zachodu na wschód i jest bardzo zróżnicowany pomimo, że akumulacje występują na podobnej głębokości, co może świadczyć o wielofazowości procesów generowania lub/i migracji węglowodorów. Natomiast w strefie południowej stopień przeobrażenia rop jest zróżnicowany w zależności od głębokości akumulacji, co może świadczyć o rozrzuconej przestrzennie „kuchni generowania” w której z tej samej substancji organicznej wytwarzały się węglowodory w zależności od głębokości pogrążenia, a tym samym o bliskim położeniu skał macierzystych od miejsc akumulacji oraz o niewielkim zasięgu migracji.

Przy wykorzystaniu programu komputerowego PetroMod, wykonano wzdłuż kilkunastu profili geologicznych, przecinających basen polski modelowanie procesów generacji węglowodorów w utworach cechsztynu. Parametry kalibrujące (współczesny rozkład temperatur na określonych głębokościach oraz wyniki oznaczeń refleksyjności witrynitu w różnych formacjach geologicznych) umożliwiły skonstruowanie rozkładu wartości strumienia cieplnego w czasie od permu do dziś na obszarze basenu polskiego. Symulacje komputerowe z wykorzystaniem powyższego modelu rozkładu wartości strumienia cieplnego pozwoliły prześledzić kolejne fazy generacji węglowodorów w utworach cechsztyńskich w poszczególnych częściach basenu polskiego.

Wyniki badań składu chemicznego pierwotnych inkluzji w halicie w poziomach soli Na1–Na4 świadczą o tym, iż pierwotne solanki reprezentowały typ Na–K–Mg–Cl–SO4 i od współczesnej wody morskiej, zagęszczonej do początkowego stadium wytrącania halitu, różniły się nieco obniżoną zawartością jonu SO4. Podczas sedymentacji soli zachodziły tylko niewielkie zmiany stosunku jonów K, Mg i SO4 w składzie solanek. Badania składu izotopowego siarki i tlenu w anhydrycie, a także wcześniej opublikowane dane o zawartości bromu w halicie, potwierdzają koncepcję morskiej genezy badanych ewaporatów i nieznacznej roli wód niemorskich. W oparciu o powyższe fakty można przypuszczać, iż woda morska w późnym permie różniła się od wody współczesnej nieco obniżoną zawartością jonu SO4. Skład solanek w inkluzjach w przekrystalizowanym halicie wykazuje znaczne wahania aż do zmiany typu chemicznego solanek, co świadczy o nieprzydatności tych inkluzji do rekonstrukcji składu macierzystych solanek w basenach ewaporatowych.

W rezultacie ponownej interpretacji materiałów sejsmicznych, wykonanej po odwierceniu otworu Dobrzyca-2, wykryto w tym rejonie nowe obiekty strukturalne w obrębie dolnokarbońskich skał zbiornikowych o korzystnych parametrach petrofizycznych, dobrze uszczelnione ekranem solno-anhydrytowym cechsztynu. Ujemna anomalia pseudoprędkości, stwierdzona nad strukturą Dobrzyca S, sugeruje możliwość istnienia porowatej rafy w poziomie wapienia cechsztyńskiego. Ewolucja tektoniczno-strukturalna opracowywanego rejonu oraz analiza danych geochemicznych i określenie prawdopodobnych dróg i czasu migracji węglowodorów, wskazują na możliwość akumulacji gazu ziemnego w pułapkach złożowych wykartowanych sejsmiką.

Przedstawiona dla złoża gazu Radlin, zakumulowanego w piaskowcach czerwonego spągowca, zintegrowana interpretacja sejsmiki (system CHARISMA) i powierzchniowego zdjęcia geochemicznego wskazuje na ścisły związek anomalii gazowych z obserwowaną w zapisie sejsmicznym tektoniką oraz anomalii gazowych i anomalii sejsmicznych (kryteria ich identyfikacji opracowano na podstawie modelowań sejsmicznych - system GMAplus) z lokalizacją złoża. Zaproponowana metoda może być dodatkową procedurą wykorzystywaną przy podejmowaniu decyzji poszukiwawczych w strefach występowania obniżonej jakości zapisu sejsmicznego, gdzie nie można zastosować do interpretacji złożowej sejsmicznych, bezpośrednich wskaźników węglowodorowości.