rozprawa doktorska analiza karboŃsko-dolnopermskiego
Post on 11-Jan-2017
381 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
AKADEMIA GRNICZO-HUTNICZA IM. STANISAWA STASZICA WYDZIA GEOLOGII, GEOFIZYKI I OCHRONY RODOWISKA
KATEDRA SUROWCW ENERGETYCZNYCH
Rozprawa doktorska
ANALIZA KARBOSKO-DOLNOPERMSKIEGO SYSTEMU NAFTOWEGO W ASPEKCIE POSZUKIWA PUAPEK
LITOLOGICZNYCH I STRUKTURALNYCH W UTWORACH CZERWONEGO SPGOWCA
W STREFIE REM-KALISZ-KONIN
mgr in. TOMASZ MAKOWSKI
PROMOTOR Prof. dr hab. in. WOJCIECH GRECKI
KRAKW 2008
-
T. Makowski - Analiza karbosko-dolnopermskiego systemu naftowego w aspekcie poszukiwa puapek litologicznych i strukturalnych w utworach czerwonego spgowca w strefie rem-Kalisz-Konin
SPIS TRECI
1. WSTP . 1
2. ZARYS BUDOWY GEOLOGICZNEJ I KARBOSKO-DOLNOPERMSKI SYSTEM NAFTOWY . 6
2.1. Polski basen czerwonego spgowca ....... 6 2.2. Zarys budowy geologicznej analizowanego obszaru .......... 10 2.3. Skay zbiornikowe czerwonego spgowca . 20
2.3.1. Wyksztacenie litofacjalne dolnego permu .......... 20 2.3.2. Wpyw diagenezy na waciwoci zbiornikowe utworw grnego czerwonego spgowca .......... 24 2.3.3. Gazonono utworw grnego czerwonego spgowca .......... 28
2.4. Karbosko-dolnopermski system naftowy . 32 2.4.1. Materia organiczna i typ kerogenu w karbonie . 32 2.4.2. Przeobraenie termiczne materii organicznej i warunki generowania wglowodorw . 33 2.4.3. Warunki akumulacji gazu ziemnego w utworach grnego czerwonego spgowca . 36
3. ANALIZA DANYCH GEOLOGICZNYCH I GEOFIZYCZNYCH POD KTEM POSZUKIWANIA PUAPEK LITOLOGICZNYCH W REJONIE CHRZSTOWO-RUSOCIN-KSI WIELKOPOLSKI 41
3.1. Rozprzestrzenienie i charakterystyka osadw czerwonego spgowca w rejonie Chrzstowo-Rusocin-Ksi Wielkopolski . 43 3.2. Analiza danych sejsmicznych .......... 47
3.2.1. Analiza sygnau elementarnego .......... 47 3.2.2. Pionowa rozdzielczo danych sejsmicznych . 49
3.2.3. Dowizanie sejsmogramw syntetycznych do zapisu sejsmicznego . 51 3.2.4. Przetwarzanie danych sejsmicznych . 53 3.3. Model sejsmiczno-geologiczny czerwonego spgowca na pnocno-wschodnim skonie wyniesienia Chrzstowa .......... 58 3.4. Inwersja sejsmiczna . 63
3.4.1. Analiza rozkadw porowatoci, impedancji akustycznej oraz Vp/Vs w profilu dolnego permu w otworach z obszaru bada .......... 65
3.4.2. Analiza uzyskanych wynikw inwersji .......... 66
Akademia Grniczo-Hutnicza im. Stanisawa Staszica w Krakowie
Wydzia Geologii, Geofizyki i Ochrony rodowiska, Katedra Surowcw Energetycznych
-
T. Makowski - Analiza karbosko-dolnopermskiego systemu naftowego w aspekcie poszukiwa puapek litologicznych i strukturalnych w utworach czerwonego spgowca w strefie rem-Kalisz-Konin
4. ANALIZA DANYCH GEOLOGICZNYCH I GEOFIZYCZNYCH POD KTEM POSZUKIWANIA PUAPEK STRUKTURALNYCH W REJONIE KALISZ-MALANW-KONIN .. 69
4.1. Charakterystyka i przetwarzanie danych sejsmicznych .......... 72 4.2. Dowizanie danych otworowych do sekcji sejsmicznych . 77
4.3. Opracowanie modelu geologicznego na podstawie danych sejsmicznych ..... 80 4.3.1. Konwersja czasowo-gbokociowa danych sejsmicznych . 81
4.3.1.1. Model prdkoci w pokrywie mezozoicznej . 83 4.3.1.2. Model prdkoci w cechsztynie . 85
4.4. Interpretacja modelu sejsmiczno-geologicznego w strefie Kalisz-Malanw-Konin .......... 88
4.4.1. Uksztatowanie strukturalne spgu kompleksu cechsztysko-mezozoicznego . 92 4.4.2. Charakterystyka waciwoci zbiornikowych utworw grnego czerwonego spgowca .......... 96 4.4.3. Zmienno porowatoci piaskowcw grnego czerwonego spgowca .. 100
5. PODSUMOWANIE I WNIOSKI KOCOWE .......... 102
BIBLIOGRAFIA CYTOWANA I KOMENTOWANA .......... 108
Akademia Grniczo-Hutnicza im. Stanisawa Staszica w Krakowie
Wydzia Geologii, Geofizyki i Ochrony rodowiska, Katedra Surowcw Energetycznych
-
T. Makowski - Analiza karbosko-dolnopermskiego systemu naftowego w aspekcie poszukiwa puapek litologicznych i strukturalnych w utworach czerwonego spgowca w strefie rem-Kalisz-Konin
Akademia Grniczo-Hutnicza im. Stanisawa Staszica w Krakowie
1. WSTP
Polski basen czerwonego spgowca wystpuje na wschodnim kracu poudniowego
basenu permskiego rozcigajcego si od Wielkiej Brytanii po Polsk i bdcego jednym z
gwnych rejonw wydobycia gazu ziemnego w Europie. Do najwikszych odkrytych
dotychczas z gazu ziemnego w utworach czerwonego spgowca nale zoe Leman w
sektorze brytyjskim, holenderskie zoe Grningen oraz niemieckie Salzwedel-Peckensen
(rys. 1.1). Gazonone utwory grnego czerwonego spgowca s jednym z gwnych
poziomw poszukiwawczych w basenie polskim, gdzie prace geologiczno-poszukiwawcze
prowadzone nieprzerwanie od przeszo 40 lat przez Pastwowy Instytut Geologiczny i
przemys naftowy doprowadziy do dobrego rozpoznania budowy geologicznej i licznych
odkry z gazu ziemnego. Systematycznie wzrastajca ilo danych geologicznych
dotyczcych czerwonego spgowca umoliwia przeprowadzenie szczegowych analiz w
szerokim zakresie bada geologii podstawowej (m. in. stratygrafii, tektoniki, sedymentologii),
oraz geologii naftowej (m.in. warunkw powstawania wglowodorw w systemie naftowym
karbon-perm i formowania z gazu ziemnego), a uzyskane wyniki bada przedstawione
zostay w licznych publikacjach.
Budow geologiczn pokrywy permsko-mezozoicznej i jej podoa na Niu Polskim
przedstawili w swych publikacjach m.in.: Poaryski 1970, 1972; Sokoowski 1974; Dadlez
1994; Dadlez, Kowalczewski i Znosko, 1994; liwiski, Antonowicz i in., 2006, a na
obszarze monokliny przedsudeckiej: Deczkowski, 1977; Deczkowski i Gajewska, 1980;
Karnkowski, Rdzanek, 1982; Wierzchowska-Kicuowa 1984, 1987; Karnkowski, 1991.
Charakterystyk geochemiczn substancji organicznej zawartej w karboskich skaach
macierzystych, ewolucj termiczn i przebieg procesu generowania gazu mona znale w
pracach: Burzewskiego, 1983; Merty, 1998; Karnkowskiego, 1999; Greckiego,
Makowskiego i in., 2002a; Kotarby i in. 1992, 2006.
Badania stratygraficzne utworw czerwonego spgowca byy prowadzone przez:
Pokorskiego 1976, 1981, 1995 i Karnkowskiego 1987, 1999a. Badania nad rodowiskiem
depozycji utworw czerwonego spgowca prowadzili Muszyski 1999, Kiersnowski 2002a i
2002b; Maliszewska, Kiersnowski, i in., 2003. Badania petrograficzne i wpyw procesw
Wydzia Geologii, Geofizyki i Ochrony rodowiska, Katedra Surowcw Energetycznych
1
-
T. Makowski - Analiza karbosko-dolnopermskiego systemu naftowego w aspekcie poszukiwa puapek litologicznych i strukturalnych w utworach czerwonego spgowca w strefie rem-Kalisz-Konin
Akademia Grniczo-Hutnicza im. Stanisawa Staszica w Krakowie
diagenezy na ksztatowanie przestrzeni porowej zbiornikowych piaskowcw grnego
czerwonego spgowca byy przedmiotem prac: Rochewicza 1980; Gregosiewicz i Protasa
1997; Protasa 2006; Maliszewskiej i Kuberskiej 1996, 2006, 2007; Biernackiej, Leniaka i
Buniaka, 2006. Warunki wystpowania z gazu ziemnego w utworach czerwonego
spgowca monokliny przedsudeckiej przedstawili w publikacjach m.in.: Karnkowski,
Sokoowski, Stemulak, 1966; Supczyski, 1979; Wolnowski 1983, Karnkowski 1993, 1999.
Gazonone utwory grnego czerwonego spgowca na obszarze basenu polskiego
pomimo wielu dotychczasowych odkry zoowych, zwaszcza na obszarze przedsudeckim w
niecce poznaskiej, s nadal perspektywiczne dla poszukiwa naftowych i to zarwno w
strefie przykrawdziowej wau wolsztyskiego, jak i w gbszej czci basenu. Przy
pnocno-wschodniej krawdzi wau wolsztyskiego podstawowym zagadnieniem
poszukiwawczym jest wyznaczenie zasigu dobrych waciwoci zbiornikowych piaskowcw
eolicznych zakumulowanych na stopniach tektonicznych utworzonych ze ska wylewnych
dolnego czerwonego spgowca. W gbszej czci basenu pomimo odkrycia w ostatnich
latach przez przemys naftowy dwch z gazu ziemnego - roda i Winna Gra w niecce
poznaskiej na gbokociach ok. -3500 m p.p.m. nadal otwartym pozostaje problem
poszukiwania potencjalnych struktur naftowych na gbokociach wikszych ni -4000 m
p.p.m. Z obszarem tym wizane s due nadzieje na odkrycie zasobnych z gazu ziemnego
przede wszystkim w puapkach strukturalnych bezporednio pod uszczelnieniem
cechsztyskim. Prace poszukiwawcze prowadzone w drugiej poowie lat 90. przez firm
Texaco na SW skonie basenu czerwonego spgowca w rejonie Kalisz-Konin zostay
zakoczone odwierceniem otworu Malanw-1. Faktyczny profil stratygraficzny tego otworu
nie potwierdzi wystpowania wyniesionego bloku tektonicznego podoa
podcechsztyskiego o przewidywanej wysokoci 180 m. Podstawowym zagadnieniem
poszukiwawczym w gbszej czci basenu jest identyfikacja na danych sejsmicznych, w
domenie czasu i gbokoci, puapek naftowych w stropie czerwonego spgowca, przy
znieksztacajcym wpywie na zapis sejsmiczny miszego nadkadu cechsztyskiego.
Celem niniejszej pracy byo przeprowadzenie analizy karbosko-permskiego systemu
naftowego na pnocny wschd od wau wolsztyskiego w strefie rem-Kalisz-Konin, ze
zwrceniem szczeglnej uwagi na okrelenie warunkw strukturalnych i litologicznych dla
akumulacji gazu ziemnego w utworach grnego czerwonego spgowca.
Wydzia Geologii, Geofizyki i Ochrony rodowiska, Katedra Surowcw Energetycznych
2
-
T. Makowski - Analiza karbosko-dolnopermskiego systemu naftowego w aspekcie poszukiwa puapek litologicznych i strukturalnych w utworach czerwonego spgowca w strefie rem-Kalisz-Konin
Akademia Grniczo-Hutnicza im. Stanisawa Staszica w Krakowie
Zasadnicze zagadnienia przedstawione w pracy obejmoway:
ocen warunkw generowania i migracji gazu ziemnego w kompleksie karbosko-
dolnopermskim,
identyfikacj i rozpoznanie puapek litologicznych w utworach czerwonego spgowca
przy pnocnej krawdzi wau wolsztyskiego w rejonie Chrzstowo-Rusocin-Ksi
Wielkopolski w oparciu o pogbion analiz danych sejsmicznych w powizaniu z
danymi geologicznymi i geofizyki otworowej,
rozpoznanie warunkw akumulacji gazu ziemnego w gbokiej strefie basenu
czerwonego spgowca w rejonie Kalisz-Malanw-Konin na podstawie interpretacji
danych geologicznych, sejsmicznych i geofizyki otworowej.
Dla zrealizowania tak postawionego celu pracy niezbdne byo rozwizanie szeregu
zagadnie metodycznych, ktre obejmoway:
integracj danych geologicznych, sejsmicznych i geofizyki otworowej,
adaptacj zaawansowanych procedur przetwarzania i interpretacji danych
sejsmicznych do szczegowego rozpoznania kompleksu cechsztysko-
mezozoicznego i przystropowych partii czerwonego spgowca,
analiz sejsmicznego odwzorowania puapek litologicznych i strukturalnych w
czerwonym spgowcu,
wykorzystanie procedur inwersji sejsmicznej do oceny parametrw zbiornikowych,
zastosowanie numerycznych modelowa do rekonstrukcji ewolucji strukturalnej
puapek i waciwoci zbiornikowych piaskowcw czerwonego spgowca.
W rozdziale drugim pracy omwiono warunki generowania gazu z karboskiej materii
organicznej oraz jego migracji i akumulacji w czerwonym spgowcu. Istotnym zagadnieniem
byo okrelenie czasu powstania puapek naftowych w relacji do zrnicowanego czasu
generowania wglowodorw z karboskich poziomw macierzystych eksternidw
waryscyjskich i ich przedpola. Podstaw przeprowadzonej analizy s wyniki
dwuwymiarowych modelowa procesw naftowych wykonanych wzdu reprezentatywnego
dla rejonu rem-Kalisz-Konin fragmentu regionalnego przekroju sejsmicznego ZRG01097.
W rozdziale trzecim pracy przedstawiono problematyk identyfikacji puapek
litologicznych z zastosowaniem inwersji sejsmicznej w strefie krawdziowej wau
wolsztyskiego. Zagadnienie to zaprezentowano na przykadzie analizy danych
Wydzia Geologii, Geofizyki i Ochrony rodowiska, Katedra Surowcw Energetycznych
3
-
T. Makowski - Analiza karbosko-dolnopermskiego systemu naftowego w aspekcie poszukiwa puapek litologicznych i strukturalnych w utworach czerwonego spgowca w strefie rem-Kalisz-Konin
Akademia Grniczo-Hutnicza im. Stanisawa Staszica w Krakowie
geologicznych i geofizycznych wykonanej w rejonie Chrzstowo-Rusocin-Ksi
Wielkopolski na monoklinie przedsudeckiej. Przeprowadzono analiz wpywu jakoci
wejciowych danych sejsmicznych na wyniki interpretacji i inwersji w wariancie
akustycznym. Poprzez zastosowanie inwersji akustycznej i analiz atrybutw sejsmicznych
wskazano moliwo identyfikacji w zapisie sejsmicznym puapek litologicznych
(stratygraficznych sensu Levorsen, 1974) w utworach grnego czerwonego spgowca. W
rejonie Chrzstowo-Ksi Wielkopolski w celu szczegowego rozpoznanie strefy puapki
litologicznej Rusocina wykonano: przetwarzanie formy sygnau, powtrne przetwarzanie
danych polowych dla profilu sejsmicznego T0011004, dowizanie danych otworowych do
zapisu sejsmicznego przy pomocy sejsmogramw syntetycznych, interpretacj przewodnich
horyzontw cechsztyskich i mezozoicznych, ktr wykorzystano do opracowania modelu
geologicznego permu na przekroju T0011004 oraz analiz atrybutw i inwersj sejsmiczn.
W wyniku przeprowadzonej kompleksowej interpretacji opracowano modele puapek
litologicznych wskazujc na moliwo ich wystpowania nie tylko w stropie czerwonego
spgowca, lecz take w niszej czci profilu.
W rozdziale czwartym pracy przedstawiono zagadnienie sejsmicznego kartowania
puapek strukturalnych na gbokociach wikszych ni -4000 m p.p.m. Zagadnienie to
przedstawiono na przykadzie analizy danych geologicznych i geofizycznych wykonanej w
rejonie Kalisz-Malanw-Konin na pograniczu monokliny przedsudeckiej i niecki mogilesko-
dzkiej. Przeprowadzono interpretacj strukturalno-tektoniczn kompleksu cechsztysko-
mezozoicznego na 40 przekrojach sejsmicznych. Analiza danych sejsmicznych pozwolia
okreli zasadnicze etapy przebudowy strukturalno-tektonicznej obszaru, w tym triasowej
struktury rowowej Kalisz-Florentyna i struktury solnej Turek-Konin. Szczegln uwag
zwrcono na zmienno wyksztacenia litologiczno-miszociowego cechsztynu, ktra
odgrywa zasadnicze znaczenie w modelu prdkoci sejsmicznych, a tym samym
prawidowym odwzorowaniu gbokociowym puapek strukturalnych w stropie czerwonego
spgowca. Na podstawie szczegowej analizy cechsztynu dokonano podziau tego
kompleksu na dwie warstwy: grn z przewag utworw solnych oraz doln z przewag
utworw anhydrytowych, ktre wykorzystano do budowy pola prdkoci w cechsztynie. Do
opracowania pola prdkoci w mezozoiku wykorzystano osnow strukturaln z interpretacji
danych sejsmicznych, prdkoci z inwersji tomograficznej i otworw. Opracowanie pola
prdkoci umoliwio wykonanie konwersji gbokociowej map przewodnich horyzontw
sejsmicznych, w tym refleksu Z1 utosamianego ze spgiem cechsztynu. Na tej podstawie
Wydzia Geologii, Geofizyki i Ochrony rodowiska, Katedra Surowcw Energetycznych
4
-
T. Makowski - Analiza karbosko-dolnopermskiego systemu naftowego w aspekcie poszukiwa puapek litologicznych i strukturalnych w utworach czerwonego spgowca w strefie rem-Kalisz-Konin
Akademia Grniczo-Hutnicza im. Stanisawa Staszica w Krakowie
opracowano model budowy geologicznej kompleksu cechsztysko-mezozoicznego, ktry
zosta wykorzystany do modelowa rekonstruujcych ewolucj strukturaln wybranej puapki
i porowatoci piaskowcw zbiornikowych czerwonego spgowca.
W ostatnim rozdziale pracy przedstawiono wnioski wynikajce z analizy karbosko-
dolnopermskiego systemu naftowego oraz okrelenia litologicznych i strukturalno-
tektonicznych uwarunkowa akumulacji gazu ziemnego w utworach grnego czerwonego
spgowca, wykonanej z wykorzystaniem zintegrowanej metodyki poszukiwawczej
obejmujcej dane geologiczne, sejsmiczne i numeryczne modelowania naftowe.
W pracy wykorzystano specjalistyczne oprogramowanie do analizy danych
geologicznych i geofizycznych firmy Landmark Graphics Corporation, w postaci
nastpujcych pakietw oprogramowania: ProMAX do przetwarzania danych sejsmicznych,
SynToo/SeisWell do konstrukcji sejsmogramw syntetycznych i ekstrakcji sygnau
sejsmicznego, PostStack/PAL do przetwarzania danych sejsmicznych po skadaniu oraz
analizy atrybutw sejsmicznych, SeisWorks/2D do interpretacji strukturalno-tektonicznej,
RAVE do analizy statystycznej danych geofizyki otworowej, DepthTeam/Express do budowy
modeli pl prdkoci, ZMapPlus do opracowania map strukturalnych i miszociowych, oraz
baz danych otworowych OpenWorks.
Skadam podzikowania Panu Prof. dr hab. in. Wojciechowi Greckiemu za
yczliwo udzielon w trakcie powstawania niniejszej pracy i cenne rady, ktre wpyny na
jej ostateczny ksztat.
Pragn podzikowa rwnie Koleance dr in. Beacie Reicher, oraz Kolegom w
osobach: dr in. Michaowi Stefaniukowi z Katedry Geologii Oglnej, Ochrony rodowiska i
Geoturystyki, mgr in. Leszkowi Smolarskiemu, mgr in. Tomaszowi Marecikowi, mgr in.
Bartoszowi Papiernikowi i mgr in. Arturowi Piotrowi apinkiewiczowi z Katedry Surowcw
Energetycznych Akademii Grniczo-Hutniczej w Krakowie, oraz mgr in. Krzysztofowi
Pienidzowi z Geofizyki Krakw Sp. z o.o. za merytoryczne dyskusje nad rozwizaniami
metodycznymi dotyczcymi problematyki podjtej w pracy.
Skadam podzikowania Dyrekcji Departamentu Poszukiwania Z Polskiego
Grnictwa Naftowego i Gazownictwa S.A. w Warszawie za wyraenie zgody i udostpnienie
danych sejsmicznych i otworowych wykorzystanych w niniejszej pracy.
Dzikuj amerykaskiej firmie Landmark Graphics Corporation za moliwo
wykorzystania specjalistycznego oprogramowania udostpnionego w ramach programu
wspierania bada naukowych uniwersytetw (Agreement No. 2006-COM-038833).
Wydzia Geologii, Geofizyki i Ochrony rodowiska, Katedra Surowcw Energetycznych
5
-
T. Makowski - Analiza karbosko-dolnopermskiego systemu naftowego w aspekcie poszukiwa puapek litologicznych i strukturalnych w utworach czerwonego spgowca w strefie rem-Kalisz-Konin
Akademia Grniczo-Hutnicza im. Stanisawa Staszica w Krakowie
2. ZARYS BUDOWY GEOLOGICZNEJ
I KARBOSKO-DOLNOPERMSKI SYSTEM NAFTOWY
2.1. POLSKI BASEN CZERWONEGO SPGOWCA
Basen permski rozcigajcy si w zachodniej i centralnej Europie od Wielkiej Brytanii
po Polsk jest jednym z gwnych rejonw wydobycia gazu ziemnego w Europie (Glennie,
1990; Ziegler, 1990). System wyniesie Mid North Sea High - Ringkbing-Fyn High dzieli
basen permski na pnocny i poudniowy (rys. 2.1), a najwiksze odkryte dotychczas zoa
gazu ziemnego w utworach czerwonego spgowca wystpuj w basenie poudniowym w
szerokim zakresie gbokoci od okoo 1000 m do prawie 6000 m. W sektorze brytyjskim
dotychczas odkryto ponad 290 z gazu ziemnego, a w sektorach holenderskim i niemieckim
229 z gazu ziemnego (rys. 1.1). Gwnym regionalnym uszczelnieniem dla ska
zbiornikowych czerwonego spgowca s ewaporaty cechsztynu (rys. 2.1), a ska macierzyst
dla wglowodorw s wystpujce w podou utwory karbonu o zrnicowanej dojrzaoci
termicznej materii organicznej (rys. 2.2). Na wschodnim kracu poudniowego basenu
permskiego od pnocy ograniczonego pasem wyniesie strukturalnych Mid North Sea -
Rinkbing-Fyn High a od poudnia Masywem Brabantu i frontem waryscydw (Glennie,
1990; Ziegler, 1990) wystpuje polski basen permski (rys. 2.1). Na obszarze Polski i Niemiec
basen ten jest rozwinity czciowo na pogrzebanych fragmentach waryscydw europejskich
(Ziegler, 1990). Poudniowy basen dolnopermski (czerwonego spgowca) jest wypeniony
skaami wulkanicznymi stefanu i dolnego czerwonego spgowca (autunu) (rys. 2.3) oraz
skaami osadowymi grnego czerwonego spgowca o maksymalnych miszociach powyej
1500 m wystpujcych w basenie pnocnoniemieckim (rys. 2.4).
Polski basen czerwonego spgowca powsta na podou o rnym wieku konsolidacji.
Poudniowo-zachodnia cz basenu rozprzestrzenia si na platformie waryscyjskiej,
centralna pomidzy poudniowo-zachodni krawdzi kratonu prekambryjskiego i frontem
fadowa waryscyjskich na platformie kaledoskiej, a na wschodzie wystpuje na kratonie
prekambryjskim. Wypenienie basenu polskiego buduj skay wylewne i piroklastyczne oraz
rnego rodzaju ldowe osady klastyczne (Pokorski 1976, 1988). Geodynamiczna ewolucja
basenu zaleaa w znacznym stopniu od struktury podoa.
Wydzia Geologii, Geofizyki i Ochrony rodowiska, Katedra Surowcw Energetycznych
6
-
T. Makowski - Analiza karbosko-dolnopermskiego systemu naftowego w aspekcie poszukiwa puapek litologicznych i strukturalnych w utworach czerwonego spgowca w strefie rem-Kalisz-Konin
Akademia Grniczo-Hutnicza im. Stanisawa Staszica w Krakowie
Wypitrzenie centralnej i zachodniej czci Niu Polskiego w najwyszym
karbonie i najniszym permie, mogo by spowodowane podgrzaniem podoa
niestabilnej termicznie, modej platformy waryscyjskiej i wywoao rwnie
postorogeniczny wulkanizm dolnopermski. Ustanie tych procesw i chodzenie
uruchomio gwny mechanizm subsydencji mechaniczne rozciganie skorupy. Gwn
rol w formowaniu basenw odegray wic naprenia tensyjne, ktre doprowadziy do
tektoniki zrbowej na usztywnionym przedpolu waryscydw (Znosko, 1992).
W najwyszym karbonie i najniszym permie miaa miejsce intensywna dziaalno
wulkaniczna, w wyniku ktrej powstay pokrywy ska wulkanicznych, gwnie ryolitw i
dacytw z podrzdnym udziaem tufw, o miszoci od 800 do 1000 m (Pokorski, 1988).
Pomidzy pokryw ska wulkanicznych, a osadami najniszego grnego czerwonego
spgowca istnieje luka stratygraficzna, pokrywajca si w znacznej mierze z lukami
sedymentacyjnymi, obejmujca pitra od sakmaru do dolnego tataru i liczca okoo 20 mln lat
w zasigu wystpowania wulkanitw. Na platformie kaledoskiej, poza zasigiem
wulkanitw, gdzie grny czerwony spgowiec ley na rnych ogniwach modszego
paleozoiku, minimalna luka zaczyna si od wyszego westfalu i liczy okoo 35-40 mln lat. Na
przewaajcej czci platformy prekambryjskiej jej rozpito szacuje si na 60-65 mln lat od
grnego namuru po cechsztyn (Wagner, 1994). Luka stratygraficzna pomidzy pokryw ska
wulkanicznych, a osadami klastycznymi grnego czerwonego spgowca, datowanymi
magnetostratygraficznie na dolny tatar (Menning 1986, 1991; Nawrocki i in., 1993),
dokumentuje okres wypitrzania i dominacji procesw wietrzenia i erozji na obszarze Niu
Polskiego.
Basen polski zosta zainicjowany w pnym permie w wyniku silnego impulsu
subsydencji tektonicznej, najprawdopodobniej subsydencji termicznej (Wagner, 1994)
datowanej na niszy tatar. Rozwj subsydencji tektonicznej basenu polskiego jest
reprezentowany przez kilka stadiw nasilonej subsydencji w pnym permie-wczesnym
triasie, pnej jurze i pnej kredzie, po ktrych nastpoway fazy wolniejszej subsydencji
(Dadlez i in., 1995; Poprawa, 1997a, van Wees i in., 1997). Wyraniejsze niezgodnoci w
brzenych strefach basenu powstay z pocztkiem wczesnej jury (208-194.5 Ma), we
wczesnej jurze rodkowej (178-170 Ma) oraz w najwczeniejszej kredzie (berias; 145.6-
140.7 Ma) (Dadlez i Marek, 1997).
Wydzia Geologii, Geofizyki i Ochrony rodowiska, Katedra Surowcw Energetycznych
7
-
T. Makowski - Analiza karbosko-dolnopermskiego systemu naftowego w aspekcie poszukiwa puapek litologicznych i strukturalnych w utworach czerwonego spgowca w strefie rem-Kalisz-Konin
Akademia Grniczo-Hutnicza im. Stanisawa Staszica w Krakowie
Przyczyny gwatownej subsydencji trwajcej od grnego czerwonego spgowca do
rodkowego pstrego piaskowca wcznie naley najprawdopodobniej wiza z procesami
zmian termicznych w skorupie i grnym paszczu (Znosko, 1992; Ziegler, 1990).
Gwatowna pnopermsko-wczesnotriasowa subsydencja inicjujca rozwj basenu
(Stephenson, 1993; Dadlez i in., 1995), skadajca si z dwu zasadniczych faz tektonicznych
(Poprawa, 1997a), w rodkowym i grnym triasie przechodzia w faz stopniowo
wygasajcej subsydencji termicznej (Dadlez i in., 1995; Poprawa, 1997a). Podobnie,
zdarzenie oksfordzko-kimerydzkie znajduje konsekwencje w subsydencji termicznej (Dadlez
i in., 1995, Kutek, 1997). Oba powysze zdarzenia tektoniczne w basenie s interpretowane
jako fazy synryftowej subsydencji w reimie ekstensyjnym (Dadlez i in., 1995; Poprawa,
1997a; Kutek, 1997). W rozwoju tektonicznym basenu moliwy jest te znaczcy udzia
transtensji, o czym wiadcz przesuwcze struktury wieku mezozoicznego oraz architektura
depocentrw basenu (Poprawa, 1997a, 1997b).
Pnokredowa faza przyspieszonej subsydencji wyprzedzia deformacje kompresyjne
basenu i bya zarazem pierwszym efektem rozwijajcej si inwersji przedpola alpidw
(Ziegler i in., 1995; Poprawa i Malata, 1997; Dadlez i Marek, 1997). Jako prawdopodobny
mechanizm tej fazy subsydencji mona wskaza fleksuraln reakcj litosfery na narastajc
kompresj subhercysko-laramijsk (Kooi i Cloetingh, 1989; Poprawa, 1997a).
Basen polski podlega pnokredowej-wczesnotrzeciorzdowej inwersji tektonicznej,
ktra bya efektem rozbudowywania si kompresyjnego reimu w litosferze przedpola
alpidw europejskich podczas kolizji alpejskiej (Ziegler i in., 1995). Rozmiary erozji s
szacowane na okoo 1000-3000 m w osi basenu (Stefaniuk i in., 1996; Dadlez i Marek, 1997;
Makowski i in., 1998; Papiernik i Reicher, 1998).
W efekcie regionalnej kompresji i inwersji basenu po obu stronach pierwotnej osi
depocentrum basenu, a dzi osi wau rodkowopolskiego, rozwiny si pnokredowo-
wczesnopaleoceskie subbaseny, obecnie majce charakter niecek tektonicznych, w ktrych
miszo utworw kredy dochodzi lokalnie do okoo 3000 m (Marek i in., 1977;
Karnkowski, 1993). Przed kocem mastrychtu poudniowo-zachodnia niecka ulega
wyniesieniu, a utwory dolnego paleocenu zachoway si tylko w niecce pnocno-wschodniej
(brzenej) (Dadlez i Marek, 1997). Zjawisko inwersji miao niewtpliwie negatywny,
rozformowujcy wpyw na ewentualnie istniejce ju zoa, zarwno ze strukturalnego, jak i
hydrodynamicznego punktu widzenia, cho znane s z poudniowego Morza Pnocnego
przykady wypeniania zbiornikw czerwonego spgowca gazem ziemnym w trakcie migracji
uruchomionej regionaln inwersj (Cooper i Barnard, 1984).
Wydzia Geologii, Geofizyki i Ochrony rodowiska, Katedra Surowcw Energetycznych
8
-
T. Makowski - Analiza karbosko-dolnopermskiego systemu naftowego w aspekcie poszukiwa puapek litologicznych i strukturalnych w utworach czerwonego spgowca w strefie rem-Kalisz-Konin
Akademia Grniczo-Hutnicza im. Stanisawa Staszica w Krakowie
W basenie polskim gazonone utwory grnego czerwonego spgowca s jednym z
gwnych poziomw poszukiwawczych. Prace poszukiwawcze prowadzone nieprzerwanie od
ponad 40 lat przez przemys naftowy doprowadziy do odkrycia kilku z na Pomorzu
Zachodnim, a przede wszystkim wielu z gazu ziemnego na obszarze przedsudeckim po
pnocno-wschodniej (niecka poznaska) i poudniowo-zachodniej (niecka zielonogrska)
stronie wau wolsztyskiego (rys. 2.5). Pierwszym zoem gazu ziemnego odkrytym w 1964
r. byo zoe Bogdaj-Uciechw zakumulowane w utworach czerwonego spgowca i wapienia
cechsztyskiego (Karnkowski, Sokoowski, Stemulak, 1966; Karnkowski, 1993). Zoa w
utworach czerwonego spgowca wystpuj w przedziale gbokoci od 1000 do okoo 3500
m, niekiedy w poczonych poziomach zbiornikowych czerwonego spgowca i wapienia
cechsztyskiego (np. zoa: Bogdaj-Uciechw, Wierzchowice), a take wapienia
cechsztyskiego-czerwonego spgowca-karbonu (np. zoe Papro), (Karnkowski 1993,
1999). Cech charakterystyczn wikszoci struktur zlokalizowanych w niecce poznaskiej w
porwnaniu do niecki zielonogrskiej s ich mae amplitudy i pojemnoci (Mularczyk,
Pawowski, 2004). Dotychczas odkrytym zoem o najwikszych zasobach w niecce
poznaskiej jest zoe gazu ziemnego Radlin (Karnkowski, 1993). Du perspektywiczno
centralnej czci niecki poznaskiej na gbokoci okoo -3500 m p.p.m. dokumentuj
dotychczasowe prace poszukiwawcze, w wyniku ktrych obok licznych objaww uzyskano w
latach 2005-2006 przemysowy przypyw gazu ziemnego na strukturach roda Wielkopolska i
Winna Gra (rys. 2.5). Gazonone utwory grnego czerwonego spgowca na obszarze basenu
polskiego pomimo wielu dotychczasowych odkry zoowych s zatem nadal
perspektywiczne dla poszukiwa naftowych. Prace poszukiwawcze prowadzone na obszarze
monokliny przedsudeckiej w strefie rem-Kalisz-Konin nastawione s na kartowanie rnego
typu puapek, gwnie litologicznych w przykrawdziowym, pnocno-wschodnim pasie wau
wolsztyskiego i strukturalno-tektonicznych w gbszej czci basenu, ju na gbokociach
od -3500 do -5500 m p.p.m. w obszarach dotychczas niewystarczajco rozpoznanych
badaniami sejsmicznymi i wierceniami (rys. 2.6).
Wydzia Geologii, Geofizyki i Ochrony rodowiska, Katedra Surowcw Energetycznych
9
-
T. Makowski - Analiza karbosko-dolnopermskiego systemu naftowego w aspekcie poszukiwa puapek litologicznych i strukturalnych w utworach czerwonego spgowca w strefie rem-Kalisz-Konin
Akademia Grniczo-Hutnicza im. Stanisawa Staszica w Krakowie
2.2. ZARYS BUDOWY GEOLOGICZNEJ ANALIZOWANEGO OBSZARU
W budowie geologicznej analizowanego rejonu rem-Kalisz-Konin obejmujcego w
planie alpejskim obszar monokliny przedsudeckiej i niecki mogilesko-dzkiej wydziela si
trzy pitra strukturalne: kenozoiczne (polaramijskie), permsko-mezozoiczne (laramijskie) i
waryscyjskie. Pitra strukturalne rozdzielone s powierzchniami niezgodnoci o zasigu
regionalnym i charakteryzuj si odmiennym stylem tektonicznym.
PITRO KENOZOICZNE jest reprezentowane przez utwory trzeciorzdu
(miocenu i pliocenu) oraz czwartorzdu (plejstocenu i holocenu) zalegajce prawie poziomo
na wychodniach utworw jury i kredy. Osady trzeciorzdu wyksztacone s jako piaski,
muki i iy. Polodowcowe osady czwartorzdu reprezentowane s przez gliny, piaski i wiry.
PITRO PERMSKO-MEZOZOICZNE buduj utwory, ktrych sedymentacja
odbywaa si w rnych rodowiskach depozycji od morza epikontynentalnego do ldowych
(Dadlez i Marek, 1997). Pokryw permsko-mezozoiczn rozpoczynaj osady grnego
czerwonego spgowca zaliczane do podgrupy Drawy, ktre wypeniy deniwelacje podoa i
zalegaj na skaach dolnego czerwonego spgowca lub bezporednio na sfadowanym
podou karboskim. Powierzchni stropow pitra permsko-mezozoicznego wyznacza
podkenozoiczna powierzchnia niezgodnoci. Na dolnej stronie tej powierzchni ukazuj si
rnowiekowe wychodnie mezozoiku reprezentowane przez skay kredy, jury i triasu (rys.
2.7). Profil utworw mezozoiku jest w rnym stopniu zredukowany stratygraficznie i
miszociowo w wyniku pnej erozji epigenetycznej z przeomu kredy i trzeciorzdu.
Kreda
Epikontynentalny basen pnej kredy osign maksymalne rozprzestrzenienie w turonie. Z
kocem turonu tektoniczny reim basenu zmienia si na kompresyjny, doprowadzajc w
efekcie do inwersji basenu i powstania wskich stref subsydencji pnokredowej (Poprawa,
1997a). W niecce mogilesko-dzkiej kreda osiga miszoci dochodzce do 3000 m
(Marek i in., 1977). W okresie alb-cenoman nastpujca transgresja morska doprowadzia do
rozwoju sedymentacji marglisto-wglanowej otwartego zbiornika, z udziaem terygenicznych
iowcw i piaskowcw, przewanie morskiego pochodzenia (cenoman-turon) oraz
biogenicznych utworw krzemionkowo-wglanowych senonu w facji kredy piszcej i opok
(Krassowska, 1997). Taki obraz sedymentacji trwa w poudniowo-zachodniej czci basenu
do mastrychtu, a w pnocno-wschodniej czci kontynuowa si do wczesnego paleocenu
(Dadlez i Marek, 1997). Wrd osadw dolnej kredy od infrawalanynu do albu, przewaaj
Wydzia Geologii, Geofizyki i Ochrony rodowiska, Katedra Surowcw Energetycznych
10
-
T. Makowski - Analiza karbosko-dolnopermskiego systemu naftowego w aspekcie poszukiwa puapek litologicznych i strukturalnych w utworach czerwonego spgowca w strefie rem-Kalisz-Konin
Akademia Grniczo-Hutnicza im. Stanisawa Staszica w Krakowie
piaskowce, muowce i iowce powstae w rodowiskach ldowych, brakicznych i marginalnej
strefie zbiornika morskiego. Depozycja wglanowa rozwina si tylko w okresie berias-
hoteryw w poudniowo-wschodniej czci zbiornika (Marek, 1997). W utworach barremu-
albu rodkowego dominuj piaskowce (Marek i Raczyska, 1973).
Jura
Profil jury jest zredukowany stratygraficznie i coraz to starsze ogniwa jury odsaniaj si na
monoklinie przedsudeckiej na podkenozoicznej powierzchni niezgodnoci. Utwory jury s
zrnicowane facjalnie. W centralnej i poudniowej czci basenu pnej jury rozwina si
platforma wglanowa, podczas gdy na pnocnym-zachodzie przewaaa sedymentacja
terygeniczna (Niemczycka, 1997). Malm reprezentowany jest przez facje wglanowych
utworw oksfordu i dolnego kimerydy oraz facje iowcowo-margliste wyszego kimerydu i
portlandu. Miszo marglistych i wglanowych utwory grnej jury zmienia si w szerokim
zakresie od kilkunastu do ponad 1000 m (Niemczycka, 1997). W najpniejszej jurze regresja
morska doprowadzia do rozwoju utworw ewaporatowych tytonu (wog) (Dadlez i Marek,
1997). W jurze rodkowej w warunkach otwartego zbiornika morskiego odbywaa si
sedymentacja silikoklastyczna. W poudniowo-wschodniej czci basenu w batonie i
keloweju rozwino si wglanowe rodowisko depozycyjne (Dayczak-Calikowska, 1997).
Doln jur reprezentuj przewanie terygeniczne osady ilasto-piaskowcowe wyksztacone w
facjach limnicznych i brakicznych oraz facji otwartego morza (Dadlez i Kopik, 1973).
Miszo jury dolnej i rodkowej zmienia si od 50 do ponad 1700 m (Karnkowski, 1993).
Trias
Trias reprezentowany jest przez wszystkie pitra od pstrego piaskowca do retyku.
Retyk reprezentuj utwory gwnie muowcowo-iowcowe, niekiedy dolomityczne lub
piaszczyste o miszoci od 100 do 250 m.
Kajper reprezentowany jest przez kompleks klastyczno-ewaporatowy o miszoci miejscami
ponad 300 m. Kajper dolny stanowi utwory iowcowo-piaskowcowe, natomiast w kajprze
grnym przewaaj utwory ewaporatowe (Gajewska, 1997).
Wapie muszlowy jest wyksztacony gwnie jako wapienie, margle, dolomity, anhydryty i
gipsy (Gajewska, 1997). Miszo dolnego wapienia muszlowego wynosi do 70 m,
rodkowego do 30 m, a grnego od 15 do 20 m (Senkowiczowa i Kopik, 1976; Gajewska,
1997).
Grny pstry piaskowiec (ret) rozwinity jest w facjach wglanowo-ewaporatowo-
klastycznych (Senkowiczowa i Szyperko-liwczyska, 1973). Dolny i rodkowy pstry
Wydzia Geologii, Geofizyki i Ochrony rodowiska, Katedra Surowcw Energetycznych
11
-
T. Makowski - Analiza karbosko-dolnopermskiego systemu naftowego w aspekcie poszukiwa puapek litologicznych i strukturalnych w utworach czerwonego spgowca w strefie rem-Kalisz-Konin
Akademia Grniczo-Hutnicza im. Stanisawa Staszica w Krakowie
piaskowiec buduj utwory piaskowcowo-muowcowo-iowcowe, zawierajce rwnie margle,
zailone wapienie oraz koncentracje anhydrytu (Senkowiczowa i Kopik, 1976).
Cechsztyn
Utwory cechsztynu s reprezentowane przez 4 cyklotemy: PZ4, PZ3, PZ2 i PZ1 (rys. 2.8A i
C). Osady terygeniczno-ewaporatowe najwyszego cechsztynu - cyklotem PZ4 powstay w
warunkach zmiany klimatu od wilgotnego do suchego (Wagner, 1994). Osady wglanowo-
ewaporatowe obejmujce cyklotemy PZ3, PZ2 i PZ1 utworzyy si w pytkim
epikontynentalnym basenie morskim w warunkach klimatu suchego. Miszo osadw
cechsztynu jest znacznie zrnicowana osigajc na obszarze platformy waryscyjskiej do 850
m miszoci a maksymalne do 1500 m w brudzie rodkowopolskiej, ktra stanowia w tym
czasie depocentrum (rys. 2.8. A i C). Na obszarze platformy prekambryjskiej miszo waha
si od kilkudziesiciu do 450 m. Na poudniowych peryferiach terygenicznego basenu
najwyszego cechsztynu oraz poza basenem w lokalnych obnieniach i rowach tektonicznych,
wystpuj osady terygeniczne rnych rodowisk ldowych, ktre ze wzgldu na
problematyczne okrelenie wieku (czerwony spgowiec lub najwyszy cechsztyn) okrelono
ogln nazw cechsztyn terygeniczny PZt.
W obrbie cyklotemu PZ4 wyrniono subcyklotemy od PZ4a do PZ4e (rys. 2.8C), z
ktrych kady jest rezultatem jednego cyklu klimatycznego - okres wilgotny z sedymentacj
terygeniczna i okres suchy z sedymentacj ewaporatw. Specyficzne warunki sedymentacji w
cyklotemie PZ4 spowodoway wyksztacenie trzech zasadniczych litofacji: zubrowej, ilasto-
solnej i terygenicznej. Litofacja zubrowa wystpuje w centrum depozycji cyklotemu PZ4
(Wagner 1994). Charakterystyczn cech tej litofacji jest specyficzne wyksztacenie
poziomw terygeniczno-solnych, bdcych odpowiednikami iw solnych w litofacji ilasto-
solnej. Wystpowanie litofacji ilasto-solnej jest ograniczone do peryferycznej strefy zbiornika
ewaporacyjnego. Litofacja ta, typowa dla cyklotemw Z4 i Z5 w basenie niemieckim,
charakteryzuje si wyranym rozdziaem na czony terygeniczne i ewaporatowe. Obszar
litofacji terygenicznych zajmuje najbardziej peryferyczn cz basenu otaczajc zbiornik
ewaporatowy. Wyrniono tu formacj rewalsk (Szyperko-Teller, 1997) z dominacj w
profilu iowcw i muowcw i nieformaln stropow seri terygeniczn, w ktrej wystpuj
liczne przewarstwienia piaskowcw, a nawet zlepiecw.
Profil cyklotemu PZ3 rozpoczynaj osady terygeniczne szarego iu solnego (T3), ktry
tworzy cig pokryw o niewielkiej miszoci od 0,5 do 3 m w centrum basenu do
kilkunastu metrw w niektrych rejonach strefy brzegowej. Wyej le osady dolomitu
pytowego (Ca3), ktrego miszo wynosi od 2 do 4 m, a tylko w brzenej czci basenu na
Wydzia Geologii, Geofizyki i Ochrony rodowiska, Katedra Surowcw Energetycznych
12
-
T. Makowski - Analiza karbosko-dolnopermskiego systemu naftowego w aspekcie poszukiwa puapek litologicznych i strukturalnych w utworach czerwonego spgowca w strefie rem-Kalisz-Konin
Akademia Grniczo-Hutnicza im. Stanisawa Staszica w Krakowie
platformie wglanowej wynosi od 20 do 40 m. Ponad dolomitem pytowym ley szeroko
rozprzestrzeniony anhydryt gwny (A3). rednia miszo na obszarze rwni basenowej
wynosi 3040 m, a lokalnie wzrasta do 100 m. Powyej wystpuje modsza sl kamienna
Na3, ktrej miszo na platformie paleozoicznej przekracza 100 m osigajc w centrum
depozycji ponad 300 m. W rodkowej i grnej czci profilu PZ3 wystpuj miejscami
soczewy soli potasowo-magnezowych osigajcych miszoci do 20 m. W najwyszej czci
modszych soli kamiennych w brzenej czci basenu wystpuje poziom modszych soli
zailonych (Na3t).
Ewaporaty cyklotemu PZ2 s kompletnie rozwinite. Wyrniono w nich dolomit
gwny (Ca2), anhydryt podstawowy (A2), starsz sl kamienn (Na2), starsz sl potasow
(K2), oraz starsz sl kamienn kryjc (Na2r) i anhydryt kryjcy (A2r). W centralnym
basenie sedymentacyjnym ewaporaty stanowi ponad 90% miszoci osadw PZ2
szacowanych na 600 do 800 m. Dolomit gwny jest na prawie caym obszarze przykryty
przez anhydryt podstawowy (A2). Miszo anhydrytu podstawowego na platformach
wglanowych waha si od kilku do 30 m, zwikszajc si lokalnie do 50 m w strefach
stromego stoku platformy wglanowej. W gbokim centralnym basenie sedymentacyjnym
anhydryt podstawowy ma minimalne miszoci od 2 do 4 m i zbudowany jest z anhydrytw
warstwowanych i laminowanych. Najwiksze miszoci starsza sl kamienna Na2 osigna
w gbokowodnym centralnym basenie sedymentacyjnym. W brzenej czci basenu
maksymalna miszo soli Na2 wynosi 550 m, std mona przypuszcza, e w centrum
depozycji maksymalne miszoci mogy osign 600-800 m. W grnej czci starszych soli
kamiennych utworzyy si szeroko rozprzestrzenione sole potasowo-magnezowe o miszoci
od kilku do 120 m. Sedymentacj ewaporatw cyklotemu PZ2 kocz cienkie poziomy
starszych soli kamiennych kryjcych (Na2r) o miszoci od 2 do 10 m oraz anhydrytu
kryjcego (A2r) o miszoci od 1 do 4 m.
Ewaporaty cyklotemu PZ1 s reprezentowane przez wszystkie poziomy
litostratygraficzne ze stratotypowego obszaru basenu niemieckiego. Typow cech basenu
ewaporatowego PZ1 w Polsce odrniajc go od basenw zachodnioeuropejskich jest
wystpowanie soli kamiennych w centralnej jego czci oraz due zrnicowanie miszoci
pomidzy anhydrytami i sol kamienn (rys. 2.8B i C). Charakterystyczn cech ewaporatw
tego cyklotemu jest przewaajcy udzia anhydrytw w profilu, ktre stanowi na og do
50% miszoci caego profilu z wyjtkiem brzenych basenw solnych, gdzie dominuje
najstarsza sl kamienna Na1. Miszo anhydrytw dochodzi do 400 m.
Wydzia Geologii, Geofizyki i Ochrony rodowiska, Katedra Surowcw Energetycznych
13
-
T. Makowski - Analiza karbosko-dolnopermskiego systemu naftowego w aspekcie poszukiwa puapek litologicznych i strukturalnych w utworach czerwonego spgowca w strefie rem-Kalisz-Konin
Akademia Grniczo-Hutnicza im. Stanisawa Staszica w Krakowie
Najstarszym osadem cechsztynu jest upek miedzionony (T1) reprezentowany przez szaro-
czarne, silnie wapniste upki o miszoci od 30 do 60 cm, przechodzce lateralnie w brzene
wglany i osady klastyczne. Ponad upkiem miedziononym ley wapie cechsztyski (Ca1)
o miszoci od kilkudziesiciu centymetrw do 120 metrw, a nastpnie anhydryt dolny
(AlD), ktrego miszo zmienia si od kilkunastu do 250 m w strefach pytkowodnych i od
30 do 70 m w basenie centralnym. Powyej zalega najstarsza sl kamienna (Na1), ktra w
basenie centralnym ma relatywnie ma miszo od kilkunastu do 50 m. Wyej w profilu
wystpuje anhydryt grny (A1G), ktrego miszo w basenie centralnym wynosi okoo 50
m. W strefie przejcia od basenu gbokowodnego do pytkowodnych wystpuj czsto
platformy anhydrytu grnego, ktry osiga tu miszoci powyej 100 m, a maksymalnie do
okoo 300 m. Na pozostaym obszarze, w strefach pytkowodnych, anhydryt ma miszo
poniej 50 m i rozpoczyna si brekcj anhydrytow. W brzegowej strefie basenu PZ1
wystpuj czsto czerwone osady terygeniczne, gwnie muowce, rzadziej piaskowce i
zlepiece okrelone jako recesywna seria terygeniczna (T1r) cyklotemu PZ1 (Wagner, 1994).
Rozwj litologiczny osadw cyklotemu PZ1, a zwaszcza jego dolnych ogniw by
uwarunkowany zrnicowan paleomorfologi podoa z pocztkiem cechsztynu. Najstarsze
osady transgresywne w basenie polskim s formalnie zaliczane do grnego czerwonego
spgowca. S to gwnie przerobione przez falowanie osady eoliczne czerwonego spgowca
wystpujce lokalnie i znane jako piaszczyste utwory biaego spgowca.
Na prawie caym obszarze wystpowania utworw cechsztynu najgbsz granic
refleksyjn rejestrowan badaniami sejsmicznymi jest granica Z1 wizana ze spgiem
cechsztynu. W obrbie utworw cechsztyskich koreluje si rwnie inne przewodnie granice
odbijajce Z1, Z2, Z3 i Z4 zwizane kolejno ze stropem anhydrytu dolnego cyklotemu PZ1,
anhydrytu podstawowego cyklotemu PZ2, anhydrytu gwnego cyklotemu PZ3 i stropem
cechsztynu (Karnkowski, 1993; Karnkowski P. H., 2007), (rys. 2.9).
Grny czerwony spgowiec
Granica cechsztyn-grny czerwony spgowiec w basenie polskim zostaa jednoznacznie
zdefiniowana litostratygraficznie w spgu upka miedziononego, a w przypadku jego braku
w spgu wapienia cechsztyskiego (Wagner i in., 1978).
Najstarsze skay pokrywy permsko-mezozoicznej reprezentuj osady grnego czerwonego
spgowca zaliczane do podgrup Drawy i Noteci (rys. 2.10). Sedymentacja tych osadw bya
zwizana z aktywnoci tektoniczn basenu wyraon niecigociami altmarckimi (Almark
I-IV), ktre byy podstaw podziau tych osadw na cztery mniejsze jednostki
allostratygraficzne (Hoffmann, Pokorski i in., 1997), (rys. 2.11). W obrbie podgrupy Drawy
Wydzia Geologii, Geofizyki i Ochrony rodowiska, Katedra Surowcw Energetycznych
14
-
T. Makowski - Analiza karbosko-dolnopermskiego systemu naftowego w aspekcie poszukiwa puapek litologicznych i strukturalnych w utworach czerwonego spgowca w strefie rem-Kalisz-Konin
Akademia Grniczo-Hutnicza im. Stanisawa Staszica w Krakowie
wyrniono formacj Piy, ktrej odpowiednikiem w basenie niemieckim jest formacja
Parchim, oraz Czaplinka z odpowiednikiem formacj Mirow. W podgrupie Noteci
wyrniono formacj Piaskw z odpowiednikiem - formacj Dethlingen oraz Szubina
skorelowan z formacj Hannover. Piaskowce podgrupy Noteci s gwnym poziomem
zbiornikowym, z ktrym zwizane s wszystkie zoa gazu ziemnego w polskim basenie
czerwonego spgowca. Po pnocno-wschodniej stronie wau wolsztyskiego miszo
grnego czerwonego spgowca zmienia si od 0 do 300 m w strefie przykrawdziowej, do
800 m w rejonie Wrzeni i maksymalnie do 900 m w rowie Krnika (rys. 2.12).
PITRO WARYSCYJSKIE jest reprezentowane przez kompleks ska wulkaniczno-
klastycznych dolnego czerwonego spgowca-grnego karbonu oraz sfadowane utwory
karbonu o upadach zmieniajcych si od 0 do 90o. Rozpoznanie tego pitra jest
niedostateczne ze wzgldu na brak wiarygodnych odbi sejsmicznych poniej spgu
cechsztynu, a nieliczne wiercenia dostarczaj informacji tylko odnonie partii przystropowych
karbonu.
Osady niszej czci grnego czerwonego spgowca wystpujce w obrbie luki
stratygraficznej pomidzy podgrupami Odry i Drawy zaliczono do Podgrupy Mritz. W
basenie polskim utwory te s reprezentowane przez formacj Krnika, stwierdzon w
rowie Poznania w profilu otworu Krnik-1 (rys. 2.11).
W stropie ska wylewnych wystpuj skay piroklastyczne (tufy popioowe, tufity,
aglomeraty tufowe) przewarstwiajce si ze skaami osadowymi, gwnie
drobnoklastycznymi, ktre zostay zaliczone do ogniwa obrzyckiego (rys. 2.10). Skay
ogniwa obrzyckiego zostay skorelowane z wydzielanym w basenie niemieckim ogniwem
Berbertal. Osady wieku najniszy dolny czerwony spgowiec-grny karbon zostay
zaliczone do Podgrupy Odry, w obrbie ktrej wyrniono dwie formacje: Wielkopolsk i
wica (Hoffmann, Pokorski i in., 1997), (rys. 2.11).
Formacja Wielkopolska zbudowana jest gwnie z rnego rodzaju ska wylewnych z
przewarstwieniami ska osadowych. Utwory wulkanogeniczne wystpuj w Polsce
zachodniej, jednak gwne centrum wulkanizmu znajdowao si we wschodniej czci
basenu niemieckiego, gdzie maksymalna miszo pokrywy ska wylewnych przekracza
2500 m (Hoffmann, Pokorski i in., 1997).
Formacja wica zbudowana jest ze ska wystpujcych w podou sekwencji ska
wylewnych, na pograniczu karbonu i permu. Reprezentowana jest przez skay klastyczne,
czerwone, gwnie muowce i piaskowce, z podrzdnym udziaem zlepiecw. S to gwnie
utwory fluwialne i limniczne regresywnych zbiornikw rdldowych. Odpowiednikiem tej
Wydzia Geologii, Geofizyki i Ochrony rodowiska, Katedra Surowcw Energetycznych
15
-
T. Makowski - Analiza karbosko-dolnopermskiego systemu naftowego w aspekcie poszukiwa puapek litologicznych i strukturalnych w utworach czerwonego spgowca w strefie rem-Kalisz-Konin
Akademia Grniczo-Hutnicza im. Stanisawa Staszica w Krakowie
formacji w basenie niemieckim jest formacja Mnchgut z ogniwem Splingen (rys. 2.10 i
2.11).
Karbon
Najstarszymi skaami stwierdzonymi wierceniami w omawianym obszarze s utwory
karbonu dolnego (rys. 2.13) obejmujce pitra od turneju po grny wizen, przy czym seria od
turneju po niszy wizen grny na og nie ma dokumentacji paleontologicznej i jest
wydzielana na podstawie podobiestwa w wyksztaceniu litologicznym. Zdaniem
Wierzchowskiej-Kicuowej (1987) za utwory tego wieku uwaa si seri muowcowo-ilast i
piaszczysto-wglanow z otworu Brzozw-1 oraz iowce i muowce z poziomami tufitw i
zlepiecw z otworu Wichw-1. Utwory nalece do wyszego wizenu grnego s dobrze
udokumentowane paleontologicznie goniatytami, na podstawie ktrych wyrniono poziomy
od Goalfa do Gogamma. Utwory te reprezentowane s przez ciemnoszare i czarne osady
iowcowo-muowcowe z wkadkami piaskowcw szarogazowych o spoiwie ilasto-
krzemionkowym (Wierzchowska-Kicuowa, 1987).
Utwory karbonu grnego obejmuj pitra od namuru po stefan. Na utworach pitra
Goniatites zalegaj zgodnie osady namuru A reprezentowane przez ciemnoszare iowce z
wkadkami muowcw i piaskowcw szarogazowych. Podobiestwo litologiczne tych
osadw do niej zalegajcych utworw dolnego karbonu uniemoliwia ich rozdzielenie bez
dokumentacji paleontologicznej. Wystpujce wyej utwory namuru B i C charakteryzuj si
ju innym wyksztaceniem i reprezentowane s przez iowce szaro-brzowe oraz muowce
brunatno-czerwone z wkadkami piaskowcw szarogazowych, arkozowych i kwarcowych.
Dotychczasowe pogldy na temat wystpowania utworw grnego karbonu (westfalu i
stefanu) byy odmiennie interpretowane przez rnych autorw. Na podstawie bada
palinologicznych rozprzestrzenienie tych utworw jest najwiksze i obejmuje stref
grotworu waryscyjskiego (Parka, lusarczyk, 1988). Najmodsze ogniwo grnego karbonu
(stefan) zostao zidentyfikowane na podstawie bada palinologicznych po poudniowej
stronie wau wolsztyskiego w niecce zielonogrskiej w odwiercie ugowo-2 (lusarczyk,
1980; Wierzchowska-Kicuowa, 1984). Jednak badania palinologiczne ze wzgldu na ich
niemiarodajny charakter wynikajcy z moliwoci oznaczenia pykw i spor zarwno w
starszych, jak i modszych utworach s kontrowersyjne. Wedug Poaryskiego (1972)
utworw grnego karbonu naley spodziewa si na pnoc i pnocny-wschd od otworw
Miosaw po Oegw IG-1. Zdaniem Poarskiego i Dembowskiego (1983), Wierzchowskiej-
Kicuowej (1984 i 1987), oraz Karnkowskiego (1999) wystpowanie utworw westfalu w
Wydzia Geologii, Geofizyki i Ochrony rodowiska, Katedra Surowcw Energetycznych
16
-
T. Makowski - Analiza karbosko-dolnopermskiego systemu naftowego w aspekcie poszukiwa puapek litologicznych i strukturalnych w utworach czerwonego spgowca w strefie rem-Kalisz-Konin
Akademia Grniczo-Hutnicza im. Stanisawa Staszica w Krakowie
strefie eksternidw waryscyjskich ograniczone jest do lokalnych patw zalegajcych
niezgodnie na starszych, sfadowanych utworach karbonu.
Podoe waryscyjskie (podpermskie) na obszarze przedsudeckim zostao sfadowane
diachronicznie w wyniku naoenia kilku faz orogenicznych. Obszar na poudnie i
poudniowy zachd od strefy dyslokacyjnej Odry objty zosta ruchami grotwrczymi
poczwszy od fazy sudeckiej poprzez kruszcogrsk, a skoczywszy na asturyjskiej. Na
obszarze przedsudeckim ograniczonym od SW stref dyslokacyjn Odry, a od N i NE
uskokiem Dolska zaznaczya si dopiero faza kruszcogrska. Starsza orogeniczna faza
sudecka przejawia si na tym obszarze ruchami dysjunktywnymi odmadzajc starsze
dyslokacje o generalnych kierunkach NW-SE. Uskok Dolska o gbokich zaoeniach,
rozdziela obszary o zrnicowanej gruboci skorupy (Guterch i in., 1975; Guterch, 1977). Na
poudnie od niego grubo skorupy wynosi 30-32 km, a na pnoc 32-36 km. Z blokiem
skorupy podoa wyznaczonym na pnoc od uskoku Dolska zwizana jest strefa
renohercyska waryscydw wydzielona przez Kossmata (1925). Na pnoc i pnocny-
wschd od wgbnej dyslokacji Dolska intensywne ruchy fadowe wystpiy dopiero w fazie
asturyjskiej (Wierzchowska-Kicuowa 1984, 1987). Uskok Dolska od pnocy i pnocnego
wschodu ogranicza bloki wolsztysko-leszczyski i pogorzelsko-krotoszyski bdce
elementami wau wolsztyskiego. Jak przypuszcza Wierzchowska-Kicuowa (1984) w
grnym wizenie obszar zajmowany przez te bloki by jeszcze pogrony i uleg
wydwigniciu i denudacji w fazie kruszczogrskiej. W tym okresie blok wolsztysko-
leszczyski zosta rozdzielony od pogorzelsko-krotoszyskiego dyslokacj olenicko-
poznask, ktra aktywna bya w zmieniajcych si reimach tektonicznych, a do kenozoiku
(rys. 2.13 i 2.6).
Podoe podpermskie w omawianym rejonie zlokalizowanym na NE od dyslokacji
Dolska zostao, jak si przypuszcza, sfadowane w wyniku ruchw fazy asturyjskiej
(Wierzchowska-Kicuowa 1984, 1987), a obecny obraz powierzchni podpermskiej jest
efektem dziaalnoci tektonicznej w grnym karbonie i dolnym permie, poczonej z siln
erozj (Karnkowski, Rdzanek, 1982). W podou podpermskim obok elementw tektoniki
fadowej istnieje system niecigoci dysjunktywnych (rys. 2.13B). System dyslokacji
synwaryscyjskich zoony z uskokw wikszych, prawoskrtnych o rozcigoci NW-SE i
mniejszych, lewoskrtnych o rozcigoci SW-NE by okresowo odmadzany (Dadlez, 1994).
Zdaniem Sokoowskiego (1974) dyslokacje o rozcigoci NW-SE (WNW-ESE) zostay
odmodzone w wyniku tektonicznych ruchw kimeryjskich i laramijskich.
Wydzia Geologii, Geofizyki i Ochrony rodowiska, Katedra Surowcw Energetycznych
17
-
T. Makowski - Analiza karbosko-dolnopermskiego systemu naftowego w aspekcie poszukiwa puapek litologicznych i strukturalnych w utworach czerwonego spgowca w strefie rem-Kalisz-Konin
Akademia Grniczo-Hutnicza im. Stanisawa Staszica w Krakowie
System uskokw w podou permu o rozcigoci SW-NE w rejonie Leszna i od
Ostrowa Wielkopolskiego, a po Wielu (rys. 2.13A) zosta potwierdzony badaniami
geofizycznymi, gwnie sejsmiki refrakcyjnej i refleksyjnej (Wierzchowska-Kicuowa, 1987).
Poczwszy od dyslokacji Leszno-Pozna w kierunku poudniowo-wschodnim uskoki te
zmieniaj kierunek na WSW-ENE, a ich przebieg jest skony do gwnych elementw
strukturalnych. Nale one do najmodszej generacji niecigoci modowaryscyjskich, a
niektre z nich odmadzane byy w czasie ruchw alpejskich, zapocztkowujc rozwj
mezozoicznych roww tektonicznych (Wierzchowska-Kicuowa, 1984). Uskoki o
generalnym kierunku NW-SE powstay nie wczeniej ni w fazie asturyjskiej
(Wierzchowska-Kicuowa, 1984). Naoenie ruchw fadowych i systemu dyslokacji
synwaryscyjskich odmadzanych pniejszymi ruchami oraz denudacja przedpermska day w
rezultacie mozaikow budow podoa podpermskiego (rys. 2.13).
Na uksztatowanie morfologii powierzchni podpermskiej miay wpyw formy reliefu
powaryscyjskiego powstae w wyniku dugotrwaej erozji oraz ruchy synsedymentacyjne
zwizane z faz saalsk, ktre doprowadziy do powstania zrbw i roww tektonicznych.
Faza saalska rozumiana bya dotychczas w Polsce jako ruchy tektoniczne w czerwonym
spgowcu. Jednak przykady z basenu niemieckiego wskazuj, e w czerwonym spgowcu
istniao wicej impulsw tektonicznych o zrnicowanej aktywnoci. Za najsilniejsze
uwaane s ruchy saalskie, ktre Karnkowski (1991, 1999a) datuje na przeom dolnego
(koniec sedymentacji osadw podwulkanicznych) i grnego czerwonego spgowca (koniec
sedymentacji ogniwa zlepiecw z Polwicy). Zdaniem Karnkowskiego (1999a) ruchy saalskie
byy zwizane z gwnymi dyslokacjami wgbnymi - uskokiem Dolska i stref dyslokacyjn
Pozna-Kalisz (SDPK). Tak zdefiniowane ruchy saalskie mogy oddziaywa rwnie na
pnocny wschd od SDPK, urozmaicajc tektonicznie morfologi karbonu przed
sedymentacj grnego czerwonego spgowca. Pniejsze ruchy tektoniczne w grnym
czerwonym spgowcu nazwane za badaczami niemieckimi jako altmarckie (Hoffmann,
Pokorski in. 1997; Karnkowski, 1999a) zaznaczyy si w 4 impulsach. Mogy doprowadzi do
uaktywnienia starszych uskokw podoa karboskiego i w efekcie przed transgresj
cechsztysk uformowa zrby i rowy tektoniczne o niewielkich amplitudach, co wynikao z
faktu, i byy sabsze od wczeniejszych silnych ruchw saalskich. Urozmaicona rzeba
modowaryscyjska wywara wpyw jeszcze na sedymentacj cechsztysk. Zwizek
pomidzy tektonik podoa, a sedymentacj ewaporatw PZ1 dostrzegaj w swych
badaniach Kijewski i Salski (1978). Autorzy wykazali, e rozkad miszoci soli i
anhydrytw PZ1 w poudniowo-zachodniej czci monokliny przedsudeckiej ma kierunki
Wydzia Geologii, Geofizyki i Ochrony rodowiska, Katedra Surowcw Energetycznych
18
-
T. Makowski - Analiza karbosko-dolnopermskiego systemu naftowego w aspekcie poszukiwa puapek litologicznych i strukturalnych w utworach czerwonego spgowca w strefie rem-Kalisz-Konin
Akademia Grniczo-Hutnicza im. Stanisawa Staszica w Krakowie
W-E lub WNW-ESE, zblione do przebiegu dyslokacji waryscyjskich. Na wystpowanie
lokalnych pionowych ruchw w pitrze PZ1 na NW od obszaru bada w strefie granicznej
monokliny przedsudeckiej i synklinorium szczecisko-szamotulskiego zwraca uwag w swej
pracy Skoczylas (1978) dostrzegajc rwnie dziaalno pozytywnych ruchw pionowych
pod koniec piter PZ3 i PZ4.
Badania tektoniki pnego permu prowadzone byy w szerokim zakresie na obszarze
wschodniej Holandii, gdzie zaobserwowano zwizek pomidzy morfologi naruszonego
tektonicznie podoa, a wyksztaceniem litologicznym cechsztynu (Geluck, 1999). Na
platformie siarczanowej pomidzy miszymi waami anhydrytowymi, ktrych powstanie
wykazuje zwizek z morfologi podoa, utworzyo si szereg zagbie, w ktrych
sedymentowaa sl. Wydzielono dwie zasadnicze fazy tektoniczne: wczesnocechsztysk w
trakcie sedymentacji PZ1 okrelon jako ruchy tubanckie I (ang. Tubantian I) oraz
pnocechsztysk po zakoczeniu sedymentacji PZ4 nazwane ruchami tubanckimi II (ang.
Tubantian II). Zdarzenie tektoniczne w pitrze PZ1, zgodnie z tabel stratygraficzn
Menninga (1995), wystpio od 2 do 3 Ma po zakoczeniu depozycji grnego czerwonego
spgowca (258-256 Ma), natomiast pnocechsztyskie od 6 do 7 Ma (252-251 Ma).
Wczesnocechsztyskie impulsy tektoniczne (ang. Tubantian I) w pitrze PZ1
zidentyfikowano w strefie brzenej basenu permskiego na obszarze platformy anhydrytowej,
ktra swym zasigiem obejmuje znaczny obszar Holandii. Ruchy tektoniczne w pitrze PZ1
na obszarze wschodniej Holandii i przylegym terytorium Niemiec spowodoway w skali
lokalnej powstanie ograniczonych dyslokacjami wyniesie w stropie czerwonego spgowca.
W opinii Gelucka (1999) tektonika cechsztyska obserwowana na obszarze Holandii moe
by reprezentatywna w innych strefach wystpowania platform anhydrytowych zarwno w
poudniowym, jak i pnocnym basenie permskim.
Wydzia Geologii, Geofizyki i Ochrony rodowiska, Katedra Surowcw Energetycznych
19
-
T. Makowski - Analiza karbosko-dolnopermskiego systemu naftowego w aspekcie poszukiwa puapek litologicznych i strukturalnych w utworach czerwonego spgowca w strefie rem-Kalisz-Konin
Akademia Grniczo-Hutnicza im. Stanisawa Staszica w Krakowie
2.3. SKAY ZBIORNIKOWE CZERWONEGO SPGOWCA
2.3.1. Wyksztacenie litofacjalne dolnego permu
Warunki depozycji ska osadowych okrelaj ich zrnicowanie litofacjalne i
pierwotne waciwoci zbiornikowe. W basenie czerwonego spgowca rozwj pokrywy
osadowej determinoway trzy podstawowe systemy depozycyjne: eoliczny, fluwialny i plaji.
DOLNY CZERWONY SPGOWIEC
Dolny czerwony spgowiec zoony jest z trzech gwnych kompleksw
litologicznych: klastycznego dolnego, rodkowego wulkanicznego i klastycznego grnego
(Pokorski, 1976). Dolny kompleks powsta w warunkach intensywnego postorogenicznego
zrnicowania morfologii i intensywnej denudacji. Zbudowany jest z osadw fluwialnych
gwnie zlepiecw, piaskowcw zlepiecowatych i piaskowcw (Pokorski 1976, 1988).W
kompleksie tym pojawiaj si skay muowcowe, a take cienkie wkadki wapieni jeziornych
pochodzenia algowego (Protas i in., 2000). Miszo tych utworw jest zmienna i sabo
rozpoznana. W rowach tektonicznych moe siga kilkuset metrw. Powyej zalega
kompleks skal wulkanicznych, ktry tworzy pokrywy lawowe i piroklastyczne lub te
izolowane wystpienia (Pokorski 1976, 1988; Protas i in., 2000). Miszo tego kompleksu
moe siga do okoo 1500 m. Starsze skay wulkaniczne maj charakter obojtny lub
zasadowy (andezyty, bazalty, trachity) i wystpuj w wewntrznej czci orogenu
warysycyjskiego. Modsze natomiast wystpuj w zewntrznej czci orogenu i zaliczane s
do ska kwanych. (Pokorski, 1988). Kompleksy wulkanitw zostay w znacznym stopniu
zerodowane. Odrbny kompleks, zazbiajcy si ze skaami wylewnymi, a take
klastycznymi tworz skay piroklastyczne. Zbudowany jest on ze ska o charakterze
drobnoklastycznych tufw i tufitw oraz gruboklastycznych brekcji i zlepiecw
piroklastycznych. W stropowej czci dolnego czerwonego spgowca wystpuje
posteruptywny kompleks osadw klastycznych. S to gwnie piaskowce i zlepiece
pochodzenia fluwialnego. W skadzie petrograficznym materiau okruchowego dominuj
fragmenty ska wylewnych i piroklasycznych pochodzcych z denudacji modych wwczas
utworw pochodzenia wulkanicznego.
Wydzia Geologii, Geofizyki i Ochrony rodowiska, Katedra Surowcw Energetycznych
20
-
T. Makowski - Analiza karbosko-dolnopermskiego systemu naftowego w aspekcie poszukiwa puapek litologicznych i strukturalnych w utworach czerwonego spgowca w strefie rem-Kalisz-Konin
Akademia Grniczo-Hutnicza im. Stanisawa Staszica w Krakowie
GRNY CZERWONY SPGOWIEC
Utwory grnego czerwonego spgowca w analizowanym obszarze s szczeglnie
interesujce dla poszukiwa naftowych ze wzgldu na powszechne wystpowanie wrd nich
ska klastycznych o dobrych waciwociach zbiornikowych. Warunki sedymentacji
ksztatoway si w zalenoci od dwu czynnikw: aktywnoci tektonicznej, ktrej efektem
byo zrnicowanie morfologii i rozwj roww tektonicznych oraz warunkw klimatycznych,
ktre podlegay znacznym fluktuacjom i zaznaczyy si w charakterze osadw z generaln
tendencj malejcej wilgotnoci (Pokorski 1976, 1981; Kiersnowski 1997; Protas i in., 2000).
Kombinacje powyszych czynnikw prowadziy do uksztatowania si trzech gwnych,
wzajemnie zazbiajcych si systemw depozycyjnych: fluwialnego (wd pyncych),
eolicznego (pustynnego) i plaji (okresowo wysychajcych jezior). Poszczeglne systemy
dominoway w rnych segmentach polskiej czci basenu czerwonego spgowca.
W czci centralnej dominuj utwory o charakterze plaji zwizane z istniejcym tutaj
rozlegym jeziorem okresowym. W pnocno-zachodniej i poudniowo-wschodniej czci
basenu dominuj utwory fluwialne z zaznaczon obecnoci eolicznych, zwaszcza w czci
poudniowo-wschodniej. W czci poudniowo-zachodniej dominuj osady eoliczne. W
zalenoci od kombinacji fluktuacji klimatycznych i zmian tektonicznych zmieniay si
zasigi terytorialne wystpowania poszczeglnych systemw depozycyjnych. W stropowej
czci czerwonego spgowca pojawiaj si osady czwartego systemu depozycyjnego o
charakterze morskich osadw przybrzenych zwizanych z transgresj morza
cechsztyskiego.
System osadw plaji
Gwnym obszarem wystpowania osadw plaji jest basen centralny (bruzda
rodkowopolska) (Pokorski 1976, 1981, 1988; Kiersnowski 1997). W pnym okresie
dolnego permu wystpowao tam jezioro okresowo wysychajce. W peni wyksztacone
utwory plaji ukadaj si w cztery strefy w zalenoci od odlegoci od centrum zbiornika i
zasilania jeziora. S to kolejno: strefa marginalna uformowana po czci przez osady
gruboklastyczne, strefa osadw piaszczystych, strefa osadw ilasto-muowcowych. W
dotychczas odwierconych otworach nie stwierdzono wystpowania strefy osadw
ewaporatowych.
Dominujce litofacje w strefie plaji to muowce, muowce piaszczyste, oraz
podrzdnie iowce (Kiersnowski 1997; Pokorski 1981). Pojawiaj si ponadto drobnoziarniste
Wydzia Geologii, Geofizyki i Ochrony rodowiska, Katedra Surowcw Energetycznych
21
-
T. Makowski - Analiza karbosko-dolnopermskiego systemu naftowego w aspekcie poszukiwa puapek litologicznych i strukturalnych w utworach czerwonego spgowca w strefie rem-Kalisz-Konin
Akademia Grniczo-Hutnicza im. Stanisawa Staszica w Krakowie
piaskowce czsto muowcowe lub ilaste. Utwory te skadaj si z szeregu cykli
sedymentacyjnych rozpoczynajcych si osadami piaszczystymi (ewentualnie
zlepiecowatymi), a koczc si osadami ilastymi czsto rozmytymi przez erozj (Pokorski
1981). Wrd osadw jeziornych pojawiaj si wkadki dobrze wysortowanych drobno- i
rednioziarnistych piaskowcw, ktre s fluwialnymi osadami koryt rozprowadzajcych,
okresowo wkraczajcymi na obszar plaji. Wystpuj take przewarstwienia piaskowcw
reprezentujce izolowane osady wydmowe pojawiajce si w okresach wysychania jeziora
(Kiersnowski, 1997). Ekspansja osadw eolicznych na obszar plaji zaznaczya si gwnie w
dolnej czci grnego czerwonego spgowca. W kocowym okresie zaznaczya si ekspansja
jeziora, a tym samym osadw plaji na obszary akumulacji eolicznej (Kiersnowski, 1997).
System osadw fluwialnych
Osady fluwialne wystpuj powszechnie w obrbie basenu grnego czerwonego
spgowca. W niszej czci wypenienia osadowego basenu s to osady systemu rzek, czsto
okresowych, wystpujcych w warunkach klimatu wzgldnie wilgotnego. W czci wyszej
osady fluwialne towarzysz utworom eolicznym i s gwnie produktem opadw strefy
pustynnej, pojawiajcych si rzadko, ale czsto charakteryzujcych si du intensywnoci.
Fluwialny system depozycyjny skada si z trzech stref: proksymalnej (rdowa i drenau),
transferu oraz strefy dystalnej (Kiersnowski 1997). Strefa proksymalna wystpuje na
obrzeach basenu w wyniesionych obszarach rdowych i grnych odcinkach rzek. S to
gwnie osady stokw aluwialnych zoone z gruboziarnistych, le wysortowanych
zlepiecw oraz piaskowcw i muowcw ze sabo zaznaczonym warstwowaniem. W strefie
transferu wystpuj osady stokw napywowych rozwinite w lokalnych depocentrach
zwizanych np. z poprzecznymi progami tektonicznymi. W strefie dystalnej powstaj osady
okresowych rzek m.in. wpywajcych na obszar plaji. Oglnie s to warstwowane osady
piaszczyste o rnym uziarnieniu, wzgldnie dobrze wysortowane z niewielkim udziaem
frakcji pyowej i ilastej. Osady rzek okresowych pojawiajce si w grnej czci grnego
czerwonego spgowca wrd utworw eolicznych wystpuj czsto w obszarach pooonych
po obu stronach wau wolsztyskiego (Kiersnowski 1997; Protas i in. 2000). Zwizane s one
z epizodycznymi, czsto bardzo gwatownymi opadami atmosferycznymi. Okresowe rzeki
erodujce osady wydmowe tworzyy w strefach proksymalnych gbokie doliny (wadi).
W strefie dystalnej i transferu powstay typowe osady rzeczne.
Wydzia Geologii, Geofizyki i Ochrony rodowiska, Katedra Surowcw Energetycznych
22
-
T. Makowski - Analiza karbosko-dolnopermskiego systemu naftowego w aspekcie poszukiwa puapek litologicznych i strukturalnych w utworach czerwonego spgowca w strefie rem-Kalisz-Konin
Akademia Grniczo-Hutnicza im. Stanisawa Staszica w Krakowie
System osadw eolicznych
Sedymentacja eoliczna rozwina si na rozlegym obszarze basenu grnego
czerwonego spgowca w warunkach klimatu suchego. Koncentruje si ona w obszarach
pustynnych otaczajcych poudniowo-wschodni cz wau wolsztyskiego (rwniny
Kalisza i Wrocawia). Najwiksze rozprzestrzenienie osady eoliczne osigny u schyku
dolnego permu tu przed transgresj cechsztysk (Kiersnowski, 1997).
Eoliczny system depozycyjny zwizany jest szczeglnie z najwysz czci czerwonego
spgowca i skada si z terygenicznych osadw drobno- i rednioklastycznych
reprezentowanych przez rnoziarniste piaskowce, czsto z podrzdnym udziaem muowcw
i iowcw. System ten skada si z nastpujcych asocjacji osadowych: wydmowej,
midzywydmowej i pozawydmowej.
Osady wydmowe zoone s z dobrze wysortowanych piaskowcw rednio- i
drobnoziarnistych o charakterystycznej laminacji duej skali (Kiersnowski 1998; Protas i in.,
2000). Wystpuj ponadto piaskowce bardzo drobnoziarniste (pyowce). Piaskowce
wydmowe cechuj si znaczn porowatoci i s czsto sabo scementowane.
Asocjacja midzywydmowa zawiera trzy facje osadowe: osady midzywydmowe
suche, osady midzywydmowe wilgotne, osady midzywydmowe mokre, do ktrych
zaliczane s deponowane w rodowisku fluwialnym osady powodziowe. Osady
midzywydmowe suche reprezentowane s przez facj pokryw piaskowych. S to piaskowce
przewanie naprzemian grubo- i drobnoziarniste, o laminacji poziomej lub zblionej do
poziomej. Osady midzywydmowe wilgotne charakteryzuj si zwikszonym udziaem
frakcji pelitycznych. Utwory midzywydmowe mokre reprezentuj drobnoziarniste
piaskowce, iowce i muowce o drobnej, rwnolegej laminacji.
Asocjacj pozawydmow tworz gwnie osady pokryw piaskowych ze sporadyczn
domieszk osadw podstaw wydm. Z osadami tej facji zwizane s pozostaoci niewielkich
wydm barchanoidalnych lub kopuowych.
W stropowej partii czerwonego spgowca wystpuje cienka warstwa osadw
transgresywnych powstaa poprzez rozmycie i redepozycj (przerobienie) osadw gwnie
pustynnych w trakcie transgresji cechsztyskiej. S to przede wszystkim drobno- i
rednioziarniste piaskowce o barwie janiejszej ni pozostae utwory grnego czerwonego
spgowca. Ich zmienne miszoci s efektem zrnicowania reliefu powierzchni stropowej
czerwonego spgowca przed transgresj cechsztysk.
Wydzia Geologii, Geofizyki i Ochrony rodowiska, Katedra Surowcw Energetycznych
23
-
T. Makowski - Analiza karbosko-dolnopermskiego systemu naftowego w aspekcie poszukiwa puapek litologicznych i strukturalnych w utworach czerwonego spgowca w strefie rem-Kalisz-Konin
Akademia Grniczo-Hutnicza im. Stanisawa Staszica w Krakowie
2.3.2. Wpyw diagenezy na waciwoci zbiornikowe utworw grnego czerwonego
spgowca
Pierwotna porowato ska klastycznych zalena jest od warunkw depozycji, a wic
od wyksztacenia litofacjalnego. Zmiany porowatoci ska osadowych s nierozcznie
zwizane z cyklem ich przemian w trakcie wczesnej i pnej diagenezy (Rieke, Chilingarian
1974; Waples, Kamata, 1993). Procesy diagenetyczne wystpuj z reguy w okrelonej
kolejnoci, w miar pogrania osadu, tzn. jako pierwsza pojawia si kompakcja
mechaniczna, a nastpnie cementacja i kompakcja chemiczna. W specyficznych warunkach,
dla rnych typw osadw, a take w zalenoci od chemizmu mediw zoowych proces
cementacji moe pojawia si rwnoczenie z kompakcj mechaniczn, a nawet j
wyprzedza.
Najwaniejszym procesem wczesnej diagenezy jest proces kompakcji mechanicznej
osadw w wyniku nacisku nadkadu. W miar wzrostu pogrenia osadu zaznacza si
oddziaywanie kompakcji chemicznej zwizanej generalnie z rozpuszczaniem pod cinieniem
i wtrn krystalizacj szkieletu. Kompakcja chemiczna nie zawsze musi by zwizana ze
spadkiem porowatoci, jeli rozpuszczone elementy fazy staej bd usuwane z danego
fragmentu orodka skalnego. Efektem tego procesu s wklso-wypuke i zazbiajce si
kontakty ziaren, podczas gdy w wyniku kompakcji mechanicznej nastpuje wzrost kontaktw
punktowych i prostych (Maliszewska, 1996).
Kolejnym procesem diagenetycznym majcym wpyw na waciwoci zbiornikowe
jest cementacja. Proces ten moe si wiza z etapem wczesnej diagenezy w rodowisku
depozycji, oraz pnej diagenezy w kolejnych stadiach pogrania osadw (Gregosiewicz,
Protas, 1997). Cementacj powstrzymuje nasycenie przestrzeni porowej wglowodorami,
ktre zapobiega infiltracji zmineralizowanych roztworw. Skay zbiornikowe wczenie
napenionych puapek mog wykazywa zatem wyranie lepsze porowatoci i
przepuszczalnoci w stosunku do regionalnego ta. Cementacja moe mie charakter
regresywny wskutek rozpuszczania wczeniej wykrystalizowanych cementw, co prowadzi
do powstania porowatoci wtrnej. Najbardziej podatne na rozpuszczanie s cementy
kalcytowe i siarczanowe. Rozpuszczanie cementw moe wystpi na etapie inwersji basenu
sedymentacyjnego wskutek zmiany chemizmu wd porowych. Inwersja tektoniczna moe
take powodowa w silnie zdiagenezowanych piaskowcach powstawanie szczelin, ktre
otwieraj drogi migracji dla gazu.
Wydzia Geologii, Geofizyki i Ochrony rodowiska, Katedra Surowcw Energetycznych
24
-
T. Makowski - Analiza karbosko-dolnopermskiego systemu naftowego w aspekcie poszukiwa puapek litologicznych i strukturalnych w utworach czerwonego spgowca w strefie rem-Kalisz-Konin
Akademia Grniczo-Hutnicza im. Stanisawa Staszica w Krakowie
Rola poszczeglnych procesw diagenetycznych w ksztatowaniu przestrzeni porowej
piaskowcw grnego czerwonego spgowca na NE od wau wolsztyskiego w rowie
Poznania, oraz w gbszej partii basenu jest bardzo zrnicowana. Wyniki prac Gregosiewicz
i Protasa (1996, 1997), Muszyskiego (1997, 1999), oraz Protasa (2006) wskazuj, e
najwaniejszym procesem, ktry doprowadzi do redukcji porowatoci bya cementacja, a
wpyw kompakcji by nawet trzykrotnie mniejszy. Badania petrograficzne wykonane w
otworach zlokalizowanych w rowie Poznania: Broniszewice-l, Gouchw-2, Komorze-2, Kotlin-l,
Kotlin-2, Miosaw-2, Witowo-1 wykazay, e proces cementacji obniy porowato o 22-28% a
kompakcji o 4-12% (Muszyski 1997, 1999). Z kolei badania nad procesami diagenezy
przeprowadzone przez Maliszewsk i Kubersk. (2006) oraz Biernack i in. (2006) w innych
otworach z tej czci basenu (np. Krnik-2, Krzykosy-1A i Zakrzy IG-1) dominujc rol w
redukcji porowatoci przypisuj procesom kompakcji, czego dowodem s lokalne trendy
zmian porowatoci z gbokoci pogrzebania utworw grnego czerwonego spgowca w
profilach otworw, ale nie zaznaczaj si ju tak wyranie w skali regionalnej odniesionej do
tej czci basenu. Porowato pierwotna moe by chroniona selektywnie przed
destrukcyjnym dziaaniem kompakcji przez usztywnienie szkieletu poprzez
wczesnodiagenetyczne obwdki hematytowo-illitowe ziarn oraz chlorytowe (Rochewicz,
1980). Du zawartoci wczesnych cementw ilastych typu otoczkowego charakteryzuj si
piaskowce z rejonu Kalej i Radlina w rowie Poznania, gdzie pomimo znacznej gbokoci
pogrenia waciwoci zbiornikowe (porowato, przepuszczalno) s bardzo dobre
(Gregosiewicz, Protas, 1996, 1997).
Zaawansowanie procesu cementacji jest zmienne na obszarze monokliny przedsudeckiej i
skorelowane z anomaliami paleotermicznymi oraz z wystpowaniem wgbnych dyslokacji
rozcinajcych utwory karbonu i czerwonego spgowca (Gregosiewicz, Protas, 1996, 1997;
Protas, 2006; Biernacka i in. 2006). Zwizek pomidzy tektonik podoa a przemianami
diagenetycznymi zosta szczegowo opisany przez badaczy niemieckich studiujcych
diagenez piaskowcw w pnocnoniemieckim basenie permskim (Gaupp i in., 1993).
Zauwaaj oni zwizek pomidzy zawansowaniem przemian diagenetycznych i odlegoci od
niecigoci dysjunktywnych. Ich zdaniem w kilkusetmetrowej strefie bezporedniego
kontaktu tektonicznego piaskowcw czerwonego spgowca ze skaami karbonu wskutek
infiltracji kwanych wd karboskich dominuje cementacja kaolinitem i rozpuszczanie
skaleni oraz cementw siarczanowych i wglanowych. Wraz ze wzrostem odlegoci od
dyslokacji (do 1 km) narasta rola cementacji autigenicznym illitem i maleje intensywno
rozpuszczania skaleni oraz cementw siarczanowych i wglanowych. Bezporedni
Wydzia Geologii, Geofizyki i Ochrony rodowiska, Katedra Surowcw Energetycznych
25
-
T. Makowski - Analiza karbosko-dolnopermskiego systemu naftowego w aspekcie poszukiwa puapek litologicznych i strukturalnych w utworach czerwonego spgowca w strefie rem-Kalisz-Konin
Akademia Grniczo-Hutnicza im. Stanisawa Staszica w Krakowie
przyczyn przedstawionego zrnicowania przemian diagenetycznych s zmiany chemizmu
wd karboskich na drodze ich migracji w piaskowcach czerwonego spgowca. Wzrasta
bowiem sukcesywnie odczyn pH kwanych wd karboskich, bogatych w dwutlenek wgla,
wskutek rozpuszczania skaleni oraz cementw wglanowych i siarczanowych, co preferuje
precypitacje illitem (Platt, 1993). Obserwacje przeprowadzone w basenie niemieckim
pozwalaj wnioskowa, e dobre waciwoci zbiornikowe piaskowcw grnego czerwonego
spgowca mog wystpi w strefach ich bezporedniego kontaktu z karbonem wyniesienia
wolsztyskiego. W dalszej odlegoci od uskoku waciwoci zbiornikowe zostan znaczco
ograniczone wskutek silnej cementacji illitem. Podobnie zostao zinterpretowane przez
Biernack i in. (2006) zrnicowanie zawartoci kaolinitu i illitu w rejonie Raduchw-
Kunica Grabowiecka na SE od wau wolsztyskiego. Z t stref zwizane jest rwnie
wystpowanie anomalii paleotermicznej i wysokiego stopnia przeobraenia karboskiej
materii organicznej (Karnkowski, 1999b; Merta, 1998; Grotek, 2006).
Lateralny kontakt piaskowcw czerwonego spgowca z ewaporatami cechsztynu sprzyja
zablinieniu ich przestrzeni porowej cementami wglanowymi i siarczanowymi. Znaczn
zawartoci cementw wglanowych charakteryzuj si utwory czerwonego spgowca
zdeponowane w basenie centralnym, lokalnie w strefie przykrawdziowej wau
wolsztyskiego w partiach przystropowych oraz na karboskim wyniesieniu Kalisza.
W obszarach, gdzie udzia cementw wglanowych i siarczanowych jest znaczny, wiksze
znaczenie w redukcji porowatoci w osadach grnego czerwonego spgowca miaa
cementacja, ni kompakcja (Maliszewska, Kuberska, 2007).
Przepuszczalno redukoway najbardziej cementy ilaste krystalizujce na etapie
pnej diagenezy w formie listewek i wkien. Czste wystpowanie cementw ilastych
stwierdzono na obszarze monokliny przedsudeckiej, natomiast w centrum basenu na obszarze
bruzdy rodkowopolskiej dominuje cementacja chlorytem. Takie zrnicowanie lateralne
cementacji w obrbie polskiego basenu czerwonego spgowca moe by zwizane z
oddziaywaniem roztworw plaji w czci centralnej i kwanych roztworw karboskich
preferujcych cementacj illitem w strefach brzenych, podobnie jak to ma miejsce w basenie
pnocnoniemieckim (Gaupp i in., 1993).
Oznaczenie metod K-Ar wieku wzrostu illitu diagenetycznego ograniczajcego w
znacznym stopniu waciwoci filtracyjne wykonano na prbach pobranych z otworw
wiertniczych Krzykosy-1A, Polwica-1, Krnik-1 zlokalizowanych w niecce poznaskiej.
Wyniki bada wykazay zrnicowany wiek jego krystalizacji (Protas, 2006). Oznaczenia
prb pobranych z otworu Polwica-1 zlokalizowanego w strefie dyslokacyjnej wykazay, e
Wydzia Geologii, Geofizyki i Ochrony rodowiska, Katedra Surowcw Energetycznych
26
-
T. Makowski - Analiza karbosko-dolnopermskiego systemu naftowego w aspekcie poszukiwa puapek litologicznych i strukturalnych w utworach czerwonego spgowca w strefie rem-Kalisz-Konin
Akademia Grniczo-Hutnicza im. Stanisawa Staszica w Krakowie
illit (frakcja 0,2 0,002 m) krystalizowa ju w pnym triasie. Datowanie wieku
krystalizacji illitu z pozostaych dwch otworw wskazuj na wczesn jur i pocztek
rodkowej (aalen). Podobnie jak w basenie pnocnoniemieckim wiek krystalizacji
diagenetycznego illitu koreluje si w czasie z przebudow starokimeryjsk (Gaupp i in. 1993;
Zwingmann i in., 1998). Moe to potwierdza udronienie starych i powstanie nowych
dyslokacji, ktrymi migroway gorce roztwory z karbonu, sprzyjajc krystalizacji illitu w
skaach czerwonego spgowca. Pniejsze datowania wieku krystalizacji illitu przypadajce
na koniec rodkowej jury (kelowej) (150,4+/-4,5 mln lat) i wczesn kred (hoteryw) (116,1+/-
3,3 mln lat) stwierdzono w prbach pobranych z otworw zlokalizowanych w gbszej partii
basenu czerwonego spgowca, odpowiednio: Objezierze IG-1 i Wrzenia IG-1 (Maliszewska,
Kuberska, 2006). Dotychczasowe wyniki datowania wieku krystalizacji illitu wskazuj na
starokimeryjski etap powstania akumulacji gazu ziemnego w utworach czerwonego spgowca
w niecce poznaskiej. Wniosek ten pozostaje w zgodnoci z okresem generowania
maksymalnych iloci wglowodorw gazowych z karboskich ska macierzystych
okrelonym w wyniku modelowa procesw naftowych.
Wzrost zawartoci cementw w utworach czerwonego spgowca i zwizana z tym
utrata waciwoci filtracyjnych ma rwnie swj korzystny wymiar poszukiwawczy. Sprzyja
bowiem powstaniu puapek zoowych o charakterze diagenetycznym lub litologiczno-
diagenetycznym.
Analizowany obszar rem-Kalisz-Konin obejmuje zarwno stref gbsz basenu,
gdzie miszoci grnego czerwonego spgowca przekraczaj 600m oraz przykrawdziow
stref wau wolsztyskiego o miszociach malejcych do 0m. Porowato efektywna jest
zrnicowana w zalenoci od wyksztacenia litofacjalnego i stopnia diagenezy. W
piaskowcach eolicznych wynosi do 28%, natomiast we fluwialnych do kilkunastu procent.
Zmienno przepuszczalnoci w piaskowcach jest bardzo dua od poniej 1mD do prawie
1000mD. Dobre waciwoci zbiornikowe utrzymuj si do linii Broniszewice-Gouchw, a
dalej w kierunku NE nastpuje pogorszenie waciwoci filtracyjnych.
Jak wykazay wyniki przestrzennej analizy zmiennoci parametrw petrofizycznych
utworw czerwonego spgowca w strefie Wrzenia-Kalisz (Semyrka i in., 2006) rednia
porowato piaskowcw eolicznych w zakresie gbokoci od 3500m do 4000m zmienia si
od ok. 20% do ok. 9%, a w interwale gbokoci 4000-5000m oscyluje od ok. 12% do ok. 4%.
rednia przepuszczalno w przedziale gbokociowym 3500-4000m cechuje si
Wydzia Geologii, Geofizyki i Ochrony rodowiska, Katedra Surowcw Energetycznych
27
-
T. Makowski - Analiza karbosko-dolnopermskiego systemu naftowego w aspekcie poszukiwa puapek litologicznych i strukturalnych w utworach czerwonego spgowca w strefie rem-Kalisz-Konin
Akademia Grniczo-Hutnicza im. Stanisawa Staszica w Krakowie
zmiennoci w zakresie od powyej 10mD do poniej 1mD. W przedziale gbokociowym
4000-5000m przepuszczalno jest nisza od 1mD.
W strefie krawdziowej wau wolsztyskiego stopie cementacji piaskowcw jest bardzo
zrnicowany (Maliszewska, Kuberska, 2006). Redukcja porowatoci do ok. 10% w strefie
wyklinowania utworw grnego czerwonego spgowca zwizana jest z wystpowaniem
gwnie osadw aluwialnych i fluwialnych. Lokalnie w strefach, gdzie procesy cementacji byy
sabe zachoway si piaskowce o prawie pierwotnych parametrach zbiornikowych, ktrych
porowato zblia si do 30%, a przepuszczalno do 1000mD. W kierunku NE w oddaleniu od
wau wolsztyskiego w rejonie Kaleje-Kotlin, gdzie maleje wpyw cementacji, warto
porowatoci przekracza 20%, a nastpnie maleje w kierunku centrum basenu. Strefa
polepszonych waciwoci zbiornikowych o porowatoci powyej 10% i przepuszczalnoci powyej 1mD
pojawia si pomidzy Miosawiem a Grundami.
2.3.3. Gazonono utworw grnego czerwonego spgowca
Wyksztacenie litologiczne utworw zbiornikowych ujtych w puapk naftow, dobre
waciwoci zbiornikowe, oraz obecno izolujcego kompleksu ewaporatw cechsztyskich
stworzyy korzystne warunki dla akumulacji wglowodorw, przede wszystkim w grnej
przystropowej czci utworw czerwonego spgowca. Liczne zoa na obszarze monokliny
koncentruj si w ssiedztwie wgbnych stref narusze tektonicznych wskazujc na ich rol
w formowaniu puapek. Dotychczas odkryte zoa gazu ziemnego wystpuj w marginalnej
czci basenu czerwonego spgowca, gdzie dominuj litofacje piaskowcw eolicznych i
fluwialnych (rys. 2.5).
W niecce poznaskiej wypenionej osadami dolnego permu, w tym eolicznymi i
fluwialnymi grnego czerwonego spgowca, odkryto dotychczas zoa gazu ziemnego
zakumulowane gwnie w puapkach strukturalnych ekranowanych tektonicznie (rys. 2.5).
Najwikszym dotychczas odkrytym zoem gazu ziemnego w niecce poznaskiej
zakumulowanym w tego typu puapce jest Radlin o powierzchni 14,835km2 i zasobach
wydobywalnych w kategorii B oszacowanych na 10288,91 mln Nm3 (Karnkowski, 1993;
Pkalska-Owicimska, 1995). Perspektywicznymi okazay si rwnie obiekty strukturalne
zwizane ze stref dyslokacyjn Pozna-Kalisz (SDPK) tworzc system mezozoicznych
roww i proww tektonicznych o przebiegu NW-SE. Z t stref tektoniczn zwizane s
Wydzia Geologii, Geofizyki i Ochrony rodowiska, Katedra Surowcw Energetycznych
28
-
T. Makowski - Analiza karbosko-dolnopermskiego systemu naftowego w aspekcie poszukiwa puapek litologicznych i strukturalnych w utworach czerwonego spgowca w strefie rem-Kalisz-Konin
Akademia Grniczo-Hutnicza im. Stanisawa Staszica w Krakowie
zoa gazu ziemnego w utworach grnego czerwonego spgowca (np. Klka) zakumulowane
w puapkach strukturalnych ekranowanych tektonicznie, powstaych w wyniku aktywnoci
przesuwczej podoa w czasie rozwoju SDPK (Kwolek, 2002; Kwolek, Buniak, 2004).
Obok puapek strukturalnych, strukturalno-tektonicznych i strukturalno-
geomorfologicznych w niecce poznaskiej wystpuj rnego rodzaju puapki litologiczne, na
og jednak kombinowane: litologiczno-tektoniczne (np. Rusocin), litologiczno-strukturalne
(np. Papro) i litologiczno-diagenetyczne (np. Ujazd), (rys. 2.5). Puapki tego typu
zlokalizowane s przy pnocno-wschodniej krawdzi wau wolsztyskiego. Wystpowania
puapek litologicznych mona oczekiwa w niszych partiach profilu czerwonego spgowca
w strefach zazbiania piaskowcw eolicznych i osadw ilasto-muowcowych plaji w gbszej
czci basenu oraz pod uszczelnieniem osadami fluwialnymi piaskowcw eolicznych. W
basenie polskim dotychczas nie odkryto akumulacji gazowej o znaczeniu przemysowym w
spgowych partiach czerwonego spgowca, w ktrych zbiornikiem s piaskowce fluwialne
lub eoliczne uszczelnione przewarstwieniami ilastych osadw plaji.
Dotychczasowe prace dotyczce wyjanienia genezy antyklinalnych struktur
zoowych w stropie czerwonego spgowca po NE stronie wau wolsztyskiego wizay
powstanie puapki Radlin i szeregu struktur pod rowami mezozoicznymi ze starokimeryjskimi
deformacjami tektonicznymi, przy wspudziale tektoniki przesuwczej podoa
podpermskiego (Antonowicz, Iwanowska, 1996; Karnkowski 1999; Kwolek, 2002).
Ostateczne uformowanie geometrii struktur i ich zamkni tektonicznych odbyo si w
pniejszych etapach alpejskiej ewolucji tektonicznej w okresie modokimeryjskim i
laramijskim. Na przeomie kredy i trzeciorzdu rozpoczy si silne ruchy wynoszce
zwizane z faz laramijsk orogenezy alpejskiej. Inwersja bya zrnicowana terytorialnie, a o
jej duych rozmiarach wiadcz podtrzeciorzdowe wychodnie jury dolnej i triasu w
poudniowej czci monokliny przedsudeckiej. Na jej skonie bya mniejsza, zanikajc w
centrum niecki mogilesko-dzkiej. Jej zasadniczym efektem byo pochylenie obszaru
przedsudeckiego w kierunku NE do aktualnego pooenia. Zaznaczyo si wyrane
zrnicowanie terytorialne kta regionalnego nachylenia stropu czerwonego spgowca. W
zachodniej czci niecki poznaskiej do strefy dyslokacyjnej Pozna-Olenica nie przekracza
1.5 stopnia, wzrastajc w kierunku wschodnim do 3 stopni. Takie uksztatowanie strukturalne
okrela gwne kierunki migracji gazu z czci centralnej ku peryferiom basenu (Supczyski,
1979). W wyniku przebudowy tektonicznej cz z ulega rozfor
top related