towo-1, Resko-3) co wi¹¿e siê z procesami postsedymenta-cyjnymi (Miko³ajewska & Miko³ajewski, 2004).
W³aœciwoœci zbiornikowe utworów eolicznych górne-go czerwonegórne-go sp¹górne-gowca w Polsce NW s¹ uzale¿nione od nastêpuj¹cych procesów diagenetycznych:
kompakcja: — mechaniczna, — chemiczna, cementacja: —cement ilasto-¿elazisty, — cement ilasty,
— kaolinit (dwie odmiany krystalograficzne), — transformacja kaolinit-illit,
— illit/illit Fe, — chloryt,
— transformacja illit/chloryt, — cement krzemionkowy, porowy, —cement kwarcowy, regeneracyjny, — cement kwarcowy, porowy, — cement wêglanowy, — cement halitowy (?).
Obserwuje siê wyraŸn¹ zale¿noœæ pomiêdzy g³êboko-œci¹ pogr¹¿enia, obecn¹ g³êbokog³êboko-œci¹ zalegania serii eolicz-nych a ich w³aœciwoœciami zbiornikowymi. Widoczne to
jest przy s³abo zachowanej porowatoœci pierwotnej, a roz-winiêtej porowatoœci wtórnej z rozpuszczania sk³adników mineralnych i mikroszczelinowatoœci.
Literatura
BUNIAK A. & SOLARSKA A. 2004 — Wystêpowanie z³ó¿ wêglo-wodorów a wykszta³cenie litologiczno-facjalne utworów górnego czer-wonego sp¹gowca na obszarze Pomorza Zachodniego (na przyk³adzie z³ó¿ Ciechnowo i S³awoborze). Poster. Arch. PGNiG S.A. Oœrodek Pó³noc w Pile.
KARNKOWSKI P.H. 1999 — Origin and evolution of the Polish Rotliegend Basin. Pol. Geol. Inst. Spec. Pap., 3, pp. 93.
KIERSNOWSKI H. 1997 — Depositional development of the Polish Upper Rotliegend Basin and evolution of its sediment source areas. Geol. Quart., 41: 433–456.
KWOLEK K., MALAGA M., PROTAS A. & WOLNOWSKI T. 2001 — Polish Rotliegend Basin — prospects of new gas play discoveries. Poster. Arch. Oœrodka Pó³noc w Pile.
MIKO£AJEWSKA A. & MIKO£AJEWSKI Z. 2004 — Zmiennoœæ litologiczno – facjalna oraz zró¿nicowanie parametrów petrofizycznych w utworach górnego czerwonego sp¹gowca — rejon z³o¿a gazu ziem-nego Miêdzyzdroje W. Poster. Arch. PGNiG S.A.Oœrodek Pó³noc w Pile.
POKORSKI J. 1989 — Evolution of the Rotliegendes basin in Poland. Bull. Pol. Acad. Sc. Earth Sc. 37: 49–55.
Piaskowce czerwonego sp¹gowca i ich diageneza na obszarze Wa³u Pomorskiego
(z³o¿e Ciechnowo)
Ma³gorzata Rusek*, Arkadiusz Buniak**, Anna Solarska**, Mariola Kowalczak**,
Reinhard Gaupp*
W latach dziewiêædziesi¹tych odkryto najwiêksze na Pomorzu Zachodnim (Wa³ Pomorski) z³o¿e gazu ziemnego Ciechnowo w piaszczystych osadach górnego czerwonego sp¹gowca. Struktura Ciechnowo w stropie czerwonego sp¹gowca rysuje siê jako pod³u¿ny, wypiêtrzony element uszczelniony utworami cechsztynu. Ska³ê zbiornikow¹ tworz¹ piaskowce drobnoziarniste barwy szarej i czerwo-nobrunatnej.
W serii osadowej górnego czerwonego sp¹gowca wystê-puje zró¿nicowane spektrum osadów, które generalnie wi¹zaæ nale¿y z fluwialnym systemem depozycyjnym. Ska³ami macierzystymi dla gazu ziemnego tej akumulacjiby³y naj-prawdopodobniej utwory karbonu górnego i dolnego.
Górny czerwony sp¹gowiec w badanych otworach jest reprezentowany g³ównie przez drobnoziarniste, s³abo wysortowane piaskowce szare (strop) i brunatnoczerwone. W czterech otworach poziomy piaskowców szarych osi¹gaj¹ maksymalnie do 50 m mi¹¿szoœci i s¹ czêsto impregnowane sta³ymi bituminami. Migruj¹ce wzd³u¿ uskoków wêglowodory doprowadzi³y prawdopodobnie do
redukcji ¿elaza (Fe3+ ® Fe2+) w hematycie, tworz¹cym obwódki wokó³ ziaren, i tym samym do zmiany zabarwie-nia piaskowców z czerwonego na szare. Brak ankerytu wyklucza absorpcjê ¿elaza przez wêglany. Jest mo¿liwe, i¿ wype³nienie przestrzeni porowej wêglowodorami ograni-czy³o b¹dŸ wstrzyma³o krystalizacjê cementów autigenicz-nych.
W modelowaniu przestrzeni porowej osadów decy-duj¹c¹ rolê odegra³y procesy diagenetyczne takie jak: kom-pakcja mechaniczna i chemiczna, cementacja oraz przeobra¿enia ziarn niestabilnych. Deponowane w œrodo-wisku fluwialnym piaskowce, zaliczane g³ównie do areni-tów sublitycznych i litycznych, maj¹ dwa g³ówne typy cementów — kwarcowy i kalcytowy. Powstaj¹ce we wcze-snym etapie diagenezy cementy zabudowa³y znaczn¹ czêœæ przestrzeni miêdzyziarnowej i tym samym czêœciowo zahamowa³y dzia³anie kompakcji mechanicznej, która mia³a decyduj¹cy wp³yw na redukcjê pierwotnej porowa-toœci. Miejscami pogorszenie w³asnoœci filtracyjnych spo-wodowane by³o tworzeniem siê anhydrytu.
Znacz¹c¹, aczkolwiek nie decyduj¹c¹ rolê w procesach diagenetycznych odegra³y minera³y ilaste, jak illit i chlo-ryt. Illit wystêpuje tutaj w niewielkich iloœciach, g³ównie w postaci ³useczek tworz¹cych wspólnie z hematytem obwódki wokó³ ziaren. Na tych obwódkach narastaj¹ pro-mieniœcie blaszki chlorytu, niekiedy tak¿e illitu.
Wtórna porowatoœæ tworzy³a siê równie¿ przez roz-puszczanie ziaren kwarcu i nielicznych skaleni. W inter-340
Przegl¹d Geologiczny, vol. 53, nr 4, 2005
*Institut für Geowissenschaften, Allgemeine und Histori-sche Geologie, Friedrich Schiller Universität Jena, Burgweg 11, 07749 Jena; m.rusek@uni-jena.de, reinhard.gaupp@uni-jena.de **Polskie Górnictwo i Gazownictwo S.A. w Warszawie, Centrala Spó³ki, Departament Poszukiwania Z³ó¿, Oœrodek Pó³noc w Pile, pl. Staszica 9, 64-920 Pi³a; arkady@geonafta-pila.com.pl, anias@geonafta-pila.com.pl, mkowalczak@geonafta-pila.com.pl
wa³ach silnie scementowanych przez wêglany obserwuje siê zastêpowanie ziaren przez kalcyt.
Literatura
BUNIAK A. & SOLARSKA A. 2004 — Wystêpowanie z³ó¿ wêglowo-dorów a wykszta³cenie litologiczno-facjalne utworów górnego
czerwo-nego sp¹gowca na obszarze Pomorza Zachodniego (na przyk³adzie z³ó¿ Ciechnowo i S³awoborze). Basen permski Ni¿u Polskiego, czerwony sp¹gowiec, budowa i potencja³ zasobowy: 113–118.
FOXFORD K. A., WALSH J. J., WATTERSON J., GARDEN I. R., GUSCOTT S. C. & BURLEY S. D. 1998 — Structure and content of the Moab Fault Zone, Utah, USA, and its implications for fault seal prediction, [W:] Jones G., Fisher Q. J. & Knipe R. J. (red.), Faulting, Fault Sealing and Fluid Flow in Hydrocarbon Reservoirs. Geol. Soc. London, Spec. Publ., 147: 87–103.
Kompleksowa analiza katodoluminescencyjna — interpretacja
obrazów i widm CL
Magdalena Sikorska*
Na przestrzeni ostatnich kilkudziesiêciu lat, równole-gle z rozwijanymi badaniami nad natur¹ zjawiska katodo-luminescencji (CL), nast¹pi³ postêp w technikach badawczych stosowanych w analizie CL. Najpopularniej-sza jest standardowa aparatura z tzw. zimn¹ katod¹, w któ-rej elektrony uwalniane s¹ pomiêdzy katod¹ i anod¹ w zjonizowanym gazie. Wspó³pracuje ona z mikroskopem polaryzacyjnym, a efektami badañ s¹ kolorowe obrazy. Udoskonaleniem opisanej aparatury jest tzw. gor¹ca kato-da, w której zastosowano roz¿arzone w³ókno wolframowe jako Ÿród³o elektronów. Dziêki tej modyfikacji uzyskuje-my obrazy CL o wiêkszej czu³oœci, co pozwala na rejestra-cjê krótkotrwa³ej luminescencji oraz bardzo s³abego œwiecenia.
Zupe³nie now¹ jakoœæ stanowi SEM-CL czyli katodo-luminescencja obserwowana w mikroskopie elektrono-wym z mo¿liwoœci¹ rejestracji widm emisyjnych przy pomocy spektrometru. Obrazy s¹ czarno-bia³e, ale ich zalet¹ jest mo¿liwoœæ uzyskiwania du¿ych powiêkszeñ. Widma prezentuj¹ zapis d³ugoœci fali i intensywnoœci emi-towanego œwiat³a przez minera³. Daje to mo¿liwoœæ okre-œlenia czynników powoduj¹cych luminescencjê w danym minerale, a nawet w jego ró¿nych obszarach o odmiennej luminescencji. Mo¿emy stwierdziæ czy dane pasmo emi-syjne widma CL wywo³ane jest przez obecnoœæ wewnêtrz-nego defektu w sieci krystalicznej czy te¿ defektu wywo³anego czynnikami zewnêtrznymi tzn. przez inkor-poracjê obcych jonów (Gorobets & Rogojine, 2002).
Interesuj¹ce s¹ wyniki badañ apatytów pochodz¹cych z ró¿nych rodzajów ska³. Potwierdzi³a siê prawid³owoœæ wystêpowania ¿ó³tej barwy luminescencji w apatytach ze ska³ granitoidowych, która wywo³ana jest obecnoœci¹ man-ganu. Na widmie CL apatytu dominuje linia 570 nm Mn2+
. Natomiast zupe³nie inny kszta³t widma CL uzyskano dla apatytu z cieszynitu odznaczaj¹cego siê szaroniebiesk¹ barw¹ CL oraz g³ówn¹ lini¹ emisyjn¹ 383 nm Ce3 i bardzo s³ab¹ od Mn2+
.W widmie apatytu z nelsonitu pojawi³a siê linia emisyjna 485 nm pochodz¹ca od Dy3+. Szczegó³owe analizy spektralne w poszczególnych strefach kryszta³u apatytu o budowie pasowej, pokazuj¹ zmiany wzajemnego stosunku trzech aktywatorów: Ce3+
, Dy3+ i Mn2+
. Zmiany te nie maj¹ charakteru linearnego i odzwierciedlaj¹ skokowe wahania chemizmu w procesach magmowych. W
przypad-ku apatytów pochodzenia diagenetycznego (piaskowce kambryjskie) wystêpuje ca³a gama barw CL: od mlecz-no-bia³ych, przez ¿ó³te, zielone, ró¿owe do szarych. Wi¹¿e siê to z domieszkami ró¿nych pierwiastków ziem rzadkich. Zale¿noœci pomiêdzy barwami CL a kszta³tem widma, w badanych cyrkonach z osadów kambryjskich, s¹ bardzo wa¿ne z uwagi na implikacje genetyczne. Ju¿ samo zró¿ni-cowanie barw CL (cyrkony niebieskie i ¿ó³te) oraz budowy wewnêtrznej wskazuje na ró¿n¹ proweniencjê ziaren, a zmiany w intensywnoœci luminescencji œwiadcz¹ o zmia-nach chemizmu stopu magmowego w czasie ich krystaliza-cji.
W przypadku badanego stroncjanitu z karbonatytów na widmie CL zaznacza siê jedynie linia emisyjna 374 nm pochodz¹ca od Ce3+wywo³uj¹cego niebiesk¹ barwê CL. Natomiast na widmie wspó³wystêpuj¹cego z nim kalcytu, o czerwonej barwie CL, wystêpuje tylko linia 610 nm Mn2+
. Fakt ten mo¿e wskazywaæ na krystalizacjê stroncja-nitu i kalcytu z ró¿nych roztworów, z których jeden by³ noœnikiem strontu i pierwiastków ziem rzadkich, albo te¿ na zast¹pienie kalcytu przez stroncjanit pod wp³ywem tego roztworu.
Pojawienie siê nietypowych, ró¿owych i fioletowych barw CL w anhydrycie z nelsonitu jest wywo³ane domiesz-kami pierwiastków ziem rzadkich: Ce3+, Dy3+i Sm3+. Bar-dzo interesuj¹ce okaza³y siê wyniki analiz CL kwarcu w piaskowcach kambryjskich, a w szczególnoœci cementu kwarcowego. Analiza spektralna wykaza³a, ¿e ró¿nica barw luminescencyjnych (zielona i br¹zowa) jest spowo-dowana wystêpowaniem ró¿nego typu defektów struktury sieci krystalicznej w obu cementach. Wi¹¿e siê to z odmiennymi warunkami ich powstawania np. temperatur¹, tempem krystalizacji, sk³adem chemicznym fluidów i potwierdza wczeœniejsz¹ tezê (Sikorska, 1998) o dwueta-powej cementacji kwarcowej w badanych piaskowcach kambryjskich.
Kompleksowa analiza CL prowadzona przy u¿yciu zimnej katody oraz w mikroskopie elektronowym z wyko-rzystaniem spektrometru stwarza nowe mo¿liwoœci inter-pretacyjne w badaniach petrologicznych.
Literatura
GOROBETS B.S. & ROGOJINE A.A. 2002 — Luminescent spectra of minerals. Reference-book. Moscow.
SIKORSKA M. 1998 — Rola diagenezy w kszta³towaniu przestrzeni porowej piaskowców kambru z polskiej czêœci platformy wschodnioeu-ropejskiej. Pr. Pañstw. Inst. Geol., 164.
341 Przegl¹d Geologiczny, vol. 53, nr 4, 2005
