Analiza wyników pomiarów gęstości skał dla obszarów NW Polski

ALEKSANDER KOZERA Instytut Geologiczny

,

ANALIZA

,

WYNIKÓW

poMiARow

GĘSTOSCI SKAŁ

.DLA OBSzAROW NW POLSKI

Zr6inicowanle Skorupy ziemskiej pod wzgl~ein gęstości w wielu wypadkach znajduje Wyraine i do-strzegalne odzwierciedlenie w obrazie anomalii gra-,wimetrycznych. Istotnym więc czyno1k1em

warunku-jącym priydatność metody grawimetrycznej w roz-pozna~' aniu budowy geologicznej jest jak najlepsza znajo I ość stasuDk6w gęstościowych w skałach, tj.

,

znajó

.

oŚĆ wielkości kontrastów gęstościowych i prze-'biegów powierzchni tych kontrastów. Stąd stała dąż­ ność l celowość ,podejmoWania prac dla coraz

do-,,~ładniejszego rozpoznania rOzkładu gęstości skał' w poszczególnych obszarach. '

Materiał 'ti-6dłoWy Iiiniejszego zestawienia i ana-'

llzy danych gęstpściowych, stanowią opracowania do-kumentacyjne Przedsiębiorstwa Poszukiwa6. Geofizy-,cznych i Zakładu, Opracowa6. Geologicznych G6rni-,ctwa 'Naftowego .. Geonafta", z pomiarów gęstości

skał' WykonanY,ch w latach 1965-1972.

-'UKD "IsU/.5: 1131.łK: 5IO.811.0Ii : 1IG1.'mI.7A(438-18)

Wzięty pod uwagę obszar wYnosi około 30 tys.

km3 _{i obejmuje} całą' północno-zachodWł POlskę(nl\

N od równoleżnika 53°15' i , na W od południjm

18°33'). Dla obszaru tego w okresie od 1965 do 1972 r. wymienione' wyżej instytucje dokonały, pomiarów

gęstOści skał na pr6bkiich rdzeni pobranych z ok. 140 otworów wiertniczich. których głębokość prze-kracza 500 m. Stanowi to wskatnik 0,0046 otw/km' (ryc. 1). Rozmieszczenie otworów wiertniczych

Vi

'

te-renie, jak również liczba i częstotliwość pobierania próbek w otworach jest nierównomiema. Otwory wiertnicze grupują się 1il6wnie w obszarach stwier-dzonych struktur geologicznych, tj. w niecce

szcze-cińskiej i synekllzie perybałtyckiej. Ponadto część ot-'wor6w jest rdzeniowana tylko fragmentarycznie. To

ostatnie dotyczy szczeg6lnie g6rnych partii otwor6w. ,Do 1965' r. gęstość skał określano metodą

hydro-statyczną polegającą na ważeniu paratiJlowanej

-500

-1100

probkl . suchej na wadze' technicznej.' Od 1966 r.'

po-miaru g~stości pr6bek skalnYch dokonuje: si~ ·metodą

ważenfa probki· na . żmodyfikówanym g~stosclomierzu

Samsonowa, po uprzednim nasyceniu te] "probki pły~

nem

o g~i (} = 1-10 I kg/ml • Dokładność

Wyzna-czen gęstości skał, wynikająca z czułościstosowa­ nych przyrządów pomiarowych, jest dla celów grawi-metrii wystarczająca. Nasuwają się hatomiast wątpli­

wości czy w procesie ważeriia, probki nast~puje

·cal-k6wi4! wypełnienie płynem ·porOw tej probki. . . Tabela I· zawiera dane liczbowe dO'tycząee zaniżeń

wartości g~sttiści dla rożnych 'założeń, odnośnie . do

wiellkóś.ci p!>l"OWatości Kp l stopnia wypełnienia

wy-.p.eł.n:1ęrua porów"Wliżbne' ·probki.

".:." .

·Ryc. l. Szkic stituacy~ny .. Qbszaru pobiera·nia p;óbek

(rdzent) skalnych do pomiar'Ugę~tości· skał.

____ granice obszaru, o - watniejsze otWory wiertnicze.·

Fig. l. LocaUon map ·b! sampIes (core-samples) for

, '. measurement8

of·

rockdenBity.

___ - - - boundarieB ol area sampled; o - main boreholes.

'.fO'Itg/m' 1ItIii""*""""". _ _ _ · fi " . . . . . . . " . ,fIVIHIfih

*"

TRIAS

I

II

l' "

l'

J • 7 , ;.,

,

..

2· ,

,t,

1-1. I ~ I l'

I'

If

l'

li

_li I. I. I~ If

_I'

I~· 17 , If·14· !.r

II

l'

, li

I. '415 ~

61,1'lz i51*

_i·.~ . •• I. 3:t 21

,Iz .: ...

I f l ' ·Z3' I

,

.~'

"

I'

1'1' 1' 1'1*,

III'

:,

~~ . ' p

I'

I-~

=

z

Ryc. 3. Wykres zmian gęstości wzdłuż

osi otworu wiertniczego na długości

odGinka.l.

o ' - war~ści 'porriierzone; . o-o.. ·w~rtości wy-interpolowane.

Fig. 3. Density changes along

boreho-.. . Ze profiZe section t : ' : . ,o - ., measured values. _. - - inter:polated

, values .

. Ryc; Z. Gr~ficzne i statystyczne

zesta-wienie wartości gęstolei . skał

uZ'IIska-. uZ'IIska-. uZ'IIska-. nychz pomiaru

na

próbkach.

Rodzaj Skały wazonej pr6bki: 1 .l.!'

pias-kowce, piaski, zlepience itp., 2 _. lly, iło­

łupki, "iłowce, mułowce,' 3· - -wapienie,.

:do-lom1ty, anł:lydryty. margle .. , Jllpoka: . 4 .. -.:: . ~6rny, 5 -śrą~~o~, .8 -:: !101~y: .. :. Fig.·2~ Gi'aphic cin<f s'tatfstiCai·. s~m­ . mationsof· rock .dens,#y

v.aZuesobtai-ned for sampze$. ~eąsured~

The ·tfPe, ol rock sainplę4:· 1 .- sand8to-nes, sands', c!onglomerates,' etc.,. 2 - clays, clayey $hales, . claystones, siltstones,·· li

-limestonell, dolomites" anhydriteB. marli. Epoch:. 4 ."-. upper. 5 -:-... middle. II -

2;0 2,3 " .. _{. .}

~

-500 _i'i' ~

~~

z

Ryc. 4. Prostokątny plaski układ (glębokoi6 . Z, gll~

stoi6 (ł) z podziałem na poZa "p".

Fig. 4. FLat orlhogonal pattern (depth Z, density '(ł)'

with division łnto fields "P".

Tabela I

Porowatość Stopień wypał- Zaniżenie wartości gęs-'

próbki nienia porów _tości

Kpw% płynem S (p)

w%

60 60 0,25

. 10

3 _kg/m3 20 60 0,10 , , -20 80 0,04

-

..

-20 90 0,02

_-

..

--Jak wykazała praktyka, nienasycenie próbki nie przekra.

cza na og6ł kilku procent. .

.' Biorąc'

pOd

uwagę

fakt,

że -zróżnicowanie litolo~

glczne środowiska 'skalnego jest zazwyczaj duże i na

,.ogół ~a~ dobrze. ·znane oraz, że poszczególne

ro-.d.za.je· skał. cechują się różną 'gęstością, których

wal'-tości zawarte 'są Vi określonych - lecz niekiedy w

bardzo szerokich przedziałach - łatwo wYsnuć

wnio-sek, że uzyskane na podstawie wYrywkowYch

pomia-rów, .dla określonychkompleks6w skalnYch, śreqnie

gęstości mogił 'znaczą1e odbiegać od średnic.h rzeczy-.w:~stych .. W świetle tego.· ostrość. wymagań dotyczą­

ca d.okładności. wyznaczeń gęstości na próbkach,

wy-rataI e . maleje. Dużego natomiast znaczenia nabiera

sprawa wydzielania kompleks6w skalnych i

ustale-nia dla nich średniej gę!rtości.za pomocą pomiarów.

Pracę, niniejszą podjęto. z· 'myślą o zwróceniu

szcze-g6lnej. uwagi na sprawę ustalania średniej gęstości.

W . opracowaniach dokwnentacyjnych PPG i·

Geo-nafty 'wyniki pomiarów gęstości przedstawiane są

w fonnie:. ,.: . '" . .

1) tabeJarYcznej- jako Średnie wartości ważone

. dla" posżczeg6lnych ogniw stratygraficznych lub grup

skał w wYPadku 'dużej zmienności litOlogicznej, wY~

stępującej w obrębie tego samego ogniwa

stratygra-ficznego;

2) graficznej - jako wykresy zmian' średniej

gęs~oścl:skał, wzdłuż os~ otworu.

. OMOWIENT'II! WYNIKOW PRZEPROWAOZONEJ ANALIZY POlIIABOW GĘSTOSCI . "

·Analizą wYn~k()w pomiarów gęstości' ·skał

z.ob-szar:ów' NW ~ld dla celów geofizyc2;nych

l/:ajmo-w~o się dotychczas wielu·. autoró"". Z ważniejszych

P1."lJ.C oateży wymienić ,artykuł Z. Fa'klewicza

ł T. Rejmana' z ·19ę5 r. (3, 4) o~ pracę A. Dąbrow­

skiego. z 1965 r. opublikowaną w 1974

r.

(2). Z,

Faj-klewicz· ·l. ·T. Rejman wyka;all charakter zależności

;clężal'U . objęl;ościowegos'kał . 04 głębokości· ich

wy-stępowania, od. typu i wieku skały. Zestawione w

1965 r.' pr;z~ A . pąbrowskiego, VI formłe

tabęla.ry-'min

,,,,,,.

r

I : . : I · 19

· . . .

.

·

...

"

.

· ....

Id

z

z

Ryc. 5. Prostokqtny płaski układ (głębOkość Z,

gll-" #OŚĆ '(ł).

11111 pole P.

Fig. 5: FZat orthogonal pattern (depth. Z, density . {ł)j

'. 1/1/ field P.

Ryc. 6. Prostokątny płaski układ (glęboko~6 Z,

gll-Btoś6 g).

• - wartojć gęstości skały 1 UOŚĆ okre~eń (1) ·tej wartości

w przedziale głębokości .. b". . ę

Hg. 6. FZat orthogonal pattern (dępth Z. density (ł).

• rock densl.ty value and number ol its esUmatioDS (1) for

a gl.ven ·depth. 1nterval' "b".

'j1//7Vn I(nmax !r,'mar ~('!!!!!!'!.

I

i

I

~/19 ł-jH-+t-++H

....

iAM.-!riI:-rtr++t-++H-t-t-t-.J

:

,

'

i l l l l l l l l -ł'- . . . 41119 - --!

-1- - - -

-h-i-:-+.-ll:-l:-ll:+.1l:+.1m

~

~

J-

.

~

_

.,.!

l

~ ~

2'f 2 l l l l l l Ifll/lJ - -

-\-1

'

-;-

'

-

!

J

?

!

?

? )

? ? ?

'1 ;

i " ;

~

1-'.- i -t-. .. ił li" • i ,-. • ~

.

!~?~?????)~~~~~ Zrrld .

+

,

·1... . . !

i

l , 1 l ~ ~ ~ ~ ~

? ; ;

1 ., "

z

Ryc. 7. Prostokątny plaski wdad' (głębokość Z, gę­

stoAć e) .

3· - ilość określeń (3)· .wartości gęstości w przedziale głębo­

kOliel "b" (w p(~!·u p).

Fig. 7. Flat orthogonal pattern (depth Z, deRsity' (!).

3 - numIJer of estimat10na (3) ot dens1ty values for' a depth

interval "b" (in field p).

cznej i. graficznej, wyniki z pomiar6w g~ści skał

wykonanych do 1964 r. stanowią pierwszą pr6bę :v.~

stalenia prawidł9woścl VI rozk:~ali~e. gęstości skał, dla

pos7;czeg6lnych jednostek geologiezoY.ch i okresów (2).

Wiele cennych. zeiltawle~ danych' gęstościoWych, fila

wybranych stref omawianego obszaru dokonał r.

6w-nieź J. Jamrozik. .

PIZy om6wieniu pJ"Zedstawionych'W tym. -artykule

'sposobów zestawiania wynik6w ~ml.arów gęstości

trzeba . wyjaśnić, że poczynione. przęz . aut.ora pr-ó~y

ustalenia. prawidłowości co:. 'do zmian gęstoąci w pła:­

szczyinie poziomej nie dały oczekiw~ego· rezultatu.

Najprawdopodobniej prawidłowości ~akie . istnieją,

1,1 !,II Z,f :1.1

-!J()O

,

1;4

I

RlIc. 8. ProBtokqtnll płll8kt układ

(głęboko'ć Z. wartość li).

. . •• Uość kropek omacza Ilość (7) ok"

reśleń wartOicl ,ęstotłcl w polu p.

H-ł+-'

h' 1-'

I~. ~. ~.

-I' 4'4'-!-'-Io'-I=" ":.t-o ::j.: --1="+'

+-+"-1'

"+-I" - •• " ., " •• - •• o ••• " •••••• " •

...

.

.

..

.

-~+-+-+4-..j..- --i- r''-o' W. '...L-l_I, •• - • - - - . j--H-"o'-F-ł+++++-H++-H

· "IIJOO

...

.

..

-

--l

skał, wynikającej z rożnej głębokOści występowania

i rodzaju skały. Ograniczono się więc do

zestawie-nia danych gęstościowych w płaszczy tnie pionowej.

W artykule omówiono sposoby zestawie6 dotychczas nie stosowane.

Spos6b I

Omówiony poniżej sposób zestawiania wyników

pomiarów gętości w zasadzie mało ,różni się od

spo-sobów dotychczas stosowanych. Wprowadzona tu

in-nowacja polega na tym, że skały poddawane

proce-osowi ważenia podzielono na 3 główn~ grupy,. a

mia-nowicie:

· I - piaskowce, zlepieńce, piaski - oznaczenie

-k6łko z kropką,

II - iły iłołupki, łupki, iłowce, mułki, mułowce

- oW8,czenie - kółko z kreską poziomą,

III - wapienie, anhydryty, dolomity, margle

.-oznaczenie kółko z kreSką pionową.

Według tego podziału i· oznacZe6 naniesiono w

płaskiin prostokątnym układzie Z, O - uśrednione

wartości gęstości, uzyskane z pomiarów z różnych

ot-worow wiertniczych, dla tych grup skał (ryc. 2).

Za-mieszczone w tabeli cyfry (ryc. 2) określajll ilość

wy-konanych - w poszczegÓlnych grupach skał -

po-miarów gęstości w przedziałach głębokościowych

rów-nych 150 m. Wyznaczone na podstawie tych danych

· ~atniki (ryc. ' . 2, wiersz 2 od dołu) wyratadll

procentowy udział probek wziętych do pomiaru gę­

stości' z poszczególnych grup skał. Gdyby proces

po-bierania poszczególnych probek skalnych można

by-ło uznać za przypadkowy, to wskatniki

te

odzwier-ciedlałybY rzeczywisty ośrodek skalny pod względem

534

Fig. 8. FZat o,.thogonal pattem

(de-pth Z, denstt1l Q).

. • .. numbet ot dotli repreaeilts tbe number (7) ot density mealU'l'ementa

for a field p.

wzajemnych stosunków miIlższościowych

poszczeg61-nych grup skał z takim .samym stopniem

prawdu-wości ,jak wskaźniki uzySlkane z zestawienia

da-nych litologiczda-nych według kart dOkumentacyjnych

otworów wiertniczych (ryc. 2, wiersz 1 od dołu).

Po-równanie odpowiadających sobie wskatnik6w,

Uzy-skanych dwoma rożnymi sposobami (ryc. 2, wiersz 1

i 2 od dolu) dostarcza informacji co do tego, czy w

procesie pObierania i typowama próbek do ważenia

nie została uprzywilejowana któraś ' grupa skał. W

takim bowiem wypadku uzyskane z zestawienia

po-miarów rozpoznanie środowiska skalnego pod wzglę­

dem rozkładu gęstości' jest nieadekwatne i wówczas

do uzyskllnego z pomiarow rozkładu gęstości Q.8leży

wprowadzić odpowiednie poprawki. .

Spos6b II

Podstawowym założeniem w tym sposobie

zesta-wiania wyników pomiarow gęstości jest to, że

po-miary gęstości - z punktu widzenia rozmieszczenia

probak W · przestrzeni - o potraktowane BIl' jako

p:rG-<!esy losowe. Gdy iloŚĆ pomiarow jest odpowiednio

duża to proces ważenia probek może być ponadto

po-traktowany jako zjawisko masowe. Następnie, gdy na

odcinllru rdzenia· Z =Zd-Z" (ryc. 3) -wY'konano

pew-ną ilość pomiarów gęstości, np git' fłI ... 012 i

uzyska-ne z tych pomiarów wartości zawarte są w

prze-dziale od t!mln =gl dó t!max

=

m

to matna założyć, że

wartości gęstości z dowolnej Innej serii pomiarów, dla

tego' samego odcinka rdzenia będll się mieścić, a co

na)wyżej tylko nieznacznie wykraczać poza przedział

od {23 do

m.

Na podsta.wie takich załoteń

Ryc. 9. Prostokątny plaski

układ (głębokość Z, gęstość

Q).

, ~o 1,1 2,3 2,4 2 2;1,

7' - ilość określeń (7) WC.tośct

gęsto~cl w polu p., • wartość g~toścl skały wg średniej

wa-ionej, - .. -

najprawdopo-dobn1ejszy rozkład wartości gę­

litości skał w zaleinoścl od

głę-Z 3 2 2 ' 1 1 '

; ! . ł i ~

,','d,

,iz!,!'

,i

•

7 . ' , , ,1 bokości występowania skały.

-500

! !

;

,

'I " ' j,

, , II, ,/,

i

,'44 5 6 S 8 7 8

'I~

7 4 4 J Z i2

2

f

l,

i

! / ' J : 1 , l, i l: 2 z 3 • 4 3 4

.1

5 3 ~ 32 " l i"_ . !\ " ,I I f I " ' 2 Z l l l l \ .' -1000

-'500

-2500

Fig. 9. F&at orhogonlll

pllt-tern

(depth Z,

amsity

Q).

7 - number of dens1ty

eBtima-tlona (7) in a, field p, o -

ro-ck denalty value accord1ng to

weighted average, -- .. -- the

I ' : ; , i

N./

!

i

2

,!

I: I I II,

,I,

1 , I 3 3 3 , 3 J 3 ',~i, Z l' 212 2 2 , Z Z 2 2 , 2 , , 1 ,

1 ,iIIJ:':' " " 1 , 2 3 4 4 4 . 4

.:4';\lr:,

3i, ' 3 3 ' 4 3 3 3 6 3 ' , ,

i

,I

I

'

'~ i I . ; ,I , I 1 l 54'1 7 ' 6 • ~ ~ !. 8 7 7 7 7 . filI( t , t g

"'6

7 Z

l

·

'

l!

'

j

_l,!,

_{i , l 4 . 5 S 5 66 66 • 86 6}

_{!I, ,}

_{7 ' 7 " 6 4 6 3 2 I}

I

i

I I I I I I I 12ZiZ2,zlz! 5 . 4 . , 3~ 111 l l 11 1" i f f.l I l I II 1 2 ' Z 33 Z 4223221 ~ I I l I I I 1 , I , , 1 1 ,', l l , 2 , 3 3 J 4 3 33 " 2

mOBt probabie d1strlbuHon ot -3000, +-+4+++-H+++-H-+t-+-H-+t-++t-+t

;rock deDIIlty values in depen- r-

!

I , .1ft , 1.1.ltJ.t I !.tlI

dence to the depth of oceurran- l' ,

ce of rocka. ~..L...1..,J-.J...J.._'-'-'-'-'-..L.J-'-.L..L..J....I""'_.L..L..J....I-L- 1 I l ' I l I , 11 l

- powięrzchnię zawartą między osiami Z, Q,

pro-stokątnego układu płaskiego (ryc. 4) dzieli się na

prostokąty o' jeonakowej powierzchni p. W naszym

wypadku' 'Wielkości boków prostokątów wynoszą:

a

=

(l1+1 - (lI

=

0,025 • 103 _kg/m'

b = zd - z,

=

150 m

- z danych liczbowych dotyczących wartości gę­

stości skał z różnych otworów wiertniczych, ale 'dla

okrł!ślonego przedziału stratygraficznego konstl'\1uje

się prostokąty o powierzchni P (ryc. 5), których boki

wynoszą

gdzię:

Qmax i Qmln ...:. są największą 1 najmhlejszą wartością

gęstości; uzyskaną w dane3 serii, pomiarów w

prze-dziale głębokościowym od ZII do' Zd, dla określonego

przedziału sŁI:atygraficznego, przy czym odrzuca się wartości Q odbięgające' wyrtWrle od rozważanej, serii

pomiar6w; , ' , ' ,

- elementarne' pola p, ,które znajdą się ·

każdora-zowo w obrębie pola Pi '

P,

= ({lątu,-

!llllill,)

(Zd, - Z,,)

oznacza :się' np.,

kropkami (ryc. 6). W ten sposób w poszczególne

ele-mentarne pola' zostanie wpisana określona liczba

kro-pek (ryc. 7 i 8), których ilość jest pewną miarą ilości

"spostrzeżeń" gęstości o określonej wartości, dla

roz-patrywanego przedziału stratygraficznego. Dla

wygo-dy z kropkowanego oznaczenia można przejść na

po-, stać cyfrową '(ryc. 7 i 9);' . '"

- obliczone na podstawie powyższych danych

średnie ważone dla poszczególnych przedziałów głę­

bokościowych (ryc. 9 znak - cząrne kółka)

wyzna-czają najbardziej prawdopociobnyprzebieg wartości

średniej gęstości wzdłuż osi pionowej Z.

Występujące w poszczególnych wierszach cyfry

(ryc. 9) określają wartości krzywych wariacji. W

ce-lu lepszej porównywalności z sobą, krzywych

wa-riacji z poszczególnych okresów geologicznych

wpro-wadzono tu pojęcie znormalizowanej krzywej

wa-riac3i W (ryc. 10, 11, '12), której ' wartość określono

wzorem:

gdzie:

-

_w=-

11' 11max

'11 - wartości liczbowe, występujące w

po-szczególnych rozpatrywanych wierszach

(ryc. 9);

l1max - wartość liczbowa maksymalna, wystę­

pująca w rozpatrywanym wierszu.

, W tabeli

n

dla niektórych epok geologicznych

po-dano wartości:

I ?OJ I J I I "j 1.0"; i I I -I I as~ _I I "j 1.0

W

as

, -... , ' \ I ' , , ' \ \ \ j.' .•...•..•••.••.. :"

....

: ~­ Krzywe wariacji -', \ \ \

,

" \ \ Kir

\r-'

\ ~ '

..

' \ _\ \

',

... -,'\.,-'\ Kreda " I / ~ 05-: ... -::- ________ .. ; 'o ... - - - ... ~ ,/0 I /,., " KI "

_~~~

___ t _____ . __ -... -...

::.:~:f---c-

---__

:S=';::.:'::.~.:

... _

.. : ____ ---

-'.>.

-

... .

". I I I : ' I I • • • • • I I • • • • • • • : ... :0:.,.:': ••.• " •.••••••• I • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • O l . ' : 00 I I • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • , . o l • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • I I • • • ::~':~;"""", . .

Ryc. 10. Rozkład wartości wariacji w kredzie. Fig. 10. Distribution of variation vahl.es in Cretaceou.s.

1,0 'iN KrzyWf warTacp

Jura 1.0" I I ol I I a5 -I l I I tO~ l I I

.,

I I 05-1 -; I I ~

..,

I I -... ...

----_

... ' ... \ /'1' \/\

/

\ / \ / \

J

" \

311' I

\--...r

:

\

I .•••••.•••.••••••.• 7" ... , " ' .• ~ 'lo,

//

/...

.

....

\.

"'"

/

'..

.•••...•..

"'~-",',-"

.t··· ... ·

1)1'10' klm' -', I ' I °0 \ ł ,l' .... :' 'o \ _ -... J 05"".' : / ' .0" '''' ... ~ -+ I o' .. - -... _ _ _ _ _ • _

_____

L_=~~.:.-:..-==_.~ .. ;~.~~---..:<::~-.:.--

---

~-

-- -.:..- - -

-.:::~=.--

..

...

.: .. '

... .

....

l···~

... .

...

.

....

.:-

... .

..

.

..

...

. ..

. .

.

.

~ ... , .. '.' . . .. . .

. .

.

. .

.

.. . . ...

.

. .

..

..

... .

Ryc. 11. Rozkiad wartości wariacji 'IV jurze. Rig. 11. Distribution of variation veUues in Jurassic.

'-:- wariancji. (S2(p»

- odchyleń standardowych (SCp» ---:- tYPQWych obszarów zmienności h1tYD.) .-współczynników zmienności (V (p) Tabela

n

Epoka. 82 _{(q) 8 (ll) P typ.}

v

_(ll) Kreda g. 0,040 0,200 1,764~qtyp~2,165 0,102 Kreda. śr. 0,043 0,207 l, 768~etyp~2,282 0,097 Kreda. d. 0,051 0,219 1,741~etyp~2,179 0,112 Jura. g. 0,044 0,204 2,090~etyp~2,499 0,089 Jura. śr. 0,046 0,210 1,995~etyp~2,415 0,093 Jura. d. 0,038 0,188 2,102~{ltyp~2,478 0,082 Trias g. 0,042 0,204 2,182~etyp~2,591 0,086 Trias M. 0,044 0,207. 2,182~etyp~2,541 0,088 Trias d. 0,042 0,204 2,174~etyp~2,582 0,086

536

Wartości tych wielkości wyraźnie wskaZUją, że

w

rozpatrywanych .. okresach geologicznych zróżnicowa­ nie środowdska' skalnego pod względem gęstości jest bardzo duże i nieco maleje w miarę wzrastania głę­

.bokości wyst~owania skały. Ten drugi sposób zeata·

wieDia wyników pomiarów odzwierciedla lepiej -w stosunku do pier-wszego i sposobó-w dotychczas stosowanych - rzecżywisty rozkład gęstości

Vi

śro·

dowisku skalnym. Z ogólnych prawidłowości, które

rysują si,ę w" sposób dostrzegalny należy wymieni!'!:.

- wzrost gęstości skał w miarę wzrostu głębokości

ich występowania (nie dotyczy toutwor6w

sol-nych i insol-nych skał okresu permskiego ·zalicza--nych tu do III grupy);

- skały zaliczon-edo I i II grupy wykazujl\" więk­

szą zależność gęstości od głębokości niż skały za· liczone do grupy' III; .

- gradient wzrostu gęstości maleje wra~ z

10 IN

os

to, ; .... I ...I. I 1

...

;-',

Krlywe wariacji ~-, , 1, y-\ \ I I I I l' I \ Tri,,, I I -ol I

,

,

I

rui

~/ I I . I I

"

·:······ ... ft

.

....

..

.

.

.

...

\

/

.

.

.

..

..

.

.

I -I :1 I . '1 .. ' . .~ / I I

'

.

t I

\\

~ 05~~'>'·-~J

... \ ł ')" ... """",

.

-r.-~)

:

...

"'~,-.::.;:·L~~+~~

..

---i.:.·~-...:--

-- -- - -.., ---

---~~:::

.. ,

:_

--- --

.

-:_..:- ---

.

.... .. :::cJ·· ..

·

·.

<

...

..

..

...

...

..

...

.

...

.

.>:::.::

:

:::

:

:

"

'"_ .

.

... .

Ryc. 12. Rozkład warto~ci wariacji

w

triasie.

-4000

..

. II. 14

.

r

J!I -5000

z

Ryc • . 13 •. WJlkre81/ ~łan gęstości skal wzdłuż

osi

. pionowę; Z~·

· 1 - kreda; li - kreda środkowa, 3 - kreda dolna, 4 ~. jura

górna, 5 - :lura środkowa, ., - jura dolna, 'T . .,.. trias górny.

.8 - ·trias .środkowy; II - trias dolny, 10 - karbon, 'deWon,

11 .,... lale,' 12 - llerm: anhydryty, dolomity i wapienie. 13 ...

'sylUł", 14 - ordowik. 115 - ··kambr. .

Fło. ja. Changes

'in

·

...,:ock

densitłl along vertical axts

Z.

· 1 - Upper CretacęGus, 2 - M1ddle' Cretace.:lUs," 3 . - ·Lower

· CretaceouB, '4 - U-pper ol\Iraslll.c, 5 - Mlddle Jurassic,. 6

-LO\VeJ: Juraslll.c, '1'- Upper Triassic. 8 - Młdd;J.e .Trli1ss1c,

II ,...- Lower Triasslc, 10 ..".' CarbonlferoUB, Devorilan, 11

-salu, 11 - l'ermian 'anhydrltes, dolom1tea and Umestones,

13 - 'Silurian; i4 - Ordov1clan, 15 _. Cambrian.

Fig. 12. Distribution ot vaTation values in Triassic.

- obszar zmienności gęstości skał maleje wraz ze

wzrostem głębokOści występowania skały oraz ze

wzrostem wieku gelogicznego;

- w głębokościach większych od 3500 do 4000 m gę­

stości skał, niezależnie od ;roa~łu, skały

zmierza-.ją .do wartości 2,7-2,8.10 a kg/ml .

. -' Graficzną ilustracją zależności gęstości skał od głębokości występowania i wieku geologicznego skały

~ kmwe uwidocznione na ryc. 13. Nie trudno

za-u.waZy~ ~(oprócz wymienionych' wyżej prawidłoWOści) że wyi'atniewydziela3ą się. jako leklkie '-(1,8Ih-2,25'

;10 3 "kg/m3), skały okre$u. kredowego- i ·.utmory solne

oraz jak6 bKd.zo ciężkie (2,'10":";'2,82 '10 a'kg/ml)

penI1-skie . dolbmity, anhYdryty i wapienie.

'

w

()kresie

pa-leazQ:icznym

'niEmilaćŻny, lecz

wyratny

"

wzrost

wYka--zują skały'

oo:OOwiitu

Wyjaśnić należy, 'że waI'tośei gęę.tości-· c:Ua: ~tworów starszych' od -'permu uzyskano gł6wnfe na 'podstawie próbek pobranych. z' otworów

wierconych w części platforlhowej i strefie'.

'chojni-cko-koszaUllskiej. .. .. . . ;' . .. .:: •.. ,

· Uogólirlając ŻagadIue~e ~ęstości skał dla

omawia-nego' ODszUu, daje się tam W.yd~eUć - -poza'1nt1iej zna~Złlcymi ,....- następujące gr~ce' kontrastu

gęstoś-ciowego: . .

1) kreda górna - jej podłoże,'

2) kreda dolba - jej podłoże,

3) jura '- j_W'podłoże, . ' ' ." .. .. .

4) g6rnopenriskie' wapienie, dolomity

t

~qy<kyty

-:-W stOsw:iku -dOL skal .spągu· i nadk~adu, ,

5) sól~' dtoczenie,· . : . '.'

· 6) ordoWik·' - nadkład. ..

Ponadto' istnieją· duże kontrasty gęstoś,?iowe w

podłożu krystalicznym, które stanowią·· ·~azwyczaj sil-ne tródła anomalii siły .cięZkości. Ta stostWkQVło

du-że liczba grariic gęstościowych z przeróżną. :

konfigu-racją powierzchni kontrastowych powodUje na

po-wierzchni Ziemi, w wyniku superpozycji wszystkich

efęktów grawitacyjnych, skomplikowany obraz

ano-malii Ag: W' obrazie tym,' że' wżgIędu na małą głę­

bokość występowania i stosunkowo duży kontrast gęstościawy (0,25-0,30' 10 a kg/ml), najwyratniej

od-· zwierciedla się powierzchnia kontrastowa' . kreda

jej pOdłoże. ' . .

LITERATURA

L

B l 11 s . -B. - Dokumentacja pomiarów ciężarów

objętościowych . i porowatości skał PPG - . ,1965,

1966; 1967, 1968, 1969, 19'10, 1971, 1972.' Arch. PPG

i IG.

2. D Ił b r o IW S k i A. - Przyczyny geologiczne

ano-malii siły ciężkości na obszarze Polski. Pr. Inst. Geol. 1974, nr 73.

3. F a j k l e w i c z Z. - Zależność ciężaru objętoś­

ciowego skał od głębokości zalegania, typu

ska-ły i wieku utworów geologicznych. Techn.

Po-szuk. 1965, nr 15, 16.

4. F a j k l e w i c z Z., Rej m a n T. - Mapy

cięża-rów Objętościowych skał. Ibidem, 1965. . . .

5. J a m r o z i k J. - Interpretacja anomalh siły

ciężkości z synklinorium szczecińskiego. Zakład

Opracowań Geologicznych Górnictwa Naftowego

- Geonafta, Arch. Geonafty, .. 1971.

8UMMABY

The differentiation .of the

F~arth

crust in density

is often clearly refleoted In the image of gravimetrlc anomalies. ThereflOre, the applicability of gravlmetric method t<l recognition of geological structure

ot.

an area ls detennined by tIh~ knowled~e 11f den sit y rela-tions geologk:al .. profile, that is, the knowledge.. ·ol

magnirtude ol density contrasts and trend s ol .&urfaces (,planes) of tht!se contruts. The PlliPer presents a new stli not used technique of swnmatlon al rock density data. Thls teohnique is discussed on the example of density data for the:.areas·.of..NW Poland.

6. N i c k e l S. - Analiza ciężarów obJętościo­

wych skał .z obszaru synklinorium·· pomorskiego. Ibidem, 1968.

7. N l c k e l S. - Gęstości skał z rejonu synklino-rium pomorskiego l wyniesienia Łeby. Ibidem, 1971. ..

8. N i c k e l S. - Opracowanie danych gęstościo­

wych i porowatości dla potrzeb grawimetrii i

geofizyki wiertniczej. Ibidem,· ~971. .

9. N i c k e l S. · - Opracowanie danych gęstościo­

wych i porowatości dla ·potl"Leb ··grawimetrii i geofizyki wiertniczej. Ibidem, 1972. _

PE3IOME

. .D;mW»epeH~HPOBaHHocTb 3eKHOA KOPbl no

nJIOT-HOCTK iJaCTO OT'IeTJlKBO OTPalKaeTCIl-·B·-ł!~e rpaRHMe-TPK'leCKKX aHOKaJlKA. CJle,llOBaTeJlbHO, BalKHblK

cpaK-TOpoM, onpe~nmoIqHM ~HOCTb rp!llliJOfeTPK-'leCKOro MeTO;I\8 B K3Y'łeHKK reonorH'IecKOrO CTJ)OeHKIl, IlBJllle'l'CJl ;I\eTaJlbHOe oupe,lleJleHHe n.~OTHOCTH&lX CCOT-·HOIIreHPIA Ił nopo,ll8x· - H3y'leHHe ··H'GHTPaCTOB nJlOT-HOCTeA K pacnpoCTPlureHHIl nouepxHocTe1ł 3'rJłX

10011-TPaCTOB. B CTaThe K3J10lKeHbl· HOBble, ,!lO. Cif X nop He npKloleHIlBDIKeCIl, cnoc06i.I IfHrepnpeT8~ ;I\8HHbIX 38-MepoB JIJlOTHocre1ł noPO,l{. !3TH. ąJOC06bJ pacCMOTpeHbl

, . Ha: ·npKKepe 38MepoB 'UJlO'I'HOCTe1ł; ',Jt 'CeBePO-3808,llHOA