Rafy wapienia cechsztyńskiego (Ca1) na wyniesieniu wolsztyńskim w świetle badań stabilnych izotopów tlenu i węgla

Rafy wapienia cechsztyñskiego (Ca1) na wyniesieniu wolsztyñskim

w œwietle badañ stabilnych izotopów tlenu i wêgla

Marek Jasionowski*, Tomasz Durakiewicz**, Tadeusz Marek Peryt*

wiertniczych na wyniesieniu wolsztyñskim, stwierdzono znacznej mi¹¿szoœci (do 81 m w otworze Paproæ 29) utwory wapienia cechszty-ñskiego w facji rafowej (Dyjaczyñski i in., 1997), bêd¹ce jednym z bardziej atrakcyjnych celów poszukiwawczych górnictwa naftowego w Polsce (Górski i in., 2000). Utwory te s¹ wykszta³cone g³ównie w facjach organodetrytycznych, zdomi-nowanych przez mszywio³y (greinstony, niekiedy pakstony), charakteryzuj¹cych siê na ogó³ znaczn¹ porowatoœci¹. Ponadto miejscami spoty-ka siê framstony i bandstony (utwory rafowe), ró¿nego typu utwory mikrobialitowe oraz osady sebhy. W facjach organodetrytycznych i rafowych czêsto wystêpuje silna cementacja synsedymenta-cyjna (cementy w³ókniste).

Utwory wapienia cechsztyñskiego wykazuj¹ zró¿nicowany zasiêg przestrzenny i intensywnoœæ diagenetycznych procesów posedymentacyjnych, takich jak dolomityzacja i dedolomityzacja, kilku-fazowa cementacja wêglanowa (kalcyt i dolomit) oraz cementacja anhydrytowa i anhydrytyzacja, w ró¿nych œrodowiskach diagenetycznych — g³ównie w strefie pogrzebania.

Badania izotopów stabilnych tlenu i wêgla w otworach: Koœcian 9, Koœcian 10, Paproæ 21 i Paproæ 29 wykaza³y zró¿nicowane wartoœci *18_{O i *}13_{C, zarówno w kalcycie,}

jak i w dolomicie. *13_{C jest dodatnia i waha siê od 0 do}

+6‰ PDB w przypadku kalcytu (œrednio +2,66‰) oraz od 0‰ do +8‰ PDB dla dolomitu (œrednio +4,75‰) (ryc. 1). Wartoœci takie s¹ charakterystyczne dla permskich wêgla-nów pochodzenia morskiego. PóŸniejsza diageneza nie mia³a istotnego wp³ywu na ich zmianê. Nie obserwuje siê, z wyj¹tkiem czêœci utworów kalcytowych, wyraŸnych zale¿noœci miêdzy pierwotnym wykszta³ceniem facjalnym b¹dŸ facj¹ diagenetyczn¹, a wielkoœci¹ *13_{C, co wskazuje,}

i¿ Ÿród³em jonu wêglanowego by³y same osady wapienia cechsztyñskiego.

*18O w badanych utworach jest natomiast bardzo zró¿-nicowana (od ok. +2,5‰ do –13‰ PDB dla kalcytu, œred-nio –5,1‰, i od +2,5‰ do -9‰ PDB dla dolomitu, œredœred-nio +4‰) i wyraŸnie uzale¿niona od wykszta³cenia facjalnego i przede wszystkim diagenezy.

*18O kalcytu, z wyj¹tkiem trzech próbek, w tym jednej — synsedymentacyjnie scementowanego, doskonale zachowanego greinstonu, jest ujemna, co jest prawdopo-dobnie wynikiem wp³ywu dwóch czynników. Jednym z nich, maj¹cym przewa¿aj¹ce znaczenie, jest efekt tempera-turowy wynikaj¹cy z pogrzebania. Potwierdzeniem tej hipotezy mog¹ byæ szczególnie niskie wartoœci *18_{O (ok.}

–13‰ PDB) charakteryzuj¹ce grubokrystaliczne cementy poikilitowe, typowe dla strefy g³êbokiego pogrzebania. W mniejszym stopniu wzrost zawartoœci lekkiego izotopu

tle-nu mo¿na wi¹zaæ z udzia³em lekkich wód meteorycznych, na co wskazuje dodatnia korelacja *18_{O i *}13_{C w}

kalcyto-wych utworach obfituj¹cych w cementy blokowe (g³ównie greinstony bioklastyczne z otworów Koœcian 9 i 10).

*18O dolomitu jest równie zró¿nicowana jak w kalcy-cie. Mo¿na wyró¿niæ dwa zasadnicze typy dolomitów. Utwory o wysokim *18_{O powsta³y w œrodowisku sebhy, na}

skutek synsedymentacyjnej dolomityzacji w roztworach wzbogaconych w ciê¿ki izotop tlenu w wyniku ewaporacji. S¹ to g³ównie porowate dolomikrytowe utwory z du¿¹ zawartoœci¹ anhydrytu, typowe dla sekwencji sebhy. Czê-œciowo zaœ utwory te s¹ reprezentowane przez zdolomity-zowane greinstony o doskonale zachowanej pierwotnej strukturze; tego typu utwory mog³y powstaæ na skutek wczesnej dolomityzacji w œrodowisku sebhy lub dolomity-zacji w wyniku odp³ywu ciê¿kich wód pochodzenia ewa-poratowego. Pozosta³e osady dolomitowe, niezale¿nie od pierwotnego wykszta³cenia facjalnego oraz intensywnoœci diagenezy (zarówno utwory o zachowanej pierwotnej strukturze, jak i mniej lub bardziej przekrystalizowane), charakteryzuj¹ siê niskimi *18_{O. Powstawa³y one,}

podob-nie jak utwory kalcytowe, w warunkach pogrzebania (efekt temperaturowy), byæ mo¿e czêœciowo przy udziale l¿ej-szych izotopowo wód pochodzenia meteorycznego.

Badania by³y finansowane przez Komitet Badañ Naukowych (grant 9T12B02815).

Literatura

DYJACZYÑSKI K., MAMCZUR S. & RADECKI S. 1997 — Nowe perspektywy poszukiwañ z³ó¿ gazu ziemnego w utworach wapienia cechsztyñskiego na monoklinie przedsudeckiej. Prz. Geol., 45: 1248–1256.

GÓRSKI M., GIERSZEWSKA D., KRÓL E., URBAÑSKA H. & WILK W. 2000 — Interpretacja litofacjalna danych sejsmiki 3D klu-czem do sukcesu w detekcji cia³ rafowych w poziomie wapienia cechsztyñskiego w basenie permskim (na przyk³adzie rafy Koœcian). Prz.Geol., 48: 137–150.

468

Przegl¹d Geologiczny, vol. 48, nr 5, 2000

-4 -2 0 2 4 6 8 10 0 2 4 6 δ18_{O ‰ [PDB]} δ 1 3C‰ [P D B ] -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 Koœcian 9 Koœcian 10 Paproæ 21 Paproæ 29 Koœcian 9 Koœcian 10 Paproæ 21 Paproæ 29 ka lc yt d o lo m it

Ryc. 1. Izotopy tlenu i wêgla w utworach wapienia cechsztyñskiego (Ca1) na wyniesieniu wolsztyñskim. Sympole pe³ne — kalcyt, symbole puste — dolo-mit

*Pañstwowy Instytut Geologiczny, ul. Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa

**Pracownia Spektrometrii Mas, UMCS, pl. Marii Curie-Sk³odowskiej 1, 20-031 Lublin