Przegląd Geologiczny, vol. 43, nr 2, 1995
Wykorzystanie
materiałupalinologicznego do
określeniastopnia
metamorfizmu
materii organicznej
metodąTAI
Marła
Waksmundzka*
Od kilku lat w Państwowym Instytucie Geologicznym materiał palinologiczny jest badany nie tylko pod wzglę dem paleontologicznym i stratygraficznym, ale także pod kątem określenia wskaźnika barwy sporom orf - T AS =
TAJ (Thermal Alternation Scale = Thermal Alternation In-dex). Wskaźnik ten uwarunkowany jest metamorfizmem materiii węglistej wchodzącej w skład budowy spor i
ziarn pyłków [l, 3, 7].
Mikroskopowa analiza zmienności barwy sporomorf daje możliwość określenia wartości termicznej dojrzałości osadów - T AJ i umożliwia przybliżoną korelację z warto-ścią refleksyjności witrynitu - Ro, która jest podstawo-wym wskaźnikiem określającym stopień z metamorfizowa-nia materii organicznej. Wskaźniki TAI i Ro odzwiercied-lają przede wszystkim gradienty geotermiczne i efektywny czas grzania, jakim poddana została analizowana materia organiczna. Wymienione parametry określają stan za-awansowania termodynamicznej transformacji materii or-ganicznej w substancję węglowodorową, stopień termicz-nej dojrzałości materii organicznej oraz potencjał genera-cyjny węglowodorów płynnych i gazowych.
W niniejszym artykule podjęto próbę zestawienia
pod-stawowych paramertów termicznych przemian materii or-ganicznej w produkty węglowodorowe na podstawie naj-nowszych prac badaczy amerykańskich, zachodnioeuro-pejskich i rosyjskich uwzględniających wskaźniki przeob-rażenia substancji węglistej Ro i TAI (tab. l). Badacze ci
przyrównują wartość wskaźników Ro i TAI do stadiów doj-rzałości i stopni katagenezy materii organicznej, faz gene-rowania i jej produktów oraz odpowiadającym im tempe-raturom warunkującym możliwość generowania i zacho-wania węglowodorów.
Autorka przeprowadziła analizę stosowanych skal kolorystycznych opracowanych na podstawie zmian bar-wy egzyny w materiale palinologicznym.
Skala pięciostopniowa opracowana po raz pierwszy przez Staplina [8] i nazwana Thermal Alternation Scale
(TAS) była następnie kilkakrotnie udoskonalana. Batten [1] wykorzystał pięciostopniową skalę kolorystyczną Sta-plina do opracowania siedmiostopniowej skali Thermal Alternatioll Index (TAl) wiążąc poszczególne kolory z re-fleksyjnością witrynitu, co pozwoliło na zobiektywizowa-nie tej skali. Batten [2] opracował również dla wszystkich wydzieleń skali TAI kolorowe wzorce, co podwyższyło jakość skali. Przedstawiona przez autora skali tablica obej-muje kolory od żółtego poprzez jasnobrązowy, żółtopoma rańczowy, jasnośredniobrązowy , ciemnobrązowy, bardzo ciemno brązowoczarny po czarny. Kolor żółty potwierdza wartość TAl 2/3 i Ro-0,35%, żółtopomarańczowy TAI-3 i
Ro-0,45%, jasnośredniobrązowy TAIA i Ro-0.65%, cie -mnobrązowy TAI-5 i Ro-0.95%, bardzo ciemnobrązowo czarny TAI-6 Ro-2% I czarny TAI-7 i Ro-3%.
*Państwowy Instytut Geologiczny, ul. Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa
W pracy dokonano korelacji najczęściej używanych
skal barwy egzyny odpowiadających różnym stadiom przeobrażenia materii organicznej (tab. l ). W zestawie-niu zaznaczają się wyraźnie trzy punkty charakterysty-czne zmiany barwy egzyny miospor, odpowiadające wartościom refleksyjności witrynitu Ro-0.5; 1.35; 2%. Wartości te odpowiadają następującym zmianom barw egzyny:
Ro- 0,5 od żółtopomarańczowej do
jasnośredniobrązo-wej,
R()-1,35 od ciemnobrązowej do bardzo ciemnobrązowej, R()-2,0 od bardzo ciemnobrązowej do czarnej.
Punkty charakterystyczne odpowiadające wartości re-fleksyjności witrynitu Ro-0,5 i 2,0 są wspólne z niewiel-kim przybliżeniem dla wszystkich analizowanych skal. Punkt odpowiadający refleksyjności witrynitu Ro-l,35 jest
uwzględniony w większości skal, jednak nie we
wszy-stkich. Wydaje się, że trzy punkty mają charakter obie-ktywny, w przeciwieństwie do licznych innych granic w poszczególnych skalach sprawiających wrażenie mocno subiektywnych.
W wyniku porównania istniejących skal autorka jest zdania, że skala zaproponowana przez Battena [2] jest naj-bardziej precyzyjnym i kompletnym opracowaniem dla określenia stopnia przeobrażenia materii organicznej i wy-ciągnięcia dalszych wniosków określających warunki ge-neracji węglowodorów.
Przedstawione punkty odpowiadają granicom głów nych faz generacji węglowodorów w skali opracowanej przez AMOCO (Correlation ofThermal Maturation Indi-ces) według następującego schematu:
Ro Faza TAI
Niedojrzała Undermature
0,5 Dojrzała Mature I 3/4
1,35 Przejściowa Mature II 5/6 2,0 Zmetamorfizowana Overmature 6/7
Z zestawienia przedstawionych parametrów obejmują cych związki stanu metemorfizmu organicznego i
proce-sów generacyjnych wynikają następujące uogólnienia:
D niejednoznacznie przedstawione w analizowanych pracach dane dotyczące środowiska, procesów i stopnia przeobrażenia materii organicznej udało się skorelować, czego wynikiem jest załączona tabela porównawcza (tab. I ),
D porównanie skal kolorystycznych pozwala po-twierdzić obecność punktów charakterystycznych odpo-wiadających refleksyjności witrynitu Ro-0,5; 1,35; 2,0. Punkty te są wspólne dla wszystkich (R()-0,5 i 2,0) lub większości (R()-1,35) skal opracowanych przez różnych
autorów,
D zestawienie skal wykazuje, że kolor żółty i żółto pomarańczowy egzyny odpowiada fazie niedojrzałej, po-marańczowy i pomarańczowobrązowy fazie dojrzałej,
Przegląd Geologiczny, vol. 43, nr 2, 1995 Ro "" 0.2 lo 0.3 to 0.4 "" 0.5 _ 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.2 1.35 2 3 4 5 TAI 1/2 2 2 2/3 3 3 3/4 4 4 4/5 .5 5 5/6 6 6 7 7 >. 1/2 -2/3 3/4 c 5/6 I I
I
~ O o.. VJ O 5E ~ O -J O ~ BATTEN, 1982,1985 _ _ _ początek ciekłychL
w.!g~~o~~~ próg generacji _ ~z~ ~o~-e~o_ I próg generacji _ .[a~ ~~e.[o_ zanik tworzenia ciekłych węglowodorów - - -zanik gazów mokrych zanik gazów _ _ ..2u.:.h~J:l...._ I I 30-60 80 120-170 170-180 200 ~ O o.. VJ O 5E ~ O -J O ;,.: -JENYO ,1990 ---uT Vizz -<U-lO OON I-ZU-l U-lOI-~u-< VJ--
-
--
-
- - - -
-
->-, :::
a
N J MUKHOPADAHYA Y, 1992 1- ->-, E"
N '-' VJ U-l U O ~ o.. 1 _ _ _ I-- -N -< oTab. I. Porównanie i próbna korelacja zmiennosci prametrów tennicznych; *Mlq - obszar maksymalnego akumulowania ropy naftowej
mnobrązowy i czarny zaś fazie zmetamorfizowanej, co po-twierdza wykorzystanie palinologii do wniosków petrogra-ficznych,
D zastosowanie skali TAI pozwala bezpośrednio
wy-różnić granice głównych faz generowania węglowodorów,
które odpowiadają wartościom TAl 3/4, 5/6 i 6/7 w skali
Battena i pozwalają bezpośrednio określić na tej podstawie
granice głównych faz generowania węglowodorów,
D określenie wartości TAI pozwala przedstawić
wa-runki geotermiczne sprzyjające tworzeniu i zachowaniu
złóż węglowodorów. Służą temu różne diagramy
przedsta-108
wlaJące zależność wskaźnika Ro i TAI od maksymalnej
temperatury (TI1l(vJ, efektywnego czasu grzania (Te),
maksy-malnego pogrążenia (HlIlax ) oraz gradientu geotermicznego
(Grad
n,
D analiza materiału palinologicznego z osadów
mezo-zoiku Niżu Polskiego (Gronowo GN-l, Bodzanów GN-3,
Poddębice PIG-2, Byczyna-l) pod kątem oceny stopnia
dojrzałości materii organicznej wykazała obecność w
analizowanym materiale m.in. substancji organicznej
doj-rzałej, która odpowiada głównej fazie generowania wę
Przegląd Geologiczny, vol. 43, nr 2, 1995
BUSTlN & BARNES,1984 PARPAROVA & ŻUKOVA, 1990 VASSOJEVICZ i in.1976 AMOCO
et: I
~
I CI) O~
I et: O ....l O ;.:: ~ o N U ·c ~ oj E o o-E '0 oN - -I----
I
I I et: o c.. CI) Q ~ et: o ....l o ;.::E
'0l
oN --~ o e-oD MK,(D) -~ MK,(G) - 6:8:5- -MK,(2) -H-5--MK,(K) - +.S§.-I 1-3 2-6 -1.96-2.0~
1 1 - 6:2-5--' PK, I -(1;3--PK, -{}.4- - 1-3 PK -G,-5- - 50-80 50-90 60-140 110-200 190-300~
I 3-9 1.99-2.061ii
AK,1
3
-9
u o ~ o e-oD o c E Oj 'u Literatura I BATTEND.J. 1982-J.microp.,I: 107-114. -5:0---2 BA TTEN D. J. 1984 - Pollen/spore color standart "
Mun-sell color standarts (Matte finish). Version 2".
3 BATTEN D. J. i GAUPP R., 1985 - N. Jb. Geol. PaHlont. Mh., 3: 157-175.
4 BUSTINRM.,BARNESM.A.1984-Geosc.Canad.,,12:4-2J.
5 JENY ON M.K. 1990 - Oil and Gas Traps Aspects of their
Seismostratigraphy, Morphology and Development. Co-up.Int. Ltd:I-398. CJ « f--< ;.:: o c.. -<
-~5-
~
AK, 300-4006 MUKUPADAHYA y P.K. 1990 - Development in
Sedi-mentology, 47: 435-508.
7 PARPAROVA G.M., ŻUKOVA A.V. 1990 - Ugliepetro-graficzeskije metody w izuczeni osadocznych parod i
pole-znych iskopajemych. Niedra: 1-307.
8 STAPLIN F.L. 1969 - Buli. Can. Petroleum Geol.,17: 47
-56.
9 VASSOJEVICZ 1. B., NIERUCZEV S. G., ŁOPATIN
N.W. 1976 - O szkale katageneza w swjazi z
neftegazo-obrazowaniem. Izd. Nauka: 1-307.
10 WOOD D.G. 1992 - The Significance of Reworked Pa-lynomorphs in Multidisciplinary Studies. Pap.pres.at the
A.A.S.P. Meeting and 8-th I.P.c.
