Relacje pomiędzy wskaźnikami dojrzałości materii organicznej
i geotermometrem illit-smektyt na przykładzie Karpat zewnętrznych
Wskaźniki dojrzałości materii organicznej oraz stopień zawansowania diagenezy minerału mieszanopakietowego illitu-smektytu są wykorzystywane do odtwarzania historii termicznej basenów sedymentacyjnych oraz do modelowań naftowych. Podstawowym wskaźnikiem petrologicznym wykorzystywanym do określenia dojrzałości materii organicznej rozproszonej w skałach osadowych jest refleksyjność witrynitu Ro. Wskaźnik ten może zostać porównany z temperaturą Tmax wyznaczaną
w trakcie pirolizy Rock-Eval, refleksyjnością bituminów Rb oraz procentową zawartość
smektytu w minerale mieszanopakietowym illit-smektyt (wskaźnik S). Celem prezentowanej pracy było przebadanie zależności korelacyjnej pomiędzy omawianymi wskaźnikami dla skał z obszaru polskich Karpat fliszowych z wykorzystaniem współczynnika korelacji liniowej Pearsona r oraz współczynnika determinacji r2
z uwzględnieniem typu dominującego w próbkach kerogenu. Stwierdzono, że wartość współczynnika korelacji liniowej Pearsona r jest najniższa dla wskaźników Ro, i S. Z tego powodu tylko dla tych dwóch wskaźników podjęta została próba określenia ich zależności w poszczególnych przedziałach refleksyjności witrynitu, jak i w przedziałach procentowej zawartości smektytu w minerale mieszanopakietowym illit-smektyt. Otrzymane w pracy równania regresji liniowej umożliwiające przeliczenie temperatury Tmax i refleksyjności bituminów Rb na refleksyjność witrynitu Ro zostały
porównane z dotychczas stworzonymi przez innych autorów wzorami. Dodatkowo, w pracy wyznaczono maksymalne paleotemperatury oddziałujące na analizowane skały przy użyciu wskaźników Ro, i S, których wartości zostały przedyskutowane w zależności od wartości refleksyjności witrynitu i procentowej zawartości smektytu w minerale mieszanopakietowym illit-smektyt. Na podstawie przeprowadzonych w pracy analiz, można stwierdzić, że powstałe równania regresji liniowej opisujące zależności pomiędzy omawianymi wskaźnikami są wiarygodnymi przelicznikami pomiędzy wskaźnikiem Ro, a parametrem Tmax i wskaźnikami Rb i S w określonych warunkach.
Otrzymana formuła dla Ro i Tmax może być stosowana dla próbek pobranych z
analizowanego obszaru Karpat zewnętrznych, których wartość refleksyjności witrynitu, zawiera się w przedziale od około 0,5 do około 1,5%, bez względu na dominujący w próbce typ kerogenu. Stworzony w pracy wzór dla wskaźników Ro i Rb jest
wiarygodnym przelicznikiem dla próbek pochodzących z warstw menilitowych, krośnieńskich lub grybowskich z analizowanego obszaru Karpat zewnętrznych. Równanie regresji liniowej wyznaczone dla wskaźników Ro i S jest wiarygodnym przelicznikiem pomiędzy omawianymi wskaźnikami dla próbek z analizowanego obszaru Karpat zewnętrznych, w których zawartość procentowa smektytu w mienerale mieszanopakietowym illit/semektyt nie przekracza 60% z dominującym w próbkach III typem kerogenu. Oszacowane na podstawie Ro i S paleotemperatury wykazują między sobą najmniejsze różnice, gdy procentowa zawartość smektytu znajduje się w przedziale 15-40% i największe różnice, gdy procentowa zawartość smektytu jest mniejsza lub równa 15%.
Relations between indices of organic matter maturity and the illite-smectite
geothermometre exmplified by the case of the Outer Carpathians
Indices of organic matter maturity and the evaluation of the stage of diagenesis are used in reconstructions of sedimentary basins’ thermal history and in petroleum modelling. The basic petrologic index used to evaluate maturity of organic matter dispersed in sedimentary rocks is vitrinite reflectance Ro. Its value may be compared with the value of Tmax temperature determined in the course of the Rock-Eval pyrolysis,
bitumen reflectance Rb and percentage of smectite in the mixed-layer illite-smectite
mineral (S index). The presented work was aimed at studying the relation between the indices mentioned above in the rocks from the Polish part of the Outer Carpathians, using Pearson’s linear correlation coefficient r and the coefficient of determination r2 taking into account the type of kerogen prevailing in the samples. The value of the Pearson’s linear correlation coefficient appeared to be lowest for the Ro and S indices. For this reason, the attempt at determining their relation in separate intervals of vitrinite reflectance and in intervals of smectite percentage in the mixed-layer illite-smectite mineral was undertaken for these two indices only. The obtained equations of linear regression that allowed us to convert Tmax, temperature and bitumen
reflectance Rb to vitrinite reflectance Ro have been compared with the equations
obtained by other authors. Additionally, we have determined the maximum palaeotemperatures that affected the studied rocks using the Ro and S indices whose values have been discussed in relation to the vitrinite reflectance and the smectite percentage in the mixed-layer illite-smectite mineral. The analyses conducted in the course of our work reveal that the obtained linear regression equations describing the relations between the indices discussed here provide reliable conversions between the Ro and Tmax Rband S values in the given conditions. The formula obtained for Ro and
Tmaxmay be used for those samples taken from the area of the Outer Carpathians
discussed herein whose values of vitrinite reflectance are contained in the interval between ca. 0.5 and ca. 1.5%, regardless of the type of kerogen prevailing in the
sample. The obtained equation for the Ro and Rb indices provides reliable conversion
for the samples taken from The Menilite Beds, Krosno Beds and the Grybów Beds in the studied area of the Outer Carpathians. The obtained linear regression equation for the Ro and S indices provides reliable conversions between these indices for those samples from the discussed area of the Outer Carpathians in which the smectite percentage in the mixed-layer illite-smectite mineral does not exceed 60%, with type III kerogen as the predominating type. Palaeotemperatures determined using the Ro and S indices display smallest differences when the smectite percentage in the mixed-layer illite-smectite mineral is contained within the 15-40% interval and are greatest when the smectite percentage is lower than or equal to 15 %.
