Nowe dane o rozwoju utworów dolnopaleozoicznych w rejonie
Sêdziszów Ma³opolski–Rzeszów w œwietle wyników wiercenia Hermanowa-1
Andrzej Maksym*, Piotr Œmist**, Ma³gorzata Pietrusiak*,
Grzegorz Staryszak*, Bogus³aw Liszka*
New data on development of the Lower Paleozoic sediments in the Sêdziszów Ma³opolski–Rzeszów region based on Hermanowa-1 borehole (SE Poland). Prz. Geol., 51: 412–418.
S u m m a r y. Deep borehole Hermanowa-1 yielded new data on Ordovician and Silurian deposits in the southern part of the Carpathian Foredeep. Facies, occurrence and thickness of this rocks are very important of hydrocarbon potential number. Probably these sediments are source rocks for the borehole Nosówka oil deposit. Thickness of the Silurian–Ordovician deposits in the well Hermanowa-1 exceeds 400 m and they are so far the thickest Lower Paleozoic deposits in the southern part of the Carpathian Foredeep. For the first time, in this region, radiolarian shales were encountered which are proposed as a formal lithostratigraphic unit. The Ordovician profile consists of two units — quartzitic sandstones with glauconite of Early Ordovician age and mudstones with graptolites Llandeilo–Caradoc age. Profile of the Silurian includes radiolarian shales of Landover age and marly mudstones of early Wenlock age.
Key words: Carpathian Foredeep, Silurian, Ordovician, source rocks, radiolarian shales from Hermanowa, Tertiary Basement Prace poszukiwawcze prowadzone przez PGNiG S.A
w rejonie Sêdziszów M³p.–Rzeszów koncentrowa³y siê g³ównie na utworach autochtonicznych miocenu, kredy dolnej, jury i karbonu. Z tej przyczyny rozpoznanie star-szego paleozoiku by³o wyrywkowe i nie doczeka³o siê, jak dotychczas szerszego opracowania. W 1999 r. odwiercono g³êboki otwór Hermanowa-1, który dostarczy³ wielu nowych danych geologicznych i poszerzy³ stan wiedzy o rozwoju i wykszta³ceniu starszego paleozoiku. Odwiert ten zosta³ zlokalizowany 15 km na po³udnie od Rzeszowa w obrêbie p³aszczowiny skolskiej Karpat zewnêtrznych (ryc. 1–3). W otworze tym przewiercono kolejno:
0–10 m — czwartorzêd
–3650 m — warstwy nasuniêcia karpackiego –3744 m — warstwy jednostki stebnickiej
–3875 m — utwory autochtoniczne miocenu (baden œrodko-wy i baden dolny)
–3882 m — pstry piaskowiec górny–ret –4058 m — pstry piaskowiec œrodkowy i dolny –4351 m — wizen
–4366 m — turnej
–4529 m — dewon górny i œrodkowy –4640 m — dewon dolny –4700 m — wenlok dolny –4720 m — landower œrodkowy –4840 m — ordowik górny–karadok –4996 m — ordowik œrodkowy–landeil –5056 m — ordowik dolny–tremadok–arenig –5092 m — prekambr.
Zarys budowy geologicznej
Pod³o¿e trzeciorzêdu w omawianym obszarze buduj¹ platformowe utwory mezo-paleozoiczne (kreda, jura, trias, karbon, dewon, sylur, ordowik) le¿¹ce niezgodnie na
sfylli-tyzowanych ³upkach prekambryjskich. By³y one opisywa-ne przez wielu autorów (m.in. Karnkowski, 1969, 1983; Karnkowski & G³owacki, 1961; Moryc, 1971, 1992, 1996, 1997; Olszewska, 1998; Tomaœ & Zaj¹c, 1998; Maksym i in., 1998, 2001).
Na utworach pod³o¿a trzeciorzêdu zalegaj¹ niezgodnie m³odsze osady wieku paleogeñskiego i neogeñskiego. W œrodkowej i po³udniowej czêœci obszaru kompleks neo-genu przykrywaj¹ sfa³dowane utwory nasuniêcia karpac-ko-stebnickiego. W analizowanym rejonie ska³y paleozoiku i mezozoiku zapadaj¹ monoklinalnie na po³udniowy zachód
pod k¹tem nie przekraczaj¹cym 10o. Wyj¹tkiem s¹ tu
utwo-ry dewonu tworz¹ce formê synkliny o osi biegn¹cej wzd³u¿ linii otworów Bratkowice-1, Œwilcza-1 i Wilkowyja-1 i zmieniaj¹cej swój kierunek w rejonie Rzeszowa (Maksym i in., 1998) na po³udnie (ryc. 2).
Utwory dolnopaleozoiczne wystêpuj¹ce w pod³o¿u po³udniowej i wschodniej czêœci zapadliska przedkarpac-kiego rozwija³y siê w obrêbie bloku (terranu) ma³opolskie-go (Po¿aryski, 1990). Stosunkowo dobrze rozpoznano te utwory w zachodniej, brze¿nej czêœci na granicy z blokiem górnoœl¹skim. Wyró¿niono tam dwie zasadnicze jednostki litostratygraficzne (Bu³a, 1994; ¯aba 1999) — formacjê z Zawiercia i formacjê z Mrzyg³odu. Pierwsza jednostka
*Polskie Gazownictwo Naftowe i Górnictwo S.A., OGN Oœrodek Biura Geologicznego Geonafta-Po³udnie,
ul. Asnyka 6, 38-200 Jas³o; a.maksym@geonafta.jaslo.pl; m.pietrusiak@geonafta.jaslo.pl; g.staryszak@geonafta. jaslo.pl; b.liszka@geonafta.jaslo.pl
**PETROGEO Sp. z o.o., ul. Przemys³owa 11, 38-200 Jas³o; smist@petrogeo.pl Poznañ Gdañsk Kraków Warszawa S£OWACJA SLOVAKIA UKR AIN A UKR AIN E PRZEMYŒL RZESZÓW KRAKÓW ZAKOPANE 20 40km 0 DÊBICA obszar badañ study area ZAPA DLISK OPR ZEDKA RPAC
KIE CARPATH IAN
FOREDEEP
KARPATY CARPTHIANS
Hermanowa-1
Ryc. 1. Mapa lokalizacji obszaru badañ Fig. 1. Location map of study area
obejmuje utwory od dolnego ordowiku do dolnego syluru (ni¿szy wenlok) i jest wykszta³cona jako osady wêglanowe — wapienie i wapienie dolomityczne. Formacjê z Mrzyg³odu wieku górny wenlok–ludlow reprezentuje seria utworów fli-szopodobnych zbudowana z i³owców, mu³owców i
piaskow-ców z lokalnymi prze³awiceniami zlepieñców. W
porównaniu z zachodni¹ czêœci¹ bloku ma³opolskiego oma-wiany rejon Sêdziszowa–Rzeszowa wykazuje du¿o wiêk-sze zró¿nicowanie litologiczne, facjalne i charakteryzuje siê licznymi lukami stratygraficznymi.
Starszy paleozoik zosta³ nawiercony w kilkunastu odwiertach, m.in.: Pilzno-40, Zagorzyce-1, -6, Nosówka-2, -9, Nawsie-1 i Bêdziemyœl-3. W odwiertach tych czêsto nawiercano jedynie stropowe czêœci ró¿nych ogniw ordowi-ku i syluru. Fragmentaryczne informacje geologiczne nie pozwala³y na stworzenie spójnego obrazu litofacjalnego i stratygraficznego. Taki stan rzeczy wynika równie¿ z licz-nych luk stratygraficzlicz-nych obejmuj¹cych w poszczególlicz-nych rejonach ró¿ne czêœci profili oraz przestrzennych zmian litologiczno-facjalnych.
Ordowik. Utwory ordowiku wystêpuj¹ w
po³udniowo-za-chodniej czêœci analizowanego obszaru (ryc. 4). Ich
mi¹¿szoœæ jest zmienna i waha siê od kilku do ponad 300 m. Zmienia to dotychczasowy pogl¹d, ¿e maksymalne mi¹¿szo-œci ordowiku masywu ma³opolskiego s¹ mniejsze ni¿ 100 m (Po¿aryski, 1990). G³êbokoœæ zalegania zmienia siê od ok. –2500 m w pó³nocnej czêœci obszaru do –5300 m w czêœci po³udniowej.
Najstarszym rozpoznanym ogniwem ordowiku s¹ pia-skowce kwarcowo-glaukonitowe, zaliczone do ordowiku dolnego na podstawie badañ akritarchów przeprowa-dzonych na próbkach z odwiertu Nosówka-9 (Jachowicz, 1999). Podobnie wykszta³cony kompleks piaskowcowy zosta³ przewiercony w odwiercie Hermanowa-1 w przedzia-le 4996 m–5056 m. Pobrano z niego dwa rdzenie, jednak nie uda³o siê wykonaæ w nich badañ mikrofaunistycznych. Z zapisu krzywych geofizyki wiertniczej wynika, ¿e podobne utwory mog¹ tak¿e wystêpowaæ w odwiertach Zagorzyce-1 (mi¹¿szoœæ 3 m) i Podgórze-1 (mi¹¿szoœæ 20 m). Odpowied-nikiem opisywanych piaskowców s¹ piaskowce glaukonito-wo-fosforytowe wystêpuj¹ce w rejonie Tarnowa, którym przypisuje siê wiek górny tremadok–arenig (Moryc & Neh-ring-Lefeld, 1997).
Utwory ordowiku œrodkowego, na podstawie badañ akri-tarchów, graptolitów i konodontów, udokumentowano w odwiertach: Kielanówka-12, Podgórze-1, Zagorzyce-1 (Jachowicz, 1999), Pilzno-40 (Moryc & Nehring-Lefeld, 1997) i Hermanowa-1 (Porêbska, 2000). Œrodkowy ordowik jest wykszta³cony w dwóch litolofacjach. W czêœci wschod-niej obszaru dominuj¹ ³upki mu³owcowe z graptolitami, w czêœci zachodniej zaœ osady marglisto-wapienne (Pilzno-40, Bêdziemyœl-3).
Ordowik górny reprezentuj¹ utwory facji ilastej, nie-kiedy z bardzo licznymi graptolitami. Czasami wystêpuj¹ szcz¹tki makrofauny trylobitów i ramienionogów oraz spo-radycznie okruchy jasnobe¿owych wapieni. Karadok zosta³
karbon – wizen + namur (kulm) Carboniferous – Visean + Namurian (Culm) karbon – wizen(wapieñ wêglowy)+ turnej
Carboniferous – Visean(Carboniferous Limestone)+ Tournaisian
dewon dolny Lower Devonian
dewon œrodkowy i górny (nierozdzoelony) Middle-Upper Devonian (undivided) kreda Cretaceous jura górna Upper Jurassic jura œrodkowa Middle Jurassic trias Triassic prekambr Precambrian otwór wiertniczy borehole ordowik Ordovician sylur Silurian
orograficzny brzeg Karpat Surface Carpathian Edge wg³êbny brzeg Karpat Subsurface Carpathian Edge uskoki faults przekrój geologiczny geological cross-section A A A A
Rzeszów
Dêbica
Sêdziszów M³p.
0 5000m Cr Cr Cr Ck Ck Ck Ck Ck Ck Ck Ck Ck Ck J3 J3 J3 J3 J3 J3 J2 J2 J2 J2 J2 J2 D2+3 D2+3 D2+3 D2+3 T T T T T T T T C1w C1w C1w C1w C1w C1w C1w C1w D1 D1 D1 D1 D1 Pr Pr Pr Pr O O O O O S KAMIONKA-1 KAMIENICA GÓRNA-1 TRZEBOWNISKO-1 POGWIZDOW-1 TERLICZKA-2 KRASNE-27 HUSÓW-42 PALIKÓWKA-1 W ILKOWYJA-1 BUCZNIK-1 MALAWA-1 KIELNAROWA-1 HERMANOWA-1 MOGIELNICE-1 TYCZYN-1 ZALESIE-11 KIELANÓWKA-12 ŒWILCZA-2 ZACZERNIE-5 POBITNO-2 RZESZÓW-9 ZACZERNIE-3 ŒWILCZA-1 WYSOKA G£OGOWSKA-2 JASIONKA-2 JASIONKA-1 CZ. S.-8 BÊDZIEMYŒL-3 NOSÓWKA-14 PODGÓRZE-1 BRATKOWICE-1 CZUDEC-1 N-8 NOSÓWKA-9 NOSÓWKA-2 SZUFNAROWA-1 BÊDZIENICA-2 ZAGORZYCE-6 NAWSIE-1 SÊDZISZÓW-10 S-5 Z-1 BRZEZÓWKA-31 CZ.S.-1 MÊCISZÓW-5 PUSTKÓW-1 WOLA OCIECKA-1 B-3 B-4 BRZEZÓWKA-9 BRZENICA-2 R-3 R-5 SKRZYSZOW-3 DÊBICA-10K £¥CZKI KUCHARSKIE-1 PILZNO-40 BRACIEJOWA-1 G£OBIKOWA-2 P-20 DÊBICA-2 GAWRZY£OWA-1 KOZ£ÓW-1 PILZNO-14 STASIÓWKA-1 STASIÓWKA-2 WOLA WIELKA-1 GAWRZY£OWA-3 BRZEZINY-7 KORZ-7 £ B-3 NAGOSZYN-1 PODOLE-2 ROZA-1 WIEWIORKA-1 ZDZIARZEC-3 S D2+3 D2+3Ryc. 2. Mapa geologiczno-strukturalna pod³o¿a trzeciorzêdu Fig. 2. Geological map of the Tertiary basement
udokumentowany w odwiertach Nosówka-2, Nosówka-5 (Modliñski, 1987) i Hermanowa-1 (Porêbska, 2000).
Dotychczas nie uda³o siê okreœliæ charakteru granicy pomiêdzy dolnym i œrodkowym ordowikiem. Na krzywych geofizycznych PG i PNG z Hermanowej (ryc. 8), na g³êb. 4996 m, zaznacza siê bardzo ostry kontakt litologiczny, który mo¿e byæ zwi¹zany z powierzchni¹ erozyjn¹ i hiatusem.
Szczegó³owe analizy biostratygraficzne oraz charakter profilowania gamma pozwalaj¹ przypuszczaæ, i¿ mieliœmy w tym rejonie ci¹g³oœæ sedymentacji miêdzy œrodkowym landeilem a wy¿szym karadokiem. Utworów najwy¿szego piêtra ordowickiego (aszgilu), jak dotychczas w tej czêœci zapadliska nie rozpoznano. Syntetyczny profil litologiczny utworów ordowiku w tym rejonie ilustruje ryc. 5.
Sylur. Mi¹¿szoœæ syluru,
charak-teryzuj¹cego siê mniejszym zasiê-giem ni¿ ordowik, jest zmienna i wynosi od kilkunastu metrów w pó³nocnej czêœci obszaru do ponad
180 m w czêœci po³udniowej.
G³êbokoœæ zalegania waha siê od ok. –2500 m w pó³nocno-zachod-niej czêœci obszaru do –5000 m w czêœci po³udniowej.
Najstarszymi dotychczas
udokumentowanymi osadami
syluru s¹ landowerskie czarne ³upki z otworu Nawsie-1 (Jacho-wicz, 1997), oraz i³owce z
radio-larytami z odwiertu
Hermanowa-1. W tym miejscu nale¿y wspomnieæ, i¿ w otworze Jaronowice IG-1 w rejonie niecki nidziañskiej (Jaworowski i in., 1967) rozpoznano landowerskie ³upki graptolitowe z lidytami mog¹ce stanowiæ facjalny odpo-wiednik ³upków z Hermanowej. W tym ostatnim otworze powy¿ej i³owców radiolarytowych
wystê--3500 -3000 -3500 -4500 -4000 -4500 -4500 -4000 -3500 -3000 -2500 -4500 -3500 -4500 -5000 -5000 -4500 -4500 -5000 -4000 -4000 0 5000m 0-20 20-60 60-100 200-300 >300 100-200 m i¹ ¿s zo œæ [ m ] th ic kn es s[ m ]
izolinie stropu ordowiku top of Ordovician orograficzny brzeg Karpat Surface Carpathian Edge
-5000 wg³êbny brzeg KarpatSubsurface Carpathian Edge uskoki
faults otwór nawiercaj¹cy ska³y ordowikuwell drilled into Ordovician rocks
przekrój geologiczny geological cross-section A A
Rzeszów
A A HERMANOWA-1 -3633 -3101 -3618 -3066 -3439 -3293 -3418 -3461 -3541 -3745 -3405 -3382 -3624 -4444 -3187 -3328 BÊDZIEMYŒL-3 KIELANÓWKA-12 N-14 N-12 N-1 5N-2 N-8 NOSÓWKA-9 PODGÓRZE-1 ZAGORZYCE-1 KIELANÓWKA-11 NOSÓWKA-6 N-7 NOSÓWKA-4Ryc. 4. Mapa strukturalna stropu ordowiku na tle jego mi¹¿szoœci Fig. 4. Structural map of the top Ordovician and its thickness
H [m n.p.m.] H [m a.s.l.] -4500 -5000 -4000 -3500 -3000 -2500 -1500 -1000 -2000 -500 500 0 w-wy menilitowe Menilite beds w-wy kroœnieñskie Krosno beds w-wy hieroglifowe + pstre ³upki Hieroglyphic beds + Variegeted shales kompleks ³upkowo-piaskowcowy sandstone-mudstone unit fo rm ac ja z R op ia nk i (w ar st w y i no ce ra m ow e) R op ia nk aF or m at io n (I no ce ra m usb ed s) margle krzemionkowe siliceous marls formacja z Do³hego (³upki zielone i radiolariowe) Dolhe Formation (green and radiolarian shales) w-wy spaskie Spas beds
sarmat +baden górny Sarmatian+Upper Badenian miocen transgresywny Trangressive Miocene baden œrodkowy Middle Badenian baden dolny Lower Badenian jednostka stebnicka Stebnik unit jednostka stebnicka Stebnik unit karbon dolny Lower Carboniferous jednostka skolska Skole unit pod³o¿e miocenu Basement of Miocene miocen autochtoniczny Autochthonous Miocene D1 D1 D1 D2+3 D2+3 D2+3 M +Ms b3 M +Ms b3 MZRz MZRz Mb2 Mb2 Mb1 Mb1 Mst Mst K +Pc3 R K +Pc3 R K +Pc3 R K +Pc3 R K +Pc3 R K3mk K3mk K3mk K3mk K3mk K1sp K1sp K1sp K1sp K1sp Olme Olme Olme Olme Pc+Eps+h Pc+Eps+h Pc+Eps+h Pc+E ps+h Pc+Eps+h C1 C1 K1+3D K1+3D K1+3D K1+3D K1+3D dewon dolny Lower Devonian dewon œrodkowy i górny (nierozdzoelony) Middle-Upper Devonian (undivided) kr ed a g ór na -p al eo ce n U pp erC re ta ce ou s -P al eo ce ne Ol+Mk Ol+Mk dyslokacje faults sp¹g nasuniêcia karpacko-stebnickiego bottom of Carpathian-Stebnik overthrust przypuszczalne nasuniêcia wewnêtrzne presumable inner overthrust trias Triassic T T Pr Pr Pr O O S S prekambr Precambrian ordowik Ordovician sylur Silurian
}
kr ed a d ol na Lo w er C re ta ce ou s ol ig oc en O lig oc en e eo ce n Eo ce ne 0 1000 2000m NE Q SW Malawa-1Hermanowa-1 Kielnarowa-1 Albigowa-9Husów-45
Ryc. 3. Przekrój geologiczny wzd³u¿ linii A–A’(ryc. 2) przez po³udniow¹ czêœæ zapadliska przedkarpackiego w rejonie Hermanowej Fig. 3. Geological cross-section A–A’ (fig. 2) through the southern Carpathian Foredeep in the Hermanowa region
puje 60 metrowy kompleks i³owców marglistych ni¿szego wenloku. W otworze Pilzno-40 do wenloku zaliczono blisko 200 metrow¹ seriê ilast¹ przykrywaj¹c¹ wapienie i margle ordowiku. Równie¿ w Zagorzycach-1, niespe³na 5 metrowy pakiet i³owców, wed³ug Moryca (1992) nale¿y do dolnego wenloku. Najm³odszym piêtrem syluru w tym rejonie s¹ prawdopodobnie i³owce poziomu Cucullograptus hemiaver-sus œrodkowego ludlowu udokumentowane w otworze Zago-rzyce 6 (Porêbska, 1996). Syntetyczny profil sukcesji sylurskiej przedstawia ryc. 7.
Na utworach syluru le¿¹ czerwone mu³owce z zielony-mi przerostazielony-mi i³owców oraz gniazdazielony-mi dolozielony-mitów, które w otworze Hermanowa-1 zaliczono do dolnego dewonu.
Podobnie wykszta³cona seria w otworze Krasne 27 zawie-ra³a zespo³y mikroflorystyczne dokumentuj¹ce piêtro emsu, natomiast piêtra ¿edyn i zigen zosta³o wyró¿nione w opar-ciu o nastêpstwo warstw (Maksym i in., 1998).
Tektonika
Utwory starszego paleozoiku w rejonie Sêdzi-szów–Rzeszów nale¿¹ do póŸnokaledoñskiego kompleksu masywu ma³opolskiego. Kompleks ten obejmuje utwory kambru górnego, ordowiku, syluru i dewonu dolnego (Po¿aryski i in., 1992). W omawianym rejonie w porówna-niu z zachodni¹ i pó³nocn¹ czêœci¹ masywu ma³opolskiego nie wystêpuj¹ ska³y kambru. Osady ordowiku, a miejscami syluru le¿¹ bezpoœrednio na s³abo zmetamorfizowanych ³upkach wendu z du¿¹ niezgodnoœci¹ k¹tow¹. Ca³kowita mi¹¿szoœæ pokrywy póŸnokaledoñskiej przekracza 500 m (Hermanowa-1).
Ruchy m³odokaledoñskie w póŸnym sylurze górnym doprowadzi³a do wyniesienia ca³ego masywu. Procesy ero-zyjne ods³oni³y ró¿ne ogniwa starszego paleozoiku, które zosta³y przykryte kontynentalnymi utworami dolnego dewonu.
Ostateczny obraz pod³o¿a trzeciorzêdu ukszta³towany zosta³ przez paleogeñskie procesy tektoniczno-erozyjne (Karnkowski & Ozimkowski, 2001). Na tym obszarze mo¿na wyró¿niæ dwa ró¿nowiekowe systemy usjkoków. Starszy system, o rozci¹g³oœci NW–SE, aktywny do fazy laramijskiej, jest reprezentowany przez znacz¹c¹ regio-naln¹ dyslokacjê okreœlan¹ przez Moryca (1992) jako „walny uskok Trzciana–Mielec”. Sieæ m³odszych uskoków o rozci¹g³oœci NE–SW powsta³a prawdopodobnie w trze-ciorzêdzie. „Walny uskok Trzciana–Mielec” kontynuuje siê na ca³ym analizowanym obszarze i przebiega na pó³noc od linii odwiertów Kamionka-1, Czarna Sêdziszowska-8, Podgórze-1, Rac³awówka-1 i Hermanowa-1 (ryc. 2). Uskok ten jest sukcesywnie przemieszczany na po³udnie przez prostopad³e, m³odsze uskoki trzeciorzêdowe. Ma on
-3000 -4500 -4500 -4000 -3500 -2500 -4000 -4000 -4500 -4500 -5000 -4000 -5000 -4500 HERMANOWA-1 0-20 20-60 60-100 >180 140-180 100-140 m i¹ ¿s zo œæ [ m ] th ic kn es s[ m ]
izolinie stropu syluru top of Silurian orograficzny brzeg Karpat Surface Carpathian Edge
-5000 wg³êbny brzeg KarpatSubsurface Carpathian Edge
uskoki
faults otwór nawiercaj¹cy ska³y ordowikuwell drilled into Silurian rocks
przekrój geologiczny geological cross-section A A
Rzeszów
A A BÊDZIENICA-2 ZAGORZYCE-6 NAWSIE-1 Z-1 -4207 -4201 -4454 -3590 - 4364 0 5000m ³upki margliste marly shales wapienie limestones dolomity dolomites mu³owce mudstones i³owce claystones piaskowce sandstones piryt pyrite fauna fauna granice niezgodnoœci disconformity radiolaryty radiolarian shales graptolity graptolites O R D O W I K O R D O V I C I A N DOLNY LOWER tremadok – a Arenigian? renig? Tremadocian– la nw irn ? Ll an vi rn ia n? la nd ei l Ll an da ila n ka ra do k C ar ad oc ia n as zg il A sh gi lli an ŒRODKOWY MIDDLE GÓRNY UPPER W E 3 – >7 0m 10 – >1 60 m 20 – 12 0mRyc. 5. Syntetyczny profil litologiczny osadów ordowiku Fig. 5. Schematic lithological profile of Ordovician deposits
Ryc. 6. Mapa strukturalna stropu
syluru na tle jego mi¹¿szoœci
Fig. 6. Stucture map of the top
równie¿ znacz¹cy wp³yw na wzrost mi¹¿szoœci utworów mezozoiku i paleozoiku w rejonie Hermanowej (ryc. 2, 3).
W profilu wiercenia Hermanowa 1 autorzy sugeruj¹ dwie zasadnicze luki stratygraficzne w obrêbie sukcesji sylursko-ordowickiej. Pierwsza luka zawiera³aby siê pomiê-dzy kompleksem piaskowców glaukonitowych, a utworami ilastymi ordowiku œrodkowego. Przypuszczalny wiek pia-skowców to górny tremadok–dolny arenig. Druga luka stra-tygraficzna pomiêdzy ordowikiem i sylurem przypad³aby na aszgil i ni¿sz¹ czêœæ landoweru. Na podstawie lektury tek-stów Jaworowskiego i in. (1967) i Jurkiewicza (1975) dotycz¹cych obszaru Niecki Nidy mo¿na przypuszczaæ i¿ wymienione niezgodnoœci maj¹ wiêkszy regionalny zasiêg.
Litologia i petrografia starszego paleozoiku w wierceniu Hermanowa-1
Ordowik. W omawianym otworze przewiercono
najwiê-ksz¹, jak dotychczas, mi¹¿szoœæ utworów ordowiku w zapadlisku przedkarpackim. Dziel¹ siê one na dwie zasad-nicze jednostki litologiczne (ryc. 8). Doln¹ stanowi 60 metrowy kompleks piaskowcowy, wy¿sz¹ zaœ monotonna seria ³upków z graptolitami.
Kompleks piaskowcowy (dolny ordowik). Podobnie
jak w wielu innych otworach tego rejonu sedymentacjê utworów ordowiku rozpoczynaj¹ jasnozielone, skwarcyty-zowane piaskowce z glaukonitem. Utwory te cechuje wysoka dojrza³oœæ teksturalna, wysoki stopieñ wysortowa-nia i obtoczewysortowa-nia detrytu. Struktury sedymentacyjne na ogó³ masywne b¹dŸ ze s³abo zaznaczaj¹cym siê warstwowa-niem poziomym. Jedynie w sp¹gu kompleksu wyraŸnie zaznacza siê uziarnienie gradacyjne z obecnoœci¹ w dol-nych partiach ³awic klastów drobno¿wirowych o maksy-malnej wielkoœci 6 mm. Podstawowe sk³adniki ska³y to monokrystaliczne kwarce (60% obj.) i glaukonit (10%). Glaukonit tworzy trawiastozielone, owalne agregaty lub pe³ni rolê spoiwa osi¹gaj¹c rozmiary do 1,5 mm. Uzupe³nie-niem sk³adu s¹: plagioklazy, bioklasty
chitynowo-fosforano-we, muskowit, biotyt, minera³y ciê¿kie (turmalin, cyrkon). Wœród litoklastów wyró¿niæ mo¿na okruchy ska³ piaszczy-sto-fosforanowych, krzemionkowych, wulkanicznych, kwar-cytów, metai³owców, granitoidów. Porowatoœæ piaskowców nie przekracza 6%. G³ównym procesem kszta³tuj¹cym
para-O R D O W I K O R D O V I C IA N SYLUR SILURIAN DEWON DEVONIAN DOLNY LOWER DOLNY LOWER DOLNY LOWER ŒRODKOWY MIDDLE GÓRNY UPPER tremadok – a Arenigian renig Tremadocian– la nd ei l Ll an da ila n ka ra do k C ar ad oc ia n Dicranograptus clingani convolutus leptotheca[4704,1 m][4700,95 m] rigidus belo horusp Climacograptus wilsoni Nemagraptus gracilis Glyptograptus teretiusculus poziomy biostratygraficzne biostratigraphic zones ems Emsian ¿edyn + zigen G edinnian+Siegenian wenlok Wenlocian PR EK AM BR P R EC A M -B R IA N landower Llandoverian g³ êb ok oœ æ[ m ] [m ] de pt h stratygrafia stratigraphy PG -PG rdzenie cores 5000 4900 5100 4800 4700 4600 4650
ciemne i³owce z graptolitami dark mudstone with graptolites
piaskowce kwarcytowe z glaukonitem quartzitic sandstone with glauconite ³upki radiolarytowe
radiolarian shales
³upki prekambryjskie Precambrian shales
czerwone mu³owce z zielonymi przerostami i³owców oraz gniazdami dolomitu red mudstone with green claystone intrecalations and nests of dolomite piaskowce kwarcytowe z przewarstwieniami zielonych ³upków ilastych quartzitic sandstone interbedded with green shales
5056 5092 4996 4840 4720 4700 4640 4586
Ryc. 8. Profil litologiczny i biostratygrafia syluru i ordowiku w
otworze Hermanowa-1
Fig. 8. Lithological profile and biostratigraphy of
Silu-rian–Ordovician in the borehole Hermanowa-1
S Y L U R S I L U R I A N D O L N Y L O W E R Œ R O D K O W Y M ID D L E G Ó R N Y U P P E R landower Llandoverian wenlok Wenlocian ludlow Ludlovian pøidoli Pridolian ? – 20m 5 – >200m ? – > 40 m
Ryc. 7. Syntetyczny profil litologiczny osadów sylurskich Fig. 7. Schematic lithological profile of silurian deposits
metry petrofizyczne by³ proces regeneracyjnej cementacji kwarcowej. Podrzêdny typ spoiwa stanowi¹ blokowy kalcyt, chalcedon oraz w³ókniste przerosty chlorytu i illitu.
Kompleks piaskowcowy ma dwie sekwencje depozy-cyjne. Ni¿sza, obejmuj¹ca przedzia³ 5056–5046 m, ma charakter transgresywny. Poziomo warstwowane, dobrze wysortowane osady by³y deponowane w pasie facji obej-muj¹cym strefê brzegu i górnego przybrze¿a (ang.
foresho-re-upper shoreface). Powy¿ej tej sekwencji, w
nierdzeniowanej czêœci profilu, wzrasta wartoœæ promieniowa-nia gamma, wskazuj¹ca na obecnoœæ przewarstwieñ mu³owco-wych zwi¹zanych przypuszczalnie ze wzrostem g³êbokoœci od poziomu 5044 m rozpoczyna siê nowa, progradacyjna sekwencja, któr¹ cechuje stopniowe sp³ycanie i grubienie ziarna ku górze. Jej zwieñczeniem s¹ czyste piaskowce kwarcytowe w przedziale 4996–5000 m.
Mu³owce ilaste z graptolitami (œrodkowy landeil– wy¿szy karadok). Charakter profilowania PG (ryc. 8)
wskazuje na ostry kontakt litologiczny i facjalny pomiêdzy seri¹ mu³owcow¹ a ni¿ej leg³ym kompleksem piaszczy-stym w g³êbokoœci 4996 m. Taki zapis sugeruje powierzch-niê niezgodnoœci erozyjnej z luk¹ stratygraficzn¹, która mo¿e obejmowaæ wy¿sz¹ czêœæ arenigu i prawdopodobnie ca³y lanwirn. Seria mu³owców ilastych liczy 276 m. Jej pozycjê stratygraficzn¹ okreœlaj¹ kolejne poziomy grapto-litowe Glyptograptus teretiusculus, Nemagraptus gracilis, Climacograptus peltifer, Climacograptus wilsoni oraz Dicranograptus clingani (Porêbska, 2000).
Wykszta³cenie tych osadów jest doœæ monotonne. S¹ to ciemnoszare i brunatnawe i³o³upki z graptolitami zawie-raj¹ce pojedyncze skorupki ramienionogów. Sporadycznie trafiaj¹ siê cienkie przewarstwienia i laminy wapienne b¹dŸ redeponowane klasty wêglanowe. Obserwacje w p³ytkach cienkich pozwoli³y w masie ilastej wyró¿niæ jesz-cze rozproszony py³ kwarcu, ³yszczyki, detrytus fosfora-nowo-chitynowy, zwêglon¹ materiê organiczn¹, piryt, mikryt kalcytowo-dolomityczny oraz cienkoskorupow¹ faunê. Ciekawym elementem mikrofacji s¹ owalne prze-kroje o œciankach krzemionkowych wielkoœci 0,1–0,2 mm. Przypominaj¹ one rurkowe otwornice aglutynuj¹ce. I³owce ze stropowej czêœci profilu (przedzia³ 4720–4728 m) maj¹ wiœniowozielonkawe zabarwienie i s¹ pozbawione makro-fauny oraz drobnego detrytu terygenicznego. W masie ilastej s¹ rozsiane jedynie drobne kryszta³ki dolomitu.
Omawiany kompleks tworzy³ siê w dystalnych facjach szelfowych i hemipelagicznych. Obecnoœæ materia³u wêgla-nowego w postaci rozproszonego detrytu, redeponowanych klastów czy te¿ lamin jest sygna³em o trwaj¹cej w tym cza-sie sedymentacji w zachodniej, p³ytszej czêœci basenu.
Sylur. Profil syluru ma 80 m i obejmuje utwory landoweru
i dolnego wenloku (ryc. 8).
£upki radiolarytowe (landower). Pozycjê
stratygra-ficzn¹ tej jednostki wyznaczaj¹ dwa poziomy graptolitowe œrodkowego landoweru — leptotheca i convolutus (próbki z g³êb. 4700–4704 m). Osady te wykszta³cone s¹ jako ciemnobr¹zowe i czarne i³owce z przewarstwieniami radiolarytów. Proponuje siê wydzieliæ je w randze
formal-nej jednostki litostratygraficzformal-nej — formacja ³upków
radiolarytowych z Hermanowej. Pojedyncze warstewki
radiolarytów licz¹ do 20 cm gruboœci i tworz¹ regularne,
rytmiczne przewarstwienia w obrêbie i³owców. £awice radiolarytów charakteryzuje obecnoœæ pionowych spêkañ i szczelin, które czêœciowo wype³nia cement kalcytowy, mu³ osadowy lub bli¿ej niezidentyfikowany materia³ izotropo-wy. Osady te maj¹ cechy profilu skondensowanego (ang.
condensed section) zwi¹zanego z maksimum transgresji.
Niskie tempo sedymentacji, stosunkowo d³ugi okres depo-zycji sprzyja³y podmorskiej lityfikacji warstewek radiola-riowych. Na g³êbokoœci 4699 m osady zmieniaj¹ zabarwienie z ciemnobrunatnego na szarooliwkowe. W masie ilastej pojawia siê znaczna domieszka biotytu i pla-gioklazów ( jest to jedyne tak liczne wyst¹pienie tych mine-ra³ów w ilastej serii ordowicko-sylurskiej). Bardzo wyraŸnie manifestuje siê to na krzywych spektrometrycznych potasu i toru du¿ym wzrostem wartoœci. Ten poziom (wydarzenie) przyjêto jako granicê landower–wenlok
I³owce margliste (dolny wenlok). Pozycjê stratygra-ficzn¹ tych osadów okreœlaj¹ zony graptolitowe wczesnego wenloku — rigidus i belophorus.
Ciemne zabarwienie, wysoka zawartoœæ wêgla orga-nicznego, laminowane, nie zaburzone struktury, liczne konkrecje pirytowe sugeruj¹ depozycjê w Ÿle przewietrza-nym, anoksycznym basenie. Od i³owców landoweru ró¿ni¹ siê jednak znaczn¹ zawartoœci¹ drobnego materia³u detry-tycznego (kwarce, ³yszczyki, drobne bioklasty) i mikrytu wêglanowego (do 20% obj.).
Badania geochemiczne
Przeprowadzone badania geochemiczne (Kupisz, 2001; Matyasik, 2001) wykaza³y wysok¹ macierzystoœæ ska³ star-szego paleozoiku. Jest to bardzo wa¿na informacja dla poszu-kiwañ pod nasuniêciem karpacko-stebnickim, daj¹ca szansê na odkrycie nowych i zasobnych z³ó¿ wêglowodorów.
Utwory syluru charakteryzuj¹ siê wysok¹ zawartoœci¹ substancji organicznej, w której dominuje kerogen typu II, zidentyfikowany jako amorficzna substancja wykazuj¹ca fluorescencjê. Sk³ad macera³owy wykaza³ zawartoœæ 55% kerogenu II typu, 35% typu III i 5% bezproduktywnego inertynitu. Zasobnoœæ wêgla organicznego oceniono w sta-nie koñcowym œrednio na 3,0% TOC, w stasta-nie pocz¹tko-wym zaœ na 4,65% TOC. Stopieñ dojrza³oœci termicznej w tych osadach okreœlony na podstawie analizy pirolitycznej odpowiada poziomowi generowania wêglowodorów w
przedziale okna ropnego — Tmaxw zakresie od 437 do
443oC. Wyliczona na podstawie dystrybucji biomarkerów
frakcji aromatycznej, teoretyczna wartoœæ refleksyjnoœci witrynitu wskazuje na osi¹gniêcie wysokiej dojrza³oœci
odpowiadaj¹cej Row zakresie 0,82 do 1,12.
W utworach ordowiku zawartoœæ substancji organicz-nej wynosi od 0,3 do 1,47% TOC. Potencja³ wêglowodoro-wy resztkowêglowodoro-wy osi¹ga wartoœci powêglowodoro-wy¿ej 5 mg HC/g ska³y. Dominuje kerogen typu algowego. Poziom dojrza³oœci tych osadów jest doœæ wysoki. Teoretyczna wartoœæ
reflek-syjnoœci witrynitu Ro wynosi od 0,73 do 0,84, a Tmaxjest
wy¿sze od 440oC.
Autorzy opracowania geochemicznego (Kupisz, 2001; Matyasik, 2001) przypuszczaj¹, i¿ wiêksza czêœæ potencja³u utworów ordowickich zosta³a ju¿ zrealizowana. G³ówna faza generacji wêglowodorów ze ska³ macierzystych syluru
i ordowiku zwi¹zana by³a z etapem nasuwania siê orogenu karpackiego. Wtedy ska³y starszego paleozoiku osi¹gnê³y efektywn¹ g³êbokoœæ dla generacji wêglowodorów.
Podsumowanie
1. Nawiercone w otworze Hermanowa-1 ³upki radiola-rytowe stanowi¹ przypuszczalnie facjalny odpowiednik roz-poznanych w Niecce Nidziañskiej w otworze Jaronowice IG1 ³upków graptolitowych z lidytami. Proponuje siê tak wyrazist¹ litologicznie i udokumentowan¹ biostratygraficz-nie jednostkê wyró¿niæ w randze formalnej jednostki lito-stratygraficznej — formacja ³upków radiolarytowych z Hermanowej.
2. Mi¹¿szoœæ utworów ordowiku stwierdzona w otwo-rze Hermanowa-1 jest najwiêksza na obszaotwo-rze masywu ma³opolskiego.
3. Otwór Hermanowa-1 potwierdzi³ pogl¹d na konty-nuowanie siê strefy tektonicznej „Trzciana–Mielec”, w kierunku po³udniowo-wschodnim. Strefa ta rozpoznana zosta³a jako g³êboki roz³am tektoniczny (ryc. 3) przebie-gaj¹cy na po³udnie od otworu Kielnarowa-1.
4. Utwory starszego paleozoiku rejonu Sêdzi-szów–Rzeszów w porównaniu z zachodni¹ i œrodkow¹ czêœci¹ masywu ma³opolskiego cechuje wiêksza zmien-noœæ litofacjalna z licznymi lukami stratygraficznymi obej-muj¹cymi w poszczególnych rejonach ró¿ne czêœci profili.
5. Przewiercone ska³y starszego paleozoiku charaktery-zuj¹ siê wysok¹ macierzystoœci¹, a du¿a mi¹¿szoœæ i g³êbokie pogr¹¿enie stworzy³y warunki konieczne do wyge-nerowania wêglowodorów. Daje to mo¿liwoœæ odkrycia du¿ych z³ó¿ wêglowodorów w pod³o¿u mezozoicznym i paleozoicznym, w strefie pod nasuniêciem karpacko-steb-nickim.
Literatura
BU£A Z. 1994 — Problemy stratygrafii i wykszta³cenia osadów star-szego paleozoiku pó³nocno-wschodniego obrze¿enia Górnoœl¹skiego Zag³êbia Wêglowego. Przew. 65 Zj. Pol. Tow. Geol. Sosnowiec, 22–24 wrzeœnia 1994: 31–57.
JACHOWICZ M. 1999 — Wyniki badañ mikroflorystycznych z rdzeni z odwiertu Nosówka 9. Dokumentacja wynikowa otworu. Arch. PGNiG S.A. w W-wie, Oddz. Górn. Naft.
JACHOWICZ M. 1997 — Wyniki badañ mikroflorystycznych z rdzeni z odwiertu Nawsie 1. Dokumentacja wynikowa otworu. Arch. PGNiG S.A. w W-wie, Oddz. Górn. Naft.
JAWOROWSKI K., JURKIEWICZ H. & KOWALEWSKI Z. 1967 — Sinian i paleozoik z otworu wiertniczego Jaronowice IG-1. Kwart. Geol., 11: 21–38
JURKIEWICZ H. 1975 — Budowa geologiczna pod³o¿a mezozoiku centralnej czêœci Niecki Miechowskiej. Biul. Inst. Geol., 283: 5–100
KARNKOWSKI P. 1969 — Formowanie siê z³ó¿ ropy naftowej i gazu ziemnego na tle geologii Przedgórza Karpat, Pr. Inst. Geol.: 8–25. KARNKOWSKI P. 1983 — G³ówne fazy orograficzne Przedgórza Karpat. Prz. Geol., 31: 629–633
KARNKOWSKI P. & G£OWACKI E. 1961— O budowie geologicznej utworów podmioceñskich Przedgórza Karpat Œrodkowych. Kwart. Geol., 5: 372–419
KARNKOWSKI P.H. & OZIMKOWSKI P. 2001 — Ewolucja struktu-ralna pod³o¿a mioceñskiego basenu przedkarpackiego (obszar pomiê-dzy Krakowem a Przemyœlem). Prz. Geol., 49: 431–435
KUPISZ L. 2001 — Reinterpretacja wyników modelowañ generacji i ekspul-sji wêglowodorów po rozpoznaniu geologicznym odwiertu Hermanowa -1. Arch. PGNiG S.A w W-wie, Oddz. Górn. Naft.
MAKSYM A., LISZKA B., PIETRUSIAK M., STARYSZAK G. & ŒMIST P. 1998 — Litostratygrafia i perspektywnoœæ dewonu w obszarze Bratkowice–Rzeszów. Nafta-Gaz, 7–8: 289–293. MAKSYM A., LISZKA B., PIETRUSIAK M. & STARYSZAK G. 2001 — Analiza geologiczna i reinterpretacja materia³ów sejsmicznych w obszarze Hermanowej. Arch. PGNiG S.A w W-wie, Oddz. Górn. Naft.
MAKSYM A., LISZKA B., PIETRUSIAK M. & STARYSZAK G. 1998 — Analiza geologiczno-geofizyczna utworów autochtonicznego miocenu i jego pod³o¿a w rejonie Sêdziszów–Rzeszów–Zalesie. Etap I — Pod³o¿e. Arch. PGNiG S.A w W-wie, Oddz. Górn. Naft.
MATYASIK I. 2001 — Szczegó³owe badania parametrów petrofizycz-nych i chemiczpetrofizycz-nych ska³ wraz z interpretacj¹ wyników dla otworu Hermanowa-1. Arch. BG Geonafta.
MODLIÑSKI Z. 1987 — Ekspertyza fauny graptolitowej z otworu Nosówka 2. Dokumentacja wynikowa otworu. Arch. PGNiG S.A w W-wie, Oddz. Górn. Naft.
MORYC W. 1971 — Trias Przedgórza Karpat Œrodkowych. Rocz. Pol. Tow. Geol., 41: 420–486.
MORYC W. 1992 — Budowa geologiczna utworów pod³o¿a miocenu w rejonie Sêdziszów M³p.–Rzeszów i ich perspektywnoœæ.
Nafta-Gaz, 9–10: 206–223.
MORYC W. 1996 — Budowa geologiczna pod³o¿a miocenu w rejonie Pilzno–Dêbica–Sêdziszów M³p., Nafta-Gaz 12: 521–550.
MORYC W. 1997 — The lower Cretaceous in the pre-miocene substratum of the southern part of the Carpathian Foredeep in Poland. An. Soc. Geolog. Pol., 67: 287–296.
MORYC W. & NEHRING-LEFELD M. 1997 — Ordovician between Pilzno and Busko in the Carpathian Foreland (Southern Poland). Geol. Quart., 41: 139–150.
OLSZEWSKA B. 1998 — Nowe kierunki w badaniach stratygraficz-nych Karpat i ich znaczenie dla poszukiwañ wêglowodorów. Mater. Konf. Dzieñ dzisiejszy przemys³u naftowego. Wysowa, 27–30.05.1998: 68–65.
TOMAŒ A. & ZAJ¥C R. 1998 — Korelacja utworów wizenu weglano-wego na bloku Dêbicy–Pustkowa. Mater. Konf. Dzieñ dzisiejszy prze-mys³u naftowego. Wysowa, 27–30.05.1998: 68–65.
PORÊBSKA E. 1996 — Ekspertyza fauny graptolitowej z odwiertu Zagorzyce 6. Dokumentacja wynikowa otworu. Arch. PGNiG S.A w W-wie, Oddz. Górn. Naft.
PORÊBSKA E. 2000 — Ekspertyza fauny graptolitowej z odwiertu Hermanowa-1. Dokumentacja wynikowa otworu. Arch. PGNiG S.A w W-wie, Oddz. Górn. Naft.
PO¯ARYSKI W. 1990 — Kaledonidy Œrodkowej Europy — orogenem przesuwczym z³o¿onym z terranów. Prz. Geol., 38: 1–9.
PO¯ARYSKI W., GROCHOLSKI A., TOMCZYK H.,
KARNKOWSKI P. & MORYC W. 1992 — Mapa tektoniczna Polski w epoce waryscyjskiej. Prz. Geol., 40: 643–651.
¯ABA J. 1999 — Ewolucja strukturalna utworów dolnopaleozoicznych w strefie granicznej bloków górnoœl¹skiego i ma³opolskiego.