Budowa frontalnej strefy Karpat zewnêtrznych na przyk³adzie mioceñskiej
jednostki Zg³obic w rejonie Brzeska–Wojnicza — nowe dane, nowe modele,
nowe pytania
Piotr Krzywiec*, Pawe³ Aleksandrowski**, Rados³aw Florek***, Janusz Siupik***
The structure of the Outer Carpathian orogenic front: an example of the Miocene Zg³obice Unit between Brzesko and Wojnicz (SE Poland)— new data, new models, new questions. Prz. Geol., 52: 1051–1059.S u m m a r y. Pilot interpretation of selected new seismic profiles located within the Miocene Zg³obice Unit (Polish Outer Carpathians, Brzesko–Wojnicz area) allowed us to set up a new tectonic model of the Carpathian front in this area, in many respects different from the previously proposed ones. The central part of the Zg³obice Unit is interpreted as a passive-roof duplex defining a Miocene triangle zone. Above the duplex, in the roof of the triangle zone, major synclinal folds are recognised in the Miocene deposits and attributed to shortening in the hanging wall of the frontal roof backthrust of the duplex. Some of the inferred tectonic structures are classified as syn-depositional, coeval with sedimentation of the upper portion of the post-evaporitic siliciclastic foredeep succession (Grabowiec Beds). Three main types of hydrocarbon traps are identified within the Zg³obice Unit and within the sedimentary infill of deep palaeovalleys developed within the Mesozoic basement. Because of pilot character of the interpretation here discussed, some of the solutions proposed in this paper should be regarded as working hypotheses, requiring further, more detailed studies. The latter should include detailed stratigraphic investigations in the key structural elements of the Zg³obice Unit, applying advanced techniques of seismic data processing (pre-stack depth migration, structural seismic modelling) and acquisition of shallow high-resolution seismic images. In order to better understand the geometry and kinematics of the interpreted linked thrust system, application of quantitative balancing techniques will be necessary.
Key words: Miocene, Outer Carpathians, Carpathian Foredeep, Zg³obice Unit, reflection seismics, dipmeter data interpretation, thrust tectonics, triangle zone, passive-roof duplex, hydrocarbon prospection
Problematyka genezy i budowy specyficznych struktur tektonicznych — stref trójk¹tnych (ang. triangle zones) oraz dupleksów o pasywnym stropie (ang. passive-roof duplexes), rozwijaj¹cych siê czêsto na frontach orogenicz-nych w strefie przejœciowej miêdzy brze¿nymi pasmami fa³dowo-nasuwczymi a osadami zapadlisk przedgórskich, zosta³a przedstawiona w poprzednim numerze Przegl¹du Geologicznego (Krzywiec & Aleksandrowski, 2004). Celem tej publikacji by³o wprowadzenie czytelnika w zagadnienia zwi¹zane z now¹ interpretacj¹ budowy frontu Karpat pomiêdzy Brzeskiem i Wojniczem. Interpretacja ta jest przedmiotem niniejszego artyku³u, który dokumentuje wyniki pierwszego etapu prac badawczych poœwiêconych analizie budowy geologicznej i ewolucji strukturalnej stre-fy frontalnej polskiego segmentu orogenu karpackiego i jej pod³o¿a, w oparciu o najnowsze dane sejsmiczne uzyska-nych w trakcie poszukiwañ naftowych. W obszarze tym intensywne prace poszukiwawcze prowadzone ju¿ od wie-lu lat, uwieñczone zosta³y licznymi odkryciami z³ó¿ gazu ziemnego i ropy naftowej (Karnkowski, 1993, 1994, 2001). Przedstawiane wyniki prac interpretacyjnych oparte s¹ na
analizie dwóch profili sejsmicznych (2–02–02K i
3–02–02K), wchodz¹cych w sk³ad zdjêcia sejsmicznego „Brzesko–Wojnicz”, zrealizowanego w 2002 r. przez Geofizykê Kraków Sp. z o.o. na zlecenie PGNiG S.A. (Borowska & Fuks-Kopiejko, 2002). Celem tego etapu prac by³o dokonanie pilota¿owej, zintegrowanej interpre-tacji geofizyczno–geologicznej wybranych profili, przy uwzglêdnieniu wspó³czesnego stanu wiedzy dotyczacej
tektoniki nasuwczej, oraz opracowanie wstêpnego modelu ideowego ró¿nego rodzaju pu³apek dla wêglowodorów wystêpuj¹cych w obrêbie allochtonicznych i autochtonicz-nych utworów miocenu zapadliska przedkarpackiego, a tak¿e w obrêbie pod³o¿a frontalnej czêœci orogenu karpac-kiego (Krzywiec i in., 2003). Oprócz interpretacji danych sejsmicznych, wykonano równie¿ strukturaln¹ interpreta-cjê danych upadomierza oraz prace terenowe.
Uzyskane wyniki, poza opracowaniem nowego modelu tektonicznego frontu orogenu karpackiego w rejonie Brze-ska–Wojnicza, pozwoli³y te¿ na sformu³owanie nowych pytañ i zgadnieñ, a tak¿e wniosków dotycz¹cych planowa-nia przysz³ych badañ geofizyczno-geologicznych oraz poszukiwañ naftowych na tym obszarze.
Jednostka Zg³obic i jej bezpoœrednie pod³o¿e — ogólna charakterystyka
Obszar badañ ulokowany jest na styku dwóch regional-nych jednostek tektoniczregional-nych: Karpat zewnêtrzregional-nych i zapadliska przedkarpackiego (ryc. 1). Pod³o¿e centralnej czêœci zapadliska jest zbudowane z osadów mezozoicz-nych bêd¹cych bezpoœrednim przed³u¿eniem utworów niecki nidziañskiej (Jawor, 1970). Strop pod³o¿a tej czêœci
zapadliska przedkarpackiego, odwzorowany przez
ukszta³towanie badeñskich ewaporatów (ryc. 1), charakte-ryzuje siê wystêpowaniem znacznych deniwelacji morfo-logicznych. Deniwelacje te tworz¹ charakterystyczny system paleodolin (D¹brówki, Rysiów i Szczurowej), ³¹cz¹cych siê na wschód od Brzeska w jedn¹ formê morfo-logiczn¹ zanurzaj¹c¹ siê pod Karpaty. Paleodoliny te roz-poznano ju¿ w latach 60. ubieg³ego wieku (Karpa³a & £apinkiewicz, 1962; Po³towicz, 1964), wykorzystuj¹c dane sejsmiczne. Ich genezê wi¹zano z paleogeñsk¹ erozj¹ (np. Karnkowski, 1978; Oszczypko & Tomaœ, 1976; Po³towicz, 1964, 1997a), b¹dŸ z mioceñsk¹ ekstensj¹
plat-*Pañstwowy Instytut Geologiczny, ul. Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa; piotr.krzywiec@pgi.gov.pl
**Uniwersytet Wroc³awski, Instytut Nauk Geologicznych, ul. Cybulskiego 30, 50-205 Wroc³aw; palex@ing.uni.wroc.pl
***PGNiG S.A., Departament Poszukiwania Z³ó¿, Oœrodek Po³udnie, Lubicz 25, 31-503 Kraków; radekf@geonafta.krakow.pl; jsiupik@geonafta.krakow.pl
formowego przedpola Karpat (Oszczypko & Œl¹czka, 1985).
W przeci¹gu kilku ostatnich dziesiêcioleci opubliko-wano ogromn¹ liczbêprac poœwiêconych ró¿nym
aspek-tom stratygrafii mioceñskich osadów zapadliska
przedkarpackiego. Detaliczne omówienie zagadnieñ bio-stratygrafii i litobio-stratygrafii zapadliska przedkarpackiego w nawi¹zaniu do innych rejonów Polski i krajów ota-czaj¹cych znaleŸæ mo¿na w pracy Malinowskiej i Piwoc-kiego (1996). W obrêbie osadów mioceñskich zapadliska przedkarpackiego wyró¿niono szereg formalnych i niefor-malnych jednostek litostratygraficznych (por. Oszczypko, 1996, 1997; Piwocki i in., 1996), których wzajemne relacje stratygraficzne nadal nie s¹ jednak jednoznacznie okreœlo-ne. W obszarze badañ znajduj¹ siê utwory mioceñskie tra-dycyjnie zaliczane do badenu i sarmatu. We wczesnym badenie powsta³ tzw. basen zewnêtrzny zapadliska przed-karpackiego (Ney i in., 1974), w którego po³udniowej
czê-œci osadzi³y siê, siêgaj¹ce 1000 m mi¹¿szoœci,
ilasto-piaszczyste osady formacji skawiñskiej (Oszczypko, 1996, 1998). W pó³nocno-wschodniej czêœci zapadliska (obszar przed obecnym czo³em Karpat i na wschód od Kra-kowa) pocz¹tek sedymentacji zwi¹zanej z rozwojem zapa-dliska przedkarpackiego jest reprezentowany przez tzw. warstwy baranowskie. S¹ to osady ilasto-piaszczyste, miej-scami ze zlepieñcami transgresywnymi w sp¹gu, o
mi¹¿szoœci od kilku do ok. 90 m (Jawor, 1983; Ney i in., 1974). W póŸnym badenie postê-puj¹ca izolacja zapadliska przedkarpackiego od
pozosta³ych czêœci Paratetydy, po³¹czona z
wzrastaj¹cym zasoleniem wód doprowadzi³a do depozycji szeroko rozprzestrzenionych osadów
ewaporatowych (Ney i in., 1974;
Andreyeva-Grigorovich i in., 2003). NajpóŸ-niejszy baden i sarmat to okres odtworzenia warunków otwartego morza w polskiej czêœci zapadliska przedkarpackiego (Oszczypko & Œl¹czka, 1989). Osady wystêpuj¹ce ponad
poziomem ewaporatów obejmuj¹ warstwy
chodenickie, warstwy grabowieckie, i³y spiria-lisowe oraz piaski bogucickie.
Badania poœwiêcone tektonice frontalnej strefy orogenu karpackiego prowadzone s¹ na terenie Polski od wielu lat (np. Ksi¹¿kiewicz, 1972, 1977; To³wiñski, 1956; Unrug, 1984, Karnkowski, 1986; Kirchner & Po³towicz, 1974; Kotlarczyk, 1985; Koszarski, 1985; Ney, 1968; Oszczypko i Tomaœ, 1985; Oszczypko i Œl¹czka, 1989; Po³towicz, 1991a, b, 1994, 1997a, b; Wdowiarz, 1976). Badania geologicz-ne sfa³dowanych osadów mioceñskich
zapadli-ska przedkarpackiego wystêpuj¹cych przed
czo³em polskich Karpat w rejonie miêdzy Kra-kowem a Tarnowem, wdu¿ej czêœci zwi¹zane by³y z rozpoznaniem z³ó¿ soli kamiennej wystê-puj¹cych od Wieliczki po Bochniê (m.in. Frie-dberg, 1929; Garlicki, 1960, 1970, 1971;
NiedŸwiedzki 1883; Poborski i
Skoczy-las-Ciszewska, 1963; Po³towicz, 1977; Szybist & Tobo³a, 1995). Oceny wieku poszczególnych
etapów nasuwania orogenu karpackiego
dokonywano na podstawie relacji stratygraficz-nych i tektoniczstratygraficz-nych pomiêdzy p³aszczowinami fliszowymi a mioceñskimi osadami zapadliska, wystê-puj¹cymi b¹dŸ to w pozycji autochtonicznej (pod nasuniê-ciem karpackim lub na pó³noc od niego), b¹dŸ te¿ allochtonicznej (bezpoœrednio przed czo³em fliszu), albo te¿ parautochtonicznej (ponad nasuniêtym fliszem karpac-kim).
W centralnej czêœci polskiego fragmentu zapadliska przedkarpackiego dla strefy zdeformowanych utworów mioceñskich u¿ywano rozmaitych nazw, takich jak „fa³dy
bocheñskie” (Ksi¹¿kiewicz, 1972), „p³aszczowina
bocheñska” (Olewicz, 1973a, 1973b) czy te¿ „jednostka wojnicka” (j. Wojnicza; Koszarski, 1985). Obecnie szero-ko akceptowanym terminem, wprowadzonym przez Kotlarczyka (1985), jest jednostka Zg³obic. Informacje na temat jej budowy oraz stratygrafii pochodz¹ w przewa-¿aj¹cej mierze z otworów wiertniczych (np. Kirchner & Moryc, 1966; Kirchner & Po³towicz, 1974), a tylko w nie-wielkim stopniu z badañ w nielicznych tu ods³oniêciach (Kozikowski & Morawska, 1957).
Obiektem przedstawionej poni¿ej analizy tektonicznej jest obszar znajduj¹cy siê miêdzy Brzeskiem a Wojniczem (ryc. 2). Autorzy podstawowej pracy dotycz¹cej tektoniki jednostki Zg³obic w tym obszarze (Kirchner & Po³towicz, 1974) przyjmuj¹ istnienie trzech ³usek: tektonicznie naj-wy¿szej, najbardziej po³udniowej ³uski Dêbna, œrodkowej Z E W N Ê T R Z N E K A R P A T Y F L I S Z O W E O U T E R F L Y S C H C A R P A T H I A N S WIS£A RABA DUNAJEC KRAKÓW BOCHNIA TARNÓW BRZESKO 10 km B KRAKÓW S£OWACJA SLOVAKIA POLSKAPOLAND UKR AINA UKRAINE K A R P A T Y Z E W N E T R Z N E O U T E R C A R P A T H I A N S ZAPADLISKO PRZEDKARPACKIE CARPATHIAN FOREDEEP A Ryc. 2 Fig. 2 350 400 500 550 600 650 700 750 750 850 800 900 900 950 950 900 550 500 300 600 650 700 750 700 800 650 500 550 650 700
profile sejsmiczne 2-02-02K i 3-02-02K przedstawione na ryc. 3 seismic profiles 2-02-02K i 3-02-02K shown in fig. 3 osie paleogeñskich dolin erozyjnych
axes of the Palaeogene erosional valleys
Ryc. 1. A — Lokalizacja obszaru badañ (prostok¹t) na tle uproszczonej mapy geologicznej Karpat zewnêtrznych i ich przedpola (wg ¯ytko i in., 1988, 1989, zmodyfikowane); B — Czasowa mapa strukturalna stropu autochtonicznych ewaporatów mioceñskich i (w miejscach ich braku) stropu mezozoicznego pod³o¿a (z Krzywiec, 1997, 1998, 2001). Zasiêg mapy na po³udnie i wschód zdeterminowany jest dostêpnoœci¹ wykorzystanych do jej konstrukcji danych sejsmicznych. W zwi¹zku z na ogó³ niewielk¹ mi¹¿szoœci¹ utworów podewa-poratowych, mapa ta mo¿e byæ traktowana jako bliska aproksymacja mapy stropu pod³o¿a mezozoicznego
Fig. 1. A — Location of the study area (rectangle) at the background of the simplified geological map of the Outer Carpathians and their foreland (after ¯ytko et al., 1988, 1989, modified). B — Time structural map of the top of Miocene autochthonous evaporites and (for areas without the evaporates) top of the Mesozoic basement (from Krzywiec, 1997, 1998, 2001). Map extent towards south and east is determined by availability of seismic data used for its construction. Because of usually small thickness of the sub-evaporitic depo-sits, this map can be regarded as a close approximation of map of the top of the Mesozoic basement
³uski Wojnicza oraz najbardziej pó³nocnej, najni¿szej ³uski Biadolin. W nowszej pracy Po³towicz (1997b) po³¹czy³ klasyczne koncepcje tektoniki nasuwczej z elementami tektoniki grawitacyjnej. Dla frontu orogenu karpackiego zaproponowany zosta³ równie¿ model zak³adaj¹cy obec-noœæ strefy trójk¹tnej, jednak by³a to tylko prezentacja na konferencji, która nie doczeka³a siê pe³niejszej opubliko-wanej wersji (Jones, 1997).
Rejon Brzesko–Wojnicz — interpretacja danych sejsmicznych
Wykonane badania opieraj¹ siê na interpretacji dwóch profili sejsmiki refleksyjnej, wchodz¹cych w sk³ad zdjêcia sejsmicznego „Brzesko–Wojnicz” zrealizowanego przez Geofizykê Kraków (Borowska & Fuks-Kopiejko, 2002): 2–02–02K i 3–02–02K, przy uwzglêdnieniu równie¿
pozo-sta³ych profili tego zdjêcia oraz profili starszych, zlokalizowanych w obszarze badañ (ryc. 2). Do kalibracji danych sejsmicznych wykorzystano wiele otworów, dla których dane stratygraficzne uzyskano z bazy danych SADOG, wykorzysty-wanej przez PGNiG S.A. W obrêbie utworów mioceñskich wydzielenia stratygraficzne ogra-niczaj¹ siê w tej bazie albo do rozró¿nienia
pomiêdzy „miocenem allochtonicznym” a
„miocenem sfa³dowanym”, albo do ogólnych
wydzieleñ: Mb1(baden podewaporatowy), Mb2
(ewaporaty) i Mb3(baden nadewaporatowy).
Interpretacja strukturalno-geologiczna
g³êbokoœciowych profili sejsmicznych
2–02–02K i 3–02–02K przedstawiona jest na ryc. 3. We frontalnej czêœci jednostki Zg³obic, poni¿ej stromego poddarcia ewaporatowych utworów górnego badenu, wyinterpretowano wystêpowanie dupleksu o pasywnym stropie i stowarzyszonej z nim strefy trójk¹tnej (por. Krzywiec & Aleksandrowski, 2004), bêd¹cej ekwiwalentem ³uski Wojnicza w nomenklaturze Kirchnera i Po³towicza (1974).
W obrêbie s³abo zdeformowanych utworów mioceñskich na przedpolu strefy trójk¹tnej, zidentyfikowano warstwy chodenickie i grabo-wieckie na podstawie wykonanych przez E. £uczkowsk¹ badañ mikrofaunistycznych w rejo-nie Szczepanowa (por. Krzywiec, 1998; Krzy-wiec i in., 1995). Obszar ten ograniczony jest od pó³nocy przez frontalne nasuniêcie jednostki Zg³obic (front ³uski Biadolin w nomenklaturze
Kirchnera & Po³towicza, 1974). Profil
2–02–02K struktury frontu ³uski Biadolin nie
pokazuje widaæ j¹ natomiast na profilu
3–02–02K (ryc. 3). Dalej na pó³noc od frontu nasuwczego ³uski Biadolin nie wystêpuj¹ ju¿ w obrêbie utworów mioceñskich ¿adne struktury kompresyjne. W obrêbie warstw grabowiec-kich, a szczególnie w ich stropowej czêœci, zaznacza siê wyraŸna redukcja mi¹¿szoœci, tak ku po³udniowi (w kierunku strefy trójk¹tnej), jak i ku pó³nocy (w kierunku frontalnego nasu-niêcia jednostki Zg³obic — elementu Biadolin). Tego typu geometria oznacza, ¿e s¹ to osady syntektoniczne, deponowane w trakcie kompresji i tekto-nicznego unoszenia obu elementów strukturalnych (por. Krzywiec, 1997, 1998, 2001; Krzywiec & Aleksandrow-ski, 2004). W obrêbie dupleksu bêd¹cego ekwiwalentem ³uski Wojnicza w nomenklaturze Kirchnera i Po³towicza (1974), wstêpnie wyinterpretowano kilka jego sk³adowych elementów (³usek). Element antyklinalny, ulokowany bez-poœrednio poni¿ej poddartych ku górze ewaporatów, jest zarysowany na obu profilach tak¿e w innych, wczeœniej-szych interpretacjach (Borowska & Fuks-Kopiejko, 2002). W niniejszej interpretacji, w obrêbie dupleksu powierzch-nie ograniczaj¹ce jego wstêppowierzch-nie zarysowane ³uski sk³ado-we poprowadzono stosunkowo stromo, zakorzeniaj¹c je w pobli¿u autochtonicznych ewaporatów (por. ni¿ej). Pod-kreœliæ nale¿y wystêpowanie na obu zinterpretowanych profilach w obrêbie dupleksu szeregu poziomych horyzon-tów sejsmicznych (czerwone przerywane linie), tn¹cych £êtowice-1 £êtowice-18 Maszkienice-8 Dwojanów-1 £opoñ-3 Por¹bka Uszewska-4 Sufczyn-1 Sufczyn-4 Sufczyn-3 Por¹bka Uszewska-3 Biadoliny-11 Biadoliny-12 Jaworsko-1 Sufczyn-2 £opoñ-2 £opoñ-1 Biadoliny-14 Biadoliny-8 Wojnicz-6 Zakrzów-5 10 km
Ryc. 2. Lokalizacja profili sejsmicznych i otworów wiertniczych omówionych w tekœcie na tle mapy geologicznej bez utworów czwartorzêdowych w skali 1:200 000 (objaœnienia patrz Jurkiewicz & Woiñski, 1977 oraz Burtan i in., 1981). Profile 2–02–02K i 3–02–02K przedstawione s¹ na ryc. 3, profil 7–02–02K na ryc. 5
Fig. 2. Location of seismic lines and wells described in the text at the backgro-und of the geological map (without Quaternary), scale 1:200 000 (explanations see Jurkiewicz & Woiñski, 1977 and Burtan et al., 1981). Lines 2–02–02K and 3–02–02K are shown in ryc. 3, and line 7–02–02K in ryc. 5
horyzonty nachylone zwi¹zane — jak tu przyjêto — z ³uskami dupleksu. Taki krzy¿owy uk³ad horyzontów sej-smicznych jest, oczywiœcie, z punktu widzenia poprawno-œci interpretacji geologiczno-strukturalnej, wewnêtrznie sprzeczny. W trakcie interpretacji przyjêto za³o¿enie, ¿e poziome horyzonty s¹ artefaktami sejsmicznymi, najpraw-dopodobniej nie w pe³ni usuniêtymi falami wielokrotnymi, a horyzonty nachylone odzwierciedlaj¹ rzeczywist¹ budo-wê geologiczn¹ omawianej strefy utworów mioceñskich. Pogl¹d ten móg³by zostaæ zweryfikowany poprzez zaawansowane przetwarzanie danych sejsmicznych, np. z wykorzystaniem migracji g³êbokoœciowej przed sk³ada-niem, opartej na szczegó³owym modelu prêdkoœciowym zgodnym ze skomplikowanym modelem strukturalnym (por. Lines i in., 2000) oraz poprzez strukturalne modelo-wania sejsmiczne (por. Fagin, 1998). Od po³udnia mioce-ñska strefa trójk¹tna i zwi¹zany z ni¹ dupleks o pasywnym stropie, odpowiadaj¹ce elementowi Wojnicza w nomen-klaturze Kirchnera i Po³towicza (1974), ograniczone s¹ frontalnym nasuniêciem elementu Dêbna, który ma wyra-Ÿnie odmienn¹ strukturê. Wydaje siê, ¿e ma on — struktu-ralnie — du¿o wiêcej wspólnego ze stref¹ nasuwczo
zdeformowanego fliszu, ni¿ z le¿¹cymi bardziej na pó³noc allochtonicznymi elementami mioceñskimi.
Poni¿ej strefy trójk¹tnej wyinterpretowano ci¹g³y horyzont sejsmiczny, wi¹¿¹c go z autochtonicznymi ewa-poratami. Taka interpretacja jest analogiczna do innych interpretacji tego horyzontu, w których wskazywana jest korelacja tego horyzontu z ewaporatami nawierconymi w otworze Dwojanów–1 (por. Borowska & Fuks-Kopiejko, 2002). Horyzont ten przewiercony zosta³ m.in. przez otwór Biadoliny–11 (ryc. 3; por. Kirchner & Po³towicz, 1974).
Ponad frontalnym nasuniêciem wstecznym strefy
trójk¹tnej wystêpuje charakterystyczna struktura, w której sp¹gu zaznacza siê silny horyzont sejsmiczny, zbli¿ony do horyzontu zwi¹zanego z poziomem ewaporatowym, co potwierdzone jest m.in. w otworze Zakrzów–5. Szczegó³y budowy i genezy tej p³ytkiej struktury omówione s¹ ni¿ej. Pod jednostk¹ Zg³obic, w obrêbie pod³o¿a mezozoicz-nego wystêpuje wydatne obni¿enie morfologiczne. Jest ono bezpoœredni¹ kontynuacj¹ systemu dolin erozyjnych znanych z przedpola Karpat (doliny D¹brówki, Rysiów i Szczurowej; por. ryc. 1). W bardziej pó³nocnej czêœci tego systemu dolin erozyjnych, ewaporaty spoczywaj¹ na bar-dzo cienkiej warstwie dolnobadeñskich klastyków,
„oble-POR¥BKA USZEWSKA-4 SUFCZYN-1
SUFCZYN-4 SUFCZYN-3 POR¥BKA USZEWSKA-3 £OPOÑ-3 BIADOLINY-11 DWOJANÓW-1
£ÊTOWICE-18
MASZKIENICE-8 BIADOLINY-12
JAWORSKO-1 SUFCZYN-1 SUFCZYN-2 SUFCZYN-3 £OPOÑ-1 £OPOÑ-2 BIADOLINY-11 BIADOLINY-14 BIADOLINY-8
£ÊTOWICE-18 BIADOLINY-12 100 200 300 400 600 700 800 900 0 500 1100 2100 1200 2200 1300 2300 1400 2400 1600 2600 1700 2700 1800 2800 1900 2900 1000 2000 1500 2500 3100 3200 3300 3400 3600 3700 3800 3900 3000 3500 4100 4200 4300 4400 4600 4600 4000 4500 m p.p.t. m b.g.l. S H mi g n O® ® ® 16 tr/cm 194 m/cm513m H mi g n O® ® ® 16 tr/cm 194 m/cm512m 100 200 300 400 600 700 800 900 0 500 1100 2100 1200 2200 1300 2300 1400 2400 1600 2600 1700 2700 1800 2800 1900 2900 1000 2000 1500 2500 3100 3200 3300 3400 3600 3700 3800 3900 3000 3500 4100 4200 4300 4400 4000 4500 m p.p.t. m b.g.l. N 100 200 300 400 600 700 800 900 0 500 1100 2100 1200 2200 1300 2300 1400 2400 1600 2600 1700 2700 1800 2800 1900 2900 1000 2000 1500 2500 3100 3200 3300 3400 3600 3700 3800 3900 3000 3500 4100 4200 4300 4400 4600 4000 4500 m p.p.t. m b.g.l. S 100 200 300 400 600 700 800 900 0 500 1100 2100 1200 2200 1300 2300 1400 2400 1600 2600 1700 2700 1800 2800 1900 2900 1000 2000 1500 2500 3100 3200 3300 3400 3600 3700 3800 3900 3000 3500 4100 4200 4300 4400 4600 4000 4500 m p.p.t. m b.g.l. N ³uska Dêbna Dêbno slice ³uska Dêbna Dêbno slice ³uska Wojnicza Wojnicz slice ³uska Wojnicza Wojnicz slice ³uska Biadolin Biadoliny slice ³uska Biadolin Biadoliny slice
Ryc. 3. Zinterpretowane g³êbokoœciowe profile sejsmiczne 2–02–02K i 3–02–02K. Niebieski horyzont–ewaporaty. £uska Dêbna, ³uska Wojnicza i ³uska Biadolin stanowi¹ podstawowe elementy tektoniczne wyró¿nione w obrêbie jednostki Zg³obic przez Kirchnera i Po³towicza (1974). Wiêkszoœæ otworów by³a rzutowana ze stosunkowo du¿ej odleg³oœci (por. ryc. 2) i w zwi¹zku z tym otwory pokazane na obu profilach mog¹ siê znajdowaæ w odmiennej pozycji strukturalnej. Lokalizacja–patrz ryc. 1 i 2. Pozosta³e opisy w tekœcie Fig. 3. Interpreted depth seismic sections 2–02–02K and 3–02–02K. Blue horizon–evaporites. The Dêbno, Wojnicz and Biadoliny thrust slices are main tectonic elements distinguished by Kirchner and Po³towicz (1974) within the Zg³obice unit. Most of wells have been pro-jected from relatively large distance (comp. ryc. 2) hence wells shown on both seismic profiles could be located in different structural position. Location shown in fig 1 and 2. See text for further explanations
kaj¹c” pod³o¿e (z wyj¹tkiem miejsc, gdzie lokalnie ewaporaty nie wystêpuj¹ — g³ównie na zboczach dolin). Pod jednostk¹ Zg³obic, poni¿ej poziomu ewaporatowego, wystêpuj¹ utwory o doœæ znacznej mi¹¿szoœci maksymal-nie rzêdu 500 m, wype³niaj¹ce obni¿emaksymal-nie erozyjne. Otwart¹ kwesti¹ pozostaje wiek tych utworów (por. ni¿ej).
Interpretacja strukturalna danych upadomierza W bezpoœrednim otoczeniu zanalizowanych profili sej-smicznych znajduje siê piêæ otworów, w których wykona-no pomiary upadomierzem: £êtowice–1, £êtowice–18,
Dwojanów–1, £opoñ–3 i Maszkienice–8. Pomiary te
pochodz¹ z ró¿nych okresów czasu, od lat 1960-tych do 90-tych, i wykonane zosta³y ró¿nego typu sprzêtem —
upadomierzem 3-ramiennym UTRP lub UTB (£êtowice–1,
Dwojanów–1, £opoñ–3, Maszkienice–8), wzglêdnie
nowoczesn¹ 6-ramienn¹ sond¹ SED Halliburtona (£êtowi-ce–18, Dwojanów–1— dolna czêœæ profilu). Zwi¹zana jest z tym zró¿nicowana jakoœæ uzyskanych danych pomiaro-wych. Do celów analizy geologiczno-strukturalnej uda³o siê pomyœlnie wykorzystaæ przetworzone cyfrowo przez Geofizykê Kraków dane pomiarowe z otworów Dwoja-nów–1, £êtowice–1 i £êtowice–18. Uzyskane rezultaty analizy danych upadomierza pozwoli³y na pozytywn¹ weryfikacjê danych sejsmiki refleksyjnej, w pe³ni potwier-dzaj¹c widoczne w zapisie sejsmicznym orientacje warstw miocenu i jego pod³o¿a, które pos³u¿y³y do interpretacji budowy strefy brze¿nej zapadliska przedkarpackiego i strefy frontalnej orogenu karpackiego. W otworze Dwoja-nów–1 pó³nocne upady utworów miocenu w górnej czêœci profilu (do g³êbokoœci ok. 1000 m) odpowiadaj¹ frontalnej monoklinie rozwiniêtej w obrêbie nadk³adu strefy trójk¹tnej (por. Krzywiec & Aleksandrowski, 2004) oraz najwy¿szej partii wnêtrza strefy trójk¹tnej (ryc. 4). Zaburzenia tektoniczne odcinka pomiêdzy ok. 1000 i 1250 m zlokalizowane s¹ w obrêbie prawdopo-dobnych wygiêæ czo³owych ³usek buduj¹cych centrum strefy trójk¹tnej, zaœ po³ogie upady warstw poni¿ej ok. 1300 m odzwierciedlaj¹ spokojne zaleganie autochto-nicznego miocenu podanhydrytowego i jego pod³o¿a. Podobnie w profilu upadomierza z otworu £êtowi-ce–18 obserwuje siê od góry do g³êbokoœci ok. 1050 m sta³e pó³nocne upady warstw, œwiadcz¹ce o udziale przewierconych tym otworem utworów w nadk³adzie strefy trójk¹tnej (ryc. 4). Nastêpnie, do ok. 1200 m, otwór przebija strefê tektonicznie zaburzon¹, zlokali-zowan¹ w pó³nocnym „klinowym zamkniêciu“ wnê-trza strefy trójk¹tnej, zaœ poziomo zalegaj¹ce warstwy poni¿ej 1400 m nale¿¹ do niezaburzonej podanhydryto-wej czêœci sukcesji mioceñskiej i do pod³o¿a mezozo-icznego. Sta³e, pó³nocne upady warstw stwierdzone w profilu upadomierza z otworu £êtowice–1, siêgaj¹ce od góry do g³êbokoœci ok. 1200 m, odzwierciedlaj¹ po³o¿enie przewierconych warstw miocenu w wychy-lonym ku N nadk³adzie pó³nocnego skrzyd³a strefy trójk¹tnej.
Budowa i mioceñska ewolucja tektoniczna jednostki Zg³obic i jej pod³o¿a w rejonie
Brzeska–Wojnicza — dyskusja
Opisany w niniejszej publikacji model budowy geologicznej jednostki Zg³obic w rejonie Brze-ska–Wojnicza zak³ada wystêpowanie w obrêbie tzw.
25-30 30-60 30-40 SED 55 Lokalnie: Locally: 300 1600 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 500 1700 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 a b SED 40 2055 40-65 22 ~35 ~35 ~30 ~30 ~30 (20-50) 60 30 35 32 48 40 28 70 45 25 35 55 55 35 25 28 15-20 40-50 40-50 25-30 70-75 30 13 13 25 40 30-55 40 55 20 20 20-25 30 05 55 ~60-65 35 58 50-55 70 50 35 30 18 45 35 40 09 11 02 02 03 10 07 ~03 ~05 ~02 ~00?? 10 38 60 ~60? KREDA CRET ACEOUS 55 senon Senonian turon + cenoman Turonian + Cenomanian N S ? ?? ? ? ? 65? SED 65 55 55 70 10-40 10 50 50 55 50 58? ?? ? MIOCEN MIOCENE MIOCEN MIOCENE JURA JURASSIC ? 50 55 ? 60(?) 70? 50-70? kontynuacja continuaton 28 35 36 17 12 32-40 42 30 36 28-40 30 ~70(?) 55 55 ? 20 UTB-1 UTB-1 SED 60 55 ~70 65 65-70 ~55-70 50-60 35 35 28 41 9 6 5 9? 5 8 3 3 2 5 8 8 14 ~05? ~06 ~07 ~07 ~08 11 09 10 12 20 45 25 07 07 ~07 05 05 45 35 05 30 ? S N ? ? ? ? ? ? £êtowice- 18 Dwojanów- 1 G£ÊBOKOŒÆ (m) DEPTH (m) G£ÊBOKOŒÆ (m) DEPTH (m) SZKIC STRUKTURALNY
N-S TRUCTURAL SECTION N-S STRUCTURAL SECTIONSZKIC STRUKTURALNY
NIECI¥G£
OŒCI
STRUKTURALNESTRUCTURAL DISCONTINUIT
IES
NIECI¥G£
OŒCI
STRUKTURALNESTRUCTURAL DISCONTINUIT
IES UP AD STRUKTURALNY STRUCT URAL DIP UP AD STRUKT URALNY STRUCTURAL DIP STRA TYGRAFIA wg PGNiG POGC STRA TIGRAPHY STRA TYGRAFIA wg PGNiG POGC STRA TIGRAPHY JURA JURASSIC
¬
Ryc. 4. Interpretacja strukturalna profilu otworów Dwoja-nów–1 (a) oraz £êtowice–18 (b) na podstawie danych upa-domierza. SED — dane upadomierza 6-ramiennego; UTB1 — dane upadomierza 3-ramiennego
Fig. 4. Structural interpretation of wells Dwojanów–1 (a) and £êtowice–18 (b) based on dipmeter data. SED–6-arm dipmeter data; UTB1 — 3-arm dipmeterd
elementu Wojnicza (sensu Kirchner & Po³towicz, 1974) strefy trójk¹tnej wype³nionej dupleksem o pasywnym stro-pie. Wybrane zagadnienia zwi¹zane z tzw. tektonik¹ kli-now¹ oraz rozwojem stref trójk¹tnych i zwi¹zanych z nimi dupleksów omówione s¹ w pracy Krzywca i Aleksandrow-skiego (2004). Powstanie mioceñskiej strefy trójk¹tnej by³o w znacznym stopniu kontrolowane przez wystêpuj¹ce w tym obszarze ewaporaty. Elementy ³uskowe dupleksu s¹ najprawdopodobniej zakorzenione w horyzoncie ewapora-towym b¹dŸ te¿ bezpoœrednio ponad nim; równie¿ g³ówne nasuniêcie wsteczne, wyznaczaj¹ce pó³nocn¹ granicê stre-fy trójk¹tnej, zwi¹zane jest z tym poziomem. Nukleacja antyklinalnie wygiêtych ³usek w obrêbie dupleksu strefy trójk¹tnej (na ogó³ — w sekwencji m³odniej¹cej ku ty³owi pryzmy orogenicznej) nastêpuje w sytuacji, kiedy docho-dzi do lokalnego zablokowania ruchów nasuwczych po bazalnej powierzchni odk³ucia (Morley, 1986; por. Krzy-wiec i Aleksandrowski, 2004 i ich ryc. 5). W przypadku obszaru Brzesko–Wojnicz ³atwo wskazaæ potencjaln¹
przyczynê takiego zjawiska: wyhamowanie ruchów
nasuwczych i lokalne skoncentrowanie naprê¿eñ kompre-syjnych spowodowane mog³o byæ morfologi¹ pod³o¿a, tj. wystêpowaniem jego lokalnych deniwelacji zwi¹zanych z dolinami opisanymi powy¿ej. Dodatkowo, istotne znacze-nie dla rozwoju powierzchni odk³ucia mog³y mieæ zmiany facjalne w obrêbie utworów ewaporatowych. Powierzch-nie odspojeñ powstawaæ mog³y w miejscach, w których sole zazêbia³y siê z anhydrytami, gdy¿ utwory te charakte-ryzuj¹ siê odmiennymi w³aœciwoœciami mechanicznymi.
Przyjêcie modelu strefy
trójk¹tnej z dupleksem o pasyw-nym stropie dla opisywanego fragmentu jednostki Zg³obic ma istotne znaczenie dla datowania
ostatnich faz mioceñskich
ruchów nasuwczych na tym
obszarze. W trakcie wzrostu
takiego dupleksu poprzez rozwój i nasuwanie na siebie kolejnych jego elementów (antyklinalnie wygiêtych ³usek), dochodzi do rozwoju frontalnego nasuniêcia wstecznego i znacznego uniesie-nia pokrywy osadowej (czêsto
wchodz¹cej ju¿ w sk³ad
wype³nienia osadowego zapadli-ska przedgórskiego; por. Krzy-wiec & Aleksandrowski, 2004). W przypadku wykorzystywania danych sejsmicznych o niskiej jakoœci i niedostatku ods³oniêæ
dokumentuj¹cych rzeczywiste
relacje pomiêdzy utworami
dupleksu i jego nadk³adu na ogó³ zak³ada siê, ¿e osady nadk³adu
przykrywaj¹ niezgodnie — z
k¹tow¹ niezgodnoœci¹ sedymen-tacyjn¹ — starsze, zdeformowane utwory, co oznacza, ¿e ostatnie ruchy nasuwcze mia³y miejsce przed sedymentacj¹ utworów nadk³adu. W przy-padku modelu strefy trójk¹tnej mamy do czynienia z odmiennym scenariuszem — ruchy nasuwcze mia³y miej-sce (z ew. przerwami) w trakcie i/lub po sedymentacji utworów nadk³adu, spoczywaj¹cych ponad dupleksem z niezgodnoœci¹ tektoniczn¹. Jak widaæ, odmienne warianty interpretacji tektonicznej implikuj¹ w istotny sposób odmienne scenariusze ewolucji partii brze¿nej orogenu, co z kolei mo¿e mieæ du¿e znaczenie np. dla datowania migracji wêglowodorów w kontekœcie okreœlenia czasu powstawa-nia pu³apek strukturalnych. W przypadku obszaru
Brze-ska–Wojnicza ostatnie fazy ruchów nasuwczych
zwi¹zanych z propagacj¹ karpackiej pryzmy orogenicznej ku pó³nocy mia³yby w zwi¹zku z tym miejsce najwczeœniej w trakcie sedymentacji warstw grabowieckich b¹dŸ te¿ jeszcze póŸniej. Przyjmuj¹c, ¿e kompleks nadleg³ych utworów klastycznych (warstwy chodenickie i grabowiec-kie) to utwory najwy¿szego badenu i sarmatu (por. Andrey-eva-Grigorovich i in., 2003), mo¿na stwierdziæ, ¿e ostatnie ruchy nasuwcze w obrêbie tej czêœci frontu orogenu kar-packiego nast¹pi³y w sarmacie, i to raczej w jego póŸniej-szej czêœci.
Warto podkreœliæ, ¿e pewne cechy budowy struktural-nej frontu orogenu karpackiego zwi¹zane z tektonik¹ kli-now¹ pokazywane by³y na przekrojach geologicznych ju¿ wiele lat temu. W publikacji To³wiñskiego (1954 — ryc. 3 i 11 oraz tablica III) znajduj¹ siê przekroje geologiczne przez „Salidy” rejonu Wieliczki i Bochni klarownie obra-zuj¹ce tak klinowy typ frontu orogenu, jak i uniesienie
N S 500 1000 0 500 1000 0 TWT [msec] TWT [msec] 11-2-02K 12X-7-76K 12-2-02K 62a-7-92K 13-7-02K 26a-7-90 91K 1500 1300 1350 1400 1450 505m
Ryc. 5. Zinterpretowany czasowy profil 7–02–02K (fragment) pokazuj¹cy wystêpowanie fa³du rozwiniêtego ponad g³ównym, frontalnym nasuniêciem wstecznym zwi¹zanym ze stref¹ trójk¹tn¹ jednostki zg³obickiej. Niebieski horyzont — ewaporaty. W obrêbie warstw grabowiec-kich zaznaczono redukcjê mi¹¿szoœci w kierunku fa³du (cienkie przerywane ¿ó³te linie), wska-zuj¹c¹ na ich synkinematyczny charakter. Lokalizacja — patrz ryc. 2
Fig. 5. Interpreted time seismic section 7–02–02K (fragment) showing fold developed above the frontal roof backthrust of the Zg³obice triangle zone. Blue horizon–evaporites. The thickness reduction occurring in Grabowiec beds towards this fold (thin dashed yellow lines) suggests their synkinematic deposition. Location — see ryc. 2
utworów mioceñskich ponad frontem nasuwczym, czyli strukturê frontalnej monokliny. Porównanie tych przekro-jów geologicznych z modelami tektoniki klinowej (Krzy-wiec & Aleksandrowski, 2004) oraz ze zinterpretowanymi profilami sejsmicznymi z rejonu Brzeska–Wojnicza (ryc. 3) pokazuje, ¿e równie¿ na zachód od strefy Brzesko–Woj-nicz model tektoniki klinowej jest najprawdopodobniej do zastosowania. Byæ mo¿e z analogiczn¹ sytuacj¹ mamy do czynienia równie¿ w rejonie Rzeszowa, gdzie w tzw. zato-ce rzeszowskiej utwory miozato-ceñskie wystêpuj¹ ponad fli-szem karpackim. Nie wykluczaj¹c a’priori mo¿liwoœci mioceñskiej transgresji na sfa³dowany flisz warto jednak — bior¹c pod uwagê wyniki interpretacji danych sejsmicz-nych przedstawione powy¿ej — rozwa¿yæ mo¿liwoœæ wystêpowania tych utworów przynajmniej czêœciowo z niezgodnoœci¹ tektoniczn¹ a nie sedymentacyjn¹. Teza taka musia³a by zostaæ oczywiœcie zweryfikowana inter-pretacj¹ danych sejsmicznych wysokiej jakoœci oraz praca-mi terenowypraca-mi.
Model strefy trójk¹tnej zawiera element bardzo istotny w kontekœcie interpretacji danych z rejonu Brzesko–Woj-nicz: w stropowej czêœci nadk³adu takiej strefy mo¿e dojœæ do sfa³dowania utworów ponad nasuniêciem wstecznym oraz do rozdzielenia g³ównego nasuniêcia wstecznego na kilka elementów (Jones, 1996; por. Krzywiec & Aleksan-drowski, 2004). Pomiêdzy powsta³ymi w ten sposób wstecznie nasuniêtymi ³uskami wystêpuj¹ pozosta³oœci utworów osadowych nadk³adu, które przy wyrywkowych danych terenowych b¹dŸ/i danych sejsmicznych niskiej jakoœci, mog¹ byæ wziête za utwory po- b¹dŸ póŸnooroge-niczne. Jak pokazano wczeœniej, w takiej w³aœnie pozycji, na niewielkich g³êbokoœciach wystêpuj¹ utwory ewapora-towe (stanowi¹ce preferowany poziom odk³ucia, równie¿ dla nasuniêcia wstecznego i zwi¹zanych z nim struktur pochodnych), a ponad nimi znajduj¹ siê utwory osadowe o generalnie s³abiej zaburzonej strukturze. Tak¹ w³aœnie interpretacjê mo¿na zaproponowaæ dla najp³ytszych czêœci strefy trójk¹tnej jednostki Zg³obic i jej nadk³adu. Na obu zinterpretowanych profilach obszar p³ytkiego wystêpowa-nia ewaporatów jest doœæ s³abo widoczny i dlatego jego budowê omówiono na przyk³adzie profilu 7–02–02K, rów-nie¿ pochodz¹cego ze zrealizowanego przez Geofizykê Kraków zdjêcia sejsmicznego „Brzesko–Wojnicz”. We wschodniej czêœci strefy trójk¹tnej jednostki Zg³obic zobrazowanej na tym profilu, charakter nasuniêcia wstecz-nego i zwi¹zanych z nim deformacji pochodnych jest nieco mniej skomplikowany, a same deformacje po³o¿one s¹ nie-co g³êbiej, w zwi¹zku z czym dane sejsmiczne du¿o precy-zyjniej pokazuj¹ ich budowê (ryc. 5). Mamy tu do czynienia z fa³dem, który powsta³ ponad g³ównym nasu-niêciem wstecznym. Ku zachodowi struktura staje siê bar-dziej skomplikowana, najprawdopodobniej w zwi¹zku z powstaniem kolejnego pochodnego nasuniêcia w obrêbie strefy j¹drowej fa³du.
W obrêbie górnej czêœci warstw grabowieckich obser-wuje siê wyraŸn¹ redukcjê mi¹¿szoœci w kierunku opisane-go fa³du. Oznacza to, ¿e osady te by³y deponowane w trakcie wzrostu fa³du, tj. ¿e s¹ to utwory synkinematyczne (por. Hardy i in., 1996; Krzywiec & Aleksandrowski, 2004). W otworze Wojnicz–6 w obrêbie tej p³ytko
po³o¿onej strefy tektonicznej zarejestrowano horyzont gazowy (por. Borowska & Fuks-Kopiejko, 2002). W zwi¹zku z tym, oraz bior¹c pod uwagê skomplikowan¹ budowê wewnêtrzn¹ i p³ytkie wystêpowanie opisanej stre-fy deformacji miocenu, celowa wydaje siê realizacja spe-cjalnie zaprojektowanych p³ytkich badañ sejsmicznych o podwy¿szonej rozdzielczoœci, które mia³yby na celu precy-zyjne zobrazowanie tej strefy. P³ytkie, wysokorozdzielcze badania sejsmiczne wykorzystano ostatnio np. do szcze-gó³owego rozpoznania bardzo skomplikowanej strefy kompresyjnych deformacji glacitektonicznych z rejonu Or³owa na Mazurach (Krzywiec i in., w druku). Uzyskano wyniki o bardzo wysokiej jakoœci, które przekonuj¹, i¿ podobne badania sejsmiczne w obrêbie jednostki Zg³obic mog³yby równie¿ dostarczyæ istotnych danych, niezbêd-nych dla konstrukcji precyzyjnego modelu budowy i ewo-lucji mioceñskiej tego fragmentu orogenu oraz dla zrozumienia jego potencja³u z³o¿owego.
Wa¿nym problemem, rozwa¿anym w trakcie interpre-tacji danych sejsmicznych z rejonu Brzeska–Wojnicza,
by³a kwestia wykszta³cenia i wieku osadów
wype³niaj¹cych obserwowane deniwelacje stropu pod³o¿a premioceñskiego. Jak ju¿ wy¿ej stwierdzono, obni¿enie wystêpuj¹ce w stropie utworów pod³o¿a przedmioceñskie-go jest bezpoœredni¹ kontynuacj¹ systemu dolin erozyj-nych znaerozyj-nych z przedpola Karpat (ryc. 1). W obszarze Brzeska–Wojnicza, ponad erozyjn¹ dolin¹ bêd¹c¹ bezpo-œrednim przed³u¿eniem doliny D¹brówki, a zarazem poni¿ej jednostki Zg³obic wystêpuje mocny, ci¹g³y hory-zont sejsmiczny który skorelowano z autochtonicznymi ewaporatami. Poniewa¿ ponad wspomnian¹ dolin¹ a poni¿ej jednostki Zg³obic, pomiêdzy ewaporatami a stro-pem pod³o¿a miocenu, wystêpuj¹ utwory o doœæ znacznej mi¹¿szoœci (ponad 500 m w czêœci osiowej doliny), mo¿na postawiæ hipotezê, i¿ poni¿ej ewaporatów, oprócz utworów dolnego badenu formacji skawiñskiej, niewykluczone jest te¿ wystêpowanie utworów starszych — dolnomioceñskich b¹dŸ paleogeñskich. Fakt udokumentowania paleogeñskich utworów l¹dowych w osiowej czeœci podobnej formy ero-zyjnej w rejonie Rzeszowa (Moryc, 1995) sugeruje, i¿ w bardziej po³udniowych czêœciach paleodolin mog³o siê zachowaæ ich paleogeñskie wype³nienie. By³aby to sytuacja analogiczna do wciêtych dolin znanych z Moraw (Picha, 1979, 1996). W swoich osiowych partiach wype³nione one s¹ przytransportowanymi z pó³nocy osadami paleoge-ñskimi, przykrytymi nastêpnie przez osady neogeñskie zapadliska przedkarpackiego pochodz¹ce z erodowanych Karpat. Wartym podkreœlenia faktem jest wystêpowanie w obrêbie tego typu form kompletnego systemu naftowego — paleogeñskich ska³ macierzystych, ska³ zbiornikowych
(wype³nienie osadowe dolin oraz porowate ska³y
otaczaj¹ce) oraz regionalnego uszczelnienia w postaci sp¹gowego nasuniêcia karpackiego (Picha, 1996). W przypadku paleodolin wystêpuj¹cych w pod³o¿u polskich
Karpat, dodatkowym korzystnym czynnikiem mo¿e byæ
pokrywa badeñskich ewaporatów, zapewniaj¹ca doskona³e uszczelnienie dla potencjalnych akumulacji wêglowodo-rów.
Na podstawie wyników interpretacji danych sejsmicz-nych i wiertniczych z rejonu Brzesko–Wojnicz,
zapropo-nowano trzy zasadnicze grupy pu³apek dla wêglowodorów wystêpuj¹cych w obrêbie strefy trójk¹tnej mioceñskiej jed-nostki Zg³obic i jej bezpoœredniego pod³o¿a:
1. Pu³apki strukturalne zwi¹zane z antyklinalnie wygiêtymi elementami ³uskowymi, buduj¹cymi dupleks wewn¹trz strefy trójk¹tnej. W zwi¹zku z mo¿liwoœci¹ wystêpowania w obrêbie takich elementów gruboklastycz-nych utworów syntektoniczgruboklastycz-nych, mo¿liwe jest tu
wystêpo-wanie pu³apek strukturalno-stratygraficznych.
Regionalnym uszczelnieniem dla tego typu pu³apek mog¹ byæ ewaporaty wystêpuj¹ce wzd³u¿ frontalnego nasuniêcia wstecznego ograniczaj¹cego od góry strefê trójk¹tn¹.
2. P³ytko wystêpuj¹ce pu³apki strukturalne zwi¹zane z elementami antyklinalnymi powsta³ymi w zwi¹zku z nasu-niêciem wstecznym ponad stref¹ trójk¹tn¹. W zwi¹zku z mo¿liwoœci¹ wystêpowania w obrêbie takich elementów gruboklastycznych utworów synkinematycznych, mo¿liwe jest wystêpowanie w tym obszarze ró¿norakich pu³apek strukturalno-stratygraficznych. Perspektywicznoœæ tego poziomu strukturalnego potwierdzone jest przez wyniki otworowe (np. otwór Wojnicz–3).
3. Pu³apki stratygraficzne zwi¹zane z wyklinowaniami podewaporatowych (dolnobadeñskich b¹dŸ starszych) osa-dów gruboklastycznych potencjalnie wystêpuj¹cych w strefach krawêdziowych wype³nienia osadowego dolin erozyjnych. Efektywnym regionalnym uszczelnieniem dla tych pu³apek mog¹ byæ zachowane pod jednostk¹ Zg³obic ewaporaty oraz regionalne nasuniêcie sp¹gowe orogenu karpackiego (por. Picha, 1996).
Podsumowanie
Zaprezentowana w niniejszej pracy interpretacja budo-wy i ewolucji geologicznej mioceñskiej jednostki Zg³obic od wieloma wzglêdami ró¿ni siê od proponowanych do tej pory modeli tektonicznych charakteryzuj¹cych brzeg Kar-pat w rejonie Brzeska–Wojnicza. Wiele w¹tków zaprezen-towanej interpretacji nale¿y traktowaæ jako wstêpne. Dla pe³nego zrozumienia mechanizmu powstawania opisanych deformacji kompresyjnych w obrêbie utworów mioce-ñskich konieczne jest ich iloœciowe zbilansowanie. Do takiego bilansowania niezbêdne bêd¹ szczegó³owe badania stratygraficzne, precyzyjnie datuj¹ce wybrane, kluczowe elementy tektoniczne opisanych struktur i oparte na mo¿li-wie komplementarnym wykorzystaniu ró¿nego rodzaju niezale¿nych narzêdzi stratygraficznych (nanoplankton, otwornice, dinocysty, palinologia, datowania
radiome-tryczne, etc.) Celowe by³oby równie¿ wykonanie p³ytkich,
wysokorozdzielczych badañ sejsmicznych skoncentrowa-nych na p³ytkich (pierwsze kilkaset metrów) elementach tektonicznych jednostki Zg³obic. Tektonikê g³êbszego pod³o¿a w kontekœcie jego wp³ywu na mioceñsk¹ ewolucjê strefy frontalnej Karpat, mo¿na by rozpoznaæ poprzez zin-tegrowanie interpretacji danych sejsmicznych z interpreta-cj¹ i modelowaniami danych grawimetrycznych. Dla jeszcze bardziej precyzyjnego odwzorowania skompliko-wanej mioceñskiej strefy trójk¹tnej wykorzystane powinny byæ zaawansowane procedury przetwarzania danych sej-smicznych (np. migracja g³êbokoœciowa przed sk³ada-niem) oraz strukturalne modelowania sejsmiczne.
Na podstawie uzyskanych wyników mo¿na te¿ stwier-dziæ, ¿e budowa frontu orogenu karpackiego w Polsce nadal daleka jest od szczegó³owego rozpoznania. Dokona-ny w ostatnich latach postêp w technikach badañ geofi-zycznych (g³ównie sejsmicznych) oraz w metodologii jakoœciowych i iloœciowych interpretacji geologicznych pozwala mieæ nadziejê, ¿e integruj¹c geofizyczne i geolo-giczne dane archiwalne z nowymi danymi uzyskanymi w trakcie poszukiwañ naftowych, mo¿na bêdzie osi¹gn¹æ znaczy postêp w rozpoznaniu tej skomplikowanej strefy. Lepsze rozpoznanie wsparte iloœciowymi (zbilansowany-mi) modelami jej ewolucji powinno z kolei bezpoœrednio prze³o¿yæ siê na znacz¹co lepsze wyniki poszukiwañ nafto-wych.
Artyku³ oparty jest na wynikach pierwszego (pilota¿owego) etapu badañ zrealizowanych w Pañstwowym Instytucie Geolo-gicznym na zlecenie PGNiG S.A., którego Dyrekcji autorzy dziê-kuj¹ za zgodê na publikacjê niniejszego tekstu. Swoje podziêkowania kierujemy równie¿ do pracowników Francuskie-go Instytutu NaftoweFrancuskie-go (prof. F. Roure, dr S. Rodriguez, dr A. Ehinger, dr A. Jardin) za dyskusje dotycz¹ce przetwarzania i interpretacji danych sejsmicznych.
Literatura
ANDREYEVA-GRIGOROVICH A.S., OSZCZYPKO N., SAVITSKA N.A., ŒL¥CZKA A. & TROFIMOVICH N.A. 2003 — Correlation of Late Badenian salts of the Wieliczka, Bochnia and Kalush areas (Polish and Ukrainian Carpathian Foredep). Ann. Soc. Geol. Pol., 73: 67–89. BOROWSKA L. & FUKS-KOPIEJKO A. (red.) 2002 — Opracowanie wyników badañ sejsmicznych temat: Brzesko–Wojnicz. PGNiG S.A.— Oddzia³ Górnictwo Naftowe, niepublikowane.
FAGIN S. 1998 — Model-Based Depth Imaging. SEG Course Notes Series, 10: 1–173.
FRIEDBERG W. 1929 — Studya nad formacj¹ mioceñsk¹ Polski. Kosmos, 53: 313–325.
GARECKA M. & OLSZEWSKA B. 1997 — O stratygrafii jednostki stebnickiej w Polsce. Prz. Geol., 45: 793–798.
GARLICKI A. 1960 — Z³o¿e soli kamiennej £ê¿kowice–Siedlec w zatoce gdowskiej. Prz. Geol., 8: 43–45.
GARLICKI A. 1970 — Z³o¿e soli kamiennej Moszczenica–£apczyca na zachód od Bochni. Kwart. Geol., 14: 350–360.
GARLICKI A. 1971 — Z³o¿e soli kamiennej w £ê¿kowicach nad Rab¹. Kwart. Geol., 15: 930–946.
HARDY S., POBLET J., MCCLAY K. & WALTHAM D. 1996 — Mathematical modelling of growth strata associated with fault-related structures. [W:] Buchanan P.G., Nieuwland D.A. (ed.) — Modern Developments in Structural Interpretation, Validation and Modelling. Geol. Soc. Spec.l Publ., 99: 265–282.
JAWOR E. 1983 — Utwory miocenu miêdzy Krakowem a Dêbic¹. Prz. Geol., 31: 635–641.
JONES P. 1996 — Triangle zone geometry, terminology and kinema-tics. Bull. Canad. Petrol. Geol., 44: 139–152.
JONES P. 1997 — The Carpathians of the Southern Poland: thrust tectonic or wedge tectonics? AAPG Int. Conf. And Exhibition. Septem-ber 7–10, 1997 — Vienna. Abstracts: A27–A28.
KARNKOWSKI P. 1978 — Paleodelta w miocenie Przedgórza Karpt. Prz. Geol., 26: 625–629.
KARNKOWSKI P. 1986 — O wieku ruchów nasuwczych Karpat fli-szowych. Nafta, 11: 293–295.
KARNKOWSKI P. 1993 — Z³o¿a gazu ziemnego i ropy naftowej w Polsce. t. II, Karpaty i zapadlisko przedkarpackie.Towarzystwo Geo-synoptyków GEOS (AGH): 1– 256.
KARNKOWSKI P. 1994 — Miocene deposits of the Carpathian Fore-deep (according to results of oil and gas prospecting). Geol. Quart., 38: 377–394.
KARNKOWSKI P. 2001 — Geologia i ropogazonoœnoœæ Przedgórza Karpat. Pr. Inst. Górn. Naft. i Gaz., 109: 1–79.
KARPA£A A. & £APINKIEWICZ A. 1962 — Kilka uwag o interpre-tacji materia³ów sejsmicznych w czêœci œrodkowej i zachodniej przed-górza Karpat. Geofizyka Poszukiwawcza i Wiertnicza, 68–70: 3–16. KIRCHNER Z. & MORYC W. 1966 — Zarys budowy geologicznej okolic Tarnowa–£adnej. Geofizyka i Geologia Naftowa, 115–116: 155–166.
KIRCHNER Z. & PO£TOWICZ S. 1974 — Budowa geologiczna obszaru miêdzy Brzeskiem a Wojniczem. Rocz. Pol. Tow. Geol., 44: 293–320.
KOSZARSKI L. 1985 — General outline of geology of central part of Carpathian foredeep and some essential data on the nappes of Polish Outer Carpathians. [W:] Koszarski L. (ed.) — Geology of the Middle Carpathians and the Carpathian Foredeep. Guide to excursion 3 of the Carpatho–Balkan Geological Association XIII Congress: 16–39. KOTLARCZYK J. 1985 — Evolution of the Carpathian tectogene in the Miocene. [W:] Kotlarczyk J. (ed.) — Geotraverse Kraków–Bara-nów–Rzeszów–Przemyœl–Ustrzyki Dolne–Komañcza–Dukla. Guide to excursion 4 of the Carpatho–Balkan Geological Association XIII Con-gress: 21–32.
KOZIKOWSKI H. & MORAWSKA K. 1957 — Miocen ze Zg³obic ko³o Tarnowa w œwietle badañ geologicznych i mikropaleontologicz-nych. Acta Geol. Pol., 7: 71–103.
KRZYWIEC P. 1997 — Large-scale tectono-sedimentary Middel Mio-cene history of the central and eastern Polish Carpathian Foredeep Basin results of seismic data interpretation. Prz. Geol., 45: 1039–1053. KRZYWIEC P. 1998 — Badeñska ewolucja centralnej czêœci zapadli-ska przedkarpackiego na podstawie danych sejsmicznych i jej geodyna-miczne uwarunkowania. Niepublikowana praca doktorska, AGH, Kraków.
KRZYWIEC P. 2001 — Contrasting tectonic and sedimentary history of the central and eastern parts of the Polish Carpathian Foredeep Basin — results of seismic data interpretation. [W:] S.Cloetingh, M. Nemcok, F. Neubauer, F. Horvath & P. Seifert, (ed.) — The Hydrocarbon poten-tial of the Carpathian–Pannonian Region. Marine & Petroleum Geo-logy, 18: 13–38.
KRZYWIEC P., ALEKSANDROWSKI P. 2004 — Tektonika klino-wa, strefy trójk¹tne. Prz. Geol., 52: 985–989.
KRZYWIEC P., MORAWSKI W., ZIENTARA P., JÓWIAK W. (w druku) — Badania metod¹ p³ytkiej sejsmiki refleksyjnej wysokiej roz-dzielczoœci w rejonie Or³owa (po³udniowo zachodnie Mazury). Pr. Pañstw. Inst. Geol.
KRZYWIEC P., £UCZKOWSKA-SCHILLER E., SADOWSKA A. & ŒLÊZAK J. 1995 — Depositional model of the central part of the Car-pathian Foredeep basin, S Poland — results of integrated bio- and seismostratigraphic study. Spec. Publ. Geol. Soc. Greece, 4: 1113–1118.
KRZYWIEC P. (red.) 2003 — Analiza deformacji kompresyjnych (miocen wraz z pod³o¿em) centralnej czêœci zapadliska przedkarpac-kiego (zatoka gdowska–Dêbica) pod k¹tem detekcji pu³apek struktural-no-stratygraficznych — I etap. Archiwum PGNiG S.A.
(niepublikowany raport).
KSI¥¯KIEWICZ M. 1972 — Budowa Geologiczna Polski, t. IV, Tek-tonika, cz. 3, Karpaty. Wyd. Geol.
KSI¥¯KIEWICZ M. 1977 — The Tectonics of the Carpathians. [W:] Po¿aryski W. (ed.) — Geology of Poland, t. IV, Tectonics: 476–620. LINES L.R., GRAY S.H. & LAWTON D.C. (ed.) 2000 — Depth Ima-ging of Foothills Seismic Data. Canadian Society of Exploration Geo-physicists Sp. Publ.
MORLEY C.K. 1986 — A classification of thrust fronts. Amer. Ass. Petrol. Geol. Bull., 70: 12–25.
MORYC W. 1995 — L¹dowe utwory paleogenu na obszarze przedgó-rza Karpat. Nafta–Gaz, 51: 181–195.
NEY R. 1968 — Rola rygla krakowskiego w geologii zapadliska przedkarpackiego i rozmieszczeniu z³ó¿ ropy i gazu. Pr. Geol. Kom. Nauk Geol., PAN, Oddz. w Krakowie, 45: 1– 86.
NEY R., BURZEWSKI W., BACHLEDA T., GÓRECKI W., JAKÓB-CZAK K. & S£UPCZYÑSKI K. 1974 — Zarys paleogeografii i roz-woju litologiczno-facjalnego utworów miocenu zapadliska
przedkarpackiego. Pr. Geol. Kom. Nauk Geol., PAN, Oddz. Krakowie, 82: 1– 65.
NIEDWIEDZKI J. 1883 — Stosunki geologiczne formacyi solonoœnej Wieliczki i Bochni. odbitka z „Kosmosu”: 1– 81.
OLEWICZ Z.R. 1973a — Geologia przedkarpackiego obszaru miêdzy Wieliczk¹ a Bochni¹. Pr. Inst. Naft., 1–51.
OLEWICZ Z.R. 1973b — Tektonika jednostki bocheñskiej i brzegu jednostki œl¹skiej miêdzy Rab¹ a Uszwic¹. Acta Geol. Pol., 23: 701–761.
OSZCZYPKO N. 1996 — Mioceñska dynamika polskiej czêœci zapa-dliska przedkarpackiego. Prz. Geol., 44: 1007–1018.
OSZCZYPKO N. 1997 — The Early – Middle Miocene Carpathian peripheral foreland basin (Western Carpathians, Poland). Prz. Geol., 45: 1054–1063.
OSZCZYPKO N. 1998 — The Western Carpathian Foredeep–Deve-lopment of the Foreland Basin in Front of the Accretionary Wedge and its Burial History (Poland). Geol. Carpath., 49: 415–431.
OSZCZYPKO N. & ŒL¥CZKA A. 1985 — An attempt to palinspastic reconstruction of Neogene basins in the Carpathian foredeep. Ann. Soc. Geol. Pol., 55: 55–75.
OSZCZYPKO N. & ŒL¥CZKA A. 1989 — The evolution of the Mio-cene basin in the Polish Outer Carpathians and their foreland. Geol. Carpath., 40: 23–36.
OSZCZYPKO N. & TOMAŒ A. 1976 — Przedtortoñska rzeŸba Przed-górza Karpat miêdzy Krakowem a Dêbic¹ oraz jej wp³yw na sedymen-tacjê miocenu. Roczn. Pol. Tow. Geol., 46: 503–521.
OSZCZYPKO N. & TOMAŒ A. 1985 — Tectonic evolution of margi-nal part of the Polish Flysch Carpathians in the Middle Miocene. Kwart. Geol., 29: 109–128.
PICHA F. 1979 — Ancient Submarine Canyons of Tethyan Continen-tal Margins, Czechoslovakia. Amer. Ass. Petrol. Geol. Bull., 63: 67–86.
PICHA F. 1996 — Exploring for hydrocarbons under thrust belts — a challenging new frontier in the Carpathians and elsewhere. Amer. Ass. Petrol. Geol. Bull., 80: 1547–1564.
PIWOCKI M., OLSZEWSKA B. & CZAPOWSKI G. 1996 — Korela-cja litostratygraficzna neogenu Polski z innymi obszarami. [W:] Mali-nowska L. & Piwocki M. (ed.) — Budowa Geologiczna Polski, Atlas skamienia³oœci przewodnich i charakterystycznych, t. II, cz. 3a, Keno-zoik, Trzeciorzêd, Neogen: 517–529. Polska Agencja Ekologiczna. POBORSKI J. & SKOCZYLAS-CISZEWSKA K. 1963 — O mioce-nie w strefie nasuniêcia karpackiego w okolicy Wieliczki i Bochni. Roczn. Pol. Tow. Geol., 33: 339–348.
PO£TOWICZ S. 1964 — Przedtortoñska dolina rzeczna miêdzy Rab¹ i Dunajcem. Geofizyka i Geologia Naftowa, 90–91: 176–181. PO£TOWICZ S. 1977 — Uwagi o rozwoju tektonicznym z³ó¿ soli kamiennej w Wieliczce i Baryczy. Roczn. Pol. Tow. Geol., 47: 279–299.
PO£TOWICZ S. 1991a — Miocen strefy karpackiej miêdzy Wieliczk¹ a Dêbic¹. Geologia, Kwart. AGH, 17: 19–57.
PO£TOWICZ S. 1991b — Miocen strefy karpackiej miêdzy Dêbic¹ a Przemyœlem. Geologia, Kwart. AGH, 17: 5–27.
PO£TOWICZ S. 1994 — Znaczenie badeñskiej formacji solonoœnej w tektogenezie polskich Karpat brze¿nych. Geologia, Kwart. AGH, 20: 59–75.
PO£TOWICZ S. 1997a — Pozornie przekraczaj¹ce zaleganie badenu na sekcjach sejmicznych. Nafta–Gaz, 53: 117–126.
PO£TOWICZ S. 1997b — Grawitacyjna tektonika jednostki zg³obic-kiej miêdzy Brzeskiem a Wojniczem w œwietle wyników badañ sej-smicznych. Geologia, Kwart. AGH, 23: 307–329.
SZYBIST A. & TOBO£A T. 1995 — Budowa geologiczna z³o¿a soli kamiennej Siedlec – Moszczenica w œwietle nowych danych. Prz. Geol., 43: 682–686.
TO£WIÑSKI K. 1956 — G³ówne elementy tektoniczne Karpat z uwzglêdnieniem górotworu Salidów. Acta Geol. Pol., 4: 75–226. UNRUG R. 1984 — Geodynamic evolution of the Carpathians. Roczn. Pol. Tow. Geologicznego, 52: 39–66.
WDOWIARZ S. 1976 — O stosunku Karpat do zapadliska przedkar-packiego w Polsce. Prz. Geol., 24: 350–357.
