Skład izotopowy tlenu i węgla w górnojurajskich skałach węglanowych z Niecki Nidziańskiej

niczej i profilowania upadu warstw do rozpoznawa-nia osadów deltowych. Nafta 1985 nr 2.

18. Urban i ak J. - Nowe materiały do stratygrafii mioceńskiego złoża gipsów alabastrowych w Łopuszce Wielkiej koło Kańczugi. Prz. Geol. 1985 nr 3. 19. Z n o s k o J. - Tektonika środkowo-południowej

Polski pozakarpackiej. Kwart. Geol. 1983 nr 3. 20. Z u b r z y c k i A. - Analiza facjalna i rozwój

pu-łapek litologicznych w utworach miocenu autochto-nicznego zapadliska przedkarpackiego między Rze-szowem a Pilznem. Pr. Geol. Komis. Nauk Geol. PAN Kraków 1986 nr 131.

SUMMARY

In the Carpathian Foredeep the Miocene molasse was formed in front of emerging Flysch Carpathians. Concerning the Lower Miocene deposits the phenomenon is found undoubtedly however in the Upper Miocene, particularly Lower Sarmatian the sediment was transported mainly the metacarpathian ridge because the Holy Cross Mts. emerged as a horst in the same time.

Thus both Flysch Carpathians and metacarpathian ridge were the source of terrigenous material transported to the sea basin, especially during the Lower Sarmatian. During the Lower Badenian some deposits were formed in the Carpathian flysch as well. The Lower Sarmatian deposits contain more sands and sandstones in the northern part of the Foredeep. In the Lower Sarmatian and Bade-nian deposits it is possible to follow channels and buried watercourses orientated NW- SE which distributed clastic

materiaL The sediment was also transported by nvers flowing from the north to the south.

Seismic survey and drillings allow to discover and follow the pattern of Miocene rivers found as channels, buried valleys and submarine canyons filled with sandy deposits.

PE3K>ME

B npeAKapnaTCKOM npont6e M~o'-'eHOBaJI Monacca

pa3-B~Banacb Ha npeAnOnbe BbiAB~raK>Ll.l~XCJI <Pn~weBbiX Kap-naT. 3TO JIBneH~e nonHOCTbK> nOATBep>KAaeTCJI no OTHO-weH~~ K H~>KHeMy M~O'-'eHy, B BepXHeM >Ke M~O'-'eHe, a oco6eHHO B H~>KHeM capMaTe, ~3-3a np~nOAHJIT~JI B 3TO BpeMJJ CBeHTOKW~CK~X rop B ą>opMe ropcTa, np~BHOC MaTep~ana - ~ TO 3Ha"ł~TenbHbiH - ~Men MeCTO TO>Ke CO CTOpOHbl MeTaKapnaTCKOrO Bana.

TaK, ~To He TOnbKO <Pn~weBble KapnaTbl, HO TaK>Ke

~ MeTaKapnaTcK~H Ban, 6bln~ an~MeHTa'-'~OHHOH o6naCTbK> Tepp~reHHbiX OCaAKOB B MOpCKOM 6accerlfHe, oco6eHHO B H~>KHeM capMaTe. B H~>KHeM 6aAeHe ocaAK~ o6pa3oBan~cb TaK>Ke Ha KapnaTCKOM <Pn~we. B oTno>Ke-H~JJx H~>KHero capMaTa yBen~"ł~nocb pacnpocTpaHeH~e necKOB ~ nec"łaH~KOB B ceBepHOH "łaCT~ npor~6a. B

oTno->KeH~JIX H~>KHero capMaTa ~ 6aAeHa Ha6nK>AaK>TCJI TaK>Ke pycna ~n~ >Keno6bl C3-K>B ~n~ C3 HanpaBneH~~~.

pac-npeAenJJK>Ll.l~e o6noMO"łHbiH MaTep~an. 3ToT MaTep~an Hecn~ TaK>Ke peK~ TeKyll.l~e c ceBepa Ha K>r.

CerltcM~"łecK~e ~ 6ypoBble pa6oTbl AenaK>T B03MO>KHOH

per~CTpa'-'~K> naneopeK B ą>opMe pycen ~ naneoAon~H ~n~ nOABOAHbiX KaHbOHOB, 3anonHeHbiX nec"łaH~CTbiM~ OTnO>KeH~JIM~.

ZYGMUNT HELIASZ, BOŻENA JASIŃSKA

Uniwersytet Śląski, Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej

SKŁAD

IZOTOPOWY TLENU I

WĘGLA

W GÓRNOJURAJSKICH SKALACH

WĘGLANOWYCH

Z NIECKI

NIDZIAŃSKIEJ

Istotnymi składnikami platformowego kompleksu osa-dowego wypełniającego Nieckę Nidziańską są węglanowe skały gómojurajskie. Rozpoznanie procesów depozycyj-nych i diagenetyczdepozycyj-nych związanych z tymi utworami ma duże znaczenie poznawcze. Niecka Nidziańska jest bowiem obszarem węzłowym, między wychodniami skał gómojurajskich, występującymi w obrzeżeniu mezozoicz-nym Gór Świętokrzyskich i na obszarze Wyżyny Kra-kowsko-Częstochowskiej.

Dotychczasowa bibliografia skał górnojurajskich w Niecce Nidziańskiej jest dość skromna, głównie ze wzglę­ du na niewielką liczbę otworów wiertniczych przebijają­ cych osady gómojurajskie. Stosunkowo największą war-tość przedstawiają otwory wiertnicze wykonane dla po-trzeb Oddziału Świętokrzyskiego Państwowego Instytutu ·

Geologicznego, wykorzystywane także przez autorów pre-zentowanej pracy. W otworach tych były rdzeniowane odcinki 2- 6-metrowe w interwale co 50 m do ponad 100m. Posłużyły one dotychczas do wstępnych opraco-wań, zmierzających do strukturalnego rozpoznania piętra permsko-mezozoicznego (8, 15).

W ostatnich latach, w odczytywaniu procesów depo-zycyjnych i diagenetycznych w węglanach, wzrasta rola

UKD 552.54: 546.02]: 557.862.3( 438.132)

badań laboratoryjnych. Do metod szczególnie użytecz­ nych należy zaliczyć oznaczenie składu izotopowego tle-nu i węgla. Trzeba jednak zaznaczyć, że obserwowane współcześnie stosunki izotopowe 18_{0 i} 13_{C w kopalnych} węglanach są rezultatem nakładania się wielu czynni-ków (1), takich jak: l - palectemperatura i paleczaso-lenie wód zbiornika sedymentacyjnego, 2 - temperatura i zasolenie wód diagenetycznych, 3 - frakcjonowanie bio-logiczne, 4 - zmiany długotrwałe w składzie izotopowym wody morskiej.

Znaczne możliwości interpretacyjne stwarzane przez badania izotopowe (14), skłoniły autorów do zastosowa-nia tej metody dla analizy górnojurajskich węglanów w Niecce Nidziańskiej.

UWAGI METODYCZNE

Badaniami objęto rdzenie z 4 otworów wiertniczych, zlokalizowanych równolegle do dzisiejszej osi Niecki Ni-dziańskiej. Poczynając od północy, są to wiercenia: Pą­ gów IG l, Secemin IG l, Jaronowice IG l, Potok Mały IG l (ryc. 1). Wybór wierceń podyktowany był paleogeo-graficznym położeniem Niecki Nidziańskiej w górnej

ju-[1]1 []]2 (]EJ3 ~4 ..,...5 - 6 •7

Ryc. l. Szkic geologiczny stropu karbonu dolnego pólnocnej części

Niecki Nidziańskiej

l - karbon dolny, 2 - dewon, 3 - starszy paleozoik, 4 - pre-kambr, 5 - nasunięcia, 6 - uskoki, 7 - omawiane otwory

wiert-nicze

Fig. l. Geological sketch oj the Lower Carboniferous top surface

in the north part oj the Nida Tróugh

l - Lower Carboniferous, 2 - Devonian, 3 - Older Palaeozoic, 4 - Precambrian, 5 - overthrust, 6 - fault, 7 - boreholes

dis-cussd in the text

rze. Znajdowała się ona wówczas w strefie submediterrań­

skiej, między morzem geosynklinalnym na S i morzem borealnym na N. Wpływy mórz okalających, jeżeli nastą­ piły, powinny być rejestrowane wzdłuż zaproponowanej linii.

Do analizy izotopowej tlenu i węgla próbki węgla­

nów traktowano w 100% kwasie ortofosforowym w temp. 25oC (18) w celu otrzymania C0₂• 20 mg próbki wsypy-wano do jednego z ramion szklanego naczynia Ritten-berga, do drugiego wlewano kwas ortofosforowy i od-pompowywano po przyłączeniu do aparatury próżnio­ wej. Po ok. 2-godzinnym termalizowaniu przelewano kwas do próbki, gdzie zachodziła reakcja. Po pełnym przebie-gu reakcji ampułkę z próbką przyłączano ponownie do aparatury próżniowej i dwutlenek węgla wymrażano do

ampuł pomiarowych oczyszczając z wody i gazów nie-kondensowalnych. Dla każdej próbki prowadzono dwa

równoległe oznaczenia.

Pomiary składu izotopowego tlenu i węgla wykony-wano na spektrometrze mas MI 1305 ze zmodyfikowa-nym układem dozującym (11) i pomiarowym (12). Wy-niki uzyskiwano w postaci wielkości delta zdefiniowanej wzorem

o

= - l . l 000 [%] ( (R) próbka ~ (R) wzorzec gdzie:

R - stosunek izotopowy 13_Cfl2_{C lub} 18_0/16₀

Wyniki analiz (tab.) podano z dokładnością 0,07%

względem wzorca PDB. Do kalibracji spektrometru sto-sowano międzynarodowy wzorzec NBS-19.

ZARYS BUDOWY GEOLOGICZNEJ

Współczesny plan strukturalny Niecki Nidziańskiej został ukształtowany po górnej kredzie, w czasie ruchów laramijskich (10). W górnej jurze obszar ten był fragmen-tem rozległego zbiornika epikontynentalnego, obejmują­ cego znacznie większą powierzchnię, także obszar obec-nych Gór Świętokrzyskich. Położenie badanego obszaru w strefie ok. 35 równoleżnika (5) sprzyjało intensywnej sedymentacji węglanowej. Zachowane miąższości

węgla-Głębo- ₈₀₁₈

&C13 Głębo- OC18 &C13

kość kość

[m] [o l ooJ [%oJ [m] [o fooJ [0 l oo]

Otwór Pągów PG l 633 -5,20 + 1,97 906 -5,81 +2,99 636 -5,39 +2,01 955 -2,35· +2,64 637 -3,83 +2,46 1006 -7,22 +2,62 686 -5,18 + 1,21 1058 -7,40 +2,58 742 -4,61 +3,04 1109 -5,15 +2,74 803 -5,55 +2,83 1154 -6,03 +2,77 880 -6,60 +2,49 1213 -4,44 +2,73 966 -8,46 +3,27 1273 -3,42 +2,97 1048 -7,83 +2,76 1321 -5,81 +3,20 1114 -7,77 +2,86 1364 -4,21 +0,04 1196 -6,81 +2,64

x

-5,42 +2,85 1321 -7,63 +2,34

x

-6,24 +2,49 Otwór Potok Mały IG l Otwór Secemin IG l 718 ₈₁₂ -2,53 _{-2,59 +3,03} +1,96 645 -4,61 + 1,84 _{812 -2,59 +3,03} 756 -5,38 +2,73 _{880 -3,98 +3,14} 866 -6,72 +2,86 _{978 -6,03 +3,13} 965 -7,06 +2,59 _{1046 -4,53 +2,93} 1050 -5,72 +2,90 _{1168 -4,49 +2,46} 1167 -7,50 +2,92 _{1263 -5,99 +2,13}

x

-6,16 +2,64 _{1375 -2,29 +3,78} Otwór Jaronowice IG l

x

-4,05 +2,82 699 -5,47 +2,47 705 -4,99 +2,82 750 -4,50 +2,67 808 -4,86 +3,35 857 -4,18 +3,35

nowych utworów górnojurajskich przekraczają nawet 1000 m w strefie osiowej Niecki Nidziańskiej. Subsyden-cja dna zbiornika w trakcie depozycJi była prawdopo-dobnie stała i dość duża. Późniejsza erozja dolnokredo-wa i przebudodolnokredo-wa strukturalna doprowadziła do zróżnico­ wania powierzchni stropowej oraz usunięcia znacznej części osadów jurajskich. W efekcie na kontakcie ze środ­ kową i górną kredą pojawiają się w kierunku SW coraz starsze serie kimerydu (9). Utwory oksfordu, które w ba-danych otworach nie zostały dotknięte epigenetyczną erozją, mają zbliżoną miąższość, sięgającą od 523 m w otworze Pągów IG l do 552 m w otworze Jaronowice

IG l. Znacznie większe jest zróżnicowanie miąższości utworów kimerydu, wynoszące od 98 m w otworze Se-cemin IG l do 214 m w otworze Pągów IG l.

W profilu pionowym badanych otworów obserwuje się zbliżone typy litologiczne węglanów do opisanych z obszaru obrzeżenia Gór Świętokrzyskich (16) i Jury Częstochowskiej (13). Prezentowane profile wierceń (ryc. 2) skonstruowano na bazie odcinków rdzeniowanych oraz próbek okruchowych ze stref nie rdzeniowanych. Nie można wykluczyć, że w odcinkach nie rdzeniowanych wy-stępują niewielkiej miąższości odmienne typy litologiczne, których nie odnotowano w trakcie wiercenia. Dominują­ ce w profilach wierceń różne odmiany wapieni mają imien-ną miąższość. Może to być efektem nieprecyzyjności wyznaczania granic na podstawie próbek okruchowych, lecz może także być traktowane jako potwierdzenie postu-lowanych zmian facjalnych w trakcie sedymentacji (15). Pionowa zmienność litologiczna w basenie sedymentacyj-nym zwiększała się w miarę postępującej depozycji, w związku ze spłyceniem zbiornika. Stąd pojawiają się w profilu wapienie ooidowe i onkolitowe, charakterystycz-ne zwłaszcza dla najwyższego oksfordu i kimerydu. Po-ziomy margliste, niezbyt miąższe w utworach oksfordu, są pospolite w kimerydzie. Należy odnotować, że po-szczególne profile cechują się zróżnicowaną ilością i

miąż-z <( cD~ -'O <:z UJ u o >-o o X o ~

g

w :..:: Pągów IG-1 l,!_j,!_l l_!_j_!_l 1 6 Secemin IG-1 ~2 ~ - 7

lliLJ

.2 3 Jaronowice IG-1

Efm

4 8

Ryc. 2. Profile omawianych wżerceń

Potok Mały

IG-1

EH:E

5

l -6 - wapienie (l - tuberoidowe, 2 - mikryt owe, 3 -

skalis-te, 4 - ooidowe i onkoidowe, 5 - organogeniczne z koralami,

6 - margliste), 7 - margle, 8 - lokalizacja próbek

Fig. 2. Borehole columns

l -6 - limestomis (l - tuberolithic, 2 - micrite, 3 - rocky, 4

-oolitic, 5 - organogenic, containing corals, 6 - marły), 7

-marl, 8 - localization of sampies

szosc1ą poziomów marglistych zarówno w oksfordzie,

jak i w kimerydzie. Do badań izotopowych pobrano

próbki ze wszystkich odcinków rdzeniowanych (ryc. 2) w analizowanych wierceniach.

WYNIKI BADAŃ

Uzyskane wyniki 8018 _{i 8C}13 _{przedstawiono w tabeli.}

W badanych utworach dość znaczna jest rozpiętość 8018_,

sięgająca od -2,29%0 do - 8,46%0• Znacznie bardziej

ustabilizowana jest wartość 8C13_{, mieszcząca się w}

zakre-sie od + 1,84%a do + 3,78%0• Tylko jedna próbka

wy-kazuje skrajnie niską wartość 803 _{( + 0,04). W profilu}

pionowym obserwuje się zróżnicowanie uzyskiwanych

war-tości średnich, wynoszących dla oksfordu -5,72°/ oo (8018)

i +2,78°/00 (8C

13_{), a dla kimerydu odpowiednio -4,60°/}

00

i + 2,39°

l

oo· Wykresy zmienności pionowej zawartości

izotopów tlenu w badanych otworach są zbieżne (ryc. 3).

Izotopowo cięższe są próbki z partii stropowych i spą­

gowych. Natomiast najlżejsze są próbki z poziomu ok.

-750m.

Uzyskane wyniki przedstawiono graficznie, stosując

różne punkty odniesienia (ryc. 3). Analizując

prezento-wane wykresy należy uwzględnić wspomniany wcześniej

sposób rdzeniowania otworów wiertniczych. Z tego wzglę­

du sporządzone krzywe dla poszczególnych otworów

de-monstrują tylko część zmian w składzie izotopów tlenu i węgla. Tym niemniej obserwuje się, że możliwości

kore-lacyjne, pozwalające wydzielić poszczególne kompleksy,

z[m] _A z[m] _D -300 -300

,___..__,

-soo -500 ~.::.:.-a.._~--~1-i

,q;·

-700 -700 ~f-'

V.>?

-900 -900

_/J!l

c/

1'.,

_

_,)~-· -1100 -1100

--'

--1300 -9 -7 -s -3 -l 60" -1300 •1 •2 •3 +4 oc" [m] _B [m)

c

800 ? 200 600

_{<. /}

j, /-:..::--:::...;. .. i f 400 400 ('0::. ---~·

li-

----'i--- l 600 200 ::?")o _{""~'>'-~ ...}

?

-::-:::..-:'?_: 800

-lO -a -6 -4 -2 iiO'' -10 -8 -6 -4 -z &o'"

Ryc. 3. Zmienność pionowa izotopowego tlenu i węgla w osadach górnojurajskich z Niecki Nidziańskiej, A - wg wysokości bez-względnych, B - wg odległości od stropu, C - wg odległości

od spągu, D - wg wysokości bezwzględnych

1-4 - otwory (l - Pągów IG l, 2 - Secomin IG l, 3 -

Ja-ronowice IG l, 4 - Potok Mały IG l)

Fig. 3. Vertical variations oj oxygen and carbon isotopie composi-lżon in the Upper Jurassie deposits from the Nida Trough. A -accordżng to the absolute height, B - according to the dislance from the top surface, C - according to the dislance from the

base-ment, D - according to the absolute height

1-4 - boreholes (l - Pągów IG l, 2 - Secomin IG l, 3

-Jaronowice IG l, 4 - Potok Mały IG l

prezentuje jedynie wykres A na ryc. 3. Jest on sporządzo­

ny wg wysokości bezwzględnych punktów opróbowania,

czyli rejestruje aktualny plan strukturalny. Wykres B, dla

którego przyjęto jako bazę równy spąg we wszystkich

otworach, oraz wykres C, wykonany przy zastosowaniu

powierzchni stropowej jako linii odniesienia, nie dają

porównywalnych jakościowo wyników. Zawierają bowiem

oznaczenie 8018

, które wykazują przeciwny trend,

mi-mo zajmi-mowania podobnej pozycji w profilu. Obserwacje

powyższe skłaniają do przypuszczenia, że aktualny skład

izotopowy tlenu jest głównie rezultatem procesów

dia-genetycznych .Obecny plan strukturalny Niecki Nidziań­

skiej został bowiem ukształtowany po górnej kredzie i z

tym okresem należy także wiązać końcową redystrybucję

izotopów tlenu.

Konieczność uwzględnienia wpływu diagenezy wynika

także z obliczenia paleotemperatury, zgodnie z regułą zaproponowaną przez Craiga (6), iż:

gdzie:

8c = 8180°/00 C02 otrzymanego z węglanu w temp.

25°C; wzgl. PDB, 8w = 818_0°/

00 wody, w której krystalizował węglan;

U zyskane tern t

morska) zawar peraury przy założeniu ów

=

O (woda

zw . te są w przedziale od ok. 27°C do ok. 60°C

azywszy paleogeo f

men.tacyJ·ne , gra tczne położenie zbiornika

sedy-go w sedy-gorne· ·

wysokie w , . J JUrze, są to temperatury zbyt

porownanm z , ł . b .

analogiczn · .. e wspo czesnymi o szarami w

eJ pozycJI geo f' ·

ratury jest . . . gra tczneJ. Podwyższenie

tempe-nych Probl ntewątphwte efektem zjawisk

postdepozycyj-. emem po ·

nych zwł ~ostaJe skala przemian

diagenetycz-, aszcza reiacta · , . . . .

topowei w J Intensywnoset redystrybucJl

tzo-J stosunku do t ,

1. 1 .

ność skład . ypow tto ogtcznych.

Zależ-u Izotopowego d l' l .. d

no na ryc. 4_ Próbki ~ . tto ?g1_1 za

emonstrowa-dują się w t f' z margh 1 waptem marglistych

znaj-s re te relaty . . k . k

InteresuJ·ąc . . Wnte wtę szeJ oncentracji 018_.

e jest Jednak d . .

niejszego . zaga meme, czy fakt znacz-,

glach w twystępkowama cięższego izotopu tlenu w

mar-s omar-sun u do w . . .

przemian d· aptem Jest wyłącznym wynikiem

. tagenetycznych . . k' , .

]estru]·e p' , czy tez w Ja tms stopnm

re-terwotne cech b' .

Padku 0 _{znacza to ·} Y z 10rmka_k . W tym drugim

przy-znaczały . ' ze 0 _{resowo w trakcie depozycji}

za-sedymentst~ wpły~y

Wód

chłodniejszych, ograniczających

aCJę waptenn M

tywnego ą. ogło to doprowadzić do

reia-wzrostu konc t .. b .. . .

zultacie s d .. en racJI su stancJI tlasteJ, a w

re-e Ymre-entact 1 w · · ₁.

Pierwot , . J. aptem mar g ts tych i margli.

ne zrozntco . l' l .

innymi . wame tto ogtczne, spowodowane

przyczynam1 · .

1. fi .

wód zb₁·₀ 'k amze I tzykochemtczne właściwości

rnt a sedym .

wpłynąć na d . entycyJnego, mogło pośrednio także

związane

0

m~enną redystrybucję

izotopów. Jest to

Z rOZWOtem ' .

nego

-

u·

J roznego typu systemu

diagenetycz-ego otwarto'') .

izotopow . s c ma znaczący wpływ na stosunki

e w osadzte (2 3 7 17 9) .

wapienie s . . , ' , , l . Relatywme czyste

przyJaJą p ł · · . .

nych an·.

1. . e nteJszeJ wymtanie wód

diagenetycz-tze I margle W .. k . . . .

wymiany . · e1e cte, w mtarę postępuJąceJ

tzotopow · d . .

większe , . . eJ wo a- osad, obserwuJe stę coraz·

zrozntcowa · .

glami. nte w 5018 _mtędzy

wapieniami i

mar-W badanych ot . . · ·

matyczn . · Worach wtertmczych zaznacza się syste

-a zmt-an-a w , d . . , . , .

wych tl W . . s re UleJ wartoset stosunkow

tzotopo-enu. mnt .

pów wę la. . eJsz~ stopnm dotyczy to także

izoto-się

od

!

4

0

~~c.

4 ). Obliczone

wartości średnie zmieniają

'

l

o o ( 0018) i + 2,82 o

l

o o (&C13 ) w otworze

Po-+4 +1 • X

.

_{. .}

._

..

. ;~.,.

_.

~,;

.

:

.

.

.

.

o " - 9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 %o bO • 1 X2 °3 ~4 fil5 06 @17 Ryc. 4. Skład izot . .

węglanowych z ~P0»:Y tl~n~ z, w~~la w górnojurajskich osa~ach Nzeckz Nzdzzanskze; - wszystkie badane probki

l - wapienie 2 . . .

nia aryt ' - wap1eme margliste 3 - margle 4-7 -

śred-metyczn . , ' '

IG 1 5 S a ze wszystk1ch probek w otworach (4 - Pągów ' - ecernin IG l, 6 - Jaronowice IG l, 7 - Potok Mały

IG l)

Fig. 4. Oxygen . .

Jurassie c b and carbon zsotopzc composztzon in the Upper ar onat _e d _{eposzts rom the Nida Trough - al! examined} . fi

sampies

I_ - Iimestone . .

he mean vat u ' 2 - marły hmestone, 3 - marł, 4-7 -

anthme-Pągów IG

1 _, e for all _{5 - Secemm IG l, 6 - Jaronowice IG l, 7 -}sam~les from the following boreholes (4

-Mały Potok IG l)

tok Mały IG l do -6,24°100 i +2,49°/00 w otworze Pą­

gów IG l. Przedstawione średnie są wynikiem zróżnico­

wania izotopowego głównie w osadach oksfordu.

Utwo-ry kimeUtwo-rydu cechują się zbliżonym składem izotopowym

tlenu, wynoszącym: -4,99°loo w otworach Se.cemin IG l

i Jaronowice IG l, -4,96°/00 w otworze Pągów IG l,

a tylko w otworze Potok Mały IG l uzyskano wynik

od-biegający od poprzednich (- 2,56°

l

00) . Uwzględniając

po-łożenie paleogeograficzne badanego profilu należałoby oczekiwać trendu odwrotnego. Izotopowo najlżejsze

po-winny być osady z otworu położonego najbardziej na

po-łudniu (Potok Mały IG 1), a izotopowo najcięższe -

osa-dy z otworu północnego. (Pągów IG l). Co prawda,

od-ległość dzieląca skrajne otwory w badanym profilu nie

jest duża (54 km), tym niemniej obserwowana zmiana

systematyczna nie może być przypadkowa.

Ponieważ litologicznie profile badanych wierceń są

zbliżone, przyczyny obserwowanych zmian powinny być

wiązane ze zjawiskami postsedymentacyjnymi. Wydaje się, że na redystrybucję izotopów węgla i tlenu, oprócz wcześ­

niej podanych czynników, mogły wywrzeć wpływ

roz-twory związane ze skałami podłoża górnojurajskiego.

Na chemizm tych roztworów rzutuje nie tylko skład

lito-logiczny skał, ale także wartość strumienia cieplnego zwią­

zanego z charakterem strukturalnym podłoża. Otwory

Potok Mały IG l, Jaronowice IG l i Secemin IG l

znaj-dują się w brzeżnej strefie masywu małopolskiego

zbudo-wanego z utworów prekambryjskich, a otwór Pągów IG l

leży w obszarze struktur waryscyjskich (4). Wpływem

podłoża można prawdopodobnie także wyjaśnić duże

zróżnicowanie w obserwowanych wartościach óC13 _{w partii}

spągowej badanych otworów. Wyższe partie profilów są mało zróżnicowane w wartościach óC13 _{(wykres D na}

ryc. 3). Drugą strefą relatywnie większego zróżnicowania w

óC13 _{jest partia stropowa badanych profilów. Zaznaczyła}

się w niej prawdopodobnie działalność wód, związanych

zarówno z okresem erozji dolnokredowej, jak też później­

szego zbiornika sedymentacyjnego w środkowej i górnej

kredzie.

PODSUMOWANIE

Przedstawiona analiza składu izotopowego tlenu i wę­

gla w górnojurajskich osadach węglanowych z Niecki

Nidziańskiej wskazuje na złożony charakter procesów,

odzwierciedlających się w obecnie obserwowanych

war-tościach.

Wiele przedstawionych danych wydaje się być zwią­

zanych głównie z diagenetyczną redystrybucją izotopów.

Pozostaje jednak wiele kwestii nie w pełni jasnych,

do-tyczących zwłaszcza skali przemian diagenetycznych, a

za-tem stopnia zachowania pierwotnego zróżnicowania

izo-topowego w zbiorniku sedymentacyjnym i osadzie. Na

przykład wyższe wartości 5018 _{w marglach i wapieniach}

marglistych w stosunku do wapieni względnie czystych

(ryc. 4), mogą być wyjaśnione zarówno przyczynami

pierwotnymi, jak też odmiennością systemu

diagenetycz-nego.

Na obecny skład izotopowy skał wpływ mają ponadto

nie omawiane dotychczas: pierwotny skład mineralny

sedymentu, głębokość zbiornika sedymentacyjnego,

frek-wencja składników biogenicznych i ich· rodzaj, typ

allo-chemów, charakter i ilość cementu, dolomityzacja,

syli-fikacja i stylolityzacja.

Obecnie są prowadzone badania zmierzające do

szcze-gółowego poznania wymienionych zagadnień, celem

mikrofacjalnej), jak też rodzaju i intensywność diagenezy. Ta ostatnia, poza cechami obserwowanymi optycznie, przejawia się także w redystrybucji niektórych pierwiast-ków śladowych (2, 3).

Przyszłym zamiarem autorów jest przedstawienie re-zultatów wymienionych badań, w powiązaniu z

przedsta-wioną zmiennością składu izotopowego. Powinno to

umo-żliwić pełniejsze odtworzenie historii geologicznej węgla­

nów górnojurajskich z Niecki Nidziańskiej.

Wykonanie prezentowanych badań było możliwe dzięki

uprzejmości kierownictwa Oddziału Świętokrzyskiego Pań­ stwowego Instytutu Geologicznego, które udostępniło rdze-nie wiertnicze.

Praca była finansowana z Centralnego Programu

Ba-dań Podstawowych 01.06 w ramach realizacji tematu 16.02. LITERATURA

l. B ran d U. - The oxygen and carbon isotope composition of Carboniferous fossil components: sea -water effects. Sedimentology 1982 vol. 29.

2. B ran d U. - Mineralogy and chemistry of the Lo-wer Pennsylvanian Kendrick Fauna, Bastern Ken-tucky USA 3. Diagenetic and paleoenvironmental analysis. Chemical Geology 1983 vol. 40.

3. B ran d U., V e i z er J. - Chemical diagenesis of a multicomponent carbona te system - 2: Stable isotopes. J. Sediment. Petrol. 1981 vol. 51 no. 3. 4. B u k o w y S. - Struktury waryscyjskie regionu ślą­

sko-krakowskiego. Geologia UŚI. 1984 nr 691. 5. C a r i o u E., C o n t i n i D., et aL -

Biogeogra-phie des Ammonites et evolution structurale de la Tethys au cours du Jurassique. Buli. Soc. geol. Farnce, sec. 8. 1985 t. l no. 5.

6. C r a i g H. - The measurement of oxygen isotope paleotemperatures. Pisa, Spoleto Conf. Stable isotopes in oceanographic studies and paleotemperatures 1965. 7. Czerniakowski L.A., L o h m a n K.C., W i

l-s o n J.L. - Clol-sed - l-syl-stem marine burial diagene-sis: isotopie data from the Austin Chalk and i ts com-ponents. Sedimentology 1984 vol. 31.

8. F r y d e ck i J. - Syntetyczny profil geofizyczny utwo-rów· mezozoiku w otworze wiertniczym Jaronowice. Kwart. Geol. 1969 nr 3.

9. H ak e n b er g M. - Paleotektonika i paleogeogra-fia północnej części niecki miechowskiej w albie i ce-comanie. Stud. Geol. Pol. 1978 vol. 58.

10. H ak e n b er g M. - Alb i cenoman w niecce mie-chowskiej. [W:] Paleogeografia i paleotektonika niecki miechowskiej w permie i mezozoiku (wybrane za-gadnienia). Ibidem 1986 vol. 86. ·

11. H a ł a s S. - An automatic inlet system with pneu-matic changeover valves for isotope ratio mass spec-trometer. J. Phys. E.: Sci. Instrum. 1979 vol. 12. 12. H a ł a s S., Skorzy ń ski Z. - An inexpensive

device9" for digital measurements of isotopie ratios. Ibidem 1980 vol. 13.

13. H e l i a s z Z. - Sedymentacja wapieni górnej jury w regionie częstochowskim Jury Polskiej. Pr. Nauk.

UŚI., Geologia, w druku.

14. H o e f s J. - Stable isotope geochemistry. [W:] Mi-nerals and Rocks (eds. Goresy A. El., von Engel-hardt W., Hahn T.). Springer Verlag 1987 t. 9. 15. Jurkiewicz H., Kowalezewski Z.,

Wierz-b o w ski A. - Przekrój geologiczny przez osady permsko-mezozoiczne Niecki Nidziańskiej. Kwart. Geol. 1969 nr 3.

16. Ku t e k J. - Kimeryd i najwyższy oksford połud­

niowo-zachodniego obrzeżenia mezozoicznego Gór

Świętokrzyskich. Część II - Paleogeografia. Acta Geol. Pol. 1969 nr 2.

17. M a g a r i t z M., G a v i s h E., et al. - Carbon and oxygen isotope composition - indicators of ce-mentation environment in Recent, Holocene, and Pleistocene sediments along the coast of Israel. J. Sediment. Petrol. 1979 no. 2.

18. M c C re a J.M. - On the isotope chemistry of car-bonates and a paleotemperature scale. J. Chem. Physics 1950 vol. 18.

19. M i r s a l I.A., Z a n k l H. - Petrography and geo-chemistry of carbonate void - filling cements in fossil reefs. Geol. Rundschau 1979 Bd. 68 H. 3.

SUMMARY

The Nida Trough is a crucial region among the Upper Jurassie rocks outcropping within the Mesozoic margin o f t he Holy Cross M ts. and Cracow-Częstochowa Upland. In the Upper Jurassie the Trough was a part of a broad epicontinental basin situated between the boreal sea in the north and the geosynclinal basin in the south. Over l 000 m thick sui te o f carbona te rocks was formed d ue to permanent, considerable subsidence of the basin.

The isotopie composition of oxygen and carbon com-prised in carbonate deposits reflects physical and che-mical conditions of the Upper Jurassie sedimentary basin as well as properties of diagenetic waters. Four boreholes located along the axis of the Nida Trough were examined. The analysis of B values for 018 _{and C}13 _{indicates that} the finał redistribution of isotopes took place after the recent structural pattern of the Nida Trough had been formed due to the Laramide phase. Moreover the rela-tion of oxygen isotopie composirela-tion and lithologic type of rock has been found. The highest B values for 018 _were recorded in marls and marły limestones.

This dependence can be interpreted as a result either of different diagenetic system (open one) or lower tempe-rature of waters in the sedimentary basin. In top and bottom parts the recorded isotopie composition for oxygen and carbon were influenced by chemically different waters, connected with cover and substrate of the Upper Jurassie sui te.

PE31{)ME

HHACKaJI MYilbAa JIBJ1JieTcJI Y3110Boi1 o6nacTbto Me>KAY BbiXOAaMH BepXHetopCKHX nopOA, pa3BHTbiMH B Me3030H-CKOM oKaHMneHHH CBeHTOKWHCKHX rop H Ha TeppHTOpHH KpaKoBcKo-4eHcToxoBcKoi:1 B03BbJWeHHOCTH. B BepxHei1 tope OHa 6bJJ1a YaCTbiO 60J1bWOrO 3nHKOHTHHeHTaJ1bHOrO 6accei1Ha, pacnono>t<eHHoro Me>KAY 6opeanbHbJM MopeM Ha ceBepe H reocHHKilHHanbHbiM 6accei:1HOM Ha tore.

B

ycnoBHJIX nocTOJIHHoi1 H 3HaYHTenbHOi1 cy6cHAeH~HH o6pa30BaJ1CJI KOMnneKC Kap60HaTHbiX nopOA MOLI.IHOCTbiO CBbJWe 1000 M.

4>H3HKO-XHMHYeCKHe ycnOBHJI BepxHetopcKoro CeAH-MeHTaL.tHOHHoro 6accei:1Ha, a TaK>Ke AHareHeTH'łeCKHX BOA, perHCTpHpytoTCJI B YaCTHOCTH B H30TOnHOM COCTaBe KH-C110pOAa H yrnepOAa B Kap6oHaTHbiX OTJ10>KeHHJIX. 111ccne-AOBaHHJIM 6bi11H nOABeprHyTbl 4 CKBa>t<HHbl pacnono>t<e-Hbl napannenbHO K ocH HHACKOH MYilbAbl.