Triasowy zbiornik wód geotermalnych niecki miechowskiej i centralnej czêœci
zapadliska przedkarpackiego
Antoni P. Barbacki*, Barbara Uliasz-Misiak*
Triassic aquifer of geothermal waters of the Miechów Trough and central part of the Carpathian Foredeep. Prz. Geol., 51: 517–526.
S u m m a r y. The paper present results of research on a Triassic reservoir of geothermal waters within the Miechów Trough and adjacent areas. Studies included depth estimation the zones of favourable reservoir parametres, temperatures of accumulated waters, flow conditions, mineralization and locating zones where geothermal energy can by feasibly used. It was established that Triassic waters can be used for heating both directly and by heat pump systems. Particularly feasible conditions for these purposes occur in the areas of regional dislocations (e.g., near Koz³ów, Ksi¹¿ Wielki, and Dzia³oszyce).
Key words: Triassic reservoir, hydrogeothermy, Miechów Trough, Carpathian Foredeep
Na terenie Polski wykorzystanie wód geotermalnych wystêpuj¹cych w utworach triasowych ma miejsce na obszarze zbiornika podhalañskiego, gdzie wydajnoœci wód z niektórych ujêæ dochodz¹ nawet do 800 m3/h (Soko³owski, 1985; D³ugosz, 2000). Zbiornik triasowy w obszarze niecki miechowskiej i centralnej czêœci zapadliska przedkarpackiego wykazuje jednak odmienn¹ budowê geologiczn¹ oraz inne cechy hydrogeologiczne. Posiada równie¿ wyniesione obszary bezpoœredniego zasilania kreuj¹ce niekiedy warunki artezyjskie, jednak ani parametry zbiornikowe ani mi¹¿szoœci i g³êbokoœci stref wodonoœnych nie umo¿liwiaj¹ uzyskania podobnych parametrów geoter-malnych. Porównywalne do obserwowanych na Podhalu wydajnoœci wykazuj¹ poziomy triasu na NW od analizo-wanego obszaru, tj. wzd³u¿ strefy Myszków–Lubliniec (monoklina œl¹sko-krakowska i wschodni kraniec mono-kliny przedsudeckiej). Wydajnoœci pojedynczych studni eksploatuj¹cych wodê g³ównie z poziomów wapienia muszlowego czêsto przekraczaj¹ 200 m3/h, jednak nie wystêpuj¹ tam warunki artezyjskie, a temperatury wód nie s¹ wy¿sze ni¿ 20oC. Bardziej na wschód, na analizowanym obszarze niecki miechowskiej parametry zbiornikowe wapienia muszlowego ulegaj¹ pogorszeniu, natomiast g³ównym poziomem wodonoœnym staj¹ siê p³ycej zale-gaj¹ce utwory triasu górnego, g³ównie retyku (Jurkiewicz i in., 1973–1999; Moryc, 1970a, 1970b, 1976; G³owacki i in., 1971). Lokalnie wystêpuj¹ warunki artezyjskie, przy czym wydajnoœci samowyp³ywów nie przekraczaj¹ 10 m3/h, przy ciœnieniach g³owicowych poni¿ej 0,25 MPa. Ponown¹ zmianê cech hydrogeologicznych triasowego piêtra wodo-noœnego zarejestrowano na obszarze zapadliska przedkar-packiego, gdzie osady retyku wystêpuj¹ jedynie szcz¹tkowo, a g³ównym poziomem wodonoœnym jest poziom ni¿szego pstrego piaskowca. Wystêpuje tu wpraw-dzie równie¿ wodonoœny poziom wapienia muszlowego jednak korzystniejsze parametry zbiornikowe wykazuje on na obszarze niecki miechowskiej.
Pozosta³e poziomy triasu, tj. kajpru i retu, wykazuj¹ na analizowanym obszarze korzystne cechy zbiornikowe jedy-nie lokaljedy-nie i stanowi¹ g³ówjedy-nie uszczeljedy-niejedy-nie (warstwê izo-luj¹c¹) dla pozosta³ych poziomów wodonoœnych triasu.
Z analizy danych litologicznych i hydrogeologicznych z obszaru niecki miechowskiej (Jurkiewicz i in.,
1973–1999) wynika, ¿e stropowe uszczelnienie zbiornika triasowego na tym obszarze tworz¹ najczêœciej margliste utwory keloweju, b¹dŸ ilaste (w czêœci stropowej) utwory retyku, a sp¹gowe g³ównie zlepieñce, i³owce oraz ³upki paleozoiku i prekambru.
Na obszarze zapadliska przedkarpackiego stropowe uszczelnienie zbiornika triasowego stanowi¹ zwykle mar-gliste utwory keloweju lub oksfordu, sp¹gowe zaœ s³abo przepuszczalne i³owcowe i margliste utwory karbonu dol-nego i dewonu.
G³ówne poziomy wodonoœne triasu, w których wystê-puj¹ wody geotermalne s¹ zbudowane z utworów pia-skowcowych retyku (niecka miechowska) i pstrego piaskowca ni¿szego (zapadlisko przedkarpackie). Poziom wapienia muszlowego jest zbudowany z utworów wêgla-nowych i jedynie sporadycznie wykazuje korzystne para-metry zbiornikowe.
Zasoby geotermalne zbiornika triasowego na analizo-wanym obszarze s¹ zasobami niskotemperaturowymi (20–80oC), wystêpuj¹cymi w warunkach artezyjskich i subartezyjskich z wodami o silnie zró¿nicowanej minerali-zacji (1,36–235,0 g/l).
Budowa geologiczna zbiornika triasowego Parametry hydrogeologiczne zbiornika triasowego s¹ œciœle powi¹zane z litologi¹ utworów triasu, ich diagenez¹ oraz z procesami erozyjno-tektonicznymi zachodz¹cymi zarówno w triasie, jak i w okresach póŸniejszych.
Utwory triasu na obszarze niecki miechowskiej i zapa-dliska przedkarpackiego by³y przedmiotem badañ takich autorów, jak: Senkowiczowa (1959, 1965, 1973), Jawor (1963, 1970), Stemulak (1963), Moryc (1970a, b, 1971, 1988), G³owacki i in. (1971), Kopik (1973), Jurkiewicz (1973–1999), Oszczypko (1981), Szyperko-Teller (1988), Gajewska (1988), Franczyk i Deczkowski (1988), Iwanow (1998).
Wyniki ich prac opisuj¹ g³ówne cechy strukturalne i litologiczne tych utworów, ich zasiêgi, g³êbokoœci ich wystêpowania, mi¹¿szoœci oraz œrodowiska ich sedymen-tacji.
Litologia utworów triasowych na badanym obszarze jest z³o¿ona; wystêpuj¹ tutaj zarówno utwory piaskow-cowo-ilasto-mu³owcowe, jak i wêglanowe (wapienie, margle, dolomity), co wynika ze zmiennoœci œrodowisk sedymentacji w okresie triasu: pocz¹wszy od œrodowisk l¹dowych, poprzez jeziorno-lagunowe, do œrodowisk mor-skich. Du¿y wp³yw na zasiêg i mi¹¿szoœæ poszczególnych poziomów triasu mia³y procesy erozyjno-tektoniczne, które w pewnych strefach spowodowa³y ich erozjê, nawet do
*Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energi¹, ul. Wybickiego 7, 30-950 Kraków 65, skr. poczt.49,
ca³kowitego usuniêcia osadów triasu (Moryc, 1971; Senko-wiczowa, 1973; Jurkiewicz i in., 1974a).
Sedymentacja utworów triasu zosta³a zapocz¹tkowana osadzaniem ilasto-piaszczystych kompleksów pstrego pia-skowca. Na obszarze zapadliska przedkarpackiego charak-terystyczn¹ cech¹ strukturaln¹ œrodowisk sedymentacji ni¿szego pstrego piaskowca by³a obecnoœæ synsedymenta-cyjnych rowów tektonicznych, gdzie mi¹¿szoœæ osadów przekracza 600 m (np. w otworze Jadowniki 5 na S od Brzeska), a nawet 1000 m (otwór Rad³ów 1, ryc.1), (Moryc, 1971). Obok stref o znacznych mi¹¿szoœciach na
analizowanym obszarze wystêpowa³y miejsca bardziej wyniesione, gdzie brak osadów ni¿szego pstrego piaskowca mo¿e byæ natury sedymentacyjnej (np. strefa otworów Secemin IG–1 — Trzonów 2, ryc.1; Moryc, 1971; Jurkie-wicz i in., 1974a).
Na obszarze niecki miechowskiej mi¹¿szoœæ tych osa-dów jedynie na NE od otworu P¹gów IG–1 (ryc. 3) prze-kracza 300 m, natomiast œrednio wynosi ok. 200 m (Jurkiewicz i in., 1974a). Brak tych osadów stwierdzono natomiast w otworach: Ksi¹¿ Wielki IG–1, Potok Ma³y IG–1, Jêdrzejów IG–1, Wêgrzynów IG–1, Jaronowice 3 4 2 1 5 6 7 8 9 10 21 11 12 13 14 16 17 15 18 19 20 -1 000 - 1000 - 1000 - 500 - 500 - 1000 - 1500 - 1500 - 1500 - 1500 - 1500 -150 0 - 200 0 - 2000 - 2000 - 2000 - 2000 - 2000 - 2000 - 200 0 - 250 0 - 2500 - 2500 - 2500 - 2500 - 2500 - 250 0 - 300 0 - 3000 - 3000 - 3000 - 3000 - 300 0 - 3000 - 300 0 -3 50 0 + 250 + 250 0 0 - 1750 - 1750 - 1000 - 1000 - 100 0 - 100 0 - 1250 - 1250 - 1250 - 1250 - 1250 - 1250 - 1250 - 1250 - 1250 - 1250 - 1500 - 1 250 - 1250 - 1 250 - 1000 - 1000 - 750 - 750 - 500 - 500 - 500 - 750 - 750 - 250 - 250 - 750 - 750 - 500 - 500 0 0 - 750 - 750 - 750 0 0 - 500 - 500 - 1500 - 125 0 - 1000 - 4000 - 3500 - 3500 - 1000 0 0 1. Radwanów IG-1 2. Bo¿a Wola IG-1 3. Milianów IG-1 4. W³oszczowa IG-1 5. Secemin IG-1 6. Wêgleszyn IG-1 7. Brzegi IG-1 8. Wêgrzynów IG-1 9. Uniejów 3 10. Ksi¹¿ Wielki IG-1 11. Trzonów 2 12. Lipówka 1 13. Ostrów 1 14. Dobies³awice 1 15. Zalesie 1 16. Smêgorzów 3a 17. Podborze 10 18. Rad³ów 1 19. Pawêzów 3 20. Pogórska Wola 8 21. ¯erniki 1 A A KRAKÓW KIELCE WARSZAWA POZNAÑ WROC£AW GDAÑSK SZCZECIN 100km 5 0 10 15 20km
brzeg nasuniêcia Karpat
Carpathian nappe margin
granica œrodkowej czêœci zapadliska przedkarpackiego
boundary of Central Part of Carpathian Foredeep
granica niecki miechowskiej
Miechów Through boundary
izohipsy stropu triasu (lokalnie izohipsy sp¹gu jury) w (m)
isohypses of the Triassic top (locally isohypses Jurassic bottom) in (m)
g³ówne uskoki wg danych otworowych i sejsmicznych PGNiG S.A. - Geofizyka Kraków Sp z o.o.
main faults documented from borehole and seismic data POGC-Zak³ad Geofizyka-Kraków
wa¿niejsze uskoki przesuwcze
main strike-slip faults
-1000
A A
8 wa¿niejsze g³êbokie otwory wiertnicze
main deep wells
otwory wykorzystane przy opracowaniu mapy
wells utilized for the map preparation
obszar analiz
zone of analysis
obszar wystêpowania utworów triasu
area of occuring the Triassic deposits
linia przekroju sejsmicznego (por. Ryc.2)
seismic line (see Fig.2)
wyniesienia elevations obni¿enia depressions KIELCE TARNÓW S£OMNIKI NIEPO£OMICE MYŒLENICE MIECHÓW KRAKÓW JÊDRZEJÓW BRZESKO BUSKO BOCHNIA M ON OK LINA ŒL ¥S KO -K RA KOW SKA NIECK A MIECH OW SKA ZAP ADLISKO PRZEDKARP ACKIE KARP ATY
Ryc. 1. Strukturalna mapa powierzchni stropowej utworów triasu (poza zasiêgiem triasu powierzchnia utworów paleozoiku ) — wed³ug danych otworowych PGNiG S.A. i PIG
Fig. 1. Structural map of the Triassic top (paleozoic top is outside Triassic extent) — from POGC EP and PGI borehole data
IG–1, Bia³a Wielka IG–1, W³oszczowa IG–1 (ryc. 1). Osa-dy te s¹ reprezentowane przez utwory piaskowco-wo-mu³owcowe i przez pstre ³upki w ogniwach stropowych (Jurkiewicz i in., 1974a).
W okresie górnego pstrego piaskowca (retu) w strefie zapadliska przedkarpackiego by³y deponowane osady roz-winiête w morsko-lagunowej facji utworów marglisto-wa-piennych i dolomitycznych (Moryc, 1971). Mi¹¿szoœæ utworów retu na tym obszarze wynosi ok. 100 m.
Na obszarze niecki miechowskiej litologia deponowa-nych osadów jest zbli¿ona do litologii osadów retu zapadli-ska przedkarpackiego, podobnie zreszt¹ jak i ich mi¹¿szoœæ.
W triasie œrodkowym powiêkszaj¹cy siê zasiêg morza prowadzi do zmiany œrodowiska sedymentacji z laguno-wo-morskiego na pe³nomorskie (Senkowiczowa, 1959; Moryc, 1971). Utwory wapienia muszlowego zarówno w strefie niecki miechowskiej, jak i zapadliska przedkarpac-kiego s¹ reprezentowane przez wapienie, margle, dolomity i wapienie dolomityczne. Mi¹¿szoœci tych utworów na obszarze niecki miechowskiej osi¹gaj¹ wartoœci do 200 m (Jurkiewicz i in., 1993), a na obszarze zapadliska przedkar-packiego do 100 m (Moryc, 1970a, b; 1976).
Po okresowym sp³yceniu zbiornika ponowna transgresja morska rozpoczyna siê w kajprze. Na obszarze zapadliska przedkarpackiego osadzi³y siê i³y i i³o³upki z wk³adkami piaskowców przechodz¹ce w ilast¹ pstr¹ facjê o mi¹¿szoœci do 150 m, reprezentuj¹ce dolny kajper, brak jest natomiast osadów kajpru górnego (Moryc, 1971).
Na obszarze niecki miechowskiej osady kajpru dolne-go (piaskowce, ³upki) s¹ s³abo rozwiniête (œrednio 20 m mi¹¿szoœci), wystêpuj¹ natomiast osady kajpru górnego (œrednia mi¹¿szoœæ 65 m).
Najwiêksza ró¿nica obu stref jest jednak zwi¹zana z osadami retyku, które na obszarze zapadliska przedkarpac-kiego wystêpuj¹ szcz¹tkowo, a na obszarze niecki mie-chowskiej ich mi¹¿szoœæ dochodzi do 340 m (otwór Wêgleszyn I,G–1 ryc. 1; Jurkiewicz i in., 1974b). Osady retyku niecki miechowskiej s¹ wykszta³cone bardzo ró¿no-rodnie: s¹ to wapienie, dolomity, anhydryty, piaskowce, mu³owce, gipsy — jednak przewa¿aj¹ osady ila-sto-mu³owcowo-piaszczyste. Du¿e mi¹¿szoœci retyku na tym obszarze s¹ zwi¹zane ze znacznym obni¿eniem dna zbiornika sedymentacyjnego, które trwa³o a¿ do koñca tria-su, podczas gdy obszar zapadliska przedkarpackiego pozo-stawa³ wyniesiony (Iwanow, 1998).
Po okresie triasu obszar niecki miechowskiej zosta³ wyniesiony i poddany erozji usuwaj¹cej wy¿sze ogniwa retyku (Jurkiewicz i in., 1974), natomiast na obszarze zapa-dliska przedkarpackiego, gdzie erozja by³a bardziej inten-sywna na znacznym obszarze utwory triasu zosta³y usuniête ca³kowicie (strefa Kraków–Krzeszowice–Mie-chów–Tarnów; ryc.1).
Powierzchnia stropowa triasu na obszarze zapadliska przedkarpackiego tworzy formê nieckowat¹ ze stref¹ osiow¹ przebiegaj¹c¹ mniej wiêcej na linii Trzonów–Tar-nów (ryc. 1). Na obszarze niecki miechowskiej strefa osio-wa przesuniêta jest w kierunku NE o oko³o 25 km z wyraŸn¹ kulminacj¹ depresji w rejonie Jêdrzejowa (strefa W³oszczowa–Busko, ryc. 1). Na przekroju sejsmicznym, który przebiega przez obszar ³¹cz¹cy obie wy¿ej wymie-nione strefy osiowe (ryc. 2) strefa Trzonów–Tarnów zazna-cza siê obni¿eniem widocznym w lewej czêœci przekroju sejsmicznego (strefa uskokowa B–B), natomiast strefa W³oszczowa–Busko wyniesieniem w czêœci prawej prze-kroju (nasuwczy uskok odwrócony).
Ruchy tektoniczne zwi¹zane z wymienionymi strefami osio-wymi mog³y doprowadziæ do silnego spêkania i zeszczelinowania utworów triasu i powstania tam korzystnych warunków zbiornikowych.
Przedstawiona na ryc. 1 mapa ukszta³towania stropowej powierzchni utworów triasu wskazuje, ¿e zró¿nicowanie g³êbokoœciowe stropu utworów triasu na tym obszarze wynosi oko³o 3300 m (rejon Olkusza: +300 m n.p.m. i rejon na SE od Tarnowa, otwór £êki Górne 2: –2949 m n.p.m.).
Taki zakres g³êbokoœciowy po³o¿enia stropu wskazuje, ¿e wartoœci temperatur stropowych utworów triasu i nagro-madzonych tam wód mog¹ znajdowaæ siê w szerokim zakresie: od oko³o 10 do 100oC.
Parametry hydrogeologiczne zbiornika triasowego Na analizowanym obszarze wyraŸnie zaznacza siê odmiennoœæ hydrogeologiczna zbiornika triasowego niecki miechowskiej i zapadliska przedkarpackiego, bêd¹ca kon-sekwencj¹ zró¿nicowania wystêpuj¹cych tam procesów geologicznych w triasie i w okresach póŸniejszych. Na obszarze niecki miechowskiej g³ównym poziomem wodo-noœnym s¹ piaskowcowe utwory retyku, natomiast na obszarze zapadliska przedkarpackiego — piaskowcowe utwory ni¿szego pstrego piaskowca (Kotlicki, 1962; Moryc, 1970a, b; G³owacki i in., 1971; Jurkiewicz i in., 1973–1999; Motyka & Wilk, 1976; Oszczypko, 1981).
Zarówno jednak utwory ni¿szego pstrego piaskowca, jak i retyku wykazuj¹ du¿¹ zmiennoœæ w³aœciwoœci zbior-nikowych: od bardzo dobrych do ca³kowitego ich zaniku. Wynika to ze specyficznej litologii tych osadów, gdzie w obrêbie nieprzepuszczalnych serii ilasto-mu³owcowych wystêpuj¹ serie piaskowcowe o korzystnych parametrach zbiornikowych (Jurkiewicz i in., 1973, 1974b, 1976b).
Na obszarze zapadliska przedkarpackiego obserwuje siê wyraŸny zwi¹zek korzystnych w³aœciwoœci zbiorniko-wych poziomu ni¿szego pstrego piaskowca ze strefami jego du¿ych mi¹¿szoœci (otwory: Rad³ów 1, Pawêzów 3, Podborze 10, Dobies³awice 1 — samowyp³ywy, przy
D–dewonDevonian Pr–prekambrPrecambrian T –triasTriassic karbon C – Carboniferous –kreda górna K2 Upper Cretaceous J –juraJurassic linie uskoków faults lines 2Tpodwójny czas przebiegutwo-way time
H npm (m)g³êbokoœæ w (m) powy¿ej poziomu morza
depth above sea level (m)
strefa regionalnej dyslokacji (por. ryc. 3)
zone of regional dislocation (see fig. 3) B-B 0 1,25 2,5 km 2T (ms) 100 ms 200 ms 300 ms ~250 m 0 500 1000 1500 2000 2T (ms)
DANE: Zak³ad Geofizyka-Kraków PGNiG SA
DATA: POGC - “The Geophysical Enterprise”, Kraków +170 -500 -1000 -1500 -2000 0 H npm (m) SW NE K2 K2 K2 J J J C C C C D D D D Pr Pr Pr T T T T B-B
Ryc. 2. Przekrój sejsmiczny z rejonu Piñczów–Busko (lokalizacja profilu — ryc.1) Fig. 2. Seismic section from the Piñczów–Busko area (seismic line localisation — fig. 1)
mi¹¿szoœciach powy¿ej 300 m; tab. 1). Zjawiska tego nie obserwuje siê natomiast w przypadku osadów retyku niec-ki miechowsniec-kiej, gdzie serie piaskowcowe wystêpuj¹ licz-nie nawet w strefach o licz-niedu¿ych mi¹¿szoœciach tych utworów. Na przyk³ad, w otworze Ksi¹¿ Wielki IG–1 uzy-skano samowyp³yw ok. 3,0 m3/h przy mi¹¿szoœci osadów retyku zaledwie 114,0 m (tab. 1, Jurkiewicz i in., 1991b).
Na obszarze niecki miechowskiej korzystne parametry zbiornikowe poziomu ni¿szego pstrego piaskowca równie¿ wi¹¿¹ siê ze strefami jego zwiêkszonej mi¹¿szoœci (otwory Milianów IG–1, Secemin IG–1, P¹gów IG–1; ryc. 1, 3). Wyj¹tek stanowi strefa otworu Brzegi IG–1 (ryc.1), gdzie dobre w³aœciwoœci zbiornikowe (tab. 1) stwierdzono przy mi¹¿szoœci zaledwie 82 m (Jurkiewicz i in., 1974c, 1976b, 1994, 1995).
Na obszarze zapadliska przedkarpackiego utwory g³ównego poziomu wodonoœnego — ni¿szego pstrego pia-skowca, wykazuj¹ œrednie porowatoœci efektywne mieszcz¹ce siê najczêœciej w zakresie od 2,0 do 15% (mak-symalnie 22%, otwór Podborze 10, tab. 1) i œrednie przepuszczalnoœci rzêdu kilkudziesiêciu milidarcy (maksy-malnie kilkaset mD stwierdzone w otworach Swarzów 9 i Podborze 10; Oszczypko, 1981). Najwiêksze wydajnoœci samowyp³ywów z tego poziomu wynosz¹ce ok. 10 m3/h notowano w otworach Dobies³awice 1 i Pawêzów 3 (tab. 1; ryc. 1).
W odizolowanej, po³udniowej strefie przykarpackiej (ryc. 1) pomimo du¿ych mi¹¿szoœci utworów pstrego pia-skowca przekraczaj¹cych na S od Brzeska 600 m, przyp³ywy wynosz¹ce ok. 0,5 m3/h stwierdzono jedynie otworem
Jadow-B B 24 23 22 3 4 2 1 5 6 7 8 9 10 21 11 12 13 14 16 17 15 18 19 20 31 31 30 30 30 31 31 32 32 32 32 31 31 30 KIELCE TARNÓW S£OMNIKI NIEPO£OMICE MIECHÓW KRAKÓW JÊDRZEJÓW BRZESKO BUSKO BOCHNIA A A KRAKÓW KIELCE WARSZAWA POZNAÑ WROC£AW GDAÑSK SZCZECIN 100km 5 0 10 15 20km
brzeg nasuniêcia Karpat
Carpathian nappe margin
granica œrodkowej czêœci zapadliska przedkarpackiego
boundary of Central Part of Carpathian Foredeep
g³ówne uskoki wg danych otworowych i sejsmicznych PGNiG S.A. - Geofizyka Kraków Sp z o.o.
main faults documented from borehole and seismic data POGC-Zak³ad Geofizyka-Kraków
wa¿niejsze uskoki przesuwcze
main strike-slip faults 31
A A
8 wa¿niejsze g³êbokie otwory wiertnicze
main deep wells
otwory wykorzystane przy opracowaniu mapy
wells utilized for the map preparation
obszar analiz
zone of analysis
obszar wystêpowania utworów triasu
area of occuring the Triassic deposits
linia przekroju sejsmicznego (por. Ryc.2)
seismic line (see Fig.2)
wyniesienia
elevations
obni¿enia
depressions
kierunki przep³ywu wód podziemnych
flow directions of subsurface waters
izolinie zredukowanego ciœnienia wód podziemnych (MPa npo)
isolines of reduced pressure of subsurface waters (MPa above datum)
strefa regionalnej dyslokacji
zone of regional dislocation B
B
22. P¹gów IG-1 23. Jêdrzejów IG-1 24. Potok Ma³y IG-1
USKOK WIS£ Y VISTUL AFAU LT
Ryc. 3. Mapa pola hydrodynamicznego triasowego zbiornika wód podziemnych Fig. 3. Map of hydrodynamics field of Triassic aquifer of subsurface waters
Nr otworu wg ryc.1 No of well (see Fig.1) Nazwa otworu Name of well Poziom stratygraficzny i opróbowany interwa³ (m p.p.t.) Stratigraphy and tested
interval (m b.s) Temp. wód Water temperature (oC) Wielkoœæ przyp³ywu Capacity (m3/h) Mineralizacja Mineralisation (g/l) Parametry zbiornikowe
Reservoir parameters Moc*** termiczna
otworu Thermic power of well***(MW) porowatoœæ œrednia average porosity (%) przepuszczalnoœæ œrednia average permeability (mD) 1 RadwanówIG–1 pstry piaskowiec Buntsandstein 1346–1354 52 1,09 90,0 4,0 18,0 0,060
2 Bo¿a Wola IG–1 retyk Rhaetion 1096–1102 31 5,6 1,9 11,3 28,3 0,170
3 Milianów IG–1 retyk (1020–1030) 34 1,1* 2,0 16,0 2,0 0,080
kajper keuper (1324–1333) 44 1,0* 54,0 10,0 18,0 wapieñ muszlowy shell limestone (1412–1480) 46 0,51* 92,0 23,0 340,0 4 W³oszczowa IG–1 retyk 1738–1740 50** 0,06* 12,0 7,8 23,3 0,003
5 Secemin IG–1 retyk 1480–1487 43** 1,0* 21,4 9,3 275,0 0,040
6 Wêgleszyn
IG–1 retyk 2000–2015 55** 4,0 110,0 2,7 10,8 0,230
7 Brzegi IG–1 retyk (955–965) 30 10,0 54,3 1,1 125,0 1,280
kajper (1210–1225) 32 12,0 80,0 3,3 17,0 pstry piaskowiec (1530–1540) 43 15,4 73,0 16,0 300,0 8 Wêgrzynów IG–1 retyk 934–940 30 1,74* 1,36 8,0 27,0 0,050 9 Uniejów 3 retyk (899–985) 30** 0,1* 14,5 – – 0,016 wapieñ muszlowy (1001–1006) 32** 0,4* 10,3 – – 10 Ksi¹¿ Wielki IG–1 retyk (965–975) 31** 3,0* 26,0 2,0 – 0,169 wapieñ muszlowy (1073–1092) 33** 2,4* 14,0 4,5 40,0
11 Trzonów 2 wapieñ muszlowy
(1153– 1185) 38 (*) 6,4–11,7 – – 0,015
ret (1203–1225) 39 0,2* 10,9 – –
12 Lipówka 1 ret 1400 43** 9,0 13,0 – – 0,397
13 Ostrów 1 kajper 1548–1560 44** 3,6* ~60,0 20,0 (max) – 0,163
14 Dobies³awice 1 pstry piaskowiec
1617–1800 45** ~10,0* 40,0 15,0 (max) – 0,464
15 Zalesie 1 pstry piaskowiec
1353 40** (*) ~100,0 – – –
16 Smêgorzów 3a ret 1535–1545 47** (*) ~100,0 ~2,0 – –
17 Podborze 10 pstry piaskowiec
2220–2230 60** (*) ~130,0 22,0 ~300,0 –
18 Rad³ów 1 pstry piaskowiec
2193–2240 60** (*) ~100,0 3,5 – –
19 Pawêzów 3 pstry piaskowiec****
1927–1980 55 10,0 ~120,0 15,0 51,0 0,580
20 Pogórska Wola 8 pstry piaskowiec
2885–2910 80** Solanka do powierzchni saline up to surface 177,0 – – – 21 ¯erniki 1 kajper? 500 25 ? 108,0 – – –
*samowyp³ywy (free–outflow); **temperatury oszacowane (estimated temperatures); ***za³o¿one sch³odzenie do +5oC (assumed cooling to +5o
C);****³¹cznie z
malmem i doggerem (jointly with Upper and Middle Jurassic)
Tab. 1. Wybrane parametry hydrogeotermalne wód i utworów triasu na obszarze niecki miechowskiej i obszarach przyleg³ych (na podstawie danych PIG, PGNiG S.A., oraz prac Oszczypki, 1981; Picha, 1978 i analiz w³asnych)
Table 1. Selected hydrothermal parameters of Triassic deposits and waters of The Miechów Trough and neighboring areas (based on data collected by/obtained from Polish Geological Institute, POGC, works of Oszczypko, 1981; Pich, 1978 and own analyses)
niki 5 (3 km na S od Brzeska ). Strefê tê, jak i s¹siedni¹ le¿¹c¹ od niej na SW (rejon Myœlenic; ryc. 1) nale¿y uznaæ za strefy o niekorzystnych parametrach zbiornikowych.
Na obszarze niecki miechowskiej utwory g³ównego poziomu wodonoœnego — retyku, wykazuj¹ œrednie poro-watoœci efektywne od 1,1 do 16,0% (tab. 1) oraz œrednie przepuszczalnoœci od 2,0 do 275,0 mD (maksymalnie 471,0 mD, otwór Secemin IG–1; ryc. 1). Wartoœci rzêdu kilku, kilkunastu mD odnosz¹ siê do serii ilasto-mu³owco-wych, a powy¿ej 50 mD do serii piaskowcowych (Jurkie-wicz i in., 1973–1999). Z poziomu tego w wielu otworach obserwowano samowyp³ywy o wydajnoœci od 0,06 m3/h (W³oszczowa IG–1) do 3,0 m3/h (Ksi¹¿ Wielki IG1).
Niekorzystne parametry zbiornikowe na ca³ym anali-zowanym obszarze wykazuje marglisty poziom retu i mo¿na go uznaæ za warstwê nieprzepuszczaln¹, izoluj¹c¹ poszczególne poziomy w obrêbie piêtra triasu lub za
sp¹gowe uszczelnienie zbiornika triasowego tam, gdzie starsze utwory triasu nie wystêpuj¹. Jedynie lokalnie, w strefach silnych zaburzeñ tektonicznych utwory te wyka-zuj¹ korzystne parametry zbiornikowe zwi¹zane przypusz-czalnie ze wzrostem ich szczelinowatoœci (otwory: Trzonów 2, Lipówka 1, Smêgorzów 3a; tab. 1, ryc. 1).
Poziom wapienia muszlowego na analizowanym obsza-rze charakteryzuje du¿a zmiennoœæ parametrów zbiorniko-wych. W strefie NW niecki miechowskiej porowatoœci efektywne utworów tego poziomu osi¹gaj¹ wartoœci do 23% (powszechne tutaj zeszczelinowanie utworów wapie-nia muszlowego), a przepuszczalnoœci do 340,0 mD (np. otwór Milianów IG–1, tab.1). Jednoczeœnie, w bezpoœred-nim s¹siedztwie wystêpuj¹ strefy o skrajnie niekorzyst-nych parametrach zbiornikowych z porowatoœciami poni¿ej 1,0% i brakiem przepuszczalnoœci (np. otwór Bia³a Wielka IG–1, Brzegi IG–1, Radwanów IG–1, Jaronowice
B B 3 4 2 1 5 6 7 8 9 10 21 11 12 13 14 16 17 15 18 19 20 24 23 22 25 27 29 28 30 26 20 20 20 30 30 30 30 30 30 40 40 40 40 40 40 40 40 70 70 50 50 50 50 50 50 50 60 60 80 80 KIELCE TARNÓW S£OMNIKI NIEPO£OMICE MIECHÓW KRAKÓW JÊDRZEJÓW BRZESKO BUSKO BOCHNIA DZIA£OSZYCE D¥BROWA TARNOWSKA SZCZUCIN NOWY KORCZYN RAD£ÓW PAWÊZÓW MACHOWA PACANÓW SOLEC KAZIMIERZA WIELKA S£ABOSZÓW KSI¥¯ WIELKI KOZ£ÓW KONIECPOL W£OSZCZOWA CHÊCINY 8 brzeg nasuniêcia Karpat
Carpathian nappe margin
granica œrodkowej czêœci zapadliska przedkarpackiego
boundary of Central Part of Carpathian Foredeep
g³ówne uskoki wg danych otworowych i sejsmicznych PGNiG S.A. - Geofizyka Kraków Sp z o.o.
main faults documented from borehole and seismic dataPOGC-Zak³ad Geofizyka-Kraków
wa¿niejsze uskoki przesuwcze
main strike-slip faults 20
wa¿niejsze g³êbokie otwory wiertnicze
main deep wells
otwory wykorzystane przy opracowaniu mapy
wells utilized for the map preparation
obszar analiz
zone of analysis
obszar wystêpowania utworów triasu
area of occuring the Triassic deposits
wyniesienia elevations obni¿enia depressions izotermy (C )° isotherms (C )°
strefy o potencjalnych mo¿liwoœciach wykorzystania wód termalnych
zones of possiblities the thermal water utilisation
miejscowoœci z potencjalnymi mo¿liwoœciami wykorzystania wód geotermalnych
places of possibilities the thermal water utilisation KRAKÓW KIELCE WARSZAWA POZNAÑ WROC£AW GDAÑSK SZCZECIN 100km 5 0 10 15 20km
25. Bia³a Wielka IG-1 26. Kobylniki 1 27. Rac³awice 2 28. Kazimierza Wielka 10 29. Kazimierza Wielka 1 30. ¯ó³cza 1
Ryc. 4. Mapa temperatur wód w poziomach triasu Fig. 4. Temperature map of waters in Triassic horizons
IG–1, Jêdrzejów IG–1; Jurkiewicz i in., 1976a, 1980, 1991a, 1995,1999). Najlepsze parametry zbiornikowe utworów wapienia muszlowego (oprócz ww. rejonu otwo-ru Milianów IG–1), wystêpuj¹ wzd³u¿ linii otworów: Unie-jów 3 — Ksi¹¿ Wielki IG–1 — Trzonów 2 (ryc. 1), gdzie ze spêkanego i kawernistego poziomu wodonoœnego uzyski-wano samowyp³ywy wód o wydajnoœci do 2,4 m3/h. Bada-nia prowadzone przez Motykê i Wilka (1976) w rejonie Olkusza wykaza³y, ¿e w interwale g³êbokoœciowym do ok. 250 m — utwory wêglanowe wapienia muszlowego i retu wykazuj¹ bardzo szeroki zakres wartoœci wspó³czynników filtracji od 1,6 ·10–7m/s do 1,4 ·10–2m/s, ze œredni¹ 6,5 ·10–5 m/s oraz, ¿e na wartoœæ wspó³czynników filtracji wêglano-wych ska³ triasu oprócz charakteru litologii, znacz¹cy wp³yw ma stopieñ ich spêkania oraz rozwój form krasowych.
Na obszarze zapadliska przedkarpackiego nie stwier-dzono samowyp³ywów z utworów wapienia muszlowego jednak utwory te ³¹cznie z utworami retu s¹ niekiedy zawodnione, co obserwowano w otworach: Podborze 10 i
Smêgorzów 3a (tab. 1) oraz w otworach w rejonie Kazimierzy Wielkiej, Buska i D¹browy Tarnowskiej (ryc. 4). Porowatoœæ efektywna tych utworów (1,0–3,0%) œwiadczy jednak o ogra-niczonych mo¿liwoœciach uzyskania znacz¹cych wydajnoœci z tego poziomu (wyj¹tek mog¹ stanowiæ te strefy gdzie utwo-ry wapienia muszlowego reprezentuj¹ stropowe partie piêtra triasowego i uleg³y przedjurajskiemu procesowi wietrzenia i erozji; Oszczypko, 1981).
Utwory kajpru na analizowanym obszarze maj¹ prze-wa¿nie niekorzystne w³aœciwoœci zbiornikowe i czêsto sta-nowi¹ warstwê nieprzepuszczaln¹, rozdzielaj¹c¹ wy¿ej i ni¿ej le¿¹ce poziomy zbiornikowe (np. poziom retyku od poziomu wapienia muszlowego). Na obszarze niecki mie-chowskiej œrednie porowatoœci efektywne tych utworów wynosz¹ oko³o 4%, a œrednia przepuszczalnoœæ — 15 mD. Szczególnie niekorzystne parametry zbiornikowe maj¹ stropowe utwory kajpru, natomiast utwory dolnej czêœci profilu mog¹ wykazywaæ lokalnie parametry bardzo dobre (strefy otworów Milianów IG–1 i Brzegi IG–1, tab.1, Jur-3 4 2 1 5 6 7 8 9 10 21 11 12 13 14 16 17 15 18 19 20 24 23 22 25 27 29 28 30 26 KIELCE TARNÓW S£OMNIKI NIEPO£OMICE MIECHÓW KRAKÓW JÊDRZEJÓW BRZESKO BUSKO BOCHNIA 8 brzeg nasuniêcia Karpat
Carpathian nappe margin
granica œrodkowej czêœci zapadliska przedkarpackiego
boundary of Central Part of Carpathian Foredeep
g³ówne uskoki wg danych otworowych i sejsmicznych PGNiG S.A. - Geofizyka Kraków Sp z o.o.
main faults documented from borehole and seismic dataPOGC-Zak³ad Geofizyka-Kraków
wa¿niejsze uskoki przesuwcze
main strike-slip faults
wa¿niejsze g³êbokie otwory wiertnicze
main deep wells
otwory wykorzystane przy opracowaniu mapy
wells utilized for the map preparation
obszar analiz
zone of analysis
obszar wystêpowania utworów triasu
area of occuring the Triassic deposits KRAKÓW KIELCE WARSZAWA POZNAÑ WROC£AW GDAÑSK SZCZECIN 100km 5 0 10 15 20km
izolinie maksymalnych mineralizacji wód (g/dm )3
isolines of water maximum mineralisation (g/dm )3
1 100 100 100 100 100 100 100 100 1 1
25. Bia³a Wielka IG-1 26. Kobylniki 1 27. Rac³awice 2 28. Kazimierza Wielka 10 29. Kazimierza Wielka 1 30. ¯ó³cza 1
Ryc. 5. Mapa mineralizacji wód zbiornika triasowego Fig. 5. Map of Triassic reservoir water mineralisation
kiewicz i in., 1974, 1995). Na obszarze zapadliska przed-karpackiego jedynie w otworze Ostrów 1 (tab.1) zaobserwowano samowyp³yw solanki (tab.1), choæ zawod-nienie tych utworów stwierdzano równie¿ i w innych otwo-rach (np. otwór S³upiec 1, k/D¹browy Tarnowskiej).
Zbiornik triasowy nie stanowi ca³kowicie odrêbnego systemu hydrogeologicznego odizolowanego od wy¿ej i ni¿ej le¿¹cych piêter wodonoœnych.
Na obszarze niecki miechowskiej stropowe utwory retyku w facji ilasto–mu³owcowej czêsto stanowi¹ jego stropowe uszczelnienie jednak brak tych serii mo¿e powo-dowaæ, i¿ wraz z poziomami liasu i/lub doggeru zbiornik triasowy tworzyæ mo¿e wspólny system wodonoœny (jak np., w rejonie otworów Secemin IG–1 i P¹gów IG–1; Jur-kiewicz i in., 1976b, 1994).
Na obszarze zapadliska przedkarpackiego rolê stropo-wego uszczelnienia zbiornika triasostropo-wego spe³niaj¹ g³ównie nieprzepuszczalne utwory kajpru, a przy ich braku margliste osady keloweju lub oksfordu. Jednak w strefach wystêpowania piaszczystych utworów doggeru zbiornik triasowy i doggerski równie¿ tutaj mog¹ tworzyæ wspólny system wodonoœny.
Przypuszczalnie lepsze uszczelnienie (ekranowanie) zbiornik posiada w partiach sp¹gowych. Na obszarze niec-ki miechowsniec-kiej tworz¹ je ilaste utwory pstrego piaskow-ca, przy ich braku margliste utwory retu, utwory paleozoiku lub sporadycznie prekambru. Na obszarze zapadliska przedkarpackiego rolê tê spe³niaj¹ margli-sto-ilaste utwory karbonu dolnego i/lub dewonu.
Na analizowanym obszarze wyraŸnie zaznacza siê regionalna strefa o szczególnie korzystnych parametrach zbiornikowych biegn¹ca z rejonu powierzchniowych wychodni triasu na obszarze monokliny œl¹sko-krakow-skiej w kierunku D¹browy Tarnowœl¹sko-krakow-skiej i przypuszczalnie dalej pod Karpatami w kierunku SE (dyslokacja B–B, ryc. 2, 3). Przebieg tej strefy pokrywa siê nie tylko z trendem korzystnych parametrów zbiornikowych niemal we wszystkich poziomach zbiornikowych triasu, ale równie¿ z trendem wystêpowania zjawisk samowyp³ywów (tab.1, ryc. 3). Przyk³adowo, w strefie pomiêdzy otworami Unie-jów 3 — Lipówka 1 (ryc. 3), samowyp³ywy wód uzyskiwa-no z utworów retyku, wapienia muszlowego oraz retu, a w otworze Trzonów 2 równie¿ z utworów doggeru i malmu. Nie jest wykluczone, ¿e równie¿ dyslokacja pomiêdzy otworami Dobies³awice 1 a Pogórska Wola 8 (ryc.1) jest zwi¹zana ze stref¹ korzystnych warunków zbiornikowych w utworach pstrego piaskowca.
Kr¹¿enie i wymiana wód
Zbiornik triasowy na tym obszarze charakteryzuje siê warunkami naporowymi (tab. 1) i jedynie w strefie wychodni na obszarze monokliny œl¹sko-krakowskiej wystêpuj¹ wody o zwierciadle swobodnym. Strefa ta sta-nowi g³ówny obszar bezpoœredniego zasilania zbiornika, przy czym zasadnicz¹ rolê odgrywaj¹ tutaj ods³oniête, spê-kane i/lub skrasowia³e wapienie i dolomity retu i wapienia muszlowego. Kotlicki (1962) sugeruje, ¿e oprócz infiltra-cji opadów atmosferycznych Ÿród³em zasilania tych pozio-mów jest przenikanie wód rzecznych w pod³o¿e, szczególnie tam, gdzie rzeki prze³amuj¹ siê przez krawê-dzie struktur triasowych. Zasilanie zbiornika ma równie¿ miejsce z obszaru SW obrze¿enia Gór Œwiêtokrzyskich, gdzie utwory triasu maj¹ wychodnie powierzchniowe i podczwartorzêdowe. Zjawisko zasilania poœredniego mo¿e natomiast zachodziæ poprzez kontakty typu erozyj-no-transgresywnego, np. z wodonoœnymi utworami liasu, doggeru lub jury górnej.
Ciœnienia z³o¿owe w zbiorniku triasowym na tym obszarze mieszcz¹ siê w granicach od 9,7 MPa (otwór Brzegi IG–1; Jurkiewicz i in., 1995), do oko³o 32,68 MPa (otwór Pogórska Wola 8).
W celu oceny warunków kr¹¿enia i wymiany wód prze-prowadzono analizê rozk³adu ciœnieñ z³o¿owych i gêstoœci p³ynów z³o¿owych, przy za³o¿eniu, ¿e zbiornik triasowy pomimo znacznego zró¿nicowania w profilu pionowym posiada ci¹g³e rozprzestrzenienie i jest izolowany w czêœci stropowej przez ilasto-mu³owcowe serie retyku (niecka miechowska) lub kajpru i keloweju (zapadlisko przedkar-packie), a w czêœci sp¹gowej przez nieprzepuszczalne utwory paleozoiku. Analizê warunków kr¹¿enia i wymiany wód przeprowadzono w pozakarpackiej strefie zbiornika na podstawie rozk³adu ciœnieñ z³o¿owych, zredukowanych do najg³êbszego interwa³u opróbowania triasowego piêtra wodonoœnego (tu: –2640 m n.p.m., otwór Pogórska Wola 8, ryc. 1), wed³ug algorytmu Szczepañskiego (1990). Rozk³ad ciœnieñ zredukowanych wskazuje, ¿e najwiêksze ciœnienia zredukowane panuj¹ w NW strefie obszaru w rejonie powierzchniowych wychodni utworów triasu na monokli-nie œl¹sko-krakowskiej, i ¿e jest to jednoczeœmonokli-nie g³ówny obszar zasilania tej czêœci zbiornika triasowego (ryc. 3). Potwierdza siê równie¿ szczególny charakter dyslokacji B–B stanowi¹cej prawdopodobnie g³ówn¹ regionaln¹ stre-fê drena¿u wód w kierunku SE. Zasilanie zbiornika ma równie¿ miejsce od strony SW obrze¿enia Gór Œwiêtokrzy-skich, gdzie utwory triasu maj¹ swoje wychodnie powierzchniowe i podczwartorzêdowe. Zaznaczaj¹ siê równie¿ wyraŸnie przep³ywy w kierunku NW od strony Karpat, podobne do identyfikowanych w obrêbie pola hydrodynamicznego zbiornika górnojurajskiego (Barbac-ki, 2002). Pochodzenie tych przep³ywów mo¿na t³umaczyæ zasilaniem zbiornika przez wy¿ej le¿¹ce poziomy zbiorni-kowe jury lub kredy i/lub stwierdzonym przez Oszczypkê (1981) ruchem elizyjnym wód z utworów mioceñskich do utworów mezozoicznych. W ogólnym obrazie rozp³ywu wód zaznacza siê strefa Jêdrzejów–Bo¿a Wola (otwory nr 24, 4, 2; ryc. 3), gdzie w „górnym” odcinku osi niecki uk³ad izopiez wskazuje na ograniczony ruch wód (zanik pozio-mego gradientu ciœnienia). WyraŸnie zaznacza siê równie¿ regionalna strefa sp³ywu wód zwi¹zana z „uskokiem Wis³y” (ryc. 3) stanowi¹ca przypuszczalnie g³ówn¹ bazê drena¿u tej czêœci zbiornika.
Warunki termiczne wód i ska³ zbiornika triasowego Dane odnoœnie temperatur wód i utworów triasowych zaczerpniêto z prac publikowanych (Jurkiewicz i in., 1973–1999; Plewa, 1994; Moryc, 1970a, b, 1976), z mate-ria³ów PGNiG S.A. oraz szacowano na podstawie w³asnych analiz.
Temperatury stropowej czêœci utworów triasu odpo-wiadaj¹ w przybli¿eniu temperaturom utworów doggeru (Barbacki i in., 2001), co wynika z niedu¿ej mi¹¿szoœci utworów œrodkowojurajskich. Profilowanie temperatur w interwale piêtra triasowego przeprowadzono m.in. w otwo-rze Radwanów IG–1, Milianów IG–1, Wêgrzynów IG–1 oraz P¹gów IG–1 (otwory nr 1, 3, 8, 22; ryc. 4).
Mapa temperatur wód zbiornika triasowego zosta³a opracowana przy za³o¿eniu, i¿ w przypadku wystêpowa-nia kilku poziomów wodonoœnych o ró¿nych temperatu-rach wód jako reprezentatywn¹ przyjmowano temperaturê wód poziomu o najwiêkszej wydajnoœci, natomiast w przy-padku porównywalnych wydajnoœci — temperaturê uœred-nion¹ (ryc. 4). Najwy¿sz¹ temperaturê utworów triasu wynosz¹c¹ 82oC stwierdzono w otworze P¹gów IG–1 w sp¹gowej czêœci ni¿szego pstrego piaskowca na g³êbokoœæ
2470 m, gdzie œredni gradient geotermiczny dla ca³ego interwa³u triasowego wynosi 3,16oC/100 m (Plewa, 1994). W otworze tym notowano przyp³ywy wód z poziomu pstre-go piaskowca o wartoœci 4,8 m3/h z g³êbokoœci 2277 m o temperaturaturze ok. 76oC i z poziomu wapienia muszlo-wego o wartoœci 5,0 m3/h z g³êbokoœci 2040 m o temperatu-raturze ok. 70oC. W otworze Milianów IG–1 temperatury wód zbiornika triasowego zmienia³y siê od 34oC (retyk, g³êbokoœæ 1025 m) do 51oC (ni¿szy pstry piaskowiec, g³êbokoœæ 1610 m) ze œrednim gradientem geotermicznym wynosz¹cym 2,61oC/100 m i maksymalnym 4,0oC/100 m, stwierdzonym w utworach kajpru (Jurkiewicz i in., 1976c, 1974c). Na mapie temperatur (ryc. 4) dla otworu tego przyjêto œredni¹ wartoœæ temperatur wód wynosz¹c¹ 38oC (wody retyku i kajpru, tab. 1). Niski œredni gradient geotermiczny w interwale piêtra triasowego stwierdzono w otworze Bo¿a Wola IG–1 (2,0oC/100 m), Wêgleszyn IG–1 (2,0oC/100 m), Wêgrzynów IG–1 (1,97oC/100 m).
Strefy dodatnich anomalii termicznych zaznaczaj¹ siê w rejonie otworu Radwanów IG–1 (g³êbokoœæ 1350 m, ni¿-szy pstry piaskowiec, temperatura 52oC, tab.1) oraz na SE od Buska, gdzie w otworze ¯ó³cza 1 (nr 30; ryc. 4) w utwo-rach triasu w interwale: 1456–1743 m (wapieñ muszlowy) stwierdzono temperatury odpowiednio od 60 do 72oC (œredni gradient geotermiczny 3,9oC/100 m; Plewa, 1994). Charakterystyczne przesuniêcie ku SE izoterm w zachod-niej strefie dyslokacji B–B (ryc. 4) potwierdza, i¿ jest to g³ówna strefa dop³ywu ch³odniejszych wód od strony powierzchniowych wychodni triasu w rejonie monokliny œl¹sko-krakowskiej.
Sk¹pe dane temperaturowe z obszaru zapadliska przed-karpackiego pozwalaj¹ wskazaæ jedynie orientacyjnie stre-fy o podwy¿szonym gradiencie geotermicznym. Do takich stref oprócz j rejonu ¯ó³czy nale¿y strefa otworu Trzonów 2, w którym na g³êbokoœci 1170 m (wapieñ muszlowy) uzyskano samowyp³yw wody z³o¿owej o temperaturze 38oC (tab.1). W otworze Pawêzów 3 na g³êbokoœci 1960 m zmierzono temperaturê 55oC, co równie¿ œwiadczy o korzystnych warunkach geotermicznych tej strefy (tab.1). Œrednie wartoœci gradientów geotermicznych do stropu utworów triasu w wy¿ej wymienionych otworach wynosz¹: Pawêzów 3 — 2,3oC/100 m, Trzonów 2 — 2,5oC/100 m, ¯ó³cza 1 — 3,6oC/100 m, Pogórska Wola 8 — 2,4oC/100 m.
Rozk³ad izoterm na ryc. 4 wskazuje, ¿e w SE obszarze zapadliska przedkarpackiego regionalny trend wzrostu tem-peratur wód jest zwi¹zany g³ównie ze wzrostem g³êbokoœci wystêpowania kompleksu triasowego w kierunku SE.
Mineralizacja wód zbiornika triasowego Podczas badañ prowadzonych przez Oszczypkê (1981) i Picha (1978) na obszarze zapadliska przedkarpackiego stwierdzono, i¿ zakres zmiennoœci mineralizacji ogólnej wód poziomów triasowych w analizowanym interwale g³êbokoœciowym od 950 do 2855 m wynosi od 0,6 g/l (otwór Rac³awice 2, ryc. 5) do 177,0 g/l (otwór Pogórska Wola 8; ryc. 1) oraz, ¿e wody s³odkie wystêpuj¹ dopiero na NW od Miechowa (ryc. 5).
Jurkiewicz (1973–1999), analizuj¹c dane z obszaru niecki miechowskiej stwierdzi³ maksymaln¹ mineralizacjê wód z poziomów triasowych w otworze P¹gów IG–1, gdzie na g³êbokoœci 2040 m (wapieñ muszlowy) wynosi³a ona 226,0 g/l, a na g³êbokoœci 2277 m (ni¿szy pstry piasko-wiec) — 235 g/l. Najni¿sz¹ mineralizacjê 1,36 g/l na tym obszarze wykazywa³y wody wyp³ywaj¹ce z otworu
Wêgrzynów IG–1 z g³êbokoœci 940 m (retyk, tab. 1). Stwierdzono równie¿ sporadyczne wystêpowanie zjawiska inwersji mineralizacji z g³êbokoœci¹ zaobserwowane m.in. w otworach Brzegi IG–1, Uniejów 3, Ksi¹¿ Wielki IG–1 i Trzonów 2 (tab.1).
Rozk³ad mineralizacji ogólnej na ryc. 5, zosta³ przed-stawiony orientacyjnie, jedynie na podstawie maksymalnej wartoœci mineralizacji, stwierdzonej w danym otworze. Wynika st¹d, ¿e wody s³odkie w ca³ym profilu piêtra triaso-wego wystêpuj¹ w skrajnej, zachodniej czêœci analizowane-go obszaru na NW od Miechowa. Na wschód od teanalizowane-go obszaru wody s³odkie wystêpuj¹ jedynie w p³ytszych pozio-mach zbiornika (np. w otworze Rac³awice 2, gdzie minerali-zacja zmienia siê z g³êbokoœci¹ od 0,6 do 9,3 g/l, ryc. 5).
Wody wystêpuj¹ce w utworach triasu niecki miechow-skiej wed³ug klasyfikacji Sulina, to g³ównie wody typu Cl–Na, natomiast wody typu SO4–Na (otwory: Ksi¹¿ Wiel-ki IG–1, Milianów IG–1, Wêgrzynów IG–1) oraz HCO3–Na (otwór Bo¿a Wola IG–1) — wystêpuj¹ spora-dycznie (Jurkiewicz i in., 1973–1999). Charakterystyczn¹ cech¹ wód triasowych jest znaczna zawartoœæ bromu (do 538 mg/l w otworze Brzegi IG–1) i jodu, co jest intere-suj¹ce z punktu widzenia balneologii.
Na wschód od Buska (otwór ¯erniki 1, ryc. 1) w utwo-rach triasowych równie¿ wystêpuj¹ termalne solanki jod-kowo-bromkowe (Pich, 1978), podobnie zreszt¹ jak na pozosta³ej czêœci zapadliska przedkarpackiego. Na obsza-rze zapadliska pobsza-rzedkarpackiego jest powszechne zjawisko sta³ego wzrostu mineralizacji ogólnej wód triasowych wraz z g³êbokoœci¹. Podobnie, wraz z g³êbokoœci¹ zmienia siê sk³ad chemiczny wód: zmniejsza siê zawartoœæ jonów siarczanowych na korzyœæ chlorkowych, wzrasta udzia³ jonów wapnia i czêœciowo magnezu, a zmniejsza siê udzia³ sodu (Pich, 1978).
Potencjalne mo¿liwoœci wykorzystania wód zbiornika triasowego
Na przydatnoœæ danego obszaru dla zagospodarowania energii geotermalnej ma wp³yw nie tylko mo¿liwa do uzy-skania moc cieplna, ale równie¿ temperatura wód z³o¿owych. W tym kontekœcie przedstawione w tab.1 wartoœci mocy termicznej dla poszczególnych otworów s¹ jedynie wskaŸnikami potencja³u cieplnego tej strefy. Na przyk³ad otwór Wêgleszyn IG–1 z wodami o wydajnoœci 4,0 m3/h i temperaturze 55oC (moc termiczna 232 KW) mo¿e byæ bar-dziej interesuj¹cy, ani¿eli otwór Brzegi IG–1 z wodami o wydajnoœci 37 m3/h i temperaturze 35oC (moc termiczna 1,3 MW), gdy¿ wodê o temperaturze 55oC mo¿na wyko-rzystaæ bezpoœrednio (bez u¿ycia pomp ciep³a). Z drugiej jednak strony bezpoœrednie wykorzystanie wód geotermal-nych, w którym wodê sch³adza siê zwykle do ok. 20oC ogra-nicza pe³ne wykorzystanie potencjalnej mocy termicznej.
W aspekcie mo¿liwoœci wykorzystania wód geotermal-nych na analizowanym obszarze szczególnie interesuj¹co przedstawia siê rejon Ksi¹¿a Wielkiego (ryc. 4), gdzie maj¹ miejsce samowyp³ywy wód zawieraj¹cych brom i jod, ist-nieje potencjalny odbiorca energii, a rzeczywiste moce i wydajnoœci poziomów triasowych przypuszczalnie znacz-nie przekraczaj¹ orientacyjne wartoœci przedstawione w tab. 1. Dotyczy to równie¿ rejonu Koz³owa (strefa otworu Uniejów 3), Dzia³oszyc (strefa otworu Lipówka 1) i S³abo-szowa (strefa otworu Trzonów 2).
Zestawienie tabelaryczne wskazuje, ¿e na obecnym etapie rozpoznania jedynie strefa Pogórskiej Woli (tab.1) stwarza mo¿liwoœci bezpoœredniego wykorzystania wód triasowych dla celów ciep³owniczych bez dodatkowego wspomagania cieplnego. W strefach Podborza i Rad³owa
wody o temperaturach oko³o 60oC równie¿ stwarzaj¹ takie mo¿liwoœci, lecz w przypadku zmodernizowanych syste-mów grzewczych. Dla temperatur w zakresie 40–60oC (np. rejon W³oszczowej) wykorzystanie wód do celów grzew-czych jest mo¿liwe przy u¿yciu absorpcyjnych pomp ciep³a, natomiast bezpoœrednio wody te mog¹ byæ wyko-rzystane do produkcji ciep³ej wody u¿ytkowej, w basenach k¹pielowych, w balneologii, ogrodnictwie i hodowli ryb. Wody o temperaturach 20–40oC (np. rejon Ksi¹¿a Wielkie-go) mo¿na wykorzystywaæ bezpoœrednio w rekreacji, bal-neologii i rolnictwie, a jednoczeœnie w systemach sprê¿arkowych pomp ciep³a w celach grzewczych.
Przedstawione na ryc. 4 strefy o potencjalnych mo¿li-woœciach wykorzystania energii geotermalnej obejmuj¹ rejony takich miejscowoœci, jak: strefa pó³nocna — W³osz-czowa, Koniecpol, Chêciny; strefa centralna — Koz³ów, Ksi¹¿ Wielki, S³aboszów, Busko, Solec, Pacanów; strefa po³udniowa — Kazimierza Wielka, Nowy Korczyn, Szczu-cin, D¹browa Tarnowska, Rad³ów, Pawêzów i Machowa.
Wa¿nym czynnikiem poszerzaj¹cym mo¿liwoœci wykorzystania wód triasowych jest potwierdzony balne-ologiczny charakter tych wód, zwi¹zany g³ównie z obecno-œci¹ leczniczych jonów bromu oraz jodu.
W uzupe³nieniu nale¿y dodaæ, ¿e poza obszarem analiz w kierunku NW, ju¿ na obszarze monokliny œl¹sko-kra-kowskiej i czêœciowo przedsudeckiej utwory triasu wyka-zuj¹ bardzo korzystne parametry zbiornikowe, gdzie obok zbiornika górnej jury stanowi¹ g³ówne zbiorniki wód podziemnych. Znaczne wydajnoœci wód przekraczaj¹ce 200 m3/h uzyskiwane s¹ m.in. w rejonie Myszkowa i Kalet, jednak niewielkie g³êbokoœci ujêæ (do 200 m) umo¿liwiaj¹ osi¹gniêcie temperatur nie wy¿szych ni¿ ok. 13oC. Znacz-nie korzystZnacz-niejsze warunki wystêpuj¹ w rejoZnacz-nie Lubliñca, gdzie z utworów wapienia muszlowego zalegaj¹cego na g³êbokoœci ponad 400 m wydajnoœci wód dochodz¹ do 200 m3/h, a ich temperatury wynosz¹ 17oC.
Literatura
BARBACKI A. P. & KAZANOWSKA A. 2001 — Œrodkowo-jurajska formacja geotermalna centralnej czêœci zapadliska przedkarpackiego i obszarów przyleg³ych. Prz. Geol., 49: 894–900.
BARBACKI A. P. 2002 — Geotermalny basen górnej jury centralnej czêœci zapadliska przedkarpackiego i po³udniowo-wschodniej czêœci niecki miechowskiej — budowa geologiczna i warunki hydrogeoter-malne. Prz. Geol., 50: 773–782.
DECZKOWSKI Z. & FRANCZYK M. 1988 — Paleomi¹¿szoœæ, litofa-cje i paleotektonika noryku i retyku na Ni¿u Polskim. Kwart. Geol., 32: 93–103.
D£UGOSZ P. 2001 — Projekt wykorzystania ciep³a geotermalnego do celów ciep³owniczych na Podhalu — stan obecnyni dalsze plany. IV seminarium „Rola energii geotermalnej w zrównowa¿onym rozwoju regionów”, Bukowina Tatrzañska: 179–196.
GAJEWSKA I. 1988 — Paleomi¹¿szoœæ, litofacje i paleotektonika wapienia muszlowego, kajpru dolnego i kajpru górnego na Ni¿u Polski. Kwart. Geol., 32: 73–92.
G£OWACKI E., HORN E., WARDÊGA A. & ¯UREK K. 1971 — Katalog Wierceñ Górnictwa Naftowego w Polsce w latach 1945–1970, Niecka Miechowska.T. 2, cz. 2.
IWANOW A. 1998 — Atlas paleogeograficzny epikontynentalnego permu i mezozoiku w Polsce (pod red. R. Dadleza, S. Marka & J. Pokorskiego). Pañstw. Inst. Geol.: 11–28.
JAWOR E. 1970 — Wg³êbna budowa geologiczna na wschód od Kra-kowa. Acta Geol. Pol., 20: 709–762.
JURKIEWICZ H. & MASZOÑSKA D. & SZCZERBA A. & WOIÑSKI J. 1973 — Profile g³êbokich otworów wiertniczych Instytu-tu Geologicznego. Wêgrzynów IG–1. z. 7. InstyInstytu-tut Geologiczny. JURKIEWICZ H. 1974a — Rozwój triasu na obszarze centralnej czê-œci Niecki Nidziañskiej. Kwart. Geol., 18: 90–108.
JURKIEWICZ H. & MASZOÑSKA D. & WOIÑSKI J. 1974b — Pro-file g³êbokich otworów wiertniczych Instytutu Geologicznego. Wêgle-szyn IG–1. z. 19. Instytut Geologiczny.
JURKIEWICZ H. & KANIA Z. & MASZOÑSKA D. & SZCZERBA A. 1974c — Profile g³êbokich otworów wiertniczych Instytutu Geolo-gicznego. Milianów IG–1. z. 21. Instytut Geologiczny.
JURKIEWICZ H. & SZCZERBA A. & WOIÑSKI J. 1976a — Profile g³êbokich otworów wiertniczych Instytutu Geologicznego. Jaronowice IG–1. z. 34. Instytut Geologiczny.
JURKIEWICZ H. & MASZOÑSKA D. & WOIÑSKI J. 1976b — Pro-file g³êbokich otworów wiertniczych Instytutu Geologicznego. P¹gów IG–1. z. 33. Instytut Geologiczny. CAG.
JURKIEWICZ H. & SZCZERBA A. 1976c — Wyniki badañ termicz-nych centralnej czêœci niecki miechowskiej i przyleg³ego obszaru Gór Œwiêtokrzyskich. Biul. Instyt. Geol., 296, T. 12: 129–161.
JURKIEWICZ H. & MARKIEWICZ D. 1980 — Profile g³êbokich otworów wiertniczych Instytutu Geologicznego. Potok Ma³y IG–1. z. 51. Instytut Geologiczny.
JURKIEWICZ H & KRÓLIKOWSKA-MASZOÑSKA D. 1990 — Pro-file g³êbokich otworów wiertniczych Pañstwowego Instytutu Geolo-gicznego. W³oszczowa IG–1. z. 70. Pañstw. Inst. Geol.
JURKIEWICZ H., MASZOÑSKA B. & SZCZERBA A. 1991a — Pro-file g³êbokich otworów wiertniczych Pañstwowego Instytutu Geolo-gicznego. Bia³a Wielka IG–1. z.74. Pañstw. Inst. Geol.
JURKIEWICZ H., KANIA-CIOPIÑSKA W. & SZCZERBA A. 1991b — Profile g³êbokich otworów wiertniczych Pañstwowego Instytutu Geologicznego. Ksi¹¿ Wielki IG–1. z. 71. Pañstw. Inst. Geol. JURKIEWICZ H. & WOIÑSKI J. 1993 — Profile g³êbokich otworów wiertniczych Pañstwowego Instytutu Geologicznego. Bo¿a Wola IG–1. z.76. Pañstw. Inst. Geol.
JURKIEWICZ H. & MASZOÑSKA B. 1994 — Profile g³êbokich otworów wiertniczych Pañstwowego Instytutu Geologicznego. Sece-min IG–1. z. 77. Pañstw. Inst. Geol.
JURKIEWICZ H. & MASZOÑSKA D. 1995 — Profile g³êbokich otworów wiertniczych Pañstwowego Instytutu Geologicznego. Brzegi IG–1. z. 80. Pañstw. Inst. Geol.
JURKIEWICZ H. & KANIA Z. 1999 — Profile g³êbokich otworów wiertniczych Pañstwowego Instytutu Geologicznego. Jêdrzejów IG–1. z. 92. Pañstw. Inst. Geol.
KOPIK J. 1973 — Budowa Geologiczna Polski, T. 1,Stratygrafia cz. 2, Mezozoik–Trias: 15–118.
KOTLICKI S. 1962 — Problemy hydrogeologiczne triasu regionu œl¹sko-krakowskiego. Kwart. Geol., 6: 605–620.
MORYC W. 1970a — Katalog Wierceñ Górnictwa Naftowego — Geo-nafta, t. I, cz. 3.
MORYC W. 1970b — Katalog Wierceñ Górnictwa Naftowego — Geo-nafta, t. I, cz. 4.
MORYC W. 1971 — Trias przedgórza Karpat œrodkowych. Rocz. Pol-skiego Tow. Geol., z. 3: 419–484
MORYC W. 1976 — Katalog Wierceñ Górnictwa Naftowego — Geo-nafta, t. I, cz. 5.
MOTYKA J & WILK Z. 1976 — Pionowe zró¿nicowanie wodoprze-puszczalnoœci wêglanowych ska³ triasowych w œwietle statystycznej analizy wyników próbnych pompowañ (monoklina œl¹sko-krakowska). Kwart. Geol., 20: 381–400.
OSZCZYPKO N. 1981 — Wp³yw neogeñskiej przebudowy przedgórza Karpat na warunki hydrodynamiczne i hydrochemiczne zapadliska przedkarpackiego. Biul. Inst. Geol., 325: 5–87.
PICH J. 1978 — Chemizm wód podziemnych w œrodkowej czêœci zapadliska przedkarpackiego. Biul. Inst. Geol., 312: 129–190. PLEWA S. 1994 — Rozk³ad parametrów geotermalnych na obszarze Polski. Wydawnictwo CPPGSMiE, PAN, Kraków: 1–138.
SENKOWICZOWA H. 1959 — Œrodkowy trias na obszarze zapadliska przedkarpackiego. Kwart. Geol., 3: 57–70.
SENKOWICZOWA H. 1965 — Podzia³ i rozwój facjalny osadów retu na obszarze po³udniowej Polski. Kwart. Geol., 9: 241–260.
SENKOWICZOWA H. 1973 — Budowa Geologiczna Polski, T. 1,Stra-tygrafia cz. 2, Mezozoik–Trias: 15–118.
SOKO£OWSKI J. 1985 — Warunki wystêpowania wód termalnych w niecce podhalañskiej. Konferencja pt. „Ocena mo¿liwoœci eksploatacji wód termalnych w niecce podhalañskiej” Zakopane: 25–46, Wydaw-nictwo AGH, Kraków.
STEMULAK J. & JAWOR E. 1963 — Wg³êbna budowa geologiczna przedgórza Karpat w obszarze na zachód od Dunajca i Wis³y. Kwart. Geol., 7: 169–184.
SZCZEPAÑSKI A. 1990 — Atlas wód geotermalnych Ni¿u Polskiego (objaœnienia tekstowe), praca zbiorowa pod red. Górecki W., ISE, AGH, Kraków: 123–134.
SZYPERKO-TELLER A. & MORYC W. 1988 — Rozwój basenu sedymentacyjnego pstrego piaskowca na obszarze Polski. Kwart. Geol., 32: 53 –72.
