|
TYTUŁ: Charakterystyka litofacjalna utworów jury górnej i kredy dolnej w rejonie Dąbrowa Tarnowska – Dębica w oparciu o interpretację danych sejsmicznych i otworowych / Lithofacial characteristics of Upper Jurassic and Lower Cretaceous deposits in the Dąbrowa Tarnowska – Dębica area based on an interpretation of seismic and well data
Autor: Andrzej Urbaniec
Recenzenci:
|
|
| ISSN 2353-2718 ISBN 978-83-65649-40-9 DOI: 10.18668/PN2021.232 |
|
|
Streszczenie Głównym celem monografii jest odtworzenie historii depozycji i rozwoju facjalnego utworów górnej jury i dolnej kredy, występujących w podłożu zapadliska przedkarpackiego, w oparciu o dostępne dane z otworów wiertniczych oraz sejsmikę 3D. Rejon badań usytuowany jest w środkowej części przedgórza Karpat, pomiędzy miastami Dąbrowa Tarnowska na północnym zachodzie i Dębica na południowym wschodzie. Nowe dane, uzyskane w roku 2015, w postaci zdjęcia sejsmicznego 3D, jak również informacji z głębokiego otworu O-1 przewiercającego pełen profil utworów mezozoiku, pozwoliły na znacznie lepsze rozpoznanie i udokumentowanie wielu szczegółów budowy geologicznej tego, dotąd słabo rozpoznanego, rejonu.Sedymentacja badanych utworów węglanowych przedgórza Karpat w epokach późnojurajskiej i wczesnokredowej odbywała się w strefie szelfowej północnego, pasywnego brzegu oceanu Tetydy. Cechą charakterystyczną utworów górnej jury jest ich duże zróżnicowanie facjalne, wynikające głównie z obecności rozbudowanych kompleksów biohermowych oraz pakietów warstwowanych osadów marglisto-wapiennych. W rozdziale 2 przedstawiono budowę geologiczną rejonu badań, uwzględniając wszystkie piętra strukturalne, rozwój litologiczny utworów poszczególnych jednostek, stosowane podziały litostratygraficzne i regionalne ramy paleogeograficzne. W rozdziale 3 szczegółowo omówiona została historia badań oraz aktualny stan rozpoznania kompleksu węglanowego górnej jury i dolnej kredy przedgórza Karpat. Rozdział 4 zawiera charakterystykę litologiczną badanych utworów węglanowych z podziałem na jednostki litostratygraficzne. Charakterystyka ta opracowana została na podstawie analizy cech makroskopowych dostępnego materiału rdzeniowego oraz profilowań geofizyki otworowej. Zamieszczone profile litostratygraficzne wybranych głębokich otworów wiertniczych z obszaru badań lub jego bliskiego sąsiedztwa dokumentują obecny stan wiedzy na temat litostratygrafii i rozwoju facjalnego utworów górnej jury i dolnej kredy. W rozdziale 5 przedstawiono charakterystykę mikrofacjalną i mikropaleontologiczną badanych utworów węglanowych, jak również przeprowadzono dyskusję dotyczącą możliwości określenia zasięgu wiekowego poszczególnych wydzieleń litostratygraficznych w oparciu o wyniki wieloletnich badań oraz dane literaturowe. W rozdziale 6 zaprezentowano wyniki analizy obrazu sejsmicznego, wykonanej w oparciu o wybrane atrybuty sejsmiczne. W ramach pracy omówiono następujące atrybuty: RMS Amplitude, Envelope, Instantaneous phase, Dominant frequency, Instantaneous bandwidth, Apparent polarity, Relative acoustic impedance, First derivative, Iso-frequency component, Time gain, Chaos, Variance (Edge method), Local flatness. Przeprowadzona analiza pozwoliła na uzyskanie dodatkowych istotnych informacji odnośnie wykształcenia litologicznego i rozprzestrzenienia utworów poszczególnych ogniw litostratygraficznych, jak również dała możliwość uszczegółowienia lokalizacji dyslokacji. Na podstawie interpretacji zapisu sejsmicznego w obrębie badanego kompleksu skalnego udokumentowano również występowanie niezgodności kątowych, stref zaburzeń i deformacji związanych z tektoniką synsedymentacyjną oraz przypuszczalnych osadów spływów grawitacyjnych. W rozdziale 7 zamieszczono przekroje litofacjalne, skonstruowane wzdłuż wybranych przekrojów sejsmicznych, prezentujące przestrzenny rozkład i wzajemne relacje pomiędzy utworami poszczególnych ogniw litostratygaficzych. W rozdziale 8 przeanalizowano rozmieszczenie kompleksów biohermowych górnej jury względem morfologii podłoża jury. Analiza rozmieszczenia wykartowanych na podstawie zapisu sejsmicznego budowli organicznych, należących do serii wielkich bioherm gąbkowo-mikrobialnych, wskazuje na dwa główne obszary ich występowania, tj. rejon NW (kompleks biohermowy „N”), w którym występuje dosyć rozległy kompleks biohermowy, a jego dokładny zasięg jest trudny do ustalenia ze względu na późniejsze procesy regionalnej dolomityzacji oraz rejon centralny (kompleks biohermowy „S” w okolicach otworu O-1), w którym stwierdzono kompleks kilku wysokich budowli o dosyć stromych krawędziach. Rozdział 9 poświęcony jest zagadnieniu historii depozycyjnej późnojurajsko-wczesnokredowego basenu sedymentacyjnego przedgórza Karpat oraz omówieniu roli najważniejszych czynników wpływających na rozkład facji w obszarze badań. Wykazano, że cechą charakterystyczną znacznej części osadów jurajskich jest silnie diachroniczny charakter rozprzestrzenienia poszczególnych facji, uwarunkowany głównie paleogeomorfologią dna zbiornika sedymentacyjnego, jak również czynnikami lokalnymi, związanymi z tektoniką synsedymentacyjną. Seria gąbkowo-globuligerinowa, rozpoczynająca profil utworów górnej jury i reprezentująca najgłębszy etap sedymentacji w warunkach otwartego szelfu, cechuje się stosunkowo dużą jednorodnością wykształcenia na całym obszarze przedgórza. Kompleks biohermowy „S” rozwinął się w nadkładzie elewowanej strefy, złożonej z kilku mniejszych elementów tektonicznych, natomiast kompleks biohermowy „N” wykształcił się na rozległej, wyniesionej części strefy zrębowej, gdzie w podłożu występuje jeden główny blok tektoniczny. Intensywnie rozwijające się kompleksy biohermowe „N” i „S” wywierały coraz większy wpływ na dalszy rozwój sedymentacji osadów górnej jury w badanym rejonie, dostarczając jednocześnie materiału dla osadów redeponowanych w głębsze partie zbiornika w wyniku podmorskich spływów grawitacyjnych. W strefie przylegającej od SE do kompleksu biohermowego „S”, na profilach sejsmicznych dostrzegalny jest charakterystyczny, wysokoamplitudowy zapis obejmujący cały pakiet refleksów sejsmicznych o zmiennych kątach upadów. Częste zmiany polarności, dostrzegalne w obrębie tej strefy w odtworzeniu atrybutu Apparent polarity, podobnie jak i skrajnie zmienny zakres wartości atrybutu Relative acoustic impedance, świadczą o silnym zróżnicowaniu litologicznym tego kompleksu skalnego. W tytonie, w trakcie sedymentacji utworów serii koralowcowo-onkolitowej, nastąpiło wyraźne ujednolicenie warunków sedymentacji na całym obszarze przedgórza Karpat, związane głównie z zanikiem paleomorfologicznego zróżnicowania powierzchni dna morza. Przypuszczalnie w tym samym czasie miał miejsce kolejny etap reaktywacji dyslokacji, o czym świadczy powierzchnia niezgodności kątowej, i związane z nią efekty erozji osadów starszych. Rozprzestrzenione na całym obszarze badań utwory serii muszlowcowo-oolitowej dolnej reprezentują różnego typu płytkowodne środowiska sedymentacji (w tym środowisko równi pływowej, lagunowe i stref barierowych), jakie wykształciły się na obszarze przedgórza Karpat, na pograniczu późnej jury i wczesnej kredy. Środowisko sedymentacji utworów serii marglisto-muszlowcowej, datowanej na berias, określić można jako skrajnie płytkowodne, z facjami lagunowymi i wpływem środowisk brakicznych. Utwory najwyższych serii dolnej kredy (tj. mułowcowo-wapiennej i muszlowcowo-oolitowej górnej) reprezentują facje płytkomorskie związane z transgresją morską, która miała miejsce w walanżynie. Przedstawiona historia depozycyjna późnojurajsko-wczesnokredowego basenu sedymentacyjnego przedgórza Karpat, w połączeniu z opisem cech makroskopowych rdzeni wiertniczych, analizą mikrofacjalną i mikropaleontologiczną poszczególnych jednostek litostratygraficznych oraz interpretacją obrazu sejsmicznego, pozwala na kompleksową charakterystykę analizowanych utworów oraz wskazanie procesów mających największy wpływ na obecny charakter i stan zachowania badanych serii skalnych.
Słowa kluczowe: jura, kreda, litofacje, litostratygrafia, biostratygrafia, interpretacja sejsmiczna, atrybuty sejsmiczne
|
|
|
Abstract The new 3D seismic survey made in 2015 and the O-1 deep borehole – drilled in the same year and portraying a full profile of the Mesozoic sediments – allowed for much better recognition and documentation of many details of the geological structure of this previously poorly mapped area. The sedimentation of the carbonate formations of the Carpathian Foreland during the Late Jurassic and the Early Cretaceous took place in the shelf zone of the northern, passive margin of the Tethys Ocean. A characteristic feature of the Upper Jurassic sediments is their high facies diversity, due mainly to the presence of biohermal complexes and sets of layered marly-limestone sediments. Chapter 2 presents the geological structure of all structural stages in the area under study, including the lithological development, the lithostratigraphic divisions applied, and the regional palaeogeographic frameworks. Chapter 3 discusses both the history of research and the current state of knowledge regarding the Upper Jurassic and Lower Cretaceous carbonate sediments of the Carpathian Foreland. Chapter 4 describes the lithological characteristics of the carbonate sediments, considering lithostratigraphic units. This characterisation is based on a macroscopic examination of the available core material and analysis of the well logs. The lithostratigraphic profiles of selected deeper boreholes from the research area and its close vicinity document the current state of knowledge on lithostratigraphy and the facies development of the Upper Jurassic and Lower Cretaceous deposits. Chapter 5 features the microfacies and micropalaeontological characteristics of the carbonate sediments under study. Based on the results of many years of research and literature data, the possibilities of determining the age of every lithostratigraphic unit are discussed. Chapter 6 presents the analysis of the seismic 3D image based on selected seismic attributes. As part of the work, the following attributes are discussed: RMS Amplitude, Envelope, Instantaneous phase, Dominant frequency, Instantaneous bandwidth, Apparent polarity, Relative acoustic impedance, First derivative, Iso-frequency component, Time gain, Chaos, Variance (Edge method), and Local flatness. The analysis revealed additional important information regarding both the lithological development and the spatial range of sediments of individual lithostratigraphic units, at the same time facilitating the detailed location of fault zones. Based on the interpretation of the seismic image within the studied rock complex, the occurrence of angular unconformity, disturbance, and deformation zones related to synsedimentary tectonic as well as probable gravity-flow deposits are also documented. Chapter 7 presents lithofacial cross-sections constructed along selected seismic sections reflecting the spatial distribution and relationships between the sediments of individual lithostratigraphic units. Chapter 8 analyses the distribution of Upper Jurassic biohermal complexes in relation to the morphology of the Jurassic base surface. An analysis of the distribution of organic buildups belonging to the Huge Sponge-Microbial Bioherms Series, interpreted indirectly from seismic image, indicates two main areas where they can be found. These are the north-west part of the study area – where a quite extensive biohermal complex occurs (‘Complex N’), the exact range of which is difficult to determine due to later regional dolomitisation processes – and the area located in the central part of the seismic survey, where a complex of several very tall buildups with steep edges was found (‘Complex S’). Chapter 9 is devoted to the issue of the depositional history of the Late Jurassic–Early Cretaceous sedimentary basin of the Carpathian Foreland and to a discussion of the role of the most important factors influencing facies distribution in the research area. It has been shown that a characteristic feature of a large part of the Jurassic sediments is the strongly diachronic nature of the distribution of facies controlled by the varying bottom relief of the sedimentation basin and by some local factors related to synsedimentary tectonic episodes. The Sponge-Globuligerinid Series, beginning the profile of the Upper Jurassic sediments and representing the deepest sedimentation stage in the open shelf conditions, is characterised by a relatively high homogeneity of lithology in the whole Carpathian Foreland area. The ‘S’ biohermal complex developed over the elevated zone composed of several smaller tectonic elements, whilst the ‘N’ biohermal complex developed on a large, elevated part of the horst zone. The intensively developing ‘N’ and ‘S’ biohermal complexes affected successive deposition of the Late Jurassic sedimentary basin in the study area more and more. Those biohermal complexes were the source of the material redeposited into deeper parts of the sedimentary basin. On seismic profiles in the south-east neighbourhood of the ‘S’ biohermal complex, there is a characteristic high-amplitude record including the entire reflection set of variable dip angles. The frequent polarity changes which are visible within this zone in the Apparent polarity attribute, as well as the extremely variable range of values the Relative acoustic impedance attribute, prove the strong lithological differentiation of this rock complex. During the Tithonian time (sedimentation of the Coral-Oncolite Series), there was clear unification of the sedimentation conditions in the entire Carpathian Foreland area, mainly due to disappearance of the bottom relief diversity. At the same time another stage of dislocation reactivation occurred, as evidenced by the angular unconformity and the erosion traces of older sediments associated with this unconformity. The deposits of the Lower Shellbed-Oolite Series scattered throughout the research area represent various types of shallow-water sedimentation environments (including tidal, lagoon, and barrier zones) that developed in the Carpathian Foreland area on the borderline between the Late Jurassic and the Early Cretaceous. The sedimentation environment of the Marly-Shellbed Series dated to the Berriasian can be described as extremely shallow-water, with lagoon facies and under the influence of brackish environments. The sediments of the last two series of the Lower Cretaceous (i.e. the Mudstone-Limestone and Upper Shellbed-Oolite Series) represent the shallow-marine facies associated with marine transgression that took place during the Valanginian. The processes that have had the greatest impact on the current character and preservation of the rock series under study can be pinpointed and a comprehensive characterisation of these formations can be undertaken thanks to the depositional history of the Late Jurassic – Early Cretaceous sedimentary basin of the Carpathian Foreland presented herein, the macroscopic examination of the available core material, the microfacial and micropalaeontological analysis of individual lithostratigraphic units, and the interpretation of the seismic image.
Keywords: Jurassic, Cretaceous, lithofacies, lithostratigraphy, biostratigraphy, seismic interpretation, seismic attributes |
|
|
Cena egzemplarza: 60 zł netto (plus 5% VAT) Zamówienia prosimy składać e-mailowo: nafta-gaz@inig.pl lub telefonicznie 12 617 76 32. |
|
