Analiza paleotermicznych warunków uwęglenia w utworach górno karbońskich SW części GZW (rejon Niedobczyce – Krzyżowice)

Abstract

Niniejsza analiza paleotermicznych warunków uwęglenia ma na celu zrekonstruowanie warunków, które doprowadziły do uwęglenia substancji organicznej (w tym pokładów węgli kamiennych) w SW części GZW (rejon Niedobczyc-Krzyżowic). Rekonstrukcja została przeprowadzona przy pomocy nowoczesnych metod numerycznych, polegających na wykonaniu modeli uwęglenia w programie PetroMod1D Express. Modele te zostały stworzone na podstawie profili litostratygraficznych otworów wiertniczych z pomierzonymi wartościami refleksyjności witrynitu. Przeprowadzono modelowania stopnia uwęglenia w 5 profilach otworów wiertniczych: Krzyżowice IG-1, Niedobczyce IG-1, Marklowice-15, Sumina-7 i Żory-19. W celu kalibracji poszczególnych modeli do trendu wyznaczonego przez pomierzone wartości RO przyjęto odpowiednie wielkości erozji pokarbońskiej nadkładu oraz wartości strumienia cieplnego. Strumień cieplny w momencie maksymalnego pogrążenia skał (koniec stefanu) był zbliżony prawdopodobnie do dzisiejszego i wynosił około 70 mW/m2. Post-waryscyjska erozja nadkładu spowodowała usunięcie około 3000 m osadów górnokarbońskich. Refleksyjność witrynitu wzrastała w późnym karbonie, a swoje maksimum osiągnęła z końcem stefanu i później nie podlegała już żadnym zmianom. W badanym obszarze uwęglenie było zatem efektem szybkiego pogrążania utworów górnokarbońskich i towarzyszącego mu wzrostu temperatury. Spąg karbonu górnego osiągnął głębokości od 2905 m w modelu Żory-19 do 5977 m w modelu Niedobczyce IG-1. Maksymalne paleotemperatury dla spągu karbonu górnego wynosiły od 152 OC w modelu Żory-19 do 198 OC w modelu Krzyżowice IG-1. Najprawdopodobniej nie było żadnych późniejszych, post-waryscyjskich, procesów geologicznych wpływających w istotny sposób na uwęglenie.