TYTUŁ: Środowisko sedymentacji oraz parametry geochemiczne dolnooligoceńskich margli dynowskich z jednostki śląskiej, polskie Karpaty zewnętrzne / Sedimentary environments and geochemical parameters of the Lower Oligocene Dynów Marls from the Silesian Unit, Polish Outer Carpathians

Autor: dr Piotr Dziadzio, dr hab. inż. Irena Matyasik, prof. INiG-PIN, dr inż. Grzegorz Leśniak, mgra inż. Wojciech Bieleń

Recenzenci:

dr hab. Artur Kędzior, Instytut Nauk Geologicznych Polskiej Akademii Nauk
dr Krzysztof Starzec, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie

ISSN 2353-2718
ISBN 978-83-65649-55-3
DOI: 10.18668/PN2025.247

Objętość monografii: 132 strony

Streszczenie

Margle dynowskie (margle krzemionkowe) reprezentują zapis wydarzenia związanego ze spadkiem zasolenia, beztlenowymi warunkami osadu dennego oraz silnym endemizmem, które miało miejsce w całej Centralnej Paratetydzie w okresie dolnego oligocenu (NP 23) i jest określane wydarzeniem solenowskim (utrata połączenia Paratetydy z oceanem światowym). 

Szczegółowe badania margli dynowskich w skali regionalnej, w kontekście środowiska ich sedymentacji, potencjału macierzystości oraz znaczenia dla systemu naftowego, były prowadzone w Karpatach Zachodnich, głównie na obszarze Czech i Austrii. Uzyskane wyniki wskazują na płytkowodne warunki ich depozycji, co jest spójne z rekonstrukcjami paleogeograficznymi i paleoklimatycznymi. Utwory te występują w dolnej części warstw menilitowych w całym pasie łuku karpackiego. Sukcesja warstw menilitowych w polskiej części Karpat Zewnętrznych była uważana do niedawna za produkt sedymentacji głębokowodnej. W wyniku prac badawczych w obrębie południowej części jednostki śląskiej (fałd Gorlic) została ona zweryfikowana. W tym obszarze wykazano, że sedymentacja miała miejsce na płytkim okresowo istniejącym szelfie. Interpretacja ta tylko częściowo uwzględniała występowanie w profilu warstw menilitowych margli dynowskich (wyróżnianych w randze ogniwa), które mają kluczowe znaczenie dla potwierdzenia wcześniejszej interpretacji oraz określenia ich genezy w szerszym regionalnym kontekście.

Dlatego na potrzeby komplementarnej interpretacji, pełnej sukcesji warstw menilitowych w obrębie jednostki śląskiej, przeprowadzono szczegółowe badania sedymentologiczne margli dynowskich, które zostały wsparte badaniami geochemicznymi w trzech wybranych profilach: w Gorlicach (profil A), Zborowicach (profil B) i Jabłonicy Polskiej (profil C). Wyróżniono w ich obrębie 6 facji osadowych: F.1 (łupki menilitowe), F.2 (rogowce), F.3 (margle warstwowane), F.4 (margle masywne i zapiaszczone), F.5 (heterolity marglisto-mułowcowe) i F.6 (piaskowce warstwowane-laminowane), o spójnej dla wszystkich interpretacji środowiska ich depozycji. Geneza facji, które w różnych profilach występują w różnym wzajemnym następstwie, daje logiczny obraz zmian, jakie następowały w czasie depozycji margli dynowskich, co również odzwierciedlają trzy zespoły facjalne: ZF.I, ZF.II i ZF.III.

Facje, jak i zespoły (głównie w profilach B i C) wskazują na depozycję w płytkim basenie sedymentacyjnym (okresowo izolowanym i okresowo zalewanym), do którego oprócz materiału węglanowego dostarczany był materiał krzemionkowy (lub był produkowany na miejscu), w obrębie którego okresowo dochodziło do sedymentacji utworów o charakterze tsunamitów, śledzonych na dużym dystansie. Zapis w profilu margli dynowskich w Gorlicach (profil A) posiada wyraźne następstwo facji od strefy wyżej do międzypływowej, wskazujące dodatkowo na cykliczne zmiany głębokości basenu sedymentacyjnego. Potwierdzają to również obecne wśród margli dynowskich utwory zinterpretowane jako rytmity pływowe, z zapisem pływów syzygijnych i kwadraturowych. Następstwo facji oprócz fluktuacji głębokości basenu wskazuje na pogłębianie się płytkiego szelfu. W tym obszarze ponad marglami dynowskimi udokumentowany jest rozwój płytkiego systemu deltowego składającego się z zestawu parasekwencji powstałego w warunkach wymuszonej regresji (piaskowce magdaleńskie).

Dodatkowo wyniki badań geochemicznych z obrębu facji F.1 z jednostki śląskiej porównano z wynikami badań geochemicznych uzyskanych z tej facji z jednostki skolskiej rejonu Dynowa (odsłonięcia Futoma i Straszydle). Wykazują one różnice w składzie biomarkerów, co może być spowodowane innymi warunkami ich depozycji niż w jednostce śląskiej.

Zaproponowana płytkowodna interpretacja margli dynowskich z obrębu jednostki śląskiej nie wyklucza zatem istnienia obszarów z sedymentacją głębokowodną w innych częściach Paratetydy w okresie dolnego oligocenu. Wnioskowane dowody na pływy w badanych sekcjach, pomimo interpretowanych warunków jeziornych mogą odzwierciedlać połączenie basenu z otwartym oceanem w tym obszarze.

To opisane i udokumentowane odkrycie występowania w obrębie margli dynowskich utworów pływowych (tidalitów) i utworów o charakterze tsunamitów jest ważnym krokiem w zrozumieniu paleoewolucji Karpat, ale również istotne jest z punktu widzenia zrozumienia warunków depozycji warstw menilitowych – głównej skały macierzystej dla węglowodorów. Uzyskane wyniki potwierdzają oraz uszczegóławiają dotychczasowe wyniki badań i zrekonstruowane wcześniej warunki paleogeograficzne.

Słowa kluczowe: Karpaty, warstwy menilitowe, margle dynowskie, środowisko sedymentacji, biomarkery, utwory pływowe, tsunamity..

Abstract

The Dynow Marls (siliceous marls) represent a sedimentary record of a salinity-decreasing event, anoxic bottom sediment conditions, and strong endemism that occurred throughout the Central Paratethys during the Lower Oligocene (NP 23), and is referred to the Solenovian Event (loss of connection of the Paratethys with the World Ocean).

A comprehensive study of the Dynów Marls on a regional scale, in the context of their sedimentatary environment, source rock potential and importance for the petroleum system, were conducted in the Western Carpathians, mainly in the Czech Republic and Austria. The obtained results indicate shallow-water conditions of their deposition, which is consistent with paleogeographic and paleoclimatic reconstructions. The occurrence of these deposits has been identified in the lower part of the Menilite Beds throughout the Carpathian arc. The succession of Menilite Beds in the Polish Outer Carpathians was considered until recently to be a product of deep-water sedimentation. As a result of research work in the southern part of the Silesian Unit (Gorlice fold), this interpretation has been verified. In this area, it was shown that sedimentation took place on a shallow, periodically existing shelf. This interpretation only partially took into account the occurrence of Dynów Marls in the Menilite Beds profile (distinguished at the rank of a member), which are of key importance for confirming the previous interpretation and determining their origin in a broader regional context.

Therefore, for a complementary interpretation of the entire succession of Menilite Beds within the Silesian Unit, detailed sedimentological studies of Dynów marls were conducted, which was supported by geochemical studies in three selected sections in Gorlice (section A), Zborowice (section B) and Jabłonica Polska (section C). providing support. Within these studies, six sedimentary facies F.1 (menilite shales), F.2 (cherts); F.3 (stratified marlstone); F.4 (massive and sandy-pebbles marlstone), F.5 (marly-mudstones heterolithes)’ F.6 (Stratified and laminated sandstone) were distinguished, with a consistent interpretation of their depositional environment being provided for all. The origin of facies, which in different sections occur in different relationships, gives a logical scheme of the changes that occurred during the deposition of the Dynów Marls, which is also reflected by three facies associations ZF.I, ZF.II and ZF.III.

Both the facies and the associations (mainly in profiles B and C) indicate deposition in a shallow sedimentary basin, (in a periodically isolated and periodically flooded) basin, to which, in addition the carbonate deposit, siliceous material was supplied (or was produced in situ), where also tsunamites-like sedimentation occurred periodically, tracked over a large distance. The record in the Dynów Marls section in Gorlice (section A) has a clear succession of facies from the upper to the intertidal zone, additionally indicating cyclic changes in the depth of the sedimentary basin. This is also confirmed by present in the Dynów Marls deposits interpreted as tidal rhythmites, with a record of spring and neap tides.

The facies succession, in addition to the fluctuations in the depth of the basin, indicates the deepening of the shallow shelf. In this area above the Dynów marls the development of a shallow deltaic system is documented consisting of series parasequences formed under forced regression condition (Magdalena Sandstones).

Additionally, the results of geochemical studies from the F.1 facies from the area of the Silesian unit were compared with the results of geochemical studies obtained from this facies from the Skole unit, from the Dynów region (Futoma and Straszydle exposures), show differences in the composition of biomarkers, which may be caused by different conditions of their deposition than in the Silesian unit.

The proposed shallow-water interpretation of the study area does not preclude the existence of deep-water regions elsewhere in the Paratethys sedimentary basin during Lower Oligocene time. The  inferred evidence for tides in the studied sections, despite an interpreted lacustrine setting there, possibly reflects the basin’s connection to the open ocean in this area.

This described and documented discovery of the occurrence of tidalites and tsunamites within the Dynów Marls is an important step in understanding the paleoevolution of the Carpathians, but is also important from the point of view of understanding the conditions of deposition of the Menilite Beds - the main source rock for hydrocarbons. The obtained results confirm and specify the previous research results and previously reconstructed paleogeographic conditions.

Keywords: The Carpathians, Menilite Beds, Dynów Marls, depositional environments, biomarkers, tidal deposits, tsunamites.

Cena egzemplarza: 60 zł netto (plus 5% VAT)

Zamówienia prosimy składać e-mailowo: nafta-gaz@inig.pl lub telefonicznie 12 617 76 32.