|
Warunki termiczne masywu skalnego w północno-zachodniej części Górnośląskiego... |
|
|
|
|
Warunki termiczne masywu skalnego w północno-zachodniej części Górnośląskiego Zagłębia Węglowego a możliwości generowania węglowodorów Autorzy: K. Probierz, M. Lewandowska
Przedstawiono związek warunków cieplnych, zarówno współczesnych jak i paleotermicznych, masywu skalnego NW części Górnośląskiego Zagłębia Węglowego (GZW) z uwęgleniem materii organicznej i możliwościami wydzielania się, zależnie od stopnia metamorfizmu, węglowodorów towarzyszących pokładom węgla. Obszar badań zlokalizowany jest w północno-zachodniej części GZW, w obrębie dwóch głównych stref tektonicznych, tj. strefy fałdowej i strefy dysjunktywnej. Charakterystyki współczesnych warunków cieplnych masywu skalnego dokonano na podstawie obliczeń pierwotnej temperatury skał oraz gęstości ziemskiego strumienia w profilach otworów wiertniczych, uwzględniając oznaczone laboratoryjnie wartości współczynnika przewodnictwa ciepła [lambda]. Odtworzono warunki paleotermiczne masywu skalnego przez szacowanie wartości paleotemperatur według Bosticka oraz dla porównania metodą Barkera i Pawlewicza. Wartości pierwotnej temperatury skał zmieniają się w szerokim zakresie od 8,1-27,2°C na powierzchni stropowej utworów karbonu do 34,9-37,6°C w skałach poziomu -700 m. Natężenie ziemskiego strumienia ciepła przyjmuje wartości z zakresu 52,3-77,6 x 10 sup -3 W/m sup 2. Analiza zgodności przebiegu izolinii uwęglenia-refleksyjności witrynitu i ułożenia pokładów sugeruje, że proces uwęglania miał charakter synorogeniczny (lub pre- i postorogeniczny). Preoro-geniczny charakter uwęglenia powinno wiązać się z pogrążeniem i paleogradientem geotermicznym, postorogeniczny zaś ma prawdopodobnie związek z ?dowęgleniem" związanym z ciepłem wulkanitów stwierdzanych na obszarze od Kaczyc, poprzez Jastrzębie do Sośnicy. Badania historii termicznej tej części GZW wskazują na wysokie prawdopodobieństwo wystąpienia głównej fazy uwęglenia ? metamorfizmu substancji organicznej u schyłku karbonu (po westfalu D przed permem). Określono tzw. efektywny czas grzania EHT = 20 mln. lat. Na podstawie gradientów uwęglenia, oszacowano miąższość zerodowanych warstw karbońskich na co najmniej 700 m. Najwyższe wartości paleotemperatur wykazano w rejonie północnym (KWK Gliwice) 135-179°C wg Bosticka lub 136-220°C według Barkera i Pawlewicza, najniższe zaś w rejonie północno-wschodnim (ZWSM Jadwiga) odpowiednio 129-142°C lub 127-147°C. W rejonie północno-wschodnim stopień uwęglenia materii organicznej (R sub o = 0,81-0,95%) wskazuje na obecność fazy generowania ropy i początek głównej fazy generowania gazu ? CH sub 4. Brak szczelnej pokrywy skał nadkładu przyczynił się zapewne do migracji (ucieczki) gazów, o czym świadczy zasiąg tzw. strefy naturalnego odgazowania dochodzącej w tej części obszaru badań do ponad 1000 m głębokości. W rejonie północnym w obszarze KWK Gliwice stopień uwąglenia materii organicznej (R sub o -= 0,87-1,68%) jest najwyższy i świadczy o obecności głównej fazy generowania gazu. Brak szczelnego nadkładu również umożliwił odgazowanie do poziomu 950 m. W obszarze KWK Sośnica obecność skał wulkanicznych utrudnia prześledzenie paleogradientów. Stopień uwąglenia materii organicznej (R sub o = 0,96-0,98%) odpowiada głównej fazie generowania ropy i początkowi głównej fazy generowania gazu. Nie wykluczone, że obecność szczelnego nadkładu mogła spowodować w profilu pionowym występowanie dwóch stref wysokich ciśnień gazu, jak to opisano w pracy J. Tarnowskiego. W rejonie południowym jedynie najwyższe wartości stopnia uwąglenia (R sub o = 0,78-1,02%) dorównują stwierdzonym w rejonie północno-wschodnim i sąsiadującego rejonu KWK Sośnica, materia organiczna zaś znajduje się w fazie generowania ropy i początkach głównej fazy generowania gazu. Strefowość zmian składu węglowodorów z głębokością, nie odpowiadająca możliwości rozkładu wynikającego z generacji gazów w procesie uwęglenia, może być podobna jak w innych częściach GZW. Można wyrazić pogląd o odpływie gazu autochtonicznego we wszystkich rejonach obszaru badań. W rejonach gdzie brak jest nieprzepuszczalnego nadkładu strefa degazacji złoża dochodzi do ponad 1000 m głębokości i tylko poniżej tej strefy mogłyby się znajdować termokatalityczne gazy autochtoniczne. W rejonach gdzie występuje szczelny nadkład (KWK Sośnica, Knurów i Szczygłowice) obserwuje się wielostrefowy rozkład gazonośności i występuje możliwość akumulacji gazów w partiach przystropowych utworów karbońskich.
|
2011