Marek Narkiewicz - Zainteresowania naukowe
Powrót

Analiza basenów sedymentacyjnych Polski, w tym zwłaszcza:
- epikontynentalne baseny dewońskie i karbońskie Polski południowej
- permsko-mezozoiczny basen polski

Baseny sedymentacyjne są to miejsca długotrwałego uginania się skorupy ziemskiej, gdzie na powierzchni Ziemi gromadzone są grubsze lub cieńsze serie osadów. Analiza basenów sedymentacyjnych (ABS) jest strategią geologicznych badań regionalnych polegającą na opisie i interpretacji wypełnienia osadowego, a za jego pośrednictwem historii pogrążania i wreszcie uwarunkowań rozwoju basenu. Wykorzystuje w tym celu różnorodne dane geologiczne i geofizyczne z odsłonięć, wierceń, badań sejsmicznych i ziemskich pól potencjalnych (gł. grawitacyjnego, magnetycznego i cieplnego). ABS rozwinęła się jako metoda rozpoznania basenów naftowych, poszukiwania w nich złóż węglowodorów, a następnie - w mniejszej skali - dokumentowania złóż i ich udostępniania. W Polsce mamy kilka rozpoznanych basenów naftowych, w tym basen polski na Niżu, z jego złożami gazu i ropy w skałach permskich oraz baseny dewońskie i karbońskie Polski południowej ciągnące się od Górnośląskiego Zagłębia Węglowego po ropo- i gazonośny basen lubelski.

Stratygrafia dewonu

Stratygrafia jest dziedziną geologii porządkującą skały w czasie i przestrzeni za pomocą różnego rodzaju kryteriów, głównie litologicznych (rodzajów skał), paleontologicznych (skamieniałości) i wiekowych, w tym np. ustalania wieku za pośrednictwem składu pierwiastków radioaktywnych. Wszystko to służy jak najdokładniejszemu odtworzeniu historii rozmaitych procesów i zjawisk geologicznych oraz ewolucji życia na Ziemi, zachodzących w długich odcinkach czasu geologicznego.

Dewon jest jednym z takich fragmentów historii Ziemi - okresem trwającym mniej więcej od 416 do 359 mln lat temu (a więc ok. 60 mln lat). Był to czas rozległych tropikalnych mórz z ogromnymi systemami rafowymi porównywalnymi z Wielką Rafą Barierową w Australii, pierwszych lasów, a także niebywałego rozwoju ryb, które dały wówczas początek pierwszym czworonożnym zwierzętom lądowym. Przez większą część dewonu panowało "globalne ocieplenie", a atmosfera była zapewne silnie wzbogacona w CO2. Dopiero pod koniec okresu pojawiły się oznaki zlodowaceń. Po początkowym etapie lądowym większość Polski zajęły w dewonie płytkie tropikalne morza, w których miejscami rozwijały się rafy, gromadziły osady na ogół ilaste i węglanowe.

Sedymentacja, diageneza i historia pogrzebania skał węglanowych

Do skał węglanowych należą np. wapienie Jury Krakowsko-Częstochowskiej, a także dolomity często spotykane w Tatrach (np. u wylotu doliny Białego albo w Kominach Tylkowych). Mniej znane, choć ważniejsze dla gospodarki są wapienie wydobywane w licznych kamieniołomach na Lubelszczyźnie, w Górach Świętokrzyskich, albo na Opolszczyźnie, używane m.in. do produkcji wapna lub cementu. Z kolei, występujące na głębokości kilku kilometrów, porowate dolomity permskie w Wielkopolsce lub dewońskie koło Lublina, zawierają ropę i gaz. To właśnie częste występowanie węglowodorów w skałach węglanowych przyczyniło się do zainteresowania warunkami osadzania się tych skał (w żargonie naukowym nazywanego sedymentacją) i ich późniejszych przeobrażeń (określanych uczenie jako diageneza). Koncerny naftowe niemało środków poświęciły na badania współczesnych tropikalnych zbiorników morskich, np. na Bahamach, Florydzie czy w Zat. Perskiej, gdzie tworzą się obecnie osady węglanowe, głownie zresztą wapienne. Analizuje się też warunki, w jakich luźne osady przechodzą w zwięzłe skały, w miarę pogrążania pod kolejnymi warstwami (pogrzebania) zachowując, tracąc lub nabierając ponownie porowatości i przepuszczalności odpowiedniej do napełnienia ropą lub gazem.

Geneza dolomitów i procesy dolomityzacji

Dolomity - skały złożone z węglanu wapnia i magnezu - są interesujące nie tylko dlatego, że tworzą malownicze urwiska w północnych Włoszech. Ich porowate odmiany są znakomitymi naturalnymi zbiornikami ropy i gazu, również w Polsce. Znaczna część złóż cynku i ołowiu także występuje w tych skałach, np. w złożach koło Olkusza i Trzebini. Dla geologów dolomity są szczególnym wyzwaniem, bowiem ich powszechnemu występowaniu w starszych skałach odpowiada niewielki udział w osadach współczesnych. Trudno więc zastosować do ich interpretacji prosty klucz aktualistyczny zgodnie z zasadą "dzisiejsze procesy tłumaczą dawne skały". Częściowo wynika to z faktu, iż niektóre dolomity tworzyły się przez zastępowanie wapieni (zwane dolomityzacją) głęboko pod powierzchnią Ziemi i w bardzo wolnym tempie, bez możliwości bezpośredniej obserwacji. Odcyfrowanie genezy dolomitów jest więc dość skomplikowanym zadaniem, wymagającym uwzględnienia różnych obserwacji geologicznych (w tym stratygraficznych) oraz danych petrograficznych i geochemicznych.

Geologia regionalna Polski

Jaki jest sens zajmowania się geologią regionalną kraju?
Jerzy Bogumił Pusch, autor pierwszego nowoczesnego opisu geologii ziem polskich pisał w 1830 r.:

Znajomość formacyj gór i gatunków skał które stanowią powierzchnią jakiego kraju, jest właściwie istotną podstawą dokładnéj znajomości tegoż kraju. Od natury gatunków skał i od ich rozpostarcia zależy obszerność i gatunek ziemi rolnéj która je pokrywa. Znajomość przeto tak stosunków ziemiańskich kraju, jakotéż geografija roślin gruntuje się bezpośrednio na znajomości jego składu geognostycznego [=geologicznego]. Wszakże ona jest niemniéj niezbędną zasadą dla wszystkich tych gałęzi techniki, co trudnią się użytkowaniem płodów mineralnych, które ziemia we wnętrznościach swoich posiada.

Od czasów Puscha liczba argumentów uzasadniających potrzebę nieustannej pracy nad geologią regionalną Polski wzrosła, m.in. o przesłanki dotyczące ochrony przyrody nieożywionej, badań i ochrony zbiorników wód podziemnych, podziemnego magazynowania ropy i gazu czy też składowania materiałów promieniotwórczych. Istota przesłania pozostała jednak taka sama: budowa geologiczna to w sensie dosłownym i przenośnym podstawa różnorodnych zasobów przyrodniczych kraju, jego gospodarki i życia obywateli.