Wykorzystanie aktualistycznych badań sedymentologicznych do praktyki poszukiwawczej w utworach czerwonego spągowca w basenie polskim
Paweł Henryk Karnkowski *,**
* Instytut Geologii Podstawowej, Wydział Geologii Uniwersytetu Warszawskiego,
Al. Żwirki i Wigury 93, 02-089 Warszawa;
** Biuro Geologiczne GEONAFTA, ul. Jagiellońska 76, 03-301 Warszawa;
Dotychczasowe rozpoznanie osadów czerwonego spągowca w basenie polskim koncentrowało się głównie na poszukiwaniu pułapek strukturalnych. Efektem prac poszukiwawczych było odkrycie szeregu złóż gazu ziemnego. Obecne możliwości i potrzeby kierują również zainteresowanie geologów na rozpoznawanie bardziej złożonych układów facjalno-strukturalnych jako potencjalnych pułapek złożowych gazu ziemnego. Prace prowadzone w tym kierunku wymagają jednak dobrej znajomości architektury osadów pustynnych. Najprostszym i najtańszym sposobem zaznajomienia się z tą problematyką jest studiowanie współczesnych środowisk sedymentacji, które bezpośrednio nawiązują do rozpoznawanych osadów kopalnych. W przypadku polskiego basenu czerwonego spągowca - który w partii centralnej wypełniany był przez osady playi, a w partiach brzeżnych przez piaskowce eoliczne i fluwialne oraz zlepieńce - współczesnych analogów należy szukać w pustynnych jeziorach i osadach je otaczających. Najbliżej Polski takie przykłady można znaleźć na pustyni Sahara w Tunezji, gdzie rozległe obniżenia - zwane szottami - otoczone są osadami eolicznymi i fluwialnymi.
Na przełomie października i listopada 1998 roku odbyła się wyprawa do Tunezji zorganizowana przez Biuro Geologiczne GEONAFTA. Uczestnikami wyprawy były osoby z oddziałów Polskiego Górnictwa Naftowego i Gazownictwa z Warszawy (Rafał Szwarc, Paweł Jagosiak, Marek Muszyński, Hubert Kiersnowski [Państwowy Instytut Geologiczny]), Piły (Aleksander Protas, Arkadiusz Buniak, Zbigniew Mikołajewski), Krakowa (Rafał Laskowicz) i Zielonej Góry (Krzysztof Chłódek), które od wielu lat zajmują się problematyką poszukiwawczą w czerwonym spągowcu. Kierownikiem wyprawy był Paweł Karnkowski, który wcześniej kilkakrotnie przebywał w rejonie odbytej ekspedycji.
Celem wyprawy były aktualistyczne badania sedymentologiczne w rejonie Szottu El Jerid (największego szottu na Saharze) i studiowanie osadów bezpośrednio wypełniających to okresowe jezioro oraz obszarów go otaczających. Podstawowe zainteresowanie było zwrócone na występowanie osadów, które potencjalnie mogą być skałami zbiornikowymi. Skupienie uwagi na rozmieszczeniu takich osadów oraz ich relacje do innych typów litologicznych pozwoliło uczestnikom studium terenowego zrozumieć złożoność architektury osadów pustynnych, które w stanie kopalnym wypełniają polski basen czerwonego spągowca.
Szott El Jerid, którego powierzchnia wynosi ok. 6500 km2 znajduje się w centralnej Tunezji i jest największym słonym jeziorem ograniczającym południowe podnóże Gór Atlas i północno-wschodnią krawędź Wielkiego Ergu Wschodniego. Ta część Tunezji leży w północnej strefie subtropikalnego pustynnego pasa klimatycznego. Średni roczny opad dla rozpatrywanego obszaru wynosi 110 mm i rośnie w kierunku północnym. Parowanie wielokrotnie przekracza opad. Przeważają wiatry wiejące od wschodu i północnego-wschodu. Szott El Jerid jest corocznie zatapiany, ale od połowy kwietnia do połowy października jest suchy. Można więc go nazwać sklasyfikować jako ewaporatową playę lub sebkhę śródlądową. Centralna część szottu utworzona jest przez sebkhę ilasto-solną i jest otoczona przez szeroką (ok. 15 km) sebkhę piaszczysto-ewaporatową. Facje marginalne tworzą szeroką, rozległą, płaską równię piaszczystą, która otacza jezioro od wschodu, zachodu i południa. W niektórych miejscach równia ta ponacinana jest przez system płytkich, powierzchniowych kanałów rzek okresowych (ouedów), które zasilają szott w wodę podczas okresowych powodzi.
Sedymentacja odbywa się tutaj w wyniku nieograniczonego zmywu powierzchniowego, w wyniku którego stożki przybierają postać równi żwirowych. Na krótkim dystansie od frontu gór, równie te zostały porozcinane przez płytkie i o płaskim dnie doliny - ouedy, które pogłębiają się i zbiegają w korytowy system drenażu daleko w głąb szottu. Na południowy zachód od Szottu El Jerid rozpościerają się piasku Wielkiego Ergu Wschodniego, które zajmują powierzchnię około 192 tys. km2. Na obszarze ergu wydmy osiągają wysokości od 10 do 100 m i długości ciągów od dziesiątek kilometrów do 100 km.
Dziesięciodniowe terenowe studia sedymentologiczne pozwoliły przeanalizować cały system depozycyjny w rejonie Szottu El Jerid: od obszarów źródłowych dla materiału klastycznego do centrum depozycji na obszarze okresowego jeziora pustynnego. Najpierw uwagę skoncentrowano na studiowaniu osadów gruboklastycznych, ich rozprzestrzenienia względem obszarów źródłowych oraz ich roli jako źródła dla osadów eolicznych i jeziornych (playa).
Następnie prześledzono zespół osadów fluwialnych jako potencjalnych skał zbiornikowych oraz ustalono ich relację do osadów deponowanych w środowiskach sąsiednich (eolicznym i jeziornym). Szczególną uwagę poświęcono analizie osadów eolicznych, gdzie badano formy morfologiczne wydm, warunki konserwacji umożliwiające ich zachowanie w stanie kopalnym, petrologię osadów eolicznych oraz relacje do osadów ościennych. Ostatnim etapem badań objęto osady jeziorne (playa), w których studiowano przede wszystkim zmienność petrologiczną sedymentów oraz wpływ wahań poziomu wód w jeziorze okresowym na warunki sedymentacji na obszarze sebkhi śródlądowej.
Powyższe badania były prowadzone przy odsłonięciach naturalnych oraz we wkopach wykonanych bezpośrednio przez uczestników ekspedycji. Wszystkie punkty obserwacyjne były dokumentowane graficznie, opisowo i fotograficznie, tak aby mogły stanowić materiał porównawczy i szkoleniowy do badań nad rdzeniami z osadów czerwonego spągowca. Wydaje się, że połączenie aktualistycznych badań sedymentologicznych z analizą kopalnych osadów czerwonego spągowca w basenie polskim powinno umożliwić wypracowanie nowych propozycji poszukiwawczych złóż gazu ziemnego.
