Miocen evolution of the Jasniny region (central part of the Carpathian Foredeep) based on integrated analysis of seismic and borehole data

Niniejsza praca ma na celu przedstawienie modelu mioceńskiej ewolucji tektoniczno-sedymentacyjnej rejonu Jaśnin (centralna część zapadliska przedkarpackiego) opartego na wynikach interpretacji danych sejsmicznych oraz dodatkowo danych geofizyki otworowej i rdzeni wiertniczych. Obszar badań zlokalizowany jest w południowej Polsce, około 100 km na wschód od Krakowa, w województwie małopolskim i powiecie tarnowskim, na wschód od Tarnowa-Pilzna. Do opracowania modelu mioceńskiej ewolucji struktury Jaśniny użyto trzech typów danych: (1) profili sejsmicznych będących podstawą dla zasadniczej części wykonanych interpretacji, oraz dodatkowo (2) danych geofizyki otworowej i (3) wyniki analiz rdzeni wiertniczych. Wszystkie te dane zostały udostępnione przez PGNiG. W trakcie realizacji pracy do interpretacji wykorzystano dane karotażowe tj. prędkości średnie, profilowanie gęstościowe, profilowanie akustyczne oraz profilowanie naturalnego promieniowania gamma (GR). Krzywe te w postaci plików LAS zostały wczytane do programu interpretacyjnego Kingdom IHS i użyte jako dane kalibrujące do interpretacji danych sejsmicznych. Jako dodatkowy element kalibrujący i informujący o budowie geologicznej obszaru badań, wykorzystano rdzenie z odwiertów: Jaśniny 26, Jaśniny 27, Jaśniny 27K, Jaśniny 28 i Jasniny 29K, opisane w rdzeniowni w Chmielniku. Charakterystyczną cechą budowy geologicznej frontu orogenu karpackiego, w tym również rejonu Jaśnin, jest występowanie różnego rodzaju struktur kompresyjnych powstałych w trakcie ostatnich, mioceńskich etapów nasuwania górotworu karpackiego, tworzących pułapki dla gazu ziemnego. Niestety, strefę Jaśnin charakteryzuje brak ważnych dla geologa odsłonięć naturalnych utworów mioceńskich zapadliska przedkarpackiego. W związku z tym jedyną skuteczną metodą na rozpoznanie tektoniki tego terenu jest interpretacja danych sejsmicznych skalibrowanych danymi otworowymi. Szczególną rolę przy interpretacji tektoniki mioceńskiej w strefie nasunięcia Karpat stanowią ewaporaty, które w dość łatwy sposób można wydzielić przy pomocy danych geofizycznych. W obszarze badań frontalna część orogenu karpackiego zbudowana jest z jednostki śląskiej i skolskiej oraz z mioceńskiej zgłobickiej w obręb której wchodzi również strefa Jaśnin. Fałd Jaśnin zidentyfikowany i opisany za pomocą danych sejsmicznych charakteryzuje się lokalnie zredukowanymi miąższościami utworów mioceńskich w swoim przegubie oraz lokalnymi niezgodnościami, co jest związane z syntektoniczną sedymentacją w trakcie wzrostu tego fałdu w basenie zapadliska przedkarpackiego. Struktura Jaśniny odpowiada tzw. fałdowi Biadolin z rejonu pomiędzy Wojniczem a Brzeskiem. Podczas interpretacji profili sejsmicznych wyróżniono charakterystyczne horyzonty, które posłużyły do stworzenia czteroetapowego modelu mioceńskiej ewolucji fałdu Jaśniny. Frontalna strefa mioceńskiej jednostki zgłobickiej w rejonie Jaśnin została porównane z obszarem, gdzie występują syntektoniczne struktury kompresyjne o bardzo podobnej genezie tj. z centralną częścią basenu przedgórskiego pasa fałdowo-nasuwczego Apeninów, znajdującego się w regionach Marche i Abruzja we Włoszech.

Main goal of this thesis was to present a model of Miocene tectono-sedimentary evolution of the central part of the Carpathian foredeep basin (Jaśniny area). This model was constructed using results of seismic data interpretation and additionally, on well log data and cores. The research area is located in S Poland about 100 km E of Kraków in Lesser Poland (Małopolska) Voivodeship, in the Tarnow district, East of Tarnów-Pilzno. Three types of data have been used to construct a model of the Miocene evolution of the Jaśniny structure: (1) seismic reflection profiles as the main dataset used in this study, and additionally (2) well log data, and (3) cores. All the data was kindly provided by PGNiG. Well log data including check-shot data and density, sonic and natural gamma (GR) logs was used during completion of this project. All the logs were available as LAS files that have been loaded into the Kingdom IHS interpretation software and then used as additional calibration data for interpretation of seismic data. Additional calibration information was provided by cores, from the following wells: Jaśniny 26, Jaśniny 27, Jaśniny 27K, Jaśniny 28 and Jaśniny 29K, kept in PGNiG core repository in Chmielnik. A characteristic feature of the Carpathians front, including Jaśniny area, is presence of various compressional structures formed during the final, Miocene stages of development of the Carpathian fold-and-thrust belt. These structures often form traps for natural gas. However, there no natural outcrops of the Miocene infill of the Carpathian foredeep within the Jaśniny area, very important for geological studies. Therefore, the only effective method that could be used to study tectonic structure of this area is interpretation of seismic reflection profiles calibrated well data. A significant role during interpretation of Miocene tectonics in the Carpathians frontal thrust zone is played by evaporites that can be easily distinguished using geophysical data. In the study area, the frontal part of the Carpathian orogen is built of the Silesian, Skole and the Miocene Zgłobice units that includes also the Jaśniny area. The Jaśniny fold identified on seismic data is characterized by locally reduced thickness of Miocene deposits and local unconformities within hinge that point to syntectonic sedimentation during growth of this fold within the Carpathian foredeep basin. The Jaśniny fold corresponds to the so-called Biadolin fold from the area between Wojnicz and Brzesko. During interpretation of seismic profiles characteristic horizons were identified that were used to create a four stage model of evolution of the Miocene Jaśniny fold. Frontal part of the Miocene Zgłobice unit was compared with the the central part of Apennine foredeep basin located in front of the Apennine fold-and-thrust belt in the Marche - Abruzzi regions in Italy, where similar syn-depositional compressional structures are also present.