Geneza i ewolucja polskiego basenu czerwonego spągowca

Polski basen czerwonego spągowca (PBCS) jest częścią wielkiego basenu sedymentacyjnego zwanego południowym basenem permskim, leżącym w zachodniej i centralnej Europie. Historia rozwoju polskiego basenu czerwonego spągowca rozpoczęła się na przełomie karbonu i permu. Jednak w jego rozwoju można odnaleźć pewne elementy zakorzenione w już przedpermskim paleozoiku. Rozwój sedymentacji w polskim basenie czerwonego spągowca był kontrolowany głównie przez tektonikę i klimat. Wyraźna zmiana klimatyczna, z warunków wilgotnych na suche, nastąpiła dopiero w górnym czerwonym spągowcu (i to nie w jego najniższej części). Ruchy tektoniczne zaznaczały się natomiast poprzez tworzenie miąższych kompleksów zlepieńców. Takie spojrzenie na opracowywaną sukcesję osadów czerwonego spągowca umożliwiło wyróżnienie kilku sekwencji. Ewolucja polskiego basenu czerwonego spągowca nie skończyła się wraz z transgresją cechsztyńską. Wypełnienie PBCS podlegało dalszej ewolucji związanej z rozwojem polskiego basenu permsko-mezozoicznego. Aby móc śledzić ewolucję wypełnienia PBCS wykonano dla tego obszaru analizę historii pogrążania i analizę historii termicznej. Historia subsydencji basenu polskiego na omawianym obszarze pokazuje, że okres późnego permu i triasu były główna fazę ryftowania, a późniejszy rozwój basenu wynika głównie z relaksacji termicznej. Analizując historię termiczną basenu polskiego widać, że w czerwonym spągowcu występowały tam wielkie anomalie geotermiczne. Anomalie te charakteryzowały się wysoką wartością strumienia cieplnego (100-150 mWm-2) w czasie późnego permu i triasu. Tak wysokie wartości odpowiadają przeważnie synryftowemu etapowi rozwoju basenu. W czasie późnego triasu i jury wystąpiło pewne schłodzenie pola cieplnego, ale punktem zwrotnym w historii termicznej basenu polskiego było pogranicze jury i kredy, kiedy południowo-zachodnia część omawianego basenu została znacznie wyniesiona i zerodowana. Wtedy to wartość powierzchniowego strumienia cieplnego w południowo-zachodniej Polsce istotnie zmalała, a wyraźne cechy termiczne poprzedniej epoki zostały zatarte. Występowanie złóż gazu w osadach czerwonego spągowca ograniczone jest do najwyższej części sekwencji osadowej. Skład gazu ziemnego wykazuje niekiedy znaczne zaazotowanie oraz istotne wzbogacenie w hel. Najwyższe koncentracje helu w gazie ziemnym, tak pod względem objętościowym jak i ilościowym, są zlokalizowane w tym samym miejscu, co permsko-jurajska wysoka anomalia geotermiczna i jednocześnie tutaj najpłycej występuje powierzchnia Moho w Polsce. Wyniki analizy historii pogrążenia i historii termicznej analizowanej części basenu polskiego, jak również konfiguracja powierzchni Moho i związane z nią anomalie paleogeotermiczne oraz wysokie koncentracje helu wskazują na asymetryczny model budowy basenu. Strefa wysokich anomalii paleogeotermicznych, rozciągająca się od obszaru między Wrocławiem i Poznaniem i dalej na zachód, była zapewne głównym obszarem ryftowania. Pierwszym etapem rozwoju polskiego basenu ryftowego był wulkanizm, a następnie sedymentacja w czasie czerwonego spągowca.