The hydrocarbon system of the central part of the Hungarian Palaeogene Basin (Pannonian Basin)
Authors: Körmös Sándor 
Published: July 2023

A doktori kutatásomban a Központi-Paratethys Észak-magyarországi területén, az úgynevezett Észak-magyarországi Paleogén-medencében feltárt szénhidrogén rendszer vizsgálatával foglalkoztam. A kutatási terület az Észak-magyarországi Paleogén-medence középső részén helyezkedik el. A Paleogén-medence kialakulása egy ív-mögötti medence előterében történt, amelyben az üledékképződési környezetek kelet-északkelet irányban vándoroltak (Tari és mtsai., 1993; Kováč és mtsai., 2016). A medence fejlődését intenzív lemeztektonikai események kísérték (Palotai, 2013), amelyek meghatározzák mind a fluidumok migrációját, mind a rezervoárok tárolókapacitását. A vizsgált medence általános földtani felépítésére jellemző, hogy a mezozoós aljzatra üledékhézaggal települ a paleogén összlet, amelynek kezdő tagja az eocén korú Kosdi Formáció. Ennek alsó részét szárazföldi, míg felső részét édes-, később csökkent sósvizű környezetben lerakódott kőzetek építik fel (Gidai, 1978; Less, 2005). Ennek a fedőjét a sekélytengeri karbonátrámpa kifejlődésű Szépvölgyi Mészkő Formáció üledékei alkotják (Kázmér, 1985). Ezt a medence fáciesű Budai Márga Formáció, a mély szublitorális Tardi Agyag Formáció és a sekély szublitorális Kiscelli Agyag Formáció üledékes kőzetei követik (Báldi, 1984; Báldi és Báldi-Beke, 1985; Bechtel és mtsai., 2012; Less, 2005; Nagymarosy és Báldi-Beke, 1988; Ozsvárt és mtsai., 2016). A paleogén korú üledékeket jelentős vastagságú neogén korú képződmények zárják. Az utóbbi néhány évtizedben számos szénhidrogén-kutató fúrás mélyült az Észak-magyarországi Paleogén-medence területén, amelyek nagy vastagságban tártak fel szervesanyagban gazdag paleogén korú finomtörmelékes kőzeteket (pl., Badics és Vető, 2012; Bechtel és mtsai., 2012; Brukner-Wein és mtsai., 1990; Hertelendi és Vető, 1991; Mi-lota és mtsai., 1995; Sachsenhofer és mtsai., 2018a, 2018b) és sziliciklasztos, karbonátos, valamint kevert sziliciklasztos és karbonátos szénhidrogéntároló képződményeket (Dolton, 2006; Kokai, 1994). Doktori kutató munkámban az Észak-magyarországi Paleogén-medence szénhidrogén rendszerének vizsgálatát és az eddigi ismeretanyag pontosítását tűztem ki célul, hogy (1) feltárjam, az eddig részletesen nem vizsgált Kosdi Formáció szén-tartalmú összletének eredetét, beleértve a felhalmozódott szervesanyag prekurzor vegetációját, valamint életterét, (2) meghatározzam a barnakőszén szénhidrogén generáló kapacitását. Ezenfelül kiemelt figyelmet fordítottam a szénhidrogénrendszer egyes elemeinek pontosítására, hogy (3) részmedence-léptékben bemutassam a szervesanyagban gazdag paleogén korú finomtörmelékes kőzetek szénhidrogén generáló potenciálját, (4) megállapítsam mind a hagyományos, mind a nem-hagyományos szénhidrogén tárolókból termelt fluidumok eredetét, valamint (5) biomarkerek alapján korreláljam a kőolajat és annak anyakőzetét. A kevert sziliciklasztos és karbonátos tárolókőzeteket jellemző és a kitermelést megnehezítő rezervoár-heterogenitásának feltárása érdekében (6) ismertessem a tárolókőzet és környezetének diagenetikus fejlődéstörténetét. Az Észak-magyarországi Paleogén-medence központi részén fekvő eocén korú Kosdi Formáció szén-tartalmú összletének vizsgálata során az alábbi új tudományos eredmények születtek a felhalmozódási környezet, a prekurzor szervesanyag és a szénhidrogén potenciál tekintetében: A szenes összlet alacsonyan fekvő reotróf lápban, tengeri deltai környezetben halmozódott fel, amelyre a talajvízszint ingadozása jelentős hatással volt. A lápban kialakult enyhén lúgos kémhatás és az oldott oxigén-tartalom csökkenése megfelelő környezeti körülményeket biztosított a szulfátredukáló baktériumok élettevékenységének és a növényi maradványok bakteriális lebontásának. A magas kéntartalom (max. 8,8 tömeg%) mellett, a vitrinit narancssárga-barna fluoreszcens színe és a pirolízis során tapasztalt jelentős mértékű duzzadás a tengeri környezetben történt felhalmozódást bizonyítja. A tőzegképző flórát a magasabbrendű szárazföldi növények uralták, a moszatok és vízi makrofiták változó mértékű megjelenése mellett. Az eocén korú széntelepekhez hasonlóan a zárvatermők domináltak a nyitvatermőkkel szemben. Mindazonáltal a vizsgált rétegsorban a nyitvatermők (pl. Cupressaceae) fokozatosan növekvő hozzájárulása, a normál rétegződést feltételezve a fiatalabb üledékek szervesanyagában dúsul. A leülepedett szervesanyagot jelentősen átdolgozta a mikrobiális tevékenység. A sűrű, virágzó növényzet CO2-korlátozott környezetet hozott létre, amely a vízi növényeket a HCO3– felhasználására késztette azok fotoszintézis során. A vitrinit reflexió, Tmax és biomarker indexek azt jelzik, hogy a Kosdi Formáció szervesanyaga (a W–1 mélyfúrásban) termikusan érett, a vizsgált területen a szenes összlet elérte a nagy illékonyságú bitumenes kőszén állapotot. Ez magasabb, mint az Észak-magyarországi-középhegység sekély Kosdi szénmezőjében feltárt szubbitumenes kőszén esetében.