A number of independent methods have been used to measure the thermal maturity of Silurian rocks from the Holy Cross Mountains in Poland. Black shales are characterized by diverse TOC values varying from 0.24-7.85%. Having calculated vitrinite equivalent reflectance using three different formulas, we propose that the most applicable values for the Silurian rocks are those based on Schmidt et al. (2015) equation. Based on this formula, the values range from % 0.71 VR_eqvVLR (the vitrinite equivalent reflectance of the vitrinite-like macerals) to % 1.96 VR_eqvVLR. Alternative, complementary methods including Rock Eval pyrolysis and parameters based on organic compounds (CPI, Pr/n-C₁₇, Ph/n-C₁₈, MPI1, and MDR) from extracts did not prove adequate as universal thermal maturity indicators. We have confirmed previous suggestions that Llandovery shales are the most likely Silurian source rocks for the generation of hydrocarbons in the HCM.

The study of the source rocks was carried out with the use of various analytical methods in order to assess their generation potential and to predict the decomposition products of organic matter. The selected samples from the Menilite Beds from the Silesian and Dukla units, as well as the Istebna layers from the Silesian unit, which are classified as weak and medium source rocks in the Carpathian oil system, were examined. The generation potential and type of the products obtained from the pyrolysis of the analyzed source rocks, despite the often comparable overall content of organic matter, are significantly different. Menilite shale generated a higher abundance of hydrocarbons (alkanes, alkenes, and isoalkanes) by stage pyrolysis, which suggested that the organic matter of Menilite shale is different from the Istebna source rocks. Moreover, the thermogravimetric analysis showed a two-stage weight loss in the case of Menilite shales, while the Istebna shales were characterized by a one-stage weight loss at higher temperature. For the Istebna layers, n-alkanes from the C₁–C₅ range were detected as the main pyrolysis products, which proves the gas-forming type of the organic matter dispersed in these sediments. Rock-Eval analyses showed that the organic matter reached a degree of maturity corresponding to the early thermocatalytic processes (the initial oil window stage) and therefore was able to generate liquid and gaseous hydrocarbons. The comparison of the decomposition temperatures of the organic matter from the Rock-Eval and TG analyses allowed us to conclude that both measurements correlate well and can be equally used to assess the level of thermal transformations of organic matter.

Analizy mikroskopowe materii organicznej mają kluczowe znaczenie w analizie systemów naftowych i poszukiwaniach złóż węglowodorów. Informacje o składzie macerałowym oraz stopniu zaawansowania przemian termicznych są nieodzowne w typowaniu perspektywicznych rejonów poszukiwawczych, modelowaniu procesów generacji oraz we wszelkiego typu aspektach geologicznych, w których skały macierzyste pełnią priorytetową rolę. Przeanalizowano skład macerałowy i dojrzałość rozproszonej materii organicznej w wybranych wydzieleniach litostratygraficznych jednostki dukielskiej. Materiał badawczy stanowiło 50 próbek, pobranych z 23 odsłonięć. Próbki pochodziły z warstw inoceramowych, hieroglifowych, menilitowych i krośnieńskich oraz z łupków pstrych i warstw z Majdanu. Zasadnicza część badań obejmowała obserwacje mikroskopowe w świetle odbitym i UV, a także pomiary refleksyjności witrynitu. W celu pełniejszej interpretacji, w przypadku części próbek wykonano pirolizę Rock-Eval. Skład materii organicznej pod kątem jakościowym wydaje się zbliżony – najczęściej obserwuje się zarówno macerały z grupy witrynitu, jak i liptynitu i inertynitu. Ewentualne różnice uwypuklają się w proporcjach pomiędzy udziałem macerałów z tych grup. W obrębie grupy witrynitu wyróżniono większe fragmenty kolotelinitu (>10 µm) oraz mniejsze witrodetrynitu (<10 µm). Grupa macerałów liptynitu zdominowana jest przez alginit, rzadziej natomiast obserwuje się bituminit, liptodetrynit, sporynit i kutynit. Macerały z grupy inertynitu to najczęściej pokruszone fragmenty semifuzynitu oraz fuzynitu oraz drobniejszy inertodetrynit. Dodatkowo w pojedynczych próbkach obecne są stałe bituminy, czasem mogące wykazywać zjawisko fluorescencji. Udział materii organicznej (parametr TOC) jest bardzo zróżnicowany – od <1% do 9%. Ze względu na zasobność w materię organiczną przebadane skały podzielono na skały o niskim (łupki pstre, warstwy z Majdanu, warstwy hieroglifowe), średnim (warstwy inoceramowe), wysokim (warstwy menilitowe) i zmiennym (warstwy krośnieńskie) TOC. Przebadane próbki wykazują również zróżnicowanie w proporcjach grup macerałów, charakteryzując się zarówno dominacją materiału witrynitowo-inertynitowego (warstwy inoceramowe i warstwy z Majdanu), jak też materiału witrynitowego (warstwy hieroglifowe), a także liptynitowego lub witrynitowo-liptynitowego (warstwy menilitowe). Przebadana materia organiczna znajduje się na różnym stopniu przeobrażeń termicznych – od fazy niedojrzałej po późne „okno ropne”. Wydaje się, że w ujęciu regionalnym stopień dojrzałości rośnie w kierunku południowym i południowo-wschodnim.