محیط رسوبی، کانی های رسی و دیاژنز سازند گورپی در برش نمونه و میدان نفتی زیلایی (چاه های شماره 5 و 8)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران.

2 دانشگاه شهید بهشتی تهران، دانشکده علوم زمین، تهران ایران

3 شرکت ملی نفت مناطق نفت خیز جنوب، اداره زمین‌شناسی بنیانی، اهواز، ایران

چکیده

مطالعات صحرایی، کلسی‌متری و بررسی­های میکروسکوپی بر روی برش نمونه سازند گورپی و سنگ‌نگاری خرده­های حفاری این سازند در میدان نفتی زیلایی (چاه­های شماره 5 و 8)  سبب تفکیک دو بخش کربناته و دو بخش دو رگه (اغلب مارن و در تعداد معدودی از نمونه­ها مارن رسی) در این سازند شد. با توجه به رخساره­های میکروسکوپی موجود در بخش‌های کربناته، محیط دریای باز از یک رمپ کربناته را می­توان به این سازند نسبت داد. همچنین، به دلیل وجود گلوکونیت و فسفات  درجازا و پیریت فرومبوییدال اولیه برای محیط رسوبی این سازند، شرایط احیایی را می­توان متصور بود. تجزیه XRD و SEM  نمونه­های مربوط به مارن­های رسی، گویای حضور کوارتز تخریبی در بخش مارن پایینی و افزون بر آن، کانی­های رسی ایلیت، کلریت از منشأ تخریبی و اسمکتیت از منشأ دیاژنزی و به احتمال تخریبی، در بخش مارن بالایی است. حضور همزمان این کانی­ها و نبود کائولینیت بیانگر شرایط آب و هوایی معتدل، طی ته­نشست مارن بالایی است. همچنین تجزیه و تحلیل نیمه کمی داده­های XRD حاکی از افزایش اسمکتیت و کاهش ایلیت به سمت رأس سازند است که می­تواند ناشی از گرم شدن نسبی آب و هوا و نیز ژرف‌تر شدن حوضه رسوبی باشد. با توجه به ژرف بودن حوضه رسوبی فرایندهای دیاژنزی محدودی نیز در این سازند روی داده است که عمده‌ترین آن سیمانی شدن، آهن­دار شدن و شکستگی­های موجود در سازند است. تصاویر SEM گویای حضور دیاژنزی کانی اسمکتیت در دو نمونه بالای محدوده زمانی کرتاسه بالایی است که می­تواند ناشی از تبادل بین سیال‌های با کانی­های مافیک و دیگر کانی­های رسی مانند اسمکتیت تخریبی، ایلیت و ... باشد. نبود اسمکتیت دیاژنزی در دو نمونه مربوط به پالئوسن، می­تواند ناشی از تغییر در شرایط حوضه رسوبگذاری در بالا و پایین مرز کرتاسه- ترشیری باشد. بررسی میزان Th و K و همچنین نسبت این دو در لاگ NGS مربوط به چاه شماره 8  میدان نفتی زیلایی بیانگر حضور کانی­های رسی مونت­موریلونیت و ایلیت در این چاه است. 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Sedimentary Environment, Clay Minerals and Diagenesis of Pabdeh Formation in its Type Section and Ziloee Oil Field (well No. 5 and well No. 8)

نویسندگان [English]

  • M. Hosseini-Barzi 1
  • M. Houshyar 2
  • H. Ghalavand 3
1 Faculty of Earth sciences, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
2 Faculty of Earth Sciences, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran.
3 National Iranian South Oil Company, Department of Geology, Ahvaz, Iran.
چکیده [English]

Field study, calcimetery and petrography of thin sections from Gurpi type section and petrography of cuttings from Ziloee oil field (well No. 5 and well No. 8) represent two carbonate members and two hybrid (mostly marl and in a few samples clay marl) members in these deposits. Microfacies analysis of the carbonate members implies 2 microfacies belong to open sea of a carbonate ramp model. Moreover, authigenic glauconite and phosphate and framboidal pyrite propose deposition of these sediments in an anoxic condition. XRD and SEM analysis of marl members provide existence of illite and chlorite as clay minerals by certain detrital source and smectite by digenetic and probability detrial source in the upper marl member and existence of quartz in lower member. Coexistence of these minerals proposes a temperate climate during deposition of the upper marl member. Semi-quantitative analysis of XRD data represents descending trend for relative amounts of illite and ascending trend for smectite during deposition of upper marl member of Gurpi Formation which implies deepening of the sedimentary basin and relative climate warming. The digenetic processes in these deep marine deposits are limited to cementation, illitization, hematization and fracturing. Moreover, studying SEM images evident autogenetic origin of smectite in two samples from upper cretaceous (under K/T boundary) which can form during fluid exchange with mafic minerals and/or detrial clay minerals such as detrial smectite, illite. The absence of digenetic smectite in two samples from Paleocene (over K/T boundary) can be related to change in basin condition in Zagros basin, this period of time. Also, studying relative abundance of K and Th in NGS logs of well number 8 in Ziloee oil field shows that clay minerals in this formation are illite and montmorillonite.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Clay minerals
  • Gurpi Formation
  • Digenesis
  • XRD
  • SEM
  • NGS log

اسدی مهماندوستی، ا.، 1384-  ژئوشیمی و دیاژنز سازند ایلام در میادین نفتی آب تیمور و منصوری و رخنمون تنگ رشید کوه پیون، منطقه ایذه، رساله کارشناسی ارشد زمین‌شناسی، گرایش رسوب­شناسی و سنگ­­شناسی رسوبی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی تهران، 190 صفحه.

علی­نژاد کردی، ر.، 1386- سنگ­شناسی رسوبی شیل و مارن­های سازند پابده در مقطع تیپ و در میدان نفتی کوپال (چاه­های شماره 12 و 38)، رساله کارشناسی ارشد زمین‌شناسی، گرایش رسوب­شناسی و سنگ­های رسوبی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی تهران، 141 صفحه.

غبیشاوی، ع.، رحمانی، ع.، چهارده­چریک، غ.­ر. و ناصری، ن.، 1385- چینه­نگاری‌سکانسی و محیط رسوبی سازندهای ایلام و سروک در میدان نفتی آب­تیمور، مجموعه مقالات بیست و پنجمین گردهمایی علوم زمین، تهران، صفحه 310.

قلاوند، ه.، شمیرانی، ا.، صادقی، ع.، آدابی، ح. و امینی، ع.، 1385- مطالعه میکروفاسیس­ها و محیط رسوبی سازند ایلام، مجموعه مقالات بیست و پنجمین گردهمایی علوم زمین، تهران، صفحه 303.

محسنی، ح.، 1382- محیط رسوبی و دیاژنز سازند پابده در فروافتادگی دزفول شمالی، رساله دکترا زمین­شناسی، گرایش رسوب­شناسی و سنگ­شناسی رسوبی، دانشکدۀ علوم، دانشگاه تهران، 185 صفحه.

مطیعی، ه.، 1372- زمین‌شناسی ایران، چینه‌شناسی زاگرس، طرح تدوین کتاب، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور، 536 صفحه.

 

References

Adatte, T., Keller, G., Stinnesbeck., W., 2002- Late Cretaceous to early Paleocene climate and sea-level fluctuations: the Tunisian record. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 178, pp.165-196.

Allen, R.E., 2002- Role of diffusion- precipitation reactions in authigenic pyritization. Chemical Geology. 182, pp. 461-472.

Allman, M., Lawrence, D.F., 1972- Geological Laboratory Techniques. Blandfoord, London, 335 p.

Belzunce-Segarra, M.J., Wilson, M.J., Fraser, A.R., Lachowski, E., Duthie, D.M.L., 2002- Clay mineralogy of Galician coastal and oceanic surface sediments: contributions from terrigenous and authigenic source. Clay Minerals, 37, pp. 23-37.

Chamley, H., 1989- Clay sedimentology: Speringer-Verlag Berlin Hideberg New York, 623 p.

Deconink, J.F., Amedro, F., Baudin, F., Godet, A., Pellenard, P., Robaszynski, F., Zimmerlin, I., 2005- Late Cretaceous palaeoenvironments expressed by the clay mineralogy of Cenomanian–Campanian chalks from the east of the Paris Basin. Journal of Cretaceous Research, 26, pp. 171-179.

Dickson, J.A.D., 1965- A modified staining technique for carbonates in thin section. Nature, 205, pp. 587.

Dunham, R.J., 1962- Classification of carbonate rocks according to depositional texture. American Association of Petroleum Geologists, Memoir 1, pp. 108-121.

El-ghali, M.A.K., Mansurbeg, H., Sadoon, M.I. Al-Asm and Ramseyer, K., 2006- Distribution of diagenetic alterations in glaciogenic sandstones within a depositional facies and sequence stratigraphic framework: evidence from Upper Ordovician of Mursuq basin, SW Libya. Sedimentary Geology. 190. 323-351.

Flugel, E., 2004- Microfacioes of Carbonate Rocks, Analysis, Interpretation and Application, Springer-Verlag Berlin Heidelberg. 976 p.

Garcia-Romero, E., Vegas, J., Baldonedo, J.L., Marfil, R., 2005- Clay minerals as alteration product in basaltic volcaniclastic deposit of La Palma (Canary Islands, Spain). Sedimentary Geology, 174, pp. 237-253.

Grassman, R.B. and Milet, J.C., 1961- Carbonate removal from soils by a modification of the acetate buffer method: Journal of Soil, 25, pp. 325-326.

Hart, M.B., 1980- A water depth model for the evolution of the planktonic  Foraminiferida. Nature, 286, pp. 252-254.

James, G.A., Wynd, G.G., 1965- Stratigraphic Nomenclature of Iranian Oil Consortium Agreement Area, American Association of Petroleum Geologists, 49, pp. 2182-2245.

Jeong, G.Y., Yoon, H.I., Lee, S.Y., 2004- Chemistry and microstructures of clay particles in smectite-rich shelf sediments, South Shetlands, Antarctica. Marine Geology, 209, pp. 19-30.

Keller, G., Li, L., MacLeod, N., 1996- The Cretaceous/ Tertiary boundary stratotype section at Elkef, Tunisia: How catastrophic was the mass extinction? Palaeogeography, Palaeoclimatology,  Palaeoecology, 19, pp. 221-254.

Khormali, F., Abtahi, A., Owliaie, H.R., 2005- Late Mesozoic- Cenozoic clay of southern Iran and their palaeoclimatic implications. Clay Minerals, 40, pp. 191-203.

Kunze, C.W., 1965- Pretreatment for mineralogical analysis, in: Methods of soil analysis, Black C.A et al. Amer. Soc. of Agronomy mc. pp. 568-577.

Lee, Y.I., Klein, G.D., 1986- Diagenesis of sandstone in the back- arc basins of the western Pacific Ocean. Sedimentology, 33, pp. 651-675.

Li, L., Keller, G., Adatte, T., Stinnesbeck, W., 2000- Late Cretaceous sea Level change in Tunisia: A multi-disciplinary approach. Journal of Geological Society of London, 157, pp. 447-458.

Mehra, O.P., Jackson, M.L., 1960- Iron  oxid removal from soils and clay by a dithionitic – citrate system buffered with bicarbonate. Clays and Clay Minerals, 7, pp. 313-325.

Meunier, A., 2005- Clays: Springer Berlin Heidelberg New York, 472 p.

Mondshine, T.C., Kercheville, J.D., 1966- Successful Gumbo-shale Drilling, Journal of The Oil and Gas, 64, pp. 194.

Moore, D., Reynolds, R.C., 1989- X-Ray diffraction and the identification and analysis of Clay minerals. New York, 332p.

Net, I.L., Alonso, M.S., Limarino, C.O., 2002- Source rock and environmental control on clay mineral associations, Lower Section of Paganzo Group (Carboniferous), Northwest Argentina. Sedimentary Geology, 152, pp. 183-199.

Ortega-Huertas, M., Martinez-Ruiz, F., Palomo, I., Chamley, H., 2002- Review of the mineralogy of the Cretaceous-Tertiary boundary clay: Evidence supporting a major extraterrestrial catastrophic event. Clay Minerals, 37, pp. 395-411.

Pardo, A., Adatte, T., Keller, G., Oberhansli, H., 1999- Paleoenvironmental change across the Cretaceous-Tertiary boundary at Koshak, Kazakhstan, based on planktic foraminifera and clay mineralogy. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 154, pp. 247-273.

Pettijohn, F.J., Potter, P.E., Siever, R., 1975- Sedimentary Rocks Harper and Row, New York. 628 p.

Postuma, J.A., 1971- Manual of Planktonic Foraminifera: Amsterdam (Elsevier), 420pp.

Robert, C., Diester-Haass, L., Paturel, J., 2005- Clay mineral assemblages, siliciclastic input and paleoproductivity at ODP Site 1085 off Southwest: A late Miocene-early Pliocene history of Orange river discharges and Benguela current activity, and their relation to global sea level change. Marine Geology, 216, pp. 221-238.

Schlumberger, 1988- Log interpretation charts, Houston, Texas.

Schnyder, J., Ruffeii, A., Deconinck, J.F., Baudin, F., 2006- Conjunctive use of spectral gamma-ray Logs and clay mineralogy in defining late Jurassic-early Cretaceous palaeoclimate change(Dorset, U.K.).Palaeogeography, Palaeoclimatology,Palaeoecology,229, pp. 303-320.

Serra, O., 1984- Fundamentals of  well-log interpretation, 1. The acquisition of logging data, Elsvier Sience publisher B.V.

Setti, M., Marinoni, L., Lopez-galindo, A., 2004- Mineralogical and geochemical characteristic (major, minor, trace elements and REE) of detrial and authigenic clay minerals in a Cenozoic sequence from Ross Sea, Antarctica. Clay Minerals, 39, pp. 405-421.

Skelton, P., 2003- The cretaceous world. Cambridge University Press, 360 p.

Stuben, D., Kramar, U., Berner, Z., Stinnesbeck, W., Keller, G., Adatte, T., 2002- Trace elements, stable isotopes, and mineralogy the Elles П K-T boundary section in Tunisia: indications sea level fluctuations and primary productivity. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 178, pp. 321-345.

Tucker, M.E., 2001- Sedimentary Petrology: an introduction to the origion of sedimentary rocks: Blackwell, Scientific Publication, London, 260 p.

Vail, P.R., Mitchem, R.M., Thmpson, S., 1977- Seismic stratigraphy and global change of sea-level. In: C. E. Payton (Ed.), Seismic stratigraphy-applications to hydrocarbon exploration. American Association of Petroleum Geologist, Memoir 26, pp. 83-97. 

Velde, B., 1992- Introduction to clay mineral. Chapman & Hall, New York, 198 p.

Walker, G.F., 1957- On the differentiation of vermiculites and smectites. Clays and Clay minerals, 3, pp. 154-163.

Watanaba, T., Shinya, F., Kosaki, T., 2006- Clay mineralogy and relationship to soil solution composition soils from different weathering environments of humid Asia: Japan, Thailand and Indonesia. Geoderma, 136, pp. 51-63. 

Weaver, C.E., 1989- Clays, Muds, and Shales: Development in Sedimentology 44; Elsevier, Scientific Publication, 819 p.

Weir, D.L., Ormerod, E.C., Ei-Mansey, M.L., 1975- Clay mineralogy of sediment of western Nile Delta: Journal of clay mineralogy 10, pp. 369-386.

Whitting, L.D., 1965- X-Ray diffraction techniques for mineral identification and mineralogical composition. In: Methods of Soil Analysis, Black C.A. et al, Amer. Soc. of Agronomy mc. Pub Madison, Wiscansin. USA, pp. 671-698.