Author： Abid Iftikhar A Hesse Reinhard Harper John D
Publisher： NRC Research Press
ISSN： 1480-3313
Source： Canadian Journal of Earth Sciences, Vol.41, Iss.4, 2004-04, pp. : 401-429
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Abstract
Mixed-layer illite/smectite (I/S) clays were analyzed from 22 deep exploration wells from the Jeanne d'Arc Basin on the Grand Banks offshore Newfoundland, the host of large commercial hydrocarbon accumulations discovered in the last two and a half decades. The fine fraction of the clays (<0.1 µm) consists mainly of mixed-layer I/S with minor amounts of kaolinite, illite, and chlorite. Smectite and (or) smectite-rich I/S clays were supplied to the Jeanne d'Arc Basin from Upper Jurassic to Tertiary times. Smectite-rich I/S clays occur only in shallow samples irrespective of geologic age. The proportion of illite in I/S mixed-layers, as well as the degree of ordering, increase with depth and temperature indicating that smectite-rich I/S clays have been progressively illitized in both rift and post-rift sediments of the Jeanne d'Arc Basin during burial. The transition from random to R1-ordered I/S occurs between subsurface depths of 1940 and 3720 m and crosses major stratigraphic boundaries. The transition from R1- to R3-ordered I/S generally occurs below 4000 m depth. Variable shapes of I/S depth profiles reflect the influence of temperature, fluid migration, subsidence history, basin structure, lithology, and salt diapirism on I/S diagenesis. Based on these variations, the basin can be subdivided into 4 regions with different illitization gradients. In the Southern Jeanne d'Ac Basin, advanced I/S diagenesis probably reflects uplift and denudation and (or) higher paleogeothermal gradients. Rapid increase of percent illite in I/S with depth in the Trans-Basinal Fault area is most likely controlled by upward flow of hot, K+-bearing fluids along faults. The migration of hydrocarbons probably followed the same pathways as the illitizing fluids. Delayed illitization in the Northern Jeanne d'Arc Basin and Central Ridge area reflects insufficient K+ supply because of a lack of detrital K-feldspar in the host sediment, the absence of faulting, and the presence of thick shale intervals. These findings show that I/S depth profiles may vary within the same sedimentary basin due to a variety of geological factors. Single wells generally cannot be considered representative for the basin as a whole.Des argiles interstratifiées illite/smectite (I/S) provenant de 22 puits d'exploration profonds du bassin Jeanne d'Arc au large des Grands Bancs de Terre-Neuve ont été analysées; ce bassin contient de grandes accumulations commerciales d'hydrocarbures découvertes au cours des derniers 25 ans. La fraction fine des argiles, (<0,1 µm) comprend surtout des couches interstratifiées I/S et des quantités moindres de kaolinite, d'illite et de chlorite. Des argiles à smectite et/ou I/S riches en smectite ont été amenées au bassin Jeanne d'Arc à partir du Jurassique supérieur jusqu'au Tertiaire. Les argiles I/S riches en smectite ne se retrouvent que dans des échantillons à faible profondeur, peu importe l'âge géologique. La proportion d'illite dans les argiles I/S à couches interstratifiées ainsi que le degré d'ordonnancement augmentent avec la profondeur et la température, indiquant que les argiles I/S riches en smectite ont été progressivement illitisées dans les sédiments de fosse de distension et d'après fosse du bassin Jeanne d'Arc au cours de l'enfouissement. La transition I/S d'aléatoire à premier ordre a lieu à des profondeurs sous la surface de 1940 à 3720 m et traverse de grandes limites stratigraphiques. La transition I/S d'ordre R1 à R3 a généralement lieu à des profondeurs de plus de 4000 m. Les formes variables des profils de I/S en fonction de la profondeur reflètent l'influence de la température, de la migration des fluides, de l'historique de la subsidence, de la structure du bassin, de la lithologie et du diapirisme du sel sur la genèse de I/S. En se basant sur ces variations, le bassin peut être subdivisé en quatre régions ayant des gradients d'illitisation différents. Dans le bassin Jeanne d'Arc du Sud, la diagenèse avancée I/S est probablement le reflet du rehaussement et de la dénudation et/ou de gradients paléogéothermaux plus élevés. L'augmentation rapide du pourcentage d'illite dans I/S avec la profondeur dans la région de la faille trans-bassin est fort probablement contrôlée par la migration vers le haut, le long des failles, de fluides chauds portant des ions K+. La migration des hydrocarbures a probablement suivi les mêmes chemins que les fluides causant l'illitisation. Une illitisation retardée dans le bassin Jeanne d'Arc du Nord et dans la chaîne centrale reflète une insuffisance de l'apport K+, causée par un manque de feldspath-K détritique dans le sédiment hôte, l'absence de failles et la présence d'épais intervalles de schiste. Ces découvertes montrent que les profils I/S en fonction de la profondeur peuvent varier à l'intérieur d'un même bassin sédimentaire en raison d'une variété de facteurs géologiques. Des puits uniques ne peuvent généralement pas être considérés représentatifs du bassin en entier.[Traduit par la Rédaction]
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