نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دکتری رسوب شناسی، شرکت ملی مناطق نفت‌خیز جنوب، اهواز، ایران
2 استاد گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
3 دکتری رسوب‌شناسی، گروه حوضه‌های رسوبی و نفت، دانشکدۀ علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
چکیده
کلیدواژه‌ها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Abstract
The Oligocene–Miocene Asmari reservoir is dominated by heterogeneity in various aspects, especially porosity and permeability caused mainly by dolomitization. The Asmari Formation has been deposited along a homoclinal ramp-type platform with a gentle slope divisible into an inner ramp, mid ramp, outer ramp and basinal settings. The distribution of dolomite through the Asmari carbonate platform in the Shadegan Oil Field is not uniform nor is it random. All 12 facies associations are variably affected by dolomitization and have influenced reservoir quality. Inner ramp facies associations are the most dolomitized while, the mid- and outer ramp facies associations are moderate to least dolomitized intervals. Six third-order depositional sequences were recognized within the Oligo–Miocene succession. They are bounded by sequence boundaries (SB) with significant evidence of subaerial exposure, diagenetic alteration, oxidizing conditions, and an abrupt change in facies or facies bathymetry. The stratigraphic distribution of facies associations proves more dolomite percent is formed near the sequence boundary as well as in the high stand system tract (HST) deposits. The main dolomitization model of the Asmari carbonate platform is seepage-reflux. Thus, the highest dolomite percentages occur near the sequence boundary when the sea level was low in the shoreface facies (inner ramp), the lowest percentage and dominant fabric destructive dolomite in the offshore facies, and fabric selective dolomite near the maximum flooding surface (MFS) due to the slow rate of dolomitization and low volume of dolomitizing fluids.
Keywords: Dolomitization models, Seepage-reflux, Sequence stratigraphy, Asmari Formation, Oligocene–Miocene.
Introduction
Dolomitization can affect the reservoir quality of carbonate platforms in both constructive and destructive ways, and according to the model and time of dolomitization, it can lead to an increase or decrease in the porosity and permeability of the reservoir (Rahimpour-Bonab et al. 2010). Dolomitization affected more than 90% of the studied Asmari reservoir sequence. As such, it has played the principal role in shaping the spatial pore space architecture, flow capacity and heterogeneity of the final Asmari reservoir quality (Aqrawi et al. 2006; Fallah-Bagtash et al. 2022; Omidpour et al. 2022). The Oligo–Miocene carbonates of the Asmari Formation form the giant reservoirs in the southwestern fields of Iran, including the Shadegan Oil Field in the Dezful Embayment (Aqrawi et al. 2006). In this formation, the best reservoir units occur within the dolomitized intervals. Therefore, in the Asmari reservoir with poor primary reservoir properties, dolomitization enhanced reservoir quality (Aqrawi et al. 2006; Noorian et al. 2020; 2021; Khazaie et al. 2022; Fallah-Bagtsh et al. 2022).
The Asmari Formation has been the subject of many studies, including facies changes and sedimentary environment, paleoenvironmental and sequence stratigraphic reconstruction, investigation of diagenetic processes and reservoir quality in the Zagros Basin (Ehrenberg et al. 2007; Van Buchem et al. 2010; Khodaveisi et al. 2014; Adabi et al. 2016; Noorian et al. 2022; Omidpour and Fallah-Bagtash 2022; Fallah-Bagtash et al. 2021; 2022; Omidpour et al. 2021; 2022; 2023; Ahmadi et al. 2023). These carbonates were deposited in shallow facies belts along a carbonate ramp platform (Fallah-Bagtash et al. 2021; 2022; Omidpour et al. 2021; 2022). Based on previous studies, the age of this formation is Oligocene (Rupelian) to Early Miocene (Burdigalian) in different parts of the Zagros Basin (Ehrenberg et al. 2007; Laursen et al. 2009). According to biostratigraphic studies, the Asmari Formation in the Shadegan Oil Field has been deposited from Oligocene (Chattian) to Lower Miocene (Aquitanian–Burdigalian) (Omidpour et al. 2021).
Due to the importance of the Asmari Formation as a most known reservoir in the Zagros region, especially in the Dezful Embayment, and considering the role of dolomitization in the reservoir quality of carbonate reservoirs, a well in the Shadegan Oil Field has been subjected to detailed sedimentology and sequence stratigraphy studies. The present study aims at investigatin the depositional history, the effect of dolomitization on the facies and depositional sequences of the Asmari Formation, and finally the relationship between relative sea level changes and dolomitization in the Asmari carbonate platform.
Material & Methods
The present study is based on a petrographic analysis of 524 thin sections from core samples of SG-11 well drilled in the Asmari Formation at Shadegan Oil Field. All thin sections were stained with potassium ferricyanide and Alizarin Red-S to distinguish calcite and dolomite minerals (Dickson 1965). Carbonates were classified based on the schemes of Dunham (1962) and Embry and Klovan (1971). Facies analysis and interpretation of the depositional environment were performed using the standard microfacies classification by Wilson (1975), Burchette and Wright (1992), and Flügel (2010). Sequence stratigraphic interpretations of the Asmari Formation were based on Hunt and Tucker (1993) method. Stratal surfaces have been identified according to the changes in lithofacies, fossils and their position relative to each other during the interval, and finally petrophysical logs such as gamma log (SGR and CGR) along these surfaces.
Discussion of Results & Conclusion
The Asmari reservoir with Oligocene (Chattian) –Miocene (Aquitanian–Burdigalian) age in Shadegan Oil Field with a thickness of 363 meters, includes limestones with interlayers of dolostones, sandstones, shales and evaporites. The detailed thin-section analysis of the carbonate samples resulted in the distinction of 26 carbonate-evaporate microfacies types and 12 facies associations in the studied successions. The Oligocene–Miocene succession was deposited along a homoclinal carbonate ramp setting within inner, mid, and outer ramp, and basin sub-environments.
The distribution of dolomite through the facies and depositional sequences of the Oligocene–Miocene succession and the lateral and vertical heterogeneity in the percentage of dolomite indicate that the carbonate platform of the Asmari reservoir has undergone multiple dolomitization, which can be arranged into five dolomitization models from near surface to deep burial settings.
The distribution of dolomite through the Oligocene–Miocene succession in the Shadegan Oil Field is not uniform nor is it random. All 12 facies associations are variably affected by dolomitization and have influenced reservoir quality. Inner ramp facies associations are the most dolomitized. Mid- and outer ramp facies associations are moderate to least dolomitized intervals. In turn, the stratigraphic distribution of these facies associations proves more dolomite percent was formed near the sequence boundary as well as in HST deposits.
Thin-layered sabkha dolomites are formed at or just below the sediment-water interface in mud-supported facies soon after deposition or during shallow burial. The matrix dolomites (medium to coarse crystalline dolomites) are the most abundant type of dolomites which were formed during the intermediate burial stages of the Asmari succession. These dolomites formed from warmer and more saline basinal fluids and/or from the dissolution of high-magnesium calcite or earlier dolomites, or recrystallization of fine crystalline dolomites. The very coarse crystalline dolomites and other dolomites associated with the shaley facies, formed in a deeper burial setting by hydrothermal processes, utilizing hot and slightly-saline fluids that were affected by brine enrichment.
Investigation of the relationship between relative sea level changes and dolomitization in carbonate platform shows that towards the sequence boundaries (near shoreface facies), due to the large volume of dolomitizing fluids and high nucleation rate, the dolomitization rate is high, leading to a relatively small dolomite crystals size. On the other hand, toward the MFS (the offshore facies), the dolomitization rate is slowed due to the low volume of dolomitizing fluids and slow nucleation rate, resulting in relatively coarser dolomite crystal sizes.
کلیدواژه‌ها [English]
مقدمه
فرآیند دولومیت‌شدن به دو صورت سازنده و مخرب، کیفیت مخزنی پلتفرمهای کربناته را تحت تأثیر قرار می‌دهد و با توجه به نحوه و زمان دولومیتی‌شدن، به افزایش یا کاهش تخلخل و تراوایی مخزن منجر می‌شود (Rahimpour-Bonab et al. 2010). دولومیتی‌شدن بیش از 90% از توالی مخزن آسماری را تحت تأثیر قرار داده و درنتیجه نقش اصلی در شکل‌گیری ساختار فضاهای منفذی، ظرفیت جریان نهایی و ناهمگنی مخزن آسماری بازی کرده است (Aqrawi et al. 2006; Fallah-Bagtash et al. 2022; Omidpour et al. 2022). کربناتهای سازند آسماری با سن الیگو-میوسن بخش عمدۀ مخازن میدان‌های جنوب غرب ایران، از‌جمله میدان نفتی شادگان را در فروافتادگی دزفول تشکیل می‌دهند (Aqrawi et al. 2006). در این سازند، بهترین واحدهای مخزنی در توالی‌های دولومیتی‌شده تشکیل شده است؛ بنابراین فرآیند دیاژنتیکی دولومیتی‌شدن در سازند آسماری، با وجود تخلخل اولیۀ کم آن، موجب بهبود کیفیت مخزنی این سازند شده است (Aqrawi et al. 2006; Noorian et al. 2020; 2021; Khazaie et al. 2022; Fallah-Bagtsh et al. 2022).
سازند آسماری از جنبههای مختلف، شامل تغییرات رخسارهای و محیط رسوبی، چینه‌نگاری سکانسی، ژئوشیمی رسوبی، بررسی فرآیندهای دیاژنزی و مطالعات کیفیت مخزنی در حوضۀ زاگرس مطالعه و بررسی شده است (Ehrenberg et al. 2007; Van Buchem et al. 2010; Khodaveisi et al. 2014; Adabi et al. 2016; Noorian et al. 2022; Omidpour and Fallah-Bagtash 2022; Fallah-Bagtash et al. 2021; 2022; Omidpour et al. 2021; 2022; 2023; Ahmadi et al. 2023). این کربناتها در کمربندهای رخسارهای کم‌ژرفا در امتداد یک رمپ کربناته نهشته شده‌اند (Fallah-Bagtash et al. 2021; 2022; Omidpour et al. 2021; 2022). سن این سازند براساس مطالعات گسترده، از الیگوسن (روپلین) تا میوسن زیرین (بوردیگالین) در بخشهای مختلف حوضۀ زاگرس در نظر گرفته شده است (Ehrenberg et al. 2007; Laursen et al. 2009). براساس مطالعات بیواستراتیگرافی، سن توالی رسوبی سازند آسماری در میدان نفتی شادگان، الیگوسن (شاتین) تا میوسن زیرین (آکیتانین - بوردیگالین) تعیین شده است (Omidpour et al. 2021).
با توجه به اهمیت مخزنی سازند آسماری در حوضۀ رسوبی زاگرس، به‌ویژه فروافتادگی دزفول و با در نظر گرفتن نقش تغییرات دیاژنتیکی، به‌ویژه دولومیتی‌شدن در کیفیت مخزنی مخازن کربناته و به‌منظور تکمیل زنجیرۀ مطالعۀ این سازند در این حوضه و درک بهتر از جایگاه رسوبات سازند آسماری در جغرافیای دیرینۀ زاگرس، یک حلقه چاه در میدان نفتی شادگان به‌صورت دقیق و ازنظر رسوب‌شناسی و چینه‌نگاری سکانسی مطالعه شده است؛ بنابراین این تحقیق به‌منظور بررسی تاریخچۀ رسوب‌گذاری و پس از رسوب‌گذاری، تأثیر دولومیتی‌شدن در رخسارهها و سکانس‌های رسوبی سازند آسماری و در‌نهایت بررسی ارتباط بین تغییرات نسبی سطح آب دریا و دولومیتی‌شدن در پلتفرم کربناتۀ آسماری انجام شده است.
زمین‌شناسی و موقعیت جغرافیایی میدان نفتی شادگان
میدان نفتی شادگان در جنوب غرب فروافتادگی دزفول، حوضۀ زاگرس قرار دارد (شکل 1). این میدان ازنظر ساختار زمین‌شناسی یک تاقدیس متقارن با ابعادی به طول 5/23 کیلومتر و عرض 5/6 کیلومتر در افق سازند آسماری است، به‌طوری که با دو ناودیس از میدان‌های مارون و منصوری و همچنین با دو فروافتادگی زین‌مانند از میدان‌های اهواز و رامشیر جدا می‌شود (شکل 1). تقریباً 8درصد نفت تولیدی جهان و 80درصد نفت تولیدی ایران، در ناحیۀ فروافتادگی دزفول با مساحت نسبتاً کم (حدود 40000 کیلومتر مربع) رخ می‌دهد (Bordenave and Hegre 2010). سازند آسماری در این میدان ضخامتی بین 202 تا 9/363 متر دارد. ضخامت این سازند در چاه مطالعه‌شده (شمارۀ 11) حدود 9/363 است که مغزه گیری این چاه به‌صورت کامل (full core) انجام شده است و کل ضخامت آسماری را پوشش می‌دهد. مخزن آسماری در این میدان از‌لحاظ لیتولوژی به‌طور عمده از آهک‌های کرم تا قهوهایرنگ و دولوستونهای متخلخل در تناوب با شیلها و ماسهسنگها تشکیل شده است. ماسهسنگها به‌همراه سنگ‌های آهکی، اصلیترین لیتوفاسیسهای سیلیسی آواری تشکیل‌دهندۀ سازند آسماری در میدان شادگان‌اند. ضخامت ماسهسنگهای سازند آسماری در این میدان حدود 110 متر است. این سنگها متشکل از انواع ماسه‌سنگ، ماسه‌سنگ حاوی رس، ماسه‌سنگ آهکی و ماسه‌سنگ دولومیتی است. سازند آسماری به‌صورت هم‌شیب با رسوبات تبخیری سازند گچساران پوشیده شده است و مرز زیرین آن با رسوبات مارلی و شیلی سازند پابده نیز، به‌صورت هم‌شیب است (شکل 2).
شکل 1- موقعیت میدان نفتی شادگان در فروافتادگی دزفول
Fig 1- The location map of the Shadegan Oil Field in Dezful Embayment
روش کار و شیوۀ انجام مطالعه
این مطالعه براساس نتایج حاصل از مطالعات پتروگرافی 524 مقطع نازک تهیهشده از مغزه‌های حفاری چاه شمارۀ 11 میدان نفتی شادگان انجام شده است. کلیۀ مقاطع نازک میکروسکوپی با محلول آلیزارین قرمز و فروسیانید پتاسیم به‌منظور تشخیص کانی کلسیت از دولومیت به روش دیکسون (1965) رنگ‌آمیزی شد. برای مطالعۀ سنگ‌آهک‌ها از طبقه‌بندی دانهام (Dunham 1962) و امبری و کلوان (Embry and Klovan 1971) و در توصیف میکروفاسیس‌ها و تعیین محیط رسوبی از تقسیم‌بندی فلوگل (Flügel 2010)، بورچت و رایت (Burchette and Wright 1992) و ویلسون (Wilson 1975) استفاده شده است. در مطالعۀ چینه‌نگاری سکانسی از روش تاکر و هانت (Hunt and Tucker 1993) استفاده شد. تشخیص سطوح لایه‌بندی با توجه به تغییرات مجموعه لیتوفاسیسهای شناسایی‌شده، فسیل‌ها و وضعیت قرارگیری آنها نسبت‌به هم در طول توالی و در‌نهایت لاگهای پتروفیزیکی از قبیل لاگ گاما (SGR و CGR)، در امتداد این سطوح انجام شده است.
بحث و تحلیل یافتههای پژوهش
مجموعه رخسارهای و محیط رسوبی سازند آسماری
مجموعه رخساره‌های سازند آسماری
مطالعۀ مغزه‌ها و مقاطع نازک تهیهشده از توالی رسوبی سازند آسماری در برش تحتالارضی میدان نفتی شادگان و همچنین بررسی اجزای اسکلتی، غیراسکلتی، بافت، عوارض دیاژنزی و ساختهای موجود، به شناسایی 26 ریزرخسارۀ کربناته منجر شد که براساس مطالعات پتروگرافی، رسوب‌شناسی و توزیع جانبی رخسارهها، در 12 مجموعه رخسارهای تقسیم‌بندی شده‌اند (cf. Omidpour et al. 2021). فرامینیفرهای بنتیک و پلانکتونیک مهم‌ترین اجزای اسکلتی اصلی تشکیل‌دهندۀ توالی رسوبی سازند آسماری‌اند؛ پس از آن کرینوئیدها، نرم‌تنان، مرجانها، جلبکهای قرمز و بریوزوئرها از اجزای مهم تشکیل‌دهندۀ این توالی با سن الیگوسن-میوسن‌اند. در میان اجزای غیراسکلتی به ترتیب پلوئیدها، اینتراکلستها و اائیدها فراوان‌ترین ترکیبات غیربیوژنیک تشکیل‌دهندۀ مجموعه رخساره‌های مطالعه‌شده‌اند. اسامی مجموعه رخساره‌های کربناتی، فرآیندهای دیاژنتیکی، زیرمحیط رسوبی و محیط رسوب‌گذاری مربوط به هر‌یک از آنها به ترتیب از رمپ داخلی (ساحل) به‌سمت حوضه، در جدول 1 و ستون سنگ چینهای سازند آسماری در چاه شمارۀ 11 میدان نفتی شادگان در شکل 2 ارائه شده است.
مدل رسوب‌گذاری
بررسی دقیق نمونههای مغزه، رخسارهها و مقایسۀ آنها با ریزرخسارههای استاندارد برای رسوبات کربناته، همراه با شواهد متعددی از قبیل (1) گسترش نسبی پهنۀ جزرومدی و (2) تغییر بسیار تدریجی و آهستۀ رخساره‌های مجاور هم به یکدیگر (Flügel 2010; Omidpour et al. 2021; Noorian et al. 2020; Fallah-Bagtash et al. 2022)؛ (3) گذر از زیرمحیط کم‌عمق تحت کنترل جزرومد به زیر محیط پشتۀ کربناتۀ ااییدی – بایوکلاستی با انرژی بالا، فراوانی بالای فرامینیفرهای منفذدار و بدون منفذ (Flügel 2010; Ahmad et al. 2006)؛ (4) گسترش رسوبات تبخیری در پهنۀ وسیعی از پلتفرم کربناته (نظیر ساحل جنوبی خلیج‌فارس) (Omidpour et al. 2023)؛ (5) وجودنداشتن ریفهای سدی بزرگ (Avarjani et al. 2015)؛ (6) شناسایی‌نشدن توربیدایتها و تمپستایتها (Rowlands et al. 2014) و (7) نبود ساختهای ریزشی (slump)، همگی نهشته‌شدن توالی رسوبی سازند آسماری را در امتداد یک رمپ کربناتۀ هموکلینال نشان می‌دهند (Omidpour et al. 2021). این رمپ کربناته از چهار کمربند رخسارۀ اصلی تشکیل شده است که شامل رمپ داخلی، میانی و بیرونی است و در انتها به محیط حوضه (basin) متصل می‌شود.
رخساره‌های کربناتۀ سازند آسماری در رمپ داخلی به شش مجموعه رخسارهای تقسیم میشوند که به ترتیب شامل مجموعه رخسارهای سوپراتایدال/سبخا (supratidal / sabkha)، اینترتایدال (intertidal)، بخش نزدیک به ساحل لاگون محصور (proximal part of a restricted lagoon)، لاگون محصور (restricted lagoon)، لاگون باز (open lagoon) و پشتۀ کربناته‌اند (shoal). سطح انرژی بسته به زیرمحیط از کم تا زیاد متغیر است. محیط رمپ داخلی فراوان‌ترین و متنوعترین محیط رسوبی در منطقۀ مطالعه‌شده است که نشاندهندۀ غالب‌بودن رخساره‌های زیرمحیط رمپ داخلی است (شکل 2). رمپ میانی با مجموعه رخساره‌های زیرمحیط ساب تایدال، ریف کومه‌ای و بخش دور از ساحل رمپ میانی (distal mid-ramp) مشخص می‌شود که بین سطح اساس امواج طوفانی (SWB) و سطح اساس امواج معمولی (FWWB) نهشته شده‌اند. رمپ بیرونی شامل مجموعه رخساره‌های دریای باز است که در زیر سطح اساس امواج طوفانی (SWB) در قسمتهای خارجی پلتفرم نهشته شده‌اند و بیانگر گذر تدریجی از محیط دریای باز واقعی به محیط عمیق‌تر پلتفرم‌اند. بخش حوضه/دریای باز (distal open-marine) شرایط کم‌انرژی با گسترش جانبی وسیع و پیوسته دارد.
شکل2- نمودار دایرهای درصد فراوانی چهار کمربند رخسارۀ اصلی رمپ داخلی، میانی، بیرونی و حوضه در امتداد رمپ کربناتۀ سازند آسماری
Fig 2- Pie diagram showing the abundance percentage of the four main facies belts of the inner, mid, outer ramp and basin along the carbonate ramp of the Asmari Formation
جدول 1- ریزرخسارههای کربناته – تبخیری سازند آسماری و محیط رسوبی، فرآیندهای دیاژنتیکی و اجزای اصلی تشکیل‌دهندۀ آنها
Table 1- Carbonate-evaporite microfacies of the Asmari Formation and their related depositional environment, diagenetic processes and the main constituents
|
محیط رسوبی |
موقعیت |
زیر محیط |
ریزرخساره |
مجموعه رخساره |
|
رمپ داخلی |
بخش نزدیک رمپ داخلی |
سوپراتایدال |
L1 (دولومیکریت) و L2(انیدریت لایهای تا تودهای) |
L |
|
اینترتایدال |
K1(وکستون حاوی پلوئید و اینتراکلست) و K2(مادستون تودهای) |
K |
||
|
لاگون محصور‌شدۀ نزدیک به ساحل |
J1 (وکستون حاوی پلوئید، میلیولید و دندریتینا رنجی) و J2(وکستون حاوی پلوئید، فرامینیفر بدون منفذ و بایوکلاست) |
J |
||
|
بخش دور رمپ داخلی |
لاگون محصور‌شده |
I1 (وکستون/پکستون حاوی میلیولید)، I2 (وکستون/پکستون حاوی دندریتینا رنجی) و I3(وکستون حاوی بایوکلاست) |
I |
|
|
لاگون باز |
H1 (پکستون حاوی جلبک قرمز، اکینودرم و بایوکلاست) و H2(پکستون حاوی فرامینیفر بدون منفذ با تنوع بالا) |
H |
||
|
پشته کربناته |
G1 (گرینستون اائیدی)، G2 (گرینستون حاوی اائید و فاورینا) و G3 (گرینستون حاوی بایوکلاست) |
G |
||
|
رمپ میانی |
بخش نزدیک رمپ میانی |
ساب تایدال |
F1(وکستون/پکستون/فلوتستون حاوی روتالیا ونوتی، جلبک قرمز و اکینودرم) و F2(وکستون/پکستون حاوی فرامینیفرهای بدون منفذ و منفذدار) |
F |
|
بخش میانی رمپ میانی |
ریف کومه‌ای |
E1 (گرینستون حاوی جلبک قرمز، اکینودرم، روتالیا ونوتی)، E2 (باندستون/ رودستون حاوی اکینودرم و جلبک قرمز) و E3 (باندستون/فریمستون مرجانی) |
E |
|
|
|
بخش دور رمپ میانی |
دریای باز |
D1 (وکستون/پکستون/رودستون حاوی لپیدوسیکلینا) و D2(پکستون حاوی روتالیا ونوتی) |
D |
|
رمپ خارجی |
بخش نزدیک رمپ خارجی |
دریای باز |
C1 (رودستون حاوی بایوکلاست و یولپیدینا با ماتریکس پکستونی) و C2 (رودستون حاوی بایوکلاست و اپرکولینا با ماتریکس پکستونی) |
C |
|
بخش دور رمپ خارجی |
دریای باز |
B1 (وکستون/پکستون حاوی پلانکتون و بایوکلاست) و B2 (وکستون/ فلوتستون حاوی پلانکتون و فرامینیفرهای بزرگ بنتیک) |
B |
|
|
حوضه |
دریای باز |
A (شیل/مارن پلاژیک) |
A |
|
چینه‌نگاری سکانسی سازند آسماری
برای شناسایی و تفکیک سکانس‌های رسوبی سازند آسماری، لازم است که سطوح اصلی لایه‌بندی در این سازند شناسایی شود. به همین منظور مغزه‌ها و مقاطع نازک تهیهشده از آنها به‌همراه نمودارهای چاه‌پیمایی مطالعه و سطوح اصلی لایه‌بندی، یعنی مرزهای سکانسی (SB) و سطوح حداکثر غرقابی (MFS) شناسایی شد. شناسایی این سطوح در سازند آسماری به شناسایی 6 سکانس رسوبی ردۀ سوم و سیستم تراکتهای آنها منجر شد (Omidpour et al. 2021) (شکل 3). سکانس‌های رسوبی شناسایی‌شده برای سازند آسماری در میدان نفتی شادگان در فروافتادگی دزفول، انطباق و ارتباط بسیار خوبی را با دیگر سکانس‌های هم‌سن شناسایی‌شده در دیگر میدان‌های فروافتادگی دزفول (Ehrenberg et al. 2007; Van Buchem et al. 2010; Avarjani et al. 2015) و صفحۀ عربی (Sharland et al. 2001; 2004) نشان می‌دهد.
سکانس A
سکانس A تحتانیترین و ضخیمترین سکانس شناسایی‌شده در سازند آسماری است. سن این سکانس شاتین تعیین شده است. این سکانس ماهیت کربناته-شیلی دارد، به‌طوری که TST آن شامل شیلهای پلاژیک سازند پابده و HST آن متشکل از آهک‌های رسی و مارنهای پلاژیک قاعدۀ سازند آسماری است. ضخامت HST آن 80 متر است. سطح MFS سکانس A منطبق بر مرز بین سازند آسماری و پابده است و جداکنندۀ توالی ضخیم شیلهای پلاژیک پابده از آهک‌های رسی رمپ خارجی سازند آسماری است. در سکانس A مجموعه رخساره‌های رمپ خارجی و حوضۀ (basin)، بیشترین گسترش و ضخامت را دارند. از طرف دیگر این سکانس فاقد رخساره‌های رمپ داخلی است که این مشخصه بیانگر تشکیل این سکانس در شرایط محیطی عمیق‌تر نسبت‌به دیگر سکانس‌های شناسایی‌شده است. مجموعه رخساره‌های D وE رمپ میانی، کم‌عمق‌ترین مجموعه رخساره‌های سکانس A هستند. این مجموعه رخسارهای در بالاترین بخش سکانس A واقع شده است که معرف پایین‌آمدن نسبی سطح آب دریا در طی این سکانس است. گسترش یک لایه نازک ماسه‌سنگی در رأس این سکانس، معرف پایان چرخۀ سکانس Aو مرز فوقانی این سکانس است (شکل 3).
سکانس B
سکانس B به سن شاتین، یک سکانس کربناتۀ غالب است، به‌طوری که HST با 44 متر ضخامت و TST آن با 26 متر ضخامت عمدتاً از رسوبات کربناته تشکیل شده است؛ بنابراین ضخامت این سکانس حدود 70 متر است. سنگ‌شناسی این سکانس عمدتاً آهکی، دولومیت آهکی، ماسه‌سنگ و گاهی دولومیت‌های ماسه‌دار است. سطح MFS در این سکانس منطبق با رخساره‌های رمپ میانی (distal mid-ramp) است که تنها یک‌بار در طول این سکانس تکرار می‌شود. در این سکانس برخلاف سکانس A، مجموعه رخساره‌های رمپ خارجی و حوضه مشاهده نشده است و مجموعه رخساره‌های رمپ میانی بیشترین ضخامت را دارند. علاوه بر این، مجموعه رخساره‌های رمپ داخلی برای اولین بار در طی چرخۀ رسوبی سازند آسماری در این سکانس ظاهر شده‌اند. مرز فوقانی سکانس A با پیشروی رخساره‌های خشکی به‌سمت دریا و نهشته‌شدن یک توالی ماسه‌سنگی نمایان می‌شود (شکل 3).
سکانس C
سکانس C در طی اشکوب شاتین نهشته شده است و یک سکانس آواری غالب است؛ بنابراین این سکانس متفاوت‌ترین سکانس در توالی سازند آسماری است؛ زیرا برخلاف دیگر سکانس‌های شناسایی‌شده، رخساره‌های سیلیسی آواری از نوع ماسه‌سنگ فراوان‌ترین رخساره‌های موجود در این سکانس بوده است و تنها بخش اندکی از آن رخساره‌های کربناته دارد که در شرایط محیطی رمپ میانی و در طی TST نهشته شده است. ضخامت این سکانس حدود 65 متر است. سکانس C در مقایسه با سکانس‌های A و B در شرایط کم‌عمق‌تری نهشته شده است. این سکانس به‌دلیل ماهیت آواری و تخلخل زیاد، ازنظر مخزنی اهمیت بالایی دارد. وجود یک لایه شیلی متورق غنی از مواد آلی در این سکانس، به‌عنوان سطحMFS در نظر گرفته می‌شود. مرز SB این سکانس یک لایه کنگلومرایی است که بر توالی ضخیم ماسه‌سنگی HST با ضخامت حدود 40 متری این سکانس نهشته شده است و معرف یک سطح ناپیوستگی و خروج از آب و حاکم‌شدن شرایط قاره‌ای است (شکل 3).
سکانس D
سکانس D در بخش میانی سازند آسماری تشکیل شده است. سن آن بر مبنای مطالعات فسیل‌شناسی، آکیتانین است. این سکانس جزء سکانس‌های کربنات غالب است و سنگ‌شناسی آن بیشتر آهک‌های ماسه‌دار، دولومیت‌های ماسه‌دار و به مقدار کمتر، ماسهسنگهای آهکی است که بیشتر در شرایط محیطی رمپ داخلی نهشته شده‌اند. ضخامت این سکانس حدود 65 متر است. سطح MFS آن منطبق بر لایۀ شیلی سیاه رنگ غنی از مادۀ آلی است. مرز SB فوقانی آن با ظهور یک لایه کنگلومرایی در بین یک توالی ماسه‌سنگی مشخص می‌شود. سکانس D در مقایسه با سکانس‌های قبلی در شرایط محیطی کم‌عمق‌تری نهشته شده است، حتی با وجود اینکه حجم رسوبات آواری آن کمتر از سکانس C است. مشخصۀ بارز سکانس D در مقایسه با دیگر سکانس‌های سازند آسماری، گسترش متعدد لایه‌های قرمز در آن است. این لایهها معرف نوسانات بیشتر سطح آب دریا، خروج رمپ کربناته از آب و حاکم‌شدن چندین بارۀ شرایط قاره‌ای در طی این سکانس است (شکل 3).
سکانس E
سن سکانس E بر مبنای مطالعات فسیل‌شناسی، آکیتانین است. این سکانس همانند سکانس D ماهیت دوگانۀ کربناته – سیلیسی آواری با فزونی رسوبات آواری است. ضخامت این سکانس حدود 60 متر است. سطح MFS آن با ظهور رخساره‌های رمپ میانی مشخص می‌شود. بخش TSTاین سکانس متشکل از رخساره‌های رمپ داخلی و بخش HST آن تناوبی از ماسهسنگهای ساحلی و نزدیک ساحل است که سطح فوقانی این توالی ماسه‌سنگی به‌عنوان سطح SB و مرز فوقانی سکانس تعیین شده است. رخساره‌های بخش کربناتۀ این سکانس همگی در شرایط محیطی رمپ داخلی تشکیل شده‌اند و رخسارۀ رمپ میانی تنها برای یک‌بار در طول این سکانس ظاهر شده است که به‌عنوان سطح MFS در نظر گرفته می‌شود. گسترش پدیدۀ دولومیتی‌شدن و نیز انیدریتی‌شدن توالی‌های کربناته در این سکانس (Omidpour et al. 2023) در مقایسه با سکانس D، نشاندهندۀ تشکیل در شرایط محیطی کم‌عمق‌تری است (شکل 3).
سکانس F
سکانس F آخرین سکانس سازند آسماری است و پس از آن با آغاز ته‌نشست تبخیریهای سازند گچساران، چرخۀ رسوبی سازند آسماری به پایان میرسد. بخش عمدۀ این سکانس در سازند تبخیری گچساران واقع شده است؛ بنابراین ماهیت دوگانۀ کربناته- تبخیری دارد، به‌طوری که TST این سکانس با ضخامت 40 متر در سازند آسماری و بخش عمدۀ HST آن در سازند تبخیری گچساران واقع شده است؛ بنابراین مرز فوقانی این سکانس را باید در سازند گچساران جست‌وجو کرد. لیتولوژی این سکانس عمدتاً دولومیت انیدریتی و دولومیت است. سن آن بر مبنای مطالعات فسیل‌شناسی بوردیگالین است. رخساره‌های گرینستونی محیط پشته کربناته (distal mid-ramp)، عمیقترین رخساره‌های شناسایی‌شده در طول این سکانس‌اند، بنابراین به‌عنوان سطح MFS این سکانس تعیین می‌شود. در این سکانس به‌ندرت رخساره‌های آواری مشاهده می‌شود و بخش کربناتۀ این سکانس تماماً دولومیتی شده است (Omidpour et al. 2021). این سکانس در مقایسه با دیگر سکانس‌های شناسایی‌شده در سازند آسماری، در شرایط کم‌عمق‌تری تشکیل شده است، به‌طوری که تماماً از رخساره‌های رمپ داخلی تشکیل شده است (شکل 3).
شکل3 - محیط رسوبی، سکانسها و سیستمترکتهای شناسایی‌شده در توالی رسوبی سازند آسماری میدان نفتی شادگان در چاه شمارۀ 11 به‌همراه درصد فراوانی دولومیت در هر سکانس سکانسA در پایین توالی آسماری حاوی کمترین درصد دولومیت و سکانس F در بالای توالی حاوی بیشترین درصد دولومیت است.
Fig 3- Depositional environment, sequences and identified system tracts in the succession of the Asmari Formation in the Shadegan Oil Field in SG-11 well along with the percentage of dolomite abundance in each sequence. Sequence A at the base of the Asmari interval contains the least percentage of dolomites and sequence F at the top of the Asmari interval contains the greatest percentage of dolomites.
دولومیتی‌شدن و مدلهای دولومیتی‌شدن سازند آسماری
به‌طور کلی سازند آسماری در میدان‌های مختلف جنوب غرب ایران به‌طور گستردهای در معرض فرآیند دولومیتی‌شدن قرار گرفته است (Aqrawi et al. 2006; Noorian et al. 2020; 2021; Khazaie et al. 2022; Fallah-Bagtsh et al. 2022)؛ بنابراین دولومیتی‌شدن اصلیترین فرآیند دیاژنزی در این سازند محسوب می‌شود (Fallah-Bagtsh et al. 2022; Omidpour et al. 2022). شدت این فرآیند در بعضی از میدان‌ها مانند میدان نفتی گچساران و کوه موند به حدی است که ماهیت این سازند از آهکی به دولومیتی تغییر پیدا کرده است (Fallah-Bagtash 2022). بررسی و مطالعۀ مقاطع نازک میکروسکوپی نشان می‌دهد که فابریک دولومیتی‌شدن در سازند آسماری متنوع است (جدول 2). این فابریکها شامل موارد زیرند: (1) دولومیتی‌شدن انتخاب‌کنندۀ فابریک (dolomitization fabric selective) به‌طور گسترده (شکل4، تصویر آ)؛ (2) دولومیتی‌شدن انتخاب‌کنندۀ فابریک به‌طور پراکنده (شکل 4، تصویر ب)؛ (3) فابریک دولومیتی‌شدن فراگیر (pervasive dolomitization) از نوع حفظ‌کنندۀ فابریک (fabric retentive dolomite) (شکل 4، تصویر ج) و (4) فابریک دولومیتی‌شدن فراگیر از نوع تخریب‌کنندۀ فابریک (fabric destructive dolomite) (شکل 4، تصویر د).
براساس اندازۀ بلورها، چهار نوع دولومیت (D1 تا D4) در سازند آسماری در میدان شادگان شناسایی و معرفی شد (جدول 3). دولومیت‌های D2 و D3 فراوان‌ترین نوع دولومیت‌هایند. تنوع اندازۀ بلورهای دولومیت یا مودالیتی (modality) یکی دیگر از پارامترهای مهمی است که در هنگام مطالعۀ دولومیت‌ها بررسی شد. مودالیتی اطلاعات مفیدی دربارۀ تاریخچۀ دیاژنزی دولومیت‌ها ارائه می‌دهد. در توالی رسوبی سازند آسماری، بلورهای یونیمدال (uniomodal) با اندازۀ بلوری یکسان و یکنواخت (شکل 5، تصویر آ) و بلورهای دولومیت بایومدال (biomodal) با اندازۀ بلوری متفاوت (شکل 5، تصویر ب) شناسایی‌شدنی است.
جدول 2- فابریکهای مختلف دولومیتی‌شدن در سازند آسماری به‌همراه مشخصات آنها
Table 2- Different dolomitization fabrics within the Asmari Formation along with their characteristics.
|
به‌صورت گسترده: به مقدار فراوان و گسترده فقط آلوکمهای خاص و یا میکرایت سنگ دولومیتی شده و بقیۀ اجزای سنگ از دولومیتی‌شدن مصون ماندهاند (شکل 4-آ). |
انتخاب‌کنندۀ فابریک |
انواع فابریکهای دولومیتی‌شدن در سازند آسماری |
|
به‌صورت پراکنده: به مقدار اندک و پراکنده فقط آلوکمهای خاص و یا میکرایت سنگ دولومیتی شده و بقیۀ اجزای سنگ از دولومیتی‌شدن مصون ماندهاند (شکل 4-ب). |
||
|
دولومیتی‌شدن حفظ‌کنندۀ فابریک: بلورهای دولومیت بدون استثنا تمام سنگ را فراگرفتهاند و تمامی دانههای اسکلتی و غیراسکلتی و ماتریکس دانهریز زمینۀ سنگ را دولومیتی کردهاند؛ اما بافت اولیۀ سنگ حفظ شده است، به‌طوری که میتوان نوع آلوکمهای اولیه را شناسایی کرد (شکل 4-ج). |
فابریک فراگیر |
|
|
دولومیتی‌شدن تخریب‌کنندۀ فابریک: بلورهای دولومیت بدون استثنا تمام سنگ را فراگرفتهاند و تمامی دانههای اسکلتی و غیراسکلتی و ماتریکس دانهریز زمینۀ سنگ را دولومیتی کردهاند؛ اما تمام بافت اولیۀ سنگ کاملاً تخریب شده و اثری از آن باقی نمانده است (شکل 4-د). |
جدول 3- تیپ‌های دولومیت شناسایی‌شده در سازند آسماری به‌همراه خصوصیات بافتی آنها
Table 3- Identified dolomite types in the Asmari Formation along with their textural characteristics
|
کاندلومینسانس |
مرز بین بلورها |
بافت بلورها |
شکل بلورها |
سایز بلورها (میکرون) |
نام |
کد |
|
فاقد لومینسانس |
non-planar تا planar-s |
xenotopic |
anhedral تا subhedral |
کمتر از 10 میکرون |
دولومیت بسیار ریز تا ریزبلور |
D1 |
|
لومینسانس قرمز روشن |
planar-s تا planar-e |
hypidiotopic تا idiotopic |
subhedral تا euhedral |
30 تا 50 میکرون |
دولومیت ریز تا متوسط بلور و حفظ‌کنندۀ فابریک |
D2 |
|
لومینسانس نارنجی روشن به‌همراه قرمز تیره در مراکز بلوری |
non-planar تا planar-s |
xenotopic، hypidiotopic تا idiotopic |
anhedral، subhedral تا euhedral |
80 تا 200 میکرون |
دولومیت متوسط تا درشت بلور، تخریب‌کنندۀ فابریک |
D3 |
|
زونبندی یا منطقهبندی داخلی |
non-planar |
xenotopic |
anhedral |
بیش از 250 میکرون |
دولومیت درشت بلور |
D4 |
جدول 4- مدلهای دولومیتی‌شدن پلتفرم کربناتۀ سازند آسماری به‌همراه ویژگی دولومیت‌های تشکیل‌شده در هر مدل
Table 4- Dolomitization models of carbonate platform of Asmari Formation along with characteristics of dolomites formed in each model.
|
مشخصات |
محیط تشکیل |
محل گسترش در توالی رسوبی آسماری |
فراوانی |
مدل دولومیتی‌شدن |
|
بسیار ریزبلور، بلورها anhedral، بافت xenotopic، وجود اینتراکلستهای دولومیتی، محدود‌شدن به رخساره‌های سوپراتایدال تا بخش بالایی اینترتایدال |
محیط دیاژنزی تحت‌الجوی |
به مقدار فراوان در فوقانیترین بخش سازند آسماری و در مجاورت تبخیریهای سازند گچساران |
متوسط |
سوپراتایدال / سابخا |
|
ریزبلور تا متوسط بلور، بلورهای euhedralتا subhedral، بافتidiotopic تا hypidiotopic، گسترش زیاد در رخساره‌های رمپ داخلی، ضخامت زیاد توالی دولومیتی‌شده، همراهی چشمگیر انیدریت با دولومیت |
محیط دیاژنزی تدفین کم‌عمق |
در رخساره‌های کم‌عمق به‌ویژه در نیمۀ فوقانی سازند آسماری |
بسیار فراوان |
نشتی- برگشتی |
|
متوسط تا درشت بلور، بلورهای شفاف و بدون اینکلوزیون، بلورهای euhedral، بافت ایدیوتوپیک، حضورنداشتن تبخیریها |
حد بین محیط دیاژنزی تحت‌الجوی و دریایی |
در نزدیکی زیر مرزهای سکانسی |
کم |
اختلاط آب شور و شیرین |
|
طیف وسیعی از بلورهایeuhedral تا anhedral، بافت idiotopic تا xenotopic، بلورها عموماً دارای مراکز کدر و تیره، دارای مقادیر بالای آهن و منگنز |
محیط دیاژنزی تدفین عمیق |
در بخشهای مختلف توالی به‌ویژه در نیمۀ تحتانی توالی سازند آسماری |
فراوان |
تدفینی |
|
بلورهای ریز کروی یا دوکی‌شکل، همراهی مواد آلی و پیریت، تشکیل در رخسارۀ شیلی، تشکیل در شرایط احیایی به‌وسیلۀ باکتریهای احیاکنندۀ سولفاتها در اعماق حوضه |
محیط دیاژنزی دریایی |
در تحتانیترین بخش سازند آسماری و در مجاورت شیلهای پابده و رخساره‌های حوضهای |
بندرت |
احیا به‌وسیلۀ باکتری |
شکل 4- فابریکهای مختلف دولومیتی شدن در سازند آسماری: (آ) فابریک دولومیتی‌شدن انتخاب‌کنندۀ فابریک که به‌طور گسترده ماتریکس وکستون را دولومیتی کرده و تنها فرامینیفرهای کفزی بزرگ و سیمان کلسیتی از دولومیتی‌شدن مصون ماندهاند. نور عادی، رنگ‌آمیزی با محلول آلیزارین رد-اس؛ (ب) فابریک دولومیتی‌شدن انتخاب‌کنندۀ فابریک که به‌طور پراکنده بعضی از قطعات فاورینا را دولومیتی کرده و بخش عمدۀ قطعات فاورینا را به‌همراه ماتریکس از دولومیتی‌شدن مصون ماندهاند. نور عادی؛ (ج) فابریک دولومیتی‌شدن فراگیر از نوع حفظ‌کنندۀ فابریک که بافت اولیۀ آلوکمها محفوظ مانده و شناسایی‌اند. نور عادی، رنگ‌آمیزی با محلول آلیزارین رد-اس؛ (د) فابریک دولومیتی‌شدن فراگیر از نوع تخریب‌کنندۀ فابریک که اثری از بافت اولیه باقی نمانده است. نور عادی، رنگ‌آمیزی با محلول آلیزارین رد-اس.
Fig 4- Different fabrics of dolomitization in the Asmari Formation. (A) Fabric selective dolomitization that has extensively dolomitized the wackestone matrix and only the large foraminifera and calcite cement have been spared from dolomitization, ppl, stained with Alizarin Red-S; (B) Fabric selective dolomitization that sporadically dolomitized some Faverina fragments and the majority of Faverina fragments along with the matrix remained immune from dolomitization, ppl; (C) Pervasive dolomitization fabric (fabric retentive dolomite) in which the primary texture of allocames is preserved and can be identified, ppl, stained with Alizarin Red-S; (D) Pervasive dolomitization fabric (fabric destructive dolomite) that leaves no trace of the original texture, ppl, stained with Alizarin Red-S.
شکل 5- (آ) بلورهای یوهدرال و یونیمدال دولومیت. نور عادی، رنگ‌آمیزی با محلول آلیزارین رد-اس؛ (ب) بلورهای بایومدال دولومیت که دو نسل دولومیت را در دو اندازۀ بلوری متفاوت نشان می‌دهد. نور عادی، رنگ‌آمیزی با محلول آلیزارین رد-اس.
Fig 5- (A) Euhedral and uni-modal dolomite. ppl, stained with Alizarin Red-S; (B) Bio-Modal dolomite which shows two generation of dolomite with different crystal size, ppl, stained with Alizarin Red-S.
دولومیت‌های آهندار نوع خاصی از دولومیت‌هایند که در شبکۀ بلورین خود، پذیرای یونهای آهن دو ظرفیتی‌اند. این دولومیت‌ها برخلاف دیگر دولومیت‌ها در طی رنگ‌آمیزی با محلول آلیزارین رد-اس به‌همراه فروسیانید پتاسیم به رنگ آبی روشن درمیآیند (شکل 6). این نوع دولومیت در بخشهایی از سازند آسماری بیشتر مشاهده شد که لایه‌های ماسه‌دار در آن گسترش دارند.
یکی از مهم‌ترین نتایجی که باید در طی مطالعۀ دولومیت‌های هر سازندی استنتاج می‌شود، تعیین مدل یا مدلهای دولومیتی‌شدن است. به همین منظور بررسیهایی برای تعیین مدل یا مدلهای دولومیتی‌شدن در سازند آسماری در میدان نفتی شادگان انجام شد. به‌طور کلی بر مبنای شواهد کانی‌شناسی، بافتی، ژئوشیمیایی، کاتدولومینسانس و به‌ویژه ارتباط متقابل رخسارهها با توزیع دولومیت، پنج مکانیزم/مدل مختلف دولومیتی‌شدن در پلتفرم کربناتۀ سازند آسماری شناسایی و معرفی شد (جدول 4). ذکر این نکته ضروری است که دولومیت‌های نهشته‌شده با یک مدل ممکن است ازنظر شیمیایی و پتروگرافیکی از مدل دیگر متمایز نباشد (Tucker and Wright 1990)؛ بنابراین تبلور مجدد و یا رخداد دولومیتی‌شدن چند مرحلهای در چندین محیط مختلف نیز باید در نظر گرفته شود. مدلهای شناسایی و معرفی‌شده در طی این تحقیق برای سازند آسماری عبارت‌اند از: (1) مدل دولومیتی‌شدن سوپراتایدال یا سابخا (sabkha style model)؛ (2) مدل دولومیتی‌شدن نشتی- برگشتی (seepage-reflux model)؛ (3) مدل دولومیتی‌شدن اختلاط آب شور و شیرین (meteoric-mixing zone model)؛ (4) مدل دولومیتی‌شدن تدفینی (burial model)و (5) مدل دولومیتی‌شدن به‌وسیلۀ باکتریها bacterial mediation model)). مدل دولومیتی‌شدن نشتی- برگشتی شایع‌ترین مدل دولومیتی‌شدن در پلتفرم کربناتۀ سازند آسماری است و پهنۀ وسیعی از این سازند را دولومیتی کرده است. فراوانی زیاد نهشته‌های انیدریتی همراه این دولومیت‌ها از نتایج این مدل دولومیتی‌شدن است (Kavianpour et al. 2013; Omidpour et al. 2023) که تا حدی کیفیت مخزنی این سازند را کاهش داده است (Kavianpour et al. 2013; Khodaveisi et al. 2014). مدل دولومیتی‌شدن احیای باکتریایی نیز اولین بار در طی این مطالعه برای سازند آسماری معرفی و شناسایی شد (Omidpour et al. 2022).
شکل 6- دولومیت‌های آهندار در توالی رسوبی آسماری: (آ) بلورهای دولومیت آهندار (با رنگ آبی روشن) که به‌صورت سیمان فضای بین ذرات ماسه را در یک ماسه‌سنگ پر کردهاند. نور عادی، رنگ‌آمیزی‌شده با محلول آلیزاین رد اس + فروسیانید پتاسیم؛ (ب) بلورهای دولومیت آهندار (با رنگ آبی روشن) در یک دولومیت ماسه‌دار. نور عادی، رنگ‌آمیزی‌شده با محلول آلیزاین رد اس + فروسیانید پتاسیم.
Fig 6- Fe-bearing dolomite within the Asmari succession: (A) Fe-bearing dolomite crystal (light blue) which have filled the pore space between the sand particles in a sandstone in the form of cement, ppl, stained with potassium ferricyanide and Alizarin Red-S; (B) Fe-bearing dolomite crystal (light blue) within a sandy dolomite, ppl, stained with potassium ferricyanide and Alizarin Red-S.
بحث
تأثیر تغییرات سطح آب دریا بر اجزای بافتی دولومیت‌ها
براساس مشاهدات انجام‌شده در این تحقیق، در توالی رسوبی سازند آسماری با سن الیگوسن-میوسن، پیش‌بینی می‌شود که توزیع دولومیت در طول توالی ازنظر رخسارهها، انواع مدل دولومیتی‌شدن، اندازۀ بلورها، فابریک و مودالیتی، توزیع دولومیت‌های آهندار، نوع چرخه و موقعیت آن در سکانس‌های ردۀ سوم و چهارم یکنواخت نیست (شکل 3 و جدول 1). در ادامۀ نتایج، ارتباط بین تغییرات سطح آب دریا و دولومیتی‌شدن بررسی شده است:
درصد دولومیت: با توجه به اینکه مدل دولومیتی‌شدن اصلی و غالب در پلتفرم آسماری از نوع نشتی – برگشتی است (Adams and Rhodes 1960; Aqrawi et al. 2006; Omidpour et al. 2022)، بنابراین انتظار میرود که بیشترین درصد دولومیت در نزدیکی مرزهای سکانسی و زمانی تشکیل شده باشد که سطح آب دریا پایین بوده است؛ از این رو در رخساره‌های نزدیک ساحل به‌دلیل حجم بیشتر سیالات دولومیتساز، درصد دولومیتی‌شدن افزایش یافته و این میزان در نزدیکی مرزهای سکانسی به حداکثر خود رسیده است؛ زیرا علاوه بر افزایش شدت دولومیتی‌شدن با مکانیسم نشتی – برگشتی، مکانیسم تولید دولومیت سابخایی نیز فعال شده و به حجم دولومیت تشکیل‌شده افزوده است. در مقابل، با بالا‌رفتن سطح آب دریا، میزان دولومیتی‌شدن کاهش یافته است؛ زیرا در رخساره‌های دور از ساحل، حجم سیال دولومیتساز ناشی از مکانیسم نشتی- برگشتی کم شده و از طرفی معمولاً ترکیب سنگ‌شناسی از آهک به آهک‌های رسی، مارنی و شیلی تغییر پیدا کرده است. شدت دولومیتی‌شدن در مجاورت سطح MFS به کمترین میزان خود رسیده است (شکل 7، تصویر آ).
دولومیت‌های آهندار: دولومیت‌های آهندار عمدتاً به شکل سیمان دولومیتی در ماسهسنگها و به میزان کمتر در دولومیت‌های ماسهای مشاهده میشوند. این دولومیت‌ها در ارتباط مستقیم با گسترش لایه‌های ماسهایاند، بنابراین محل حضور آنها در نزدیکی مرزهای سکانسی و همچنین در طول HST است (طی پایین‌آمدن سطح آب دریا) (شکل 7، تصویر ب)؛ بنابراین همان‌طور که انتظار میرود، بیشترین میزان دولومیت آهندار در سکانس C مشاهده می‌شود که بیشترین گسترش ماسهها را داریم. در سکانس B که درصد ماسه ناچیز است و نیز در سکانس A که فاقد لایه‌های ماسهای است، اثری از دولومیت‌های آهندار مشاهده نمیشود. با توجه به اینکه آهن موجود در دولومیت‌ها از نوع دوظرفیتی و احیایی است، بنابراین به نظر میرسد که فرآیند آهندارشدن دولومیت‌ها در مرحلۀ دیاژنزی تدفین عمیق رخ داده است (Omidpour et al. 2022). فراوان‌بودن این نوع دولومیت‌ها در ماسهسنگها و دولومیت‌های ماسه‌دار، بیشتر مربوط به تخلخل و تراوایی بالای این لیتولوژیهاست که امکان چرخش بیشتر سیال در رسوبات و آهندارکردن آنها را در اعماق زیاد تدفین میسر کرده است (شکل 7، تصویر ب).
شکل 7- (آ) شماتیکی از ارتباط بین درصد دولومیت و تغییرات نسبی سطح آب دریا در طول سکانس‌های رسوبی سازند آسماری. با بالا‌رفتن سطح آب دریا، درصد دولومیتی‌شدن در رخسارهها کاهش یافته و با پایین‌آمدن سطح آب دریا، این درصد افزایش پیدا کرده است؛ (ب) شماتیکی از ارتباط بین گسترش دولومیت‌های آهندار و تغییرات نسبی سطح آب دریا در طول سکانس‌های رسوبی سازند آسماری. علت فزونی دولومیت‌های آهندار در نهشته‌های HST، در ارتباط با افزایش میزان حضور ماسههاست.
Fig 7- (A) Schematic sketch showing the relationship between the dolomite percentage and the relative sea-level fluctuations through the depositional sequences of the Asmari Formation. With the rise of the sea level, the percentage of dolomitization in the facies has decreased and with the decrease of the sea level, this percentage has increased. (B) Schematic sketch showing the relationship between the distribution of Fe-bearing dolomite and the relative sea-level fluctuations through the depositional sequences of the Asmari Formation. The reason for the increase of Fe-bearing dolomites in HST deposits is related to the increase in the content of sand.
اندازۀ بلورها: به‌طرف مرزهای سکانسی که محل تمرکز رخساره‌های نزدیک به ساحل است، به‌دلیل حجم بیشتر سیالات دولومیتساز و نرخ هسته‌زایی زیاد، نرخ دولومیتی‌شدن و سرعت تبلور بلورهای دولومیت زیاد بوده است؛ بنابراین اندازۀ بلورهای دولومیت تشکیل‌شده به‌صورت نسبی کوچک‌تر است. از طرف دیگر، به‌طرف MFS، که محل تمرکز رخساره‌های دور از ساحل است، به‌دلیل حجم کمتر سیالات دولومیتساز و نرخ هسته‌زایی کمتر، سرعت فرآیند دولومیتی‌شدن و رشد بلورهای دولومیت به‌کندی انجام شده است و بلورهای دولومیت به‌طور نسبی درشتترند (شکل 8، تصویر آ).
مودالیتی: دولومیت‌های توالی الیگوسن-میوسن عمدتاً یونیمدالاند و در بخشهای مختلف سکانس‌های رسوبی مشاهده میشوند. بلورهای بایومدال با فراوانی به مراتب کمتر، ولی تقریباً در همۀ گسترۀ سکانس به‌جز مرز سکانسی مشاهده میشوند. علت این امر در دسترس بودن سیالات دولومیتساز در نزدیکی و مجاورت مرز سکانسی بوده و باعث دولومیتی‌شدن شدید آلوکمها در طی یک مرحله شده است؛ بنابراین بلورهای بایومدال در نزدیکی مرزهای سکانسی مشاهده نمیشوند (شکل 8، تصویر ب).
شکل 8- (آ) شماتیکی از ارتباط اندازۀ بلورهای دولومیت و تغییرات نسبی سطح آب دریا در طول سکانس‌های رسوبی سازند آسماری. به‌طور نسبی با بالا‌رفتن سطح آب دریا، اندازۀ بلورهای دولومیت در رخساره‌های دور از ساحل افزایش یافته و برعکس با پایین‌آمدن سطح آب دریا، اندازۀ بلورهای دولومیت در رخساره‌های نزدیک ساحل کاهش یافته است؛ (ب) شماتیکی از ارتباط بین مودالیتی و تغییرات نسبی سطح آب دریا در طول سکانس‌های رسوبی سازند آسماری. تمرکز بیشتر بلورهای بایومدال به‌طرف سطح MFS درخور توجه است.
Fig 8- (A) Schematic sketch showing the relationship between the dolomite crystal sizes and the relative sea-level fluctuations through the depositional sequences of the Asmari Formation. Relatively, with the rise of the sea level, the size of dolomite crystals in the offshore facies increased, and on the contrary, with the decrease of the sea level, the size of the dolomite crystals in the near shore facies decreased. (B) Schematic sketch showing the relationship between the modality and the relative sea-level fluctuations through the depositional sequences of the Asmari Formation. The concentration of bio-model crystals towards the MFS is significant.
فابریک: با توجه به اینکه مدل اصلی دولومیتی‌شدن در مخزن آسماری، مدل نشتی – برگشتی است، بنابراین در مجاورت مرز سکانسی (رخساره‌های نزدیک به ساحل) به‌دلیل حجم بالای سیالات دولومیتساز، فابریک غالب دولومیتی‌شدن به‌صورت مخرب (fabric-destructive) عمل کرده است. به‌طرف سطح MFS (رخساره‌های دور از ساحل)، به‌دلیل کاهش حجم سیالات دولومیتساز، دولومیتی‌شدن به‌صورت انتخاب‌کنندۀ فابریک (fabric-selective) و نیز به‌دلیل کاهش سرعت و نرخ فرآیند دولومیتی‌شدن به‌صورت حفظ‌کنندۀ فابریک (fabric-retentive) عمل کرده است (شکل 9، تصویر آ).
مدلهای دولومیتی‌شدن و ارتباط آنها با سکانس
در مدل سبخا، دولومیت‌ها در نزدیکی مرزهای سکانسی به‌صورت لایههایی با ضخامت کمتر از یک متر و همچنین به‌صورت میانلایههای نازک با ماسهسنگها گسترش یافتهاند. مدل نشتی – برگشتی فرآیند غالب دولومیتی‌شدن در مخزن آسماری در میدان نفتی شادگان است که در گسترههای HSTو TST به‌سمت مرزهای سکانسی گسترش یافته و ضخامت زیادی از رسوبات کربناته را دولومیتی کرده است. دولومیت‌های زون مخلوط به‌صورت سیمان دولومیتی حفره‌پرکن در امتداد مرزهای سکانسی ردهپایینتر گسترش پیدا کردهاند. مدل دفنی عمدتاً در نزدیکی MFS و در سکانس‌های A و B گسترش یافته است که در اعماق تدفینی بیشتری قرار دارند. دولومیت‌های تشکیل‌شده با احیای باکتریایی بیشتر، در لایه‌های شیلی مشاهده می‌شود که در محدودۀ MFS گسترش یافتهاند (شکل 9، تصویر ب).
شکل 9- (آ) شماتیکی از ارتباط بین فابریک دولومیت و تغییرات نسبی سطح آب دریا در طول سکانس‌های رسوبی سازند آسماری. فابریک دولومیتی‌شدن مخرب تقریباً در تمام طول سکانس مشاهده می‌شود، ولی فابریکهای حفظ‌کنندۀ فابریک اولیه و فابریک انتخاب‌کنندۀ فابریک اولیه عمدتاً در رخساره‌های دور از ساحل و در زمان بالا‌آمدن آب دریا مشاهده میشوند؛ (ب) شماتیکی از ارتباط بین مدل دولومیتی‌شدن و تغییرات نسبی سطح آب دریا در طول سکانس‌های رسوبی سازند آسماری. نوع مدل دولومیتی‌شدن به شدت متأثر از تغییرات سطح نسبی آب دریا بوده است.
Fig 9- (A) Schematic sketch showing the relationship between Dolomite fabric and the relative sea-level fluctuations through the depositional sequences of the Asmari Formation. Fabric destructive dolomitization is observed almost throughout the sequence, but fabric retentive and fabric selective dolomites are mainly observed in the offshore facies and during sea-level rise. (B) Schematic sketch showing the relationship between dolomitization models and the relative sea-level fluctuations through the depositional sequences of the Asmari Formation. The type of dolomitization model has been strongly affected by relative sea-level fluctuations.
توزیع دولومیت در چارچوب چینه‌نگاری سکانسی
در سکانس‌های ردۀ سوم، سکانس رسوبی F در بالای توالی رسوبی الیگوسن-میوسن حاوی بیشترین درصد دولومیت است، در حالی که سکانس رسوبی A در قاعدۀ توالی رسوبی شامل کمترین درصد دولومیت است (شکل 3).
سکانس A: در مقایسه با دیگر سکانسها، درصد دولومیتی‌شدن در این سکانس اندک است. با توجه به عمق تدفین زیاد و حضور رخساره‌های دور از ساحل نهشته‌شده در محیط دریای باز و حوضه، مدل دولومیتی‌شدن دفنی برای منشأ دولومیت‌های موجود در این سکانس رسوبی پیشنهاد می‌شود. منشأ منیزیم موجود در سیالات دولومیتساز احتمالاً از منیزیم ساختاری خارج و در طی تراکم شیل و مارن (از سازند پابده زیرین) حاصل شده است (Aqrawi et al. 2006; Jafari et al. 2020; Omidpour et al. 2022). در گسترۀ HST این سکانس، در امتداد مرزهای سکانسی ردهپایینتر موجود در آن، دولومیت‌های زون مخلوط (Avarjani et al. 2015) به‌صورت سیمان دولومیتی شفاف حفره‌پرکن (pore-filling limpid dolomite cement) مشاهده می‌شود. در این سکانس، میزان کمی از دولومیت‌های کروی تا دوکی‌شکل تشکیل‌شده با احیای باکتریایی در لایه‌های شیلی مشاهده می‌شود.
سکانس B: سکانس B یک سکانس کربنات غالب است که ضخامت بخشهای آهکی این سکانس بیشتر از بخشهای دولومیتی است. مدل غالب دولومیتی‌شدن این سکانس، عمدتاً نشتی-برگشتی است و به مقدار اندک دولومیت‌های زون مخلوط در امتداد مرزهای سکانسی ردهپایینتر مشاهده میشوند.
سکانس C: سکانس C، یک سکانس آواری غالب است. مدل غالب دولومیتی‌شدن در این سکانس از نوع نشتی – برگشتی و مدل دفنی است، به‌طوری که بیشتر ماتریکس گل کربناته، ماسهسنگها را دولومیتی کرده است. در مقایسه با دیگر سکانسها، بیشترین میزان دولومیت آهندار در این سکانس مشاهده می‌شود که عمدتاً به‌صورت سیمان دولومیتی آهندار در ماسهسنگها رؤیت می‌شود.
سکانس D: برای اولین بار دولومیت‌های سبخایی در مجموعه رخسارهای رمپ داخلی در این سکانس ظاهر میشوند. ضخامت لایه‌های دولومیتی سبخایی کمتر از یک متر است. مدل نشتی – برگشتی و سبخا اصلیترین مدل دولومیتی‌شدن در این سکانس‌اند (Omidpour et al. 2022). به مقدار کم دولومیت آهندار نیز در دولومیت‌های ماسه‌دار (sandy dolomite) و ماسه‌سنگ دولومیتی (dolomitic sandstone) مشاهده شد.
سکانس E: فرآیند اصلی دولومیتی‌شدن سکانس E از نوع نشتی –برگشتی و سپس مدل سبخایی است. دولومیکریتهای سبخایی به‌صورت میانلایههای نازک با دولومیت‌های ضخیم لایه، مدل نشتی – برگشتی مشاهده میشوند. دولومیت‌های آهندار به مقدار اندک مشاهده شد.
سکانس F: ضخیمترین توالی دولومیتی سازند آسماری متعلق به این سکانس است. مدل اصلی دولومیتی‌شدن از نوع نشتی –برگشتی و سپس مدل سبخایی است. بیشترین فراوانی دولومیت‌های سبخایی در مقایسه با دیگر سکانسها مربوط به سکانس F است. این سکانس فاقد دولومیت‌های آهندار، دولومیتهایی تدفینی و زون مخلوط است.
نتیجه
مخزن آسماری با سن الیگوسن (شاتین) – میوسن (آکی تانین - بوردیگالین) در میدان نفتی شادگان با 363 متر ضخامت، شامل سنگ‌آهک با میان لایه‌های دولومیتی، ماسه‌سنگی، شیل و تبخیریهاست. پژوهش انجام‌شده دربارة مقاطع نازک میکروسکوپی تهیهشده از مغزه‌های حفاری سازند آسماری در میدان نفتی شادگان، به تشخیص 24 ریزرخسارۀ کربناته – تبخیری منجر شد که در قالب 12 مجموعه ریزرخسارهای در زیرمحیطهای رمپ داخلی، میانی، بیرونی و حوضه در امتداد پلتفرم رمپ هموکلینال نهشته شده‌اند.
نحوۀ توزیع و گسترش دولومیت‌ها در مجموعه رخسارهها و سکانس‌های رسوبی سازند آسماری و ناهمگنی جانبی و عمودی در درصد دولومیت است، بیانگر این مطلب است که پلتفرم کربناتۀ مخزن آسماری در معرض دولومیتی‌شدن متعدد قرار گرفته است که در پنج مدل دولومیتی‌شدن از محیط‌های تدفین نزدیک به سطح تا عمیق طبقه‌بندی می‌شود.
دولومیت‌های نازک لایۀ سبخا در یا درست زیر سطح مشترک رسوب-آب در رخساره‌های گل پشتیبان بلافاصله پس از رسوب‌گذاری یا در هنگام تدفین کم‌عمق نهشته شده‌اند. دولومیت‌های زمینه (متوسط تا درشت‌بلور) فراوان‌ترین نوع دولومیت‌هایند که در طی مراحل میانی تدفین توالی رسوبی آسماری تشکیل شده‌اند. این دولومیت‌ها از سیالات حوضهای داغ و بسیار شور و/یا از انحلال کلسیت پرمنیزیم یا دولومیت‌های اولیه یا تبلور مجدد دولومیت‌های ریزبلور تشکیل شده‌اند. دولومیت‌های بسیار درشت بلور و دیگر دولومیت‌های مرتبط با رخساره‌های شیلی، در یک محیط دیاژنزی تدفین عمیق‌تر به‌وسیلۀ فرآیندهای گرمابی، تحت تأثیر سیالات داغ و نسبتاً شور شواربهای تشکیل شده‌اند.
بررسی ارتباط بین تغییرات سطح نسبی آب دریا و دولومیتی‌شدن در پلاتقرم کربناته، بیانگر این مطلب است که در مرزهای سکانسی (رخساره‌های ساحلی)، به‌دلیل حجم بالای سیالات دولومیتساز و سرعت هسته‌زایی بالا، نرخ دولومیتی‌شدن زیاد و اندازۀ بلورهای دولومیت نسبتاً ریزتر است. از سوی دیگر، به‌سمت MFS (رخساره‌های دور از ساحل)، سرعت دولومیتی‌شدن به‌دلیل حجم کم سیالات دولومیتساز و سرعت هسته‌زایی آهسته کاهش مییابد و درنتیجه اندازۀ بلورهای دولومیت نسبتاً درشتتر می‌شود.
)
