ارزیابی ژئوشیمی آلی سازند نایبند (تریاس پسین) در ناحیه پروده طبس، خاور ایران مرکزی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور

چکیده

سازند نایبند با سن تریاس پسین (نورین-رتین) به طور گسترده در زیر پهنه طبس در خاور ایران مرکزی رخنمون دارد. این سازند با 1410 متر ستبرا در ناحیه پروده، عمدتاَ از ماسه­سنگ، آهک ماسه­ای، مارن، شیل­ زغال­دار (افق­های زغال­دار) و شیل تیره تشکیل شده است. هدف از این مطالعه، بررسی ژئوشیمی آلی، پتانسیل هیدروکربن­زایی، نوع کروژن، بلوغ حرارتی و شناخت شرایط رسوب­گذاری سازند نایبند می­باشد. 86 نمونه از شیل­های زغالی و شیل­های تیره برداشت شد و مورد آنالیز راک-اول VI قرار گرفت. نتایج آنالیز ژئوشیمیایی نشان می­دهد که مقدار کربن آلی کل در شیل­های زغالی بیش از 4 درصد وزنی و در شیل­های تیره کم­تر از 4 درصد وزنی است. با توجه به شاخص­هایی نظیر S1، S2 و S1+S2، سازند نایبند توان ضعیفی برای تولید هیدروکربن دارد. با توجه به مقادیر شـاخص­ هیدروژن، نمونه­ها عمدتا گاز­زا (شیل­های تیره) تا دارای پتانسیل ضعیف تولید (شیل­های زغالی) هستند. بررسی نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که بیش­تر کروژن­های این سازند در شیل­های زغال­دار از نوع IV و در شیل­های تیره از نوع III و IV هستند. مقادیر انعکاس ویترینیت شیل­های زغال­دار (84/0-12/1درصد) نشان می­دهد که شیل­های زغال­دار در مرحله بالغ (به دلیل غنی بودن از مواد آلی اکسید شده دارای توان اندک هیدروکربن­زایی) قرار گرفته­اند. چگونگی توزیع نقاط در نمودار تعیین رخساره آلی بیانگر وجود رخساره­های آلی غالب D و CD (شرایط رسوبی شدیداَ اکسیدان تا اکسیدان) برای این واحد سنگی است. بر اساس مقادیر شاخص هیدروژن و کربن آلی کل، اکثر نهشته­های مورد مطالعه در شرایط افت نسبی سطح آب دریا نهشته شده­اند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Organic geochemistry of the Late Triassic Nayband Formation at the Parvadeh area, Tabas, East-Central Iran

نویسندگان [English]

  • M. Yousefi
  • R. Behbahani
چکیده [English]

The Upper Triassic Nayband Formation is widely exposed in the Tabas subzone, East Central Iran. This formation is 1410 meters thick, mainly comprises sandstone, sandy limestone, marl, coalificated shale (Coal seam) and dark shale in Parvadeh area. This study tries to reconstruct the hydrocarbon production potentiality, organic geochemistry, kerogen type, thermal maturity and recognition of depositional condition of the Nayband Formation. Totally 86 samples (coal seams and dark shales) were collected. These samples were analyzed by Rock-Eval type VI. Geochemical analysis results revealed that TOC content is more than 4 Wt% in the coalificated shales and in the dark shales is less than 4 Wt%. Parameters such as S1, S2, S1 + S2 suggest poor hydrocarbon production. Other parameters such as HI suggest poor hydrocarbon production potential (coalificated shales) to gas prone source rock (dark shales). Results also revealed that the organic matter mainly contain type IV kerogen in the coalificated shales and predominately comprises kerogen types III and IV in the dark shales. Vitrinite reflectance of the coalificated shales (0.84-1.12 %) indicate that the coalificated shales are at the mature stage (enrichment of oxidized organic matter indicates poor hydrocarbon production). Organic facies of this rock unit indicates that these sediments predominately comprise organic facies types D and CD which imply highly oxic to oxic conditions during the deposition. Based on HI and TOC parameters, majority of these sediments were deposited during relative sea-level fall.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nayband Formation
  • Organic geochemistry
  • Hydrocarbon production
  • Kerogen
  • Organic facies

[1]   آقانباتی، س. ع (1389) زمین­شناسی ایران، سازمان زمین­شناسی و اکتشافات معدنی کشور، چاپ سوم، 606 صفحه.

[2]  بهبهانی، ر خدابخش، س محسنی، ح و آتش­مرد، ز (1386) بررسی پتانسیل هیدرو­کربن­زایی سازند پابده (پالئوژن) (شمال غرب ایلام) بر اساس مطالعات پتروگرافی و ژئوشیمی آلی. فصلنامه پژوهشی علوم پایه، دانشگاه اصفهان، جلد 27، شماره 1، صفحات 11-26.

[3]  شریعت­نیا، م. ح (1374) ویژگی­های زمین­شناسی گستره پروده از حوضه زغالدار طبس- ایران مرکزی، فصلنامه علوم زمین، سازمان زمین­شناسی و اکتشافات معدنی کشور، سال چهارم، شماره 15 و 16، صفحات 59-50.

[4]  عباسی، ن قویدل سیوکی، م یوسفی، م و نویدی ایزد، ن (1395) اثر رخساره کروزیانا از نهشته­های سازند نایبند (تریاس پسین) در برش پروده، جنوب باختری طبس، خاور ایران مرکزی، فصلنامه زمین­شناسی ایران، جهاد دانشگاهی شهید بهشتی، سال دهم، شماره 38، صفحات 15-1.

[5]  منانی، م و ارزانی، ن (1392) رخساره­های رسوبی و اثرات طوفان در سیستم­های آواری-کربناته تریاس پسین (نورین-رتین) در شمال اصفهان، ایران مرکزی. فصلنامه پژوهش­های چینه­نگاری و رسوب­شناسی، دانشگاه اصفهان، شماره پیاپی 52، شماره 3، صفحات 1-18.

[6]  ناظمی، م (1377) نو زمین ساخت بلوک طبس، با نگرشی بر زمین­شناسی ساختمانی ناحیه قوری چای، پایان­نامه کارشناسی­ارشد زمین­شناسی، پژوهشکده علوم زمین، سازمان زمین­شناسی و اکتشافات معدنی کشور، 170 صفحه.

[7]   نبوی، م. ح (1356) کمیته ملی چینه­شناسی ایران، انتشارات سازمان زمین­شناسی و اکتشافات معدنی کشور، گاهنامه شماره یک، 63 صفحه.

[8]  نجفیان، ب (1390) چینه­شناسی (لیتواستراتیگرافی و بایواستراتیگرافی) بخش بیدستان در مقطع تیپ سازند نایبند (ایران مرکزی)، مجله علوم پایه دانشگاه آزاد اسلامی، سال 21، شماره 81، صفحات 152-141.

[9]  نجفیان، ب و جعفریان، م. ع (1387) تجزیه و تحلیل محیط­ رسوبی بخش­های مختلف سازند نایبند در ایران مرکزی. مجله علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی، سال 18، شماره 69، صفحات 77-88.

[10]  یوسفی، م (1394) پالئوبوتانی، پالئوپالینولوژی و توان هیدروکربن­زایی سازند نایبند (تریاس پسین) در محدوده معدن زغالسنگ پروده طبس، ایران مرکزی. رساله دکتری تخصصی زمین­شناسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، 352 صفحه.

[11]  یوسفی، م. معمارنژادیان، ز و حسن­لو، ع (1395) پتانسیل­یابی آب­های کارستی بلوک طبس (استان خراسان جنوبی)، گزارش داخلی، سازمان زمین­شناسی و اکتشافات معدنی کشور، 169 صفحه.

[12]   Alizadeh, B. Alipour, M. Hosseini, S. H. and Jahangard, A. A (2011) Paleoenvironmental reconstruction using biological markers for the Upper Triassic–Middle Jurassic sedimentary succession in Tabas Basin, central Iran. Journal of Organic Geochemistry, 42: 431-437.

[13]   Brönnimann, P. Zaninetti, L. Bozorgnia, F. Dashti, G. R. and Moshtaghian, A (1971) Lithostratigraphy and foraminifera of the Upper Triassic Nayband Formation, Iran. Review Micropaleontology, 14: 7–16.

[14]   Cirilli, S. Buratti, N. Senowbari-Daryan, B. and Fursich, F. T (2005) Stratigraphy of the Upper Triassic Nayband Formation of East–Central Iran and paleoclimatological implications. Rivista Italiana di Paleontologia e Stratigrafia, 111: 259–270.

[15]   Curry, D. J. Isaksen, G. H. and Yeakel, J. D (1998) Controls on the oil and gas potential of humic coals. Organic Geochemistry, 29: 23-44.

[16]   Dean, W. E. Arthur, M. A. and Claypool, G. E (1986) Depletion of 13C in Cretaceous marine organic matter: source, diagenetic, or environmental signal. Marine Geology,70: 119-154.

[17]   Durand, B. and Paratte, M (1983) Oil potential of coals, a geochemical approach. Geological Society Special Publication, 12: 255-265.

[18]   Ghavidel-Syooki, M. Yousefi, M. Shekarifard. A. and Monhoff, D (2015) Palynostratigraphy, Palaeogeography and Source Rock Evaluation of the Nayband Formation at the Parvadeh area, Central Iran, Iran. Journal of Sciences, Islamic Republic of Iran. 26 (3): 241-263.

[19]   Gluyas, J. Swarbrick, R (2004) Petroleum Geoscience, Blackewell Publication, London, 349 p.

[20]   Goddard, D. A. Mancini, E. A. Talukar, S. C. and Horn, M (1997) Bossier-Hanesvill shale, North Louisian salt basin. Louisiana State University, Boton Rouge, Louisiana, center for energy, pdf file, http:// www. Api. Ning. Com/files, 46.

[21]   Harris, N. B (2005) The deposition of organic carbon rich sediments: models, mechanisms and consequences- introduction. In: Harris, N. B. (ed.), The deposition of organic carbon rich sediments: models, mechanisms, and consequences. Special Publication. 82: Tulsa, 1-5.

[22]   Harris, N. B. Freeman, K. H. Pancost, R. D. Mitchell, G. D. White, T. S. and Bate, R. H (2005) Patterns of organic carbon enrichment in a lacustrine source rock in relation to paleo-lake level, Congo Basin, West Africa. In: Harris, N.B. (ed.), The deposition of organic carbon rich sediments: models, mechanisms, and consequences. Special Publication.Tulsa, 82: 103-123.

[23]   Hatcher, P. G. Clifford, D. J (1997) The organic geochemistry of coal: from plant materials to coal. Organic Geochemistry, 27: 251-274.

[24]   Huang, B. Xiao, X. Zhang, M (2003) Geochemistry, grouping and origins of crude oils in the western Pearl River Mouth Basin, Offshore South China Sea. Journal of Organic Geochemistry, 34: 993-1008.

[25]   Huc, A. Y (1991) Deposition of organic facies, AAPG Studies in Geology, The American Association of Petroleum Geologists, Oklahoma, U.S.A. 30: 231.

[26]   Hunt, J. M (1996) Petroleum geochemistry and geology. 2nd ed., New York, Freeman, 743 p.

[27]   Jackson, K. S. Hawkins, P. J. and Bennett, A. J. R (1985) Regional facies and geochemical evolution of the Southern Denison Trough, APEA Journal, 20: 143-158.

[28]   Jones, R. W (1987) Organic facies. In: Brooks, J., Welte, D., (ed.), Advances in petroleum geochemistry. London, Academic Press, 2: 1-90.

[29]   Kotorba, M. J. Wieclaw, D. Kosakowski, P. Zacharski, J. and Kowalski, A (2003) Evaluation of .Source rock and Petroleum potential of middle Jurassic strata in the South-eastern part of Poland: Prezeglad Geologiczny, 51: 1031-1040.

[30]   Marquis, F. Lafargue, E. and Espitalie, J (1992) The influence of maceral composition and maturity on the petroleum-generating potential of coals. In: Spencer, A. M., (ed.), Generation, Accumulation and production of Europe hydrocarbons II. Special Publication of the European Association of Petroleum Geoscientists 2, Springer-Verlag, Berlin, 239-247.

[31]   Pasley, M. Gregory, W. Hart, G. F (1991) Organic matter variations in transgressive and regressive shales: Organic Geochemistry, 17: 483-509.

[32]   Peters, K. E (1986) Guieglines for evaluating petroleum source rock using programmed pyrolysis. AAPG Bulletine, 70: 318-329.

[33]   Peters, K. E. and Cassa, M. R (1994) A pplied source rock geochemistry. In: Magoon, L. B., Dow W. G. (ed.), the Petroleum System – From Source to Trap. American Association of Petroleum Geologists Memoirs 60: 93-120.

[34]   Repin, U (1982) Stratigraphy correlation between the Shemshak Serie and the Nayband Serie and their stratigraphic distribution (unpublished report of NISC, translated into persian by Mahdian, M. H). 221p.

[35]   Seyed-Emami, K (2003) Triassic in Iran, Facies, 48: 91-106.

[36]   Seyed-Emami, K. Fürsich, F. T. and Wilmsen, M (2004) Documentation and significance of tectonic events in the Northern Tabas block (East-Central Iran) during the Middle and Late Jurassic, Rivista Italian di Paleontologia e Stratigrafia, 110 (1): 163-171.

[37]   Snowdon, L. R. and Sykes, R (2002) Guidelines for assessing the petroleum potential of coaly source rock using Rock-Eval pyrolysis. Organic Geochemistry, 33: 1441-1455.

[38]   Thomas, L (2002) Coal geology. John Wiley and Sons Publication, 384 p.

[39]   Tyson, R. V (1995) Sedimentary Organic Matter. Organic Facies and Palynofacies. Chapman and Hall, London, 615 p.

[40]   Yalcin Erik, N. Ozcelik, O. Altunsoy, M. and Illeez, H (2004) Source rock hydrocarbon potential Middle Triassic-Lower Jurassic Cudi Group units in the eastern part of the SE Turkey. International Geology Review, 10: 163-171.