بررسی پتروگرافیکی انواع مختلف دولومیت در سازند آسماری در ناحیه گچساران

دسته رسوب شناسی و زمین شناسی دریایی
گروه سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور
مکان برگزاری بیست و پنجمین گردهمائی علوم زمین
نویسنده رنجبران ،محسن
تاريخ برگزاری ۰۱ اسفند ۱۳۸۵

 

مقدمه

 

 سازند آسماری با سن الیگومیوسن یکی از مهمترین سنگهای مخزن میدان های نفتی در فروافتادگی دزفول شمالی در جنوب غربی ایران می باشد.درسیستمهای کربناته غالبا" بهترین بخش مخازن هیدروکربوری را رخساره های دولومیتی تشکیل می دهد. از آنجا که دولومیت به دلیل پایداری شیمیائی و مقاومت در برابر انحلال فشاری در حین تدفین ، تخلخل و نفوذپذیری خود را بهتر از سنگهای آهکی حفظ می کند ،غالب مخازن هیدروکربوری موجود در اعماق زیاد به افق های دولومیتی محدود می شود. همچنین دولومیتی شدن و میزان آن روی کیفیت مخزنی و افزایش و کاهش تخلخل نقش موءثری ایفا می کند.

در این تحقیق سعی بر این است تا خصوصیات دولومیت های سازند آسماری ، تفکیک انواع آنها و تعیین روند دیاژنز و مدل دولومیتی شدن ارائه گردد. بطور کلی منشا دولومیت ها رامی توان از روی  اندازه بلورها و فابریک ، ویژگیهای رسوبشناسی ، تفریق ایزوتوپی ، دما ، شوری ، ترکیب سیال و شرایط اکسیداسیون و احیاء تشخیص داد (Warren, ۱۹۸۸) برای تفکیک انواع دولومیت ها می توان از خصوصیاتی نظیر اندازه بلورها ، شکل مرز بلورها و ویژگیهای ژئوشیمیایی آنها استفاده نمود (Sibley and Gregg , ۱۹۸۷; Amthor and Friedman , ۱۹۹۲).

 

زمین شناسی و موقعیّت جغرافیایی منطقه

 

 مقاطع مورد مطالعه در ۲۵ کیلومتری شمال و شمال شرق گچساران قرار دارد( شکل ۱).

 

 

 

 میدان گچساران دارای روند عمومی زاگرس (شمال غرب- جنوب شرق) است. ابعاد این میدان بطول۸۰ کیلومتر و عرض ۶/۹کیلومتر می باشد (McQuillan ۱۹۷۳). سازند آسماری بطور همشیب روی رسوبات عمیق سازند پابده و درسطح بالایی نیز به طور همشیب توسط رسوبات تبخیری سازند گچساران پوشیده می‌شوند.

 

روش مطالعه

 

برای بررسی تیپ های مختلف دولومیت ،از سه برش سطح الارضی در روستای جهاد آباد ، کوه پهن و روستای موج وبرش های تحت الا رضی میدان نفتی گچساران ( چاههای شماره ۲۵ و ۳۱ ) تعداد ۲۳۴ نمونه عمدتاً براساس تغییرات لیتولوژی و تقریباً در فواصل ۲-۱ متری برای انجام مطالعات پتروگرافی، دیاژنز، و ژئوشیمیایی برداشت گردید. نمونه های کربناته برای تفکیک نوع کربنات با محلول فرو سیانید پتاسیم و آلیزارین- رد- اس رنگ آمیزی شد (Dickson,۱۹۶۵).

دولومیت در اشکال و انواع مختلف آن ، مهمترین اجزای تشکیل دهنده سازند آسماری در چاه ها  بحساب می آید. برای نامگذاری دولومیت ها از تلفیقی ازطبقه بندی های فریدمن (Friedman , ۱۹۶۵  ) ، سیبلی و گرگ (Sibley and Gregg , ۱۹۸۷ ) و مازولو ( Mazzullo , ۱۹۹۲ ) استفاده شده است. تنوع مختلف دولومیتها می تواند بازتابی از زمان تشکیل ، منشا و یا ترکیب سنگ آهک اولیه باشد.

دولومیتهای سازند آسماری بر اساس فابریک و با توجه به توزیع اندازه بلورها ( یونی مدال یا پلی مدال ) و شکل مرز بلورها ( مسطح یا غیر مسطح ) ، به پنج گروه تقسیم می شوند . به طور کلی در دمای پایین سطوح بلوری صاف و بلورها شکل دار تا نیمه شکل دار رشد می کنند، درحالیکه بالاترازدمای بحرانی  [( بین۵۰ تا ۱۰۰ درجه،Critical  Roughening Temperature  )] سطوح بلوری غیرمسطح و بلورها به صورت بی شکل توسعه می یابند ( Sibley and Gregg ۱۹۸۴ ; Gregg and Shelton ,۱۹۹۰). در این مطالعه اندازه بلور های دولومیت از روی حداکثر قطر بلورها و با توجه به مقیاس فولک (۱۹۷۴ Folk,) تعیین شده است.

 

انواع دولومیت ها

 

اندازه بلورها راهنمای خوبی برای تشخیص زمان دولومیتی شدن است. اگر سنگ کربناته بطور کامل متشکل از بلورهای دولومیت باشد، بلورهای درشتتر مربوط به مراحل بعدی دولومیتی شدن می باشد(ربانی، ۱۳۷۴).

۱-دولومیکریت( Dolomicrite  ) : ریز بلور، بی شکل و هم اندازه، دارای لامیناسیون، قالب کانیهای تبخیری و فابریک فنسترال. این نوع دولومیت دارای بلورهای بسیار ریز در اندازه ۵تا۱۶میکرون بوده و از بلورهای بی شکل (anhedral) و هم اندازه (unimodal) تشکیل شده است(شکل ۲و۳ ) اشکالی نظیر رشته های جلبکی، حفره های باقی مانده از کانیهای تبخیری و ندولهای انیدریتی در آن یافت می شود. به کمک این شواهد میتوان نتیجه گرفت که این دولومیت در درجه حرارت کم و نزدیک به سطح تشکیل شده است(۱۹۹۰،Gregg and Shelton). این نوع دولومیت مربوط به رخساره مادستون دولومیتی بوده و در بخشهای فوقانی پهنه کشندی از نوع گرم و خشک گسترش دارد.

این دولومیت ها معمولا ، متراکم وبدون تخلخل وحاوی ذرات کوارتز آواری درحد سیلت می باشند. این نوع بافت معادل بافت زینوتاپیک ( Xenotopic-A ) گرگ و سیبلی (Sibley and Gregg ۱۹۸۴) می باشد. اصولا دولومیت های دانه ریز بعنوان دولومیت همزمان با رسوبگذاری و یا دولومیت تشکیل شده درمراحل اولیه دیاژنز (Very early Diagenesis) در یک محیط سوپرا تایدال یا اینتر تایدال بالایی در نظر گرفته می شوند ( آدابی ، ۱۳۸۳). در این نوع دولومیت ها آب دریا یا محلول های بین دانه ای غنی ازMg  ممکن است عامل دولومیتیزاسیون باشند لند (Land , ۱۹۸۵  ).

 

 

 

۲- دولومیکرواسپاریت(Dolomicrosparite   ) یادولومیت های ریز بلور ریز تا متوسط بلور، متراکم و هم اندازه که از تبلور دولومیکریت ها بوجود آمده است . اندازه بلورهای این نوع دولومیت بین ۱۶ تا ۶۲ میکرون بوده و بی شکل، متراکم و هم اندازه هستند(شکل ۴). این نوع دولومیت معادل بافت nonplanar A  مازولو ( Mazzullo , ۱۹۹۲)  و xenotopic A گرگ و سیبلی (Sibley and Gregg ۱۹۸۴ ) است. این بافت شبیه آهکهایی است که تحت تأثیر نئومورفیسم قرار گرفته اند.احتمالاً از جانشینی سنگهای آهکی یا از تبلور مجدد دولومیکریت ها بوجود می آیند(Adabi,۱۹۹۶). دولومیت نوع ۲عمدتا از بلورهای متراکم و هم اندازه (unimodal ) تشکیل شده است . دولومیکرواسپارها معمولا از تبلور مجدد (  recrystallization) دولومیکرایت ها  بوجود می آیند.  وجود بخش های از دولومیکرایت ها در بین دولومیکرواسپارایت ها تاییدی بر این نظریه است ( Adabi , ۱۹۹۶ ). دولومیکرواسپار ها فراوانترین نوع دولومیت در سازند آسماری می باشند. این دولومیت ها نتیجه تبلور مجدد دولومیت هایی است که قبلاً در نزدیک سطح زمین تشکیل شده اند .

 

 

 

۳- دولومیت متوسط بلور یا دلومِیت هاِی دانه شکرِی (Sucrosic dolomite ) :

اندازه بلورهای این نوع دولومیت بین۶۲  تا ۲۵۰ میکرون تغییر میکند. دلومِیت هاِی دانه شکرِی تشکِیل شده planar-s تا planar-e دلومِیت هائِی که بلورهاِی اتومورف داشته بصورت بلورهاِی داراِی تخلخل بین بلورِی است . اندازه بلورها بزرگتر از ۶۲ مِیکرون گاهِی تا ۲۰۰ تا ۲۵۰ مِیکرون مِی رسد. اِین دلومِیت هادر درجه حرارت پاِیِین تر از ۵۰ درجه تشکِیل شده اند Gregg & sibley ۱۹۸۴) ). دولواسپارایت ها از موزاییک های درشت بلور ، متراکم ، شکل دارتا نیمه شکل دار و در اندازه های مختلف ( polymodal ) تشکیل شده اند ( شکل ۵،۶و۷)  . مرزهای بین بلوری از نوع مسطح (planar ) بوده و معادل زینوتاپیک فریدمن (,Friedman ۱۹۶۵) ،planar-A  مازولو (Mazzullo , ۱۹۹۲) می باشد .دولومیت های دانه شکری  معمولا دولومیکرایت ها ( دولومیت های اولیه ) و دولومیکرواسپارایت ها ( دولومیت های دیاژنتیکی اولیه)  راقطع می کنند و بعنوان دولومیت های دیاژنتیکی تاخیری (  late diagenetic dolomite) در نظر گرفته  می شوند. به طور کلی  تغییر در فابریک دولومیت از دولومیکرایت به دولومیت کرواسپارایت در دولومیت های سازند آسماری نشاندهنده افزایش درجه دگرسانی ( Alteration ) در دولومیت  می باشد .

 

 

 

۴ –دولومیت منتظم متوسط بلور ، با هسته ابری و حاشیه شفاف (Cloudy –core and clear rim ) : حالت تیره و ابری هسته بلورها ی دولومیت در نتیجه تمرکز اینکلوزیون های کلسیت در مرکز بلورهای دولومیت ایجاد شده اند و این تمرکز مربوط به بالا بودن ضریب اشباعی سیا لات دولومیتی کننده در بدو امر است که قادر به انحلال کامل کلسیت نبوده است. لذا بلورهای اولیه دولومیت در هسته خود حاوی انکلوزیون های کلسیت می باشند و با پایین آمدن تدریجی ضریب اشباعی در محلول های دولومیتی کننده و انحلال کلسیت ، بخش های حاشیه ای دولومیت های شفاف و فاقد انکلوزیون می شوند (شکل ۸).این نوع دولومیت ها بخش کمی از سازند را شامل و عمدتا در نمونه ها ی تحت الا رضی مشاهده می شود.

 

 

 

 ۵- دولومیت زین اسبی (Saddle dolomite ) : از دولومیتهای تدفینی دولومیت باروک (Baroque Dolomite) یا دولومیت زین اسبی (Saddle Dolomite) است که بواسطه بلورهای بسیار درشت، سطوح بلوری منحنی، خاموشی موجی و رنگ تیره (اپک) و سفید مشخص می‌گردد این نوع دولومیت به صورت سیمان یا به صورت جانشینی است و غالبا در داخل شکستگی ها مشاهده می شود.این نوع دولومیت درشت بلور بوده و دارای سطوح تبلوری و کلیواژ های منحنی وخاموشی موجی است. این دولومیتها معمولاً حاوی اینکلوزیون ها (آثار سیالی یا مینرالی ) بوده که بیشتر آنها ترکیبات آهندار می‌باشند (Tucker,۱۹۹۱). دولومیت زین اسبی معمولاً با کانی سازی سولفیدی، فعالیتهای هیدرو ترمالی و هیدروکربورها همراه بوده و شرایط احیا را نشان می‌دهد و از این امر برای بیان این مطلب که این دولومیتها درون پنجره نفتی و در درجه حرارتهای ۶۰ تا ۱۵۰ درجه سانتیگراد تشکیل می‌شوند، استفاده می‌گردد ( شکل۹ . (

 

مکانیزمهای دولومیتی شدن

 

سه مکانیزم دولومیتی شدن شامل: مدل سبخائی، مخلوط آب شیرین و شور دریا و تدفینی عمیق شناسایی شده است.

 

۱)مدل سبخا(Sabkha Model):

این دولومیتها همراه توالیهایی هستند که از لحاظ رسوبشناسی و کانی شناسی خصوصیات مدل سبخای را نشان می دهد از جمله اینکه با رخساره های منطقه بالای جذر و مد (سوپراتایدال) همراه بوده و ودارای ساختهای چون لامیناسیون جلبکی، فابریک فنسترال و بلورهای تبخیری همراه هستند(Warren ۲۰۰۰). از نظر اندازه این نوع دولومیت ریز بلور است. ریز بلور بودن دولومیت نشانگر زیاد بودن مکانهای مناسب جهت هسته گذاری بلورهای دولومیت در رسوبات دانه ریز سبخایی می باشد(Sibley and Gregg, ۱۹۸۷).

۲- مدل مخلوط آب شیرین و شور دریاDorag model )  ) :آب لب شور  حاصل از مخلوط شدن آب شور ( آب دریا ) و شیرین نسبت به کلسیت زیر اشباع ولی نسبت به دولومیت فوق اشباع می باشد (Badiozamani ۱۹۷۳  ) در تشخیص دولومیت های زون مخلوط  با توجه به بافت ها و ساختهای ی سنگ شانسی نظیر تخلخل قالبی ، سیمان کلسیتی هم بعد آب شیرین تعیین شده است. دولومیت های شکری  منظم و روشن و نیز دولومیت های منظم با مراکز ابری و حاشیه شفاف را می توان به این مدل نسبت داد.

 

۳)مدل تدفینی(Burial model)

دولومیتهای تدفینی به صورت جانشینی درزیر منطقه فراتیک فعال در فواصل نفوذپذیر رسوبات که تحت نفوذ آبهای گرم غنی از منیزیوم حوضه ای و یا هیدروترمال هستند تشکیل می شود و سپس در اعماق توسط دولومیتهای مراحل انتهایی پوشیده شده واز بین می روند(Warren, ۲۰۰۰). در زیر زمین با افزایش درجه حرارت موانع کینتیکی و ترمودینامیکی تشکیل دولومیت از بین می رودو در صورت فراهم بودن یون منیزیوم شرایط تشکیل دولومیت فراهم می شود(Lee and Friedman,۱۹۸۷). منیزیزیوم از منابع مختلفی قابل تاًمین است که شامل : واکنش دولومیت های قدیمی تر، خروج یون منیزیوم در هنگام تبدیل مونتموریلونیت به ایلیت و انحلال نمکهای تلخ موجود درمناطق عمیق زیر سطحی می باشد(Warren, ۲۰۰۰). آبهای فسیل کانیهای اولیه ناپایدار(آراگونیت و کلسیت پر منیزیوم) فرایند های انحلال ناشی از فشار و آبهای شور حوضه ای نیز می تواند عامل تأمین منیزیوم باشد(Lee and Friedman,۱۹۸۷).آبهای شور حوضه ای دفن شده به عنوان منشأ منیزیوم اهمیت بیشتری در دولومیتی کردن د راعماق نسبت به بقیه منابع دارد.

 

نتیجه گیری

 

 مطالعات پتروگرافی این سازند نشان می دهد که حداقل دارای ۵ نوع دولومیت بوده که در مراحل مختلف دولومیتیزاسیون و در محیطهای دیاژنتیکی گوناگون تشکیل شده اس

 

رنجبران1 ،محسن – فیاضی2  ، فرج الله

1-دانشجوی دکتری – عضو هیات علمی دانشگاه تهران-پردیس علوم – دانشکده زمین شناسی

2- دکتری زمین شناسی ، دانشگاه تربیت معلم تهران – گروه زمین شناسی

 

چکیده:

 

این مطالعه برروی سازند آسماری در منطقه نفتی گچساران انجام گرفته است. لیتولوژی عمده  این سازند کربناته بوده و سن آن الیگو-میوسن می باشد. بر اساس مطالعات پتروگرافی بر روی واحدهای سطحی و تحت الارضی این سازند 5 نوع دولومیت شناسایی شده که عبارتند از: 1- دولومیکرایت 2- دولومیکرواسپارایت 3- دلومیت های دانه شکرِی 4- دولومیت با هسته های ابری و حاشیه شفاف و 5- دولومیت زین اسبی .

مطالعات پتروگرافی نشان می دهد که دولومیت های دانه ریز( نوع اول ) تحت شرایط یک محیط سبخای خیلی شور Hypersaline )) توسط مکانیزم پمپ شدگی تبخیری انجام گرفته است. دولومیت های نوع 2،3 و4 تحت شرایط  مخلوط آب شور دریا و شیرین و تدفینی کم عمق و براثر تبلور مجدد دولومیکرایت ها حاصل شده است. دولومیتهای زین اسبی ( نوع 5 ) تحت شرایط تدفین عمیق تشکیل شده اند.  مدل دولومیتی شدن برای دولومیت های نوع اول دریایی ( پمپاژ تبخیری ) و برای دولومیت های نوع 2 تا 4 مدل  دو رگ و دولومیت های نوع 5 تدفینی در نظر گرفته شده است.

 

Abstract:

 

 

This study has been done on Asmari Formation. The age of Asmari Formation is Oligo-Miocene. This Formation is mainly consists of carbonate rocks. Five types of dolomites are found in these areas: 1- Dolomicrite 2- Dolomicrosparite 3- Sucrosic dolomite 4- Cloudy center dolomite and 5-Saddle dolomite. In this study petrographic and sedimentology data were used to identify different types of dolomite and origin of dolomitized fluids. This study showed that dolomicrite occurred under hypersaline sabkha environment through evaporative pumping mechanism. Dolomite type 2, 3 and 4 formed occurred under mixed fresh-water and salt-water of Dorag model dolomitization and dolomite type 5 by deep burial.

 

کلید واژه ها: کهکیلوییه