ارزیابی توان هیدروکربن زایی شیلهای سیاه غنی از ماده آلی در سازند شمشک، البرز شرقی و مرکزی، شمال ایران

دسته زمین شناسی نفت
گروه سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور
مکان برگزاری بیست و نهمین گردهمایی علوم زمین
نویسنده علی شکاری فرد
تاريخ برگزاری ۳۰ بهمن ۱۳۸۵

 

مقدمه :

سازند سیلیسى- آوارى شمشک (تریاس بالایى-  ژوراسیک زیرین و میانى) با گسترش و ضخامت زیاد یک سنگ منشاء احتمالى براى منابع نفت و گاز حاشیه شرقى دریاى خزر و همچنین گاز خانگیران در ایران است ((Rad, ۱۹۸۲. وجود چشمه هاى متعدد نفت و گاز در البرز مرکزى (گرگان و مازندران) و همچنین فغالیتهاى اکتشافى انجام گرفته دلیل محکمى بر وجود سنگ منشاء مهم در شمال ایران است. از میان سازندهاى رخنمون یافته در حوضه رسوبى البرز سازند شمشک با داشتن رخساره هاى زغالى و شیلهاى غنى از ماده آلى یکى از مهمترین اهداف مطالعاتى جهت این مهم است. بعلت وجود لایه هاى اقتصادى زغال در سازند شمشک، این سازند بیشتر از لحاظ تولید زغال سنگ مورد توجه و مطالعه قرار گرفته است. لازم بذکر است در سازند شمشک علاوه بر  پتانسیل سنگ منشاء، پتانسیل سنگ مخزن (لایه هاى ضخیم ماسه سنگى) و سنگ پوش نیز بصورت بالقوه وجود دارد. بنظر مى رسد این سازند در حوضه البرز در آینده بعنوان یک منبع تولید کننده هیدروکربن مورد بهره بردارى قرار خواهد گرفت. سازند شمشک با رخساره هاى دریایى و غیر دریایى عمدتاً واجد ماسه سنگ، سیلت سنگ، شیل، شیل کربن دار و تعداد زیادى افقهاى زغال دار است که در یک سیستم رودخانه اى، دریاچه اى، دلتایى تا دریایى رسوبگذارى کرده است [۱].

در این تحقیق بعد از  پیرولیز راک – اوال نمونه ها، تعداد ۱۳ نمونه که داراى بالاترین میزان کربن آلى (TOC) و شاخص هیدروژن (HI)  بودند با استفاده از اسید کلریدریک (HCL) و اسید فلوریدریک (HF) بدون استفاده از مایع چگال تخلیص گردید (تخلیص کروژن). با استفاده از دستگاه پیرولیز راک - اوال III (OSA Rock-Eval) پارامترهائى چون HI، TOC، Tmax، و جهت ارزیابى سنگ منشاء هیدروکربن محاسبه مى گردد. مقادیر و بر حسب میلى گرم هیدروکربن در هر گرم سنگ، درجه حرارت ماکزیمم تولید هیدروکربن (Tmax) برحسب درجه سانتى گراد، میزان کل کربن آلى (TOC) بر حسب درصد وزنى و شاخص هیدروژن (HI=S۲/TOC×۱۰۰) بر حسب میلى گرم هیدروکربن در گرم کربن آلى بیان شده است [۲].

هدف از این مطالعه ارزیابى توان هیدروکربن زایى شیلهاى سیاه غنى از ماده آلى سازند شمشک در حوضه  البرز شرقى و مرکزى با استفاده از تکنیک پیرولیز راک-اوال و مطالعات پالینولوژى است. آنالیزهاى پیرولیز راک- اوال و مطالعات پالینولوژى در آزمایشگاه ژئوشیمى آلى دپارتمان زمین شناسى رسوبى دانشگاه ششم پاریس (سوربن سابق) فرانسه انجام گرفته است.

◊◊◊◊

 

نمونه گیرى و رخساره هاى مورد مطالعه:

 در این مطالعه شیلهاى سیاه تا خاکسترى رنگ سازند شمشک به دو گروه شیلهاى غنى از کربن (Highly carbonaceous shales) و شیلهاى سیاه قاعده اى (Basal black shales) طبقه بندى شده است. در این بررسى تعداد ۱۱۳ نمونه سطحى از رخساره هاى شیل سیاه رنگ و تعداد ۱۱ نمونه از شیلهاى غنى از کربن (شیلهاى زغالى)، غالباً  از بخشهاى پایینى سازند شمشک در حوضه البرز شرقى و مرکزى انتخاب گردید. نمونه هاى شیل سیاه قاعده اى (BBS) عمدتاً مربوط به برش طزره، پرور و پالند است و تعدادى نمونه شیل سیاه کربن دار (HCS) از مناطق جواهرده، بلده، دماوند و غرب امامزاده هاشم جمع آورى شده است. شیلهاى سیاه کربن دار با ضخامت چند سانتى مترى تا حداکثر ۲ متر در بخشهاى مختلف سازند شمشک (از پایین تا بالاى توالى شمشک) عمدتاً در برش جواهرده برونزد دارد. آثار ریشه گیاهان در قاعده برخى از این افقهاى شیل زغالى قابل مشاهد است. شیلهاى سیاه کربن دار در مناطق مورد مطالعه غالباً مربوط به محیطهاى پارالیک (نزدیک به ساحل) است که در محیط دشت ساحلى (Coastal plain) در مردابها تشکیل شده است. آثار فسیلهاى دریایى (Diplocraterion parallelum) در ماسه سنگهاى زیرین برخى زغالها محیط دریایى را تایید مى کند [۳].

شیلهاى سیاه قاعده اى با ضخامت زیاد در پایین ترین بخش سازند شمشک در برش طزره، پرور و پالند رخنمون دارد. در برش پالند حدود ۱۴۰ متر از شیلهاى سیاه رنگ برداشت شده که  بتدریج به سمت بالا به تناوبى از شیل و ماسه سنگ مبدل مى شود. پوشش گیاهى ضخیم مشکل اصلى در برداشت و نمونه گیرى از این شیلها بوده است. در بخشهاى پایین تر در کنار جاده حدود ۵ متر شیل کاملاً سیاه رخنمون یافته که مقدار زیادى پیریت بصورت ذرات پراکنده آن را همراهى مى کند. گاهى هم پیریت بصورت لنزهاى چند سانتى مترى بین لایه هاى شیل رسوب نموده است. این پدیده شرایط احیایى (Anoxic) را در هنگام رسوبگذارى این شیلها نشان مى دهد. واکنش سولفور هاى تولید شده توسط عملکرد باکتریهاى احیاء کننده سولفات (اکسیداسیون ماده آلى) با آهن فرو عامل تشکیل پیریت شده است. با توجه به نمودار TOC در مقابل درصد پیریت، محیط رسوبى این شیلهاى سیاه قاعده اى در برش پالند دریایى با شرایط احیاء است.

شیلهاى خاکسترى تا سیاه قاعده اى در برش طزره  (حدود ۱۰۰ متر) و پرور (حدود ۵۰ متر) بین رسوبات غیردریایى احاطه شده است. با توجه به وجود دوکفه ایهاى آب شیرین (Unionids) در بخشهاى بالاى این توالى، به احتمال زیاد این شیلها در یک محیط دریاچه ایى رسوبگذارى کرده است. در این رسوبات همچنین شواهدى دال بر فعالیت موجودات بنتیک مشاهد نمى شود (Bioturbation) و هیچ گونه فسیلى شناسایى نشده است. رنگ خاکسترى تا سیاه رسوبات، عدم آشفتگى زیستى توسط موجودات کف زى ، وجود پیریتهاى فرمبوئیدال (تنها در اسلاید هاى پالینولوژى)، میزان کربن آلى موجود در رسوبات و همچنین وجود برخى اجزاى آلى شبیه جلبکهاى آب شیرین (Botryococuss) نشان مى دهد که این رسوبات در یک حوضه آبى قاره اى (احتمالاً دریاچه اى) با شرایط احیاء تا نیمه احیاء نهشته شده اند. شیلهاى خاکسترى تا سیاه  بخش قاعده اى برش طزره و پرور ویژگیهاى زمین شناسى یکسانى دارند و در یک محیط رسوبى مشابهى رسوبگذارى نموده اند.

 

بحث :

بلوغ حرارتى ماده آلى

 درجه حرارت ماکزیمم تولید هیدروکربن (Tmax) از ماده آلى براى نمونه هاى مورد مطالعه بین ۴۳۹ تا ۵۷۹ درجه سانتى گراد (با میانگین ۵۳۵ درجه سانتى گراد) است. این نشان مى هد ماده آلى در نمونه هاى مورد مطالعه دماى بالایى را حین تدفین تحمل نموده است. ماده آلى در رخساره هاى شیل سیاه مورد مطالعه، فوق بالغ (Over-mature) مى باشد و غالباً در مرحله متاژنز یا پنجره تولید گاز خشک مى باشند. مقادیر Tmax بدست آمده براى شیلهاى سیاه قاعده اى (BBS) بین ۵۳۱ تا ۵۷۹ درجه سانتى گراد (میانگین ۵۶۱ درجه سانتى گراد) است. این میزان براى رخساره هاى شیل کربن دار (HCS) بین ۴۳۹ تا ۵۷۹ با میانگین ۵۱۴ درجه سانتى گراد است. در مجموع رخساره هاى شیل سیاه بلوغ بالاترى را نشان مى دهد. از میان نمونه هاى مورد مطالعه تنها یک نمونه، کمترین بلوغ را نشان داده و میزان Tmax بدست آمده از این نمونه ۴۳۹ درجه سانتى گراد است. این نمونه که مربوط به رخساره شیل کربن دار مى باشد در مرحله آغازین بلوغ (early mature) یا ابتداى پنجره نفتى قرار دارد.  همچنین بالاترین شاخص هیدروژن (HI) بدست آمده نیز مربوط به همین نمونه مى باشد (۲۴۸ میلى گرم هیدروکربن بر گرم کربن آلى). این رخساره کربن دار در بالاترین بخش سازند شمشک در برش امامزاده هاشم رخنمون دارد. نمونه هاى با بلوغ بسیار بالا مربوط به شیلهاى خاکسترى تا سیاه رنگ بخش قاعده اى و زیرین سازند شمشک در برش طزره، پرو و پالند مى باشد. این تاثیر افزایش عمق و گرادیان زمین گرمایى را در میزان بلوغ به خوبى نشان مى دهد. سازند شمشک در برشهاى مورد مطالعه بویژه در طزره (نزدیک به ۴۰۰۰ متر) از ضخامت زیادى برخوردار است. همچنین تاثیر تنشهاى تکتونیکى (به ویژه عملکرد گسلهاى تراستى) در حوضه البرز مى توانسته نقش مهمى در تکامل حرارتى ماده آلى داشته باشد. لازم بذکر است به سبب ضخامت بسیار زیاد و گسترش فوق العاده سازند شمشک و همچنین پیچیدگیهاى تکتونیکى و ماگماتیسم در حوضه البرز تفاوت بسیار زیاد در میزان بلوغ ماده آلى دور از انتظار نیست. بطورى که نمونه هاى شیلى مربوط به برش جاجرم و شاه پسند ماده آلى نابالغ را نشان مى دهد [۴].

 

 

 

نوع ماده آلى و میزان کربن آلى

 با توجه به بلوغ بسیار بالاى نمونه هاى مورد مطالعه، مقادیر HI، ، و TOC بدست آمده از پیرولیز راک- اوال، مقادیر باقیمانده بعد از تحمل بلوغ در نمونه هاى مورد مطالعه است و تخمین میزان TOC اولیه در ارزیابى پتانسیل هیدروکربن زایى رخساره هاى بسیار بالغ بسیار مهم است. میزان کل کربن آلى (TOC) در شیلهاى سیاه قاعده اى از سازند شمشک در محدوده مورد مطالعه، بین ۳/۰ تا ۵/۳ درصد وزنى (میانگین ۹/۰ درصد وزنى)  و براى شیلهاى کربن دار بین  ۳/۳ تا ۴/۲۹ درصد وزنى (میانگین ۲/۱۴ درصد وزنى) است.

میانگین کل کربن آلى شیلهاى سیاه قاعده اى در برش پالند حدود ۲/۱ درصد وزنى است (۱۴ نمونه). این میزان براى برش طزره ۷/۰ درصد وزنى (۴۲ نمونه) و براى برش پرور حدود ۶/۰ درصد (۴۸ نمونه) است. میزان کربن آلى محاسبه شده توسط دستگاه پیرولیز راک-اوال، عبارتست از مجموع کربن آلى پیرولیز شده ( و ) و کربن آلى باقیمانده است [۲]. با توجه به فوق بالغ بودن نمونه هاى مورد مطالعه، بخش اعظم کربن آلى پیرولیزى طى بلوغ و در مراحل کاتاژنز از دست رفته و در حال حاضر TOC بدست آمده بیشتر معرف کربن آلى باقیمانده (Residual TOC) است. کل کربن آلى باقیمانده براى شیلهاى سیاه در حد قابل قبول تا خوب است که این نشان دهنده پتانسیل سنگ منشاء مناسب تا خوب براى شیلهاى سیاه قاعده اى در سازند شمشک است.

با توجه به موقعیت نمونه هاى مورد مطالعه از سازند شمشک روى دیاگرام تغییر یافته ون-کرولن (HI- Tmax ) و بلوغ بسیار بالا نمى توان نوع ماده آلى را از طریق مطالعات ژئوشیمیایى تعیین کرد و بررسیهاى میکروسکپى بهترین ابزار است. نمونه هاى مورد مطالعه روى دیاگرام نمودار ون-کرولن غالباً نشان دهنده کروژن نوع IV و یک مورد III است. مطالعات پالینولوژى روى اسلایدهاى تخلیص شده از کروژن غالباً مواد آلى آمرف (Amorphous organic matter)، خرده هاى گیاهى اکسید شده (Opaque phytoclasts) و در برخى شیلهاى سیاه کربن دار ذرات اگزینیت (اسپور، پولن و کوتیکول) را نشان مى دهد. در نمونه هاى شمارش شده میزان فراوانى مواد آلى آمرف بالغ بر ۷۶ درصد است. با توجه به شواهد زمین شناسى، محیط رسوبى و پالینولوژى، منشاء مواد آلى آمرف در شیلهاى سیاه قاعده اى، فیتوپلانکتونها و باکتریهاى دریاچه اى است. در محیطهاى آبى با شرایط احیاء، باکتریهاى بى هوازى عامل اصلى تبدیل بقایاى پلانکتونها به مواد آلى آمرف است. مواد آلى آمرف در نور عبورى رنگ قهوه اى تیره تا سیاه داشته و بلوغ بسیار زیادى را نشان مى دهند. در ضمن اجزاى آلى جلبکى (باتریوکوکوس) در شیلهاى تیره طزره نیز قهوه اى رنگ تا سیاه بوده که شاخص دگرسانى حرارتى (TAI) معادل ۳+ تا ۴- را نشان مى دهند.

بنابراین شیلهاى سیاه قاعده اى را میتوان یک رخساره بسیار بالغ غنى از کروژن نوع II دگرسان شده (غنى از مواد آلى آمرف با منشاء پلانکتونى) در نظر گرفت. یک سنگ منشاء واجد کروژن نوع II فوق بالغ در حدود ۵۰ درصد کل کربن آلى اولیه خود  را در اثر تولید و خروج هیدروکربن از دست داده است[۵]. همچنین با توجه به نمودار کربن آلى اولیه در مقابل کربن آلى موجود براى کروژنهاى نوع II میزان کربن آلى اولیه (Original TOC) در شیلهاى سیاه قاعده اى بطور میانگین ۵/۲ درصد وزنى بوده است [۶]. این نشان مى دهد رخساره هاى مذکور پتانسیل اولیه بسیار خوبى جهت تولید هیدروکربن داشته اند که به احتمال بسیار زیاد مقدار قابل توجهى هیدروکربن (بویژه نفت) تولید و خارج نموده اند و در حال حاضر در زون تولید گاز خشک قرار دارند و یک سنگ منشاء موثر غیرفعال مى باشند.

میزان کل کربن آلى در رخساره شیل کربن دار بسیار بالا حدود ۱۴ درصد وزنى مى باشد. با توجه به نتایج پیرولیز راک- اول ترکیب کروژن موجود در این نمونه ها مخلوطى از کروژن IV، III و II است. اغلب نمونه هاى مطالعاتى بسیار فقیر از هیدروژن بوده (نمونه هاى فوق بالغ) و یک مورد کروژن III/II را نشان مى دهد (نمونه با بلوغ بسیار کمتر). نمونه اخیر شاخص هیدروژن متوسطى را نشان مى دهد. مطالعات پالینولوژى نشان دهنده درصد غالب مواد آلى آمرف است که اجزاء گیاهى غنى از لیپید از قبیل اسپور، پولن و کوتیکول آن را همراهى مى کند. در نمونه هاى بسیار بالغ با شاخص هیدروژن کم درصد مواد آلى با منشاء گیاهى (ویترینیت) زیاد نبوده و فقر هیدروژن بدلیل وجود خرده هاى گیاهى فقیر از هیدروژن (ویترینیت) نمى باشد. به نظر مى رسد در شرایط خاص در هنگام پیش روى آب دریا روى مردابهاى ساحلى تولید فیتوپلانکتونها افزایش یافته و امکان تمرکز مواد آلى با منشاء پلانکتونى فراهم گردیده است. اختلاف میزان شاخص هیدروژن بدون محاسبه جرم ماده آلى حداقل هیدروکربن احتمالى تولید شده از این رخساره است. به دلیل گسترش و ضخامت محدود تر این رخساره نسبت به شیلهاى سیاه قاعده اى، این رسوبات (HCS) نقش کمترى در تولید هیدروکربن در سازند شمشک در مناطق مورد مطالعه داشته است. 

 

پتانسیل هیدروکربن زایى شیل هاى سیاه

یکى از پارامترهاى تعیین کننده نوع و کیفیت کروژن، شاخص هیدروژن (HI) است که از نمونه هاى نابالغ سنجیده مى شود. براى مثال مقادیر شاخص هیدروژن کمتر از ۵۰ معرف کروژن نوع IV، ۵۰ تا ۲۰۰ کروژن نوع III، ۲۰۰ تا ۳۰۰ کروژن نوع II/III، ۳۰۰ تا ۶۰۰ کروژن نوع II و بیش از ۶۰۰ کروژن نوع I را نشان مى دهد. مسئله مهم آن است که نمونه هاى مورد مطالعه بسیار بالغ بوده و طبقه بندى تنها بر اساس HI‌ باقیمانده صورت گرفته است. میانگین HI باقیمانده در نمونه هاى مورد مطالعه بین صفر و ۲۴۸ میلى گرم هیدروکربن بر گرم کربن آلى است (میانگین ۲/۷ میلى گرم هیدروکربن بر گرم کربن آلى). بنابراین در حال حاضر ترکیب شیمیایى کروژنهاى مورد مطالعه غالباً معادل کروژن نوع IV و تنها یک مورد کروژن نوع II/III را نشان مى دهد. البته این به مفهوم عقیم بودن اولیه سازند شمشک در مناطق مورد مطالعه نمى باشد. مطالعات میکروسکپ نورى و میکروسکپ نور فرابنفش نشان دهنده درصد بسیار بالاى مواد آلى آمرف است.

میزان HI باقیمانده در رسوبات شیل سیاه مورد مطالعه بین صفر و ۳۲ (میانگین ۲/۴ میلى گرم هیدروکربن بر گرم کربن آلى) است. با توجه به بلوغ بسیار بالاى شیلهاى سیاه قاعده اى، نوع ماده آلى (دریایى و دریاچه اى غنى از لیپید) و همچنین میزان کربن آلى موجود و تخمین زده شده اولیه، این نوع رخساره (BBS) داراى پتانسیل اولیه بسیار بالایى جهت تولید هیدروکربن بویژه نفت داشته است و در گذشته مقدار زیادى هیدروکربن تولید نموده است. پایین بودن مقادیر (حدود ۰۷/۰ میل گرم هیدروکربن بر گرم سنگ) نشان دهنده خروج هیدروکربن در این رخساره ها است.

شاخص هیدروژن براى شیلهاى کربن دار بین صفر تا ۲۴۸ (میانگین ۷/۳۴ میلى گرم هیدروکربن بر گرم کربن آلى) است. اختلاف بین مقادیر HI شیلهاى سیاه کربن دار مبین حداقل توان هیدروکربن زایى این رخساره در مناطق مورد مطالعه از سازند شمشک است. دو نمونه از شیلهاى سیاه کربن دار پتانسیل زایش (Genetic potential) بسیار بالایى را نشان مى دهند (۱۳ و ۲/۲۰ کیلوگرم هیدروکربن بر تن سنگ). این رخساره ها سنگ منشاء نسبتاً خوبى مى باشند که در مرحله تولید هیدروکربن بوده و توانایى تولید گاز و نفت را دارند. با توجه به ویژگیهاى مشابه زمین شناسى، محیط رسوبى و پالینولوژى بین شیلهاى کربن دار بسیار بالغ با نمونه هاى با بلوغ بسیار پایین تر، به احتمال بسیار زیاد شیلهاى کربن دار بسیار بالغ نیز پتانسیل تولید هیدروکربن (مخلوطى از نفت و گاز) را داشته اند. غالب نمونه هاى شیل کربن دار در حال حاضر در پنجره تولید گاز خشک قرار دارند. در مجموع رخساره شیل کربن دار (نمونه ها بسیار بالغ ) بعنوان یکى از رخسارههاى با پتانسیل اولیه نسبتاً خوب جهت تولید هیدروکربن مطرح مى باشد.

در مجموع شیلهاى سیاه غنى از ماده آلى (Organic-rich black shales) در سازند شمشک داراى پتانسیل اولیه بالایى جهت تولید هیدروکربن داشته و این رخساره ها مقادیر زیادى نفت و گاز را تولید و خارج نموده اند.

مناصق طزره، پرور و پالند از میان برشهاى مورد مطالعه در البرز شرقى و مرکزى پتانسیل اولیه ى بسیار بالایى جهت تولید هیدروکربن (بویژه نفت) داشته و مقدار زیادى نفت تولید و خارج نموده اند. ولى با توجه به بلوغ زیادى که این رخساره ها تحمل کرده اند ممکن است طى فرایند کرکینگ ثانویه نفتهاى تولید و شده (در صورت تجمع) به گاز مبدل شده باشند. از لحاظ کمى رخساره شیلهاى کربن دار(HCS) در مقایسه با شیل سیاه قاعده اى((BBS توانایى کمترى در تولید هیدروکربن داشته و عمده  هیدروکربن تولید شده مربوط به رخساره شیل سیاه قاعده اى است.

◊◊◊◊

نتیجه گیرى :

۱- اغلب نمونه هاى مورد مطالعه از رخساره هاى شیل سیاه در سازند شمشک در مناطق مورد مطالعه فوق بالغ (در پنجره تولید گاز خشک) مى باشند و برخى نیز در مراحل ابتدایى بلوغ (در پنجره تولید نفت) قرار دارند. مقادیر Tmax بین  ۴۳۹ تا ۵۷۹ درجه سانتى گراد (۱۴۰ درجه سانتى گراد اختلاف حرارتى) مى باشد. نمونه هاى بسیار بالغ عمدتاً مربوط به پایین ترین بخش سازند شمشک و نمونه هاى با بلوغ بسیار کمتر در بالاترین بخش سازند قرار دارند.

۲- در حال حاضر شیلهاى ضخیم و سیاه قاعده اى (BBS) در برش هاى طزره، پرور و پالند یک سنگ منشاء فوق بالغ غنى از کروژن نوع II دگرسان شده (مواد آلى آمرف - از لحاظ ترکیب ژئوشیمیایى معادل کروژن نوع IV) مى باشد.  این رخساره به احتمال زیاد در دوره هاى گذشته زمین شناسى مقادیر قابل توجهى هیدروکربن (بویژه نفت) تولید کرده است و در حال حاضر یک سنگ منشاء موثر غیر فعال (Inactive effective source rock) مى باشد.

۴- اغلب نمونه هاى مورد مطالعه از شیلهاى کربن دار (HCS) بسیار بالغ بوده و محتواى هیدروکربن خود را از دست داده و در زون گاز خشک قرار دارند. برخى از شیلهاى کربن دار در حال حاضر نیز توان تولید هیدروکربن (مخلوطى از گاز و نفت) دارند که در ابتداى زون تولید نفت قرار دارند. رخساره شیل غنى از کربن در مناطق مورد مطالعه بسته به درجه بلوغ و محتواى هیدروژن یک سنگ منشاء بالغ و موثر مى باشد.

۵- از لحاظ کمى و کیفى رخساره شیل سیاه قاعده اى (BBS) بیشترین پتانسیل اولیه جهت تولید هیدروکربن در مناطق مورد مطالعه داشته است.

۶- سازند شمشک یک سازند بسیار مستعد جهت تولید هیدروکربن است که با توجه به گستردگى و تاثیر متفاوت تکتونیک و فعالیتهاى ماگماتیسم در حوضه البرز بصورت سنگ منشاء بالقوه، سنگ منشاء بالفعل و سنگ منشاء موثر ظاهر شده است. لذا مطالعه ویژگیهاى ژئوشیمیایى ماده آلى در هر منطقه بطور مجزا مى تواند نتایج متفاوتى را در برداشته باشد.

◊◊◊◊

 

Refrences :

۱.  Seyed-Emami, K., Fürsich, F. T., Wilmsen, M., Majidifard, M. R., Cecca, F., Scharirer, G.,   

     and A. Shekarifard., ۲۰۰۶.  Stratigraphy and ammonite fauna of the Upper Shemshak۱:place>   

     Formation (Toarcian-Aalenian) at Tazareh ,eastern Alborz۱:city>, Iran۱:country-region>۱:place>. Journal of Asian Earth

علی شکاری فرد، دانشجوی دکتری دانشکده مهندسی معدن، اکتشاف و زمین شناسی نفت، دانشکده فنی دانشگاه تهران

پروفسور کاظم سید امامی، استاد دانشکده مهندسی معدن، دانشکده فنی دانشگاه تهران

پروفسور فرانسوا بودن، استاد دپارتمان زمین شناسی رسوبی، دانشگاه ششم پاریس، فرانسه

◊◊◊◊

چکیده:

در این مطالعه رخساره شیل سیاه سازند شمشک در البرز شرقی و مرکزی به دو گروه (1) شیلهای سیاه قاعده ای (BBS) و (2) شیلهای بسیار غنی از کربن (HCS) طبقه بندی شده است. شیلهای سیاه قاعده ای در بخش پایینی سازند شمشک در برش طزره، پرور و پالند با ضخامت زیاد رخنمون دارد. میزان کربن آلی باقیمانده (Residual OC) موجود در این رسوبات بین 3/0 تا 5/3 درصد وزنی (متوسط 9/0 درصد وزنی) است. در نمونه های مورد مطالعه مواد آلی آمرف (AOM) بسیار فراوان و غالباً حاصل تجزیه بقایای پلانکتونی است. بر اساس بررسیهای ژئوشیمیایی و پالینولوژی رخساره شیل سیاه قاعده ای از لحاظ بلوغ، فوق بالغ (Cº 561Tmax=) بوده و غنی از کروژن نوع II دگرسان شده است. واحد شیل سیاه قاعده ای بطور اولیه یک سنگ منشاء خوب جهت تولید هیدروکربن بوده است. اما در حال حاضر یک سنگ منشاء موثر غیر فعال می باشد. شیلهای کربن دار در نقاطی که نمونه گیری شده اند در مرحله ابتدایی بلوغ تا فوق بالغ می باشند. میزان کربن آلی آنها بین  3/3 تا 4/29 درصد وزنی (با میانگین 2/14 درصد وزنی) است. حداکثر HI مربوط به رخساره شیل کربن دار (248 میلی گرم هیدروکربن بر گرم کربن آلی) است. در نمونه های مورد مطالعه این رخساره شامل مخلوطی از کروژنهای نوعII،III و IV (ماده آلی آمرف، ماسرالهای اگزینیت و ویترینیت) است.

 

Abstract :

In this study the black shale facies of the Shemshak Formation has been classified into two groups including (1) Basal black shales (BBS) and (2) Highly carbonaceous shales (HCS) in the Central and Eastern Alborz Range. The BBS unit in the lower part of Shemshak Formation at Tazareh, Parvar and Paland sections have been well exposed. Residual organic carbon in the this unit range from 0.3 to 3.5 wt.% (0.9 wt.% on average). Amorphous organic matter (AOM) dominates and mainly derived from degradation of the planktonic remains. According to geochemical and palynological investigations the BBS unit is overmature (Tmax=561 ºC) and contains altered type II kerogen. The BBS unit may have initially been a good source rock for generation of hydrocarbons, but is now an inactive effective source rock. The carbonaceous shales are early mature to overmature where sampled. The organic carbon content is between 3.3 and 29.4 wt.% (with a mean 14.2 wt.%). The maximum HI value (248 mg HC/ g TOC) comes from the HCS sediments. This unit contains a mixture of type II, III, IV kerogens (AOM, Exinite and Vitrinite macerals) in the studied samples.

کلید واژه ها: سازندشمشک هیدروکربن طزره البرزشرقی پالند زمین شناسی نفت سایر موارد