캐나다 북부 알버타주의 데본기 후기 Grosmont층은 중생대 백악기와 데본기 후기 사이 형성된 침식 부정합면 하부에 위치하며 Ireton층의 셰일에 의해 4개의 단위로 구분되고, 상향 천해화(shallowing-upward)를 보이는 전형적인 대륙붕 환경이다. Grosmont층은 탄성파의 극성, 연속성, 주파수/간격, 진폭 등의 해석요소를 고려하여 4개의 단위(LG, UG1, UG2, UG3)로 구분할 수 있었고 반사파는 중-고진폭, 중-저주파수의 특징을 보이고 반사면은 연속성이 좋으며 서로 평행한 형태로 나타났다. 시추공의 암상자료를 바탕으로 대륙붕 또는 플랫폼(platform) 환경으로 해석할 수 있지만 반사파의 특성이나 형태만으로 순차층의 경계면과 퇴적환경을 인지하기란 쉽지 않기 때문에 이 연구에서는 부순차층세트(parasequence set)로 하여 층서 해석을 시도하였다. 침식 부정합면에 의해 퇴적계 연합체와 함께 부순차층세트가 형성되는데, 침식부정합면은 암상자료와 탄성파상의 카르스트화작용 및 침식면에 의해 그 인지가 가능하였다. 연구지역에 분포하는 Grosmont 탄산염암층은 플랫폼 및 대륙붕 환경으로부터 분지 방향의 플랫폼 주변부을 향하면서 층후가 점차 감소하는 쐐기형태로 발달하며 전진하는 시그모이드-오블리크(sigmoid-oblique) 형태의 음향특성을 갖는 것이 특징적이며, 이는 해수면 변동과 연계되어 퇴적작용이 진행되었음을 지시해주고 있다. 퇴적단위의 대부분은 주로 해퇴 및 저해수면 환경 하에서 형성된 것으로 해석되어 플랫폼 환경을 뒷받침해주는 증거가 된다. 특히, 고해수면 환경 하에서 형성된 퇴적체 하부의 셰일층은 반복되는 해퇴기간 동안 대부분이 박층으로 분포하는 것으로 해석된다.
캐나다 북부 알버타주의 데본기 후기 Grosmont층은 중생대 백악기와 데본기 후기 사이 형성된 침식 부정합면 하부에 위치하며 Ireton층의 셰일에 의해 4개의 단위로 구분되고, 상향 천해화(shallowing-upward)를 보이는 전형적인 대륙붕 환경이다. Grosmont층은 탄성파의 극성, 연속성, 주파수/간격, 진폭 등의 해석요소를 고려하여 4개의 단위(LG, UG1, UG2, UG3)로 구분할 수 있었고 반사파는 중-고진폭, 중-저주파수의 특징을 보이고 반사면은 연속성이 좋으며 서로 평행한 형태로 나타났다. 시추공의 암상자료를 바탕으로 대륙붕 또는 플랫폼(platform) 환경으로 해석할 수 있지만 반사파의 특성이나 형태만으로 순차층의 경계면과 퇴적환경을 인지하기란 쉽지 않기 때문에 이 연구에서는 부순차층세트(parasequence set)로 하여 층서 해석을 시도하였다. 침식 부정합면에 의해 퇴적계 연합체와 함께 부순차층세트가 형성되는데, 침식부정합면은 암상자료와 탄성파상의 카르스트화작용 및 침식면에 의해 그 인지가 가능하였다. 연구지역에 분포하는 Grosmont 탄산염암층은 플랫폼 및 대륙붕 환경으로부터 분지 방향의 플랫폼 주변부을 향하면서 층후가 점차 감소하는 쐐기형태로 발달하며 전진하는 시그모이드-오블리크(sigmoid-oblique) 형태의 음향특성을 갖는 것이 특징적이며, 이는 해수면 변동과 연계되어 퇴적작용이 진행되었음을 지시해주고 있다. 퇴적단위의 대부분은 주로 해퇴 및 저해수면 환경 하에서 형성된 것으로 해석되어 플랫폼 환경을 뒷받침해주는 증거가 된다. 특히, 고해수면 환경 하에서 형성된 퇴적체 하부의 셰일층은 반복되는 해퇴기간 동안 대부분이 박층으로 분포하는 것으로 해석된다.
The Upper Devonian Grosmont Formation in northern Alberta, Canada, underlies the erosion unconformity that formed between the Cretaceous and Upper Devonian. The formation is divided into four units on the basis of intercalated shales and showing a typical shelf environment of shallowing-upward. It w...
The Upper Devonian Grosmont Formation in northern Alberta, Canada, underlies the erosion unconformity that formed between the Cretaceous and Upper Devonian. The formation is divided into four units on the basis of intercalated shales and showing a typical shelf environment of shallowing-upward. It was possible to separate four units(LG~UG3), considering the seismic interpretation attributes of polarity, continuity, frequency/spacing and amplitude and showing the reflection characteristics of the medium-high amplitude, medium-low frequency, good continuity, and subparallel reflection events. The formation can be interpreted as shelf or platform, based on in-situ core data. However, it is difficult, only with reflection attributes and features, to recognize the boundaries and sedimentary environment of parasequence. Therefore, we try to interprete by parasequence set in this study. The parasequence set was formed by erosion unconformity with systems tracts. The erosion unconformity can be recognized by facies data and karst, erosional surface. Grosmont carbonate deposits ranging from platform and shelf to shelf slope are; by wedge-shaped strata of characterized by complex sigmoid-oblique progradational configurations, reflecting a depositional history of upbuilding and outbuilding in response to sea-level changes. Most of the sedimentary units is interpreted as platforms under regression and lowstand environments that support is evidences. In particular, shale layer at the basal part of the highstand systems tracts represents the regressive to lowstand of sea level.
The Upper Devonian Grosmont Formation in northern Alberta, Canada, underlies the erosion unconformity that formed between the Cretaceous and Upper Devonian. The formation is divided into four units on the basis of intercalated shales and showing a typical shelf environment of shallowing-upward. It was possible to separate four units(LG~UG3), considering the seismic interpretation attributes of polarity, continuity, frequency/spacing and amplitude and showing the reflection characteristics of the medium-high amplitude, medium-low frequency, good continuity, and subparallel reflection events. The formation can be interpreted as shelf or platform, based on in-situ core data. However, it is difficult, only with reflection attributes and features, to recognize the boundaries and sedimentary environment of parasequence. Therefore, we try to interprete by parasequence set in this study. The parasequence set was formed by erosion unconformity with systems tracts. The erosion unconformity can be recognized by facies data and karst, erosional surface. Grosmont carbonate deposits ranging from platform and shelf to shelf slope are; by wedge-shaped strata of characterized by complex sigmoid-oblique progradational configurations, reflecting a depositional history of upbuilding and outbuilding in response to sea-level changes. Most of the sedimentary units is interpreted as platforms under regression and lowstand environments that support is evidences. In particular, shale layer at the basal part of the highstand systems tracts represents the regressive to lowstand of sea level.
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문제 정의
이 연구들은 지구물리 검층자료를 토대로 셰일층과 공극률분포를 이용한 분류 및 코어분석 연구에 의해 4가지 단위로 분류하였다. 그러나 탄성파 반사법 자료 해석 대한 연구가 미흡한 실정이기 때문에, 본 연구에서는 Grosmont층을 기준으로 탄성파상을 상세히 조사하여 기존연구에서의 층서분류를 재검토하고, 퇴적환경을 복원하고자 하였다. 이를 위해 위경도(56~57°, 113~115°)사이에 위치한 South Panny지역에서 주향, 경사 방향의 측선에서 각각 얻어진 자료(SP4, SP6)를 측선에 인접한 시추공자료와 함께 복합해석을 시도하였다.
윈터번층군의 퇴적작용도 마찬가지로 전체적인 천해성 환경과 분지충진과 같은 특징을 보인다. 우드벤드와 윈터번층군의 퇴적작용이 발생한 시기의 주목할만한 퇴적 환경의 변화들은1) 퇴적물의 보존 및 집적률이 증가한 것과, 2) 셰일의 분지 충진이 급격하게 증가 한 것, 3) 산호초의 광역적이고 두꺼운 발전, 4) 좋은 질의 근원암 생성, 5) 탄산염암 저류암에 의한 경제성 높은 많은 양의 탄화수소가 집적된 것(Mossop and Shetsen, 1994) 등 여러 가지의 변화로 오늘날 캐나다 북부 알버타주에서 많은 양의 석유자원을 개발하고 회수하는 지에 대해 알 수 있다.
제안 방법
이를 위해 위경도(56~57°, 113~115°)사이에 위치한 South Panny지역에서 주향, 경사 방향의 측선에서 각각 얻어진 자료(SP4, SP6)를 측선에 인접한 시추공자료와 함께 복합해석을 시도하였다.
, 2007). 이 연구들은 지구물리 검층자료를 토대로 셰일층과 공극률분포를 이용한 분류 및 코어분석 연구에 의해 4가지 단위로 분류하였다. 그러나 탄성파 반사법 자료 해석 대한 연구가 미흡한 실정이기 때문에, 본 연구에서는 Grosmont층을 기준으로 탄성파상을 상세히 조사하여 기존연구에서의 층서분류를 재검토하고, 퇴적환경을 복원하고자 하였다.
감마 검층과 자연전위검층 모두 부정합면에서 탄산염암층과 점토질 퇴적층과의 경계를 인지할 수 있는 차이를 확인할 수 있다. 부정합면 하부에 위치하는 Grosmont층은 나중에 설명할 탄성파 단면상(Figs. 6, 7)에서 연속성이 양호하고 완만한 경사를 가지고 측선 SP4, SP6에서 각각 동쪽과 북쪽으로 향하는 습곡 및 단층구조로 보이는 점에서 경사부정합(angular unconformity)으로 해석하였다. Fig.
퇴적환경 및 과정을 파악하기 위해 탄성파 측선에 인접한 B공(Fig. 8)의 암상자료, 감마(γ-ray)물리검층자료를 이용하였고 반사면의 진폭, 주파, 연속성을 고려하여 탄성파상을 해석하였다.
층서단위는 경계면의 침식과 퇴적계 연합체를 구성하는 부순차층세트의 집적형태 등에 의해 구획이 정해지고, 다시 이들 특성과 순차층 내에서의 위치에 따라 상대적 해수면 변동과 관련지어 3개의 퇴적계 연합체 등으로 분류된다. 반사파의 특성이나 형태만으로 순차층의 경계면을 인지하기란 쉽지 않기 때문에 순차층의 구성단위를 기술적 구분요소가 강한 부순차층세트로 하여 층서모델을 제시해 보았다. 부순차층세트는‘기원적으로 연계된 부순차층(parasequence)의 연속체’로 정의되며, 단순히 부순차층의 집적형태(progradational; 전진형태, aggradational; 수직누적 또는 retrogradatinal; 후퇴형태)에 따라 구분된다(Van Wagoner et al.
Stage 2 : 저해수면 시기에 해수면 하강은 탄산염 퇴적물 생성에 막대한 영향을 미치며 하부 산호초 빌드업 환경을 조성하고 이에 의한 구조변형으로 경계면 상부에 전진 구축형 퇴적체가 형성되기 시작하였고 급격히 해수면이 상승하게 되어 해침과 해퇴를 반복하였다. 깊은 심도의 녹색 탄산염질 셰일이 얇은 층으로 협재하여 탄산염암층과 호층을 이루게 되며 최대해침면(maximum flooding surface)이 형성되며 대기노출에 의한 플랫폼환경 위로 퇴적작용이 진행된 것으로 해석하였다(LG).
퇴적환경은 탄성파상의 반사파가 중-고진폭, 중저주파이고 반사면의 연속성이 좋은 평행한 반사형을 보이고 시추공의 암상자료 역시 상향 천해화의 암상과산호화석을 보여, 이를 통해 플랫폼 환경으로 해석된다. 하지만 반사파의 특성이나 형태만으로 순차층의 경계면과 퇴적환경을 인지하기란 쉽지 않기 때문에 순차 층의 구성단위를 기술적 구분요소가 강한 부순차층세트로 하여 층서모델을 제시하였다. 침식 부정합면에 의해 분리되는 퇴적단위(LG~UG3)를 포함하며 이 퇴적 단위의 형성은 주기적으로 반복되는 해수면 변동에 의해 크게 조절되었으며, 퇴적단위의 대부분은 주로 해퇴 및 저해수면 환경 하에서 형성된 것으로 해석되어 플랫폼 환경을 뒷받침해주는 증거가 된다.
대상 데이터
이를 위해 위경도(56~57°, 113~115°)사이에 위치한 South Panny지역에서 주향, 경사 방향의 측선에서 각각 얻어진 자료(SP4, SP6)를 측선에 인접한 시추공자료와 함께 복합해석을 시도하였다. 탄성파 탐사자료 해석은 KINGDOM 소프트웨어를 사용하였고 퇴적층서 및 환경을 파악하기 위해 3개(A, B, C) 시추공의 코어 및 물리검층 자료를 이용하였다(Fig. 1).
성능/효과
5 m 두께의 셰일층을 찾는 것은 거의 불가능하였다(PTAC, 2007). 따라서 반사이벤트의 극성, 연속성, 주파수/간격 등의 해석방법을 시도하여 대략 0.5 ~ 0.65 ms 사이에 존재하는 Grosmont층에서 뚜렷한 반사면 4개를 찾을 수 있었다. Figs.
Figs. 6, 7에서 음향 임피던스가 낮은 것에서 높은 것으로 변하는 구간으로 양의 반사계수(reflection coefficient)가 커지는, 즉 양(positive)의 진폭으로 그 세기가 커지는 구간이며, 주파수에 따른 간격의 수직 분해능 또한 경계를 인지할 수 있었다. 또한 탄산염암과 셰일의 일반적으로 알려진 속도차이를 감안하였다.
연구지역에 분포하는 데본기 후기 탄산염암 퇴적층의 침식 부정합면은 카르스트화작용, 하도, 침식면 등에 의해 인지가 가능하였다. 아울러 Grosmont층의 경계면과 퇴적환경을 해석하는데 극성, 연속성, 주파/간격, 진폭 등의 해석요소들을 고려하여 음향 임피던스가 고-저로 변하는 구간으로 양의 반사계수를 갖고 강한 양의 진폭을 띄며 연속성이 좋고, 주파수에 따른 간격의 수직적인 변화 등으로 경계가 되는 구간에 해당하는 셰일과 탄산염암과 같이 음향 임피던스가 낮은 암질에서 높은 암질로 변하는 반사면을 기준으로 하부부터 상부층까지의 층서를 구분할 수 있는 기준이 되었다. 퇴적환경은 탄성파상의 반사파가 중-고진폭, 중저주파이고 반사면의 연속성이 좋은 평행한 반사형을 보이고 시추공의 암상자료 역시 상향 천해화의 암상과산호화석을 보여, 이를 통해 플랫폼 환경으로 해석된다.
또한 탄산염암과 셰일의 일반적으로 알려진 속도차이를 감안하였다. 따라서, 셰일과 탄산염암과 같이 음향 임피던스가 낮은 암질에서 높은 암질로 변하는 구간으로 얇은 셰일층의 인지가 어려운 대신 이러한 반사면을 기준으로 하부부터 LG, UG1, UG2, UG3의 층서를 구분할 수 있는 기준이 되었다.
상기 결과에 의하면 연구지역에 분포하는 Grosmont 탄산염암층은 플랫폼 및 대륙붕 환경으로부터 분지 방향의 대륙붕대를 향하면서 층후가 점차 감소하는 쐐기 형태로 발달해 있으며 탄성파 단면상의 각 퇴적단위는 대륙붕대를 향하며 전진하는 시그모이드-오블리크형태의 음향특성을 갖는 것이 특징적이다(Fig. 7). 기존의 연구결과에 의하면 본 지역에 발달해 있는 퇴적층은 데본기 후기의 프라스니안기-파메니안기 동안 형성된 것으로 해석되며(Mossop and Shetsen, 1994), 이 기간동안 주기적으로 반복된 해수면 변동과 연계되어 퇴적작용이 진행된 것으로 알려졌다(Fig.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
캐나다의 북부 알버타주에서 관심을 끌고 있는것은?
캐나다의 북부 알버타주는 데본기의 탄산염암 저류층이 발달하였고 많은 양의 오일샌드, 탄산염암 비투멘(bitumen carbonate)과 같은 비재래 석유자원으로 세계적인 높은 관심을 끌고 있다. 아울러 알버타주의 지하층서에 대한 관심이 증대되며 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
Grosmont층의 특징은?
캐나다 북부 알버타주의 데본기 후기 Grosmont층은 중생대 백악기와 데본기 후기 사이 형성된 침식 부정합면 하부에 위치하며 Ireton층의 셰일에 의해 4개의 단위로 구분되고, 상향 천해화(shallowing-upward)를 보이는 전형적인 대륙붕 환경이다. Grosmont층은 탄성파의 극성, 연속성, 주파수/간격, 진폭 등의 해석요소를 고려하여 4개의 단위(LG, UG1, UG2, UG3)로 구분할 수 있었고 반사파는 중-고진폭, 중-저주파수의 특징을 보이고 반사면은 연속성이 좋으며 서로 평행한 형태로 나타났다.
SP6의 탄성파 단면도 상에서 퇴적층의 발달 과정은 무엇인가?
Stage 1 : 저해수면 조건하에서 Cooking Lake층은 플랫폼 환경이 형성되었고 해침에 의한 해침면 (transgressive surface)이 형성되며 해침에 따른 지속적인 해안선의 이동으로 두꺼운 퇴적층을 형성하기 보다는 대체로 얇은 셰일 박층을 형성하였을 것으로 해석된다.
Stage 2 : 저해수면 시기에 해수면 하강은 탄산염 퇴적물 생성에 막대한 영향을 미치며 하부 산호초 빌드업 환경을 조성하고 이에 의한 구조변형으로 경계면 상부에 전진 구축형 퇴적체가 형성되기 시작하였고 급격히 해수면이 상승하게 되어 해침과 해퇴를 반복하였다. 깊은 심도의 녹색 탄산염질 셰일이 얇은 층으로 협재하여 탄산염암층과 호층을 이루게 되며 최대해침면(maximum flooding surface)이 형성되며 대기노출에 의한 플랫폼환경 위로 퇴적작용이 진행된 것으로 해석하였다(LG).
Stage 3, 4 : 해수면이 최대로 상승하게 되면서 수직누적과 전진에 의해 퇴적체가 형성되며 해수면 상승률이 점차 감소함에 따라 층서적으로 경계면 하부에서 상향 천해화 연계층을 형성하게 된다(UG1~3).
참고문헌 (21)
Anderson, N.L., Brown, R.J. and Hinds, R.C. (1988) A seismic perspective on the Panny and Trout fields of North-Central Alberta. Canadian Journal of Exploration Geophysics, v.24, n.2(December 1988), p.154-165.
Bachu, S. (1995) Synthesis and Model of Formation-Water Flow, Alberta Basin, Canada. AAPG Bulletin, v.79, n.8(August 1995), p.1159-1178
Bachu, S., Underschultz, J.R., McPhee, D. and Cotterill, D.K. (1996) Regional geology and hydrostratigraphy in northeast Alberta. AEUB Open File Report 96-16, 161p.
Belyea, H.R. (1952) Notes on the Devonian system of the north-central plains of Alberta. Geol. Survey Canada, p.52-27, 66p.
Belyea, H.R. (1956) Grosmont formation in the Loon Lake area. Alberta Soc, Petroleum Geology J., v.4, p.66-69.
Belyea, H.R. (1956) Grosmont formation in the Loon Lake area. Alberta Soc, Petroleum Geology J., v.4, p.66-69.
Buschkuehle, B.E. (2007) An Overview of the Geology of the Upper Devonian Grosmont Carbonate Bitumen Deposit, Northern Alberta, Canada. Natural Resources Research, v.16, n.1(March 2007).
Campbell, C.V. (1987) Stratigraphy and facies of the Upper Elk Point Subgroup, Northern Alberta, in Krause, F. F. and Burrowes, O. G., eds., Devonian lithofacies and reservoir styles in Alberta. Secon Internat. Symp. Devon. Syst., Calgary, p.243-286.
Cutler, W.G. (1983) Stratigraphy and Sedimentology of the Upper Devonian Grosmont Formation, Northern Alberta. Bulletin of Canadian Petroleum Geology, v.31, n.4(Dec. 1983), p.282-325.
Dembicki, E.A. (1994) The Upper Devonian Grosmont Formation: Well-log evaluation and regional mapping of a heavy oil carbonate reservoir in northeastern, Alberta. unpubl. masters thesis, Univ. Alberta, Edmonton, 221p.
Dembicki, E.A. and Machel, H.G. (1996) Recognition and delineation of paleokarst zones by the use of wireline logs in the bitumen-saturated Upper Devonian Grosmont Formation of northeastern Alberta, Canada. Am. Assoc. Petroleum Geologists Bull., v.80, n.5, p.695-712.
Huebscher, H. (1996) Regional controls on the stratigraphic and diagenetic evolution of the Woodbend group carbonates, north-central Alberta. unpubl. doctoral dissertation, The Univ. Alberta, Edmonton, 231p.
James, N.P. (1979) Shallowing-upward sequences in carbonates. In: Walker, R. G. (Ed.), Facies Models. Geoscience Canada, Reprint Series 1, p.109-119.
Johnson, J.G., Klapper, G. and Sandberg, C.A. (1985) Devonian eustatic fluctuations in Euramerica. Geological Society of America, Bulletin, 96, p.567-587.
Mossop G.D. and Shetsen I. (compilers) (1994) Geological Atlas of the Western Canada Sedimentary Basin. Calgary, Canadian Society of Petroleum Geologists and Alberta Research Council, 510p.
Posamentier, H.W. and Chamberlain, C.J. (1993) Sequence-stratigraphic analysis of Viking Formation lowstand beach deposits at Joarcam field, Canada. Spec. Publ. Int. Assoc. Sediment. n.18 : 469-485.
Sangree, J.B. and Widmier, J.M. (1977) Seismic stratigraphy and global changes of sea level, part 9: seismic interpretation of clastic depositional facies. American association of petroleum geologist, Memoir, 26, 165-184.
Sangree, J.B. and Widmier, J.M. (1977) Seismic stratigraphy and global changes of sea level, part 9: seismic interpretation of clastic depositional facies. American association of petroleum geologist, Memoir, 26, 165-184.
Van Wagoner, J.C., Mitchum, R.M., Jr., Campion, K.M. and Rahmanian, V.D. (1990) Siliciclastic sequence stratigraphy in well logs, cores, and outcrops: concepts for high-resolution correlation of time and facies. American Association of Petroleum Geologists Method Exploration Series, 7, 55p.
Wilson, J.L. (1975) Carbonate Facies in Geologic History. New York, Heidelberg, Berlin: Springer-verlag, 472p.
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