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CSPG Bulletin

Abstract


Bulletin of Canadian Petroleum Geology
Vol. 38 (1990), No. 4. (December), Pages 452-474

Organic Maturation of Mesozoic and Tertiary Strata, Queen Charlotte Islands, British Columbia

D. Vellutini,, R.M. BUSTIN,

ABSTRACT

The level of organic maturation and thermal history of Mesozoic and Tertiary strata in the Queen Charlotte Islands have been determined with vitrinite reflectance (%Rorand) and numerical modelling (modified Arrhenius model). The degree of organic maturation (DOM) varies from immature to overmature (with respect to the oil window) and increases from north to south. The primary control on the DOM is high heat flow associated with plutonism on Moresby and Graham islands. Upper Triassic-Lower Jurassic Kunga Group strata are immature to overmature (0.18-1.75%Rorand) on northwest and central Graham Island, mature to overmature Skidegate Inlet, and overmature (1.63-5.80%Rorand) on Moresby Island south on Cumshewa Inlet. Local, anomalously high maturation values (ranging up to 4.16%Rorand on Graham Island and 8.31%Rorand on Moresby Island) occur adjacent to igneous intrusives. Lower Jurassic Maude, Yakoun, and Moresby groups strata are marginally mature to overmature, with maturation increasing from central Graham Island (0.40%Rorand) to north Moresby Island (1.53%Rorand). The DOM of Cretaceous strata (Longarm, Haida, Skidegate, and Honna formations) increases from northwest Graham Island (0.29-4.86%Rorand), to south Graham Island (0.80-2.43%Rorand), to south Moresby Island (1.95-4.78%Rorand). Tertiary strata, restricted to Graham Island, are generally immature except for the mature succession on western Graham Island (Port Louis well) and northeast Graham Island (basal strata at the Tow Hill well).

Paleothicknesses of eroded strata calculated based on Triassic sections on west Graham Island range from 1,050 m at Frederick Island to 750 m at Kennecott Point, and based on Jurassic strata ranges from 1,750 m at Rennell Junction to 2,000 m on north Moresby Island at Cumshewa Inlet. Based on Cretaceous sections there is an increased thickness of eroded strata on north Moresby Island at Onward Point (1,500 m), relative to northwest Graham Island at north Lauder Point (750 m). Thicknesses of eroded strata based on Tertiary sections range from 400 m on east Graham Island (Tlell well) to 1,700 m on west Graham Island (Port Louis well).

Time-temperature models suggest that the measured maturation levels for Mesozoic strata can be best explained by a moderate background geothermal gradient (approx. 30 °C/km) with higher geothermal gradients (83 °C/km to 150 °C/km) during periods of Yakoun (between 183 and 178 Ma) and Masset (between about 35 and 10 Ma) volcanism. Based on numerical modelling, Triassic strata at Frederick Island (northwest Graham Island) are predicted to have entered and exited the oil window during the Early and Late Miocene, respectively, whereas strata at Kennecott Point (northwest Graham Island) entered the oil window during the early Miocene and are still in the oil window. Jurassic strata at Rennell Junction entered the oil window during the Bajocian and remain within the oil window. Cretaceous strata on north and south Graham Island entered the oil window during the early Miocene and are currently within the oil window. Tertiary strata are generally immature except for strata at west Graham Island (Port Louis well), and northeast Graham Island (Tow Hill well), which entered the oil window in the Miocene.

RESUME

Le niveau de maturite organique et l'histoire thermale des couches mesozoiques et tertiaires dans les iles de la Reine Charlotte ont ete determines a l'aide de la reflectance de la vitrinite (%Rorand) et d'un modele numerique (modele d'Arrhenius modifie). Le degre de maturite organique (Previous HitDMONext Hit) varie entre immature et surmature (par rapport a la fenetre de production d'huile) et augmente du nord au sud. Le controle principal sur le Previous HitDMONext Hit est le flux thermique eleve relie au plutonisme dans les iles de Moresby et de Graham. Les couches du Triassique superieur-Jurassique inferieur du groupe Kunga sont immatures a surmatures (0,18 a 1,75 %Rorand) dans les parties nord-ouest et centrale de

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l'ile de Graham, matures a surmatures dans l'anse de Skidegate, et surmatures (1,63 a 5,80 %Rorand) sur l'ile de Moresby au sud de l'anse de Cumshewa. A certains endroits, des valeurs de degre de maturite anormalement elevees (allant jusqu'a 4,16 %Rorand sur l'ile de Graham et 8,31 %Rorand sur l'ile de Moresby) se retrouvent adjacentes a des intrusions ignees. Les couches du Jurassique inferieur des groupes Maude, Yakoun, et Moresby, sont marginalement matures a surmatures, le degre de maturite augmentant de l'ile de Graham centrale (0,40 %Rorand) a la partie nord de l'ile de Moresby (1,53 %Rorand). Le Previous HitDMOTop des couches du Cretace (formations Longarm, Haida, Skidegate, et Honna) augmente a partir du nord-ouest de l'ile de Graham (0,29 a 4,86 %Rorand), en passant par le sud de l'ile de Graham (0,80 a 2,43 %Rorand), jusque dans la partie sud de l'ile de Moresby (1,95 a 4,78 %Rorand). Les couches tertiaires, restreintes a l'ile de Graham, sont generalement immatures, a l'exception de la succession de couches matures dans la partie ouest de l'ile de Graham (puits Port Louis) et le secteur nord-est de l'ile de Graham (les couches de base du puits Tow Hill).

Les paleoepaisseurs des couches erodees, calculees a partir de coupes triassiques dans l'ouest de l'ile de Graham, varient entre 1 050 m a l'ile de Frederick et 750 m a la pointe de Kennecott, et celles calculees a partir de coupes jurassiques varient entre 1 750 m a la jonction de Rennell et 2 000 m dans la nord de l'ile de Moresby dans l'anse de Cumshewa. Si l'on se base sur des coupes cretacees, l'epaisseur des couches erodees augmente dans le nord de l'ile de Moresby a la pointe Onward (1 500 m), a comparer au nord-ouest de l'ile de Graham dans la partie nord de la pointe de Lauder (750 m). Les epaisseurs des couches erodees calculees a partir de coupes tertiaires varient entre 400 m dans l'est de l'ile de Graham (puits Tlell), et 1 700 m dans l'ouest de l'ile de Graham (puits Port Louis).

Des modeles temps-temperature suggerent que les niveaux de maturite mesures dans les couches mesozoiques peuvent etre le mieux expliquees par un gradient geothermique de fond modere (approximativement 30 °C/km), avec des gradients plus eleves (83 °C/km a 150 °C/km) durant les periodes de volcanisme Yakoun (entre 183 et 178 Ma) et Masset (entre a peu pres 35 et 10 Ma). Selon le modele numerique, les couches triassiques a l'ile de Frederick (nordouest de l'ile de Graham) auraient penetre et quitte la fenetre de production d'huile durant le Miocene inferieur et superieur, respectivement, tandis que les couches a la pointe de Kennecott (nord-ouest de l'ile de Graham) penetrerent la fenetre de production d'huile durant le Miocene inferieur et s'y trouvent toujours. Les couches Jurassiques a la jonction de Rennell penetrerent la fenetre durant le Bajocien et y demeurent encore aujourd'hui. Les couches cretacees dans le nord et le sud de l'ile de Graham penetrerent la fenetre durant le Miocene inferieur et s'y trouvent aujourd'hui. Les couches tertiaires sont generalement immatures, a l'exception des couches dans l'ouest de l'ile de Graham (puits Port Louis) et celles du nord-est de l'ile de Graham (puits Tow Hill) qui penetrerent la fenetre durant le Miocene.

Traduit par Marc Charest


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