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CSPG Bulletin


Bulletin of Canadian Petroleum Geology
Vol. 41 (1993), No. 3. (September), Pages 358-368

Relation Between Basement Heat Flow and Thermal State of the Sedimentary Succession of the Alberta Plains

Jacek A. Majorowicz, Alan M. Jessop,


Average heat flow for provinces of the Precambrian basement of the Alberta Sedimentary Basin, derived from radiogenic heat production and uranium-lead dates of basement rocks together with thermal conductivity profiles, were used to predict temperature-depth profiles and thermal gradients in the sedimentary succession. Conductive steady state of the thermal field within the sedimentary rocks was assumed as was the influence of compaction and temperature upon thermal conductivity in one of the models. Comparison of predicted and observed thermal gradients showed large discrepancies in magnitude and regional trends for all conductivity models used. Eastward and northeastward increase of the observed thermal gradients for the mostly-clastic Mesozoic section can be partly explained by the effect of compaction on thermal conductivity. An eastward decrease of the maximum burial depth of the clastic rocks in the basin before erosion is an important factor in the thermal conductivity trends throughout the basin. Thermal input from the basement and assumed conductive steady state do not explain the observed variations of thermal field in the overburden. The largest differences between observed and predicted temperature gradient were observed in the north and northeastern part of the basin. This analysis adds support to the hypothesis of hydrogeological distortion of heat flow in the basin superimposed on the control of the thermal field of the sedimentary section by distribution of basement heat flow.


Le flux de chaleur moyen pour les provinces du socle precambrien du bassin de l'Alberta, derive a partir de la production de chaleur radiogenique et de dates uranium-plomb de roches de socle, a ete utilise en combinaison avec des profils de conductivite thermique pour predire les profils de temperature-profondeur et les gradients thermiques dans les sediments. Un etat d'equilibre conductif au sein des roches sedimentaires a ete suppose. L'influence de la compaction et de la temperature sur la conductivite thermique a ete prise en compte dans un des modeles. La comparaison des gradients thermiques predits et observes revele de grands ecarts en magnitude et en tendances regionales pour tous les modeles de conductivite utilises. L'augmentation vers l'est et le nord-est des gradients thermiques observes pour la section principalement clastique mesozoique peut etre partiellement expliquee par les effets de compaction sur la conductivite thermique. Une diminution vers l'est des profondeurs maximales d'enfouissement des roches clastiques dans le bassin avant leur erosion est un facteur important influencant les tendances de la conductivite thermique dans le bassin. Le transfer de chaleur du socle et l'etat d'equilibre conductif suppose n'expliquent pas les variations thermiques observees dans la section sedimentaire. Les plus grandes differences entre gradients de temperature observes et predits sont obtenues dans le nord et nord-est du bassin. Cette analyse supporte l'hypothese de la distorsion hydrogeologique du flux de chaleur dans le bassin surimposee au controle thermique dans les sediments par la distribution du flux de chaleur basal.

Traduit par Patrice de Caritat

* Geological Survey of Canada Contribution No. 21893

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