ABSTRACT

The Deer Lake Basin in western Newfoundland is of Late Devonian to Permian (?) age and was formed by localized transtension, associated with dextral strike slip along the Cabot Fault zone. The basin infill is dominated by clastic sediments deposited in an alluvial to lacustrine environment. The stratigraphy and architecture of the basin have been studied extensively by surface mapping, though the absence of seismic data has limited interpretation of the depth structure. There is current interest in re-evaluating the petroleum potential of the Deer Lake Basin as part of a study of Palaeozoic sediments bordering and underlying the Gulf of St. Lawrence. Most of the activity in the Deer Lake Basin has focused on the northwest portion where the Lower Carboniferous (Visean) sediments of the Deer Lake Group outcrop. The Deer Lake Group forms a gentle synform, whose axis trends roughly northeasterly, paralleling the trend of the Cabot Fault. The depth extent of the Deer Lake Group sediments has been inferred from geological mapping and gravity and magnetics, though the sparse data sets have called these interpretations into question. The Centre for Earth Resources Research, in cooperation with Vinland Petroleum, acquired and processed seismic data along two test lines in the northwest portion of the basin. The objectives of the surveys were threefold: i) to determine appropriate acquisition parameters for high resolution seismic surveying in this region; ii) to determine the thickness and structure of the Deer Lake Group; and iii) to determine the nature of the "basement" to the Deer Lake Group in this part of the basin. The first line (line 1) was a short (~2 km) test along the axis of the synform near Reidville. Although successful in imaging the internal structure and thickness of the Deer Lake Group, it was too short to reveal any lateral structure and had insufficient source energy to image the deeper sediments in the basin. The second line (line 2-~12 km) along Paddy's Reef Road traversed the east limb of the synform. This line provided good images of the Deer Lake Group and underlying structures.

There are several significant features seen in the data. There is a clear change in the reflective character of the sediments on both lines at about 0.7 s - 0.9 s two-way time (TWT). This is interpreted as the base of the Deer Lake Group. The synformal structure of the basin is well imaged at the southwest end of line 2. A number of high-angle faults, both normal and reverse, intersect the Upper Carboniferous sediments. Many of these faults are associated with an intensely faulted zone at the base of the Deer Lake Group. This zone is directly along strike from the Fisher Hills block of Anguille Group (Tournaisian and older) exposed to the southwest of line 2 and is interpreted as a flower structure developed in Late Devonian to Early Carboniferous time with subsequent burial in the Late Carboniferous, though with evidence of continuing fault activity throughout the whole Carboniferous period. The flower structure and its associated faults provide numerous opportunities both for migration and entrapment of petroleum.

Thermal maturation indicators and geothermal modelling indicate that the lower Deer Lake Group experienced maximum paleotemperatures of 125°C and is well within the oil generation window.

RESUME

Le bassin sedimentaire de Deer Lake de la partie ouest de Terre-Neuve est d'age du Devonien tardif a Permien (?) et il a ete forme par une transtension localisee, se rapportant a un rejet horizontal de faille dextre le long de la zone de la faille de la region de Cabot. Le remblai du bassin est domine par des sediments clastiques deposes dans un environnement alluvial a lacustre. La stratigraphie et l'architecture du bassin ont ete etudiees de facon approfondie avec la cartographie de surface, meme si toutefois l'absence de donnees sismiques a limite l'interpretation de la structure en profondeur. Actuellement, un interet a ete suscite pour l'integration d'une nouvelle evaluation des possibilites de petrole du bassin Deer Lake a une etude des sediments du Paleozoique en limite et sous-jacent le golfe du St-Laurent. La plupart de l'activite du bassin sedimentaire de Deer Lake est axee sur la partie nord-ouest ou les sediments du Carbonifere inferieur (Viseen) du Groupe Deer Lake affleurer. Le Groupe Deer Lake forme une structure synforme douce, avec un axe qui se dirige approximativement vers le nord-est, en parallele avec la direction de la faille de la region de Cabot. L'etendue de la profondeur des sediments du Groupe Deer Lake a ete presumee d'apres les cartes geologiques, gravimetiques et magnetiques, meme si la quantite

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clairsemee des jeux de donnees remet ces interpretations en question. Le Centre for Earth Resources Research et Vinland Petroleum ont obtenu et traite des donnees sismiques ainsi que deux lignes d'essai dans la partie nord-ouest du bassin. Voici les trois objectifs de ces leves : i) determiner les parametres appropries d'acquisistion pour effectuer des leves de haute resolution dans cette region, ii) determiner l'epaisseur et la structure du Groupe Deer Lake et iii) determiner la nature du "sousbassement" du Groupe Deer Lake dans cette partie du bassin. La premiere ligne (ligne 1) etait un court (environ 2 km) essai le long de l'axe de la structure synforme pres de Reidville. Meme avec une imagerie par satellite reussite de la structure interne du Groupe Deer Lake, la longueur etait trop courte pour devoiler toute structure laterale et n'avait pas assez de source d'energie pour effectuer une photographie par satellite des sediments plus profond du bassin. La deuxieme ligne (ligne 2 - environ 12 km) le long de Paddy's Reef Road traversa le membre est de la structure synforme. Cette ligne donna de bonnes images du Groupe Deer Lake et des structures sous-jacentes. Il y a plusieurs caracteristiques significatives observees dans ces donnees. Il y a un changement net du caractere de reflexion des sediments des deux lignes a environ 0,7 s - 0,9 s temps double (TWT). Ceci est interprete comme etant la base du Groupe Deer Lake. La structure synforme du bassin est bien photographie par satellite a la partie sud-ouest extreme de la ligne 2. Un nombre de failles a fort pendage, a la fois normales et inverses, entrecoupent les sediments du Carbonifere superieur. Un grand nombre de ces failles se rapporte a une zone tres accidentee a la base du Groupe Deer Lake. Cette zone se dirige directement le long du bloc Fisher Hills du Groupe Anguille (Tournaisien et plus ancien) expose vers le sud-ouest de la ligne 2 et interprete comme etant une structure en fleur developpee pendant le Devonien tardif a Carbonifere precoce avec enfouissement subsequent pendant le Carbonifere tardif, meme avec la preuve d'une activite de faille continue pendant toute la periode Carbonifere. La structure en fleur et ses failles connexes fournissent de nombreuses occasions pour a la fois la migration et le piegage de petrole. Les indicateurs de l'evolution thermique et la modelisation geothermique indiquent que la partie inferieure du Groupe Deer Lake a subi des paleotemperatures maximales de 125°C et se trouve bien dans la fenetre production de petrole.

Traduit par Marie-Louise Tomas