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CSPG Bulletin


Bulletin of Canadian Petroleum Geology
Vol. 45 (1997), No. 3. (September), Pages 297-316

Hydrothermal Dolomitization of the Mississippian Upper Debolt Formation, Sikanni Gas Field, Northeastern British Columbia, Canada

Todd White,, Ihsan S. Al-Aasm


The Mississippian carbonates of the Upper Debolt Formation, Sikanni Field, British Columbia, are gas-producing, fractured and brecciated, dolomitized rocks. These rocks have undergone complex diagenetic changes, represented mainly by various generations of calcite cementation and dolomitization. Reservoir porosity is represented by secondary, fracture, vuggy and intercrystalline porosity. Five types of dolomite have been identified: early dolomite, matrix dolomite, pseudomorphic dolomite, coarse crystalline dolomite, and saddle dolomite.

Early dolomite (50-200 µm) replaced both micrite and calcite cement of grainstones prior to appreciable compaction. Low delta.gif (54 bytes)18O values (-7.45 to -8.65 ‰ PDB) relative to the postulated Mississippian marine carbonate values suggest that early dolomite may have been recrystallized by later fluids. Matrix dolomite (10-200 µm) occurs along dissolution seams and replaces fossils of wackestone and packstone facies. Matrix dolomite formed during shallow to intermediate burial as suggested by its association with the dissolution seams and high Fe+2 and Mn+2 contents. However, its wide range of delta.gif (54 bytes)18O values (-3.8 to -10.03 ‰ PDB), and radiogenic 87Sr/86Sr ratios (0.7085 to 0.7091) indicate that it may have been recrystallized by a later fluid. Pseudomorphic dolomite mimetically and nonmimetically replaces crinoids and it postdates the matrix dolomite. Coarse crystalline dolomite (500-2000 µm) and saddle dolomite (500-1600 µm) are co-genetically related to fractures and breccia horizons. Coarse crystalline dolomite pervasively replaced packstone and grainstone facies producing secondary intercrystalline porosity that was later partly occluded by pyrobitumen. Saddle dolomite partially to completely occludes fractures, brecciated areas, and vugs. The similarity of delta.gif (54 bytes)18O values for coarse crystalline dolomite (-8.14 to -9.85 ‰ PDB), and for saddle dolomite (-7.82 to -10.8 ‰ PDB) suggests that they were precipitated from comparable fluids. Fluid inclusion data show homogenization temperatures ranging from 87 to 214 °C (average 135 °C) for both dolomite types and salinity of ca. 8 wt. per cent equivalent NaCl. These data imply hot, slightly saline fluids were responsible for their formation. The radiogenic 87Sr/86Sr ratios for coarse crystalline dolomite (0.7086 to 0.7091) and for saddle dolomite (0.7087 to 0.7099) are atypical for Mississippian seawater suggesting an extraformational fluid. The geochemical and petrographic data, combined with the proximity of both dolomite types in relation to the thrust faults suggest that basinal fluids, somehow affected by meteoric waters, enriched in Mg2+, radiogenic 87Sr/86Sr, and depleted delta.gif (54 bytes)18O values were funneled upwards along faults and fractures which developed during Late Cretaceous to Early Tertiary time due to the Laramide Orogeny.


Les carbonates du Mississipien de la Formation Debolt superieur, Sikanni Field, Colombie-Britannique, sont des roches productrices de gaz, fracturees, brechiques et dolomitisees. Ces roches ont subit des changements diagenetiques, representes surtout par la production diverse de diagenese et de dolomitisation calcite. La porosite du reservoir est representee par la porosite secondaire, de fracture, vesiculaire et intercrystalline. Cinq types de dolomites ont ete identifies: dolomite precoce, dolomite liee, dolomite pseudomorphique, dolomite crystalline grossiere et dolomite anticlinale.

Les dolomites precoces (50-200µm) ont remplace les micrites et les calcites cimentes avant le tassement detectable. Des valeurs faibles delta.gif (54 bytes)18O (-7,45 a -8,65‰ PDB) par rapport aux valeurs des carbonates marins du Mississipien postulees suggerent que les dolomites precoces ont peut etre ete recrystallises par des fluides plus recents. Les dolomites liees (10-200 m) se produisent le long des couches de dissolution et remplacent les fossiles de facies de "wackstone" et de "packstone". Les dolomites liees formees pendant l'enfouissement de profondeur faible a intermediaire comme sug-gere

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par son association avec les couches de dissolution et les contenus eleves de Fe+2 et Mn+2. Toutefois, sa fourchette importante de valeurs delta.gif (54 bytes)18O (-3,8 a -10,03 5‰ PDB), et ses indices radiogeniques 87Sr/86Sr (0,7085 a 0,7091) indiquent qu' elles peuvent avoir ete recrystallisees par un fluide plus recent. Les dolomites pseudomorphes remplacent mimetiquement et non mimetiquement les crinoides et postdatent les dolomites liees. Les dolomites crystallines grossieres (500-2000 m) et les dolomites anticlinales (500-1600 m) sont reliees co-genetiquement aux horizons de fractures et de breches. Les dolomites crystallines grossieres ont remplacees par penetration les facies de "packstone" et de calcaires a grains jointifs produisant une porosite intercrystalline secondaire remplie partiellement plus tard par du pyrobitume. Les dolomites baroques remplies partiellement a completement les fractures, les regions brechiques et les druses. La ressemblance des valeurs delta.gif (54 bytes)18O pour les dolomites crystallines grossieres (-8,14 a -9,85 ‰ PDB) et les dolomites baroques (-7,82 a -10,8 ‰ PDB) suggerent qu'elles ont ete precepitees par des fluides comparables. Les donnees de l'inclusion fluide demontrent l'homogenisation des temperatures allant de 87 a 214°C (en moyenne 135°C) pour les deux types de dolomites et une salinite de 8 wt. pour cent ca. equivalent a NaCl. Ces donnees supposent que des fluides chauds, legerement salins ont ete responsables de leurs formations. Les ratios radiogeniques 87Sr/86Sr pour les dolomites cristallines grossieres (0,7086 a 0,7091) et pour les dolomites baroques (0,7087 a 0,7099) sont atypiques pour les eaux marines du Mississipien suggerant un fluide extraformationelle. Les donnees geochimiques et petrographiques, combinees avec la proximite de deux types de dolomites par rapport aux failles de charriage suggerent que les fluides de bassin sedimentaire, touches d'une facon ou d'une autre par les eaux meteoriques, enrichies de Mg2+, les valeurs radiogeniques 87Sr/86Sr et epuisees delta.gif (54 bytes)18O ont ete canalisees vers le haut le long des failles et des fractures developpees pendant l'epoque du Cretace tardif au Tertiaire precoce a cause de l'orogenese Laramide.

Traduit par Marie-Louise Tomas

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