ABSTRACT

Biomarker analyses were conducted on a suite of oil and rock samples from the Middle Silurian Guelph-Salina interval in southern Ontario. The oils occurring in the Guelph reef reservoirs have a distinct biomarker composition (e.g. high concentrations of acyclic isoprenoids with phytane greater than pristane, abundant gammacerane, prominent C₃₄ and C₃₅ homohopanes) which not only indicates a single oil family, but also suggests a carbonate source rock deposited in a hypersaline, strongly reducing environment.

Analyses of the extracts of rock samples from brown, laminated dolostone lithofacies occurring in the stratigraphically adjacent Guelph-Salina strata show that they have compositional similarities to the majority of the reef-hosted oils. These rocks contain significant amounts of marine Type II kerogen (TOC values ranging from 0.5 to 3.5%) and have good source potential. Though most of the organic matter is amorphous in nature, a structured, identifiable algal component is also common. A broad distribution of n-paraffins, with a relatively high concentration of C₂₁₊ members and abundant acyclic isoprenoids are typical in the organic extracts, suggesting a contribution from microbial organisms. A strong predominance of phytane over pristane in the Salina extracts suggests highly anoxic bottom waters and/or hypersaline conditions. Reducing conditions are further suggested by a broad C₃₁-C₃₅ extended hopane profile with prominent C₃₄ homohopane and a high concentration of gammacerane. The overall geochemical similarities among the examined rock samples indicate periods of recurrence of back-reef lagoonal and inter-biohermal paleodepositional conditions during the deposition of both the Guelph Platform and Salina Group carbonates.

Geochemical correlation of the extracts and oils indicates that they are genetically related. Although geochemical maturity parameters suggest that the kerogen is only marginally mature, the presence of bitumen and hydrocarbon fluid inclusions in the Guelph samples suggest that early generation of hydrocarbons has occurred in this stratigraphic interval. The Salina extracts occurring in close proximity to reefs show a closer resemblance to the oils (Pr/Ph<1.0, C₃₅ prominence, higher gammacerane) indicating that the organic-rich laminated dolostones of the Salina A-1 Formation are the most likely sources of the majority of the reef-hosted oils. Moreover, some oils share compositional similarities with those found in Trenton reservoirs, documenting that the Ordovician system in Ontario is not fully closed.

RESUME

Des analyses de biomarqueurs ont ete menees sur une serie d'echantillons de petroles et de roches de l'intervalle du Silurien moyen de Guelph-Salina du sud de l'Ontario. Les petroles presents dans les reservoirs du recif Guelph ont une composition distincte de biomarqueur (ex: concentrations elevees d'isoprenoides acryliques avec un phytane plus eleve que le pristane, du gammacerane abondant, des homohopanes a C₃₄ et C₃₅ proeminents), qui indique non seulement qu'il y a une seule famille de petrole, mais suggere aussi que la roche mere de carbonate a ete mise en place dans un environnement hypersalin et fortement reducteur.

Les analyses d'extraits d'echantillons de roche d'un lithofacies de dolomie laminee brune, present dans les strates stratigraphiquement adjacentes de Guelph-Salina, montrent qu'elles ont des similarites compositionnelles par rapport a la majorite des petroles gisant dans des recifs. Ces roches contiennent des quantites significatives de kerogenes marins de Type II (COT variant de 0,5 a 3,5%) et montrent un bon potentiel de roche mere. Meme si la majorite de la matiere organique est de nature amorphe, un composant alguaire structure et identifiable est aussi commun. Une large distribution de parafines-n, avec une concentration relativement elevee de membres C₂₁₊ et d'abondants isoprenoides acryliques

* Geological Survey of Canada Contribution Number: 2000002

End_Page 307------------------------

sont typiques dans les extraits organiques, suggerant une contribution des organismes microbiens. Une predominance de phytane sur le pristane dans les extraits du Salina suggere que des conditions d'eaux de fonds hautement euxeniques et/ou des conditions hypersalines. Les conditions reductrices sont suggerees en plus par un profil de hopane etendu C₃₁-C₃₅ avec un homohopane proeminent C₃₄ et une concentration elevee en gammacerane. Les similarites geochimiques d'ensemble parmi les echantillons de roche examines indiquent des periodes de recurrence de conditions de paleo-deposition de lagon d'arriere-recif et inter-biohermales durant le depot des carbonates de la plate-forme de Guelph et du Groupe de Salina.

Les correlations geochimiques entre les extraits et les petroles indiquent qu'ils sont genetiquement relies. Meme si les parametres de maturite geochimique suggerent que le kerogene est seulement marginalement mature, la presence de bitume et d'inclusions fluides d'hydrocarbures dans les echantillons du Guelph suggere que la generation precoce d'hydrocarbures s'est produite dans cet intervalle stratigraphique. Les extraits du Salina provenant de la proche proximite des recifs montre une ressemblance plus pres des petroles (Pr/Ph<1.0, proeminance du C₃₅, gammacerane plus eleve) indiquant que les dolomies laminees et riches en matiere organique de la Formation Salina A-1 sont la source la plus plausible de la majorite des petroles gisant dans des recifs. De plus, les petroles partagent des similitudes compositionnelles avec ceux retrouves dans les reservoirs de Trenton, documentant ainsi que le systeme Ordovicien de l'Ontario n'est pas completement ferme.

Traduit par Lynn Gagnon