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Maturation thermique et potentiel pétroligène de la ceinture de Gaspé, Gaspésie, Québec, Canada.

Roy, Stéphanie (2008). Maturation thermique et potentiel pétroligène de la ceinture de Gaspé, Gaspésie, Québec, Canada. Thèse. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de la terre, 459 p.

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Résumé

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Le bassin de la Ceinture de Gaspé a fait l'objet de plusieurs études géologiques, et ce, depuis plus de cent cinquante ans. Ces études portaient autant sur la stratigraphie, la structure et, plus récemment, sur la géochimie et la pétrographie de la matière organique appliquée à la prospection des hydrocarbures. Par contre, ces études ciblaient des secteurs discontinus de la Gaspésie. Beaucoup d'autres secteurs de la Gaspésie n'ont pas été étudiés pour leur potentiel en hydrocarbures, alors que les secteurs étudiés adjacents suggèrent que ces secteurs mal connus devraient être tout aussi prospectifs. L'objectif de notre projet était donc d'identifier le potentiel pétroligène du bassin siluro-dévonien de la Gaspésie. Pour atteindre cet objectif, il a fallu: 1) identifier les roches mères à hydrocarbures, 2) évaluer la maturation thermique, 3) reconstruire l'histoire de l'enfouissement et de la génération des hydrocarbures, 4) déterminer quand a eu lieu la migration des hydrocarbures, et 5) faire une. corrélation entre les huiles et les roches mères. Les analyses qui ont été réalisées sur les composants solides sont: la pétrographie de lames minces polies, la pétrographie du kérogène, la réflectance des types de matière organique du kérogène, les analyses élémentaires, l'analyse du carbone organique (COT) et la pyrolyse en programmation de température (Rock Eval). Les analyses de pétrographie (de lames minces polies et du kérogène) et de la réflectance ont été effectuées à l'INRS. Les analyses de carbone organique et de pyrolyse en programmation de température ont été faites dans les laboratoires de la Commission géologique du Canada (CGC) et dans les laboratoires de l'IFP, alors que les analyses élémentaires ont été faites par SGC Multilab. D'autres analyses ont été effectuées sur des huiles et des extraits organiques dans les laboratoires de l'IFP. Ces analyses sont: la chromatographie liquide, la chromatographie gazeuse des hydrocarbures légers ou lourds par le S2 analyseur, la chromatographie gazeuse couplée à de la spectroscopie de masse pour l'étude des biomarqueurs (GC-MS) et celle de la composition isotopique du carbone des hydrocarbures (GC-IRMS). Quatre secteurs du bassin siluro-dévonien gaspésien ont un niveau de maturation thermique bas. Les roches de ces secteurs se trouvent dans la fenêtre à huile. Le premier secteur se situe dans le Nord-Est de la Gaspésie. Ce sont les roches de la Formation d'Indian Cove et du Groupe des Grès de Gaspé qui sont dans la fenêtre à huile. Le second secteur se trouve dans le Nord-Ouest, plus précisément au sud de la faille de Shickshock Sud et au nord de la faille des Monts Berry. Les roches situées dans la fenêtre à huile sont celles des groupes des Calcaires supérieurs de Gaspé et des Grès de Gaspé. Le troisième secteur est le Sud-Est, près de la boutonnière Maquereau-Mictaw. Les seules roches dans la fenêtre à huile appartiennent au Groupe de Mictaw. Finalement, le dernier secteur se situe au sud de la faille de Nouvelle, dans le synclinal de Ristigouche. Ce sont les roches des groupes de Chaleurs et de Miguasha qui sont dans la fenêtre à huile. La maturation thermique des autres secteurs de la Ceinture de Gaspé est assez élevée. En général, les roches sont supramatures en termes de génération d'huile (valeurs de la réflectance estimée de la vitrinite supérieures à 2,0 %). Elles se trouvent dans les stades à condensats et à gaz sec et même dans celui du stérile. La région Sud du bassin (anticlinorium d'Aroostook-Percé et synclinorium de la Baie des Chaleurs) est plus mature que la région Nord (synclinorium de Connecticut Valley-Gaspé), puisque les roches de la région Sud sont plus vieilles que celles de la région Nord. Par contre, à un même niveau stratigraphique, la maturation thermique des deux régions est semblable. La maturation thermique dans la Ceinture de Gaspé est surtout due à de l'enfouissement sédimentaire. L'enfouissement maximal a eu lieu au Dévonien moyen durant l'orogénie acadienne dans la région Nord du bassin. Dans la région Sud, l'enfouissement maximal est plus probablement d'âge Carbonifère. La maturation reliée à l'enfouissement dans la région Nord du bassin est généralement pré- à syn-tectonique par rapport à l'orogénie acadienne. Dans la région Sud, une composante post-tectonique est plus importante. Elle est probablement due en grande partie à une épaisse sédimentation carbonifère, dont les successions sont maintenant en grande partie érodées. Une partie de la maturation de la matière organique est également due à des épisodes de chauffes anormales. Ces chauffes anormales sont localement associées à des auréoles thermiques dues à des intrusions, même si, généralement, ces intrusions n'ont que des effets locaux sur le patron régional de la maturation thermique. L'auréole thermique autour du secteur de minier de Murdochville est d'ampleur exceptionnelle dans la Ceinture de Gaspé. La surchauffe dans ce secteur, due à une intrusion en profondeur, est définitivement post-acadienne. La présence de coke natif est un indicateur important pour diagnostiquer des chauffes anormales dans une succession sédimentaire. L'augmentation régionale de la cokéfaction de la matière organique en descendant dans la stratigraphie indique que l'accroissement de l'hydrothermalisme et/ou de la friction inter-couches au niveau des failles croient en fonction de la profondeur et peuvent aussi avoir contribué à l'augmentation de la maturation thermique enregistrée par la matière organique. En plus du secteur de Murdochville, le secteur Ouest de la région Sud du bassin a aussi été sujet à plus d'épisodes de chauffes anormales que le reste du bassin. Ces épisodes sont probablement reliés à l'activité volcanique et ignée plus intense dans cette région que les autres secteurs étudiés. Il en a résulté un gradient paléogéothermique estimé plus élevé dans le secteur de Miguasha que dans la région Nord du bassin. Les roches mères potentielles de la Gaspésie peuvent être séparées en deux groupes : les roches du Cambro-Ordovicien et du Dévonien Les roches de la Formation de Rivière Ouelle, du Groupe de Mictaw, du Black Shale Assemblage du Mélange du Ruisseau Isabelle et de la Formation de Popelogan et du Membre de Ritchie Brook (Formation de Boland Brook) sont les roches mères potentielles ordoviciennes. Les formations d'Indian Point, de Forillon, de Shiphead et de York River (Membre de l'Anse-à- Brillant) sont les roches mères potentielles du Dévonien. Les roches de ces formations et groupes sont assez riches en matière organique et elles sont aussi assez matures pour avoir généré des hydrocarbures. Les valeurs de COT de certains échantillons de ces formations et groupes sont supérieures à 1,0 %. La Formation de York River a la valeur de COT la plus élevée (59,7 % pour le charbon). De plus, certaines roches du Groupe de Mictaw peuvent atteindre localement des valeurs de COT de plus de 3,0 %. La matière organique des roches mères ordoviciennes serait de type II, alors que la matière organique des roches mères dévoniennes serait de type II et/ou III. Les huiles analysées proviennent de puits situés dans le Nord-Est de la Gaspésie. Ces huiles auraient comme origine des roches mères marines. Les analyses de biomarqueurs montrent qu'il y a un chevauchement entre la composition des huiles et celle des extraits de roche des successions ordoviciennes et siluro-dévoniennes. Les huiles représentent donc un mélange entre celles qui proviennent des successions ordoviciennes et celles qui proviennent des successions siluro-dévoniennes. La distribution des alcanes normaux dans l'huile du puits Pétro Gaspé Galt no 5 le suggère. Finalement, l'huile du puits Pétro Gaspé Galt no 3 est biodégradée, ce qui rend la détermination de son origine difficile. La génération des hydrocarbures de la région Nord (sync1inorium de Connecticut Valley-Gaspé) de la Ceinture de Gaspé a commencé il y a 397,5 millions d'années et elle s'est terminée il y a 395 millions d'années dans le cas où les roches du Cambro-Ordovicien (Formation de Rivière Ouelle ?) sont les roches mères. Pour les formations de Forillon et de Shiphead, la génération des hydrocarbures a débuté il y a 395 millions d'années et elle s'est terminée il y a 390 millions d'années, lors de l'enfouissement maximal. La migration des hydrocarbures à partir des roches du Cambro-Ordovicien a débuté il y a 395 millions d'années et elle se serait terminée il y a 390 millions d'années. Pour la Formation de Forillon, la migration des hydrocarbures a commencé il y.a 390 millions d'années et elle aurait continué jusqu'à aujourd'hui. Le niveau de saturation dans la Formation de Shiphead étant toujours resté bas, il n'y aurait pas eu de migration primaire. Pour la région Sud (antic1inorium d'Aroostook-Percé et sync1inorium de la Baie des Chaleurs), la génération des hydrocarbures a commencé il y a 412 millions d'années pour les formations de Popelogan et de Boland Brook et s'est terminée il y a 408 millions d'années pour la Formation de Popelogan et il y a 398 millions d'années pour la Formation de Boland Brook. La migration des hydrocarbures a débuté il y a 411 millions d'années pour les deux formations. Pour la Formation de Popelogan, elle s'est terminée il y a 394 millions d'années, alors qu'elle s'est terminée il y a 330 millions d'années pour la Formation de Boland Brook.

Type de document: Thèse
Directeur de mémoire/thèse: Malo, Michel
Co-directeurs de mémoire/thèse: Bertrand, Rudolf
Informations complémentaires: Résumé avec symboles
Mots-clés libres: Maturation thermique; pétroligène; ceinture de Gaspé; siluro-dévonien; hydrocarbures
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 23 nov. 2012 15:34
Dernière modification: 17 mars 2016 18:09
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/466

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