بخشی از مقاله
ساختارهایی که در بلندای قدیمی فارس واقع شده اند از جهت مسیر و زمان مهاجرت هیدروکربور، همچنین ویژگیهای سنگ منشأ، سنگ مخزن و سنگ پوش شرایط ایده آلی برای ایجاد ذخایر هیدروکربوری دارند (باغبانی، 1382 )؛ و در مواردی که شرایط هندسی افق مخزنی فراهم بوده باشد تلههای هیدروکربنی ایجاد نمودهاند، به گونهای که تاقدیس های این منطقه حاوی 1500 تریلیون فوت مکعب معادل 15 درصد از کل ذخایر گاز اک تشاف شده در جهان میباشند .(Motamedi et al., 2012) مطالعه هندسه سه بعدی این تاقدیسها برای مدلسازی سیستم هیدروکربنی منطقه و تعیین اولویت ساختارها برای حفاری اکتشافی ضروری است.
در دهه گذشته، مطالعات بسیاری بر روی سبک چینخوردگی در پهنه فارس از کمربند چین خورده و رانده زاگرس انجام گرفته است که اکثر آنها با ارائه برش-های ساختاری ناحیهای بر روی تغییرات هندسه و کینماتیک چینخوردگی در
راستای این برشهای عرضی ناحیهای تمرکز نمودهاند (Mq Quarrie, 2004;
Letouzey and Sherkati, 2004 ; Molinaro, 2005; Sherkati et al., 2006; Alavi, 2007; Motamedi, 2008; Jahani et al., 2008, . Oveisi et al., 2007; Yamato et al., 2011) به غیر از این مطالعات در
مقیاس ناحیه ای، در مقالات منتشر شده توجه کمتری به تغییرات سبک چین-خوردگی در مقیاس محلی با ترسیم برشهای ساختاری سریالی در امتداد یک تاقدیس مشخص و یا تحلیل ساختاری سه بعدی شده است. از میان این مطالعات انجام شده بر روی سبک چینخوردگی در پهنه فارس، آنهایی که از دادههای لرزه-ای و چاه استفاده نمودهاند، هندسههای عمیق چینها را مستندتر نشان دادهاند.
برخی از این مطالعات زیرسطحی به تغییرات هندسه چینخوردگی در عمق پوشش رسوبی در بخش های مرکزی و پیشانی فارس اشاره کردهاند (Sherkati .et al., 2006; Sepehr et al., 2006; Motamedi et al., 2012)
10
مجله زمین شناسی کاربردی پیشرفته
علاوه بر مقالات منتشر شده فوق، اطلاعات زیر سطحی که در خلال اکتشافات اخیر و موفق هیدروکربنی در منطقه بلندای قدیمی فارس بدست آمده-اند نشان میدهند که تغییر در هندسه چین ها در دو جهت اتفاق می افتد. در برخی ساختارها هندسه واحدهای مزوزوئیک و سنوزوئیک نسبت به افق مخزنی پرموتریاس متفاوت میباشد. همچنین در منطقه بلندای قدیمی فارس تاقدیس-هایی وجود دارند که هندسه چینخوردگی در راستای امتداد آنها به شدت متفاوت است. این تغییرات در هندسه چین ها، و انتخاب محل حفاریهای اکتشافی گاز و تعیین اولویت حفاری تاقدیس ها را مشکل کرده و مطالعه بیشتر و دقیقتر در مقیاس محلی را طلب می کند. یک نمونه شاخص از این ساختارها که هندسه متغیر دارد تاقدیس سفید زاخور می باشد که در مرکز بلندای قدیمی فارس واقع شده است. اطلاعات زیر سطحی که در خلال اکتشافات اخیر بدست آمدهاند به همراه مشاهده نقشه زمینشناسی و تصویر ماهوارهای، نشان از پیچیدگی سبک چینخوردگی در محدوده این تاقدیس دارند. پهنای این تاقدیس در بخش غربی 12/5 کیلومتر و قدیمی ترین واحد رخنمون یافته در آن سازند پابده به سن پالئوسن میباشد. در مقابل پهنای تاقدیس در بخش شرقی 19 کیلومتر و قدیمی-
ترین واحد رخنمون یافته در این بخش آهک گوری به سن میوسن است.
این تفاوتها میتواند نشانه تفاوت سبک چینخوردگی دو بخش شرقی و غربی تاقدیس باشد. مطالعه حاضر با استفاده از دادههای میدانی برداشت شده در محدوده تاقدیس سفید زاخور، تفسیر برشهای لرزهای دو بعدی و ترکیب آنها با دادههای دو چاه اکتشافی، به مطالعه هندسه سه بعدی تاقدیس میپردازد تا یک الگوی ساختاری برای اکتشاف ذخایر گازی در محدوده بلندای قدیمی فارس فرآهم آورد . بنابراین اهداف این مطالعه شامل موارد زیر میباشد: (1 بررسی تغییرات هندسه چینخوردگی در راستای امتداد تاقدیس سفیدزاخور؛ (2 بررسی تغییرات هندسه چینخوردگی از سطح زمین تا عمق افق مخزنی گاز (گروه کربناته دهرم به سن پرموتریاس)؛ و (3 بررسی ارتباط هندسه تاقدیس سفیدزاخور
با تجمع و مهاجرت گاز در افق مخزنی پرموتریاس.
زمینشناسی عمومی
منطقه این مطالعه که ادامه شمالی کمان قطر است در بخش مرکزی پیشانی پهنه فارس واقع شده ا ست (شکل .( 1 این منطقه به نامهای مختلفی خوانده شده است، مانند: پلاتفرم فارس (Talbot and Alavi, 1996)، کمان قطر-جنوب فارس((Perotti et al., 2011 ، بلندای گاوبندی/فارس
(Motamedi et al., 2012; Bordenave and Hegre, 2012)، و بلندای قدیمی فارس (باغبانی، .(1382
در این مقاله از واژه بلندای قدیمی فارس استفاده شده است. بلندای قدیمی فارس در بخش مرکزی پهنه پیشانی فارس واقع شده است. این منطقه حداقل از تریاس تا میوسن نسبت به مناطق مجاور بالاتر بوده است . مطالعه نقشههای هم-ضخامت سازندها و تفسیر برشهای لرزهای طولی نشان داده است که ضخامت پوشش رسوبی از جنوب شرق و شمال غرب به سمت مرکز این منطقه کاهش می-
یابد .(Rahimpour et al., 2010; Perotti et al., 2011) بالاتر بودن این منطقه از تریاس تا میوسن موجب مهاجرت اولیه هیدروکربور به سمت آن و تجمع گاز در بلندا شده است. با آغاز چینخوردگی در میوسن،این تجمعات گازی مجدداً مهاجرت کرده و در بستگیهای ایجاد شده توسط تاقدیسها به دام افتاده اند .(Bordenave and Hegre, 2012) سنگ مخزن این ذخایر واحدهای کربناته گروه دهرم به سن پرمو - تریاس هستند، که توسط شیلهای ارگانیک سیلورین زیرین به عن وان سنگ منشأ شارژ شده و با تبخیریهای تریاس به عنوان سنگ پوش پوشیده شدهاند. تاقدیس سفیدزاخور به طول حدود 50 کیلومتر در بخش
زمستان 92، شماره 10
مرکزی بلندای قدیمی فارس و در جنوب تاقدیس های نره و لار و در شمال تاقدیسهای چمنوری، هالگان و دی واقع شده است (ابطحی، 1387؛ شکل .(1
پوشش رسوبی منطقه مطالعه که بر روی پیسنگ متبلور پرکامبرین قرار گرفته است ضخامتی بیش از 10 کیلومتر دارد و عمدتاً از واحدهای سنگی کربناته، تبخیری، مارنی و شیلی تشکیل شده است (شکل (James and .(2
Wynd , 1965; Szabo and Kheradpir, 1978; Koop and .Stoneley, 1982; Ghavidel, 1996) سری هرمز و یا معادلهای آن به سن
اینفراکامبرین بر روی پیسنگ و در قاعده پوشش رسوبی واقع شدهاند . بر روی آنها واحدهای سنگی سری پالئوزوئیک قرار دارند. واحدهای پالئوزوئیک زیرین شامل سازندهای میلا (دولومیت، شیل و آهک)، ایلبیک (شیل، ماسه سنگ و مادستون) و زردکوه (شیل، ماسه سنگ و کربنات) هستند که با یک ناپیوستگی از واحدهای پالئوزوئیک بالایی جدا میشوند. سیلورین با سازندهای سیاهو (ماسه سنگ و شیلهای ارگانیک) و سرچاهان (ماسه سنگ و شیلهای ارگانیک) آغاز میشود که سنگ منشأ گاز در بلندای فارس هستند. تفسیر برشهای لرزهای توسط شرکت ملی نفت ایران، ضخامت حدود چهار کیلومتر را برای سری پالئوزوئیک در بلندای قدیمی فارس پیشنهاد نموده است ( جهانی، 1390 گفته شفاهی)، که این میزان بیشتر از برآوردهای قبلی بین 2/5 تا 3 کیلومتر میباشد. برشهای لرزهای تبدیل به عمق شده در این مطالعه نیز ضخامت حداقل چهار کیلومتر را برای واحدهای پالئوزوئیک در این منطقه تأیید مینماید (شکل .(2 گروه دهرم به سن پرموتریاس که معادل سازند خوف در امارات متحده عربی و عمان است (Maurer et al., 2009) ، سنگ مخزن ذخایر گازی در بلندای فارس را تشکیل میدهد . ضخامت میانگین این گروه 1065 متر در منطقه مطالعه است. این گروه از سازندهای
کنگان و دالان (آهک، دولومیت و انیدریت) در بالا و سازند فراقان (ماسه سنگ و شیل) در قاعده تشکیل شده است (Szabo and Kheradpir, 1978; .Rahimpour-Bonab et al., 2010) سازند دشتک به سن تریاس بر روی گروه دهرم واقع شده است. ضخامت مقطع تیپ آن در کوه سیاه 814 متر است. این سازند عمدتاً از انیدریت به همراه دولومیت و شیل تشکیل شده است. از بلندای قدیمی فارس به سمت شمال شرق، در فارس داخلی و زاگرس مرتفع، سازند دشتک با دولومیتهای سازند خانه کت جایگزین میشوند . بر روی سازند دشتک، سازند نیریز با ضخامت کم 70) متر) واقع شده است که بر روی آن گروه خامی به سن ژوراسیک قرار دارد. این گروه که شامل سازندهای سورمه، هیث، فهلیان، داریان و گدوان میباشد، ضخامت میانگین 1086 متر دارد و عمدتاً از
آهک و دولومیت، به همراه مقداری شیل در بخشهای بالایی تشکیل شده است. گروه بنگستان پس از 70 متر شیل های سازند کژدمی در قاعده از 240 متر
سنگ های آهکی مقاوم مربوط سازندهای سروک و ایلام تشکیل شده است. سازند شیلی و مارنی گورپی با ضخامت 126 متر جوانترین سازند کرتاسه است که توسط یک لایه کلیدی از سازند پابده به سن پالئوسن که از 237 متر شیل و آهک تشکیل شده جدا می شود. بر روی سازند پابده، 450 متر آهک و دولومیتهای سازندهای آسماری و جهرم واقع شده اند . در بلندای قدیمی فارس تنها دو عضو از سازند گچساران حضور دارند که ضخامتی بین 250 تا 300 متر از انیدریت، نمک و آهک را شامل می شوند . سازند میشان به سن میوسن که تا حدود 700 متر ضخامت دارد از شیل و در بخشهای درونی تر از عضو آهکی گوری در قاعده تشکیل شده است. آهک گوری ضخامت متغیری تا حداکثر 500 متر را در منطقه مطالعه از خود نشان می دهد. سازند آغاجاری در بلندای قدیمی فارس به حدود 2000 متر می رسد، که بیشترین میزان در پهنه فارس پس از منطقه بندرعباس
است.
11
مجله زمین شناسی کاربردی پیشرفته زمستان 92، شماره 10
شکل .1 نقشه زمین شناسی پهنه بلندای قدیمی فارس (پیشانی فارس مرکزی) که با تغییراتی جزئی از نقشه 1:250000شرکت ملی نفت ایران اقتباس شده است. موقعیت تاقدیس سفید زاخور (شکل (3 و همچنین محل میدانهای گازی پرموتریاس بر روی نقشه مشخص شدهاند.
شکل.2 ستون چینهشناسی پوشش رسوبی در بلندای قدیمی فارس .(modified after James and Wynd, 1965; Szabo and Kheradpir, 1978; Ghavidel, 1996) این ستون بر حسب ضخامت واحدها میباشد که با عملیات صحرایی برای واحدهایی جوانتر از کرتاسه، دادههای چاههای حفاری شده تا عمق پالئوزوئیک بالایی و گزارشهای چینهشناسی برای واحدهای پالئوزوئیک زیرین به دست آمده است.
12
مجله زمین شناسی کاربردی پیشرفته
این سازند از تناوب ماسه سنگ، سیلتستون و مارن تشکیل شده است که در بخش های بالایی با کنگلومرا پوشیده میشوند. جوانترین واحد سنگی در منطقه مطالعه سازند کنگلومرای بختیاری است که ضخامت بسیار متغیری از خود نشان میدهد (شکل .(2
روش مطالعه
به منظور مطالعه تاقدیس سفیدزاخور ابتدا شش برش ساختاری عرضی از تاقدیس سفیدزاخور ترسیم گردید (شکل .(3 به منظور رسم برشهای زمین-شناسی در عرض تاقدیس سفیدزاخور، تمام داده های سطحی و زیر سطحی در محیط نرم افزار 2DMove (یک نرم افزار مدلسازی ساختاری و نفتی، که توسط شرکت Midland Valley در بریتانیا توسعه یافته است) با هم تلفیق شدند. هر برش ساختاری در پنج گام به شرح زیر ترسیم گردید:
در گام نخست از ترسیم هر برش، دادههای عملیات صحرایی و اطلاعات موجود بر روی نقشههای زمینشناسی (در مقیاسهای 1:100000 و 1:250000 تهیه شده توسط شرکت ملی نفت ایران) بر روی برش توپوگرافی در مسیر برش پیاده شدند. دادههای سطحی شامل جهتیابی لایهها، محل همبری سازندها، گسلهای برداشت شده در سطح و محل ناپیوستگیها بود. علاوه بر اینها، دادههای چاه شامل محل سرسازندها در چاه و دادههای شیبسنجی لایهها نیز بر روی برش پیاده شدند.
در گام دوم برای ترسیم برشهای ساختاری، برشهای لرزهای با اعمال مدل-های سرعتی مناسب از زمان به عمق تبدیل شدند . پیش از تفسیر ساختاری لازم است تا برشهای لرزهای تبدیل به عمق شوند تا هم عمق و شیب صحیح ساختارها مشخص شود و هم هندسههای کاذبی که در برشهای زمانی دیده میشوند حذف گردند . (Etris et al., 2001) از آنجایی که شدت چینخوردگی در منطقه مطالعه زیاد است و در پهلوی بسیاری از تاقدیسها راندگیها توسعه یافتهاند، برای تبدیل به عمق لرزه ای، یک مدل سرعتی پیوسته انتخاب شد که فرض میکند سرعت با افزایش عمق با تابع مشخصی بصورت پیوسته افزایش مییابد. این مدل
سرعت موج در واحدهای سنگی نزدیک به سطح (v0) و نرخ افزایش سرعت با افزایش عمق (k) را طبق تابع ارائه شده توسط Marsden (1992) استفاده می-کند تا عمق هر نقطه از برش لرزهای را محاسبه نمایددر. گام سوم و پس از تبدیل به عمق برشهای لرزهای ، رفلکتورهای مشخص بر روی برش ها با رسم خطوط پر رنگ شدند. در این مرحله هیچ افق یا ساختاری تفسیر نشده و تنها پررنگ کردن رفلکتورها با دست بر روی کاغذ و سپس با کامپیوتر در محیط نرمافزار 2DMove انجام گرفت تا دادههای موجود در برش لرزهای واضح شوند (شکل .(4 در گام چهارم، تفسیر ساختاری و رسم برش انجام گرفت. طی سه گام قبلی، تمام داده های سطحی و زیرسطحی بر روی برش پیاده شده و با یکدیگر تلفیق شدند (شکل.( 4 به برشی که تنها داده ها بر روی آن نشان داده شده است، "برش داده" گفته میشود . (Groshong, 2006) در این مطالعه راه حلهای هندسی مختلفی بر اساس مدلهای ساختاری متفاوت به گونهای که کاملاً منطبق بر داده-ها باشند برای ترسیم برشها امتحان شدند. در نهایت هندسههایی که بیشترین انطباق را با دادههای موجود بر روی هر برش داشتند، انتخاب گردیدند. گام پنجم، بازگردانی، موازنه و برآورد کوتاهشدگی بود. موازنه، برگرداندن لایهها به هندسه پیش از دگرریختی آنها است که به منظور تایید و معتبر کردن تفسیرهای ساختاری انجام میگیرد. یک برش ساختاری که هندسه آن قابل بازگردانی نیست، از نظر توپولوژی غیر ممکن است، بنابراین نمیتواند از نظر زمینشناسی ممکن باشد . (Dahlstrom, 1969; Groshong, 2006) در نهایت پس از بازگردانی برش زمینشناسی ناحیهای، میزان کوتاه شدگی در راستای برش با فرض پایستگی
زمستان 92، شماره 10
طول لایهها محاسبه شد. در گام آخر، برشهای سریالی وارد محیط نرم افزار 3D Move شدند و با درونیابی بین آنها مدلسازی ساختاری سه بعدی از تاقدیس سفیدزاخور انجام گرفت.
برشهای سریالی
برای بررسی هندسه تاقدیس سفیدزاخور، شش برش ساختاری سریالی شامل برشهای AA’، BB’، CC’، DD’، EE’ و FF’ به ترتیب از غرب به شرق، با جهت یابی NE-SW در عرض تاقدیس سفید زاخور ترسیم شدند (شکلهای 3 و .(5 این برش ها با بکارگیری روش توضیح داده شده در قبل و با استفاده از برش-های لرزهای، دادههای میدانی و دادههای چاههای سفیدزاخور-1 و سفیدزاخور-2 تهیه شدند. این برش ها سپس موازنه شدند تا هم هندسه ساختاری تفسیر شده تأیید شود و هم میزان کوتاهشدگی در راستای آنها محاسبه گردد.
برشهای AA’ و BB’ در بخش غربی تاقدیس یک چین باز با زاویه بین پهلویی 90-80 درجه را نشان میدهند که مشابه هندسه چینهای جناغی است (شکل .( 5 دامنه چین در این بخش حدود 5 کیلومتر میباشد. چاه سفیدزاخور-1 که در بخش غربی تاقدیس و در مسیر برشBB’ واقع شده است ضخامت تکتونیکی افزایش یافته 1390 متر را برای افق جدایش میانی (سازند دشتک) نشان می دهد. میزان جابجایی محل محور تاقدیس در واحدهای مزوزوئیک نسبت به واحدهای پالئوزوئیک با عملکرد جدایشی سازند دشتک حدود 250 متر به سمت شمال شرق برآورد میشود. میزان کوتاهشدگی حاصل از چینخوردگی و گسلش در بخش غربی تاقدیس برابر با 20 درصد است (شکل .(5 در برش AA’ علاوه بر سازند دشتک، سازند کژدمی نیز در منطقه لولایی چین افزایش ضخامت
داده است که البته این موضوع در تمام بخش غربی تاقدیس عمومیت ندارد. برشهایDD’ ، EE’ و FF’ در بخش شرقی تاقدیس سبک متمایزی را
نسبت به بخش غربی نشان میدهند؛ یک چین بسیار ملایم با زاویه بین پهلویی حدود 120 درجه که تا حدودی مشابه چینهای جعبه ای است (شکل .(5 دامنه چین در این بخش حدود 2/5 کیلومتر میباشد. میزان کوتاهشدگ ی ساختاری در این بخش حدود 7 درصد بوده و ضخامت حفاری شده از افق جدایش میانی (سازند دشتک) در چاه سفیدزاخور 2- عادی و حدود 800 متر است. هیچ جابجایی در محل محور تاقدیس از سطح به عمق مشاهده نمیشود (شکل .(5
