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TitreEffect of thermal maturity on remobilization of molybdenum in black shales
AuteurArdakani, O H; Chappaz, A; Sanei, H; Mayer, B
SourceEarth and Planetary Science Letters vol. 449, 2016 p. 311-320, https://doi.org/10.1016/j.epsl.2016.06.004
Année2016
Séries alt.Secteur des sciences de la Terre, Contribution externe 20150454
ÉditeurElsevier
Documentpublication en série
Lang.anglais
DOIhttps://doi.org/10.1016/j.epsl.2016.06.004
Mediapapier; en ligne; numérique
Formatspdf
ProvinceQuébec; Ontario
SNRC21L/10; 21L/11; 21L/12; 21L/13; 31G/01; 31G/02; 31G/07; 31G/08; 31G/09; 31G/10; 31G/15; 31G/16; 31H; 31I/01; 31I/02; 31I/03; 31I/04; 31I/05; 31I/06; 31I/07; 31I/08; 31I/09; 31I/10
Lat/Long OENS -75.0000 -71.0000 47.0000 45.0000
Sujetsanalyses thermiques; maturation thermique; carbone organique; maturité organique; analyses de carbone organique; molybdène; Argile d'Utica ; combustibles fossiles; Paléozoïque; Ordovicien; Cambrien
Illustrationsplots; tables; graphs; images
ProgrammeCaractérisation des réservoirs de schiste, Les géosciences pour les nouvelles sources d'énergie
Résumé(non publié)
Les concentrations de molybdène (Mo) dans les registres sédimentaires sont largement employées comme méthode d'évaluation des paléoconditions d'oxydoréduction qui régnaient dans les océans anciens. Toutefois, les possibles effets de processus postsédimentaires sur les concentrations de Mo dans les shales riches en matière organique, tels que la maturation thermique et la diagenèse de l'enfouissement, n'ont pas été étudiés, ce qui compromet leur utilité comme indicateur indirect des conditions d'oxydoréduction. La présente étude examine la distribution et la spéciation du Mo dans le Shale d'Utica de l'Ordovicien supérieur (sud du Québec, Canada) à différents niveaux de maturité. Les échantillons affichent des niveaux de maturité s'échelonnant de la fenêtre à huile optimale (VRo~1%) à la zone de gaz sec (VRo~2%). Bien que nos données montrent une corrélation significative entre la concentration de carbone organique total (COT) et celle de Mo (R2=0,40, n =28, P<0,0003) à de faibles niveaux de maturité thermique, cette corrélation s'estompe avec l'augmentation de la maturité thermique. Dans la section supramature du Shale d'Utica, les intervalles qui renferment des concentrations élevées de Mo (20-81 ppm) affichent des signes pétrographiques et isotopiques (isotopes du soufre) de réduction thermochimique des sulfates, concurremment à la formation de pyrite recristallisée. Nous avons utilisé la technique XAFS de spectroscopie d'absorption X pour déterminer la spéciation de Mo dans les échantillons provenant d'intervalles à concentrations élevées de Mo (>30 ppm). Nos résultats révèlent la présence de deux espèces de Mo : molybdénite Mo(IV)S2 (39±5 %) et Mo(VI)-matière organique (61±5 %). Ce nouvel élément donne à penser qu'à des niveaux de maturité plus élevés, la réduction thermochimique des sulfates s'accompagne d'une oxydation de la matière organique. Ce processus est associé à la génération de H2S ainsi qu'à la formation et à la recristallisation de pyrite. Ceci mène à son tour à la remobilisation de Mo et à la coprécipitation de molybdénite et de carbonates provenant de la réduction thermochimique des sulfates dans les intervalles poreux. Ceci pourrait mener à une altération de la signature sédimentaire initiale de Mo dans les intervalles touchés, remettant ainsi en cause l'utilité de cet élément comme indicateur indirect des paléoconditions d'oxydoréduction dans les shales noirs supramatures.
Résumé(Résumé en langage clair et simple, non publié)
Notre étude démontre l'importance des processus post-sédimentation (à savoir, la maturité thermique et la diagénèse d¿enfouissement) sur la géochimie du molybdène l'un des principaux indicateurs paléo-redox dans les études paléo-dépositionnelles. Cette étude a documenté des preuves solides suggérant que la maturité thermique et une nouvelle oxydation de la matière organique au cours du processus de RTS (Réduction thermochimique des sulfates) peuvent potentiellement changer la signature de molybdène initiale de la roche. Cela pourrait conduire à une altération des premiers indices sédimentaires Mo dans les intervalles touchés et donc contester son utilisation en tant que proxy paléo-redox dans les shales noirs plus que matures. Pour cette étude, un grand nombre d'échantillons obtenus à partir de trois forages de l'Ordovicien supérieur, du shale d¿Utica (sud du Québec) ont fait l'objet d'un large éventail d'analyses. Les échantillons couvrent une large gamme de maturité thermique du pétrole à la zone de gaz sec.
GEOSCAN ID297732