رخساره رسوبی : مفاهیم و کاربردها

[محمــد 4415]

نويسنده : وحيد توكلي

وحيد توكلي

دانشجوی دکتری رسوب شناسی، دانشگاه تهران

 

مفهوم رخساره (facies) از زماني كه زمين‌شناسان در واحدهاي سنگي خصوصياتي را يافتند كه مي‌توانست براي تطابق اين واحدها و در پيش‌بيني وجود ذخايري مانند زغال، نفت و كانيهاي معدني به‌كار رود، مورد استفاده قرار گرفته است. اما مفهوم جديد اين واژه اولين بار توسط گرسلي (1838،Gressly) معرفي گرديد. در اين تعريف رخساره به مجموعه مشخصات خاص يك واحد رسوبي اطلاق گرديد. اين خصوصيات در ابتدا تنها شامل مشخه‌هاي ليتولوژيكي و فسيل‌شناسي بود. اين خصوصيات شامل رنگ، لايه‌بندي، تركيب، بافت، ساختهاي رسوبي و ضمائم فسيلي مي‌گرديد. از آنجا كه از همان زمان تفاوت در خصوصيات فسيلي و سنگي قابل ملاحظه بود، دو نوع متفاوت رخساره‌اي رخساره‌سنگي (lithofacies) و رخساره‌زيستي (biofacies) از يكديگر متمايز گرديد.

با گسترش روشهاي غيرمستقيم تحليل‌هاي محيطي در مطالعات زيرسطحي، انواع غيرمتعارف رخساره نيز به دنياي زمين‌شناسي معرفي گرديد. از اين انواع مي‌توان به رخساره‌هاي موجي (seismic facies) اشاره نمود. با توجه به تعريف اوليه ارائه شده از رخساره، اين نوع رخساره به مجموعه رسوبات و سنگهاي رسوبي اطلاق گرديد كه داراي خصوصيات هماراست (configuration)، پيوستگي (continuity) دامنه، بسامد (frequency) و سرعت يكسان بوده و نيز داراي الگوي يكسان بر روي مقطع لرزه‌اي باشند. از انواع رخساره‌هاي ديگر مي‌توان به رخساره‌هاي الكتريكي (electrofacies) اشاره نمود. اين عبارت با پيشرفت روشهاي لاگ‌گيري جاي خود را با واژه عمومي‌تر رخساره لاگ (logfacies) عوض نمود. به نظر مي‌رسد اولين بار محققان شركت شل- پكتن (Shell- Pecten) از داده‌هاي لاگ براي تعيين رخساره استفاده نمودند. اين محققان طرحهاي خاص لاگ SP را به رخساره‌هاي خاص ماسه‌اي در دلتاي مي‌سي‌سي‌پي نسبت دادند. سپس بسياري از محققان ديگر نيز از اين شيوه استفاده نمودند كه از جمله مي‌توان به كارهاي پيرسون (1970,1977، Pirson) و لنون(1976،Lennon) اشاره نمود.

تعريف رخساره لاگ به معني امروزي آن اولين بار به وسيله سرا (1979 ،Serra) ارائه گرديد. رخساره لاگ در اين تعريف عبارت است از مجموعه‌اي از پاسخهاي لاگ كه مشخص كننده يك لايه (bed) بوده و باعث تشخيص آن از لايه‌هاي ديگر مي‌گردد. بايد به اين نكته توجه نمود كه منظور از لايه در اين تعريف چينه (strata) مي‌باشد چرا كه لايه رسوبي در تعريف خود مشخص كننده ضخامت خاصي از رسوب مي‌باشد (بزرگتر از 1 سانتي‌متر) در حالي كه واژه رخساره ارتباطي به ضخامت رسوبات ندارد.

از آن زمان تا كنون اين عبارت در معاني متفاوتي به كار رفته است. اما به نظر مي‌رسد بهترين و كاملترين تعريف از رخساره، رخساره تعريف شده توسط سلي (1976،Selly) باشد. در اين تعريف يك رخساره رسوبي به مجموعه رسوبات و يا سنگهاي رسوبي با خصوصيات سنگ‌شناسي، شكل هندسي، ضمائم فسيلي، ساختهاي رسوبي و طرح جريانهاي ديرينه مربوط به خود اطلاق مي‌گردد كه با تكيه بر همين اختصاصات از مجموعه‌هاي رسوبي ديگر قابل تمايز باشند. هر رخساره توسط مجموعه‌اي از رخساره‌هاي ديگر احاطه گرديده و اين رخساره‌هاي همراه نيز به شناسايي رخساره مورد نظر كمك مي‌نمايند. مجموعه اختصاصات ذكر شده بر اثر شرايط خاص فيزيكي، شيميايي و زيستي در زمان ته‌نشست و يا بعدها در زمان دياژنز به وجود آمده و لذا منعكس‌كننده محيط ته‌نشست رسوب و فرايندهاي دياژنز مي‌باشند.

علاوه بر موارد ذكر شده رخساره به صورتهاي گوناگون در علم زمين‌شناسي استفاده شده است: 1- تنها در مورد جزء سازنده سنگ، براي مثال رخساره ماسه‌سنگي؛ 2- در مورد فرايند زايشي سنگ مورد نظر، براي مثال رخساره توربيديتي؛ 3- در مورد محيط تشكيل سنگهاي مورد نظر، براي مثال رخساره رودخانه‌اي و يا رخساره دريايي كم‌عمق و 4- با استفاده از فرايند زمين‌ساختي رخساره تشكيل شده، براي مثال رخساره مولاس (1986،Reading).

در اينجا سعي مي‌گردد هريك از اين موارد شش‌گانه كه در تعريف رخساره به‌كار مي‌رود مورد بحث قرار گيرد؛ به‌طوري كه راهنمايي عملي جهت انجام مطالعات رسوب‌شناسي (مانند مطالعات زمين‌شناسي عمومي سنگهاي رسوبي، تعيين رخساره، محيط رسوبي و مطالعات چينه‌نگاري سكانسي) باشد.

 

ليتولوژي

به‌طور كلي همه مواردي كه در مقطع نازك و يا نمونه دستي سنگ قابل بررسي ‌باشند، در اين قسمت مورد مطالعه قرار مي‌گيرند. بررسي اين بخش از خصوصيات رخساره‌اي از كار بر روي زمين و يا مطالعه بر روي نمونه‌هاي حفاري آغاز شده و تا جزئي‌ترين آزمايشات سنگ‌شناختي در آزمايشگاه را در بر مي‌گيرد.

ليتولوژي شامل مواردي مانند مطالعه كامل سنگ در مقطع نازك و نمونه دستي، تعيين رنگ بخش هوازده و بخش سالم سنگ، تعيين ميكروفاسيس (براي كربناتها) و پتروفاسيس (براي آواريها)، تعيين ليتوفاسيسها براي كربناتها و آواريها با استفاده از نمونه‌هاي دستي (بر روي زمين در رخنمون و يا نمونه‌هاي مغزه)، تجزيه و تحليل بافت سنگ، بررسي انواع آلوكمها در كربناتها و درصد هريك از اجزا، كاني‌شناسي، تركيب شيميايي سنگ، نوع سيمانها، فرايندهاي ثانويه، انواع كانيهاي رسي موجود در سنگ، نوع و ميزان تبخيريها، جانشينيهاي كانيايي، انواع و ميزان تخلخلها، تراوايي و حجم شيل مي‌باشد. ذكر چند نكته در اين بخش ضروري به نظر مي‌رسد. ابتدا بايد به اين نكته توجه نمود كه هريك از موارد ذكر شده در اينجا خود داراي موارد جزئي‌تر مي‌باشد. براي مثال مي‌توان به بافت يك سنگ اشاره نمود. بافت يك سنگ رسوبي شامل اندازه، شكل و فابريك اجزاي تشكيل دهنده آن مي‌گردد. تنها براي تعيين اندازه در رسوبات و سنگهاي رسوبي روشهاي گوناگوني وجود دارد كه بسته به پارامترهاي مختلف در يك مطالعه تغيير مي‌كنند. بايد توجه داشت كه هريك از اين مشخصه‌هاي نامبرده شده در رسوبات و سنگهاي رسوبي معرف خصوصيات مختلف بوده و در يك مطالعه كامل رسوب‌شناسي نمي‌توان از آنان صرف‌نظر نمود. تنها مطالعه كامل اين موارد در كنار يكديگر است كه منجر به تحليل كامل و صحيحي از رسوبات و يا سنگهاي رسوبي مورد مطالعه به دست داده و منجر به شناخت موضوع مورد بررسي (مانند محيط رسوبي و چينه‌نگاري سكانسي) مي‌گردد. هرچند در برخي مطالعات بر حسب عدم وجود امكانات و داده‌هاي مناسب، اين امر امكان‌پذير نيست. براي مثال در مطالعات زيرسطحي كه تنها خرده‌هاي حفاري از آنان در دسترس مي‌باشد، برخي از اين مطالعات قابل انجام نمي‌باشند. نكته ديگر آنكه جهت تفهيم و تفاهم درست مطالب لازم است تا تمامي مطالعات بر اساس استانداردهاي علمي موجود ارائه گردد. براي مثال تعيين رخساره‌هاي سنگي در كربناتها به نام ميكروفاسيس (microfaceis)، در آواريها به نام پتروفاسيس (petrofacies) و بررسي همين نمونه‌ها در حد نمونه دستي ليتوفاسيس (lithofacies) ناميده مي‌شود و همواره مي‌‌بايست اين عبارتها را در جاي مناسب خود به‌كار برد. براي مثال ورود واژه پتروفاسيس توسط متخصصان نفتي محض به حيطه علم رسوب‌شناسي سبب گرديد تا اين واژه در دو معني متفاوت به‌كار گرفته شود. معني اول همانگونه كه ذكر گرديد به رخساره‌هاي ميكروسكوپي ماسه‌سنگها اشاره داشته و معني دوم كه در زمين‌شناسي نفت مصطلح گرديده، به مجموعه واحدهايي كه داراي خصوصيات پتروفيزيكي يكسان هستند، اشاره دارد. اين نكته دليل ديگري بر اعتقاد شخصي نويسنده به يكي بودن گرايشهاي رسوب‌شناسي و زمين‌شناسي نفت مي‌باشد چرا كه اين متخصصان با وجود يكسان بودن سنگهاي مورد مطالعه و در بسياري از موارد هدف مطالعات، در دو گرايش متفاوت تحصيل مي‌نمايند!

بديهي است كه توضيح كليه مطالبي كه در بخش اول ذكر گرديد نيازمند توضيحات بسيار گسترده‌اي است. سعي مي‌گردد در بخشهاي بعدي اين مطالب به طور كامل مورد بررسي قرار گيرند.

 

Gressely, A., 1838, Observations geologiques sur ie Jura Soleurois, Neue Denkschr. allg. Schweiz. Ges. ges. Naturw., 2, p. 1-112. In: Reading, H. G., 1986, Sedimentary environments and facies, Blackwelll science, Boston. 2nd ed. 615 pp.

Pirson, S. J., 1977, Geologic well log analysis, 2nd ed., Gulf Publishing Co., Houston.

Lennon, R. B., 1976, Geological factors in stream- soak projects on the west side of the San Joaquin Basin, J. Petrol. Technol., July, 741- 748.

Serra, O. and Abbotte, H., 1980, The Contribu­tion of Logging data to Sedimentology and Stratigraphy. 55th Ann. Fall Techn. conf. SPE of AIME, paper SPE 9270, and in SPE J. In: Serra, O., 1986, Fundamentals of well log interpretation. Vol.2. The interpretation of logging data. Amsterdam, Elsevier, 684 pp.

Selly, R. C., 1986. Ancient sedimentary and environment and their subsurface diagnosis. Chapman and hall, London. 3rd ed. 317 pp

 

منبع: وبسایت عسلویه