title: Geochemistry, geochronology and kinematic history of a Pan-African basement reservoir in the Sab'atayn Basin (Yemen), and the implications for oil migration
Creators: name: Veeningen, Resi
Publisher: name: :none
Year: 2015

description: Durch Störungen und Brüche gekennzeichnetes Grundgebirge ist von zunehmender Bedeutung hinsichtlich des anhaltenden Bedarfs an neuen Kohlenwasserstoffvorkommen. Ein solches gering-/undurchlässiges Grundgebirge befindet sich in kristallinen panafrikanischen Gesteinen unter dem Sab’atayn Becken, Jemen. Um einen besseren Einblick in die geologische Entstehungsgeschichte des heterogenen Grundgebirges zu erhalten, wird eine detaillierte geochemische, mikrostrukturelle und kinematische Studie der verschiedenen Gesteinstypen aus zwei orientierten Bohrkernen durchgeführt. Die kombinierte Anwendung von geochemischen und geochronologischen Methoden auf die heterogenen Kerne verschafft neue Einblicke in die Entwicklung des pan-afrikanischen Grundgebirges, wodurch unser geologisches Verständnis des Grundgebirges von nahe gel egenen Oberflächenaufschlüssen in den Untergrund erweitert werden. Bohrkerne aus Bohrloch 1 enthalten einen stark brüchig verformten Epidot-reichen Quarzit, Amphibolit (mit basaltisch-andesitischer Zusammensetzung), und tiefer gelegen einen ungeschieferten dunkelroten Monzogranit. Der Monzogranit hat ein U-Pb Zirkon-Alter von 628.8 ± 3.1 Ma und eine Rb-Sr Biotit-Abkühlungsalter von 591.6 ± 5.8 Ma (rund 300°C). Unter Berücksichtigung der regionalen geochemischen Einflussfaktoren deuten diese Daten an, dass der Monzogranit während einer tektonischen Übergangsphase zwischen Kompression und folgendem Dehnungskollaps gebildet wurde. Eine Sm-Nd-Isotopenanalyse ergibt laut TDM-Modell ein Alter von 1.24 Ga mit negativen εNd-Werten, was darauf schließen lässt, dass der Monzogranit Teil des Al Bayda Island-Arc Terrans ist. Bohrloch 2 enthält eine schwach deformierte und ungeschichtete Meta-Arkose, deren geochemische Signatur minimale Verwitterung und eine fast reine dazitische Ausgangszusammensetzung anzeigt. Möglicherweise wurde diese Meta-Arkkose direkt aus einem (extrusiven) Granit abgeleitet, welcher vor oder während der Terran-Verschmelzung gebildet wurde. Das (U-Th-Sm)/He Zirkon-Alter von 156 ± 14 Ma beschränkt die Abkühlung des Grundgebirges auf rund 180°C, dies entspricht dem Zeitpunkt der Beckenbildung. Darüber hinaus werden Brüche, Bruchzemente und Schieferungen in den genannten Gesteinen gemessen und mikro- und makrostrukturell untersucht. Diese Daten, sowie Rasterlektronenmikroskopie (REM), eine Libellen-Studie und S-Isotopenmessungen geben zusammen Aufschluss über die mehrphasige Deformationsgeschichte (D1-D3) des Grundgebirges. Durch die abgeleiteten Deformationsphasen erklärt sich die Migration von hydrothermalen Flüssigkeiten und Kohlenwasserstoffen. Spröd-duktile Verformung (D1) während des Ediacariums, welche auschließlich in dem pan-afrikanischen Monzogranit beobachtet wird, führte zu Kataklase und Porosität bildender Verwitterung, mit Porositäten von bis zu 20%. Hinweise auf eine spät-jurassische Extension (D2) im Zusammenhang mit dem Zerfall Gondwanas und der Entstehung des Sab’atayn Beckens finden sich in allen Gesteinstypen. Diese Extensionsphase ist wahrscheinlich auch die Ursache für die Entstehung des Quarzits (Bohrloch 1). Die Brüche parallel zum Sab’atayn Becken sind am besten in dem stark geschieferten Amphibolit (Bohrloch 1) ausgebildet. Das Grundgebirge wurde außerdem bruchtektonisch im Känozoikum infolge weiterer Dehnung deformiert (D3), indem ältere Strukturen reaktiviert wurden. Die Libellen-Studie und S-Isotopenanalyse von Bruchzementen der Meta-Arkose (Bohrloch 2) zeigen, dass deren Entstehung, und damit D3, vor dem Eindringen von Kohlenwasserstoffen bei Temperaturen zwischen 100 und 140°C erfolgte. Diese Temperaturen befinden sich innerhalb des Erdölfensters.