Published June 3, 2024 | Version v1
Publication Open

Trace fossils as mechanical discontinuities in shales, insight for the generation of bedding-parallel veins (BPV)

Creators

  • 1. Université Nantes Angers Le Mans
  • 2. Le Mans Université
  • 3. Université d'Angers
  • 4. Nantes Université
  • 5. Laboratoire de Planétologie et Géosciences
  • 6. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas

Description

Abstract Understanding shale petrophysical parameters is of interest due to its direct implications as cap rocks for CO 2 or hydrogen storage, waste depositions, and as unconventional reservoirs. The generation and propagation of natural and induced fracture networks in such rocks is highly dependent on the mechanical behavior linked to several sedimentological parameters, as lithological discontinuities or bioturbation. This study is focused on a different sedimentological parameter that consists of trace fossils and their implication on the generation of fluid-assisted fractures, called bedding-parallel veins. In the Austral-Magallanes Basin, Southern Patagonia, Argentina, both geological features, Skolithos Ichnofacies (doomed pioneers trace fossils) and bedding-parallel veins, are numerous, especially at the top of the turbiditic bodies. The trace fossils exhibit U-shaped vertically oriented burrows composed of clean sandstone, partially cemented by calcite, and a spreite in the central part with heterogenous laminated siltstone. Bedding-parallel veins are composed of calcite fibers with some pyrite grains and bitumen. They are located on the top of the trace fossils along the lithological discontinuity between the turbiditic bodies and the impermeable shales. On their surfaces, a radial pattern starts growing from the trace fossils. Moreover, the number of bedding-parallel veins is dependent on the bioturbation intensity. With this study, we infer that trace fossils represent ichnological mechanical discontinuities (IMD) that have a key role in the generation and development of bedding-parallel veins. By correlation, we also suggest that these geological features must be thoroughly studied, especially regarding their potential for the development of induced fracturing networks.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

إن فهم المعلمات البتروفيزيائية الصخرية أمر مهم بسبب آثاره المباشرة مثل صخور الغطاء لتخزين ثاني أكسيد الكربون أو الهيدروجين، وترسبات النفايات، وكخزانات غير تقليدية. يعتمد توليد وانتشار شبكات الصدع الطبيعية والمستحثة في هذه الصخور اعتمادًا كبيرًا على السلوك الميكانيكي المرتبط بالعديد من المعلمات الرسوبية، مثل الانقطاعات الحجرية أو التعكر الحيوي. تركز هذه الدراسة على معلمة رسوبية مختلفة تتكون من أحافير أثرية وتأثيرها على توليد الكسور بمساعدة السوائل، والتي تسمى الأوردة المتوازية الفراشية. في حوض Austral - Magallanes، جنوب باتاغونيا، الأرجنتين، كل من السمات الجيولوجية، Skolithos Ichnofacies (الرواد المنكوبين يتتبعون الحفريات) والأوردة الموازية للفراش، عديدة، خاصة في الجزء العلوي من الأجسام العكرة. تُظهر الأحافير النزرة جحورًا عمودية الشكل على شكل حرف U تتكون من الحجر الرملي النظيف، معززة جزئيًا بالكالسيت، و spreite في الجزء المركزي بحجر طمي مغلف غير متجانس. تتكون الأوردة المتوازية الفراشية من ألياف الكالسيت مع بعض حبيبات البيريت والقار. وهي تقع على قمة الحفريات الأثرية على طول الانقطاع الصخري بين الأجسام العكرة والصخر الزيتي غير المنفذ. على أسطحها، يبدأ نمط شعاعي في النمو من الحفريات النزرة. علاوة على ذلك، يعتمد عدد الأوردة الموازية للفراش على شدة التعكر البيولوجي. من خلال هذه الدراسة، نستنتج أن الأحافير النزرة تمثل انقطاعات ميكانيكية إشنولوجية (IMD) لها دور رئيسي في توليد وتطوير الأوردة المتوازية للفراش. من خلال الارتباط، نقترح أيضًا أن هذه السمات الجيولوجية يجب دراستها بدقة، خاصة فيما يتعلق بإمكانياتها لتطوير شبكات التكسير المستحثة.

Translated Description (French)

Résumé La compréhension des paramètres pétrophysiques du schiste est intéressante en raison de ses implications directes en tant que roches de capuchon pour le stockage du CO 2 ou de l'hydrogène, les dépôts de déchets et en tant que réservoirs non conventionnels. La génération et la propagation de réseaux de fractures naturelles et induites dans ces roches dépendent fortement du comportement mécanique lié à plusieurs paramètres sédimentologiques, tels que les discontinuités lithologiques ou la bioturbation. Cette étude se concentre sur un paramètre sédimentologique différent qui consiste en des traces fossiles et leur implication sur la génération de fractures assistées par fluide, appelées veines parallèles à la litière. Dans le bassin Austral-Magallanes, en Patagonie du Sud, en Argentine, les deux caractéristiques géologiques, les Ichnofacies de Skolithos (fossiles de traces de pionniers condamnés) et les veines parallèles à la litière, sont nombreuses, en particulier au sommet des corps turbiditiques. Les fossiles traces présentent des terriers en forme de U orientés verticalement composés de grès propre, partiellement cimenté par de la calcite, et une spreite dans la partie centrale avec du siltstone stratifié hétérogène. Les veines parallèles à la litière sont composées de fibres de calcite avec des grains de pyrite et du bitume. Ils sont situés au sommet des traces fossiles le long de la discontinuité lithologique entre les corps turbiditiques et les schistes imperméables. Sur leurs surfaces, un motif radial commence à se développer à partir des fossiles traces. De plus, le nombre de veines parallèles à la litière dépend de l'intensité de la bioturbation. Avec cette étude, nous inférons que les fossiles traces représentent des discontinuités mécaniques ichnologiques (IMD) qui jouent un rôle clé dans la génération et le développement de veines parallèles à la litière. Par corrélation, nous suggérons également que ces caractéristiques géologiques doivent être étudiées en profondeur, notamment en ce qui concerne leur potentiel pour le développement de réseaux de fracturation induite.

Translated Description (Spanish)

Resumen La comprensión de los parámetros petrofísicos del esquisto es de interés debido a sus implicaciones directas como rocas de la tapa para el almacenamiento de CO 2 o hidrógeno, las deposiciones de residuos y como depósitos no convencionales. La generación y propagación de redes de fracturas naturales e inducidas en tales rocas depende en gran medida del comportamiento mecánico vinculado a varios parámetros sedimentológicos, como discontinuidades litológicas o bioturbación. Este estudio se centra en un parámetro sedimentológico diferente que consiste en trazas fósiles y su implicación en la generación de fracturas asistidas por fluidos, llamadas vetas paralelas al lecho. En la Cuenca Austral-Magallanes, Patagonia Austral, Argentina, tanto los rasgos geológicos, Skolithos Ichnofacies (fósiles de rastro de pioneros condenados) como las vetas paralelas al lecho, son numerosos, especialmente en la parte superior de los cuerpos turbidíticos. Los fósiles traza exhiben madrigueras orientadas verticalmente en forma de U compuestas por arenisca limpia, parcialmente cementada por calcita, y un spreite en la parte central con limo laminado heterogéneo. Las vetas paralelas al lecho están compuestas por fibras de calcita con algunos granos de pirita y betún. Se encuentran en la parte superior de los fósiles traza a lo largo de la discontinuidad litológica entre los cuerpos turbidíticos y las lutitas impermeables. En sus superficies, un patrón radial comienza a crecer a partir de los fósiles traza. Además, el número de vetas paralelas al lecho depende de la intensidad de la bioturbación. Con este estudio, inferimos que los fósiles traza representan discontinuidades mecánicas icnológicas (IMD) que tienen un papel clave en la generación y desarrollo de vetas paralelas al lecho. Por correlación, también sugerimos que estas características geológicas deben ser estudiadas a fondo, especialmente en lo que respecta a su potencial para el desarrollo de redes de fracturamiento inducido.

Files

s41598-024-63665-w.pdf.pdf

Files (2.8 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:61acb0c921a540a91f7c141978057219
2.8 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تتبع الحفريات على أنها انقطاعات ميكانيكية في الصخر الزيتي، نظرة ثاقبة لتوليد الأوردة الموازية للفراش (BPV)
Translated title (French)
Tracer les fossiles comme discontinuités mécaniques dans les schistes, aperçu pour la génération de veines parallèles à la litière (BPV)
Translated title (Spanish)
Rastrear fósiles como discontinuidades mecánicas en lutitas, conocimiento para la generación de vetas paralelas al lecho (BPV)

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4399281562
DOI
10.1038/s41598-024-63665-w

Is supplement to
https://openalex.org/W78151936 (Other)
https://openalex.org/W4295778114 (Other)
https://openalex.org/W4246815943 (Other)
https://openalex.org/W3174797794 (Other)
https://openalex.org/W2504211166 (Other)
https://openalex.org/W2100185457 (Other)
https://openalex.org/W2082104480 (Other)
https://openalex.org/W2024232248 (Other)
https://openalex.org/W1994157004 (Other)
https://openalex.org/W1976109332 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina

References

  • https://openalex.org/W1971783719
  • https://openalex.org/W2006145982
  • https://openalex.org/W2020114783
  • https://openalex.org/W2033085732
  • https://openalex.org/W2052453691
  • https://openalex.org/W2082721573
  • https://openalex.org/W2088381531
  • https://openalex.org/W2111171021
  • https://openalex.org/W2147413090
  • https://openalex.org/W2319344961
  • https://openalex.org/W2330605780
  • https://openalex.org/W2531188643
  • https://openalex.org/W2606002868
  • https://openalex.org/W2756366060
  • https://openalex.org/W2783380565
  • https://openalex.org/W2992184602
  • https://openalex.org/W3022019138
  • https://openalex.org/W3035028305
  • https://openalex.org/W3154509136
  • https://openalex.org/W4221103729
  • https://openalex.org/W4382051249
  • https://openalex.org/W999793500