3D seismic-reflection geometry analysis in the Chalk Group, southern Danish North Sea

Masoumi, Samaneh; Kukla, Peter; Hilgers, Christoph; Back, Stefan

doi:34640

3D seismic-reflection geometry analysis in the Chalk Group, southern Danish North Sea = 3D-reflexionsseismische Geometrie-Analyse in der Kreide-Gruppe, südliche Dänische Nordsee

Masoumi, Samaneh

2015

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Samaneh Masoumi

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2015

Umfang134 Bl. : Ill., graph. Darst., Kt.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2014

Prüfungsjahr: 2014. - Publikationsjahr: 2015

Genehmigende Fakultät
Fak05

Hauptberichter/Gutachter
Kukla, Peter (Thesis advisor) ; Back, Stefan (Thesis advisor) ; Hilgers, Christoph (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2014-05-22

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-rwth-2015-019261
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/466123/files/466123.pdf
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/466123/files/466123.pdf?subformat=pdfa

Einrichtungen

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Geowissenschaften (frei) ; Nordsee (frei) ; Kreide (frei) ; Reflexionsseismik (frei) ; dänische Nordsee (frei) ; Kreideformationen (frei) ; North Sea (frei) ; chalk (frei) ; Chalk Group of Danish North Sea (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 550

Kurzfassung
In der Vergangenheit wurde generell angenommen, dass die oberkreidezeitlichen bis unterpaläogenen Kreideformationen in Nordwesteuropa Ablagerungen homogenen kalkhaltigen Schlammes darstellen, der sich aus einer Suspension kleinster Kalkpartikel unter ruhigen, pelagischen Bedingungen bildete. Desweiteren sind gerutschte and wiederabgelagerte Kalkformationen in der zentralen Nordsee entdeckt worden. In neuester Zeit führte die Dokumentation auffallender Reflexionsdiskontinuitäten in seismischen 3D-Daten zu einer Überprüfung der allgemeinen Annahmen über die Kalkablagerung. Einige wichtige Fragen zum Verständnis der diskontinuierlichen Merkmale der oberkreidezeitlichen und unterpaläogenen Kreideformationen in der dänischen Nordsee sind bis jetzt nicht vollständig geklärt. Diese betreffen Unregelmäßigkeiten sowie Einschnitte, Rinnen und morphologische Senken innerhalb der Kreideeinheit sowie eine beulenartige seismische Fazies (hummocky facies) auf der Oberfläche der Kreideformation. Diese Besonderheiten stehen im deutlichen Unterschied zu bisher interpretierten Kalkablagerungen, die sich unter ruhigen, pelagischen Bedingungen ablagerten. Die vorliegende Forschungsarbeit erläutert diese Eigenschaften mit dem Fokus auf der Interpretation und Analyse der diskontinuierlichen Reflexionen der Kreide-Einheit, beobachtet in einem 2000 km² 3D-reflexionsseismischen Datensatz des Zentralgrabens der dänischen Nordsee, der von der Firma Maersk Oil und Gas zur Verfügung gestellt wurde. Die seismische 3D-Analyse besteht aus der Interpretation von Horizonten, aus der Auswahl detailliert zu betrachtender Regionen, und aus genauen Untersuchungen der Kreide, um Gemeinsamkeiten zu finden, die eine kausale Beziehung zu diesen irregulären Eigenschaften aufweisen könnten. Diese Analysen und Interpretationen sollen helfen, die Vorgänge, die die Diskontinuitäten in der Kreide-Einheit verursachten, besser zu verstehen. Die Ergebnisse dieser Studie bestätigen:(1) Einige Rinnen innerhalb der Kreideeinheit sind im Untergrund des Zentralgrabens der dänischen Nordsee erhalten. Das Hauptrinnensystem erstreckt sich über ungefähr 25 km in Nord-Süd-Richtung zwischen Bo-Jens Ridge und Adda Ridge in eine morphologische Senke westlich der Gorm Salzstruktur hinein. Es wird interpretiert, dass die Einschnitte innerhalb der Kreide aufgrund starker Turbiditströmungen oder Konturströmungen, die den spätkreidezeitlichen Ozean beeinflussten, entstanden sind. (2) Über 170 kleine, runde morphologische Senken sind in einem Intervall direkt unter und über der Oberfläche der Kreide im südöstlichen Zentralgraben der dänischen Nordsee zu finden. Basierend auf den Geometrien ihrer Ansichtsebenen und ihrem Grad der Symmetrie wurden drei Senkentypen klassifiziert: Typ 1, bestehend aus sub-zirkularen Senken; Typ 2, lang gestreckte und symmetrische Senken und, Typ 3, lang gestreckte und asymmetrische Senken. Es wird interpretiert, dass diese Senken sogenannte Pockmarks sind, die wahrscheinlich in der Vergangenheit durch die Migration von Fluiden verursacht wurden.(3) Eine beulenartige seismische Fazies (hummocky facies), die in einem Intervall von ca. 15 ms unter bis zu 25 ms über der Oberfläche der Kreide auftritt, wurde ebenfalls identifiziert. Hierzu gehörige morphologische Senken können als subzirkulare, lang gestreckte oder lunare Senken beschrieben werden. In dieser Studie werden diese Strukturen als Einsturzstrukturen interpretiert, diee durch Fluide oder entweichende Gase geformt wurden.

The Upper Cretaceous to lower Paleogene Chalk Group of NW Europe is classically assumed to represent the settlement of homogeneous calcareous ooze from suspension draping submarine morphology under quiet pelagic conditions. Redeposited chalk units have, however, also been identified in the Central North Sea. Recently, the documentation of prominent intra-Chalk and Top Chalk reflection discontinuities on 3D seismic data led to a revision of some general ideas of the chalk deposition. Several important issues concerning the understanding of highly irregular and discontinuous features of the Upper Cretaceous to lower Palaeogene age Chalk Group in the Danish North Sea are not yet fully understood. These irregular and discontinuous features include: intra-chalk incision features, Top Chalk depression features and a Top Chalk hummocky facies. These irregularities and discontinuities form a marked contrast to the chalk deposited under quiet, homogeneous pelagic conditions. This study tackles the observed geometries by focusing on the interpretation and analysis of discontinuous chalk reflections detected on a 2000 km² 3D seismicreflection dataset of the Central Graben, Danish North Sea provided by Maersk Oil and Gas. The 3D seismic analysis consisted of a horizon interpretation, the selection of chalk target areas for interpretations in detail, and a systematic analysis of the Chalk Group to search for similar features that might have a causal relationship with these discontinuities. The results of these interpretations and analyses are expected to reveal the processes which are responsible for creating the irregular features in the study area. In this thesis it is documented that:(1) Several intra-Chalk channels are preserved in the subsurface of the Danish North-Sea Central Graben. The main channel system trends approximately 25 km in N-S direction between the Bo-Jens Ridge and Adda Ridge into an area west of the Gorm salt structure. Intra-chalk incisions developed in response to strong turbidite currents vs. contour currents affecting the Late Cretaceous “chalk sea”. (2) More than 170 depressions are observed in an interval immediately below and above the Top Chalk surface in the southeastern Danish Central Graben. Based on their plan view geometry and their degree of symmetry, three types of depressions were classified: Type 1, comprising sub-circular and symmetrical depressions, Type 2, elongated and symmetrical depressions and, Type 3, elongated and asymmetrical depressions. The observed depressions on the Top Chalk surface are pockmarks caused by fluid escape.(3) Several areas characterized by a hummocky seismic-reflection facies that occur in an interval from ca. 15 ms below to 25 ms above the Top Chalk surface were identified. Depressions associated with this facies can be recognized as a subcircular, elongate or a lunar features. These depressions at Top Chalk are interpreted as collapse structures formed by fluid or gas escape which was possibly linked to a minor pulse of regional tectonic inversion during Danian times.

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