A geological study of the deepwater fold-thrust belt on the northwest borneo margin and its application to petroleum system analysis

Ogawa, Kazuhiro; Back, Stefan (Thesis advisor); Littke, Ralf (Thesis advisor)

Aachen : RWTH Aachen University (2022, 2023)
Doktorarbeit

Dissertation, RWTH Aachen University, 2022

Kurzfassung

In dieser Arbeit werden die Deformationsmechanismen im Tiefwasser-Falten-Überschiebungsgürtel des nordwestlichen Borneo-Randes vor der Küste Sabahs, Malysia, untersucht. Die komplexen Erdölsysteme in diesem Gebiet werden erörtert und die interaktive tektonische und sedimentäre Entwicklung des Falten-Überschiebungsgürtels und des damit verbundenen Erdölsystems wird dokumentiert und beschrieben. Die Forschungsarbeit basiert im Wesentlichen auf der Analyse regionaler seismischer 3D-Reflexions- und Bohrlochdaten, die einen umfassenden Einblick in die Strukturen des Untergrunds, die Stratigraphie des Untergrunds, die Entwicklung der Falten- und Störungen im Laufe der Zeit, die syn-kinematische Sedimentation und die Entwicklung des Erdölsystems ermöglichen. Die hier vorgestellten Forschungsarbeiten tragen zu einem besseren Verständnis der Tektonik und Erdölgeologie von Nordwest-Borneo bei und bietet daher Einblicke in grundlegende Prozesse für die künftige Erschließung unterirdischer Ressourcen und für CCS-Anwendungen vor der Küste Nordwest-Borneos. Die Studie ist darüber hinaus auch über das Untersuchungsgebiet hinaus von Bedeutung, da sie zum allgemeinen Wissen über Tektonik, Sedimentation und Erdölsysteme in Tiefwasser-Falten-Überschiebungsgürteln beiträgt. Die wichtigsten Ergebnisse der Arbeit lassen sich wie folgt zusammenfassen.1.Ein nordwestlich orientiertes Tiefseesedimentsystem wurde als Quelle für das obermiozäne Kohlenwasserstoff-Reservoir-Intervall im Untersuchungsgebiet identifiziert. Dieses System wurde durch morphologische Variationen beeinflusst, die durch syn-sedimentäre Tektonik verursacht wurden, insbesondere durch Faltung und Hebung, die die Fließwege der Tiefwassersedimente blockieren und ablenken.2.Es wurde weiterhin festgestellt, dass die Tiefenwasserreservoirs entlang des Nordwestens von Borneo durch mehrfache, linienförmige Sedimentzuführungssysteme gespeist wurden, die aus verschiedenen Hinterlandprovinzen stammten und unterschiedliche Gesteinsverbände mit sich führten und ablagerten.3.Der Falten-Überschiebungsgürtel weist unterschiedliche Deformationsstile und unterschiedliche Zeitpunkte tektonischer Aktivität in den südwestlichen und nordöstlichen Bereichen des Untersuchungsgebiets auf. Der Hauptmechanismus, der die Deformation antreibt, wurde im südwestlichen Untersuchungsgebiet als schwerkraftgetrieben interpretiert. Im Gegensatz dazu wurde die Deformation im nordöstlichen Untersuchungsgebiet überwiegend durch tiefliegende Krustentektonik angetrieben.4.Strukturelle Merkmale in jeder Deformationsprovinz entwickelten sich unabhängig voneinander und blieben weitgehend ohne Vermischung oder Zusammenspiel im Falten-Überschiebungsgürtel erhalten; mit Ausnahme einer Interferenzzone von ca. 15 km Breite. 5.Pockmarks und Gaswolken, die mit thermogenen Kohlenwasserstoffen in Verbindung stehen, sind in den seismischen 3D-Reflexionsdaten deutlich erkennbar, was auf eine weit verbreitete unterirdische Verteilung von gereiftem Muttergestein schließen lässt. Eine potentielle Muttergesteins-Abfolge in Einheiten des mittleren Miozän entspricht der Überschiebungsbasis (Detachment); diese ist durch anomal niedrige seismische Intervallgeschwindigkeiten gekennzeichnet.6.Die Modellierung von Erdölsystemen zeigt, dass die Entstehung von Kohlenwasserstoffen im oberen Miozän für Öl und im Pliozän für Gas begann. Im krustentektonisch geprägten Nordwesten des Tiefwasser-Falten-Überschiebungsgürtel ging eine tektonische Schubaktivität der Kohlenwasserstoffenstehung voraus. Die aus dem Ausgangsgestein ausgetriebenen Kohlenwasserstoffe reicherten sich vorzugsweise in turbiditischen Sandsteinen in den jeweiligen Kämmen von Antiklinalen durch Kohlenwasserstoffmigration durch Trägerschichten und Verwerfungen an.7.Im südöstlicheren, schwerkraftgetriebenen Schubsystem vor der Küste NW-Borneos begann die Störungsaktivität zeitgleich mit dem Erreichen des Ölfensters im Ausgangsgestein. Die Verwerfungsaktivität erreichte dann ihren Höhepunkt der Verformung innerhalb des Gasfensters. Diese Beobachtung ist insofern von grundlegender Bedeutung, als sie darauf hindeutet, dass geochemische Prozesse ein potenzieller Kontrollparameter für Faltung und Bruchtektonik in schwerkraftgetriebenen Tiefwasser-Falten-Überschiebungs-gürteln sein können. Zusammenfassend werden in dieser Arbeit detaillierte Analysen der geophysikalischen Daten eines großen Tiefwasser-Falten-Überschiebungsgürtel vor der Küste Nordwest-Borneos vorgestellt. Die vorgestellte Arbeit dokumentiert eine große strukturelle, morphologische und lithologische Vielfalt in diesem System, die das Ergebnis interagierender sedimentologischer, tektonischer und fluidsystemischer Prozesse ist. Daraus lässt sich schließen, dass ein integrierter und interdisziplinärer Forschungsansatz, wie er in dieser Arbeit vorgestellt wird, geeignet ist, das geologische Verständnis komplexer Tiefwasser-Falten-Überschiebungsgürtel und damit verbundener Erdölsysteme zu fördern.

Einrichtungen

• Fachgruppe für Geowissenschaften und Geographie [530000]
• Lehrstuhl für Geologie und Paläontologie und Geologisches Institut [531110]