Feldspar Diagenesis and Reseuoir History of the Miocene Temblor Formation, Kettleman North Dome, California, U.S.A.

미국 캘리포니아주 케틀만 노스돔의 마이오세 템블러층에서 장석의 속성작용과 저류암의 발달사

The Early Miocene Temblor Formation forms an important sandstone reservoir at Kettleman North Dome oil field, California. Sandstones are mostly arkosic in composition except deepest sandstones containing much volcanic rock fragments. Arranged in paragenetic sequence prior to feldspar alteration, the Temblor sandstones contain cements of early calcite, dolomite, quartz, albite, mixed-layer ohloriteismectite (C/S) and smectite, and anhydrite. Diagenetic changes associated with feldspar are albitization of plagioclase, late calcite and laumontite cementation and grain replacement, plagioclase dissolution, and kaolinite cementation. Plagioclase albitization and late calcite and laumontite cementation in Temblor sandstones occurred at the time of maximum burial with temperatures up to $130^{\circ}C$. Volcanic plagioclases were selectively albitized. Most diagenetic changes are interpreted to have occurred before the maior uplift which occurred within the last one million years ago. Since then to the time of hydrocarbon emplacement plagioclase dissolution and kaolinite cementation occurred. This reaction occurred in relatively closed system due to the occurrence of kaolinite next to the site of plagioclase dissolution. Unaltered part of volcanic plagioclase and plutonic plagioclase which escaped albitization during maximum burial were preferentially dissolved to make plagioclase porosity. Secondary porosity resulting from dissolution of plagioclase and carbonate and anhydrite cements was mainly produced by formation waters containing organic acids released during atagenesis of organic matter.

전기마이오세의 템블러층은 캘리포니아의 케틀만노스돔 유전에서 중요한 사암의 저류층을 이루고 있다. 이 층의 사암은 대부분이 아코스의 성분을 가지나 최하부에는 많은 화산암의 암편이 함유되어 있다. 템블러층 사암에서 장석이 변질작용을 받기 이전에 일어난 속성작용의 단계를 순서대로 열거하면 초기의 방해석, 백운석, 석영, 알바이트, 녹니석과 스멕타이트의 혼합층 점토광물, 스멕타이트와 무수석고의 교질작용이 일어났다. 장석과 관련되어 일어난 속성작용으로는 사장석의 알바이트화작용, 후기의 방해석과 러몬타이트의 교질작용과 교대작용, 사장석의 용해, 카올리나이트의 교질작용이 있다. 사장석의 알바이트화작용과 후기의 방해석과 러몬타이트의 교질작용은 템블러층사암이 온도 약 130도 정도로 가장 깊이 매몰되었을 때 일어났다. 사장석 중 화산기원의 사장석이 선택적으로 알바이트화작용을 받았다. 이 사암층에 일어난 대부분의 속성작용은 약 1백만년 전에 일어난 이 층의 융기 이전에 일어났다. 융기를 할 때부터 석유가 배태되기 이전에 사장석의 용해와 카올리나이트의 교질작용이 일어났다. 이 때의 속성작용은 카올리나이트가 사장석이 용해되는 장소 바로 옆에 일어난 점으로 미루어 볼 때 아마도 지구화학적으로 폐쇄된 환경에서 일어났음을 짐작할 수 있다. 이 층이 가장 깊이 매몰이 일어났을 당시 알바이트화작용을 겪지 않았던, 화산기원 사장석의 변질을 받지 않은 부분과 약간의 심성암 기원의 사장석이 선택적으로 용해되어 사장석의 용해공극을 형성하였다. 사장석의 용해작용과 탄산염과 무수석고 교질물의 용해작용이 일어나 이차공극이 형성되었는데, 이차공극은 유기물의 카타제네시스동안 발생한 유기산이 함유되 어 있는 산성의 공극수에 의하여 형성된 것으로 해석된다.