NY

TF

RA

GE

US

N R . 1 A P R I L 1 9 9 8

TEMANUMMERSekvensstratigrafiEn god metode til efterforskning af råstofferGE

OL

OG

I

Sekvensstratigrafi

Karen Dybkjær og Erik S. Rasmussen

I forbindelse med såvel olieefterforsk-ning i Nordsøen som søgning efter rentgrundvand eller andre råstoffer i dendanske undergrund, er det vigtigt at ha-ve et detaljeret kendskab til jordlagenessammensætning, samt til deres rumligeudbredelse og stratigrafiske fordeling.Ved hjælp af den sekvensstratigrafiskemetode kan der opstilles en detaljeretmodel for fordelingen af sedimenter i etaflejringsbassin, og derved kan den mu-lige lokalisering af sedimenter med deegenskaber, der ønskes udnyttet forud-siges. Det kan være porøse bjergarter,der indeholder olie eller vand, lerbjer-garter til den keramiske industri, ellerrent kvartssand til glasfremstilling.

Opfyldningen af et aflejringsbassin er ka-rakteriseret ved en gradvis udbygning afkystlinien som følge af sedimenttilførsel frade landområder, der omkranser bassinet.Bassinopfyldningen foregår ved afsætningaf skråtstillede lag: „klinoforme enheder“ ien proces der kaldes „progradering“. Pro-gradering vil altid forekomme, undtagennår havniveauet stiger hurtigt. En sedimen-tenhed vil derfor være opbygget af progra-derende enheder,både ved højt og lavt hav-niveau; kun i perioder med hurtig havni-veaustigning vil kystlinien, og dermed deresulterende aflejringer, rykke tilbage (indmod kysten). I sekvensstratigrafi sættesgrænserne mellem de enkelte sedimenten-heder der, hvor prograderingen under højtrelativt havniveau overtages af prograde-ring under lavt relativt havniveau. Dette erofte en meget markant grænse,hvor kraftigerosion har fundet sted. Denne erosion erofte forbundet med nedskæring af storedalsystemer, (se fig. 1 og fig. 2).

Grundprincipperne for sekvensstratigrafihar været kendt i flere hundrede år, menmetoden som vi kender den i dag er udvik-let i løbet af de seneste 25 år.Metoden for-bedres og forfines stadig.

Sedimenter, bassiner og cyklisitetDannelse af bjergkæder,nedbrydning til se-dimenter, transport og aflejring i sedimen-

tære bassiner er processer, der er foregåetuophørligt gennem jordens historie. Ned-brydningsprodukterne eller sedimenternebliver ofte aflejret rytmisk med skiftendegrove og finkornede lag. Denne rytmiskeudvikling skyldes en kombination af æn-dringer i det relative havniveau og variatio-ner i mængden af tilførte sedimenter. Æn-dringer i det relative havniveau er en følgedels af globale ændringer i vandvolumen:„eustasi“,og dels af hævning eller sænkningaf landområder: „isostasi“. Det er kombi-

nationen af disse to processer, der på et gi-vet tidspunkt (inden for en havniveau cyk-lus) bestemmer „det relative havniveau“.

Variationerne i det relative havniveau vilsammen med variationer i sedimenttilfør-slen være afgørende for to forhold:

• Om kystlinien rykker frem (prograderer)ud mod bassinmidten („regression“) dvs.at vanddybden i bassinet bliver mindre.

• Om kystlinien rykker tilbage ind over bas-sinranden („transgression“) dvs. at vand-dybden i bassinet bliver større.

Vekslende regressioner og transgressionervil på et bestemt sted (i en boring eller i enblotning) ses som en vertikal vekslen mel-lem sø- eller flodaflejringer, kystnære aflej-ringer og dybmarine aflejringer. Det erdisse variationer i sedimenterne, der ergeologens basisdata. Derudfra kan en se-kvensstratigrafisk model for et aflejrings-bassin opstilles.

2

S E K V E N S S T R A T I G R A F IG

EO

LO

GI

NY

TF

RA

GE

US

1/

98

Hvad er sekvensstratigrafi?

Stratigrafi er læren om bjergarters lagde-ling, aflejringsforhold og alder.

Sekvensstratigrafi er en form for stratigrafi,hvor den sedimentære lagfølge opdeles inogle rumlige enheder, „sekvenser“, derhver især er dannet indenfor samme tids-rum. Det tidsrum, indenfor hvilket én se-kvens er dannet, svarer til én overordnetcyklus i det relative havniveau.

Figur 1. Nedskåret dal ved Paatuut på sydkysten af Nuugssuaq,Vestgrønland. En tektonisk betinget sekvensg-rænse er markeret med pile. Foto Gregers Dam.

ForfatterneKaren Dybkjær blev cand.scient i geologi fra Århus Universitet i 1986. Efter at have udvidet uddannelsenmed en Ph.D.-grad blev hun i 1990 ansat ved GEUS, i Stratigrafisk Afdeling, hvor hun i dag er seniorforsker.Hun arbejder med biostratigrafi og sekvensstratigrafi i Nordsøen, dels i forskningsrelaterede projekter ogdels som konsulent for danske og udenlandske olieselskaber.

Erik Skovbjerg Rasmussen blev cand.scient i geologi fra Århus Universitet og opnåede Ph.D.-graden indenfor geologi i 1994. Han blev ansat ved GEUS i 1987 i Geofysisk Afdeling, hvor han har arbejdet med udvik-lingen af sedimentære bassiner i Nordsøen,Vestafrika og Portugal. Hans nuværende arbejde er koncentre-ret omkring dybmarine afsætningsmiljøer.

Sekvensstratigrafi historisk set

Fra Noahs Ark til Dan feltetSelvom sekvensstratigrafi, som vi forstår begrebet idag, er et relativt nyt fænomen, bygger det på flerehundrede år gamle teorier om sedimenters cykliskeaflejringsmønstre og om årsager til havniveauæn-dringer. Historien om syndfloden og Noah og hansark er nok den mest velkendte af tidligere tiders hi-storier om havniveauændringer.Selvom den tidligste forskning i havniveauændringerikke havde en religiøs indgangsvinkel, som for eksem-pel syndfloden,så passede historien meget godt til vi-denskabmændenes tolkninger af deres observatio-ner. I 1600tallet og første halvdel af 1700tallet gik enaf de fremherskende teorier (den neptuniske teori)nemlig ud på, at hele jordkloden, efter sin dannelse,var dækket af vand. Derefter sank vandstanden i étlangt,ubrudt havniveaufald,der resulterede i den for-deling af land og hav, vi ser i dag.I slutningen af 1700tallet begyndte arbejdet med de-taljeret stratigrafisk analyse af sedimentære bjergar-ter, og geologerne indså anvendeligheden af „inkon-formiteter“ dvs. flader, der afspejler en afbrydelse afeller mangel på sedimentation, som primære grænse-flader. Det blev beskrevet, hvordan inkonformiteteradskilte cykliske processer bestående af hævning, er-osion og aflejring. I 1800tallet udvikledes teorien omistider (glacial-teorien) og sammenhængen mellemmængden af vand bundet som is ved polerne ogvandstanden i verdenshavene blev klarlagt.Men førstet stykke op i vort århundrede blev sammenhængenerkendt mellem glacialt betinget eustasi (ændringer ivandvolumen) og rytmiske aflejringer af sedimenter.

Udviklingen af den sekvensstratigrafiske metode,som vi kender den i dag, tog for alvor fart i løbet af1970erne og -80erne, hvor geologer ansat i olieindu-strien var de førende på feltet. Metoden blev førstbrugt ved tolkning af seismiske profiler (seismiskstratigrafi), men gradvis blev metoden udvidet tilogså at inddrage data fra boringer og daglokaliteter.Netop metodens velegnethed til at sammenkoblemange forskellige typer data (f.eks. seismik, geofysi-ske logs, biostratigrafi og sedimentologi) i én fællesramme, er nok hovedårsagen til metodens store ud-bredelse. I dag anvendes metoden i vid udstrækning,i både den akademiske verden og af olieselskaberne.

Sekvensers opbygningFor at opbygge en sekvensstratigrafisk ramme, skalder findes nogle karakteristiske lag eller flader, derkan bruges til korrelation. En sekvens er afgrænset afen nedre og en øvre sekvensgrænse. En sekvens-grænse er en lagflade, der fremkommer på det tids-punkt, hvor det relative havniveau var lavest i en hav- G

EO

LO

GI

NY

TF

RA

GE

US

1/

98

3

S E K V E N S S T R A T I G R A F I

a

a

b

cde

b

c

d

e

havniveau

sekvens højt lavt

havniveaukurve

tid

Figur 2.Opbygningen af en sekvens med dannelse af lavstandskomplekset, det transgressive kom-pleks, højstandskomplekset og det tvungne regressive kompleks i forhold til ændringer i havniveau:a. Sekvensgrænsen (vist med rødt) dannes ved et fald i relativt havniveau og en dybmarin vifte af-

lejres distalt dvs. længst væk fra kysten, umiddelbart over sekvensgrænsen.b. Under begyndende stigning i havniveau udbygges et lavstandskompleks.c.Ved en forøget stigning i havniveau begynder lagfølgen at rykke tilbage og danner det trans-

gressive kompleks. På det tidspunkt, hvor havniveauet stiger hurtigst dannes den maksimaleoversvømmelsesflade (vist med grønt).

d. Når stigningen i havniveau aftager begynder lagfølgen at bygge ud igen og højstandskomplek-set dannes.

e. Når det relative havniveau begynder at falde sætter erosionen i gang og kysten rykker hurti-gere ud mod bassinmidten. Samtidig aflejres det tvungne regressive kompleks.

Nederst er vist en komplet sekvens og til højre er vist, hvordan den tilhørende havniveaukurve serud, svarende til situationerne fra a til e.

niveau cyklus. En sekvensgrænse er lettestat erkende, hvor der var land. Her vil denofte kunne erkendes som en markant ero-sionsflade eventuelt med dalnedskæringer(se eksemplet på figur 1). Når en sekvens-grænse følges ud mod bassinets midte, bli-ver den sværere at erkende, fordi den ikkelængere er markeret af erosionsstrukturer,men forekommer som en ubrudt flade.

Selve sekvensen består af fire sedimenten-heder:• De sedimenter, der blev aflejret fra det

tidspunkt, hvor havniveauet begyndte atstige svagt, men stadig var så lavt at sedi-menttilførslen oversteg stigningen i hav-niveau, således at kystlinien enten ryk-kede ud mod bassinmidten, eller lå påsamme plads (figur 2a-b).Denne enhed kaldes lavstandskomplekset.

• De sedimenter, der blev aflejret fra dettidspunkt, hvor stigningen i havniveaubegyndte at overstige sedimenttilførslenog indtil havniveaustigningen nåede sitmaksimum. Under denne periode ryk-kede kystlinien tilbage (figur 2b-c).Denne enhed kaldes det transgressivekompleks.

• De sedimenter,der blev aflejret i den delaf en havniveau cyklus, hvor havniveau-

stigningen begyndte at aftage og indtilhavniveauet begyndte at falde. I denneperiode rykkede kystlinien igen gradvisud mod bassinmidten (figur 2c-d).Denne enhed kaldes højstandskomplek-set.

• De sedimenter, der blev aflejret fra dettidspunkt, hvor havniveauet begynder atfalde og indtil det igen når sit lavestepunkt. Denne periode er kendetegnet afbegyndende erosion, både i baglandet iform af nedskårne dalsystemer og i lav-marine områder. Samtidig rykker kysten

relativt hurtigt ud mod bassinmidten (fi-gur 2d-e).Denne enhed kaldes det tvungne regres-sive kompleks.

Under den maksimale udbredelse af havet(figur 2c) får vi normalt aflejret et karakte-ristisk marint lag, som er let at følge i etbassin. Dette lag er derfor vigtigt når manskal binde lagfølgen sammen. Denne fladekaldes for den maksimale oversvømmel-sesflade og adskiller det transgressivekompleks og højstandskomplekset.

Sedimenternes fordeling indenfor en sekvensNår sekvensstratigrafi anvendes i praksis,placeres sekvensgrænsen normalt ved envidt udbredt erosionsgrænse ved basis afde mest grovkornede sedimenter eller in-den for det mest grovkornede interval (fi-gur 3). Nær ved den daværende kystliniekan disse sedimenter bestå af groft sand el-ler grus (strand- eller flodaflejringer), menud mod bassinets midte går de gradvis overi mere finkornet sand eller silt. Lavstands-komplekset består mest af relativt grov-kornede sedimenter, afsat på flodsletter, ideltaer, eller som kystnære aflejringer.Grovkornede sedimenter (sand) kan ogsåforekomme som dybmarine vifter, langt fraden daværende kystlinie.

De mest finkornede lerlag findes normaltindenfor det transgressive kompleks og isæromkring den maksimale oversvømmelses-flade.Tæt på kystlinien vil der dog fortsatkunne aflejres grovkornede sedimenter.

Højstandskomplekset udviser ofte en grad-vis ændring fra en dominans af finkornedesedimenter nær den maksimale over-svømmelsesflade til overvejende grov-kornede sedimenter op mod den overlig-gende sekvensgrænse. Hvor det tvungneregressive kompleks er til stede,vil det oftebestå af velsorterede,omlejrede og relativtgrove sedimenter.

I forbindelse med bl.a. kulbrinteefterforsk-ning gælder det om at finde frem til grov-kornede, porøse lag (reservoirer), der kanindeholde olie eller gas, og som er umid-delbart overlejret af tætte forseglende ler-

4

S E K V E N S S T R A T I G R A F IG

EO

LO

GI

NY

TF

RA

GE

US

1/

98

Anboredesedimenter

Grus

LerSand

Figur 3. Figuren viser fordelingen af grus, sand og ler inden for en sekvens. En tænkt gennemboret lagfølge erangivet ved boretårnet. Øverst er vist, hvordan de petrofysiske logs (her gamma og sonic logs) vil se ud for dengennemborede lagfølge. Placeringen af sekvensgrænser og den maksimale oversvømmelsesflade er angivet påloggen med henholdsvis rød og grøn streg.

Logmønster

SonicGammaSekvensgrænse

Sekvensgrænse

Maksimal over-svømmelsesflade

Dybmarine vifterSådanne sedimenter består, i denne sam-menhæng, af tidligere kystnære aflejringer,der som følge af jordskælv eller størrestorme bliver ustabile og transporteres nedad kontinentalskråningen ud på dybt vandsom turbiditstrømme og aflejres i dybma-rine vifter.En turbiditstrøm består af mudder, ler, sandog grus, der løber fra bassinranden ud modbassinmidten langs med havbunden i turbu-lente strømme. Begyndelseshastigheden foren turbiditstrøm kan være meget stor. I detnuværende havområde syd for Newfound-land er der for en grovkornet turbiditstrømberegnet en gennemsnitshastighed på om-trent 50 km/t over en strækning på ca. 600km.

lag, der kan forhindre olien og gassen i atslippe væk. En sådan kombination kan manopnå f.eks. i de tilfælde, hvor et kraftigt re-lativt havniveaufald har medført at kystli-nien er rykket langt ud mod bassinmidten,efterfulgt af en hurtig havniveaustigning (sefigur 3). Også aflejring af dybmarine vifterkan resultere i den ønskede kombination afporøse, grovkornede sedimenter overlej-ret af tætte, finkornede sedimenter.

Som omtalt i det foregående,bygger meto-den på gammelkendte principper, og en delgeologer har da også haft svært ved at sedet nye og fantastiske ved den. Men efter

5

GE

OL

OG

IN

YT

FR

AG

EU

S1

/9

8

S E K V E N S S T R A T I G R A F I

����������������������������������������

����������������

A A BC DB

Olie forekomst

Oliefund

Tør boring

Figur 4. Principskitse over anvendelsen af den sekvensstratigrafiske metode. Figurerne viser den fælles rammeog fælles terminologi, der gør det muligt at kombinere forskellige typer af geologiske data. Inden for kulbrinte-efterforskning vil det typisk være seismik, petrofysiske logs, sedimentologi (borekerne) og biostratigrafi (dino-flagellater), der kombineres.

Figur 5a. Skitsen viser, hvor der er fundet et sandstenslag med forseglende lerlagover, i hver af boringerne A og B.I boring A er der fundet olie, mens boring B er tør. En traditionel efterforsknings-model vil korrelere sandstenslagene og lerlagene, således at olieakkumulationenkun forventes at forekomme i en strukturel fælde, som vist.

Anboredesedimenter

Dinoflagellater

Borekerne

Seismisk profil

Anboredesedimenter

Grus

LerSand

Dinoflagellater

Gamma Sonic Gamma Sonica

b

b

a

b

a

b

a

Hvorfor sekvensstratigrafi?Hvorfor er den sekvensstratigrafiske me-tode blevet så udbredt, som den er i dag?Der er flere årsager, men de to vigtigste er:

• At metoden er velegnet til at kombinereflere forskellige typer data.

• At metoden beskriver bassiners udviklingbåde dynamisk (til en given tid) og rumligt(fra de kystnære aflejringer til de dybma-rine) og derved giver mulighed for atkunne forudsige litologier dvs. at forudsige,hvordan ler og sand er fordelt i bassinet.

Figur 5b. Skitsen viser en sekvensstratigrafisk tolkning af dataene fra de sammeto boringer. Her er de to sandstenslag tolket som værende henholdsvis en del afet højstandskompleks (boring A) og et lavstandskompleks (boring B). I dennemodel er sandlagene isolerede og der vil være mulighed for olieakkumulation iden højere beliggende del af lavstandskomplekset (boring C). Endvidere pegermodellen på muligheden af, at der eksisterer en dybmarin vifte i den dybere delaf bassinet med mulighed for yderligere kulbrinteforekomster (boring D).

en periode med tendens mod specialise-ring og dermed også isolering af de enkeltegeologiske discipliner op gennem 1960erneog 70erne kom sekvensstratigrafien medet koncept, hvorved mange forskellige ty-per af data kunne kombineres indenfor enfælles ramme med fælles terminologi. Me-toden er i dag meget udbredt og er ved atsprede sig fra fortrinsvis at være anvendtindenfor kulbrinteefterforskning til også atblive brugt til kortlægning af mineralskeråstoffer og drikkevand. I forbindelse med

kulbrinteefterforskning er det oftest seis-mik,petrofysiske logs fra boringer,biostrati-grafi og sedimentologi, der kombineres forat opstille en fælles model for et sedimen-tært bassin (figur 4).

Den litostratigrafiske metodesbegrænsningI forbindelse med kulbrinteefterforskninger det vigtigt at tolke fordelingen af degrovkornede og finkornede sedimenterrigtigt. Den traditionelle måde at opdele

sedimenterne fra en boring på,er at lave enlitostratigrafisk inddeling i sandede, lerede,eller kalkholdige intervaller og at korreleredisse til andre boringer.En simpel sammen-binding af for eksempel sandede interval-ler, kan dog ofte føre til en forkert tolkningaf, hvordan disse sandlag er aflejret oghvordan de skal korreleres. En rigtig sam-menkædning af sedimenterne er vigtig, nårdet er kulbrinter der eftersøges, fordi detskal kunne vurderes, hvor og hvor mangeboringer, der skal laves for at udnytte feltet

6

S E K V E N S S T R A T I G R A F IG

EO

LO

GI

NY

TF

RA

GE

US

1/

98

Marin sandsten Sekvensgrænse PålapKontinental sandsten Maksimal oversvømmelsesflade Nedlap

Boring A Boring B

Transgressivt kompleks

Sekvensstratigrafisk tolkning

Litostratigrafisk tolkning

Figur 6a. Foto der viser nogle kontinentale og marineaflejringer fra Saint Llorence del Munt på den span-ske side af Pyrenæerne. Her ses en sekvens bes-tående af et transgressivt kompleks, hvor sandlagenegradvis rykker tilbage over den nederste sekvens-grænse (vist med rødt) og et højstandskompleks, dergradvist bygger ud i bassinet over den maksimaleoversvømmelsesflade (vist med grønt). Følger manden maksimale oversvømmelsesflade ud mod højre ibilledet udgøres den her af 0,5 meter marine skal- oggruslag indlejret i rene kontinentale aflejringer. I denvenstre del af billedet ses, hvordan de kontinentaleaflejringer gradvis rykker ud i bassinet (mod venstre)i højstandskomplekset. Foto Erik S. Rasmussen.

Figur 6b. Figuren viser en skitse af det transgressivekompleks fra Saint Llorence del Munt (fig. 6a). Totænkte boringer,A og B, er placeret på profilet.Det ervist, hvordan henholdsvis en sekvensstratigrafisk ogen litostratigrafisk tolkning af lagserien fra de to bo-ringer kunne se ud.

optimalt. I eksemplet på figur 5b er det il-lustreret, hvorledes sandlag kan ligge isole-rede, hvis de tilhører enten lavstandskom-plekset eller det transgressive kompleks,mens de ofte er mere sammenhængende ihøjstandskomplekset. I det første tilfælde,hvor vi har isolerede sandlegemer, vil detvære nødvendigt at placere flere boringer,hvis kulbrinterne skal udvindes optimalt;og det er derfor måske ikke økonomiskrentabelt at udvinde disse. Omvendt villedet være en fordel, hvis det drejer sig omgrundvand, hvor sådanne isolerede sandle-gemer vil være mere sikret mod forureningog derved være et bedre beskyttet grund-vandsmagasin.

Fordelen ved den sekvens-stratigrafiske metode I det følgende gives der et eksempel på for-delen ved at bruge sekvensstratigrafi til op-

deling af en lagserie fremfor en litostrati-grafisk opdeling.Eksemplet er fra Saint Llo-rence del Munt i Spanien (figur 6a). Lagføl-gen ved Saint Llorence del Munt er nederstrepræsenteret ved kontinentale aflejringer.Over disse ses en lagfølge, der pålapper dekontinentale sedimenter og som repræs-enterer marine aflejringer.Vi har her et ek-sempel, hvor havet har oversvømmet etlandområde, altså en transgression. Påovergangen imellem de kontinentale ogmarine sedimenter ses en serie af lysesandsten, som er aflejret i en kystzone.Disse sandsten rykker gradvist tilbage somisolerede legemer under stigende relativthavniveau. Længst til højre i billedet afslut-tes tilbagerykningen af sandstenslagfølgenog den maksimale oversvømmelse af om-rådet markeres af et gruslag fyldt med skal-ler indlejret i kontinentale afsætninger.Dette lag repræsenterer derfor den maksi-

male oversvømmelsesflade og afgrænserdet transgressive kompleks fra det efter-følgende højstandskompleks. I højstands-komplekset ses tydeligt den gradvise ud-bygning af kontinentale sedimenter, der vi-ser at sedimenttilførslen dominerer overhavniveaustigningen, hvilket kan skyldesenten en aftagende hastighed af den rela-tive havniveaustigning eller en forøget se-dimenttilførsel. Hvis disse sedimenter blevanboret ville brugen af sekvensstratigrafi-ske principper kunne forudsige lagfølgen,således som det ses af eksemplet fra SaintLlorence del Munt, idet denne udvikling erindbygget i den sekvenstratigrafiske model(figur 6a).Anvendes derimod alene en lito-stratigrafisk inddeling på basis af 2 tænkteboringer (figur 6b), vil opfattelsen af sam-menhængen imellem sandlagene i dettransgressive kompleks kunne blive for-kert .

7

S E K V E N S S T R A T I G R A F I

GE

OL

OG

IN

YT

FR

AG

EU

S1

/9

8

Lillebælt - SønderjyllandDet første eksempel (figur 7-9) viser, hvor-dan der under lavt relativt havniveau kan af-lejres deltasedimenter ude i bassinet, hvorder ellers blev aflejret lerede, marine sedi-menter.Det viser også, hvordan det sammehavniveaufald kan erkendes længere indmod det daværende landområde. Eksem-plet er fra Jylland, hvor man i Lillebælt om-rådet kan studere en gammel kystlinie (fraNedre Miocæn tid). Den litologiske log i fi-gur 7 fra Børup ved Lillebælt viser lerede ogsandede sedimenter afsat i et kystnærtmiljø. Midt på loggen er der et markantgruslag. Dette gruslag kan tolkes som væ-rende afsat af en flod og tyder dermed på atkystlinien under et fald i det relative havni-veau blev forskudt længere ud i bassinet.

Ser vi dernæst på en seismisk linie fra Søn-derjylland (figur 8) kan man se et delta, derer bygget langt ud mod bassinmidten.

Deltaet repræsenterer en forskydning afkystlinien på ca.100 km i Nedre Miocæn tid.Den seismiske linie ligger tæt på Borg-1 bo-ringen. Ved hjælp af biostratigrafiske date-

Eksempler på brug af sekvensstratigrafi

Tid

lig M

iocæ

nSe

n O

ligoc

æn

1 m

Ler

Silt

Sand

Grus

Eocæn

Højstands kompleks

Højstands kompleks

Transgressivt kompleksMaksimal oversvømmelsesflade

Sekvensgrænse

SekvensgrænseTransgressivt kompleks

Figur 7.Sedimentlog fra Lillebælt området. Loggen vi-ser udviklingen i Sen Oligocæn - Tidlig Miocæn tid,hvor kystnære sedimenter blev aflejret. I den øverstedel af loggen ses et markant gruslag, der er tolketsom flodsedimenter, der senere blev omlejret undermarine processer. Flodsedimenterne antages atvære aflejret under et fald i relativt havniveau og om-lejret under den efterfølgende relative havniveaus-tigning. Den erosive grænse ved basis af gruslagetudgør derfor en sekvensgrænse.

Miocæn tiden varede fra ca. 25 milliomer årtil ca. 6 mio. år før nu. Oligocæn tiden va-rede fra ca. 35 mio. år til ca. 25 mio. år førnu. I Danmark er en stor del af aflejringernefra Miocæn tiden karaktiseret ved at væreafsat i et tidevands præget miljø på grænsenmellem land og hav.

ringer af lagserien fra Borg-1 boringen erdet muligt at korrelere den deltaiske lagse-rie til loggen fra Lillebælt og til andre bo-ringer i Øst- og Sønderjylland (figur 9). Fi-guren viser, at deltaet ligger inden for tobiostratigrafiske grænser; disse grænserkan følges fra Borg-1 boringen til Hørup-hav-1 boringen. Lagtykkelsen er væsentligreduceret i Høruphav-1, ligesom det ogsåer tilfældet ved Lillebælt og i Morsholt-2boringen. Grunden til at lagfølgen er redu-ceret ved disse lokaliteter er at de liggertæt ved bassinranden. Ud fra seismikkenses det endvidere at vanddybden har væretca. 100 m i Sønderjylland (svarende til tyk-kelsen af delta-loberne). Sydvest for Skær-bæk ligger dette delta i dag ca.300 m underjordoverfladen. De sand- og grusholdigedeltasedimenter kan vise sig at være et fer-skvandsreservoir, som evt. kan bidrage tildrikkevandsforsyningen i området.

Everest områdetEverest området på britisk sektor i Nord-søen (figur 10) er et eksempel på at mo-derne efterforskningsmetoder anvendt pådata fra gamle, tørre boringer kan føre tilendog meget store oliefund. I henholdsvis1970 og 1975 borede man efter olie nord-vest for Skotland. Metoden der blev brugtvar det gode gamle princip om at olien ak-kumuleres i forbindelse meden geologisk struktur. Resul-tatet var ikke særligt op-muntrende i disse borin-ger,22/9-1 og 22/10-1 (fi-gur 11).

I 22/9-1 boringenblev der fundettynde og dårligereservoirsandstenaf Paleocæn alder,

men dog med spor af olie og i boring22/10-1 blev der kun fundet lersten.

I starten af 1980erne førte en revideret ef-terforskningsmodel til fundet af store gas-og kondensat akkumulationer. Efterforsk-ningsmodellen, der blev anvendt (figur 12og 13), var en kombination af moderne se-dimentologi og sekvensstratigrafi.

8

S E K V E N S S T R A T I G R A F IG

EO

LO

GI

NY

TF

RA

GE

US

1/

98

Grus

Ler

Sand

Nedlap

?

Lillebæltdaglokalitet

Morsholt-2

Borg-1

Nord

25 m

Biostratigrafisk korrelationslinieSekvensgrænseMaksimal oversvømmelsesflade

Figur 9. Sekvensstratigrafisk model for de nedre Mio-cæne aflejringer i Øst- og Sønderjylland. Bemærk atlagserien er væsentlig tykkere i Borg-1 boringen end ide to boringer Høruphav-1 og Morsholt-2, samt idaglokaliteten ved Lillebælt. Det skyldes, at Borg-1boringen ligger ude i bassinet, mens de tre andre lo-kaliteter ligger på randen af bassinet. Korrelationenmellem Borg-1 og Høruphav-1 boringerne er baseretpå biostratigrafi således, at man kan styre korrelatio-nen mellem de tynde sand/gruslag i henholdsvisHøruphav-1 boringen, Lillebælt daglokaliteten, Mors-holt-2 boringen og deltaet nordøst for Borg-1 borin-gen. De biostratigrafiske grænser er vist med sort,deltaet og sand/gruslaget er vist med orange og en-delig er sekvensgrænser og maksimale oversvømmel-sesflader vist med henholdsvis med rødt og grønt.Debiostratigrafiske data stammer fra Laursen og Kri-stoffersen (1995).

0 100 km

Morsholt-2

Lillebælt

Høruphav-1

Borg-1

Seismisklinie

SSV

1km 100 ms ≈ 100 m

NNØ

Figur 8. Seismisk profil fra Sønderjylland. Profilet viser et delta, der byggede ud i bassinet under lavt relativt havniveau i Tidlig Miocæn tid, og som sandsynligvis er associ-eret med sekvensgrænsen vist på loggen fra Lillebælt på figur 7.

Geologerne tolkede de tynde sandstenslagi 22/9-1 boringen til at være en del af endybmarin vifte. I dybmarine vifter aflejressandede turbiditstrømme i lober. Imellemloberne med sandaflejringer er der over-vejende ler med enkelte sandindslag.

Denne aflejringstype kender man fra stu-dier af moderne dybmarine aflejringsmil-jøer ud for de store floder som Missis-sippi- og Amazonfloden. På basis af dettekendskab til dybmarine vifter og en revide-ret tolkning af data blev det klart at dét,der var gennemboret, var de sedimenter

som lå imellem loberne. Strukturen blevanboret igen, og denne gang blev der fun-det tykke sandstenslag indeholdende kul-brinter.

Hele Everest området, i hvilket dette kon-cept er blevet anvendt, er stort. Reser-verne er opgjort til at rumme gas og kon-densat,der svarer til en værdi på ca.80 mil-liarder danske kroner.

Gertrudgraven i NordsøenI den danske del af Nordsøen har der væretsøgt efter kulbrinter i godt 30 år. Der ergjort fund i en del strukturelle fælder i kal-ken og enkelte i sandsten af jurassisk alder.Jeppe-1 boringen (figur 14) er placeret påen struktur, i hvilken der var forventningerom at finde jurassiske sandsten.

Det viste sig også at være tilfældet, mendesværre med meget dårlige reservoire-genskaber. En sekvensstratigrafisk tolkningaf de jurassiske sedimenter i denne boringhar resulteret i, at tynde sandstenslag høj-

9

S E K V E N S S T R A T I G R A F I

GE

OL

OG

IN

YT

FR

AG

EU

S1

/9

8

TysklandStorbritannien

Danmark

Norge

Ce n t r a l g r a v e n

M o r r a y F i r t hR i f t e n

Shetland

Sleipner

EverestLomond

ArbroathMontrose

Forties

Fleming area

Fund iForkastning (Jura Rift)

Grænse for moden"Kimmeridge Clay"

Mellem Jura sandstenØvre Jura sandsten

KridtPalæogen sandsten

250 km

��������������

��������������������������������������

���������������������������

������������������������

����������������������������

����

��

�������

Forties

Lersten Gas

Spor af olie

Olie

Sandsten

Kalk

TriasNedreKridt

SV

14a-2 9-1 9-39-4 10a-4 10a-3

NØ

Dybde

2600

2700

2800

2900

3000

Andrew

Maureen

������

���

������

������������

������������

������

�����

Lersten

Sonic

Top Paleocæn

Top kalk

Gamma SonicGammaBoring 22/9-1 Boring 22/10-1

Sandsten����Kalk

Amoco10a

Amoco

22/9Amoco

22/9-1

22/10-1

22/14aPhillips

22/15Total/Amoco

10b

5a2 km

dybde(m)

dybde(m)

2500

2600

2700

2800

2900

2300

2400

2500

731 m

747 m

762

m

Norge

S.Britanien

Figur 10.Olie- gasfelter i Nordsøen og lokaliseringenaf Everest feltet.

Figur 11.Den paleocæne lagfølge i boringerne 22/9-1 og 22/10-1. Bemærk de tynde sandstenslag i22/9-1, hvori der var spor af olie. Modificeret efterO’Conner og Walker (1993).

Figur 12.Den geologiske model for de paleocæne sandstenslag i Everest området viser,at boringen 22/9-1 gan-ske vist anborer en strukturel lukning, men at sandstenslagene er langt tykkere i lavningerne ved siden af.Modificeret efter O’Conner og Walker (1993).

ere oppe i Jura intervallet,må opfattes somet lavstandskompleks, lige over en sekvens-grænse.

Yderligere analyser af sedimenterne harvist, at disse blev aflejret i en dybmarinvifte; altså en situation som beskrevet fraEverest komplekset, omtalt ovenfor.Følger vi denne sekvensgrænse ud i bassi-net,Gertrudgraven,kan det ses på seismik-ken, at der i den centrale del af graven eren markant ændring i det seismiske reflek-sionsmønster (de kraftige sorte streger idet gul-farvede interval i figur 15). Detterefleksionsmønster kan tolkes som tykkesandlag aflejret på et dybt sted i den da-værende Nordsø. En test af denne model,ved at udføre en boring, vil koste over 100millioner kroner; men gøres der et fundkan der blive tale om en gevinst på måskeflere milliarder kroner.

10

S E K V E N S S T R A T I G R A F IG

EO

LO

GI

NY

TF

RA

GE

US

1/

98

��������������

����

������

Boring 22/10a-4

Eocæn

Balder

Sele

Forties Lerstens enhed

ListaAndrew

Maureen

Kalk

FortiesSandsten

Gamma Res Sonic

2400

Dyb

de (

m)

2500

2600

2700

2800

Lersten

Sandsten�

������Kalk

HavniveauHøjt Lavt

Øvre MellemMaureen sandsten

Andrew sandsten

Nedre MellemMaureen sandsten

5 m

0 75Gamma Sonic

sekvensgrænse

sekvensgrænse

Højstands kompleks

Maksimal oversvømmelsesfladeTransgressiv kompleks

Lavstands kompleks

150 -120 -60

�������������������������������4000 m

4025 m

Ker

ne

Mel

lem

Vol

gien

-Rya

zani

en

Fars

und

Form

atio

nen

Hot

Uni

t

Kalk

Lersten

Sandsten����

���

����

��Figur 14. Loggen viser de øvre jurassiske sedimenter i Jeppe-1 boringen, delt op i en sekvensstratigrafiskramme. Der er her fundet tynde sandstenslag med spor af olie i et lavstandskompleks.

4 sec.

3 sec.

top kalk

1 km 100 ms

bund kalk

top Farsund Fm

Sekvensgrænse

ØNØJeppe-1

VSV

Figur 15. Seismisk profil, der går gennem Jeppe-1 boringen og ud i Gertrud Graven.De tynde sandstenslag fra Jeppe-1 kan følges ud i bassinet, hvor lagfølgen bliver tyk-kere. Høje amplituder i refleksionsmønstret antyder tilstedeværelsen af tykkere sandstenslag her.

DanmarkJeppe-1

Figur 13. Litologisk log for boringen 22/10a-4, der viser tilstedeværelsen af relativt tykke sandstenslag og rela-tioner mellem de fundne sandstenslag i Everest området og havniveau kurven for Paleocænet.Det ses at sand-stenslagene, der tilhører et dybmarint viftesystem, hovedsagelig er aflejret i perioder med lavt havniveau (sehavniveaukurve). Modificeret efter O’Conner og Walker (1993).

11

S E K V E N S S T R A T I G R A F I

GE

OL

OG

IN

YT

FR

AG

EU

S1

/9

8

N.P. Christensen og N. Stentoft, 1993Temanummer om: Olie- og gasindvinding.DGU information Nov. 1993.

J.E. Christensen, 1995Olieefterforskning i Norge.Geologisk Nyt 3/1995.

O.Winther Christensen, P. Japsen og A. Dinesen, 1989Reservoirkortlægning.DGU Årsberetning for 1988.

S.W. Clausen, 1996Sekvensstratigrafi - en geologisk tolknings-ramme. Geologisk Nyt 1/1996.

P. Frykman og N. Stentoft, 1991Oliedråbens skæbne.DGU Årsberetning for 1990.

J.M. Hansen, 1994Geologi for enhver. DGU og Geografforlaget.

S. Hultberg, 1991Olieefterforskning i Nordsøen.DGU Årsberetning for 1991.

I. Marcussen og S. Hultberg, 1995Olie og gas i Danmark - Kort fortalt nr. 4.DGU og Geografforlaget.

E.S. Rasmussen, 1991Sekvensstratigrafi.DGU Årsberetning for1991.

K. Sørensen, 1996Temanummer om: Olie og gasefterforskning iNordsøen.GEOLOGI-nyt fra GEUS, 2&3/1996.

D. Emery & K.J. Myers (ed), 1996Sequence Stratigraphy. Blackwell Science, Lon-don, 297 p.

Arthur Holmes, 1965Principles of Physical Geology. Turbidity Cur-rents. Nelson, London, 864-870.

Gitte V. Laursen & F. N. Kristoffersen, 1995 Detailed foraminiferal biostratigraphy of theDanish marine Miocene formations. In: Gitte V.Laursen: Foraminiferal analyses of Tertiary de-posits in the North Sea area. Ph.D. afhandling,Aarhus Universitet, 276 s.

S.J. O’Conner & D.Walker, 1993Paleocene reservoirs of the Everest trend. In:J.R. Parker(ed.): Petroleum Geology of theNorthwest Europe: Proceedings of the 4thConference. The Geological Society, London,145-160.

Den sekvensstratigrafiske me-tode er udviklet af olieindu-

strien og bruges først og fremmest af indu-strien selv.Metodens styrke ligger især i, at denresulterer i modeller, der forudsiger, hvor derkan findes nye reservoirer i stratigrafiske fæl-der.Metoden anvendes mest i „modne“ olieprovin-ser, dvs. i områder,hvor man allerede har efter-søgt olie i flere år og allerede har fundet større,strukturelt betingede „oliefælder“.Metoden bruges dog også til at kortlægge ogunderopdele allerede kendte fund eller felter istøre detaljeringsgrad, så man kan udnytte dembedre.Nye fund og en bedre udnyttelse af alleredekendte felter kan forlænge den periode, hvorDanmark kan være selvforsynende med olie ognaturgas.Selvom der i disse år arbejdes hårdt på at ud-vide den vedvarende energis andel af energi-forbruget, er der ingen tvivl om, at kulbrinterogså i fremtiden i en lang periode vil dække ho-vedparten af vores energiforbrug.Det er derfor af stor betydning både for Dan-marks uafhængighed af andre olieproduce-rende stater og for nationaløkonomien, at vifortsat arbejder på at øge de producerbare re-server i den danske Nordsø.

Det er ikke kun til kulbrinte-efterforskning at sekvensstrati-

grafi kan anvendes med fordel. Metoden harogså et stort potentiale i forbindelse med an-dre geologiske opgaver. Brug af metoden kansåledes medvirke til, at de geologiske naturres-sourcer udnyttes med større omhu.Det er f.eks. vigtigt at have et detaljeret kend-skab til et områdes geologi, hvis man skal be-dømme muligheden for at udnytte geotermiskenergi.Også i forbindelse med denne miljøven-lige energiform, skal der findes reservoirer ipassende dybde, med tilstrækkeligt høje tem-peraturer, dækket af tætte forseglende bjergar-ter.Nogle maringeologer er begyndt at bruge densekvensstratigrafiske metode i forbindelse medefterforskning af mineralske råstoffer som grusog sand på havbunden til større bygge- og an-lægsarbejder. Det er således muligt at udføreen bedre og mere detaljeret geologisk kortlæg-ning, der letter udarbejdelsen af modeller foret områdes geologi.Man får hermed et redskabtil påvisning af den mulige beliggenhed af størrekoncentrationer af mineralske råstoffer f.ekspå havbunden,således at man kan minimere detområde i havbunden, der skal opgraves ved eneventuel udnyttelse af forekomsterne.Endelig kan det forventes at metoden i fremti-den i langt højere grad vil blive anvendt i for-bindelse med kortlægning og efterforskning afuforurenede grundvandsmagasiner, som omtalti eksemplet fra Sønderjylland.

Sekvensstratigrafi kan brugestil bedre, og i langt større de-

taljeringsgrad, at forstå den geologiske udvik-ling af et aflejringsbassin, end det tidligere harværet muligt.Korrelationer af data fra boringer eller daglo-kaliteter kan lettere baseres på flere typer afdata, da eksperterne inden for hver geologiskdisciplin nu har adgang til en fælles terminologiog en fælles tolkningsramme at arbejde inden-for.Ved at kombinere flere typer af data opnåsmere sikre tolkninger.Korrelationerne resulte-rer i en dynamisk og rumlig model for sedi-menternes fordeling i et aflejringsbassin, somså kan bruges til at forudsige, hvilke typer af af-lejringer, der forekommer i de områder, hvor-fra der ikke findes data.Udfra sekvensstratigrafiske tolkninger af aflej-ringer fra mange områder over hele verden erder blevet opstillet globale havniveau kurver.Disse kurver viser, hvilke relative havniveau-svingninger, der skyldes lokale forhold (lokaltektonik), og hvilke, der skyldes globale klima-ændringer (temperatur svingninger).Anvendelsen af den sekvensstratigrafiske me-tode kan således hjælpe til bedre at forstå deklimaændringer, der kan påvises i fortiden ogderfor hjælpe med til at beskrive globale mil-jøændringer.

Sekvensstratigrafi og....SAMFUNDET MILJØET FORSKNINGEN

Her kan man læse videre Referencer

Danmarks og Grønlands GeologiskeUndersøgelse (GEUS) er en forsknings-og rådgivningsinstitution i Miljø- og Ener-giministeriet.Institutionens hovedformål er at udførevidenskabelige og praktiske undersøgel-ser på miljø- og energiområdet samt atforetage geologisk kortlægning af Dan-mark, Grønland og Færøerne.

GEUS udfører tillige rekvirerede opgaverpå forretningsmæssige vilkår.Interesserede kan bestille et gratis abon-nement på GEOLOGI - NYT FRA GEUS.Bladet udkommer 4 gange om året.Henvendelser bedes rettet til:Knud Binzer

GEUS giver i øvrigt gerne yderligere op-lysninger om de behandlede emner ellerandre emner af geologisk karakter.

Eftertryk er tilladt med kildeangivelse.

GEOLOGI - NYT FRA GEUS er redigeretaf geolog Knud Binzer (ansvarshavende) isamarbejde med en redaktionsgruppe påinstitutionen.Konsulent: Marianne Vasard Nielsen.

Skriv, ring eller mail:GEUSDanmarks og Grønlands Geologiske UndersøgelseThoravej 8, 2400 København NV.Tlf.: 38 14 20 00 Fax.: 38 14 20 50E-post: geus@geus.dkHjemmeside: www.geus.dk

GEUS publikationer:Hos Geografforlaget kan alle GEUS’ ud-givelser købes.Henvendelse kan ske enten på tlf.:63 44 16 83 eller telefax: 63 44 16 97E-post: go@geografforlaget.dkHjemmeside: www.geografforlaget.dk

Adressen er:GEOGRAFFORLAGET 5464 Brenderup

ISSN 1396-2353

Produktion og illustrationer:Carsten Thuesen, GEUS Grafisk

Tryk: From & Co

Forsidebillede: Nedskåret dal fra sydkystenaf Nuussuaq,Vestgrønland.Foto: Chris Pulvertaft

P O S T B E S Ø R G E T B L A D

0900 KHC

DJURSLANDS GEOLOGIStig A. Schack Pedersen og Kaj Strand Petersen

Denne smukke bog rummer beretningen om Djurslands geologiske historie underistiderne og tillige en fyldig beskrivelse af udviklingen i området efter at indlandsisenfor omtrent 10 000 år siden endelig forlod Danmark. Bogen er derudover en kort-bladsbeskrivelse af det geologiske kort over Djursland.

De talrige illustrationer med instruktive tegninger, fotografier og kort,de fleste i far-ver, gør bogen indbydende og levende, og letter tilegnelsen af det omfattende stof.Med denne bog fortsætter GEUS traditionen fra det tidligere DGU med udgivelseaf regionalgeolgiske beskrivelser af Danmarks geologi.

Sammen med bogen følger det geologiske kort over Djursland, der blev udgivet i1995. Kortet er i målforholdet 1:50 000.

Bogen forhandles af Geografforlaget, 5464 Brenderup.Tlf.: 63 44 16 83. Pris: 225 kr. eksl. forsendelse.

12

GE

OL

OG

IN

YT

FR

AG

EU

S1

/9

8