Compound-specific carbon isotope analysis of n-alkanes from source rocks and oils from the Paratethyan realm

Publikationen: Thesis / StudienabschlussarbeitMasterarbeit

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Abstract

Der Bereich der Paratethys erstreckt sich von der Schweiz bis nach Kasachstan und beheimatet eine Vielzahl an Erdölprovinzen. Viele dieser Provinzen beinhalten Kohlenwasserstoffe, die in meso- und känozoischen Muttergesteinen generiert wurden. Im Zuge dieser Arbeit wurden 48 Gesteinsextrakte von Proben mit triassischem bis miozänem Alter und 29 Öle aus sechs Sedimentbecken mittels komponentenspezifischer Isotopenanalyse an n-Alkanen (CSIA-A) untersucht, um (1) Öl-Herkunftsbestimmungen durchzuführen, (2) die stratigraphische Kontrolle auf die Kohlenstoffisotopie zu untersuchen, und (3) die regionale Verteilung der CSI Muster in Gesteinen mit oligo-/miozänem und mesozoischem Alter zu beobachten. Die Proben stammen aus dem Molasse Becken (Deutschland, Österreich), der Waschbergzone (Österreich), dem karpatischen Falten- und Überschiebungsgürtel und dessen Vorland (Ukraine), dem Schelf des westlichen schwarzen Meeres (Bulgarien) und dem Rioni Becken (Georgien). (1) Basierend auf CSI-A Mustern und Biomarkerdaten konnten die Öle aus Voitsdorf und Haidenbach (oberösterr. Molasse) mit der oligozänen Schöneck-Fm. korreliert werden. Abweichende CSI-A Muster und das Fehlen von Oleanan in Ölspuren in der Bohrung Mank (niederösterr. Molasse) lassen dagegen auf ein mesozoisches Muttergestein schließen, das auch die Ölspuren in Trias-Gesteinen der Bohrung Urmannsau-1 (Nördl. Kalkalpen) generiert haben könnte. Öle des karpatischen Falten- und Überschiebungsgürtels konnten eindeutig mit der Menilit-Fm. korreliert werden. Die jurassische Kokhanivka-Formation (karp. Vorlandbecken) ist kein mögliches Muttergestein für die schweren Öle, welche in jurassischen Reservoirgesteinenen im mesozoischen Untergrund des karpatischen Vorlandbeckens auftreten. Das Tjulenovo Öl (W. Schwarzes Meer), das aus Kreide-Speichergesteinen produziert wird, wurde entweder von der oligozänen Ruslar-Fm., der oligo-/miozänen Füllung des Kaliakra Canyons, oder beiden generiert. Das Shromisubani Öl in obermiozänen Reservoirgesteinen im Rioni Becken stammt vermutlich teilweise aus oligozänen Maikop Sedimenten und eozänen Sedimenten der Kuma-Fm. (2) δ13C Werte von kurz-, mittel- und langkettigen n-Alkanen von Bohrproben der Bohrungen Oberschauersberg-1 (Molasse Becken) und Varna West-1 (W. Schwarzes Meer) und Oberflächenproben des Martvili Profils (Rioni Becken) wurden gegen die Tiefe aufgetragen um den Einfluss der stratigraphischen Position auf die C-Isotopie zu untersuchen. Die Ergebnisse zeigen (i) signifikant unterschiedliche δ13C Werte mittel- (n-C21) und kurzkettiger n-Alkane (n-C16) zwischen der Schöneck-Fm. und überlagernden Einheiten. δ13C Werte langkettiger n-Alkane (n-C26) ändern sich dagegen erst ab der Dynow/Eggerding Grenze. Mittelkettige n-Alkane der Eggerding- und Dynow-Fm. zeigen ähnliche δ13C Werte. Das unterschiedliche Verhalten von mittel- und langkettigen n-Alkanen deutet daraufhin, dass sich die Isotopie des CO2 Reservoirs, welches für Landpflanzen und Wasserorganismen verfügbar war, nicht simultan änderte; (ii) In der Füllung des Kaliakra Canyons und der Ruslar-Fm. in der Bohrung Varna West-1 werden δ13C Werte von mittel- und langkettigen n-Alkanen mit zunehmender Tiefe leichter. Kurzkettige n-Alkane folgen diesem Trend nicht. Der Isotopie-Tiefentrend endet an der Oberkante der eozänen Avren-Fm.; (iii) im Rioni Becken zeigen δ13C Werte von mittel- und langkettigen n-Alkanen keine hohe Varianz mit der Tiefe. Jedoch sind kurzkettige n-Alkane in der Kuma Fm. signifikant leichter als in den Maikop Sedimenten. (3) Die regionale Verteilung von CSI Mustern in oligo-/miozänen und mesozoischen Gesteinen wurde in drei paleogeographischen Karten veranschaulicht. Ein ungewöhnliches V-Muster wird für Proben des älteren Rupeliums (Pshekian und „Solenovian Event“) aus dem Molasse Becken und dem westl. Schwarzen Meer, sowie für oligo-/miozäne Proben aus dem Kaliakra Canyon (Schwarzes Meer) beobachtet

Details

Titel in ÜbersetzungKomponentenspezifische Kohlenstoff-Isotopenanalyse von n-Alkanen ausgewählter Muttergesteine und Öle aus der Paratethys
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung19 Okt 2018
StatusVeröffentlicht - 2018