ABSTRACT
The Michigan Basin is an intracratonic basin in which regionally extensive shales were deposited many times between the Precambrian and Pennsylvanian. This study was conducted to calculate former thicknesses of now eroded sediments using sonic transit time wireline logs of the Mississippian Coldwater Shale. Results indicate at most 850 m of additional sediment in the central Lower Peninsula. The depocentre was located in the vicinity of Saginaw Bay. Estimated sediment thickness decreases to less than 200 m in the northern and southern Lower Peninsula. The sediments were post-Desmoinesian in age and were removed prior to Kimmeridgian time.
Subsurface temperature measurements compiled by the author indicate that the average basinwide geothermal gradient in the Michigan Basin is 19.2°C/km. Recent studies contain evidence for higher paleotemperatures in the basin. The evidence includes the occurrence of late diagenetic dolomite in Devonian and Ordovician rocks, late-stage diagenetic dolomite and calcite in Silurian rocks, the occurrence of bituminous coal in Pennsylvanian rocks at depths of 75 m and less, fluorite occurrences in Devonian rocks, a K/Ar age of 382 million years on samples of altered Precambrian basalt, and the occurrence of oil, believed to have been generated in situ or in source rocks which have not been deeply buried. The present average geothermal gradient will not produce subsurface temperatures in the range of 60°C to 150°C and at the reconstructed depths of 875 to 2000 m indicated by the above studies, implying that the high paleogeothermal gradients deduced from thermal maturation studies are reasonable and did exist at one time.
RÉSUMÉ
Le Bassin du Michigan est une bassin intracratonique dans lequel des couches d’argile de grande étendue furent déposées à plusieurs reprises entre le Précambrien et le Pennsylvanien. Le but de cette étude était de calculer l’épaisseur originelle de sédiments maintenant érodés, en utilisant des diagrammes soniques de l’argile Mississippienne Coldwater. Les résultats indiquent au plus 850 mètres de sédiment en supplément, dans la partie centrale de Lower Peninsula. Le point de sédimentation maximum était situé dans les environs de la Baie de Saginaw. On estime que l’épaisseur des sédiments décroît à moins de 200 mètres dans nord et le sud de Lower Peninsula. Les sédiments étaient d’âge post-Desmoinésien et ont été érodés avant le Kimméridgien.
Des mesures de température de la subsurface compilées par l’auteur indiquent que le gradient géothermique moyen à la grandeur du Bassin du Michigan est de 22,6°C/km. Des études récentes témoignent de paléotempératures plus élévées dans le bassin. La preuve comprend la présence de dolomie diagénétique tardive dans des roches Dévoniennes et Ordoviciennes, de dolomie et de calcite diagénétique tardive dans des roches Siluriennes, de charbon bitumineux dans des roches Pennsylvaniennes à des profondeurs inférieures à 75 mètres, la présence de fluorite dans des roches Dévoniennes, une date K/Ar de 382 millions d’années déterminée sur des échantillons de basalte Précambrien altéré, et la présence de pétrole, qu’on croit avoir été engendré sur place ou dans des roches mères qui n’ont pas été profondément enfouies. Le présent gradient géothermique moyen ne peut produire des températures de subsurface d’écart (60°C à 150°C), et à des profondeurs (875 mètres à 2000 mètres) reconstituées, qu’indiquent les études ci-haut mentionnées, ce qui signifie que les gradients paléogéothermiques élevés déduits des études de maturation thermique sont raisonnables et existaient dans le passé.
Traduit par Marc Charest
