Abstract

A new sequence stratigraphic division for the Upper Givetian and Frasnian of the Alberta Basin is proposed. This stratigraphic framework is based upon a grid of regional electric log cross-sections, tied to cored wells and adjacent mountain outcrops, as well as conodont biostratigraphic data from core and outcrop. The strata between the base of the Givetian Gilwood Formation (Elk Point Group) and the top of the Blue Ridge Member (Graminia Formation) are interpreted as a second-order depositional sequence. These strata represent a major episode of marine carbonate deposition in the Alberta Basin, bracketed by regional unconformities with associated areally-extensive siliciclastic deposits. The sequence is divided into nine third-order depositional sequences. The bounding surfaces and internal character of each third-order sequence are described with examples from core and outcrop.

Sequence stratigraphy is used as a unifying conceptual framework to explain various elements of the Upper Devonian strata. These elements include regional dolomitization patterns, distribution of source rocks, hydrocarbon and diagenetic fluid migration, and hydrocarbon trapping. The distribution of ubiquitous matrix dolomites is attributed to regional seepage reflux of brines originating at sequence boundaries in the upper Frasnian. Major source rocks such as the Duvernay Formation and Bigoray Member (Nisku Formation) are associated with the time of maximum flooding of the second-order and a third-order depositional sequence respectively. The quality of hydrocarbon traps is shown to be controlled by their position in the second-order sequence. Traps within the late transgressive to early highstand portion of the sequence contain 80% of the system’s hydrocarbons.

Aspects of the Upper Devonian carbonate depositional system are described. Atoll reefs in the Alberta Devonian do not typically develop extensive lowstand deposits but, in contrast, associated carbonate ramps display sequence stratigraphic geometries such as those described by Sarg, 1988. A noteworthy aspect of the third-order sequences is the common aggradational or even retrogradational deposition in the highstand systems tract. This reflects the influence of environmental factors on stratigraphic stacking patterns. They do not always follow a simple pattern predicted from eustasy.

Une nouvelle division de stratigraphie séquentielle pour le Givétien supérieur et le Frasnien du bassin de l’Alberta est proposée. Le cadre stratigraphique est basé sur un réseau de coupes régionales de diagraphies électriques, liées à des puits carottés et des affleurements de montagne adjacents, avec en plus des données biostratigraphiques de conodontes provenant de carottes et d’affleurements. Les strates situées entre la base de la Formation de Gilwood du Givétien (Groupe de Elk Point) et le sornmet du Membre de Blue Ridge (Formation de Graminia) sont interprétées comme une séquence de dépôt de deuxième ordre. Ces strates représentent un épisode majeur de sédimentation de carbonates marins dans le bassin de l’Alberta, cernées par des discordances régionales accompagnées de sédiments siliciclastiques d’ample étendue. La séquence est divisée en neuf séquences de dépôt de troisième ordre. Les surfaces limitantes et le caractère interne de chacune des séquences de troisième ordre sont décrits avec des exemples provenant de carottes et d’affleurements.

La stratigraphie séquentielle est utilisée pour unifier le cadre conceptuel pour expliquer divers éléments des strates du Dévonien supérieur. Ces éléments incluent les patrons régionaux de dolomitisation, la distribution des roches mères, la migration d’hydrocarbures et de fluides diagénétiques, et le piégeage des hydrocarbures. La distribution ubiquiste des dolomites de matrice est attribuée au reflux d’épanchement régional de saumures originantes des limites de séquence dans le Frasnien supérieur. Les roches mères majeures comme la Formation de Duvernay et le Membre Bigoray (Formation de Nisku) sont associés avec la période d’inondation maximum des séquences de dépôt de deuxième et de troisième ordre, respectivement. La qualité des pièlges d’hydrocarbures est montrée comme étant contrôlée par leur position dans la séquence de deuxième ordre. Les pièges à l’intérieur de la portion de la séquence de transgression tardive à début de haut niveau marin contient 80% des hydrocarbures du système.

Certains aspects du système de sédimentation de carbonate du Dévonien supérieur sont décrits. Les récifs en atoll dans le Dévonien de l’Alberta ne développent pas de dépôts étendus de bas niveau marin, mais en contraste, sont associés avec des rampes qui montrent des géométries de stratigraphie séquentielle telles que celles décrites par Sarg, 1988. Un aspect notable des séquences de troisième ordre est la sédimentation communément de type aggradationnelle ou même rétrogradationnelle dans les cohortes de systèmes de haut niveau marin. Ceci reflète l’influence des facteurs environnementaux sur les patrons d’empilement stratigraphique. Ceux-ci ne suivent pas toujours le patron simple prédit par l’ eustasie.

Traduit par Lynn Gagnon

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