Λιθοστρωματογραφική διάρθρωση της ιόνιας λεκάνης στο νότιο τμήμα της Ηπείρου σε σχέση με την μετανάστευση και παγίδευση των υδρογονανθράκων της

Abstract

The scope of the present study includes a review of the stratigraphy and a detailed account on the structure of the southern part of the Ionian zone in the region of Epirus-Greece. This takes place on the basis of the ‘‘thin-skinned tectonics’’ theory due to the presence of the Triassic evaporitic sub-stratum at depth. The above are considered in the context of the initial assessment of the hydrocarbon potential of specific locales. The structure of the entire Ionian zone is the result of its evolution from the initial stages, through the formation of boundary faults comprising its limits, to its final emergence during the compressional phase that caused the tectonic inversion of the initially formed extentional structures. During the incipient stages in the evolution of the Ionian basin the activation of listric normal faults brought about its internal differentiation into rotational sub-basins. Those listric faults were reactivated during the compressional orogenetic phase as overthrusts. The diversity which characterizes the assembling parts of the Ionian zone is best depicted in the distribution of the Jurassic formations. Their presence or absence is indicative of the paleogeograghical setting ranging from the deepest to the totally emergent parts of the distinctive sub-basins respectively. Structures indicative of the presence of a ‘‘decollement’’ surface at depth are present in the studied part of the Ionian zone. These structures were formed during the compressional phase. The ‘‘decollement’’ zone is represented by the level of the Triassic evaporites. Structures encountered along E-W generally oriented sections are studied in the context of the ‘‘ramp-flat geometry’’ prevailing in such cases and are interpreted either as ‘‘ramp anticlines’’, or ‘‘imbricate faults’’, or ‘‘fault-propagation folds’’. Areas characterized by the presence of the above structures are mainly the zones adjacent to the present-day principal tectonic lines representing eminent overthrust surfaces such as the Paramythia and the Margariti thrusts in the central and external Ionian zone respectively. The local presence of the entire Jurassic sequence, and especially the Lower Posidonia Beds, along the crestal part of anticlinal structures provides a manifestation of the effect of tectonic inversion, along previously formed listric faults, on the relocation of originally deep-seated parts of the sub-basins. The present-day distribution of the Jurassic facies combined with the observed structures provide the means for the further division of the Ionian zone into distinctive paleogeographic-structural units. The internal Ionian zone extends up to the first appearance of the Epirus-Akarnania flysch, the central Ionian zone is composed of three units while two units can be distinguished in the external Ionian zone. The tectonic movements which caused the internal differentiation of the Ionian basin into sub-basins, combined with the locally suitable physico-chemical conditions, favored the deposition in the deepest parts of the rotational sub-basins of the most important source-rock of the Ionian zone, i.e. the Lower Posidonia beds. The rest of the potential source-rocks are the shale interbeds that make part of the Triassic evaporites and the shale horizons in the Upper Siliceous Zone of the Vigla limestones. In the northern part of the Ionian zone, close to the borders with Albania, a very rich organic-matter horizon was first located, spanning the Cenomanian-Touronian boundary. This horizon is representative of an anoxic event which has been recorded on a global scale. The maturation degree of the potential source rocks appears to vary from place to place. The possible effect of thrust tectonics, with the ensuing more pronounced burial, on the acceleration of the maturation process should also be considered. On the basis of microscopic observations effected on limestone samples collected along sections located in the distinctive assembling parts of the Ionian zone and ranging in age from the Lower Cretaceous Vigla formation to the Paleocene-Eocene limestones, three (3) principal facies were distinguished. The above facies entity comprises on the whole a tourbiditic sequence with the low energy facies on bottom of the sequence and the respective high energy ones on top. Their distribution frequency is a function of both, the particular formation concerned and the specific prevailing sedimentological conditions. Porosity and permeability measurements on the above mentioned samples exemplify in the vast majority of the cases the negligible values of their petrophysical properties. The determining crucial factor is the high content of lime mud observed in the samples. Relatively high measurable values of the above petrophysical properties, recorded in a few samples, are mainly ascribed to secondary solution related mechanisms. Under those circumstances secondary processes, and especially the formation of fracture porosity, become of crucial importance in light of the evaluation of the calcareous series formations as potential reservoir rocks. ...

Στην παρούσα εργασία γίνεται στρωματογραφική ανασκόπηση και μελέτη της δομής του νότιου τμήματος της Ιόνιας ζώνης στην Ήπειρο στη βάση της θεωρίας της τεκτονικής αποκόλλησης στο επίπεδο πλαστικού σχηματισμού, με ιδιαίτερη έμφαση στον εντοπισμό περιοχών στις οποίες απαντούν οι κατ’ αρχήν κατάλληλες συνθήκες για την περαιτέρω διερεύνηση του πετρελαϊκού δυναμικού τους. Η γεωλογική δομή του συνόλου της Ιόνιας ζώνης αποτελεί συνάρτηση της εξέλιξής της από τα αρχικό στάδιο δημιουργίας της, μέσω της δράσης περιθωριακών ρηγμάτων που την οριοθετούσαν, μέχρι το τελικό στάδιο ανάδυσης μέσω συμπιεστικής τεκτονικής η οποία προκάλεσε την τεκτονική αναστροφή των αρχικών εφελκυστικών δομών. Κατά τα αρχικά στάδια δημιουργίας της Ιόνιας λεκάνης η δράση λιστρικών ρηγμάτων προκάλεσε τη δημιουργία περιστρεπτών τεμαχών προκαλώντας με αυτό τον τρόπο την εσωτερική της διαφοροποίηση σε επί μέρους υπολεκάνες. Τα λιστρικά ρήγματα κατά τη φάση της συμπίεσης ενεργοποιήθηκαν εκ νέου σαν επιφάνειες εφίππευσης. Οι διαφοροποιήσεις οι οποίες παρουσιάζονται στα επί μέρους τμήματα της Ιόνιας λεκάνης καταγράφονται στην κατανομή των σχηματισμών του Ιουρασικού. Οι τελευταίοι ανάλογα με το βαθμό εμφάνισής τους αντιπροσωπεύουν παλαιογεωγραφικά από τα πλέον βυθισμένα έως τα πλέον υπερυψωμένα τμήματα των υπολεκανών. Στην Ιόνια ζώνη στην Ήπειρο απαντούν δομές συμπίεσης οι οποίες χαρακτηρίζουν ζώνες τεκτονικής αποκόλλησης. Επιφάνεια αποκόλλησης στην περίπτωση της Ιόνιας ζώνης αποτελεί το επίπεδο των Τριαδικών εβαποριτών. Τεκτονικές δομές οι οποίες εμφανίζονται σε γεωλογικές τομές γενικής διεύθυνσης Α-Δ εξετάζονται στο πλαίσιο της γεωμετρίας που επικρατεί σε παρόμοιες περιπτώσεις (ramp-flat geometry) και ερμηνεύονται ανάλογα με την περίπτωση ως ‘‘αντίκλινα ράμπας’’ (ramp anticlines), ‘‘διακλαδιζόμενα ρήγματα’’ (imbricate faults) και ‘‘πτυχές διάδοσης’’ (fault-propagation folds). Περιοχές όπου απαντούν τα ανωτέρω φαινόμενα αποτελούν οι ζώνες στην άμεση γειτνίαση των κύριων τεκτονικών γραμμών οι οποίες αντιπροσωπεύουν επιφάνειες εφίππευσης όπως για παράδειγμα οι εφιππεύσεις Παραμυθιάς και Μαργαριτίου στην κεντρική και εξωτερική ζώνη αντίστοιχα. Η κατά τόπους παρουσία όλης της ιζηματογενούς σειράς του Ιουρασικού, και ιδιαίτερα των Κατώτερων Σχιστόλιθων με Posidonia, στα κορυφαία αντικλινικών δομών ερμηνεύεται ως το αποτέλεσμα τεκτονικής αναστροφής υποβυθισμένου παλαιογεωγραφικά χώρου κατά μήκος του αρχικά σχηματισθέντος ληστρικού ρήγματος το οποίο κατά της φάση της συμπίεσης ενεργοποιήθηκε με την ανάστροφη έννοια ως εφίππευση. Η κατανομή των φάσεων του Ιουρασικού σε συνδυασμό με τις παρατηρούμενες δομές αποτελεί σημαντική παράμετρο για τον διαχωρισμό των επί μέρους τμημάτων της Ιόνιας λεκάνης σε παλαιογεωγραφικές-τεκτονικές ενότητες. Η εσωτερική Ιόνια ζώνη εκτείνεται μέχρι και τις πρώτες εμφανίσεις του φλύσχη Ηπείρου-Ακαρνανίας, η κεντρική Ιόνια ζώνη αποτελείται από τρεις (3) ενότητες ενώ στην εξωτερική Ιόνια ζώνη διακρίνονται δύο (2) ενότητες. Οι τεκτονικές κινήσεις οι οποίες προκάλεσαν την εσωτερική διαφοροποίηση της Ιόνια λεκάνης σε επί μέρους υπολεκάνες σε συνδυασμό με τις κατάλληλες φυσικοχημικές συνθήκες ευνόησαν την απόθεση στα βαθύτερα τμήματα των υπολεκανών του σημαντικότερου μητρικού πετρώματος υδρογονανθράκων της Ιόνιας ζώνης, δηλ. των Κατώτερων Σχιστόλιθων με Posidonia. Τα υπόλοιπα εν δυνάμει μητρικά πετρώματα είναι οι αργιλικές ενδιαστρώσεις εντός των Τριαδικών εβαποριτών και οι αργιλικοί ορίζοντες των Σχιστόλιθων Βίγλας. Στο βόρειο τμήμα της Ιόνιας ζώνης στην Ήπειρο κοντά στα σύνορα με την Αλβανία εντοπίστηκε εντός των ασβεστόλιθων Βίγλας για πρώτη φορά πολύ πλούσιος οργανικός ορίζοντας ηλικίας Κενομάνιου-Τουρώνιου ο οποίος αντιστοιχεί σε καταγεγραμμένο ανοξικό γεγονός παγκόσμιας κλίμακας. Ο βαθμός ωρίμανσης των πιθανών μητρικών πετρωμάτων ποικίλει από περιοχή σε περιοχή. Η τεκτονική καλυμμάτων επιπρόσθετα δύναται να προκαλέσει επιτάχυνση της διαδικασίας ωρίμανσης. Με βάση μικροσκοπικές παρατηρήσεις που έγιναν σε ασβεστολιθικά δείγματα προερχόμενα από τομές, που κάλυψαν το στρωματογραφικό διάστημα από τους ασβεστόλιθους Βίγλας μέχρι και τους ασβεστόλιθους Παλαιόκαινου-Ηώκαινου σε διάφορες περιοχές της Ιόνιας ζώνης, έγινε δυνατή η κατάταξή τους σε τρεις (3) επί μέρους φάσεις. Το σύνολο των φάσεων συνιστά τουρβιδιτική ακολουθία με τις φάσεις υψηλής ενέργειας στη βάση και τις αντίστοιχες χαμηλής ενέργειας στην οροφή. Η συχνότητα κατανομής των διαφόρων φάσεων αποτελεί συνάρτηση του σχηματισμού και των ιδιαίτερων κατά περίπτωση ιζηματολογικών συνθηκών. ...