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Bull. Soc. géol. Fr.
Volume 188, Number 4, 2017
Fluid flow in sedimentary basins
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Article Number | 27 | |
Number of page(s) | 23 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/bsgf/2017189 | |
Published online | 10 November 2017 |
BSGF - Earth Sciences Bulletin 2017, 188, 27
Spider structures: records of fluid venting from methane hydrates on the Congo continental slope
Les structures en araignée : enregistrement d'échappements de fluide provenant des hydrates de méthane sur la pente continentale du Congo
1
Géosciences Montpellier, UMR 5243–CC 60, Université Montpellier,
2, place E.-Bataillon,
34095
Montpellier cedex 05, France
2
CSTJF, Total,
avenue Larribau,
64018
Pau cedex, France
* Corresponding author: viviane_casenave@hotmail.com
Fluid seepage features on the upper continental slope offshore Congo are investigated using multi-disciplinary datasets acquired during several campaigns at sea carried out over the last 15 years. This datasets includes multibeam bathymetry, seismic data, seafloor videos, seafloor samples and chemical analyses of both carbonate samples and of the water column. Combined use of these datasets allows the identification of two distinctive associations of pockmark-like seabed venting structures, located in water depths of 600–700 m and directly above a buried structural high containing known hydrocarbon reservoirs. These two features are called spiders due to the association of large sub-circular depressions (the body) with smaller elongate depressions (the legs). Seismic reflection data show that these two structures correspond to amplitude anomalies located ca. 60–100 ms below seabed. The burial of these anomalies is consistent with the base of the methane hydrate stability domain, which leads to interpret them as patches of hydrate-related bottom-simulating reflection (BSR). The morphology and seismic character of the two structures clearly contrasts with those of the regional background (Morphotype A). The spider structures are composed of two seafloor morphotypes: Morphotype B and Morphotype C. Morphotype B makes flat-bottomed depressions associated with the presence of large bacterial mats without evidence of carbonates. Morphotype C is made of elongated depressions associated with the presence of carbonate pavements and a prolific chemosynthetic benthic life. On that basis of these observations combined with geochemical analyses, the spider structures are interpreted to be linked with methane leakage. Methane leakage within the spider structures varies from one morphotype to another, with a higher activity within the seafloor of Morphotype C; and a lower activity in the seafloor of Morphotype B, which is interpreted to correspond to a domain of relict fluid leakage. This change of the seepage activity is due to deeper changes in gas (or methane) migration corresponding to the progressive upslope migration of fluids. This phenomenon is due to the local formation of gas hydrates that form a barrier allowing the trapping of free gas below in the particular context of the wedge of hydrates.
Résumé
Les caractéristiques des échappements de fluides sur la pente continentale supérieure, au large des côtes du Congo, sont étudiées en utilisant des jeux de données pluridisciplinaires, acquis au cours de plusieurs campagnes marines menées au cours des 15 dernières années. Ces jeux de données comprennent de la bathymétrie multifaisceaux, des données sismiques, des vidéos des fonds marins, des échantillons du fond marin et des analyses chimiques à la fois des échantillons de carbonate et de la colonne d'eau. L'utilisation combinée de ces ensembles de données a permis l'identification sur le fond de l'eau, de deux associations distinctes de structures d'échappements de fluides de type pockmark, localisées entre 600 et 700 m de profondeur d'eau et directement au-dessus d'un haut structural enterré contenant des réservoirs d'hydrocarbures connus. Ces deux structures sont appelées araignées en raison de l'association des grandes dépressions subcirculaires (le corps) avec de petites dépressions allongées (les pattes). Les données de sismique réflexion montrent que ces deux structures correspondent à des anomalies d'amplitude localisées à 60–100 ms en-dessous des fonds marins. L'enfouissement de ces anomalies est compatible avec la base de stabilité des hydrates de méthane, ce qui conduit à les interpréter comme des patchs de Bottom-Simulating Reflection (BSR) reliés à la présence d'hydrates. La morphologie et la nature des deux structures contrastent clairement avec celles de du contexte régional (Morphotype A). Ces structures en araignée sont composées de deux morphotype du fond marin : le Morphotype B et le Morphotype C. Le Morphotype B constitue des dépressions à fond plat associées à la présence de grands tapis bactériens et sans indice de présence de carbonates en fond de mer. Le Morphotype C est constitué de dépressions allongées associées à la présence de croÛtes carbonatées et d'une vie benthique chimio-synthétique prolifique. Sur la base de ces observations, combinées à des analyses géochimiques, les structures en araignée sont interprétées comme étant liées à des fuites de méthane. Les fuites de méthane à l'intérieur de ces structures en araignée varient d'un morphotype à l'autre, avec une activité plus importante dans le fond marin du Morphotype C, et une activité plus faible dans le fond marin du Morphotype B, qui est interprété comme étant un vestige de site d'échappement de fluides. Cette évolution de l'activité d'échappement de fluides est due à des changements plus profonds dans la migration du gaz (ou du méthane), correspondant à la migration progressive des fluides vers le haut de la pente. Ce phénomène est dÛ à la formation locale d'hydrates de gaz qui forment une barrière permettant le piégeage sous-jacent de gaz libre, dans le contexte particulier du biseau des hydrates.
Key words: methane seep / methane hydrates / bottom-simulating reflector (BSR) / dynamic seepage / methane-derived authigenic carbonates (MDAC)
Mots clés : fuite de méthane / hydrates de méthane / BSR (bottom-simulating-reflector) / fuite dynamique / carbonates dérivés du méthane (MDAC)
© SGF, Published by EDP Sciences 2017
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