Sedimentary characterization of the carbonate source rock of Upper Kimmeridgian Parnac Formation of the Aquitaine Basin (Quercy area)

Caractérisation sédimentaire de la formation roche mère carbonatée Parnac du Kimméridgien supérieur du Bassin d'Aquitaine (Quercy)

¹ Total SA, Centre Scientifique Jean Féger, Avenue Larribau, 64018 Pau Cedex, France
² LFC-R, UMR 5150, Université de Pau et des Pays de l'Adour, Pau Cedex, France
³ MARUM – Center for Marine Environmental Sciences, Leobenerstrasse 8, University of Bremen, 28359 Bremen, Germany
⁴ Géosciences Environnement Toulouse (GET), Observatoire Midi Pyrénées, Université de Toulouse, CNRS, IRD, 14 avenue E. Belin, 31400 Toulouse, France
⁵ ISTeP, UMR 7193, Université Pierre et Marie Curie, Paris, France
⁶ University of Aberdeen, School of Geosciences, Meston Building, Old Aberdeen, AB24 3UE, Aberdeen, UK
⁷ TOTAL SA, Centre Scientifique Jean Féger, Avenue Larribau, 64018 Pau Cedex, France

^* Corresponding author: bastianinilaura@hotmail.fr

Abstract

The main source rock (SR) of the Aquitaine Basin, the most important oil province in France, corresponds to organic-rich marine limestones of Upper Kimmeridgian age (Lons Formation in the Béarn area and Parnac Formation in the Quercy area). In order to better characterize their depositional environment, in particular the conditions of accumulation and preservation of organic-matter, a sedimentological, micropaleontological and geochemical study of the Crayssac section (Quercy) has been performed. Organic-rich sediments are argillaceous limestones (65 to 99% CaCO₃) organized in repetitive beds of up to 1-m thickness. Their total organic matter content reaches up to 15 wt.%, and in this SR kerogen is type of II and immature. Microfauna content, the lack of barrier facies and the control of the wave action base over the depositional environments reflect deposition in an open marine type homoclinal ramp. Strong similarities with Kimmeridgian organic-rich limestones of the Middle East (Hanifa Formation) suggest that the Parnac Formation could act as an analogue of this prolific SR.

Résumé

La principale roche mère du Bassin aquitain, première province pétrolière française, correspond à des roches marno-calcaires marines d'âge Kimméridgien supérieur (Formations de Lons dans le Béarn et de Parnac dans le Quercy). Afin de caractériser l'environnement de dépôt de la Formation Parnac, en particulier les conditions d'accumulation et de préservation de la matière organique, une étude sédimentologique, micropaléontologique et géochimique de la coupe de Crayssac (Quercy) a été réalisée. Les sédiments riches en matière organique sont des calcaires argileux (65 à 99 % de CaCO₃) organisés en une succession de bancs d'épaisseur atteignant 1 mètre. Leur concentration en carbone organique total s'élève jusqu'à 15 %, et dans cette roche mère les kérogènes sont de type II et immatures. La microfaune, l'absence de faciès de barrière et le contrôle de la profondeur d'action des vagues sur les environnements de dépôts avec une graduation régulière indiquent que l'environnement de dépôt de cette formation roche mère est de type marin ouvert sur une rampe homoclinale. Les fortes similitudes avec les calcaires argileux riches en matière organique de la formation roche mère du Kimméridgien au Moyen-Orient (Formation Hanifa) suggèrent que la Formation Parnac constitue un analogue de cette roche mère prolifique.