ASGP (1997), vol. 67: 271-286
DIAGENETIC REGIMES AND THE FORAMINIFERAL RECORD IN THE BEAUFORT-MACKENZIE BASIN AND ADJACENT CRATONIC AREAS
David H. McNEIL
Geological Survey of Canada, 3303 33rd St. NW., Calgary, Alberta, T2L 2A7, Canada
McNeil, D. H., 1997. Diagenetic regimes and the foraminiferal record in the Beaufort-Mackenzie Basin and adjacent cratonic areas. Ann. Soc. Geol. Polon., 67: 271-286.
Abstract: Terrigenous clastic, deltaic-dominated, sedimentary basins, such as the Beaufort-Mackenzie Basin of Arctic Canada, are thick, areally extensive bodies of sediment that undergo a wide variety of diagenetic processes in a wide variety of physical and chemical environments. Diagenetic processes and effects are unique to various parts of the basin, but four diagenetic regimes can be isolated to encompass many of the diagenetic processes affecting sedimentary basins. These are the early, burial, overpressured, and meteoric diagenetic regimes. Foraminiferal preservation may be affected by chemical, physical, and biological activities in the diagenetic regimes.
Early diagenetic conditions are generally favourable for the preservation of foraminifers, but bacterial production of CO2 could lead to the dissolution of calcareous foraminifers and early diagenetic pyrite often infills foraminiferal tests.
The burial diagenetic regime is dominated by increasing temperature, pressure, and compaction. Increased temperature is reflected by thermal, colour alteration of organic cement in the test of agglutinated foraminifers. Thermally controlled mineralogical changes are also evident in the burial diagenetic regime and include silicification of the agglutinated test, chloritization of calcareous foraminifers, and precipitation of secondary clay minerals such as kaolinite, smectite, illite, and chlorite within the foraminiferal test. Thermal maturity can be assessed by application of the Foraminiferal Colouration Index (FCI). Mineralogical changes in foraminifers allow for the establishment of four broad burial diagenetic zones (A to D).
The overpressured regime may be responsible for a retardation in thermal alteration of agglutinated foraminifers and silicification of agglutinated foraminifers may be a precursor as well as an effect of overpressured fluids in sedimentary basins.
The meteoric regime is significant during periods of extensive erosion. Interactions between organic and inorganic detritus and meteoric waters may lead to dissolution of calcareous foraminifers and precipitation of secondary minerals such as kaolinite and minor amounts of quartz.
Abstrakt: Klastyczne, przeważnie deltowe, osady o dużej miąższości, deponowane w basenie sedymentacyjnym Beauforta-Mackenzie (arktyczna część Kanady) podlegały różnego rodzaju procesom diagenetycznym w warunkach szerokiej zmienności parametrów fizycznych i chemicznych. Procesy te i ich efekty są inne w każdej części basenu, jakkolwiek można wyróżnić cztery środowiska, które charakteryzują diagenezę w basenie sedymentacyjnym. Należą do nich procesy związane z: (i) wczesną diagenezą, (ii) pogrzebaniem osadów, (iii) nadciśnieniem płynów porowych oraz (iv) działalnością wód meteorycznych. Stan zachowania otwornic może zależeć od oddziaływania czynników chemicznych, fizycznych i biologicznych w czasie diagenezy osadów.
W warunkach wczesnej diagenezy, stan zachowania otwornic jest dobry, jakkolwiek biologiczna produkcja CO2 może spowodować rozpuszczanie ich węglanowych skorupek. Skorupki są wtedy wypełniane wczesnodiagenetycznym pirytem.
W trakcie pogrzebania osadów wzrasta temperatura, ciśnienie i kompakcja. Wzrost temperatury powoduje zmiany składu mineralnego skorupek otwornic. Należą do nich sylifikacja skorupek otwornic aglutynujących, chlorytyzacja skorupek otwornic węglanowych i wytrącanie wtórnych minerałów ilastych (kaolinit, illit i chloryt) wewnątrz skorupek. Dojrzałość termiczną można określić stosując wskaźnik zmiany barwy otwornic (Foraminiferal Colouration Index). Zmiany mineralogiczne skorupek otwornic pozwoliły na ustalenie czterech stref przeobrażeń diagenetycznych (A-D).
Procesy związane z nadciśnieniem wód porowych mogą być odpowiedzialne za spowolnienie procesów przemian termalnych w skorupkach otwornic aglutynujących. Sylifikacja skorupek może być zarówno prekursorem jak i pierwszym z efektów tych procesów.
Wpływ wód meteorycznych jest znaczący w czasie procesów silnej erozji osadów. Wzajemne oddziaływanie detrytusu pochodzenia organicznego i nieorganicznego z wodami meteorycznymi może prowadzić do rozpuszczania węglanowych skorupek otwornic oraz krystalizacji wtórnych minerałów (kaolinitu i podrzędne ilości kwarcu).
