• Keine Ergebnisse gefunden

Das Kohlenwasserstoffsystem des Simeulue Beckens

Während der Sonneausfahrt SO-186-2 wurden im Simeulue Forearc-Becken ca. 650 km Mehrkanalseismik-, Fächerecholot-, Magnetik- und Gravimetriedaten im Tiefwasserbereich aufgenommen (Abbildung 17). Diese Daten zeigen u.a. deutliche „Bright-Spots“, die durch gasführende Sedimente verursacht werden. Die Gasführung wurde durch Amplitude-versus-Offset Untersuchungen und seismische Inversion nachgewiesen. Darüber hinaus sind zahlreiche Karbonatstrukturen sichtbar, die sich in heutigen Wassertiefen von 1000 m-1100 m befinden und von 500-800 m Sediment bedeckt sind. Die Karbonatstrukturen (Build-Ups) zeigen teilweise eine typische „Backstepping-Geometrie“, während andere als

„Pinnacle-Strukturen“ ausgebildet sind.

Abb. 17: Lage des Arbeitsgebietes, der Industriebohrungen und der seismischen Profile, die während der Sonnefahrten SO186 (durchgezogen) und SO189 (gestrichelt) in diesem Gebiet aufgenommen wurden.

Bei der Sonneausfahrt SO-189-1 wurden im gleichen Untersuchungsgebiet ca. 850 km Mehrkanalseismik-, Fächerecholot-, Magnetik- und Gravimetriedaten aufgenommen. Mit Hilfe der zusätzlichen Profile wurde ein Anschluss der seismischen Daten im Tiefwasser-bereich an küstennahe Bohrungen erreicht.

25

Auf den seismischen Profilen wurden weitere Karbonatstrukturen entdeckt, die teilweise darüberliegende Bright-Spots aufweisen, so dass insgesamt mehr als 30 Karbonatstrukturen mit einer horizontalen Ausdehnung von weniger als 1 km bis über 10 km und einer Mächtigkeit zwischen 0,25 s (TWT) bis 0,415 s (TWT) in unseren seismischen Daten aufgezeichnet sind. Auffällig ist, dass sich die Bright-Spots am Rande einer Beckeneintiefung mit mehr als 6 km Sediment häufen. In diesem Depotzentrum könnten Kohlenwasserstoffe generiert werden, die dann in strukturhöhere Positionen (z.B. Karbonate) migrieren.

Erdölmuttergesteine sind im Simeuleu-Becken bisher nicht erbohrt worden.

Die an Land befindlichen Sedimentbecken im Back-Arc-Bereich sind ergiebige Erdöl-/Erd-gasprovinzen. Im Nordsumatra-Becken treten sowohl terrestrische als auch marine Mutter-gesteine auf. Im Zentralsumatra.Becken ist das wichtigste Erdölmuttergestein der lakustrine eozäne „Brown shale“ (Clure, 2005; Peters et al., 2005).

Gasgeochemische Untersuchungen an Sedimentproben zeigen, dass eine thermische Kohlenwasserstoffgenese aus vermutlich marinem Muttergestein stattgefunden hat. Um die Annahme der Kohlenwasserstoffgenese im Becken zu überprüfen wurde ein 3D-Modell des Simeulue-Beckens erstellt und eine numerische Beckenmodellierung durchgeführt.

Der Wärmefluss im Simeulue-Becken wurde in sechs Bohrungen durch 1D-Modelle bestimmt. Dabei variiert er zwischen 40 und 60 mw/m2 mit der Ausnahme der Bohrung Teunom (100 mW/m2). Diese Spanne für den Wärmefluss wird durch Wärmefluss-berechnungen aus der Tiefenlage von BSRs (bottom simulating reflector) bestätigt (37-74 mW/m2). Wärmeflussmessungen am Meeresboden zeigen Werte zwischen 47-107 mW/m2, wobei die hohen Werte an aktiven Störungszonen gemessen wurden (Delisle and Zeibig, 2007). Zwei Wärmeflussszenarien wurden für die Entwicklung des Simeulue-Beckens gerrechnet; eines mit 40 mW/m2 und eines mit 60 mW/m2.

Zusammenfassung

Die numerische Beckenmodellierung, die seismischen Untersuchungen und die gasgeochemischen Resultate zeigen folgende Ergebnisse:

Bright spots treten zahlreich in obermiozänen/pilozänen Sedimenten im Simeulue-Becken auf und werden wahrscheinlich von gasführenden Schichten gebildet, was durch die AVO/AVA-Analysen bestätigt wird.

Der Wärmefluss im Becken beträgt zwischen 40 mW/m2 und 60 mW/m2, basierend auf den 1D-Modellierungen von sechs Bohrungen und BSR-Tiefenlagen. Höhere Wärmeflüsse wurden an aktiven Störungszonen gemessen.

Die Ergebnisse der Modellierung zeigen, dass eine Migration von Kohlenwasserstoffen vom Depozentrum aus in potenzielle Reservoire möglich ist.

Die gasgeochemischen Untersuchungen der adsorbierten Kohlenwasserstoffgase sprechen für einen thermischen Ursprung des Gases aus einem marinen Muttergestein.

Die Karbonatstrukturen können als Reservoire angesehen werden und wurden im 60 mW/m2-Model mit Erdöl und Erdgas gefüllt; zusätzlich können obermiozäne/pliozäne Sedimente als Reservoire vorhanden sein.

Im 40 mW/m2-Model werden signifikant weniger Kohlenwasserstoffe gebildet. Diese Mengen reichen aus um die Bright-Spots zu erklären, eine deutliche Füllung der Karbonat-Reservoire ist allerdings nicht zu erwarten.

26

1.9 Literaturverzeichnis

Abercrombie, R. E., Antolik, M., and Ekström, G., 2003. The June 2000 Mw 7.9 earthquakes south of Sumatra: Deformation in the India-Australia Plate. J. Geophys. Res., 108(B1), 2018, doi:10.1029/2001JB000674.

Ammon, C.J., Ji, C., Thio, H-K., Robinson, D., Ni, S., Hjorleisdottir, V., Kanamori, H., Lay, T., Das, S., Helmberger, D., Ichinose, G., Polet, J., Wald, D., 2005. Rupture Process of the 2004 Sumatra-Andaman Earthquake. Science 308, 1133-1139, doi:10.1126/science.1112260

Andersen, O.B. and Knudsen, P., 2001. Global marine gravity field from the ERS-1 and GEOSAT geodetic mission altimetry, J. Geophys. Res., 103(C4), 8129.

Ballance, P. F., Scholl, D. W., Vallier, T. L., Stevenson, A. J., Ryan, H., and Herzer, R. H., 1989. Subduction of a late Cretaceous seamount of the Louisville Rdige at the Tonga Trench: A model of normal and accelerated tectonic erosion. Tectonics 8(5), 953-962.

Briggs, R. W., Sieh, K., Meltzner, A. J., Natawidjaja, D., Galetzka, J., Suwargadi, B., Hsu, Y.

Simons, M., Hananto, N., Suprihanto, I., Prayudi, D., Avouac, J.-P., Prawirodirdjo, L., and Bock, Y., 2006. Deformation and slip along the Sunda megathrust in the great 2005 Nias-Simeulue earthquake. Science 311, 1897-1901.

Cande, S.C., LaBrecque, J.L., Larson, R.L., Pitman, W.C., Golovchenko, X., Haxby, W.F., 1989. Magnetic lineations of the world’s ocean basins. LDGO contribution 4367, AAPG, Tulsa, Oklahoma.

Clure, J., 2005. Fuel resources: oil and gas, in A. J. Barber, M. J. Crow, and J. S. Milsom, eds., Sumatra: Geology, Resources and Tectonic Evolution. Geological Society Memoirs, v. 31, Geological Society, London, p. 131-141, doi: 10.1144/GSL.MEM.2005.031.01.10 Collot, J.-Y. and Fisher, M. A., 1989, Formation of forearc basins by collision between

seamounts and accretionary wedges: An example from the New Hebrides subduction zone. Geology 17, 930-933.

Delisle, G., and M. Zeibig, 2007. Marine Heat Flow Measurements in Hard Ground Offshore Sumatra. EOS Transactions AGU 88, 38-39.

Deplus, C., Diament, M., Hébert, H., Bertrand, G., Dominguez, S., Dubois, J., Malod, J., Patriat, P., Pontoise, B., and Sibilla, J.-J., 1998. Direct evidence of active deformation in the eastern Indian oceanic plate. Geology 26, 131-134.

DeShon, H. R., Engdahl, E. R., Thurber, C. H., Brudzinski, M., 2005. Constraining the boundary between the Sunda and Andaman subduction systems: Evidence from the 2002 Mw 7.3 Northern Sumatra earthquake and aftershock relocations of the 2004 and 2005 great earthquakes. Geophys. Res. Lett. 32, L24307, doi:10.1029/2005GL024188.

Dominguez, S., Lallemand, S., Malavielle, J., and Schnuerle, P., 1998. Oblique subduction of the Gagua Ridge beneath the Ryukyu accretionary wedge system: Insights from marine observations and sandbox experiments. Mar. Geophys. Res. 20, 383-402.

Engels, M., Barckhausen, U., Gee, J.S., 2007. A new towed marine vector magnetometer:

methods and results from a Central Pacific cruise. Submitted to Geophys. J. Int.

Franke, D., Schnabel, M., Ladage, S., Tappin, D.R., Neben, S., Djajadihardja, Y.S., Müller, C., Kopp, H., Gaedicke, C., 2008. The great Sumatra–Andaman earthquakes —Imaging the boundary between the ruptures of the great 2004 and 2005 earthquakes. Earth Planet. Sci. Lett. 269, 118–130, doi:10.1016/j.epsl. 2008.01.047.

Gaedicke, C., edt., 2006. Cruise Report SO186 Leg 2 SeaCause II, BGR Report, 0125999, 144 pp.

Grevemeyer, I, Tiwari, V.M., 2006. Overriding plate controls spatial distribution of megathrust earthquakes in the Sunda-Andaman subduction zone. Earth Planet. Sci. Lett., 251, 199-208, doi:10.1016/j.epsl.2006.08.021

Hampel, A., Adam, J., Kukowski, N., 2004. Response of the tectonically erosive south Peruvian forearc to subduction of the Nazca Ridge: Analysis of three-dimensional analogue experiments. Tectonics 23, TC5003, doi:10.1029/2003TC001585.

27

Hébert, H., Deplus, C., Diament, M., 1996. Origin of the 90E Ridge and the Investigator Ridge deduced from the analysis of bathymetric and gravimetric data. C. R. Acad. Sci.

Paris, 323, 105-112.

Henstock, T. J., McNeill, L. C., Tappin, D. R., 2006. Seafloor morphology of the Sumatran subduction zone: Surface rupture during megathrust earthquakes? Geology 34, 485-488.

Hilley, G. E., Arrowsmith, J. R., Stone, E., 2001. Inferring segment strength contrasts and boundaries along low-friction faults using surface offset data, with an example from the Cholame-Carrizo segment boundary along the San Andreas Fault, Southern California.

Bull. Seis. Soc. Am. 91(3), 427-440.

IOC, IHO, and BODC, 2003: Centenary Edition of the GEBCO Digital Atlas, published on CD-ROM on behalf of the Intergovernmental Oceanographic Commission and the International Hydrographic Organization as part of the General Bathymetric Chart of the Oceans, British Oceanographic Data Centre, Liverpool.

Kennett, B. L. N., Cummins, P. R., 2005. The relationship of the seismic source and subduction zone structure for the 2004 December 26 Sumatra-Andaman earthquake Earth Planet. Sci. Lett. 239, 1-8.

Kopp, H., and Flueh, E. R., edts., 2006, Cruise Report SO186 Leg 3 Seacause II, IFM-GEOMAR Report, 6, 205 pp.

Krüger, F., Ohrnberger, M., 2005. Tracking the rupture of the Mw=9.3 Sumatra earthquake over 1,150 km at teleseismic distance. Nature 435, doi:10.1038/nature03696, 937-939.

Ladage, S., Weinrebe, W., Gaedicke, C., Barckhausen, U., Flueh, E. R., Heyde, I., Krabbenhoeft, A., Kopp, H., Fajar, S., and Djajadihardja, Y., 2006. Bathymetric survey images structure off Sumatra. EOS 87(17), 165-172.

Laursen, J., Scholl, D. W., von Huene, R., 2002. Neotectonic deformation of the central Chile margin: Deepwater forearc basin formation in response to hot spot and seamount subduction. Tectonics 21(5), 1038, doi:10.1029/2001TC901023.

Liu, C.-S., Curray, J.R. McDonald, J.M., 1983. New constraints on the tectonic evolution of the eastern Indian Ocean. Earth Planet. Sci. Lett., 65, 331-342.

National Geophysical Data Center, 2007, Marine Geophysical Trackline Data, DVD Version 5.0.10, World Data Center for Geophysics & Marine Geology, Boulder.

Peters, K. E., Moldowan J. M., Walters C. C., 2005, The biomarker guide; II, Biomarkers and isotopes in petroleum systems and Earth history. Cambridge University Press, p. 475-1155.

Prawirodirdjo, L, Bock, Y., McCaffrey, R., Genrich, J., Calais, E., Stevens, C., Puntodewo, S.

S. O., Subarya, C., Rais, J., Zwick, P., Fauzi, 1997. Geodetic observations of interseismic strain segmentation at the Sumatra subduction zone. Geophys. Res. Lett. 24(21), 2601-2604.

Royer, J.Y., Sandwell, D. T., 1989. Evolution of the eastern Indian Ocean since late Cretaceous: constraints from Geosat altimetry. J. Geophys. Res. 94, 13755-13782.

Sabaka, T.J., Olsen, N., Purucker, M.E., 2004. Extending comprehensive models of the Earth’s magnetic field with Ørsted and CHAMP data. Geophys. J. Int. 159, 521–547.

Sandwell, D.T., Smith, W.H.F., 1997. Marine gravity anomaly from GEOSAT and ERS-1 satellite altimetry, J. Geophys. Res. 102, 10039-10054.

Schmidt, S. Götze, H.-J., 1998: Interactive visualization and modification of 3D models using GIS functions, Physics and Chemistry of the Earth, 23 (3), 189-295.

28