Dolomitization of the Lower Ordovician Aguathuna Formation carbonates, Port au Port Peninsula, western Newfoundland, Canada: implications for a hydrocarbon reservoir

The Lower Ordovician Aguathuna Formation (~100 m thick) is formed of shallow-marine carbonates, which constitute the uppermost part of the St. George Group of western Newfoundland. Sedimentation was paused by a major subaerial exposure (St. George Unconformity), which likely developed a significant pore system in the underlying carbonates by meteoric dissolution. The sequence has been affected by multiphase dolomitization that caused complex changes in the rock porosity. The Aguathuna dolomites are classified into three main generations ranging in crystal size between ~4 µm and 2 mm. The occurrence of fabric-retentive dolomicrites implies that dolomitization likely started during the early stages of diagenesis. Although dolomitization is pervasive in the upper part of the formation and significantly occludes the pores, some intervals in the lower part have higher porosity. The development of lower permeable layers overlain by an impermeable (seal) cap suggests a possible potential diagenetic trap. Unlike sabkha deposits, the Aguathuna carbonates do not have evaporite interlayers. Furthermore, the low Sr contents (~96 ppm) and the [δ.sup.18]O values of earlier dolomites (-3.3‰ to -6.9‰ VPDB (Vienna Pee Dee Belemnite)) are also difficult to reconcile with a brine origin. The Sr/Ca molar ratios (0.0067-0.0009), calculated for the earliest dolomitizing fluid, suggest a modified seawater origin, likely mixed sea and meteoric waters. The least radiogenic [sup.87]Sr/[sup.86]Sr values of the earliest dolomite are consistent with those of early Ordovician seawater, which supports an early-stage diagenesis. Petrography, geochemistry, and fluid inclusions of the late dolomites suggest precipitation at higher temperatures (~73-95 °C) in deeper burial environments from hydrothermal solutions. La Formation d'Aguathuna (Ordovicien inferieur), d'une epaisseur ~100 m, est composee de carbonates marins d'eau peu profonde; ces carbonates constituent la partie superieure du Groupe de St. George de l'Ouest de Terre-Neuve. La sedimentation a ete arretee par une exposition subaerienne majeure (discordance de St. George), ce qui a vraisemblablement conduit au developpement d'un important systeme de pores dans les carbonates sous-jacents par dissolution meteorique. La sequence a ete affectee par plusieurs phases de dolomitisation qui ont cause des changements complexes a la porosite de la roche. Les dolomites d'Aguathuna sont classifiees selon trois generations principales dont la dimension des cristaux varie de ~4 µm a 2 mm. La presence de dolomicrites qui retiennent la texture implique que la dolomitisation a probablement debute durant les premieres phases de la diagenese. Bien que la dolomitisation soit penetrante dans la partie superieure de la formation et ait bouche les pores de maniere significative, quelques intervalles dans la partie inferieure ont une porosite plus elevee. Le developpement de couches inferieures permeables sur lequel repose une couche impermeable (un scellement) suggere un potentiel piege diagenetique. Contrairement aux gisements de sebkha, les carbonates d'Aguathuna ne possedent pas de couches interstratifiees d'evaporites. De plus, la faible teneur en Sr (~96 ppm) et les valeurs [δ.sup.18]O des dolomites anterieures (-3.3 to -6.9[par mille] VPDB (<< Vienna Pee Dee Belemnite >>)) sont difficiles a concilier avec une origine saumatre. Les rapports molaires Sr/Ca (0,0067-0,0009), calcules pour le fluide dolomitisant, suggerent une origine d'eau de mer modifiee, probablement un melange d'eau de mer et d'eau meteorique. Les valeurs radiogeniques [sup.87]Sr/[sup.86]Sr moindres de la dolomite la plus ancienne concordent avec celles de l'eau de mer a l'Ordovicien precoce, ce qui supporte une diagenese de stage precoce. La petrographie, la geochimie et les inclusions de fluides des dolomites tardives suggerent une precipitation a partir de solutions hydrothermales a des temperatures plus elevees (~73-95 °C) et dans des environnements d'enfouissement plus profonds.
[Traduit par la Redaction] Introduction The origin and distribution of dolomites in eastern North American Paleozoic reservoirs, particularly in the Ordovician (Arenig) carbonates of St. George Group of western Newfoundland [...]