Comparative evaluation of rock-eval and elemental analysis to determine organic carbon content in sediment samples

Rock-Eval and Elemental Analysis techniques are widely used in Organic Geochemistry for the determination of the organic content in sediment samples. Both techniques determine the carbon content using thermal treatment and pyrolysis and/or oxidation reactions. Due to the complex nature of the geochemical samples (different mineralogical composition, low organic carbon content, e.t.c) and the differences of their operational principles, disagreements are commonly observed between the analytical results of these techniques. In this work we studied in a systematic manner the performance of both techniques on a common sample set, consisting of immature, poor in organic carbon, sediments. It was demonstrated that both techniques applied on original and acid-treated samples, provide consistent analytical results for carbon content; that has also been showed by its mass-balance calculations showed. Η πυρόλυση Rock-Eval και η στοιχειακή ανάλυση είναι ευρέως διαδεδομένες τεχνικές στην Οργανική Γεωχημεία για τον προσδιορισμό του οργανικού περιεχόμενου σε δείγματα ιζημάτων. Και οι δυο τεχνικές προσδιορίζουν τον περιεχόμενο άνθρακα στα δείγματα χρησιμοποιώντας θερμική επεξεργασία και πυρόλυση ή/και καύση. Εξαιτίας της σύνθετης φύσης των γεωχημικών δειγμάτων (διαφοροποιήσεις στην ορυκτολογική σύσταση, χαμηλή περιεκτικότητα σε οργανικό άνθρακα, κ.λπ.) και των διαφορών στην αρχή λειτουργίας τους, συχνά παρατηρούνται ασυμφωνίες μεταξύ των αναλυτικών αποτελεσμάτων αυτών των τεχνικών. Στην παρούσα δημοσίευση μελετήθηκε με συστηματικό τρόπο η απόδοσή και των δύο τεχνικών σε μια κοινή ομάδα δειγμάτων, που αποτελείται από ανώριμα ιζήματα, φτωχά σε οργανικό υλικό. Αποδείχθηκε ότι και οι δύο τεχνικές, που εφαρμόστηκαν στα αρχικά δείγματα και σε δείγματα που επεξεργάστηκαν με οξύ, παρέχουν συγκρίσιμα αναλυτικά αποτελέσματα για τον περιεχόμενο άνθρακα, όπως έδειξε και ο υπολογισμός του ισοζυγίου μάζας του

Source rock potential of the late Miocene Metochia Formation of Gavdos Island, Greece

Rock-Eval method was used to analyze 53 samples from late Miocene Metochia Formation of Gavdos Island (south of Crete Island) in order to characterize the contained organic matter and to evaluate its potential as source rock. The samples were collected from Metochia Section which consists of about 100 m thick marlssapropels alternations. Organic matter analysis showed that the studied succession could be subdivided into two parts. The lower one, which is generally rich in organic matter and the upper one, which is poor. In the lower part the rich horizons in organic matter are characterized by Kerogen type II, III and IV, with low oxygen content, and with fair to very good potential for gas and/or oil hydrocarbon generation. Additionally, the studied samples are thermally immature. Taking into account that the studied area has never been buried in such a depth to reach conditions of maturation, as well as, that the studied section in Gavdos is connected with Messara basin located in the northeastern and, finally, that the main part of Gavdos basin, which is situated between Gavdos and Crete islands, has continuously encountered subsidence, we could conclude that sediments of Metochia Formation could act as source rocks but in the more deep central part of the Gavdos basin. Key words: Neogene, Rock-eval pyrolysis, Organic matter. Η μέθοδος πυρόλυσης Rock-Eval χρησιμοποιήθηκε για την ανάλυση 53 δειγμάτων από τον Άνω Mειοκαινικό σχηματισμό των Μετοχίων της Γαύδου (νότια της Κρήτης) ώστε να εκτιμηθεί το δυναμικό του ως μητρικό πέτρωμα υδρογονανθράκων. Τα δείγματα ελήφθησαν από την τομή Μετόχια η οποία αποτελείται από μία παχιά ακολουθία, περίπου 100 m, εναλλαγών μαργών-σαπροπηλών. Η ανάλυση του οργανικού υλικού έδειξε ότι η μελετώμενη ακολουθία θα μπορούσε να χωριστεί σε δυο μέρη. Tο κατώτερο το οποίο είναι γενικά πλούσιο σε οργανικό υλικό και το ανώτερο το οποίο είναι φτωχό. Στο κατώτερο τμήμα οι πλούσιοι σε οργανικό υλικό ορίζοντες χαρακτηρίζονται από κηρογόνο τύπου II, III και IV, με χαμηλό περιεχόμενο οξυγόνο, με μέτριο έως πολύ καλό δυναμικό για την παραγωγή αέριων και υγρών υδρογονανθράκων. Επιπρόσθετα, τα μελετώμενα δείγματα είναι θερμικά ανώριμα. Λαμβάνοντας υπόψη ότι η περιοχής μελέτης δεν βρέθηκε σε τέτοιο βάθος ώστε να φτάσει σε συνθήκες ωρίμανσης, ότι η μελετώμενη τομή στην Γαύδο συνδέεται με την ΒΑ ευρισκόμενη λεκάνη της Μεσσαράς και τέλος ότι το κύριο τμήμα της λεκάνης της Γαύδου, το οποίο βρίσκεται μεταξύ Γαύδου και Κρήτης, υπέστη συνεχώς καταβύθιση, μπορούμε να υποθέσουμε ότι τα ιζήματα του σχηματισμού των Μετοχίων θα μπορούσαν να λειτουργήσουν ως μητρικά πετρώματα αλλά στο βαθύτερο κεντρικό τμήμα της λεκάνης της Γαύδου

Source rock potential of the Late Miocene Metochia formation of Gavdos Island, Greece

Η μέθοδος πυρόλυσης Rock-Eval χρησιμοποιήθηκε για την ανάλυση 53 δειγμάτων από τον Άνω Mειοκαινικό σχηματισμό των Μετοχίων της Γαύδου (νότια της Κρήτης) ώστε να εκτιμηθεί το δυναμικό του ως μητρικό πέτρωμα υδρογονανθράκων. Τα δείγματα ελήφθησαν από την τομή Μετόχια η οποία αποτελείται από μία παχιά ακολουθία, περίπου 100 m, εναλλαγών μαργών-σαπροπηλών. Η ανάλυση του οργανικού υλικού έδειξε ότι η μελετώμενη ακολουθία θα μπορούσε να χωριστεί σε δυο μέρη. Tο κατώτερο το οποίο είναι γενικά πλούσιο σε οργανικό υλικό και το ανώτερο το οποίο είναι φτωχό. Στο κατώτερο τμήμα οι πλούσιοι σε οργανικό υλικό ορίζοντες χαρακτηρίζονται από κηρογόνο τύπου II, III και IV, με χαμηλό περιεχόμενο οξυγόνο, με μέτριο έως πολύ καλό δυναμικό για την παραγωγή αέριων και υγρών υδρογονανθράκων. Ε πιπρόσθετα, τα μελετώμενα δείγματα είναι θερμικά ανώριμα. Λαμβάνοντας υπόψη ότι η περιοχής μελέτης δεν βρέθηκε σε τέτοιο βάθος ώστε να φτάσει σε συνθήκες ωρίμανσης, ότι η μελετώμενη τομή στην Γαύδο συνδέεται με την ΒΑ ευρισκόμενη λεκάνη της Μεσσαράς και τέλος ότι το κύριο τμήμα της λεκάνης της Γαύδου, το οποίο βρίσκεται μεταξύ Γαύδου και Κρήτης, υπέστη συνεχώς καταβύθιση, μπορούμε να υποθέσουμε ότι τα ιζήματα του σχηματισμού των Μετοχίων θα μπορούσαν να λειτουργήσουν ως μητρικά πετρώματα αλλά στο βαθύτερο κεντρικό τμήμα της λεκάνης της Γαύδου.Rock-Eval method was used to analyze 53 samples from late Miocene Metochia Formation of Gavdos Island (south of Crete Island) in order to characterize the contained organic matter and to evaluate its potential as source rock. The samples were collected from Metochia Section which consists of about 100 m thick marlssapropels alternations. Organic matter analysis showed that the studied succession could be subdivided into two parts. The lower one, which is generally rich in organic matter and the upper one, which is poor. In the lower part the rich horizons in organic matter are characterized by Kerogen type II, III and IV, with low oxygen content, and with fair to very good potential for gas and/or oil hydrocarbon generation. Additionally, the studied samples are thermally immature. Taking into account that the studied area has never been buried in such a depth to reach conditions of maturation, as well as, that the studied section in Gavdos is connected with Messara basin located in the northeastern and, finally, that the main part of Gavdos basin, which is situated between Gavdos and Crete islands, has continuously encountered subsidence, we could conclude that sediments of Metochia Formation could act as source rocks but in the more deep central part of the Gavdos basin

Sedimentation processes and palaeographic evolution of Makrilia Pliocene deposits, SE Crete.

Η λεπτομερής ιζηματολογική ανάλυση των αποθέσεων της τομής Μακρυλιά, έδειξε την ύπαρξη τουλάχιστον 5 κύκλων ιζηματογένεσης με αυξανόμενο προς τα πάνω κοκκομετρικό μέγεθος που αναπτύχτηκαν σε ένα περιβάλλον υφαλοκρηπίδας. Η κύρια λιθολογία είναι αμμούχος πηλός και τα ιζήματα μεταφέρθηκαν ως ομογενές αιώρημα. Το ποσοστό του ανθρακικού ασβεστίου είναι χαμηλό και τείνει αυξανόμενο προς τα πιο αδρομερή κλάσματα. Οι μετρήσεις του οργανικού υλικού έδειξε την παρουσία αρκετών δειγμάτων με αυξημένο οργανικό υλικό προτείνοντας την ύπαρξη εν δυνάμει μητρικών πετρωμάτων για την γένεση υδρογονανθράκων. Η σχέση μεταξύ του ανθρακικού ασβεστίου και οργανικού υλικού είναι κύρια αρνητική προτείνοντας ανοξικές συνθήκες. Η βιοστρωματογραφική ανάλυση έδειξε Πλειοκαινική ηλικία των ιζημάτων που αποτέθηκαν σε εναλλασσόμενες οξικές – ανοξικές συνθήκες. Από τα παραπάνω αποτελέσματα και περνώντας υπόψη τα υπάρχοντα αποτελέσματα τωνιζημάτων που περιβάλλουν την περιοχή μελέτης φαίνεται πως οι μελετηθείσες αποθέσεις συγκεντρώθηκαν σε μια ρηχή με ήσυχα νερά ενδο-ορεινή λεκάνη στα περιθώρια της κύριας λεκάνης της Ιεράπετρας.Detailed sedimentological analysis in Makrylia cross-section deposits showed at least five coarsening-upward cycles that were developed in a shelf environment. The main lithology is sandy silt and the sediments were transported as homogenous suspension in a low energy environment that deposited in a shallow water basin. The content of calcium carbonate (CaCO3) is low and tends to increase to the coarsegrained clasts. Organic carbon (TOC) measurements showed the presence of many samples with high content in TOC suggesting potential hydrocarbon source rocks. There is mostly a negative correlation between CaCO3 and TOC introducing generally anoxic conditions. Biostratigraphic analysis showed that the studied deposits are of Pliocene age that were precipitated in alternating conditions of oxic- anoxic events. According to the above results and taking into account previous results from the surrounding sediments it seems that the studied deposits accumulated in a shallow, low energy, intra-mountain basin at the margins of the main Ierapetra basin

THE OLVIOS, RETHIS AND INACHOS DRAINAGE SYSTEM EVOLUTION AND HUMAN ACTIVITIES INFLUNCE OF THEIR FUTURE EVOLUTION

Olvios, Rethis and Inachos Rivers are multistory drainage systems that occur in Northern Peloponnesus, and at the present day they have and a reversed, North to South, flow element. Dervenios, Skoupeikos and Fonissa Rivers are the misfit streams of Olvios and revealed as juvenile streams and discharge to the Corinth gulf. Agiorgitikos River is the misfit stream of Rethis River and Seliandros River is the juvenile stream. Asopos, Nemeas and Rachiani Rives are the misfit streams of Inachos River and they also discharge to the Corinth gulf. Asopos River characterized as re-established stream. Physical factors such as tectonic regime (active and inactive faults), lithology, erosion and distance from the source influenced the three drainage systems evolution and could be influence them also in the future. The increase of human activities both in their southern parts and in the distal parts close to the coast could be change the physical evolution of the studied drainages, producing a new wind gap in the coastal area and a lake or a lagoon backwards of the coastal area, destroying villages and towns