مقایسۀ تغییرات میزان‌های انباشت رسوب بخش بالایی سازند زاکین از طریق بررسی چینه‌نگاری چرخه‌ای در چاه‌های 2SK-1 و 2SKD-1 میدان گازی سلمان

مقدمه

دونین پسین بازه‌ای کلیدی در تاریخچۀ زمین است که با کاهش چشمگیر غلظت CO₂ مشخص می‌شود (Berner 2006; Pas et al. 2018). یکی از انقراض‌های توده‌ای (پنج بزرگ[1]) در تاریخچۀ زمین دقیقاً پیش از مرز فراسنین- فامنین (دونین پسین) رخ داده است و به نظر می‌رسد میزان این انقراض از میزان انقراض مرز دونین و کربونیفر نیز بیشتر بوده است (McGhee 1996; De Vleeschouwer et al. 2012). تغییراتی ازجمله سطح آب دریا، محیط‌های رسوبی و آبی، حمل‌ونقل رسوب، رسوب‌گذاری و ... که آب‌وهوا آنها را کنترل می‌کند، به‌شکل چرخه‌ای در شاخص‌های سنگ‌شناسی، ژئوفیزیکی و ژئوشیمیایی رخ می‌دهند (Mitchell et al. 2008; Hinnov 2013). در مطالعۀ حاضر برای نخستین‌بار، ردیابی شاخص‌های چرخه‌ای یادشده از طریق بررسی چینه‌نگاری چرخه‌ای^[2] زیرسطحی و با استفاده از داده‌های نگاره‌های گامای طیفی و چگالی برای بخش بالایی سازند زاکین در میدان گازی سلمان انجام شد. چینه‌نگاری چرخه‌ای زیرشاخه‌ای از علم چینه‌نگاری است که به شناسایی، توصیف، انطباق و تفسیر تغییرات چرخه‌ای شکل‌گرفته تحت‌تأثیر چرخه‌های میلانکوویچ در تمام طول تاریخچۀ زمین می‌پردازد؛ همچنین این شاخه از علم چینه‌نگاری با بهره‌گیری از چرخه‌های میلانکوویچ شناخته‌شده در مطالعه‌ها به سن‌گذاری، تفسیر تاریخچۀ رسوبی و برآورد میزان انباشت رسوب^[3] کمک می‌کند (Strasser et al. 2006; Hinnov 2013). مطالعه‌های چینه‌نگاری چرخه‌ای در درجۀ اول بر اثبات وجود چرخه‌های میلانکوویچ در نهشته‌های رسوبی، تعیین زمان‌شناسی زمین^[4]، محاسبۀ میزان انباشت رسوب و تعیین طبقه‌بندی دقیق چینه‌ای تمرکز دارند (Zheng and Luo 2004; Li et al. 2018a; Chen et al. 2019a). نگاره‌های پرتوی گاما، چگالی و القایی با حساس‌بودن به تغییرات چرخه‌ای در رسوبات به‌طور ویژه برای مطالعه‌های چینه‌نگاری چرخه‌ای مفیدند (Worthington 1990; Mitchell et al. 2008; Chen et al. 2019a). چینه‌نگاری چرخه‌ای زیرسطحی با استفاده از داده‌های ژئوشیمیایی، سنگ‌شناسی، نگاره‌های ژئوفیزیکی و به‌ویژه نگاره‌های پرتوی گاما انجام می‌شود؛ به‌طوری‌که اجزای سیگنال این نگاره‌ها سبب تسهیل شناسایی روندهای بسامد بالا و آنومالی‌ها و تغییرات چرخه‌ای مربوط به فراسنجه‌های نجومی[5] (چرخه‌های میلانکوویچ) می‌شوند (Melnyk et.al 1994; Ji-Feng 2008; Zhang et al. 2019). مطالعه‌های چینه‌نگاری چرخه‌ای زیرسطحی که از طریق داده‌های نگاره‌های ژئوفیزیکی ازجمله خانوادۀ نگاره‌های پرتوهای گاما (Molinie and Ogg 1990b; Wonik 2001; Weedon et al. 2004; Baumgarten and Wonik 2015, Zhang et al. 2019)، مقاومت (Golovchenko et al. 1990)، سرعت لرزه‌ای (Jarrard and Arthur 1989)، حساسیت مغناطیسی (Barthes et al. 1999)، چگالی (Bahk et al. 2015)، تخلخل و میکرواسکنر سازندی (Armando et al. 2001; Williams et al. 2002) انجام شده‌اند، موفقیت‌آمیز بوده‌اند. در مطالعۀ حاضر برای بررسی چینه‌نگاری چرخه‌ای زیرسطحی و مقایسۀ میزان انباشت بخش بالایی سازند زاکین در دو چاه 2SKD-1 و 2SK-1 میدان گازی سلمان از نگارۀ SGR و به‌منظور افزایش‌دادن دقت کار از نگارۀ RHOB برای دادۀ شاهد استفاده شد. چرخه‌های میلانکوویچ در بسیاری از حوضه‌های نفتی بر اساس نمونه‌های مختلف آب‌و‌هوایی که برای نمونه، از درجه‌های خاکستری سنگ‌شناسی[6]، حساسیت مغناطیسی و نگاره‌های پرتوی گاما حاصل شده‌اند، ردیابی شده‌اند (Zheng and Luo 2004; Hinnov and Ogg 2007; Mitchell et al. 2008; Abels et al. 2010, Chen et al. 2019a. در سال ۱۹۴۱ میلادی، ریاضی‌دانی صربستانی به نام میلوتین میلانکوویچ توانست نقش خورشید و منظومۀ شمسی را در تحریک تغییرات آب‌وهوایی روی زمین اثبات کند؛ او این کار را با تفسیر کامل ریاضی از تغییرات تابش خورشیدی به‌طور هم‌زمان برای عرض‌های جغرافیایی و فصل‌ها انجام داد (Milankovitch 1941; Hinnov 2013). میلانکوویچ مدت زمان سه فراسنجۀ اصلی مدار زمین پیرامون خورشید را که در تغییرات آب‌وهوای جهانی نقش دارند، محاسبه کرد که به نام‌های حرکت گریز از مرکز محور زمین[7]، حرکت انحرافی محور چرخش زمین[8] و حرکت تقدیمی محور زمین[9] خوانده می‌شوند و به چرخه‌های میلانکوویچ معروفند (Milankovitch 1941; Fletcher 2013). چینه‌نگاری چرخه‌ای سیستم دونین در نقاط مختلف زمین ازجمله جنوب چین (Gong et al. 2001; Chen and Tucker 2003)، فرانسه، مراکش (Ellwood et al. 2011)، کانادا (De Vleeschouwer et al. 2012)، لهستان (De Vleeschouwer et al. 2013)، بلژیک (De Vleeschouwer et al. 2014)، غرب کانادا، ایالات متحدۀ آمریکا، لهستان، بلژیک، چین (De Vleeschouwer et al. 2017)، ایالات متحدۀ آمریکا (Pas et al. 2018) انجام شده است و بسامدهای متفاوت چرخه‌های میلانکوویچ از نهشته‌های این نواحی گزارش شده‌‌اند. در جدول 1، نسبت‌های بسامد چرخه‌‌های میلانکوویچ برخی از این بررسی‌ها در برابر نسبت‌های یافت‌شده در مطالعۀ حاضر نشان داده شده‌اند.

میدان سلمان یکی از میادین نفتی/گازی در شرق خیلج فارس است که دارای مخزن گازی در ناحیۀ زاگرس است (شکل 1). این میدان در فاصلۀ ۱۴۴ کیلومتری جزیرۀ لاوان، نزدیک به مرز آبی ایران و امارات متحدۀ عربی قرار دارد و سه‌چهارم آن در آب‌های ایران و یک‌چهارم آن در آب‌های امارات متحدۀ عربی واقع شده است؛ بخشی از این میدان که در آب‌های امارات متحدۀ عربی قرار دارد، با نام میدان ابوالبوخوش شناخته می‌شود. سازند زاکین، سازندی آواری و در مقطع تیپ در تنگۀ زاکین، کوه فراقان دارای ۲۸۵ متر ضخامت است و از سنگ‌شناسی ماسه‌سنگ و شیل همراه با چند افق دولومیت شکل گرفته است (Ghavidel-Syooki 1999). باتوجه‌به مطالعه‌های گرده‌شناسی که قویدل سیوکی (۱۹۹۹، ۲۰۰۳) دربارۀ گونه‌های پالینومورف (دانه‌های گرده، آکریتارش‌ها، میوسپور‌ها و اسکلوکودونت‌ها) انجام داده، دونین (لوچکووین تا فراسنین) سن سازند زاکین تعیین شده است. سازند زاکین از جنبۀ چینه‌نگاری زیستی به‌طور خاصی به نهشته‌های دونین عربستان سعودی ازجمله سازندهای تاویل، جوف و جبه شباهت دارد و باتوجه‌به اینکه سازندهای یادشده در این کشور سنگ مخزن نفت هستند، سازند زاکین نیز می‌تواند به‌شکل مخازن نفتی یا گازی احتمالی بررسی شود (Aghanabati 2004; Ghavidel-Syooki 1999). این سازند ازنظر طرز قرارگیری چینه‌ای در زون زاگرس و بین دو ناپیوستگی فرسایشی محصور شده و مرز زیرین آن با سازند سرچاهان (سیلورین) و مرز بالایی آن با سازند فراقان (پرمین زیرین) است (Ghavidel-Syooki 1999). در مطالعۀ حاضر، تنها بخش بالایی سازند زاکین یعنی نهشته‌های فراسنین (دونین بالایی) این سازند مطالعه شد (شکل ۲). انباشت رسوب به مقدار رسوب جمع‌شده در رخنمون‌ها، چاه‌ها و توالی‌های رسوبی گفته می‌شود که درنتیجۀ پیشینه‌های تأمین رسوب و فرسایش در محیط رسوب‌گذاری حاصل می‌شود (Pomar and Kendall 2008). برآورد میزان انباشت رسوب از طریق چینه‌نگاری چرخه‌ای یکی از جدیدترین روش‌ها در زمینۀ علم زمین‌شناسی است؛ به‌طوری‌که در این روش، هدف یادشده با استفاده از انواع داده‌ها (ژئوشیمیایی و نگاره‌های ژئوفیزیکی) و با کاربرد نرم‌افزار Acycle v 2.0 (Li et al. 2018a; Li et al. 2019a) و روش‌های تحلیل طیفی تحولی[10] موجود در این نرم‌افزار برآورده می‌شود و مطالعه‌های بسیاری با استفاده از این روش انجام شده‌اند (Li et al. 2018a; Huang and Hinnov 2019; Chen et al. 2019a; Chen et al. 2019b; Zhang et al. 2019; Zhong et al. 2019; Su et al. 2019). در مطالعۀ حاضر، ابتدا چینه‌نگاری چرخه‌ای بخش بالایی سازند زاکین با روش‌های تحلیل طیفی تحولی بررسی و سپس میزان انباشت رسوب در دو چاه مطالعه‌شده برای این بخش از سازند زاکین با دو روش جدید (طیف‌نگار ضریب همبستگی تحولی[11] و طیف‌نگار سطوح معنادار تحولی[12]) مقایسه شد.

جدول ۱- نسبت چرخه‌های میلانکوویچ یافت‌شده در مطالعۀ حاضر و دیگر بررسی‌ها برای سیستم دونین از طریق روش چندکاهنده (MTM)

شکل ۱- موقعیت میدان نفتی/گازی سلمان در خلیج فارس همراه با نقشۀ خطوط هم‌تراز (UGC) چاه‌های مطالعه‌شده (برگرفته از KPE 2015 با ایجاد تغییرات)

شکل ۲- بازه‌های مطالعه‌شده از سازند زاکین (بخش بالایی سازند زاکین) در چاه‌های 2SK-1 و 2SKD-1 میدان گازی سلمان

روش مطالعه

نگاره‌های ژئوفیزیکی چاه‌های نفتی می‌توانند چرخه‌های رسوبی‌ای را که در بخش‌های عمیق سازند دفن شده‌اند و در دسترس نیستند، به‌طور غیرمستقیم ثبت کنند (Yuan et al. 2019). به‌منظور استخراج و درک تغییرات چرخه‌ای[13] و دوره‌ای این نگاره‌ها لازم است داده‌ها با استفاده از روش‌های تحلیل سیگنال رقومی^[14] پردازش شوند (Yuan et al. 2019). روش‌های پردازش سیگنال رقومی که برای مهندسی برق و ارتباطات و ژئوفیزیک (لرزه‌نگاری) ایجاد شده‌اند، ابزاری را ارائه می‌دهند که امروزه برای تحلیل سری‌های زمانی زمین‌شناسی استفاده می‌شود (Kodama and Hinnov 2015). توان طیفی سری‌های زمانی یک متغیر، اساس تحلیل آنهاست که توزیع واریانس سری زمانی (توان) را به‌شکل تابعی از بسامد بررسی می‌کند (Kodama and Hinnov 2015) و در مطالعه‌های چینه‌نگاری چرخه‌ای، تحلیل توان طیفی به سنگ‌بنایی برای شناسایی اجزای دوره‌ای یا شبه‌دوره^[15] تبدیل شده است (Weedon 2003; Li et al. 2019a). توان طیفی را می‌توان با رویکردهای مختلف غیرپارامتری یا پارامتری ارزیابی کرد (Li et al. 2019a). روش‌های طیفی غیرپارامتری که اغلب استفاده می‌شوند، عبارتند از: دوره‌نگار یکنواخت‌شده^[16]، همبستگی‌نگار بلک‌من- توکی^[17] و دوره‌نگار روش چندکاهنده^[18] (MTM) (Weedon 2003; Kodama and Hinnov 2015; Li et al. 2019a). یکی از اهداف مهم چینه‌نگاری چرخه‌ای، تعیین پاسخ این پرسش است که آیا چرخه‌های میلانکوویچ در چرخه‌های رسوبی حفظ شده‌اند یا خیر؟ و این امر به استفادۀ گسترده از دوره‌نگارها به‌ویژه روش تخمین طیفی چندکاهنده (MTM) منجر شده است (Thomson 1982; Li et al. 2019a)؛ به‌این‌ترتیب که به‌منظور اثبات وجود چرخه‌های میلانکوویچ در بخش بالایی سازند زاکین در چاه‌های میدان مطالعه‌شده، دوره‌نگار روش چندکاهنده (MTM) برای نگاره‌های SGR و RHOB در نرم‌افزار Acycle v2.0 (Li et al. 2018) اعمال و از این طریق، نسبت بسامد چرخه‌های میلانکوویچ در هر دوره‌نگار مشاهده و وجود آنها اثبات شد (شکل‌های 3، A و B و 4، A و B). پس‌از نخستین گزارش وجود چرخه‌های میلانکوویچ در نهشته‌های بخش بالایی سازند زاکین در چاه‌های مطالعه‌شدۀ میدان گازی سلمان به روش MTM، دیگر روش‌های تحلیل طیفی تحولی شامل طیف‌نگار تبدیل سریع فوریه[19] و نمایش ‌و ارائه تبدیل موجک[20] که در نرم‌افزار Acycle گنجانده شده است، به‌منظور بررسی ‌تأثیرهای دقیق‌تر این چرخه‌های نجومی روی بخش بالایی سازند زاکین در چاه‌های 2SKD-1 و 2SK-1 میدان گازی سلمان به کار گرفته شدند. پس‌از بررسی چینه‌نگاری چرخه‌ای بخش بالایی سازند زاکین در دو چاه مطالعه‌شدۀ میدان گازی سلمان با استفاده از دو روش نوین موجود در این نرم‌افزار (طیف‌نگار ضریب همبستگی تحولی و طیف‌نگار سطوح معنادار تحولی)، مقایسۀ میزان‌های انباشت رسوب بخش بالایی سازند زاکین در چاه‌های مطالعه‌شدۀ میدان گازی سلمان امکان‌پذیر شد. روش‌های‌‌ ضریب همبستگی تحولی و سطوح معنادار تحولی برای ردیابی میزان‌های انباشت رسوب متغیر در سری‌های زمانی داده‌ها (در مطالعۀ حاضر از سری‌های زمانی داده‌نگاره‌های گامای طیفی برای هر دو چاه استفاده شد) ایجاد شده‌‌اند (Li et al. 2018, Hinnov 2018; Zhang et al. 2019)؛ این روش‌ها با ارزیابی ضریب همبستگی بین توان‌های طیفی نجومی و سری‌های زمانی دادۀ استفاده‌شده، میزان‌های انباشت رسوب را در محدودۀ قابل‌قبول برآورد می‌کنند (Li et al. 2018; Zhong et al. 2019).

نتایج و بحث‌

تحلیل‌ طیفی تحولی برای چینه‌نگاری چرخه‌ای

وجود چرخه‌های میلانکوویچ در رسوبات بخش بالایی سازند زاکین با اِعمال دوره‌نگار روش چندکاهنده (MTM) برای نگاره‌های مدنظر ثابت شد و سپس در طیف‌نگار‌ تبدیل سریع فوریه که هینوف آن را بازبینی کرده است (Kodama and Hinnov 2015)، تأثیرگذاری این چرخه‌ها بر رسوب‌گذاری بخش بالایی سازند زاکین و میزان فراوانی آنها در این بخش از سازند و بخش‌های متفاوتی از طول سازند زاکین در چاه‌های مطالعه‌شده بررسی شد؛ سپس از نمایش ‌و ارائۀ تبدیل موجک برای مقایسۀ پهنه‌های دارای اهمیت آماری زیاد بین سری‌های زمانی استفاده شد (Grinsted et al. 2004) و برای ایجاد ارتباط بین چرخه‌های شناسایی‌شده در سیگنال‌های رسوبی با فراسنجه‌های نجومی نظری[21] از روش نسبت بسامد[22] (Mayer and Appel 1999) استفاده شد؛ گفتنی است عمل درون‌یابی[23] داده‌ها با میزان 152/0 برای منظم‌کردن فاصلۀ داده‌ها انجام شد تا سرعت نمونه‌برداری از داده‌ها دقیق‌تر شود (Li et al. 2018b). پس‌از شناسایی قطعی چرخه‌های میلانکوویچ، آنها به روش فیلترکردن[24] از نگاره‌های SGR دو چاه استخراج شدند؛ زیرا فیلترکردن در چینه‌نگاری چرخه‌ای اجازه می‌دهد چرخه‌ها در دامنۀ چینه‌ای به‌طور دقیق از هم جدا شوند (Pas et al. 2018).

فراسنجه‌های نجومی دونین

چرخه‌های میلانکوویچ به‌جز چرخۀ حرکت گریز از مرکز طولانی‌مدت زمین (E) هیچ‌گاه در طول زمان زمین‌شناسی پایدار نبوده‌اند و مدت زمان آنها همواره درحال نوسان بوده است (Berger and Loutre 1994; Laskar et al. 2004)؛ گفتنی است به‌علت مدارهای پایدار سیاره‌های مشتری و زهره در سرتاسر زمان زمین‌شناسی، طول مدت این چرخه‌های ۴۰۵ هزارساله (E) تقریباً ثابت بوده است (Laskar et al. 2004). چرخۀ حرکت گریز از مرکز کوتاه‌مدت زمین (e) در دونین پسین دارای طول مدت ۱۰۰ هزار ساله بوده است (De Vleeschouwer et al. 2017; Pas et al. 2018)؛ باوجوداین، سرعت چرخش زمین در سیستم دونین به‌طور درخور توجهی سریع‌تر از امروز بوده است و به‌همین‌علت، مدت زمان‌های حرکت انحرافی محور چرخش زمین (O) و حرکت تقدیمی محور زمین (P) کوتاه‌تر پیش‌بینی می‌شود (Waltham 2015)؛ به‌طوری‌که حرکت‌های انحرافی زمین (O)، تقدیمی طولانی‌مدت زمین (P1)، تقدیمی میان‌مدت زمین (P2) و تقدیمی کوتاه‌مدت زمین (P3) دارای طول مدت تقریباً 4/34، 3/21، 2/20 و 38/17 هزار سال بوده‌اند (Waltham 2015).

در مطالعۀ حاضر به‌علت دقت داده‌ها و نبود دادۀ شاهد دیگر (دادۀ چینه‌نگاری زیستی، ایزوتوپی و غیره)، هر نسبت نزدیک به چرخۀ حرکت تقدیمی، چرخۀ حرکت تقدیمی (P) شناخته و 3/21 هزارساله در نظر گرفته شد.

دوره‌نگار روش چندکاهنده (MTM) برای چاه 2SK-1

به‌منظور بررسی سری‌های زمانی داده‌های نگاره‌های مدنظر، دوره‌نگار روش چندکاهنده (MTM) برای آنها در هر دو چاه رسم شد؛ اگر سری‌های زمانی حاوی سیگنال دوره‌ای یا شبه‌دوره‌ای قوی باشند، مدل‌سازی سطوح اطمینان[25] به‌طور خاصی در دقت نمونه‌برداری نسبت‌ها در دوره‌نگارها اهمیت دارد (Mann and Lees 1996; Li et al. 2019b)؛ ازاین‌رو، سطوح اطمینان با ترازهای میانه،۹۰ درصد، ۹۵ درصد و ۹۹ درصد برای هر دوره‌نگار روش چندکاهنده رسم شد و تقریباً همه چرخه‌ها از سطح اطمینان میانه و برخی از ۹۰ درصد به بالا نمونه‌برداری شدند. نسبت چرخه‌های شناسایی‌شده در چاه 2SK-1 در دوره‌نگار چندکاهندۀ نگارۀ SGR عبارتند از: 03/18، 63/5، 6/3، 39/2، 08/2، 58/1 و 2/1 و در دوره‌نگار چندکاهندۀ نگارۀ RHOB عبارتند از: 8/20، 0/4، 11/7، 33/2، 0/2، 48/1 و 31/1 که نزدیک به نسبت چرخه‌های ۲۰:۵:۲:۱ (که به‌ترتیب از چپ به راست نسبت مؤلفۀ‌‌ چرخه‌های E، e، O و P را تشکیل‌ می‌دهد) است (Kodama and Hinnov 2015; Friedrich et al. 2016; Lang et al. 2018; Jin et al. 2019)؛ بر همین اساس، هر نسبت ملاحظه‌شده باتوجه‌به مقدار عددی آن در دوره‌نگار، چرخۀ حرکت گریز از مرکز طولانی‌مدت (E)، چرخۀ حرکت گریز از مرکز کوتاه‌مدت (e)، چرخۀ حرکت انحرافی (O) و چرخۀ حرکت تقدیمی (P) تفسیر شد و این نسبت‌ها در دوره‌نگارهای رسم‌شده برای نگاره‌های SGR و RHOB تطبیق یافتند تا وجود چرخه‌های میلانکوویچ در رسوبات بخش بالایی سازند زاکین در هر دو چاه مشخص شود (شکل ۳ و ۴). در پژوهش حاضر، در همۀ دوره‌نگار‌های روش چندکاهنده (MTM) رسم‌شده برای نگاره‌ها از دو کاهنده (2π) استفاده شد.

دوره‌نگار روش چندکاهنده (MTM) برای چاه 2SKD-1

در این چاه، نسبت‌های 24/18، 08/6، 3/78، 87/2، 38/2 و 55/1 در دوره‌نگار روش چندکاهندۀ (MTM) رسم‌شده برای نگارۀ SGR و نسبت‌های 38/19، 45/6، 43/4، 6/3، 62/2، 83/1، 16/2 و 49/1 در دوره‌نگار روش چندکاهندۀ (MTM) رسم‌شده برای نگارۀ RHOB به دست آمدند که همۀ نسبت‌ها تقریباً با نسبت ۲۰:۵:۲:۱ برابر بودند و از این طریق، هرکدام از نسبت‌های نزدیک بر پایۀ مقدار خود یکی از چرخه‌های میلانکوویچ (E یا e یا O یا P) تفسیر شد (شکل ۴). پس‌از اینکه وجود چرخه‌های میلانکوویچ (و تأثیر آنها بر رسوب‌گذاری بخش بالایی سازند زاکین) از طریق دوره‌نگار روش چندکاهندۀ (MTM) رسم‌شده برای نگاره‌های SGR و RHOB در هر دو چاه تأیید شد، رسوب‌گذاری بخش بالایی سازند زاکین در این دو چاه با کاربرد طیف‌نگار تبدیل سریع فوریه (که هینوف آن را بازبینی کرده است) ازنظر کنترل‌شدن از طریق چرخه‌های میلانکوویچ و میزان فراوانی این چرخه‌ها در عمق‌های متفاوت بررسی شد.

خروجی‌های فیلتر چرخه‌های میلانکوویچ برای نگارۀ SGR در هر دو چاه

چرخه‌های شناسایی‌شده از طریق روش چندکاهنده (MTM) با نرم‌‌افزار QAnalySeries و به‌کاربردن روش فیلترکردن از نگاره‌های SGR هر دو چاه 2SK-1 و 2SKD-1 میدان گازی سلمان استخراج شدند و از طریق این روش، فیلترهای ۴۰۵ هزارساله (E)، ۱۰۰ هزارساله (e)، 4/34 هزارساله (O)، 3/21 هزارساله (P) برای نگاره‌های SGR هر دو چاه رسم شدند (شکل 5، A و 6، A).

شکل ۳- A. دوره‌نگار روش چندکاهندۀ (MTM) رسم‌شده برای نگارۀ SGR در چاه 2SK-1، B. دوره‌نگار روش چندکاهندۀ (MTM) رسم‌شده برای نگارۀ RHOB در چاه 2SK-1؛ با این عمل، نسبت چرخه‌های میلانکوویچ ۴۰۵ هزارساله (E)، ۱۰۰ هزارساله (e)، 4/34 هزارساله، 3/21هزارساله (P) از طریق طیف‌های دوره‌نگار روش چندکاهندۀ (MTM) نگاره‌های SGR و RHOB شناسایی و باهم تطبیق شدند.

طیف‌نگار تبدیل سریع فوریه برای نگاره‌های چاه 2SK-1

در این بخش با استفاده از طیف‌نگار تبدیل سریع فوریه (که هینوف آن را بازبینی کرده است) از روش‌های تحلیل طیفی تحولی، تأثیرگذاری چرخه‌های میلانکوویچ بر بخش بالایی سازند مدنظر را در دو چاه 2SK-1 و 2SKD-1 میدان گازی سلمان بررسی می‌کنیم. گفتنی است تبدیل سریع فوریه، بسامدها و دامنه‌های سینوسی‌ای را برآورد می‌کند که می‌توانند برای بازسازی سری‌های زمانی استفاده شوند؛ درنتیجه، سری‌های زمانی را در دوره‌های «مؤلفه» خود تجزیه می‌کند (Kodama and Hinnov 2015)؛ همچنین با استفاده از طیف‌نگار تبدیل سریع فوریه می‌توان تغییرات چرخه‌های میلانکوویچ را به‌طور دقیق رمزگشایی (Westerhold et al. 2018) و آثار آنها را در رسوب‌گذاری توالی‌های رسوبی و مدت زمان‌های هیاتوس‌های احتمالی شناسایی کرد (Husson et al. 2014). اعمال طیف‌نگار یادشده برای نگاره‌های SGR و RHOB در هر دو چاه سبب آشکارشدن فراوانی و میزان تغییرات چرخه‌های میلانکوویچ در بخش‌های متفاوتی از طول بخش بالایی سازند زاکین شد؛ بر اساس توان‌های طیفی مشاهده‌شده در طیف‌نگار تبدیل سریع فوریۀ رسم‌شده برای نگارۀ SGR در چاه 2SK-1، نوسان‌ها و فراوانی چرخه‌های حرکت گریز از مرکز طولانی‌مدت زمین (E)، حرکت گریز از مرکز کوتاه‌مدت زمین (e)، حرکت انحرافی محور چرخش زمین (O) و حرکت تقدیمی محور زمین (P) و در طیف‌نگار تبدیل سریع فوریۀ رسم‌شده برای نگارۀ RHOB در همین چاه، تغییرات و گسترۀ چرخه‌های حرکت گریز از مرکز طولانی‌مدت زمین (E)، حرکت گریز از مرکز کوتاه‌مدت زمین(e) و حرکت انحرافی محور چرخش زمین (O) شناسایی شدند (شکل ۴، B). همان‌طور که گفته شد و باتوجه‌به اینکه در بررسی حاضر، دادۀ ‌نگارۀ گامای طیفی (SGR) برای بررسی چینه‌نگاری چرخه‌ای در اولویت قرار داشت و از دادۀ ‌نگارۀ چگالی (RHOB) به‌شکل دادۀ شاهد استفاده شد، از طریق توان‌های طیفی مشاهده‌شده معلوم شد رسوب‌گذاری بخش بالایی سازند زاکین در چاه 2SK-1 به‌طور خاصی تحت‌تأثیر چرخه‌های ۴۰۵ هزارساله (E) بوده است؛ زیرا بیشترین توان‌های طیفی مشاهده‌شده در طیف‌نگار تبدیل سریع فوریه به این چرخه مربوط بودند؛ ولی دیگر چرخه‌ها نیز ازجمله چرخه‌های ۱۰۰ هزارساله (e) یا 4/34 هزارساله (O) نیز با شدت تأثیرگذاری کمتر بر رسوب‌گذاری بخش بالایی سازند زاکین اثر داشته‌اند (شکل ۴، B). در آغاز عمق ۴۶۰۵، تأثیرگذاری چرخه‌های e و O نسبتاً بیشتر بوده است که گویای تغییرات شدید احتمالی در میزان رسوب‌گذاری این بخش از سازند (در این بازه) است.

شکل ۴- A. دوره‌نگار روش چندکاهندۀ (MTM) رسم‌شده برای نگارۀ SGR در چاه 2SKD-1، B. دوره‌نگار روش چندکاهندۀ (MTM) رسم‌شده برای نگارۀ RHOB در چاه 2SKD-1

طیف‌نگار تبدیل سریع فوریه برای نگاره‌های چاه 2SKD-1

در طیف‌نگار تبدیل سریع فوریۀ رسم‌شدۀ برای نگاره‌های SGR و RHOB این چاه، فراوانی و میزان تغییرات چرخه‌های حرکت گریز از مرکز طولانی‌مدت زمین (E)، حرکت گریز از مرکز کوتاه‌مدت زمین (e)، حرکت انحرافی محور چرخش زمین (O) و حرکت تقدیمی محور زمین (P) بر اساس توان‌های طیفی ردیابی‌شده شناسایی شدند. در این چاه نیز باتوجه‌به توان‌های طیفی بسیار بالا، بیشترین تأثیرگذاری چرخه‌ای در رسوب‌گذاری بخش بالایی سازند زاکین از طریق چرخۀ حرکت گریز از مرکز طولانی‌مدت زمین (E) انجام شده است (شکل 5، B)؛ به‌علاوه بر پایۀ توان‌های طیفی مشاهده‌شده، چرخه‌های حرکت گریز از مرکز کوتاه‌مدت زمین (e)، حرکت انحرافی محور چرخش زمین (O) و حرکت تقدیمی محور زمین (P) با دامنه‌های بسیار پایین‌تر بر رسوب‌گذاری این بخش از سازند تأثیر گذاشته‌اند (شکل 5، B). در ادامه، این موضوع از طریق طیف‌نگار ضریب همبستگی تحولی به‌طور دقیق‌تر در هر دو چاه بررسی می‌شود.

اعمال نمایش‌ و ارائۀ تبدیل موجک برای نگارۀ SGR در چاه 2SK-1

در نوار فهرست انتخاب نرم‌افزار Acycle با انتخاب گزینۀ سری‌های زمانی و سپس تبدیل موجک و با اصلاح فراسنجه‌های لازم (آغاز محدودۀ زمانی تا نقطۀ پایان محدودۀ زمانی)، نمایش ‌و ارائۀ تبدیل موجک برای نگارۀ SGR این چاه رسم شد و طی آن، با‌توجه‌به توان‌های طیفی بالای مشاهده‌شده (رنگ‌های قرمز پررنگ، کم‌رنگ، نارنجی و زرد)، چرخه‌های حرکت گریز از مرکز طولانی‌مدت زمین (E)، حرکت گریز از مرکز کوتاه‌مدت زمین (e)، حرکت انحرافی محور چرخش زمین (O) و حرکت تقدیمی محور زمین (P) روی نمایش ‌و ارائه مشخص شدند و سپس به‌منظور مقایسۀ دقیق این چرخه‌ها، اجزای دوره‌ای مشاهده‌شده با فیلتر‌های استخراج‌شده از همین نگاره انطباق داده شدند (شکل ۷)؛ با این عمل، پهنه‌های دارای اهمیت آماری زیاد بین سری‌های زمانی با چرخه‌های استخراج‌شده از طریق فیلترها مقایسه و خطوط انطباق لازم برای نهشته‌های بخش بالایی سازند زاکین در این چاه رسم شدند؛ این بازه‌ها اصلی‌ترین تغییرات تدریجی احتمالی در سنگ‌شناسی سازند زاکین (در این چاه) را نشان می‌دهند (شکل ۷).

اعمال نمایش‌ و ارائۀ تبدیل موجک برای نگارۀ SGR در چاه 2SKD-1

نمایش ‌و ارائۀ تبدیل موجک برای نگارۀ SGR در چاه 2SKD-1 اعمال شد و چرخه‌های ۴۰۵ هزارساله (E)، ۱۰۰ هزارساله (e)، 4/34 هزارساله (O) و 3/21 هزارساله (P) روی آن مشخص شدند و خطوط انطباق برای اجزای دوره‌ای مشاهده‌شده در برابر فیلترهای چرخه‌های E، e، O و P رسم شدند؛ این بازه‌ها اصلی‌ترین تغییرات تدریجی احتمالی در سنگ‌شناسی بخش بالایی سازند زاکین (در این چاه) را نشان می‌دهند (شکل ۸).

با انجام روش‌های دوره‌نگار روش چندکاهنده (MTM) و طیف‌نگار تبدیل سریع فوریه (که هینوف آن را بازبینی کرده است) و نمایش‌ و ارائۀ تبدیل موجک به‌ترتیب چرخه‌های میلانکوویچ شناسایی شدند، تأثیرگذاری این چرخه‌ها بر رسوب‌گذاری بخش بالایی سازند زاکین و میزان فراوانی آنها در این بخش از سازند و در بخش‌های متفاوتی از طول بخش بالایی سازند زاکین در چاه‌های مطالعه‌شده بررسی و مقایسۀ پهنه‌های دارای اهمیت آماری زیاد بین سری‌های زمانی و انطباق آنها در برابر فیلترهای چرخه‌های E، e، O و P برای یافتن احتمالی اصلی‌ترین تغییرات سنگ‌شناسی انجام شد و درنهایت از این طریق، چینه‌نگاری چرخه‌ای در دو چاه مطالعه‌شده بررسی شد. همان‌طور که گفته شد پس‌از بررسی چینه‌نگاری چرخه‌ای می‌توان میزان انباشت رسوب بخش بالایی سازند زاکین در دو چاه 2SK-1 و 2SKD-1 را برآورد کرد؛ به این منظور، در نرم‌افزار Acycle با اعمال طیف‌نگارهای ضریب همبستگی و سطوح معنا‌دار تحولی از روش‌های تحلیل طیفی برای نگارۀ SGR در هر دو چاه استفاده شد (Li et al. 2018a; Chen et al. 2019a).

شکل ۵- A. فیلترهای خروجی چرخه‌های میلانکوویچ استخراج‌شده از نگارۀ SGR در چاه 2SK-1 که هرکدام چرخه‌های میلانکوویچ مربوطه را نمایش می‌دهند و یک ستون زمانی که از طریق مدت زمان و شمارش تعداد‌ چرخه‌های میلانکوویچ حاصل شده است، B. طیف‌نگار‌های تبدیل سریع فوریۀ (که هینوف آن را بازبینی کرده است) رسم‌شده برای نگاره‌های SGR و RHOB که با دوره‌نگار روش چندکاهنده (MTM) به‌منظور نشان‌دادن فراوانی و تغییرات چرخه‌های میلانکوویچ و تأثیرگذاری آنها در عمق‌های متفاوت روی رسوب‌گذاری بخش بالایی سازند زاکین در چاه 2SK-1 ترکیب شده‌اند؛ بر اساس توان‌های طیفی مشاهده‌شده، آشکار شد چرخه‌‌های E، e و O تأثیرگذاری بیشتری در رسوب‌گذاری این بخش از سازند زاکین داشته‌‌اند.

شکل ۶- A. فیلترهای خروجی چرخه‌های میلانکوویچ استخراج‌شده از نگارۀ SGR در چاه 2SKD-1 که هرکدام چرخه‌های میلانکوویچ مربوطه را نمایش می‌دهند و یک ستون زمانی که از طریق مدت زمان و شمارش تعداد‌ چرخه‌های میلانکوویچ حاصل شده است، B. طیف‌نگار‌های تبدیل سریع فوریۀ (که هینوف آن را بازبینی کرده است) رسم‌شده برای نگاره‌های SGR و RHOB که با دوره‌نگار روش چندکاهنده (MTM) به‌منظور نشان‌دادن فراوانی و تغییرات چرخه‌های میلانکوویچ و تأثیرگذاری آنها در عمق‌های متفاوت روی رسوب‌گذاری بخش بالایی سازند زاکین در چاه 2SKD-1 ترکیب شده‌اند؛ بر پایۀ توان‌های طیفی مشاهده‌شده، آشکار شد همۀ چرخه‌های میلانکوویچ (E، e، O و P) رسوب‌گذاری بخش بالایی سازند زاکین در این چاه را تحت‌تأثیر قرار داده‌اند.

اعمال طیف‌نگار ضریب همبستگی تحولی و سطوح معنا‌دار تحولی برای نگاره‌های SGR در چاه‌های 2SK-1 و 2SKD-1

طیف‌نگار ضریب همبستگی تحولی با ارزیابی ضریب همبستگی بین توان‌های طیفی و سری‌های زمانی دادۀ استفاده‌شده، میزان انباشت رسوب را برآورد (Li et al. 2018) و با ارزیابی تفاوت‌های بین بسامد چرخه‌های میلانکوویچ (همان توان‌های طیفی قابل‌مشاهده)، برآورد تغییرات در میزان انباشت رسوب را امکان‌پذیر می‌کند (Li et al. 2016 & 2018a & 2019a). در طیف‌نگار سطوح معنا‌دار تحولی و در چارچوب فرضیۀ صفر^[26] (H₀)، وجود بسامد چرخه‌های میلانکوویچ در نظر گرفته نمی‌شود (Li et al. 2018a)؛ این طیف‌نگار مقادیر ضریب همبستگی (توان‌های طیفی مشاهده‌شده) را نمایش می‌دهد که می‌توانند به‌طور تصادفی رخ داده باشند (Li et al. 2018a).

تغییرات میزان انباشت رسوب بخش بالایی سازند زاکین در هر دو چاه را با به‌کاربردن طیف‌نگار‌های یادشده مقایسه می‌کنیم. بر پایۀ مقیاس زمان نجومی^[27] ایجادشده از طریق شمارش چرخه‌ها و احتساب مدت زمان آنها (ستون زمانی موجود در شکل‌های ۵ و ۶) در پژوهش حاضر برای چاه 2SK-1، رسوب‌گذاری سازند زاکین در این چاه طی مدت زمان 7/6 میلیون سال انجام شده است؛ زمانی که با استفاده از مدت‌ زمان‌های شناخته‌شدۀ فراسنجه‌های نجومی (چرخه‌های میلانکوویچ) حاصل شده است و ارتباط بسیار تنگاتنگی با میزان انباشت رسوب در حوضۀ رسوبی مربوطه دارد (Hinnov and Ogg 2007; Kodama and Hinnov 2015). باتوجه‌به اینکه ضخامت بخش بالایی سازند زاکین در این چاه (در مطالعۀ حاضر) 95/53 متر (از عمق 056/4566 تا 056/4620 متر: نقطۀ آغاز و پایان دادۀ نگارۀ SGR) است، انباشت رسوب آن 05/8 متر در هر میلیون سال یا به بیان دیگر، تقریباً 8/0 سانتی‌متر در هر هزار سال پیش‌بینی می‌شود. در چاه 2SKD-1 نیز بر پایۀ مقیاس زمان نجومی ایجادشده از طریق بررسی چینه‌نگاری چرخه‌ای (شکل ۵)، مدت زمان رسوب‌گذاری بخش بالایی سازند زاکین در این چاه 7/7 میلیون سال بوده است. باتوجه‌به اینکه ضخامت بخش بالایی سازند زاکین در چاه 2SKD-1 (در مطالعۀ حاضر) 87/61 متر (از عمق 098/4594 تا 972/4655: نقطۀ آغاز و پایان دادۀ نگارۀ SGR) است و بر اساس زمان رسوب‌گذاری و ضخامت این بخش از سازند در مطالعۀ حاضر، میزان انباشت رسوب آن 03/8 متر در هر میلیون سال یا به‌عبارتی، تقریباً 8/0 سانتی‌متر در هر هزار سال پیش‌بینی می‌شود. در فراسنجه‌های لازم نرم‌افزار Acycle برای ترسیم طیف‌نگار ضریب همبستگی تحولی و سطوح معنا‌دار تحولی برای نگارۀ SGR این چاه نیز از میزان‌های انباشت یادشده استفاده شد. میزان انباشت در هر دو چاه بسیار نزدیک به هم بود، ولی طیف‌نگار‌های ضریب همبستگی تحولی و سطوح معنا‌دار تحولی منحصربه‌فرد رسم‌شده برای نگاره‌های منحصر‌به‌فرد SGR هر چاه، میزان‌های انباشت متفاوتی را در عمق‌های مختلف نمایش دادند (شکل‌های ۹ و ۱۰). بر پایۀ منحنی میزان انباشت رسوب در طیف‌نگار ضریب همبستگی تحولی (شکل 9، A)، میزان انباشت رسوب در چاه 2SK-1 ابتدا روند صعودی و سپس روند ثابت و بعد روند نزولی را طی کرده است. در عمق‌های ۴۶۱۰ و ۴۵۸۰ متری، توان‌های طیفی ضعیفی دیده می‌شوند که می‌توان آنها را هیاتوس احتمالی در نظر گرفت و در عمق‌ ۴۵۹۲ متری در طیف‌نگار سطوح معنا‌دار تحولی نیز توان طیفی ضعیفی مشاهده می‌شود که نشان از هیاتوس احتمالی دارد (شکل ۹). بر اساس منحنی میزان انباشت رسوب رسم‌شده (بر پایۀ توان‌های طیفی بالای مشاهده‌شده) روی طیف‌نگار ضریب همبستگی تحولی نگارۀ SGR چاه 2SKD-1، میزان انباشت رسوب روند تقریباً ثابتی را تجربه کرده است و به‌علاوه، هیاتوس احتمالی نیز در طیف‌نگارهای ضریب همبستگی تحولی و سطوح معنا‌دار تحولی مشاهده نمی‌شود؛ زیرا توان‌های طیفی بالا تداوم نسبتاً پایداری دارند و این به میزان انباشت رسوب پایدار اشاره دارد. کمینه میزان انباشت رسوب بخش بالایی سازند زاکین در چاه‌های 2SK-1 و 2SKD-1 تقریباً 2/0 سانتی‌متر در هر هزار سال برآورد می‌شود، اما بیشینه میزان انباشت رسوب بخش بالایی سازند زاکین در چاه 2SK-1 حدود 8/0 و در چاه 2SKD-1 کمتر و نزدیک به 3/0 سانتی‌متر در هر هزار سال برآورد می‌شود. بر اساس توان‌های طیفی مشاهده‌شده در طیف‌نگار ضریب همبستگی تحولی، رسوب‌گذاری بخش بالایی سازند زاکین در چاه 2SK-1 بیشتر تحت‌تأثیر چرخۀ حرکت گریز از مرکز طولانی‌مدت زمین (E) بوده است و سپس دیگر چرخه‌ها با میزان تأثیرپذیری کمتر در رسوب‌گذاری چرخه‌ای این بخش از سازند ایفای نقش کرده‌اند؛ در مقابل و بر پایۀ توان‌های طیفی ملاحظه‌شده، رسوب‌گذاری بخش بالایی سازند زاکین در چاه 2SKD-1 بیشتر از طریق چرخه‌های حرکت گریز از مرکز طولانی‌مدت زمین (E) و حرکت انحرافی محور چرخش زمین (O) کنترل شده است؛ سهم دیگر چرخه‌ها در رسوب‌گذاری چرخه‌ای بخش بالایی سازند زاکین نسبت به این چرخه‌ها ناچیز است. فراسنجه‌های مداری شرکت‌کننده در تأثیرگذاری بر رسوب‌گذاری بخش بالایی سازند زاکین در هر دو چاه مشابه بوده‌اند و چرخه‌های حرکت گریز از مرکز طولانی‌مدت زمین (E)، حرکت گریز از مرکز کوتاه‌مدت زمین (e)، حرکت انحرافی محور چرخش زمین (O) و حرکت تقدیمی محور زمین (P) در آن تأثیر داشته‌اند (شکل‌های 9، C و 10، C) که با توان‌های طیفی مختلف (رنگ‌های قرمز پررنگ تا آبی پررنگ) در طیف‌نگار‌های ضریب همبستگی تحولی ردیابی می‌شوند (شکل‌های 9، A و 10، A).

شکل ۷- نمایش ‌و ارائۀ تبدیل موجک اعمال‌شده برای نگارۀ SGR در چاه 2SK-1 همراه با خطوط انطباق رسم‌شده در برابر فیلترهای چرخه‌های E، e، O و P. در این نمایش ‌و ارائه، توان‌های طیفی مربوط به چرخۀ حرکت تقدیمی زمین مشاهده می‌شوند؛ درنتیجه، وجود این چرخه قطعی است.

شکل ۸- نمایش ‌و ارائۀ تبدیل موجک اعمال‌شده برای نگارۀ SGR در چاه 2SKD-1 همراه با خطوط انطباق رسم‌شده در برابر فیلترهای چرخه‌های E، e، O و P.

شکل ۹- A. طیف‌نگار ضریب همبستگی تحولی رسم‌شده برای نگارۀ SGR در چاه 2SK-1 و منحنی‌ای که بر پایۀ بیشترین توان‌های طیفی مشاهده‌شده روی آن ترسیم شده است و منحنی میزان انباشت رسوب نام دارد، B. طیف‌نگار سطوح معنا‌دار تحولی ترسیم‌شده برای نگارۀ SGR در چاه 2SK-1 که برخلاف طیف‌نگار ضریب همبستگی تحولی، در این طیف‌نگار بر پایۀ فرضیه صفر (H₀) بسامد چرخه‌های میلانکوویچ اتخاذ نمی‌شود، C. در این تصویر، تعداد فراسنجه‌های مداری (چرخه‌های میلانکوویچ) تأثیرگذار بر رسوب‌گذاری بخش بالایی سازند زاکین (در چاه 2SK-1) نمایش داده شده است (این فراسنجه‌ها با توان‌های طیفی متفاوت در طیف‌نگارهای ضریب همبستگی تحولی مشاهده‌ می‌شوند).

در چاه 2SK-1 نسبت به چاه 2SKD-1 مشاهده شد که گویای وقوع فرایندهای تأثیرگذار پنهان برای ایجاد این تغییرات است.

شکل ۱۰- A. طیف‌نگار ضریب همبستگی تحولی رسم‌شده برای نگارۀ SGR در چاه 2SKD-1 و منحنی‌ای که بر پایۀ بیشترین توان‌های طیفی مشاهده‌شده در روی آن ترسیم شده است و منحنی میزان انباشت رسوب نام دارد، B. طیف‌نگار سطوح معنا‌دار تحولی ترسیم‌شده برای نگارۀ SGR در چاه 2SKD-1، C. در این تصویر، تعداد فراسنجه‌های مداری (چرخه‌های میلانکوویچ) تأثیرگذار بر رسوب‌گذاری بخش بالایی سازند زاکین (در چاه 2SKD-1) نمایش داده شده است (این فراسنجه‌ها با توان‌های طیفی متفاوت در طیف‌نگارهای ضریب همبستگی تحولی مشاهده‌ می‌شوند).