General Constraints on Extensive Pervasive Dolomitization -- and their Application to the Devonian Carbonates of Western Canada

ABSTRACT Pervasive dolomitization, resulting in replacive dolostones, can take place in many diagenetic environments ranging from subaerially exposed to deep subsurface. The maximum extent of dolomitization in these environments is variable because of variations in the chemical composition of the fluids and the flow parameters. Extensive pervasive dolomitization probably occurs only in shallow subtidal and certain subsurface environments. The extent of pervasive dolomitization of the Devonian carbonate buildups and platforms of western Canada is variable. Examples of the lack of pervasive dolomitization are the Golden Spike and most Swan Hills buildups. Examples of partial pervasive dolomitization are the margins of the Miette buildup and the Slave Point platform. Examples of extensive, pervasive dolomitization are the Nisku buildups in west-central Alberta and the Leduc Rimbey-Meadowbrook reef trend. Although in most cases reliable petrographic and geochemical data are not available, it seems clear that pervasive dolomitization of these carbonates took place in the subsurface. In the case of Miette, pervasive dolomitization took place during burial and was probably caused by fluids derived from the adjacent and underlying strata. The cause of dolomitization of the Slave Point platform margin is speculative. The Nisku buildups of west-central Alberta were dolomitized by chemically modified seawater, derived probably from the adjacent and underlying strata and funnelled and deflected by syncompactional faulting. The Rimbey-Meadowbrook reef trend was probably dolomitized by fluids derived near the downdip- (SSW-) part of the trend that migrated several hundred kilometres within the margin of the underlying Cooking Lake platform, which was also pervasively dolomitized. However, the roles of other subsurface flow regimes, such as topography-driven flow or thermal convection, are not clear in any of these cases. LA DOLOMITISATION PENETRANTE DES ROCHES CARBONATEES DEVONIENNES DE L'OUEST CANADIEN RESUME La dolomitisation penetrante, dont resultent des dolomies de remplacement, peut avoir lieu dans plusieurs milieux diagenetiques, du subaerien a la subsurface profonde. L'etendue maximale de la dolomitisation varie dans ces milieux, a cause des changements dans la composition chimique des fluides et dans les parametres de l'ecoulement. Une dolimitisation etendue et penetrante se produit probablement seulement dans le milieu infratidal peu profond et dans certains milieux de la subsurface. L'etendue de la dolimitisation penetrante des masses recifales et des plateformes de roches carbonatees Devoniennes dans l'ouest Canadien est variable. Des exemples du manque de dolomitisation penetrante sont les masses recifales Golden Spike et la plupart des masses recifales Swan Hills. Des exemples de dolomitisation penetrante partielle sont les bords de la masse recifale Miette et la plateforme Slave Point. Des exemples de dolomitisation penetrante etendue sont les masses recifales Nisku dans l'ouest de l'Alberta centrale et la direction des recifs Rimbey-Meadowbrook de la formation Leduc. Quoique des donnees petrographiques et geochimiques fiables ne sont pas disponibles dans la plupart de ces cas, il parait evident que la dolomitisation de ces roches carbonatees eut lieu dans la subsurface et fut produite par des fluides provenant du bassin. Dans le cas de Miette, la dolomitisation penetrante eut lieu durant l'enfouissement, et fut causee par des fluides engendres par la compaction et provenant des sediments adjacents et sous-jacents. La cause de la dolomitisation de la marge de la plateforme Slave Point est source de speculation. Les masses recifales Nisku dans l'ouest de l'Alberta centrale furent dolimitisees par de l'eau de mer chimiquement modifiee provenant probablement des strates adjacents et sous-jacentes, et canalisee et detournee par des failles synchronisees avec la compaction. La direction des recifs Rimbey-Meadowbrook fut probablement dolimitisee par des fluides provenant des environs de la partie en avalpendage (sud sud-ouest) de la direction des recifs, et qui circulerent sur une distance de plusieurs centaines de kilometres a travers la marge de la plateforme Cooking Lake sous-jacente, qui fut aussi dolomitisee de facon penetrante. Par contre, le role d'autres regimes d'ecoulement dans la subsurface, comme l'ecoulement du a la topographie ou la convention thermique, n'est pas clair dans aucun de ces cas. Traduit par Marc Charest End_Page 143------------------------