Lithofacies and paleoenvironments of the Upper Devonian and Lower Mississippian Bakken Formation, Williston Basin

摘要

La formation Bakken du Dévonien supérieur - Mississipien inférieur, dans le bassin de Williston, est constituée des membres suivants: 1) un Membre inférieur composé de schiste argileux noir; 2) un Membre moyen composé de schiste argileux gris et de grès; et 3) un Membre supérieur composé de schiste argileux noir. Neuf lithofaciès ont été identifiés; un schiste argileux qui caractérise les membres inférieur et supérieur, et huit autres lithofaciès de schiste argileux gris et de grès dans le Membre moyen. Le schiste argileux noir hémipélagique des membres inférieur et supérieur furent déposés dans un milieu marin distal en eau profonde (> 200 m), dans des conditions de fond stagnantes qui sont caractérisées par: 1) des eaux de fond tranquilles remuées périodiquement par des courants de fond lents; 2) un faible taux de sédimentation clastique; et 3) un substratum privé de microfaune benthique à cause de l'état anoxique des eaux de fond contenant des concentrations élevées et probablement toxiques d'hydrogène sulfuré en solution. Les schistes argileux et les grès du Membre moyen de la formation Bakken s'accumulère dans un milieu marin en eau peu profonde au large des côtes (10-200 m), et dans un environnement de zone infratidale inférieure, moyenne et supérieure (< 10 m). Les empreintes fossiles dans le Membre moyen suggèrent un ichnofaciès de Nereites et Cruziana changeant graduellement en ichnofaciès de Skolithos, ce qui soutient l'interprétation d'un ancien milieu marin d'eau peu profonde. Le dépôt de trois membres distincts de la formation Bakken reflète des changements importants dans la profondeur de l'eau dans le Bassin de Williston, qui résulte des changements relatifs dans le niveau marin.%The Upper Devonian to Lower Mississippian Bakken Formation, Williston Basin, consists of: 1) a black mudstone Lower member; 2) a gray mudstone and sandstone Middle member; and 3) a black mudstone Upper Member. Nine lithofacies are recognized; a black mudstone that characterizes the Lower and Upper members and eight remaining gray mudstone and sandstone lithofacies from the Middle member. The hemipelagic black mudstone of the Lower and Upper members accumulated in a distal deep water (> 200 m) marine environment under stagnant bottom conditions characterized by: 1) quiescent bottom waters periodically disturbed by slow moving bottom currents; 2) a slow rate of clastic sedimentation; and 3) a substrate devoid of benthic macrofauna due to anoxic bottom waters containing elevated, probably toxic, concentrations of dissolved hydrogen sulfide. Mudstones and sandstones of the Middle Bakken Member accumulated in a shallow marine environment in offshore (10-200 m deep) and lower, middle and upper shoreface (< 10 m) settings. Trace fossils in the Middle member reflect a Nereites and Cruziana ichnofacies grading to Skolithos ichno-facies which support a shallow marine paleoenvironment interpretation. Deposition of three distinctive Bakken members reflects significant changes in water depth within the Williston Basin as a result of relative changes in sea level.