Структуры поверхности соли - Salt surface structures

Схема, показывающая вогнутые складчатые пласты, пронизанные соляными структурами. Нижнее изображение показывает поперечный разрез возможной подповерхностной структуры.

Структуры поверхности соли являются продолжением соляная тектоника которые образуются на поверхности Земли, когда либо диапиры или соляные пласты пробивают вышележащие слои. Они могут встречаться в любом месте, где есть солевые месторождения, а именно в кратонных бассейнах, синриф бассейны пассивная наценка и коллизионные поля. Это среды, в которых собирается и испаряется массовое количество воды; оставив после себя соль и прочее эвапориты с образованием осадочных пластов.[1] Когда есть разница в давлении, например, дополнительный осадок в определенной области, соляные пласты - из-за уникальной способности соли вести себя как жидкость под давлением - образуют новые структуры. Иногда эти новые тела образуются субгоризонтально или умеренно. погружение структуры над более молодой стратиграфической единицей, которые называются аллохтонными соляными телами или соляными поверхностными структурами.[1][2]

Соль

Изображение примера среды для отложения солей. Области вероятного отложения показаны сиреневым цветом.

Тектоническая среда

Четыре ключевых условия могут способствовать отложению солей. Эти места позволяют соленой воде собираться и испаряться, оставляя после себя слоистые отложения застывших кристаллов соли. Ниже приведены краткие описания этих сред и несколько примеров.

  1. Сходящиеся границы - области, где двое тарелки столкнуться; если между ними есть вода, существует вероятность испарения и осаждения. В Средиземное море,[3] особенно во время Мессинский кризис солености, является ярким примером.
  2. Рифленые границы / пассивные поля - также известные как расходящиеся границы, эти области начинаются как трещина бассейны, где растяжение разрывает корку. Если этот рифтинг позволяет воде затопить образовавшуюся долину, может произойти отложение солей. Примеры включают Бассейн Кампос, Бразилия, Бассейн Кванза, Западная Африка,[4] и Мексиканский залив.[5]
  3. Кратонные бассейны - в пределах границ континентов отложение соли может происходить везде, где могут собираться водоемы. Даже вдали от океанских источников вода способна растворять и переносить ионы, которые позже могут выпадать в осадок в виде солей, а когда вода испаряется, соли остаются. Примеры таких бассейнов: Южно-Оманский соляной бассейн[6] и Мичиганский бассейн. В прошлом было большое мелкое море, покрывающее большую часть Большие равнины регион США; когда это море высохло, оно создало Стратака депозит теперь добыт в Канзас, среди прочего.

Характеристики

У соли есть две ключевые характеристики, которые делают ее уникальной в тектонической обстановке и важны с экономической точки зрения. Во-первых, соль (и другие эвапориты) пластически деформируются в течение геологического времени и, таким образом, ведут себя как жидкость, а не как жесткая структура.[7] Это позволяет конструкциям с солевыми компонентами легче деформироваться и иметь немного другой вид. Возьмем, например, Аппалачи, которые содержат отложения солей, и скалистые горы, что является аккреционный местность с небольшим количеством соли или без нее. Это также позволяет создавать структурные ловушки для нефти и газа, а также металлов. [8] что делает их востребованными в промышленности. Во-вторых, эвапориты часто менее плотные или более жизнерадостный, чем окружающая порода, что способствует ее подвижности и создает Неустойчивость Рэлея-Тейлора. Это означает, что менее плотное вещество найдет способ подняться через более плотное или от него. В соляной тектонике это происходит тремя способами; первая - это дифференциальная нагрузка, когда соль течет из области с высоким давлением в область с более низким давлением, вторая - это гравитационное распространение, когда соль распространяется вбок под действием собственного гравитационного веса, последняя - тепловая конвекция, где теплее - и, следовательно, меньше плотный - соль поднимается через более холодную и более плотную соль.[9] Это наблюдается только в лабораторных условиях из-за маловероятного появления соляных тел с достаточно большим разбросом температуры.

Истории эволюции

Иллюстрация шести типов пирсинга; черные стрелки показывают силы, действующие на слой соли, белые стрелки показывают реакцию соли на эти силы.

Чтобы первоначально горизонтальные пласты образовали аллохтонные соли, они должны сначала вырваться из своих геологических ограничений. Первая базовая структура может быть сформирована шестью способами:[1]

  1. Реактивный пирсинг - нормальный синрифтинг сброса давления над солевым слоем. Это заставляет соль течь в область более низкого давления, чтобы поддерживать свое равновесие.[10]
  2. Активный пирсинг - соль движется через отложения, где нет структур, которыми можно было бы воспользоваться.[10]
  3. Эрозионный пирсинг - вышележащие отложения размываются, обнажая настоящее соляной купол.
  4. Пробивной удар - местные надвиговые разломы прикладывают силу к соляным пластам, которые движутся по пути наименьшего сопротивления вверх по подошве разлома.
  5. Пластичный пирсинг - не столько «проникающее» движение, сколько местный перепад давления заставляет соль подниматься через более слабые вышележащие отложения. Возникает из-за нестабильности Рэлея-Тейлора, создаваемой низкой плотностью соли.
  6. Пассивный пирсинг - после того, как соляной столб первоначально пробил вышележащие отложения, скорость его подъема соответствует или превышает растущие слои отложений.[10]

Отсюда есть три пути, по которым может идти структура формирующей поверхности: два стержня от основания диапира и третий от основания листа. Лист становится источником тяги, мало чем в отличие от пирсинга толчка, он использует преимущества локальных плоскостей разлома для подъема. Разница между двумя основаниями диапира заключается в том, что одно из них, называемое толчком с пробкой, имеет наверху отстойный колпачок, препятствующий свободному течению соли до тех пор, пока повышающееся давление не заставит ее пройти через колпачок; другой, экструзия с пробкой, не имеет колпачка для осадка и может свободно течь.[2]

Типы поверхностных структур

Как только соляная структура достигает поверхности, ее называют одним из четырех названий; вторжения солончаков, выдавливание, продвижение с открытым носком или продвижение толчка.[1][2] Существует определенный уровень перехода между четырьмя четырьмя, поскольку некоторые процессы, такие как растворение и удаление соли, отложение нового осадка, эрозия и надвиг, могут изменить характеристики между ними.

Вторжение соляного крыла

Вторжения соляных крыльев

Соляные вторжения - это технически подземные сооружения; Обнаруженные в системах укорочения или сжатия, они образуют радиальные соляные клинья между отдельными плоскостями напластования. Однако крышки на них можно стереть, обнажив соль и превратив ее в средство экструзии.[1][11]

Экструзионный прогресс показан в 3D

Экструзионное продвижение

Экструзионное продвижение начинается, когда диапир достигает поверхности земли и обнажается соль. Затем соль распространяется из питателя только под действием гравитационного давления.[1] Это течение имеет два следствия, которые формируют структуру. Во-первых, поскольку верхняя часть соли течет быстрее, чем нижняя, по передней кромке идет фронтальный валик. Во-вторых, соль перекрывает любой осадок, оседающий в то же самое время, заставляя объект подниматься вверх и продвигаться. Со временем часть соли растворяется, оставляя за собой слой примесей и других отложений, толщина этой кровли или осадочной шапки зависит от процентного содержания примесей в соли и скорости осаждения в данной области.[1][11]

Упор или продвижение с близким расположением пальцев в 3D

Продвижение тяги

Надвигающиеся надвиги возвращаются к соляным пластам как их первичной базовой структуре и образуются, потому что соль обеспечивает слабый слой отрыва для систем разломов. При приложении силы в таких системах заглубленный лист будет продвигаться по подвесной стене. В этом типе продвижения есть три движущих процесса; гравитационное давление как солей, так и вышележащих отложений, распространение окраины и общая тектоника плит.[1][11]

С открытым носком

Прогресс с открытым носком в 3D. Широкие стрелки показывают направление движения, тонкие стрелки указывают движение соли.

Прогресс с открытым носком может происходить либо в результате растворения солей в структуре выдавливания, либо в результате выталкивания с пробкой. Они частично скрыты под землей, где только передний край, называемый зацепом, открыт для потока, который контролируется комбинацией гравитационных сил и перепада давления вышележащих отложений. Существует три описанных типа отстойных крыш: синклинальный бассейны - изолированные участки консолидированных отложений, продвигающаяся крыша - растущий слой отложений и прорыв соли - где соли приходилось пробиваться сквозь вышележащие отложения.[1][11]

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм час я Худек, Майкл Р .; Джексон, Мартин П.А. (2007). "Terra infirma: Понимание соляной тектоники". Обзоры наук о Земле. 82 (1): 1–28. Bibcode:2007ESRv ... 82 .... 1H. Дои:10.1016 / j.earscirev.2007.01.001.
  2. ^ а б c Худек, Майкл Р .; Джексон, Мартин П.А. (2006). «Наступление аллохтонных солевых пластов на пассивных окраинах и орогенах». Бюллетень AAPG. 90 (10): 1535–1564. Дои:10.1306/05080605143.
  3. ^ Huguen, C; Chamot-Rooke, N .; Loubrieu, B .; Маскл, Дж. (Март 2006 г.). «Морфология предколлизионного, соленосного аккреционного комплекса: Средиземноморский хребет (Восточное Средиземноморье)». Морские геофизические исследования. 27 (1): 61. Bibcode:2006MarGR..27 ... 61H. Дои:10.1007 / s11001-005-5026-5.
  4. ^ Руби, D; Райяр, Стефан; Гильошо, Франсуа; Буруллек, Рено; Нальпас, Тьерри (2002). «Кинематика системы разломов / плотов роста на западноафриканской окраине с использованием трехмерного восстановления». Журнал структурной геологии. 24 (4): 783. Bibcode:2002JSG .... 24..783R. Дои:10.1016 / S0191-8141 (01) 00108-0.
  5. ^ Пратер, Бельгия (май 2000 г.). «Калибровка и визуализация моделей процесса осадконакопления на склонах над уровнем земли: пример из Мексиканского залива». Морская и нефтяная геология. 17 (5): 619. Дои:10.1016 / S0264-8172 (00) 00015-5.
  6. ^ Амтор, Дж. Э. (2005). «Стратиграфия и седиментология кремнистого коллектора на докембрийско-кембрийской границе: силиклит Аль-Шому, соляной бассейн Южного Омана». ГеоАравия. 10 (2): 89.
  7. ^ Weijermars, D.M .; Джексон, M.P.A .; Вендервилль, Б. (1993). «Реологическое и тектоническое моделирование соляных провинций». Тектонофизика. 217 (1–2): 143. Bibcode:1993Tectp.217..143W. Дои:10.1016/0040-1951(93)90208-2.
  8. ^ Уоррен, Дж. (1999). Эвапориты: их эволюция и экономика. Оксфорд. стр.438. ISBN  978-3-540-26011-0.
  9. ^ Джексон, M.P.A .; Талбот, С.Дж. (1986). «Внешние формы, скорости деформации и динамика солевых структур». Бюллетень Геологического общества Америки. 97 (3): 305. Bibcode:1986GSAB ... 97..305J. Дои:10.1130 / 0016-7606 (1986) 97 <305: ESSRAD> 2.0.CO; 2.
  10. ^ а б c Вендевиль, Британская Колумбия; Джексон, MPA (август 1992 г.). «Подъем диапиров при тонкокожем растяжении» (PDF). Морская и нефтяная геология. 9 (4): 331–354. Дои:10.1016 / 0264-8172 (92) 90047-И.
  11. ^ а б c d Фоссен, Хокон (15.07.2010). Структурная геология. Издательство Кембриджского университета. п. 388. ISBN  978-1-139-48861-7.