Зонгулдакская котловина - Zonguldak basin

В Зонгулдакская котловина северо-запада индюк единственный бассейн в Турции с добычей каменный уголь депозиты. Его добывают для угля с конца 1800-х годов. Бассейн назван в честь Зонгулдак, Турция, и находится примерно на 41 ° с.ш., он имеет примерно эллиптическую форму с длинной осью, ориентированной примерно с юго-запада на северо-восток, и примыкает к Черное море. В бассейне Зонгулдак выделяются три основных региона: с запада на восток, Армутчук, Зонгулдак и Амасра.[1]

История отложений

Бассейн Зонгулдак претерпел два основных периода отложения. Первый период начался в Палеозой, а вторая началась в Меловой. Отдельные участки отложений в бассейне имели место в период позднего периода. Пермский период сквозь Триасовый а также Последние Юрский.

Палеозойские отложения

Впервые в бассейне Зонгулдак отложения выпали в Ордовик.[2] Отложение начинается с нижнеордовикской свиты Согуксу. Согуксуская свита имеет мощность 700–1100 метров. В основе он состоит из зеленого сланец и песчаник и грубеет вверх до аркосик конгломераты. Формация Айдос нижнего ордовика соответственно залегает на Согуксу. Это конгломерат кварцитовый песчаник и имеет толщину 50–200 метров. Формация Финдикли образовалась в верхнем ордовике, Силурийский, и самый нижний Девонский в бассейне Зонгулдак. Его толщина 300–450 метров. Его фации свидетельствуют о смешанном силикатный -карбонатная шельфовая среда, которая со временем мельчает.

Красные косослоистые песчаники формации Феризли перекрывают мергелевые отложения свиты Фендикли. В оолитовый песчаники содержат железо и железную руду.[2] Формация, как и формация Финдикли, демонстрирует сдвиг в сторону более мелководных сред отложений и сдвиг в области отложений с более высокой энергией. Более молодые отложения феризлинской свиты становятся все более обогащенными карбонат кальция и в конечном итоге уступить место формации Иланьли.[2]

Формация Иланьли Визейский по возрасту и является началом угольных разрезов в бассейне Зонгулдак.[3][4] Иланьли - это доломитовый известняк блок с известковый черные и серые сланцы. Он был депонирован на мелководной морской пассивной окраине. Он соответственно перекрыт формацией Алачаагзи и накопил более 1000 м наносов.[2] Свита Алачаагзи содержит промышленные залежи угля. Состоит преимущественно из косослойного черного цвета. сланцы и илы в нижних частях блока и постепенно становятся сложенными песками, сланцевыми углями и конгломератами по направлению к кровле формации.[3][4] Анализ фаций в формации Алачаагзи позволяет предположить прибрежную среду, включая озерные, речные и веерные отложения.[3]

Соответственно, перекрывая свиту Алачаагзи, расположена свита Козлу. Козлу насчитывает 19 угольных пластов общей площадью 30–32 м.[4] Козлу состоит из сукцессионных конгломератов, отложений песка, ила, ила и угля. Свита Карадон соответственно перекрывает Козлу. Карадон литологически подобен свите Козлу, но содержит меньше угольных пластов. Угловое несогласие охватывает кровлю формации Карадон и колеблется от 46,5 Ма –194 млн лет.[2][5]

Локализованное отложение

Отложение возобновляется в западной части бассейна Зонгулдак с отложением чакразской свиты. Чакраз охватывает верхнюю пермь и нижнюю юру. Несогласно перекрывающая Чакраз формация Иналти. Иналти отложился в верхнюю юрскую эпоху и усечен несоответствие.[5] Карбонаты Иналти представляют собой неглубокую пассивную окраину.[6]

Меловые отложения

В конце мелового периода бассейн Зонгулдака находился примерно на 25 ° с.ш.[6] и испытывал проседание из-за образования задней дуги, Черного моря. В результате на Зонгулдаке происходили отложения от раннего мела до эоцен. Разные авторы представляют разные стратиграфические колонки бассейна Зонгулдак, и в этом анализе предпочтительно будут представлены более современные исследования. Литология, отложившаяся в этот период отложений, включает известняки, аргиллиты, алевролиты и доломиты.[5][6] Альб, 105–100 млн лет, зонгулдакская свита представлена ​​преимущественно известняками с участками доломитизации.[5][7] Соответственно перекрывается альбом, 105–112 млн лет, килимлинской свитой. Килимли состоит из песчаника и углистого песчаника.

Килимли несогласно перекрывают песчаные известняки формации Джемаллер.[7] Несогласие длится не менее 6,5 млн лет, и в бассейне Зонгулдак происходит непрерывное отложение турон-кампана. Джемаллер перекрыт алевролитами и известняками банкойской свиты. Формация Динленс лежит над Джемаллером и состоит из андезиты и андезитовые туффиты. Возможно, что пласты Динленс являются формацией Йемисликей, поскольку они также содержат андезиты и андезитовые туффиты.[5][6] Динленс перекрыт мергелями и известняками алапыской свиты.[7]

Тектоническая история

Палеозой

В среднем палеозое впадина Зонгулдак была частью южной пассивной окраины Лауразийский пластина.[3][8] В течение каменноугольного периода температура поверхности раздела наносов и воды была около 25 ° C, а тепловой поток в бассейн Зонгулдак составлял около 1,3 единицы теплового потока (HFU).[5] Обратный анализ формации Аладжаагзи, самой низкой угленосной формации, достигает максимальной температуры и глубины 100 ° C и 2,4 км соответственно в районе Зонгулдак в течение каменноугольного периода. Точно так же основание свиты Козлу достигает максимальных температур 85, 85 и 100 ° C в регионах Армутчук, Зонгулдак и Амасра соответственно.[9]

Бассейн Зонгулдак был тектонически активным в течение позднего палеозоя, и это сильно повлияло на его структурную историю и историю захоронения из-за Герцинский орогенез. Герцинский орогенез был результатом столкновения континента с континентом между Лавразией и Гондвана. Это столкновение создало множество разломов, складок с востока-северо-востока / запад-юго-запад и наклонило палеозойские отложения.[3][4] Это поднятие котловины ближе к концу Вестфальский, остановили отложение и создали угловое несогласие в кровле свиты Карадон.[2][4][5] Тепловой поток оставался постоянным в бассейне Зонгулдак во время герцинского орогенеза,[5] в то время как поднятие снизило температуры, которые испытывали отложения. Например, в конце перми вершина Алачаагзи была примерно 70 ° C и на 1,6 км ниже поверхности отложений в районе Зонгулдак.

Мезозойский

В течение мелового периода в бассейне Зонгулдак наблюдались общие проседание, рифтинг, и нарушение.[4] Это привело к еще одному периоду отложений в регионе и нарушило угольные пласты. Этот разлом обеспечил путь метеорной воде в угольные пласты.

Вовремя Аптян, Внутрипонтидный океан, океан, разделяющий тектоническую область Западных Понтидов в Турции от континента Сакарья, подвергся субдукции.[6] Это привело к образованию задугового бассейна - Черного моря. Начало этой субдукции отвечает за несогласие между формациями Килими и Джемаллер и знаменует начало Альпид орогенез в регионе.[6] Андезитовые вулканокластические отложения Йемисликай поддерживают субдукцию океанической коры в регионе в это время. Бассейн Зонгулдак смог выдержать отложения после начала альпийского горообразования из-за рифтогенеза в бассейне Черного моря. Рифтинг в Черном море также увеличил поток тепла в бассейн Зонгулдак в меловом периоде. Тепловые потоки достигали 1,5–1,75 HFU, а температура водной поверхности донных отложений составляла около 25 ° C.[5][9]

Кайнозойский

Океан Внутри Понтида прекратил погружение из-за столкновения между ландшафтом Западных Понтидов и местностью Восточных Понтидов. Орогенез аплидов остановил отложение и поднял бассейн Зонгулдак в эоценовую эпоху, начавшуюся 42 млн лет назад.[4][5] Угленосные пласты испытали самые высокие температуры в начале альпийского горообразования. Например, у основания Козлу Фм наблюдались температуры 125, 175 и 140 ° C в районах Армутчук, Зонгулдак и Амасра соответственно.[9]

Альпидские тектонические провинции в Анатолия с севера на юг расположены Понтиды, Анатолиды, Тариды и Пограничные складки. Эти провинции простираются примерно с востока на запад. Впадина Зонгулдак в настоящее время поднимается альпийским орогенезом.[9] К северу от бассейна обнажаются все более старые отложения.

Источник рок

Угли

Битуминозные угли формаций Аладжаагзи, Козлу и Карадон.[10] Свиты Алачаагзи, Козлу и Карадон содержат более 70%, 81% и 81% общего органического углерода (ТОС) соответственно.[7]

Структура

Угли Зонгулдакского бассейна развиваются в среднем по типу III. керогены.[10] Угли зонгулдакского бассейна показывают витринит коэффициенты отражения (Ro) 0,45–1,70%.[9] Hoşgörmez et al. (2002) определили, что угли формации Козлу демонстрируют Ro 1,0–1,2%, что дает им вид угля с высокой летучестью А, битуминозный.[11] Кроме того, углефикации увеличивались с глубиной, и угли становились более ароматными с глубиной.[12] Теплота сгорания углей также увеличивалась с глубиной.

Метан

Два широкомасштабных пути метан Производство, термогенная и биогенная генерация составляют большую часть образования метана в углях.[11] Термогенное производство метана в углях начинается при температуре около 80 ° C и достигает пика около 0,7–1,6% отражательной способности витринита.[11] Биогенное образование метана происходит двумя химически различимыми путями. Эти пути углекислый газ снижение и ацетат ферментация и использование метанола / метила.[11] Обычно биогенное производство происходит на ранней стадии созревания угольного пласта, так как температуры, наблюдаемые в процессе углефикации, достаточно высоки для стерилизации. Угольный пласт может производить метан на более позднем этапе своей истории, если он будет поднят и сломан. Поднятие пластов охлаждает их достаточно для колонизации микробами, а трещины и разломы обеспечивают пути заражения за счет проникновения поверхностных вод.[11]

Угли Зонгулдакского бассейна подверглись сложной осадконакопительной и тектонической истории, что повлияло на генерацию метана в бассейне. Формация Алачаагзи не прошла изотерму 80 ° C до тех пор, пока не была погребена на 25 млн лет.[7] Формация Козлу пережила два разных состояния в течение первых 260 млн лет. Дно пласта Козлу было в основном ниже изотермы 80 ° C, в то время как кровля пласта находилась над ней. С отложением в меловом периоде формация Козлу была погребена под изотермой 80 ° C. Реки Алачаагзи и Козлу были подняты выше 80 ° C около 5 млн лет назад. В этот момент породы были расколоты, и метеорная вода могла заразить систему метаногенными микробами.

Изотопные данные по скважинам в бассейне Зонгулдак позволяют предположить, что метан в первую очередь термогенный по природе. Возможно, некоторое начальное образование микробного метана в угольных пластах или образование произошло после того, как бассейн был поднят и метеорная вода могла проникнуть в пласты. Повторная инокуляция подтверждается свидетельством наличия изотопно более легкого газа вблизи кливажей в угольных пластах.[4]

Сланцы

Богатые органическими веществами сланцы Илани содержат до 7,9% ТОС, а сланцы и алевролиты угленосных пластов могут содержать 2–26% ТОС.[7] Органическое вещество находится в виде керогена II типа. Хотя Илани вошла в газовое окно, изотопные данные предполагают, что большая часть газа в бассейне была получена из угольных месторождений Козлу и связанных с ними сланцев, богатых органическими веществами.[7]

Резюме материнской породы

Преобладающая материнская порода в бассейне Зонгулдак - уголь. Самая плодородная материнская порода - формация Козлу, содержащая наибольшее количество угля и наибольшее количество метана. Это подтверждается значениями Ro, которые предполагают, что термогенная добыча метана в бассейне Зонгулдак была бы высокой. Метан, генерируемый сланцами, может вносить небольшой вклад в общее количество метана, обнаруженного в бассейне, но большая часть происходит из угля. Угольный метан, по-видимому, имеет в основном термогенное происхождение с некоторым биогенным производством.[4][7]

Резервуар

Каменный уголь

Уголь - основная литология коллектора в бассейне Зонгулдак. Уголь, поскольку он твердый углеводород, не может мигрировать. Уголь также является важным литологическим резервуаром метана в бассейне. Метан в угольных пластах в основном находится в сорбированном состоянии, в то время как очень небольшая его часть находится в виде свободного газа.[1] Газ находится в микропористой структуре угля при плотностях, близких к плотности жидкости.[11] Hoşgörmez et al. (2002) подсчитали, что угли бассейна Зонгулак содержат до 12 см3 грамм−1 метана. Кроме того, 90% метана в формации Карадон адсорбируется углем, а 10% находится в виде свободного газа.[1] Общий объем метана угольных пластов в формации Карадон в районе Амасра оценивается в 862,5–2600 миллион кубометров.

Прочие единицы

Доломиты йланской свиты характеризуются как потенциальные резервуары-коллекторы.[7] Пачки песчаника в формациях Алачаагзи, Козлу и Карадон также являются потенциальными коллекторами.[7] Другая формация с хорошими коллекторскими качествами - формация Yemislicay или Dinlence.[5][7] Основание Yemislicay характеризуется красным пелагический известняки прослоены вулканокластическими отложениями.[6]

Уплотнения

Из-за микропористой природы угля, уголь является важным узлом в бассейне Зонгулдак. За пределами угленосных формаций единственной другой формацией, которая может служить уплотнением, является формация Килимли.[7]

Угольные шахты

Угольные шахты включают Угольный разрез Армучук и Угольный разрез Карадон.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c Синайуч, К., и Гюмрах, Ф. (2009) Моделирование извлечения РМЭБ из угольного пласта Амасра в бассейне Зонгулдак, Турция, Международный журнал угольной геологии, 77, 162-174
  2. ^ а б c d е ж Ялчин, М. и Йилмаз, I. (2010). Девон в Турции - обзор. Geologica Carpathica, 61 (3), 235-253
  3. ^ а б c d е Görür, N., Monod, O., Okay, A.I., Sengör, A.M.C., Tüysüz. О., Йигитбаш, Э., Сакинч М., Аккёк, Р. (1997) Палеогеографическое и тектоническое положение каменноугольных отложений западных Понтидов (Турция) в обрамлении Варисканского пояса. Бык. Soc. Géol. Франция, 168 (2), 195-205
  4. ^ а б c d е ж грамм час я Хошгёрмез, Х. (2007). Происхождение и вторичные изменения угольных пластов и прилегающих горных газов в бассейне Зонгулдак, западная часть Черного моря, Турция. Геохимический журнал, 41, 201-211
  5. ^ а б c d е ж грамм час я j k Ялчин М.Н., Шенк Х.Дж., Шефер Р.Г. (1994). Моделирование газообразования в углях бассейна Зонгулдак (северо-запад Турции). Международный журнал угольной геологии, 25, 195-212
  6. ^ а б c d е ж грамм Channel, J.E.T., Tüysüz, O., Bektas, O., and Sengör, A.M.C. (1996). Юрско-меловой палеомагнетизм и палеография Понтидов (Турция). Турция, 15 (1), 201-212
  7. ^ а б c d е ж грамм час я j k л Хошгёрмез, Х., Ялчин, М.Н., Крамер, Б., Герлинг, П., Фабер, Э., Шефер, Р.Г., и Манн, У. (2002). Изотопный и молекулярный состав газа угольных пластов в районе Амасра (бассейн Зонгулдак - западная часть Черного моря). Органическая геохимия, 33, 1429-1439
  8. ^ Гончуоглу, М. и Козлу, Х. (2000). Раннепалеозойская эволюция Северо-Западного Гондвана: данные из южной Турции и окружающих регионов. Исследования Гондваны, 3, 315-324
  9. ^ а б c d е Ялчин М.Н., Инан, С., Гюльбин, Г., Манн, У., и Шефер, Р.Г. (2002). Угли каменноугольного периода бассейна Зонгулдак (северо-запад Турции): влияние на метановый потенциал угольных пластов. Бюллетень Американской ассоциации геологов-нефтяников, 86 (7), 1305-1328
  10. ^ а б Юрум Ю., Бозкурт Д., Ялчин М. (2001). Изменение структуры углей из скважины Козлу К20 Г Зонгулдакской впадины с глубиной залегания: 1. Химическая структура. Источники энергии, 23, 511-520
  11. ^ а б c d е ж Стрэпоч, Д., Масталерц, М., Доусон, К., Макалади, Дж., Каллаган, А.В., Ваврик, Б., Турих, К. и Эшби, М. (2011). Биогеохимия микробного метана угольных пластов. Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 39, 617-656.
  12. ^ Карайигит А.И., Гейер Р.А., Демирель И.Х. (1998). Класс угля и петрография угольных пластов верхнего карбона (Амасра, Турция). Международный журнал угольной геологии, 38, 277-294