Разломы роста - это синседиментационные или син-седиментационные разломы растяжения, которые возникают и развиваются на окраинах континентальных плит. [1] Они простираются параллельно пассивным краям с большим количеством отложений . [2] Их плоскость разлома в основном наклоняется к бассейну и имеет длительное непрерывное смещение. На рисунке 1 показан рост разлома с вогнутой восходящей плоскостью разлома, которая имеет большой угол восходящего потока и уплощена у своего основания в зону отрыва или деколлемента . Этот угол постоянно меняется от почти вертикального в области восходящего до почти горизонтального в области нисходящего падения.
Осадочные слои имеют разную геометрию и толщину по разлому. Лежачий бок - в стороне берега от плоскости разлома - имеет безмятежные осадочные слои , которые опускаются мягко к бассейну , а в висячем - на бассейновой стороне плоскости разлома - сбросился и исправные осадочные слои, наклонение к берегу близко к вине и basinward от Это. [3] Эти слои располагаются на эвапорите низкой плотности или сланцевом слое с избыточным давлением, который легко уходит от более высокого давления в зоны с более низким давлением. [3] Большинство исследований, начиная с 1990-х годов, сосредоточено на движущих силах, кинематике и сопутствующих структурах разломов роста, поскольку они полезны при поисках ископаемого топлива, поскольку образуют структурные ловушки для нефти.
Динамика ошибки роста
Созревание дефектов роста - это длительный процесс, который занимает миллионы лет со скоростью скольжения от 0,2 до 1,2 миллиметра в год. [4] [5] Это начинается, когда осадочные толщи откладываются друг на друга над толстым слоем эвапорита (рис. 2). [6] Разрыв роста инициируется, когда слой эвапорита больше не может поддерживать вышележащие последовательности . Более толстая и плотная часть оказывает гораздо большее давление на слой эвапорита, чем тонкая часть. [6] В результате поток внутри эвапоритового слоя инициируется от областей высокого давления к областям низкого давления, вызывая образование гребней под тонкой частью. Также среди этих гребней отмечаются зоны опускания на участках образования более толстых и плотных слоев (рис. 2).
Следовательно, пассивная окраина испытывает неравномерное погружение на континентальном шельфе . [7] И вновь созданные жилые пространства, и толщина вновь отложившихся осадочных слоев выше зон опускания, чем над гребнями роста. Новые добавленные слои толще в подошве, чем в подвесной стене [7] (рис. 2). Эти вариации приводят к увеличению дифференциальной интенсивности нагрузки - неравномерному распределению нагрузки наносов - по шельфу со временем по мере добавления большего количества слоев наносов (рис. 2). Следовательно, скорость увеличения давления на слой эвапорита ниже зоны погружения намного больше, чем скорость увеличения давления на тот же слой эвапорита на гребнях роста. Таким образом, скорость потока внутри эвапоритового слоя постепенно увеличивается по мере увеличения дифференциальной нагрузки (рис. 2). Гребни роста заканчиваются солевым диапиром, когда последовательности зоны погружения привариваются к основанию эвапоритового слоя. [1]
По мере роста разлома вверх он прорезает новообразованные осадочные слои наверху. Следовательно, общее смещение по плоскости разлома неодинаково. [5] Кроме того, самый нижний слой имеет большее смещение, чем самый верхний слой, в то время как смещение промежуточного слоя находится между ними (рис. 2). [1] Поскольку плоскость разлома сливается с деколлементом , опускающийся блок перемещается в сторону бассейна, а смещенный осадочный слой опускающегося блока изгибается близко к плоскости разлома, образуя антиклинали опрокидывания , синтетические и антитезисные разломы. [7] На Рисунке 3 представлена сейсмическая линия с восточно-западного направления в районе Шпицбергена, показывающая нижнюю стенку, висящую стену и геометрию осадочных слоев вокруг плоскости разлома. [8]
Сопровождаемые структуры
Разломы роста состоят из двух блоков. Поднятый вверх блок - нижняя стенка - находится в направлении суши от плоскости разлома, а опускающийся вниз блок - висящая стена - находится в направлении бассейна от плоскости разлома. Большинство деформаций происходит внутри навесной стены. Блок, брошенный вниз, скользит вниз и к бассейну относительно блока, брошенного вверх. Это вызвано дифференциальной нагрузкой вышележащих отложений и высокой подвижностью самого нижнего слоя с низкой плотностью. [7]
В результате осадочные слои обрушиваются, образуя синтетические и противоположные разломы падения-скольжения, которые падают в том же или противоположном направлении от основного разлома роста соответственно или изгибаются, образуя антиклинали опрокидывания вблизи плоскости разлома. [7] Эти структуры обычно образуются одновременно, и считается, что они образовались в результате отложений, заполняющих промежуток, который гипотетически образован движением в сторону бассейна опускающегося блока. [9]
Движущая сила
Основными движущими силами разломов роста являются дифференцированная нагрузка отложений и слои с низкой плотностью - эвапориты или сланцы с избыточным давлением - которые образуются во время или сразу после процесса рифтогенеза . [10] Разломы роста расположены в основном в пределах пассивных краевых осадочных клиньев, где тектонические силы минимальны или отсутствуют. Эти пассивные окраины ежегодно принимают миллионы тонн отложений, которые концентрируются на континентальном шельфе ниже базового уровня и выше областей, где скорость воды больше не поддерживает вес частиц. [11] Эта зона называется центром осадконакопления ( сокращенно депоцентром ) и имеет более высокую нагрузку отложения.
Эвапориты и / или слои сланца под высоким давлением обладают способностью течь из-за их высокой подвижности и низких вязкостных характеристик. Рифтовые зоны частично ограничены и имеют ограниченный доступ к открытым океанам в период рифтинга . на них влияют изменения уровня моря и климатическая изменчивость . [12] Толстые слои эвапоритов образуются из-за непрерывного испарения воды и заполнения рифтового бассейна.
Сланцевые пласты, которые откладываются на стадии рифта-дрейфа, имеют высокую пористость и низкую проницаемость . В нем содержится много жидкости, которая под давлением заставляет весь сланцевый слой превращаться в вязкий, с низкой плотностью и высокой подвижностью слой. Слои сланца с избыточным давлением запускают и инициируют дефекты роста так же, как и слои эвапорита. [6]
Землетрясения возникают в результате высвобождения силы вдоль плоскости разлома роста. [12] В депоцентре «сек точное местоположение непрерывно изменяется из - за эвстатический и относительный уровень моря постоянно меняется , как хорошо. В результате возникает множество различных дефектов роста, когда наносы смещаются в сторону бассейна и суши. [10]
Важность нарушений роста
Разломы роста имеют большое значение для стратиграфии , структурной геологии и нефтяной промышленности . Они учитывают относительные и эвстатические изменения уровня моря и место для размещения новых отложений . [1] Точно так же разломы роста напрямую связаны с проседанием в прибрежных и континентальных районах шельфа . [3] [7] Более того, они объясняют латеральные колебания толщины осадочных толщ по этим разломам. [1] Область подъема на опускающемся блоке является основной целью разведки нефти и газа, поскольку она имеет синтетические и противодействующие разломы и антиклинали опрокидывания . Они считаются структурными ловушками, предотвращающими утечку нефти и газа . [1]
Смещение слоев песка и сланца, происходящее вдоль плоскостей разломов, приводит к контакту слоев песка и сланца друг с другом. Это блокирует поперечные смещения нефти и газа и усиливает вертикальные смещения. [1] [9] На небольшой глубине разломы роста и сопутствующие им синтетические и антитезные разломы считаются вертикальными путями прохождения подземных вод и их перемешивания между различными резервуарами подземных вод. [9] На более глубоких участках эти каналы помогают геологам отслеживать миграцию нефти до их конечных пунктов назначения. [1] Разведка нефти и газа обычно сосредоточена очень близко к этим разломам в нижнем блоке, потому что они рассматриваются как структурные ловушки, предотвращающие утечку нефти и газа.
Будущая работа
Поскольку разломы роста и сопровождающие их структуры контролируют как горизонтальную, так и вертикальную миграцию подземных флюидов, большинство текущих и будущих исследований сосредоточены на построении трехмерных моделей, чтобы понять геометрию и кинематику этих структур. Это позволит раскрыть тайну загрязнения подземных вод из-за перемешивания коллектора и отследить пути миграции нефти и газа.
Рекомендации
- ^ a b c d e f g h Казес, Калифорния; 2004. «Зоны перекрытия, нарушения роста и седиментация: с использованием данных силы тяжести с высоким разрешением, Ливингстон, штат Луизиана». Факультет Университета штата Луизиана и Сельскохозяйственного и механического колледжа при частичном выполнении требований для получения степени магистра наук в Департаменте геологии и геофизики; Университет штата Луизиана, Диссертация »: 147. Цитировать журнал требует
|journal=
( помощь )CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ) - ^ Schlische, RW; Андерс, MH (1996). «Стратиграфические эффекты и тектонические последствия роста нормальных разломов и протяженных бассейнов. В: Берата, К. (Ред.), Реконструкция истории бассейна и расширения диапазона с использованием седиментологии и стратиграфии». Геологическое общество Америки . 303 : 183–203. DOI : 10.1130 / 0-8137-2303-5.183 .
- ^ а б в Doglioni, C .; D'Agostino, N .; Мариотти, Г. (1998). «Нормальные разломы в сравнении с региональной скоростью оседания и седиментации». Морская и нефтяная геология . 15 : 737–750. DOI : 10.1016 / s0264-8172 (98) 00052-X .
- ^ Гальяно, С.М. Кемп, Э.Б. Плетеный, км; Вильтенмут, KS (2003). «Активные геологические разломы и изменение земель на юго-востоке Луизианы». Подготовлено для инженерного корпуса армии США, округ Новый Орлеан. Контракт № DACW 29-00-C-0034 .
- ^ а б Йегер, км; Brunner CA; Кулп, Массачусетс; Фишер, Д .; Feagin e; Шиндлер К.Дж.; Prouhet, J .; Бера, Г. (2012). «Значение разломов активного роста на процессы аккреции болот в нижнем течении реки Чжуцзян, штат Луизиана». Геоморфология . 153–154: 127–143. DOI : 10.1016 / j.geomorph.2012.02.018 .
- ^ а б в Yuill, B .; Lavoie, D .; Рид, ди-джей (2009). «Понимание процессов оседания в прибрежной Луизиане». Журнал прибрежных исследований . 10054 : 23–36. DOI : 10,2112 / si54-012.1 .
- ^ а б в г д е Kuecher, GJ; Робертс Х. Томпсон, доктор медицины; Мэтьюз, И. (2001). «Свидетельства активных разломов роста на равнине дельты Терребоне, южная Луизиана: последствия для утраты водно-болотных угодий и вертикальной миграции нефти». Экологические науки о Земле . 2 (8): 77–94.
- ^ Бьерквик, А.С. (2012). «Сеймический анализ бассейна каменноугольного рифта и бассейнов триасовых разломов на Шпицбергене; анализ сейсмических фаций, влияющих на геометрию бассейна и последовательность слоев роста (докторская диссертация, Норвежский университет науки и технологий». Науки о Земле и нефтяная инженерия .
- ^ а б в Лош, С .; Eglinton, L .; Schoell, M .; Вуд, Дж. (1999). «Вертикальный и боковой поток жидкости, связанный с крупным разломом роста, месторождение Блок 330 Южного острова Юджин на шельфе Луизианы». Американская ассоциация геологов-нефтяников . 83 (2): 244–276.
- ^ а б Verge´s, J .; Marzo, M .; Муньос, Дж. А. (2002). «Пласты роста в условиях форланда». Осадочная геология . 146 : 1–9. DOI : 10.1016 / s0037-0738 (01) 00162-2 .
- ^ Gawthorpe, RL; Фрейзер, AJ; Кольер, REL (1994). «Последовательная стратиграфия в бассейнах растяжения: значение для интерпретации древних насыпей бассейнов». Морская и нефтяная геология . 11 : 642–658. DOI : 10.1016 / 0264-8172 (94) 90021-3 .
- ^ а б Gawthorpe, RL; Лидер, MR (2000). «Тектоно-осадочная эволюция активных бассейнов растяжения». Бассейновые исследования . 12 : 195–218. DOI : 10.1111 / j.1365-2117.2000.00121.x .