Saturs
- Kas ir sāls kupols?
- Sāls deformācija zem spiediena
- "Blīvuma nepareizs priekšstats"
- Cik blīvumam var nebūt nozīmes
- Cik lielas ir sāls kupenas?
- Pirmais sāls kupolu eļļas atklājums
- Sāls novietņu ekonomiskā nozīme
- Naftas un dabasgāzes rezervuāri
- Sēra avots
- Sāls ražošana
- Pazemes krātuves
- Atkritumu izvešana
- Kur rodas sāls kupoli?
Jura vidus sāls: Šajā šķērsgriezumā ir redzamas Austrumu Teksasas baseina ieži starp Oklahomas un Teksasas robežu (kreisajā pusē) un Meksikas līča piekrasti (labajā pusē). Violetā klinšu vienība ir Jura vidus sāls, klinšu vienība, kurai ir iespēja plūst zem spiediena. Sāli pārklāj tūkstošiem pēdu nogulšņu, kas uz sāls virsmas rada milzīgu spiedienu un izraisa tā plūsmu. Daudzās vietās sāls ir iekļuvis augšējos nogulumos. Tas ir izveidojis mazus pilskalnus vai augošas sāls kolonnas, kas var būt tūkstošiem pēdu garš. Sāls kolonnas un mazākus pilskalnus sauc par "sāls kupoliem". USGS attēls.
Sāls kupols: Sāls kupola karikatūra, kurā redzama caurduršana caur divām klinšu vienībām un klinšu vienības deformācija tieši virs. Kupola augšanu nodrošina sāls migrācija kupolā no apkārtējām teritorijām. Sāls migrē kupolā, jo to saspiež pārklājošo nogulumu svars.
Kas ir sāls kupols?
Sāls kupols ir pilskalns vai sāls kolonna, kas augšpusē ir iekļuvis augšējos nogulumos. Sāls kupoli var veidoties nogulumiežu baseinā, kur biezu sāls slāni pārklāj jaunāki ievērojama biezuma nogulumi. Ja apstākļi atļauj, sāls kupoli var pacelties tūkstošiem pēdu virs sāls slāņa, no kura tie sāka augt. Piemērs ir parādīts ilustrācijā.
Attēlā lapas augšdaļā purpursarkano iežu vienība (Js) sākotnēji bija sāls slānis. Tas ir sāls avots vairākām sāls kolonnām un vairākiem mazākiem sāls pilskalniem, kas ir ielauzušies virsū esošajās vienībās.
Sāls kupolu attīstība var deformēt iežu vienības slazdos, kas satur naftu un dabasgāzi. Tos bieži iegūst kā sāls un sēra avotus. Sāls necaurlaidīgais raksturs var padarīt tos par nozīmīgiem bīstamo atkritumu pazemes glabāšanas vai noglabāšanas vietām.
Sāls deformācija zem spiediena
Atšķirībā no vairuma citu nogulšņu veidiem sāls spēja mainīt formu un plūsmu, ja tas tiek pakļauts pietiekamam spiedienam. Lai izveidotu sāls kupolu, spiedienam uz sāli jābūt pietiekami lielam, lai tas varētu iekļūt augšējos nogulumos. Spiedienam jābūt pietiekami lielam, lai pārvarētu vairākus šķēršļus. Tajos ietilpst slīdošo slāņu svars, pārklājošo slāņu izturība, berzes spēki un smaguma spēks, kas pretojas pacēlumam.
Divi spiediena avoti, no kuriem veidojas sāls kupoli, ir augšējo nogulumu spiediens uz leju un tektoniskās kustības sānu spiediens.
Ja nogulumu virspusē izveidojas vājuma vai nestabilitātes zona, sāls, kas atrodas zem atbilstoša spiediena, var tajā iekļūt. Vājumu var izraisīt pagarinājuma lūzumi, jaunattīstības pretlīnija, vilces kļūme vai ieleja, kas virs Zemes virsmas ir iedragāta.
Tiklīdz sāls sāk plūst, to var turpināt, kamēr spiediens uz sāli ir pietiekami augsts, lai pārvarētu pretestības spēkus. Plūsma apstāsies, kad sāls būs pieaudzis līdz augstumam, kur pastāv līdzsvara apstākļi.
"Blīvuma nepareizs priekšstats"
Daudzi sāls kupolu skaidrojumi liek domāt, ka sāls kupola veidošanās dzinējspēks ir mazāks sāls blīvums, salīdzinot ar klājošo klinšu vienību blīvumu. Tas ir nepareizs priekšstats.
Nogulsnēšanās laikā virs sāls esošie moliskie nogulumi nav sablīvēti, tajos ir ievērojams poru laukums un zemāks blīvums nekā sālim. To blīvums nepārsniedz sāls blīvumu, līdz tie ir dziļi aprakti, cieši sablīvēti un daļēji litificēti. Līdz tam laikam tie vairs nav mīksti nogulumi. Tās ir kompetentas klinšu vienības, kas var būt šķēršļi sāls iekļūšanai.
Svars pret blīvumu: Gaisa blīvums ir gandrīz niecīgs. Tomēr atmosfēras gaisa kolonna sver pietiekami, lai gandrīz ar metru uz augšu stikla vakuuma cauruli varētu virzīt ar ļoti blīva dzīvsudraba kolonnu.
Cik blīvumam var nebūt nozīmes
Dzīvsudraba barometrs parāda, kā blīvumam var nebūt nozīmes. 1643. gadā Evangelista Torricelli stikla cauruli, kas bija noslēgta vienā galā, piepildīja ar dzīvsudrabu. Pēc tam viņš to stāvēja dzīvsudraba baseinā, turot vienu galu iegremdētu. Pēc tam, kad caurule bija stāvus stāvoklī, atmosfēras svars uz dzīvsudraba virsmas nodrošināja pietiekamu spiedienu, lai atbalstītu dzīvsudraba kolonnu gandrīz viena metra augstumā. Dzīvsudrabs paaugstināsies un nokristos caurulē, mainoties atmosfēras spiedienam.
Dzīvsudraba barometra gadījumā blīvuma starpība starp dzīvsudrabu mēģenē un apkārtējā gaisa blīvumu ir milzīga. Bet atmosfēras svars ir pietiekami augsts, lai atbalstītu dzīvsudraba kolonnu.
Sāls kupola gadījumā tūkstošiem pēdu nogulumu, nospiežot uz ģeogrāfiski plašu sāls vienību, var nodrošināt pietiekami daudz enerģijas, lai izveidotu sāls kupolu.
Arktikas sāls kupoli: Divu sāls kupolu satelītattēls, kas izcēlās uz Melvilas salas virsmu Kanādas ziemeļos. Kupoli ir apaļas baltas krāsas iezīmes, ko ieskauj pelēks iezis. Katrs no tiem ir apmēram 2 jūdzes pāri. Salu ieskauj jūras ledus. Sāls var saglabāties virspusē aukstā un sausā klimatā. NASA attēls. Palielināt attēlu
Cik lielas ir sāls kupenas?
Sāls kupoli var būt ļoti lielas struktūras. Sāls serde ir no 1/2 jūdzes līdz 5 jūdzēm pāri. Sākotnējās iežu vienības, kas kalpo par sāls avotu, parasti ir no vairākiem simtiem līdz dažiem tūkstošiem pēdu biezas. Sāls kupoli paceļas no dziļuma starp 500 un 6000 pēdām (vai vairāk) zem virsmas. Viņi parasti nesasniedz virsmu. Ja viņi to izdarīs, var veidoties sāls ledājs.
Meksikas līča sāls kupoli: Meksikas līča grīdas reljefa karte pie Luiziānas dienvidaustrumu krasta. Sarkanā un oranžā krāsa attēlo seklu ūdeni; zils apzīmē dziļāku ūdeni. Apaļās plakanās struktūras ir virszemes sāls kupolu izpausmes. Attēls no programmas NOAA Okeanos Explorer. Palielināt attēlu
Pirmais sāls kupolu eļļas atklājums
Sāls kupoli bija gandrīz nezināmi, līdz 1900. gadā Spindletopa kalnā netālu no Bumontas, Teksasā tika urbts un 1901. gadā pabeigts izpētes naftas urbums. Spindletops bija zems kalns ar apmēram 15 pēdu lielu reljefu, kur apmeklētājs varēja atrast sēra avotus un dabasgāzes notekas.
Apmēram 1000 pēdu dziļumā urbums iekļuva zem spiediena esošā naftas rezervuārā, kas no urbuma izmeta urbšanas instrumentus un aplej apkārtējo zemi ar jēlnaftu, līdz aku varēja nonākt kontrolē. Sākotnējā ieguve no urbuma bija vairāk nekā 100 000 barelu jēlnaftas dienā - lielāka raža nekā jebkurš iepriekšējais urbums jebkad bijis.
Spindletop atklājums aizdedzināja urbšanas šprici līdzīgām konstrukcijām visā Persijas līča krasta apgabalā. Daži no šiem urbumiem skāra eļļu. Šie atklājumi motivēja ģeologus uzzināt par zemāk esošajām struktūrām, kurās atradās tik milzīgs daudzums naftas.
Rūpīga urbuma datu pazemes kartēšana un vēlāk seismisko pētījumu izmantošana ļāva ģeologiem atklāt sāls kupolu formu, izstrādāt hipotēzes par to veidošanos un izprast viņu lomu naftas izpētē.
Persijas līča sāls kupols: Sir Bani Yas sala Persijas līcī Apvienoto Arābu Emirātu rietumu krastā. Sala ir pilskalns, kuru uz augšu uzaudzis sāls kupols. Kupols ir salūzis pa salas virsmu, un salas centrā ir redzams apaļais kupola kodols. NASA Zemes observatorijas attēls. Noklikšķiniet, lai palielinātu attēlu
Sāls novietņu ekonomiskā nozīme
Sāls kupoli kalpo kā naftas un dabasgāzes rezervuāri, sēra avoti, sāls avoti, pazemes naftas un dabasgāzes krātuves un bīstamo atkritumu apglabāšanas vietas.
Naftas un dabasgāzes rezervuāri
Sāls kupoli ir ļoti svarīgi naftas rūpniecībai. Pieaugot sāls kupolam, vāciņš, kas atrodas virs tā, ir izliekts uz augšu. Šis vāciņš var kalpot kā naftas vai dabasgāzes rezervuārs.
Pieaugot kupolam, ieži, pa kuriem tas iekļūst, ir izliekti uz augšu gar kupola malām (skat. Abas ilustrācijas šīs lapas augšpusē). Šī augšējā arka ļauj eļļai un dabasgāzei migrēt uz sāls kupolu, kur tā var uzkrāties konstrukcijas slazdā.
Pieaugošais sāls var izraisīt arī vainu. Dažreiz šie defekti ļauj caurlaidīgu iežu bloku noslēgt pret necaurlaidīgu iežu vienību. Šī struktūra var kalpot arī kā naftas un gāzes rezervuārs. Vienam sāls kupolam var būt daudz saistītu rezervuāru dažādos dziļumos un vietās ap kupolu.
Seismiskais pētījums: Sāls kupola agrīnais seismiskais profils, kas iegūts no kuģa apsekojuma. Tas parāda centrālo sāls kodolu apmēram 1-1 / 2 jūdžu platumā un iežu slāņus, kurus deformēja sāls augšupvērstā kustība. Seismiskais attēls modificēts pēc Parke D. Snavely, Amerikas Savienoto Valstu ģeoloģijas dienesta.
Sēra avots
Sāls kupolus dažreiz pārklāj ar vāciņu, kas satur ievērojamu daudzumu elementārā sēra. Sērs rodas kā kristālisks materiāls, kas aizpilda lūzumus un starpgaranulārās poras, un dažos gadījumos tas aizvieto vāciņu. Tiek uzskatīts, ka sērs ir izveidojies no anhidrīta un ģipša, kas baktēriju darbības rezultātā saistīts ar sāli.
Dažos sāls kupolos vāciņakmenī ir pietiekami daudz sēra, lai to varētu ekonomiski reģenerēt. To iegūst, urbjot urbumu sērā un sūknējot pārkarsētu ūdeni un gaisu no urbuma. Pārkarsētais ūdens ir pietiekami karsts, lai izkausētu sēru. Karstais gaiss pārkausēto sēru pārveido putā, kas ir pietiekami intensīva, lai paceltu aku līdz virsmai.
Mūsdienās lielāko daļu sēra ražo kā jēlnaftas pārstrādes un dabasgāzes pārstrādes blakusproduktu. Sēra ražošanai no sāls kupoliem parasti nav izmaksu ziņā konkurētspējīga sēra ražošana no naftas un dabasgāzes.
Sāls ražošana
Daži sāls kupoli ir izmantoti zemūdens ieguves rūpniecībā. Šajās raktuvēs tiek iegūts sāls, ko ķīmiskā rūpniecībā izmanto kā izejvielu un kā sāli, lai apstrādātu sniegotos lielceļus.
Daži sāls kupoli ir iegūti šķīduma veidā. Karstu ūdeni no akas izsūknē sāli. Ūdens izšķīdina sāli un caur ražošanas urbumiem tiek nogādāts atpakaļ uz virsmas. Pēc virsmas ūdens tiek iztvaicēts, lai iegūtu sāli, vai arī sāļo ūdeni izmanto ķīmiskā procesā.
Pazemes krātuves
Dažas raktuves, kas izveidotas sāls kupolos, ir rūpīgi aizzīmogotas un pēc tam izmantotas kā naftas, dabasgāzes un ūdeņraža krātuves.
Sāls kupoli Amerikas Savienotajās Valstīs un Krievijā arī kalpo par valsts hēlija gāzes rezervju krātuvēm. Sāls ir vienīgais iežu veids, kura caurlaidība ir tik zema, ka tā var noturēt sīkos hēlija atomus.
Atkritumu izvešana
Sāls ir necaurlaidīgs iezis, kam piemīt spēja plūst un aizzīmēt lūzumus, kas tajā varētu veidoties. Šī iemesla dēļ sāls kupoli ir izmantoti kā bīstamo atkritumu apglabāšanas vietas. Sāls kupolos esošās mākslīgās dobumā Amerikas Savienotajās Valstīs un citās valstīs ir izmantotas naftas atradņu urbšanas atkritumu un citu veidu bīstamo atkritumu glabātavas. Tika apsvērta arī augsta līmeņa kodolatkritumu apglabāšana, taču neviena ražotne ASV nav saņēmusi šāda veida atkritumus.
ASV sāls noguldījumi: Gultas sāls atradņu un sāls kupolu baseinu atrašanās vieta Amerikas Savienotajās Valstīs. Lielo nepārtraukto atradni gar Persijas līča krastu, kas satur trīs sāls kupola baseinus, zemūdens Luāna sāls. Karte ar Argonnes Nacionālās laboratorijas atrašanās vietas datiem.
Kur rodas sāls kupoli?
Sāls kupoli var rasties nogulumiežu baseinos, kur vismaz 500 pēdu cita veida nogulumu ir aprakti biezi sāls nogulsnes. Viens no pasaules lielākajiem sāls kupola reģioniem ir Meksikas līcis. Krastmalā un zem Meksikas līča jūras grīdas ir atklāti vairāk nekā 500 sāls kupoli. To izcelsme ir Louann Salt - zemes virszemes iežu vienība, kas ir sānu noturīga visā apgabalā. Šīs lapas labajā kolonnā esošajā kartē ir parādītas gultas sāls atradnes Amerikas Savienotajās Valstīs un trīs sāls kupola lauki. Lieli sāls kupolu lauki ir atklāti arī Angolā, Brazīlijā, Kanādā, Gabonā, Vācijā, Irānā un Irākā.