Геология юга Северного моря
Бассейн Северного моря расположен в северной Европе, между Соединенным Королевством и Норвегией, к северу от Нидерландов , и может быть разделен на множество суббассейнов. Бассейн южной части Северного моря является крупнейшим газодобывающим бассейном на континентальном шельфе Великобритании, добыча которого осуществляется из песчаников нижней перми , которые закрыты верхними слоями соли Цехштейна . [1] Эволюция бассейна Северного моря происходила в несколько этапов на протяжении геологического периода. Сначала создание субкембрийского пенеплена , за которым последовала каледонская складчатость в конце силура и начале девона . Фазы рифтов произошли в позднем палеозое и начале мезозоя , что позволило открыть северо-восточную Атлантику. Дифференциальное поднятие произошло в позднем палеогене и неогене . [2] Геология бассейна южной части Северного моря имеет сложную историю опускания бассейна, которое произошло в палеозое, мезозое и кайнозое . [3] Произошли события поднятия, за которыми последовало расширение земной коры, что позволило горным породам стать складчатыми и разломами в конце палеозоя . Тектонические движения позволили произойти галокинезу с большим поднятием в мезозое, за которым последовала крупная фаза инверсии, произошедшая в кайнозое, затронувшая многие бассейны на северо-западе Европы. [3] Общая геометрия южной части бассейна Северного моря в форме блюдца указывает на то, что основные разломы не контролируют активно распределение отложений. [4]
Геологическая история
[ редактировать ]Палеозойская эра
[ редактировать ]В эту эпоху произошли два крупных орогенических события: Каледонская складчатость и Варисканская складчатость , что позволило начать сложную геологическую историю. В течение позднего силура и раннего девона происходила каледонская складчатость с эпизодами поднятия и эрозии, оставляющими несогласия. [3] Каледонское событие произошло из-за столкновения трех суши – Лаврентии , Балтики и Авалонии – что в конечном итоге привело к созданию Пангеи . [5] Это столкновение позволило сформировать горный пояс с северо-запада на юго-восток в северной части нынешнего бассейна и на юге, простирающийся на юго-запад-северо-восток. [5] Примерно через назад каледонская складчатость 380 млн лет варисканской складчатостью началась и закончилась около перми . В этот период времени в результате складчатости и разломов каменноугольные породы стали складчатыми. [3] Последнее столкновение произошло в конце каменноугольного периода , когда столкнулись два суперконтинента , что привело к образованию горного хребта Варсикан, Лавразии и Гондваны . [5] Позднепермские отложения эвапоритов создали супергруппу Цехштейна, которая действует как соляная шапка для мелкозернистых отложений. [1] [6]
Мезозойская эра
[ редактировать ]В эту эпоху конец тектоники растяжения был хорошо ограничен в южной части бассейна Северного моря; расширение произошло от позднего карбона до триаса . [2] Произошла некоторая реактивация разломов фундамента Варсикана из-за опускания бассейна Соле-Пит и возникновения наклонов бассейна, создающих периферийную систему грабенов вокруг бассейна. [1] За счет реактивации разломов фундамента это привело к началу галокинеза в бассейне. [3] Галокинез привел к значительному поднятию в мезозое из-за присутствия соли и реактивации разломов фундамента; надвиг позволил осадкам перекинуться через диапиры и всплывать на поверхность соли Цехштейна. [5] Из-за поднятия киммерийской фазы в северной части Северного моря это позволило оседанию и отложению заполнить бассейн, образовав песчаник . Из-за дифференциальной нагрузки по разломам соляные диапиры развивались и играли огромную роль в южной части бассейна Северного моря и во всех соляных тектонических структурах. [5] Взбросы, связанные с инверсией бассейна в позднем каменноугольном периоде, фиксируются широким диапазоном стратиграфии каменноугольного периода, перекрывающей пермские отложения. Структура подповерхностей указывает на сильное влияние тектонических тенденций СЗ-ЮВ во время этой инверсии. За этим инверсионным событием последовало отложение красных отложений верхнего карбона, которые переходят в пески пермской группы Ротлигенд; они перекрыты эвапоритами супергруппы Цехштейна. [1] Основная фаза инверсии бассейнов во время или в конце позднего мела затронула многие бассейны на северо-западе Европы, включая бассейн Сол-Пит и бассейн Кливленд, и была приписана сдвиговой реактивации разломов фундамента. [3]
Кайнозойская эра
[ редактировать ]В конце мезозоя и начале кайнозойской эры произошла альпийская складчатость , которая привела к реактивации разломов и структур. [3] В начале третичного периода произошла инверсия, связанная с наклоном бассейна и реактивацией разломов фундамента. Центральная часть южного бассейна Северного моря включает впадины Серебряная яма и Соле-Пит, а также возвышенность Кливер-Бэнк, которые отличаются серией соляных волн и стенок, возникших в третичном периоде . Изменение наклона бассейна в третичном периоде привело к поднятию мощного осадочного клина во впадине Sole Pit, образовав выступ Sole Pit. [1] Поскольку складчатость активизировала мезозойские рифты, она позволила солям Цехштейна действовать как буферный или отрывной слой, разделяющий два структурных режима. [3] что может привести к появлению ловушек для природных ресурсов.
Тектонические фазы
[ редактировать ]Каледонская фаза
[ редактировать ]Во время палеозоя столкнулись три крупных массива суши: Лаврентия , Балтика и Авалония , закрывающие океан Япета. [3] Это событие создало горную цепь, простирающуюся с севера на юг в северной части и с востока на запад на юге. [3] Причина в том, что на Севере наблюдается тенденция с севера на юг, потому что Лаврентия, идущая с запада, и Балтика, идущая с востока, встречаются в центре, создавая режим сжатия. Со временем Авалония, пришедшая с юга, закрывшая океан Япета, столкнулась с двумя массивами суши, образовав Т-образный перекресток, создавший направление с востока на запад в южной части. [7] Это событие является первым крупным событием, которое приведет к созданию Пангеи . Тектоническое событие охватило весь ордовик, а до раннего девона каледонские породы составляют основу современного Северного моря. [3]
Варисканская фаза
[ редактировать ]С позднего девона до конца перми , заканчивающегося палеозойской эрой, происходила варисканская складчатость . Суперконтиненты Гондвана и Лавруссия столкнулись, образовав обширный горный массив к востоку от ранее существовавших Каледонских гор и создав Пангею, суперконтинент в конце фазы Варискана. [3] Столкновение этих плит играет важную роль в определении потенциала углеводородов в южной части бассейна Северного моря. [3] [5] Началом этой фазы является разрушение каледонской складчатости и общего режима растяжения, который приведет к заполнению депрессии осадками. [3] В этом орогеническом событии можно выделить четыре основные фазы. Первая фаза, известная как бретонский период, отражалась в изменениях поступления отложений и реактивации южной зоны субдукции. [3] Вторая фаза, судетская, представляла собой вулканическое событие и экструзивные метаморфические и магматические породы с поднятием и легкой складчатостью грабенов поблизости, которые приводят к инверсии. [3] Астурийская тектоническая фаза привела к фрагментации Варискана и его выступа из-за сложной системы разломов, состоящих из сопряженных сдвиговых разломов и вторичных разломов растяжения. [3] Последняя крупная фаза, стафанская, вызвала большую часть разломов и деформаций, выраженных в разломах. [3] Накопление углеводородов на юге стало возможным благодаря образовавшемуся бассейну, форландовый бассейн практически не был нарушен тектоническими событиями в северном регионе и в конечном итоге запечатан соляными шапками формации Цехштейн. [1] [3] Поскольку каледонская и варисканская складчатость тесно связаны во времени, оба события помогли создать Пангею , и каледонцы медленно перешли в варисканскую складчатость. [3]
Киммерийская фаза
[ редактировать ]Распад Пангеи происходит во время киммерийской тектонической фазы на протяжении большей части мезозоя , вплоть до начала-среднего мела , что знаменует собой начало формирования нынешнего положения наших континентов сегодня. [3] В юрском периоде рифтогенная активность достигает своего максимума, и Северная Америка начинает отделяться от Евразии. После этого события в меловом периоде южная часть Северной Америки начинает открываться к Атлантическому океану с разделением Южной Америки и Африки. [3] В конце мезозоя Северное море достигло своего окончательного положения, где оно находится в настоящее время. [3] На протяжении мелового периода рифтогенез в конечном итоге замедлился и остановился, что позже привело к разрушению рифтовой системы Северного моря, поскольку региональные напряжения переместились на Северную Америку. [2] [3] Юрский период, вероятно, является самым важным геологическим периодом для разведки углеводородов в Северном море. [3] Многие отложения находятся в юрских коллекторах, киммериджская глина считается наиболее важной нефтематеринской породой, а структуры, образовавшиеся в ходе рифтогенеза, образуют отличные ловушки. [3] В первую очередь рифтогенез был ответственен за отложение богатых органическими веществами материнских пород из-за бескислородных условий в глубоких изолированных рифтовых бассейнах. [3] Возможно, это самый важный этап создания структур и ловушек для природных ресурсов, которые мы пытаемся собрать сегодня.
Альпийская фаза
[ редактировать ]Эта фаза активна в настоящее время и началась в меловом периоде . В позднем меловом и третичном периодах фазы инверсии в южной части Северного моря произошли из-за альпийской складчатости и ее напряжений сжатия. [3] [8] Поскольку произошла инверсия, соль Цехштейна сыграла огромную роль, действуя как буфер между двумя структурными режимами. [3] Хотя эта фаза реактивировала ранее существовавшие разломы, она позволила соляной тектонике оставаться активной в течение третичного периода , поскольку отложения отлагались, а позже были пронизаны соляными диапирами. [1] [2] [3] Альпийская фаза добавила еще больше структурной путаницы в геологическую историю, но она также помогла создать больше ловушек с солью Цехштейна. [1] [3]
Осадочные образования
[ редактировать ]Группа Ротлигенд
[ редактировать ]Песчаники южной части Северного моря образуют газовые резервуары. Отложение началось в ранней перми , а ближе к концу ранней перми более мелкие осадки отложились в среде озер и соленой воды/сабхи. [9]
группа Цехштейн
[ редактировать ]Группа Цехштейн состоит из эвапоритов, которые запечатали группу Ротлигенд для формирования резервуара. В процессе седиментации преобладало развитие смешанной карбонатно-эвапоритовой системы отложений на всей территории южного Пермского бассейна. [6] Климатические условия позволили отложить пять основных осадочных циклов постепенного расширения и высыхания бассейна после первоначального пополнения в результате затопления бассейна. [6]
Группа Кромер Нолл
[ редактировать ]Кромерский холм отложен на вершине несогласия в основании мелового периода. [10] Региональное поднятие и эрозия позволили несогласию появиться в позднем триасе и отложить холм Кромер и меловые группы. [10]
Соляная тектоника
[ редактировать ]Соляная тектоника — это перемещение значительного количества эвапоритов, охватывающих соляные породы, внутри стратиграфической последовательности горных пород. В южной части бассейна Северного моря это играет огромную роль в нефтегазовой промышленности, поскольку тектонические события на протяжении геологического периода времени позволили этим структурам галокинеза заманить в ловушку области природных ресурсов. Основные соляные бассейны явно образовались в результате гравитационных измерений. [ нужны разъяснения ] с тремя бассейновыми зонами: Немецким, Английским и Норвежским. [11] Южный бассейн Северного моря относится к английскому и немецкому соляным бассейнам Цехштейн. Немецкий бассейн можно отнести к категории соляной стены, которая представляет собой линейную диапировую структуру, возможно, связанную либо с разломами фундамента, либо с контролирующим эффектом регионального падения, а английский бассейн классифицируется как структура типа соляной подушки, развитая в связи с утонением. вышележащих слоев, но без диапировых эффектов. [11] Основными типами соляных структур в этом бассейне являются соляные подушки или валы, залегающие в ядрах складчатых структур. [1]
Нефтяная геология
[ редактировать ]В целом потенциал резервуара ограничен эоловым песчаником , хотя потенциальные резервуары более низкого качества обнаруживаются в речных отложениях. [12] Около 85% добычи газа в южной части бассейна Северного моря приходится на доцехштейнские пермские песчаники и 13% на речные песчаники триаса . [3] Песчаник, отложенный до эвапоритов Цехштейна, по сути, представляет собой область, из которой нефтяная промышленность извлекает природные ресурсы из-за высококачественного уплотнения соляных диапиров и подушек, которые выступали в качестве буфера между структурными сегментами. Речные песчаники триасовой последовательности имеют худшее качество коллектора, поскольку они не были запечатаны в ловушке, такой как Ротлигенд.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я Стюарт, Саймон; Трус, Майк (1995). «Синтез соляной тектоники на юге Северного моря, Великобритания». Морская и нефтяная геология . 12 (5): 457–475. дои : 10.1016/0264-8172(95)91502-г .
- ^ Jump up to: а б с д Ярсве, Эрленд (август 2014 г.). «Развитие мезозойских и кайнозойских бассейнов и заполнение осадками в регионе Северного моря - смещение депоцентров, связанное с региональным структурным развитием» : 1–45.
{{cite journal}}
: Для цитирования журнала требуется|journal=
( помощь ) - ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п д р с т в v В х и С аа аб и объявление но из Балсон, Питер; Мясник, Эндрю; Холмс, Ричард; Джонсон, Ховард; Льюис, Мелинда; Муссон, Роджер. «Геология Северного моря» (PDF) . Британская геологическая служба.
- ^ Оверим, я; Вельтье, Г; Бишоп-Кей, К; Крооненберг, С. (2002). Позднекайнозойская система дельты Эридана в южной части бассейна Северного моря: климатический сигнал о поступлении наносов . Департамент прикладных наук о Земле Делфтского технологического университета. стр. 293–312.
- ^ Jump up to: а б с д и ж Виллем, Гарольд. «Структурное развитие бассейна Северного моря» . epgeology.com .
- ^ Jump up to: а б с Андерхилл, Джон; Хантер, Кирстен (2008). «Влияние капсул Веррахалит супергруппы Цехштейна (цикл Z1) на перспективность южной части Северного моря». Бюллетень AAPG . 92 (7): 827–851. дои : 10.1306/02270807064 .
- ^ Уотсон, Джанет (1983). «Конец каледонской складчатости в Шотландии». Геологическое общество Лондона . 141 (2): 193–214. дои : 10.1144/gsjgs.141.2.0193 . S2CID 128771192 .
- ^ Ворум, Геза; Мишон, Лоран (2005). «Последствия непрерывной структурной инверсии в бассейне Западных Нидерландов для понимания контроля палеогеновой деформации на северо-западе Европы» (PDF) . Журнал Геологического общества . 162 (1): 73–85. Бибкод : 2005JGSoc.162...73W . дои : 10.1144/0016-764904-011 . S2CID 129782346 .
- ^ Амтор, Иоахим; Оккерман, Джос (1998). «Влияние раннего диагенеза на качество коллектора песчаников Ротлигенде, Северные Нидерланды». Бюллетень AAPG . 82 (12): 2246–2265. doi : 10.1306/00AA7F04-1730-11D7-8645000102C1865D .
- ^ Jump up to: а б Уступчивость, Грэм; Ликакис, Никос; Андерхилл, Джон (2011). «Роль стратиграфического сопоставления для целостности покрышки в доказанных ловушках, связанных с разломами CO2, в южной части Северного моря». Нефтяная геология . 17 (2): 193–203. дои : 10.1144/1354-0793/10-026 . S2CID 131669132 .
- ^ Jump up to: а б Кент, П. (1967). «Очерк геологии южной части бассейна Северного моря». Труды Йоркширского геологического общества . 36 (1): 1–22. дои : 10.1144/pygs.36.1.1 .
- ^ Мейнард, Джеймс; Гибсон, Джон (2001). «Возможность обнаружения тонких ловушек в пермском Ротлигенде на юге Северного моря Великобритании». Нефтяная геология . 7 (3): 301–314. дои : 10.1144/petgeo.7.3.301 . S2CID 128712209 .