Пермский бассейн (Северная Америка)

Информацию о фонде роялти, который торгуется на Нью-Йоркской фондовой бирже, см. в разделе Permian Basin Royalty Trust .

Не путать с Пермским бассейном (Европа) .

Пермский бассейн
Пермский бассейн Западного Техаса
Координаты	32 ° 30'N 103 ° 00'W
Этимология	Пермский
Расположение	Юго-запад Северной Америки
Страна	Соединенные Штаты
Государство(а)	Техас и Нью-Мексико
Города	Мидленд , Одесса
Характеристики
На/оффшоре	Береговой
Границы	Арка Матадора (N) Упорный пояс Уашита – Марафон (S)
Область	>86 000 квадратных миль (220 000 км²) 2 )
Гидрология
Река(и)	Река Пекос
Геология
Тип раковины	Кратонический бассейн (Балли и Снельсон) Внутренняя раковина (Kingston et al.) Внутриконтинентальный сложный бассейн (Клемме)
Орогенез	Герцинский
Возраст	Пенсильвания - Гваделупа
Стратиграфия	Стратиграфия
Поле(а)	Поля

Пермский бассейн — крупный осадочный бассейн в юго-западной части США . Это самое высокопроизводительное нефтяное месторождение в США: в 2019 году добывалось в среднем 4,2 миллиона баррелей сырой нефти в день. Этот осадочный бассейн расположен на западе Техаса и юго-востоке Нью-Мексико .

Он назван в честь пермского геологического периода, так как содержит одни из самых толстых в мире отложений горных пород того периода.

Пермский бассейн состоит из нескольких составных бассейнов; включая бассейн Мидленд, который является крупнейшим, бассейн Делавэр , второй по величине, и бассейн Марфа , являющийся самым маленьким. Пермский бассейн занимает площадь более 86 000 квадратных миль (220 000 км²). ² ), и простирается на территории примерно 250 миль (400 км) в ширину и 300 миль (480 км) в длину.

Техасские города Мидленд , Одесса и Сан-Анджело служат штаб-квартирами некоторых видов деятельности по добыче нефти в бассейне.

Пермский бассейн также является основным источником калийных солей ( калийных поташей ). Калийные рудники расположены в округах Ли и Эдди , штат Нью-Мексико, и эксплуатируются камерно-столбовым методом. Галит (каменная соль) производится как побочный продукт добычи поташа.

Компоненты

Бассейн Делавэр

Рисунок 2

Бассейн Делавэр — это более крупный из двух основных лепестков Пермского бассейна, расположенный на мысе надвигового пояса Уачита-Марафон, разделенного платформой Центрального бассейна. Бассейн содержит отложения, относящиеся к пенсильванскому периоду , Вольфкампу ( Нил-Ранч и Ленокс-Хиллз). формации ), леонард ( сланцы Авалон ) и раннее гваделупское время. Бассейн Делавэр, падающий на восток, разделен на несколько формаций (рис.   2) и содержит около 25 000 футов (7 600 м) слоистых алевролитов и песчаников . Помимо обломочных отложений, бассейн Делавэра также содержит карбонатные отложения горной группы Делавэр , происходящие из гвадалупских времен, когда канал Хови открывал доступ из моря в бассейн.

Бассейн Мидленд

Рисунок 4

Бассейн Мидленд, падающий на запад, разделен на несколько формаций (рис. 4) и сложен слоистыми алевролитами и песчаниками. Бассейн Мидленд был заполнен большой подводной дельтой , которая отложила в бассейн обломочные отложения. Помимо обломочных отложений, бассейн Мидленд также содержит карбонатные отложения, возникшие в период Гуадалупа, когда канал Хови обеспечивал доступ из моря в бассейн.

Центральная бассейновая платформа

Рисунок 6

Центрально-бассейновая платформа (ЦБП) представляет собой тектонически приподнятый блок фундамента , перекрытый карбонатной платформой . CBP разделяет бассейны Делавэр и Мидленд и подразделяется на несколько формаций, от древнейшей до самой молодой формации Нил-Ранч , Леннокс-Хиллз , Або , Йесо , Глориета , Сан-Андрес , Грейбург , Квин , Севен-Риверс , Йейтс и Танзилл (рис   . 5). . Толщина в основном состоит из карбонатных рифовых отложений и мелководных морских обломочных отложений.

Восточный и Северо-Западный шельфы

Восточный и северо-западный шельфы состоят из краевых рифов и шельфовых карбонатов , обрамляющих бассейны Делавэр и Мидленд, которые по падению переходят в алевролиты и эвапориты . Восточный и Северо-Западный шельфы подразделяются на формации Сан-Андрес , Грейбург , Квин , Севен-Риверс , Йейтс и Танзилл .

Канал Сан-Саймон

Канал Сан-Симон представляет собой узкую синклиналь , которая отделяла платформу Центрального бассейна от Северо-Западного шельфа во времена Леонарда и Гваделупы.

Шеффилд Канал

Канал Шеффилд отделяет южную окраину бассейна Мидленд от южного шельфа и надвигового пояса Уашита-Марафон во времена Леонарда и Гваделупы.

Канал Хови

Канал Хови — это топографическая низина, расположенная на южной окраине бассейна Делавэра, обеспечивающая доступ к морю Панталасса во времена Гваделупы. Канал Хови изначально представлял собой антиклиналь, образовавшуюся во время докембрийского разлома. и был основным источником морской воды для бассейна Делавэр. Закрытие пролива Хови к концу пермского периода в конечном итоге привело к гибели Пермского рифа, поскольку без поступления воды через канал уровень солености в бассейне Делавэр резко вырос, и риф не смог выжить.

Атолл Подкова

Расположение атолла Хорсшу, стратиграфическая колонка и каротаж скважин .

Атолл Подкова представляет собой наклоненную на запад дугообразную цепь рифовых холмов длиной 175 миль (282 км), расположенную в бассейне Мидленд и состоящую из 1804 футов (550 м) известняка, накопленного в Пенсильванском периоде , и 1099 футов (335 м) в пермском периоде. , с 15 крупными нефтяными резервуарами глубиной от 6099 футов (1859 м) до 9902 футов (3018 м). Рифовый комплекс состоит из верхнепенсильванских известняков Строун, Каньон и Циско, перекрытых нижнепермскими песчаниками Вольфкэмпа и сланцами терригенного происхождения, простирающимися с северо-востока на юго-запад. Первая эксплуатационная скважина Seabird Oil Company of Delaware No.   1-B J.C.   Caldwell была завершена в 1948 году.

История депозитов

Пермский бассейн является самым толстым отложением пород пермского возраста на Земле, которые быстро отложились во время столкновения Северной Америки и Гондваны ( Южная Америка и Африка ) между поздним Миссисипи и пермским периодом. Пермский бассейн также включает в себя образования, датируемые ордовикским периодом , 445 миллионов лет назад ( млн лет назад ).

протерозой

До распада докембрийского суперконтинента и формирования современной геометрии Пермского бассейна мелководное морское осадконакопление на древнем бассейне Тобоса характеризовало пассивную окраину , мелководную морскую среду. Бассейн Тобоса также содержит породу фундамента, возраст которой датируется 1330 миллионами лет назад (млн лет назад), и который до сих пор виден в современных горах Гуадалупе . Порода фундамента содержит биотит-кварцевый гранит, обнаруженный на глубине 12 621 фут (3847 м). В близлежащих горах Апач и Стеклянная порода фундамента состоит из метаморфизованного песчаника и гранита докембрийского возраста. Вся территория также подстилается слоистыми основными породами, которые, как полагают, являются частью мафической магматической свиты Пекос. и простирается на 220 миль (360 км) на юг США. Он был датирован 1163 млн лет назад.

Ранний-средний палеозой (от позднего кембрия до Миссисипи)

Стратиграфическая колонна Пермского бассейна

Ордовикский период (485,4–443,8 млн лет назад)

Каждый период палеозойской эры внес свою специфическую литологию в бассейн Тобоса, накопив почти 6600 футов (2000 м) отложений в начале пенсильванского периода (323,2–298,9 млн лет назад). Группа Монтойя является самым молодым горным образованием в бассейне Тобоса, она образовалась в ордовикский период (485,4–443,8 млн лет назад) и расположена непосредственно на магматических и метаморфических породах фундамента. от светло- до средне-серого цвета, от мелко- до среднезернистого Породы группы Монтойя описываются как кристаллический известковый доломит . Эти породы иногда переслаивались сланцами , темно-серыми известняками, реже кремнями . Последовательность группы Монтойя состоит из карбонатного известняка и доломита, который описывается как плотный, непроницаемый и непористый и чаще встречается в обнажениях Стеклянных гор, толщина которого варьируется от 151 до 509 футов (от 46 до 155 м). .

Силурийский период (443,8–419,2 млн лет назад)

В силурийский период в бассейне Тобоса произошли резкие изменения уровня моря, которые привели к образованию множества групп горных пород. Первая из этих групп, называемая формацией Фюссельман , в основном состоит из светло-серого, средне- и крупнозернистого доломита. Толщина этой формации варьируется от 49 до 164 футов (от 15 до 50 м), а части формации Фюссельман также подверглись карстификации , что указывает на падение уровня моря. Вторая группа горных пород, образовавшаяся в силурийский период, называется формацией Ристен и представляет собой богатую илом, сланцем и доломитом породу, толщина которой в некоторых местах достигает 1480 футов (450 м). Карстификация формации Фюссельман показывает, что произошло падение уровня моря, но уровень моря снова поднялся во время трансгрессивного события, что привело к созданию формации Ристен. Затем уровень моря снова упадет, что приведет к серьезному обнажению, эрозии и карстификации этих образований.

Девонский период (419,2–358,9 млн лет назад)

Формация Тритьон образовалась в девонский период . Для этого образования характерны пласты известняка, кремня и сланца, максимальная мощность некоторых из которых составляла 980 футов (300 м). в этой формации было много различных типов известняка, в том числе светлый кремнистый известняк, с преобладанием кремня , богатый криноидами и песчаный известняк. Формация Тритион очень похожа на формацию Миссисипского периода, что, вероятно, связано с тем, что в это время в окружающей среде почти не было изменений.

Миссисипский период (358,9–323,2 млн лет назад)

Миссисипский известняк является основным образованием, развивавшимся в этот период. Эта формация, похожая на ранее упомянутую формацию Тритьон, состоит в основном из известняка и сланца. Слои известняка описываются как «от коричневого до темно-коричневого цвета, от микрокристаллического до очень мелкокристаллического, обычно песчаные и доломитовые», а пласты сланца «от серого до черного, твердые, пластинчатые, пиритовые, органические и очень кремнистые». . Толщина Миссисипского известняка составляет от 49 до 171 футов (от 15 до 52 м), но в целом он становится тоньше к южной части бассейна Тобоса.

Сланец Барнетт — вторая формация, образовавшаяся в период Миссисипи. Он состоит в основном из алевритистых бурых сланцев и мелкозернистых песчаников и алевролитов. Эта формация была намного толще, чем известняк Миссисипи, и составляла от 200 до 460 футов (от 60 до 140 м). Увеличение мощности можно объяснить увеличением осадконакопления в этом районе, что, вероятно, было вызвано тектонической активностью в регионе.

Тектоническая активность в период Миссисипи

произошла Орогения Уачита в конце Миссисипи, что привело к тектонической активности в регионе. Последующие складчатости и разломы , вызванные этой орогенией, привели к тому, что бассейн Тобоса был разделен на три части: бассейн Делавэр, бассейн Мидленд и платформа Центрального бассейна. Окончание Миссисипского периода также привело к началу формирования современного Пермского рифового комплекса. Наследие раннего и среднего палеозоя представляет собой почти 6600 футов (2000 м) отложений, накопившихся в результате почти непрерывного осаждения.

Поздний палеозой (от Пенсильвании до перми)

Пенсильванский период (323,2–298,9 млн лет назад)

Пенсильванский период ознаменовал начало геологических процессов, которые сформировали Пермский бассейн в то, что мы видим сегодня. Рифтовые события кембрийского периода (ранний палеозой) оставили зоны разломов в регионе. Эти зоны разломов действовали как слабые места для разломов, которые позже были инициированы складчатостью Уачита . Эти зоны разломов привели к преобразованию бассейна Тобоса из-за тектонической активности в Пермский рифовый комплекс, который состоит из трех частей: платформы Центрального бассейна, окруженной разломами, и бассейнов Мидленд и Делавэр с обеих сторон. Миссисипские отложения отсутствуют либо из-за эрозии, либо из-за неотложения. Морские сланцы отлагались в центре бассейнов Делавэр, Мидленд и Валь-Верде, а на периферии бассейнов наблюдались отложения мелководных морских, карбонатных шельфовых и известняковых отложений.

Формирование Морроу

формация Раннепенсильванская Морроу лежит в основе формации Атока . Морроу — важный резервуар, состоящий из обломочных отложений , песчаников и сланцев, отложенных в дельтовой среде.

Другие образования

Пенсильванский период также привел к развитию других геологических формаций, хотя ни одна из них не имела такого значения, как формация Морроу. Формация Атока расположена на вершине формации Морроу и характеризуется богатыми ископаемыми известняками, переслаивающимися со сланцами, максимальная толщина которых достигает 660 футов (200 м). Во время формирования Атоки в регионе все еще наблюдалось поднятие, что приводило к увеличению отложений, поскольку окружающие высокогорья подвергались эрозии. Увеличение осадконакопления привело к образованию средне- и крупнозернистого песчаника. В формации Атока видны первые рифовые структуры, образовавшиеся в бассейне Делавэр.

Формация Строун образовалась после Атоки, также в Пенсильванский период, и достигла максимальной толщины 660 футов (200 м). В этой формации произошло значительное увеличение рифовых насыпей . Формация Строун в основном состоит из массивного известняка, а также «песчаника от мелкого до среднезернистого, от темного до светло-серого сланца и иногда от красновато-коричневых, зеленовато-серых битуминозных сланцев». В этой формации сохранилось большое количество различных ископаемых типов, в том числе брахиоподы , фораминиферы , мшанки , кораллы и криноидеи.

Пенсильванский период также включает две другие формации, Каньон и Циско, которые имеют важное значение из-за обнаруженных в них крупных залежей нефти.

Пермский период (298,9–251 млн лет назад)

Пермский период был временем строительства крупных рифов, превративших Пермский рифовый комплекс в крупную рифовую систему, при этом скальные образования пермского возраста составляли 95% современных обнажений в Пермском бассейне. При рассмотрении любого типа рифовых построек, имевших место в пермском периоде, важно помнить, что важную роль сыграла тектоника. В этот период суперконтинент Пангея , существовавший от 335 до 175 млн лет назад, начал распадаться. Пангея была сгруппирована вблизи экватора и окружена суперокеаном Панталасса, а Пермский бассейн располагался на его западном краю в пределах 5–10 градусов от экватора. Любая среда для строительства рифов нуждалась в источнике воды, а бассейн Делавэра располагался недалеко от окраины моря. Благодаря каналу Хови это море транспортировало воду в бассейн Делавэра. Глобальные температуры в это время были высокими, поскольку мировой климат менялся от ледника к оранжерее. Это повышение глобальной температуры также привело к таянию ледяных масс, расположенных по направлению к Южному полюсу, что затем привело к повышению уровня моря.

Пермский период был разделен на основные эпохи , каждая из которых имеет отдельные подразделения. В каждую субэпоху в разных частях Пермского рифового комплекса формировались разные формации.

Приуральская эпоха (298,9–272,3 млн лет назад)

Климатические зоны рубежа карбона и перми

Приуральская эпоха включала в себя два периода: вольфкампийский и леонардский , в честь которых названы геологические образования в Пермском бассейне.

Формация Вольфкамп расположена на вершине пенсильванской формации и является первой формацией пермского периода. Его состав варьируется в зависимости от местоположения в бассейне, причем самая северная часть более богата сланцами. Толщина этого образования также варьируется, достигая максимума 1600 футов (500 м). Вольфкампий состоит в основном из сланца от серого до коричневого цвета и мелкозернистого коричневого известняка с преобладанием кремня. Внутри формации также встречаются прослои мелкозернистого песчаника.

Первичное образование, оставшееся от эпохи Леонарда, называется известняком Боун-Спринг , максимальная толщина которого достигает 2000 футов (600 м) и лежит непосредственно под комплексом Капитан-Риф . Известняк Боун-Спринг можно разделить на две формации: пачку пика Викторио, которая состоит из массивных пластов известняка высотой до 98 футов (30 м); и пачка обрезанных сланцев, которая образована черными пластинчатыми кремнистыми сланцами и глинистым песчаником. Известняк Боун-Спринг состоит из нескольких окаменелостей, таких как мшанки, криноидеи и спириферы , но в нем отсутствуют водоросли и губки , которых много в остальной части пермского рифового комплекса. Породы из известняка Боун-Спринг преимущественно встречаются в бассейне Делавэр, но пачка пика Викторио простирается до окраины шельфа.

Гваделупская эпоха (272,3–259,8 млн лет назад)

Гваделупская эпоха была названа в честь гор Гваделупе , поскольку в эту эпоху пермского периода строительство рифов было наиболее эффективным. В эту эпоху, продолжавшуюся примерно 272–260 млн лет назад, доминировала горная группа Делавэр , которую можно далее подразделить на подразделения горных пород в зависимости от местоположения в Пермском рифовом комплексе.

Формирование Браши-Каньон

Первой формацией, составляющей горную группу Делавэра, является формация Браши-Каньон , расположенная в бассейне Делавэра. Формация Браши-Каньон состоит из тонких переслаивающихся слоев чередующихся мелкозернистых и массивных кварцевых песчаников, а также песчаника от сланцево-коричневого до черного. Это образование достигает максимальной толщины 1150 футов (350 м), но значительно утончается по мере приближения к краям бассейна из-за трансгрессивного налегания . Формация Браши-Каньон также содержит небольшие участки рифов, следы ряби и пересекающиеся слоистые слои , которые указывают на то, что в бассейне Делавэра в это время была мелководная среда.

Формация Черри-Каньон

Следующим подразделением горной группы Делавэр является Черри-Каньон , который имел несколько различных подразделений и простирался до бассейна Делавэра и окружающих шельфовых зон. Формацию Черри-Каньон можно разделить на четыре подразделения, каждая из которых будет кратко обсуждена.

Формирование нижних ворот

Член Lower Getaway представляет собой известняк, который имеет разные характеристики в зависимости от его местоположения в бассейне Делавэр и содержит участки рифов вблизи края бассейна. Эти рифы часто встречаются на известняковых конгломератах и ​​брекчиях . Пачка Upper Getaway более выдержана и характеризуется как толстые слои доломита, которые интегрируются в формацию Сан-Андрес по мере продвижения к шельфу. Средней частью формации Черри-Каньон является пачка Саут-Уэллс, которая состоит из песчаника и интегрируется в риф Козий Сип по мере продвижения к шельфу бассейна.

Член Мансаниты

Верхней толщей является пачка Мансанита, состоящая из доломита, которая выклинивается под формацией Капитан по мере продвижения к окраинам бассейна. Все четыре члена формации Черри-Каньон подверглись доломитизации вблизи границ бассейна. Это очевидно, поскольку обломки кальцита / арагонита биокластические , существовавшие в составе этого образования, сохранились в виде форм в доломите. Некоторые авторы предположили, что обломки и обломки могли иметь доломитовый состав при отложении, но это маловероятно, поскольку обломки прибыли с рифа, который не был доломитовым.

Формация Белл-Каньон

Формация Белл-Каньон является следующей единицей в горной группе Делавэр и является возрастной единицей, эквивалентной формации Капитан-Риф, образовавшейся на шельфе. Формация Белл-Каньон состоит из «неископаемого, от темно-серого до черного, пластинчатого, мелкозернистого известняка». Вся формация Черри-Каньон и нижняя часть формации Белл-Каньон имеют тонкие прослои темного биокластического известняка и мелкозернистого песчаника. По мере того, как эти образования движутся к краям бассейна, песчаник выклинивается, а известняк утолщается, образуя массивные пласты метровой толщины, содержащие рифовые осыпи .

Формирование рифа Козий Сип

Формация Goat Seep Reef расположена на окраине шельфа и объединяется с формацией Getaway в бассейне и формацией Сан-Андрес по направлению к шельфу. Это образование имеет толщину 1150 футов (350 м), длину одну милю (1600 м) и полностью состоит из массивного доломита. В нижней половине свиты доломиты расслоены на массивные пласты. Это образование также содержит плесени организмов, разрушенных в процессе доломитизации.

Рифовое сооружение в эпоху Гваделупы

Гваделупская эпоха является одной из самых успешных в истории с точки зрения строительства рифов, поскольку большинство пермских рифов достигли своего максимального размера, разнообразия, протяженности и численности в эту эпоху, причем Капитанский риф является одним из самых известных примеров. В Гваделупе рифы были в изобилии по всему миру и росли в таких местах, как бассейн Делавэр, бассейн Цехштейн в Восточной Европе, вдоль океана Тетис и на шельфах с прохладной водой в океане Панталасса . Конец этого золотого века строительства рифов наступил из-за «кризиса рифов в конце Гваделупы», который повлек за собой глобальное падение уровня моря и региональные колебания солености . Движение и столкновение микроконтинентов во время распада Пангеи также привели к разрушению многих Гваделупских рифов. Даже несмотря на то, что рифы той эпохи были разрушены, в мире осталось более 100 гваделупских рифов, больше всего из любой пермской эпохи.

Рост рифов в поздней перми

Рост Капитанского рифа, который называют «массивным членом» из-за того, что он образовался из массивного известняка, можно описать в три этапа. Первый этап – это зарождение рифа и его быстрый рост. Из-за более медленных темпов опускания в это время риф смог быстро вырасти. Как только риф достиг уровня моря, он начал расти горизонтально, так как вертикально расти уже не мог. Среда рифа на первом этапе развития описывалась как теплая (около 68 °F (20 °C)), неглубокая, высокоэнергетическая, чистая вода, свободная от мусора и имеющая нормальный уровень солености от 27 до 40 ppt ( частей на тысячу). Вода в бассейне содержала много питательных веществ, поскольку происходил непрерывный подъем воды, который смешивал недавно принесенную морскую воду с бескислородной водой со дна бассейна. Риф описывается как построенный в основном из прямостоячих губок с крупными жесткими скелетами и обильными красными водорослями , микробным микритом и неорганическим цементом . Микробный микрит улавливал осадок .

Одной из самых известных губок, составлявших Капитанский риф, было семейство губок Guadalupiidae , губка, которая впервые появилась на Стеклянных горах в середине перми и распространилась в бассейн Делавэра к поздней перми.

На втором этапе формирования Капитанского рифа произошли и другие изменения окружающей среды. Этот период роста был отмечен эвстатическими изменениями уровня мирового океана из-за частых оледенений . На этом этапе риф значительно вырос по вертикали и рос достаточно быстрыми темпами, чтобы не отставать от повышения уровня моря . Капитанский риф также нашел устойчивое основание на рифовых обломках и осыпях, лежащих на его склонах, и это основание позволило рифу вырасти наружу. В некоторых местах питательных веществ и минералов было настолько много, что Капитанский риф вырос почти в 50 км от начальной точки.

Гибель рифов в поздней перми

Третья стадия Капитанского рифа – это гибель рифовой системы. Океанские течения в Перми сыграли огромную роль в формировании климата региона и способствовали росту и гибели Капитанского рифа. Климат региона бассейна был жарким и засушливым , о чем свидетельствуют отложения эвапоритов , которые можно найти в районе задних рифов .

На окончание роста и накопления Пермского рифового комплекса повлияла тектоника . В конце пермского периода суперконтинент Пангея начал распадаться, что радикально изменило условия, ранее благоприятные для роста рифов. Изменение тектоники ограничило обмен морской воды в проливе Хови, что затем привело к повышению солености в Пермском бассейне. Риф не смог пережить столь резкое изменение солености воды и поэтому был разрушен.

Вплоть до Гваделупа Пермский бассейн имел достаточную циркуляцию воды, причем пресная вода поступала из канала Хови. Рост эвапоритов вдоль нижних частей бассейна показал, что водная толща, скорее всего, была стратифицированной и эвксинной , то есть вода была одновременно бескислородной и сульфидной . Проходы между бассейнами Делавэр и Мидленд были ограничены из-за тектонических изменений, что привело к повышению солености воды. Повышение температуры в поздней перми в сочетании с увеличением солености привело к исчезновению Капитанского рифа, а также к образованию эвапоритов в бассейне.

Слои эвапоритов, образовавшиеся в результате повышенной солености, называются кастильской формацией . Это образование состоит из чередующихся слоев гипса / ангидрита и известняка, а также массивных пластов гипса/ангидрита, соли и некоторого количества известняка. Общая длина отряда составляет почти 4300 футов (1300 м) и он был сформирован в эпоху Лопина . Отдельные слои ( ламины ) гипса/ангидрита имеют толщину от 0,039 дюйма (1 мм) до 3,9 дюйма (10 см), что, как полагают, коррелирует с соленостью бассейна на ежегодной основе.

Капитанский риф претерпел диагенетические изменения на ранних этапах своей истории, особенно после отложения кастильской формации. Есть свидетельства изменения ткани на протяжении всего этого образования, что, как полагают, указывает на процесс дегидратации и регидратации гипса и ангидритов. Имеются также свидетельства кальцитизации эвапоритов . Система рифов была погребена до тех пор, пока она не была обнажена в мезозойскую эру в результате тектонической активности Ларамидского складчатого образования . Глубоководные сланцевые и карбонатные рифы бассейнов Делавэр и Мидленд, а также платформы Центрального бассейна станут прибыльными месторождениями углеводородов .

Обобщенные фациальные массивы Пермского бассейна.

Пермский бассейн разделен на обобщенные фациальные пояса, дифференцированные по условиям осадконакопления , в которых они сформировались, под влиянием уровня моря, климата , солености и доступа к морю.

Низкий системный тракт

Понижение уровня моря обнажает приливные и, возможно, окраинные области шельфа, позволяя линейным русловым песчаникам врезаться в шельф, выходя за пределы окраины шельфа поверх карбонатов склона и расходясь веером наружу по направлению к бассейну. Приливно -отливные отмели низкого стояния содержат эоловые песчаники и алевролиты на надприливных литофациях тракта трансгрессивных систем. Заполнение бассейна во время низкого стояния сложено тонкими пластами карбонатов, перемешанными с песчаниками и алевролитами на шельфе, а также пластами песчаника внутри бассейна.

Трансгрессивный системный тракт

Эти фации являются результатом резкого углубления бассейна и восстановления добычи карбонатов. Карбонаты, такие как биотурбированный вакстоун и бедная кислородом известковая грязь, накапливаются на поверхности нижележащих песчаников низинных систем в бассейне и на склоне. Для приливных отмелей характерны надприливные поверхности жаркого и засушливого климата, такие как доломудстоуны и долопакстоуны. Бассейн характеризуется мощными карбонатными пластами на шельфе или вблизи него, при этом края шельфа становятся все более крутыми, а песчаники бассейна становятся тоньше.

Системный тракт Highstand

Фациальные фации систем высокого стояния возникают в результате замедления подъема уровня моря. Для него характерно производство карбонатов на окраине шельфа и преобладающее отложение карбонатов по всему бассейну. Литофация представлена ​​мощными слоями карбонатов на шельфе и окраине шельфа и тонкими слоями песчаника на склоне. Бассейн становится ограниченным из-за образования красных отложений на шельфе, образующих эвапориты в бассейне.

Тектоническая история

В кембрийско -миссисипский период предковым пермским бассейном была широкая морская пассивная окраина бассейна Тобоса, содержащая отложения карбонатов и обломков. В раннем пенсильвании – ранней перми столкновение Северной Америки и Земли Гондваны (Южная Америка и Африка) вызвало герцинскую складчатость . В результате герцинской складчатости бассейн Тобоса разделился на две глубокие котловины (Делавэрскую и Мидлендскую), окруженные мелководными шельфами. В перми бассейн стал структурно устойчивым и заполнен обломками в бассейне и карбонатами на шельфах.

Фаза пассивной окраины нижнего палеозоя (поздний докембрий – Миссисипи, 850–310 млн лет назад)

Эта последовательность пассивных окраин присутствует на всей территории юго-запада США и имеет толщину до 0,93 мили (1,50 км). Предковый пермский бассейн характеризуется слабым растяжением земной коры и низким опусканием , в котором развивался бассейн Тобоса. Бассейн Тобоса содержал шельфовые карбонаты и сланцы.

Фаза столкновения (поздний Миссисипи – Пенсильвания, 310–265 млн лет назад)

Двухлопастная геометрия Пермского бассейна, разделенная платформой, возникла в результате герцинской коллизионной складчатости при столкновении Северной Америки и Земли Гондваны (Южной Америки и Африки). Это столкновение подняло складчатый пояс Уашита-Марафон и деформировало бассейн Тобоса. Бассейн Делавэр возник в результате наклона областей протерозойской слабости в бассейне Тобоса. Юго-западное сжатие активизировало крутопадающие надвиги и подняло хребет Центрального бассейна. Складчатость террейна фундамента разделила бассейн на бассейн Делавэр на западе и бассейн Мидленд на востоке.

Фаза Пермского бассейна (Пермь, 265–230 млн лет назад)

Синорогенно протекало быстрое осаждение обломков, карбонатных платформ и шельфов, эвапоритов. Всплески орогенной деятельности разделены тремя угловыми несогласиями в толщах бассейна. Отложения эвапоритов в небольшом остаточном бассейне отмечают заключительную стадию седиментации, поскольку во время падения уровня моря бассейн стал ограниченным для доступа к морю.

Добыча и запасы углеводородов

Рисунок 9. Значительные месторождения углеводородов в Пермском бассейне.

Пермский бассейн является крупнейшим нефтедобывающим бассейном в Соединенных Штатах, в нем в совокупности добыто 28,9   миллиардов баррелей нефти и 75   триллионов кубических футов газа. В начале 2020 года из бассейна добывалось более 4 миллионов баррелей нефти в день. Восемьдесят процентов оцененных запасов расположены на глубине менее 10 000 футов (3 000 м). Десять процентов нефти, добытой в Пермском бассейне, добывается из карбонатов Пенсильвании. Наиболее крупные резервуары находятся в пределах платформы Центрального бассейна, северо-западного и восточного шельфов, а также в пределах песчаников бассейна Делавэр. Основной литологией основных залежей углеводородов являются известняк, доломит и песчаник из-за их высокой пористости. Однако достижения в области добычи углеводородов, такие как горизонтальное бурение и гидроразрыв пласта, расширили добычу до нетрадиционных, плотных горючих сланцев, таких как те, что обнаружены в сланцах Вольфкэмп .

История ресурсов

Буровая установка Санта-Рита № 1, использованная при открытии нефтяного месторождения Большого озера в 1923 году.

В 1917 году Дж. А. Удден, профессор геологии Техасского университета , предположил, что Марафонская складка , связанная с Марафонскими горами, может простираться на север. Эта теория складок получила дальнейшее развитие в 1918 году геологами Р. А. Лиддлом и Дж. В. Бидом. Потенциальная структура считалась потенциальной ловушкой для нефти . Основываясь на теории Марафонской складки и известных выходах нефти , в восточной части Пермского бассейна началось пробное бурение.

Запасы нефти в Пермском бассейне были впервые зарегистрированы У.Х. Абрамсом в округе Митчелл , Западный Техас, в 1920 году. Первая коммерческая скважина была открыта годом позже, в 1921 году, на недавно открытом нефтяном месторождении Уэстбрук в округе Митчелл, на глубине 2498 футов. (761 м). Первоначально считалось, что Пермский бассейн имеет чашеобразную форму, и геологоразведочные бригады не могли изучить внутреннюю часть бассейна из-за отсутствия обнажений. В следующие несколько лет было открыто несколько нефтяных месторождений, таких как нефтяное месторождение Биг-Лейк (1923 г.), нефтяное месторождение Мир (1925 г.), нефтяное месторождение МакКейми (1925 г.), нефтяное месторождение Хендрик (1926 г.) и нефтяное месторождение Йейтс. Поле (1926). Все эти открытия были сделаны путем случайного бурения или картирования поверхности. Геофизические исследования имели жизненно важное значение для картирования региона, поскольку для обнаружения аномалий в этом районе использовались такие инструменты, как сейсмографы и магнитометры.

К 1924 году в число компаний, создавших региональные геологические офисы в бассейне, входили California Company ( Standard Oil of California ), Gulf Oil , Humble ( Standard Oil of New Jersey ), Roxana ( Shell Oil Company ), Dixie Oil ( Standard Oil of Indiana ), Midwest Exploration (Standard Oil of Indiana) и Техасская компания .

Из-за расстояний и отсутствия труб для транспортировки нефти в 1920-х годах испытаний глубокого бурения было мало, поскольку затраты были высокими. В результате все нефтяные скважины до 1928 года имели глубину менее 5000 футов (1500 м) или 6000 футов (1800 м). Однако в 1928 году открытая скважина Университета № IB обнаружила нефть на глубине 8520 футов в ордовикских образованиях Большого озера. Разведка и разработка активизировались в 1930-х годах с открытием нефтяного месторождения Харпер (1933 г.), нефтяного месторождения Голдсмит (1934 г.), нефтяного месторождения Фостер (1935 г.), нефтяного месторождения Кистоун (1935 г.), нефтяного месторождения Минс (1934 г.). , нефтяное месторождение Уоссон (1936–1937) и Слотер-Филд (1936). Во время Второй мировой войны потребность в нефти в США стала острой, что оправдывало высокие затраты на глубокое бурение нефтяных скважин. Этот прорыв привел к тому, что крупные залежи нефти были обнаружены в каждой геологической формации от кембрийского периода до пермского периода. Значительные открытия включали нефтяное месторождение Эмбрар (1942 г.), нефтяное месторождение TXL (1944 г.), нефтяное месторождение Доллархайд (1945 г.) и нефтяное месторождение Блок 31 (1945 г.).

В 1966 году добыча Пермского бассейна составила 600 миллионов баррелей нефти и 2,3 триллиона кубических футов газа, что составило 2 миллиарда долларов. Объемы добычи неуклонно росли благодаря прокладке газопроводов и нефтеперерабатывающих заводов в этом районе, достигнув в 1993 году общего объема добычи более 14,9 миллиардов баррелей.

Помимо нефти, одним из основных товаров, добываемых в Пермском бассейне, является поташ , который был впервые обнаружен в этом регионе в конце 1800-х годов геологом Йоханом Августом Удденом. Ранние исследования Уддена и наличие поташа в колодце Санта-Рита на высоте между 1100 и 1700 футами привели к тому, что Геологическая служба США исследовала этот район в поисках поташа, что было очень важно во время Первой мировой войны, поскольку США больше не могли импортировать его из Германии. К середине 1960-х годов на стороне Пермского бассейна со стороны Нью-Мексико действовало семь калийных рудников.

Текущее производство

По состоянию на 2018 год В Пермском бассейне добыто более 33 миллиардов баррелей нефти и 118 триллионов кубических футов природного газа. На долю этой добычи приходится 20% добычи сырой нефти в США и 7% добычи сухого природного газа в США. Хотя считалось, что пик добычи пришелся на начало 1970-х годов, новые технологии добычи нефти, такие как гидроразрыв пласта и горизонтальное бурение, резко увеличили добычу. По оценкам Управления энергетической информации , доказанные запасы Пермского бассейна все еще содержат 5 миллиардов баррелей нефти и примерно 19 триллионов кубических футов природного газа.

Экологические проблемы

К октябрю 2019 года руководители компаний, занимающихся ископаемым топливом, заявили, что до недавнего времени они добились прогресса в сокращении сжигания на факелах , то есть сжигания природного газа. Буровые компании сосредоточены на бурении и перекачке нефти, что очень прибыльно, но менее ценный газ, который перекачивается вместе с нефтью, считается «побочным продуктом». Во время нынешнего бума на пермских нефтяных месторождениях бурение нефтяных месторождений «намного опережало строительство трубопроводов», поэтому использование факельного сжигания возросло вместе с выбросом «природного газа и других сильнодействующих парниковых газов непосредственно в атмосферу », вызывая значительно больший парниковый эффект, чем пылающий. Обе практики являются законными в соответствии с законодательством штатов. Большая часть выбрасываемого метана поступает из небольшого числа источников. Спутниковые данные показывают, что 3,7% газа, добываемого в Пермском бассейне, теряется в результате утечек, что эквивалентно потреблению 7 миллионов домов в Техасе. Цена на природный газ была настолько низкой, что более мелкие компании, у которых есть мощности трубопровода, предпочитают сжигать его на факелах, а не оплачивать расходы на трубопровод.

Уезды и муниципалитеты Пермского бассейна

Карта части региона в Техасе. Красный — ядро; розовый представляет округа, иногда входящие в регион.

Активная насосная станция Пермского бассейна к востоку от Эндрюса, Техас

Вид с воздуха на нефтяные месторождения Пермского бассейна в округе Уорд, штат Техас.

Благодаря своему экономическому значению Пермский бассейн также дал название географическому региону, в котором он расположен. В состав округов этого региона входят:

• Население округа Эндрюс . 18,705
• Население округа Борден . 648
• Население округа Брюстер . 9,267
• Население округа Чавес . 64 615
• Население округа Кокран . 2836
• Поп округа Кокс . 3370
• Население округа Кончо . 4276
• Население округа Коттл . 1389
• Население округа Крейн . 4794
• Население округа Крокетт . 3499
• Население округа Кросби . 5737
• Население округа Калберсон . 2204
• Население округа Доусон . 12 728
• Диккенс Каунти поп. 2249
• Население округа Эктор . 166 223
• Поп Эдди Каунти . 58 460
• Население округа Эдвардс . 1928
• Население округа Фишер . 3974
• Поп округа Флойд . 5,837
• Население округа Гейнс . 20,901
• Население округа Гарза . 6,578
• Население округа Гласскок . 1388
• Население округа Хейл . 33 406
• Житель округа Хокли . 23 021
• округа Ховард Поп . 36 664
• Население округа Хадспет . 4886
• Поп Айрон Каунти . 1536
• Джефф Дэвис Каунти поп. 2252
• округа Кинг Поп . 265
• Население округа Кимбл . 4362
• Население округа Кент . 277
• Население округа Нокс . 3653
• Население округа Лэмб . 13 158
• Поп округа Ли . 71 070
• Любящая графская поп-музыка. 169
• Население округа Лаббок . 310 569
• Поп округа Линн . 5,951
• Население округа Мартин . 5,771
• Население округа Маккалок . 7987
• Население округа Менард . 2139
• Население округа Мидленд . 176 832
• округа Митчелл Поп . 8,145
• Поп-музыка округа Мотли . 1234
• Население округа Нолан . 14 714
• Население округа Пекос . 15 673
• Население округа Президио . 6948
• Поп округа Рейган . 3741
• Поп округа Ривз . 15 976
• Население округа Раннелс . 10 234
• Население округа Шлейхер . 2895
• Поп округа Скарри . 16 703
• Население округа Стерлинг . 1291
• Население округа Стоунволл . 1362
• Население округа Саттон . 3758
• Поп округа Тейлор . 138 034
• Население округа Террелл . 823
• округа Терри Поп . 12 287
• Том Грин Каунти поп. 119 200
• Население округа Аптон . 3671
• Население округа Валь-Верде . 49 025
• Поп округа Уорд . 11720
• Население округа Винклер . 7,720
• Население округа Йоакум . 8,591

См. также

• Список географических регионов Техаса
• Техасский университет Пермского бассейна
• Музей нефти Пермского бассейна
• Пермский бассейн (Европа)
• Убойное поле
• Бассейн Валь Верде
• Спраберри Тренд

Внешние ссылки

• Пермский бассейн — статья Исторической ассоциации штата Техас