Turinys
- Kas yra druskos kupolas?
- Druskos deformacija esant slėgiui
- „Tankis klaidinga nuomonė“
- Kaip tankis gali būti nesvarbus
- Kiek yra druskos kupolų?
- Pirmasis druskos kupolo aliejaus atradimas
- Druskos kupolų ekonominė reikšmė
- Naftos ir gamtinių dujų rezervuarai
- Sieros šaltinis
- Druskos gamyba
- Požeminės saugyklos
- Atliekų šalinimas
- Kur atsiranda druskos kupolai?
Vidurinė Juros druska: Šiame skerspjūvyje pavaizduotos Rytų Teksaso baseino uolos tarp Oklahomos ir Teksaso sienos (kairėje) ir Meksikos įlankos pakrantės (dešinėje). Purpurinės uolienos vienetas yra Vidurio Juraso druskos - uolienų vienetas, galintis tekėti esant slėgiui. Druską užkloja tūkstančiai pėdų nuosėdų, kurios daro didžiulį spaudimą druskos paviršiui ir verčia ją tekėti. Daugelyje vietų druska įsiveržė į viršų esančias nuosėdas. Taip atsirado nedideli piliakalniai ar driekiančios druskos kolonos, kurių aukštis gali būti tūkstančiai pėdų. Druskos kolonos ir mažesni piliakalniai vadinami „druskos kupolais“. USGS vaizdas.
Druskos kupolas: Druskos kupolo karikatūra, rodanti pradūrimą per du uolienų vienetus ir uolienų deformaciją tiesiai virš. Kupolo augimas užtikrinamas druskos migracija į kupolą iš aplinkinių teritorijų. Druska migruoja į kupolą, nes ji suspaudžiama dėl besisukančių nuosėdų svorio.
Kas yra druskos kupolas?
Druskos kupolas yra piliakalnis arba druskos stulpelis, įsiskverbęs į viršų esančias nuosėdas. Druskos kupolai gali susidaryti nuosėdiniame baseine, kur storu druskos sluoksniu padengiami jaunesni, nemažo storio nuosėdos. Kur leidžia sąlygos, druskos kupolai gali pakilti tūkstančius pėdų virš druskos sluoksnio, iš kurio jie pradėjo augti. Pavyzdys parodytas iliustracijoje.
Iliustracijoje puslapio viršuje purpurinės uolienos vienetas (Js) iš pradžių buvo druskos sluoksnis. Tai yra druskos šaltinis kelioms druskos kolonoms ir keliems mažesniems druskos piliakalniams, kurie įsiveržė į viršutinius vienetus.
Druskos kupolų išsivystymas gali deformuoti uolienų vienetus į spąstus, laikančius naftą ir gamtines dujas. Jie dažnai iškasami kaip druskos ir sieros šaltiniai. Dėl nepralaidžios druskos prigimties jos gali tapti svarbiomis pavojingų atliekų požeminio saugojimo ar šalinimo vietomis.
Druskos deformacija esant slėgiui
Skirtingai nuo daugelio kitų nuosėdų rūšių, druska turi savybę pakeisti formą ir tekėti, kai ji yra veikiama pakankamai slėgio. Norėdami sukurti druskos kupolą, druskos slėgis turi būti pakankamai didelis, kad ji galėtų įsiskverbti į esamas nuosėdas. Slėgis turi būti pakankamai didelis, kad būtų įveiktos kelios kliūtys. Tai apima viršutinių sluoksnių svorį, viršutinių sluoksnių stiprumą, trinties jėgas ir pakilimui atsparią sunkio jėgą.
Du slėgio šaltiniai, iš kurių susidarė druskos kupolai, yra viršutinių nuosėdų slėgis žemyn ir tektoninio judėjimo šoninis slėgis.
Jei nuosėdose susidaro silpnumas ar nestabilumas, druska, esant pakankamai slėgiui, gali į ją patekti. Silpnumą gali sukelti prailginamieji lūžiai, besivystanti prieškambaris, traumos gedimas arba slėnis, išnaikintas į Žemės paviršių aukščiau.
Kai druska pradeda tekėti, ji gali tęstis tol, kol druskos slėgis yra pakankamai didelis, kad įveiktų pasipriešinimo jėgas. Srautas sustos, kai druska pakils į aukštį, kur yra pusiausvyros sąlygos.
„Tankis klaidinga nuomonė“
Daugybė druskos kupolų paaiškinimų rodo, kad mažesnis druskos tankis, palyginti su esančių uolienų vienetais, yra varomosios druskos kupolo formavimosi jėga. Tai klaidinga nuomonė.
Nusodinimo metu virš druskos esančios molinės nuosėdos yra nesuspaustos, jose trūksta porų ir jos tankis yra mažesnis nei druskos. Jų tankis neviršija druskos tankio, kol jie nėra giliai užkasti, sandariai sutankinti ir iš dalies lituoti. Iki to laiko jie nebėra minkštos nuosėdos. Jie yra kompetentingi uolienos vienetai, kurie gali būti kliūtys druskos įsiskverbimui.
Svoris ir tankis: Oro tankis yra beveik nereikšmingas. Tačiau atmosferos oro kolonėlė sveria pakankamai, kad beveik metru aukščiau stiklinio vakuuminio vamzdžio būtų galima stumti ypač tankaus gyvsidabrio koloną.
Kaip tankis gali būti nesvarbus
Gyvsidabrio barometras iliustruoja, kaip tankis gali būti nesvarbus. 1643 m. Evangelista Torricelli užpildė stiklinį vamzdelį, uždarytą viename gale, gyvsidabriu. Tada jis stovėjo tiesiai ant gyvsidabrio baseino, laikydamas panardintą. Po to, kai vamzdis buvo pastatytas vertikaliai, atmosferos svoris gyvsidabrio paviršiuje suteikė pakankamai slėgio, kad palaikytų beveik metro aukščio gyvsidabrio koloną. Gyvsidabris kils ir kris vamzdyje, pasikeitus atmosferos slėgiui.
Gyvsidabrio barometro atveju tūrio skirtumas tarp gyvsidabrio mėgintuvėlyje ir jį supančio oro tankio yra milžiniškas. Tačiau atmosferos svoris yra pakankamai didelis, kad būtų galima palaikyti gyvsidabrio koloną.
Druskos kupolo atveju tūkstančiai pėdų nuosėdų, nuspaudžiamos ant geografiškai plataus druskos bloko, gali suteikti pakankamai energijos druskos kupolui sukurti.
Arkties druskos kupolai: Palydovinis dviejų druskos kupolų, kurie išsiveržė į Melvilio salos, šiaurinę Kanadą, vaizdas. Kupolai yra apvalios baltos spalvos bruožai, apsupti pilkos uolos. Kiekvienas iš jų yra maždaug 2 mylių atstumu. Salą juosia jūros ledas. Druska paviršiaus paviršiuje gali išlikti šalto ir sausringo klimato sąlygomis. NASA vaizdas. Padidinti vaizdą
Kiek yra druskos kupolų?
Druskos kupolai gali būti labai didelių struktūrų. Druskos šerdies skersmuo yra nuo 1/2 mylios iki 5 mylių. Pirminių uolienų vienetai, naudojami kaip druskos šaltinis, paprastai yra nuo kelių šimtų iki kelių tūkstančių pėdų storio. Druskos kupolai kyla iš 500–6000 pėdų (ar daugiau) gylio paviršiaus. Paprastai jie nesiekia paviršiaus. Jei jie tai padarys, gali susidaryti druskos ledynas.
Meksikos įlankos druskos kupolai: Meksikos įlankos grindų reljefo žemėlapis prie Luizianos pietryčių kranto. Raudona ir oranžinė spalvos žymi seklų vandenį; mėlyna žymi gilesnį vandenį. Apvalios plokščios struktūros yra paviršiaus požeminių druskos kupolų išraiška. Vaizdas iš „NOAA Okeanos Explorer“ programos. Padidinti vaizdą
Pirmasis druskos kupolo aliejaus atradimas
Druskos kupolai buvo beveik nežinomi, kol 1900 m. Spindletop kalvoje netoli Beaumont, Teksaso, buvo išgręžtas žvalgybinis naftos gręžinys, kuris buvo baigtas 1901 m.
Maždaug 1000 pėdų gylyje šulinys prasiskverbė iš suslėgto naftos rezervuaro, kuris išpylė gręžimo įrankius iš šulinio ir apiplovė aplinkinius kraštus žalia nafta, kol šulinį buvo galima kontroliuoti. Iš pradžių iš šulinio buvo gauta daugiau kaip 100 000 barelių žalios naftos per dieną - tai buvo didesnis derlius nei bet kuris ankstesnis šulinys.
„Spindletop“ atradimas uždegė gręžimo šėlsmą panašiuose statiniuose visoje Persijos įlankos pakrantės srityje. Kai kurie iš šių šulinių pateko į naftą. Šie atradimai paskatino geologus sužinoti apie žemiau esančias struktūras, kuriose buvo toks didelis naftos kiekis.
Kruopštus gręžinių duomenų požeminis žemėlapių sudarymas, o vėliau - seisminių tyrimų panaudojimas leido geologams sužinoti druskos kupolų formą, sukurti hipotezes apie jų susidarymą ir suprasti jų vaidmenį tiriant naftą.
Persijos įlankos druskos kupolas: Sir Bani Yas sala Persijos įlankoje, vakarinėje Jungtinių Arabų Emyratų pakrantėje. Sala yra piliakalnis, išstumtas kylančio druskos kupolo. Kupolas išsiveržė per salos paviršių, o salos centre galima pamatyti apvalią kupolo šerdį. NASA Žemės observatorijos vaizdas. Spauskite norėdami padidinti vaizdą
Druskos kupolų ekonominė reikšmė
Druskos kupolai yra naftos ir gamtinių dujų rezervuarai, sieros šaltiniai, druskos šaltiniai, požeminės naftos ir gamtinių dujų saugyklos bei pavojingų atliekų šalinimo vietos.
Naftos ir gamtinių dujų rezervuarai
Druskos kupolai yra labai svarbūs naftos pramonei. Augant druskos kupolui, virš jo esanti dangtelio akmuo yra išlenktas į viršų. Ši uoliena gali būti naudojama kaip naftos ar gamtinių dujų rezervuaras.
Augant kupolui, į jį patenkančios uolienos yra išlenktos aukštyn išilgai kupolo šonų (žr. Abi iliustracijas šio puslapio viršuje). Ši aukštyn kylanti arka leidžia naftai ir gamtinėms dujoms pereiti prie druskos kupolo, kur jos gali kauptis struktūriniame spąstuose.
Auganti druska taip pat gali sukelti gedimą. Kartais dėl šių gedimų pralaidų uolieną galima užplombuoti su nelaidžiu uolienų bloku. Ši struktūra taip pat gali būti naudojama kaip naftos ir dujų rezervuaras. Vienas druskos kupolas gali turėti daugybę susijusių rezervuarų, esančių įvairiuose gyliuose ir vietose aplink kupolą.
Seisminė apklausa: Ankstyvas seisminis druskos kupolo profilis, gautas iš laivo apžiūros. Tai rodo maždaug 1–1 / 2 mylių pločio centrinę druskos šerdį ir uolienų sluoksnius, kurie buvo deformuoti druskos judesiu aukštyn. Seisminis vaizdas modifikuotas atlikus Parke D. Snavely, JAV geologijos tarnybą.
Sieros šaltinis
Druskos kupolai kartais uždengiami uolienos dangteliu, kuriame yra didelis kiekis elementinės sieros. Siera yra kristalinė medžiaga, kuri užpildo lūžius ir tarpląstelines poras, o kai kuriais atvejais ji pakeičia dangtelio uolieną. Manoma, kad siera susidarė iš anhidrito ir gipso, susieto su druska dėl bakterijų veiklos.
Kai kurie druskos kupolai cokolio uolienose turi pakankamai sieros, kad ją būtų galima ekonomiškai panaudoti. Jis išgaunamas gręžiant šulinį į sierą ir siurbiant perkaitintą vandenį bei orą žemyn. Perkaitintas vanduo yra pakankamai karštas, kad ištirptų siera. Karštas oras išlydytą sierą paverčia putojančiu putu, kuris yra pakankamai stiprus, kad šuliniu pakiltų į paviršių.
Šiandien dauguma sieros yra gaunama kaip šalutinis produktas, gaunamas perdirbant žalią naftą ir perdirbant gamtines dujas. Sieros gamyba iš druskos kupolų paprastai nėra konkurencinga sieros, gaunamos iš naftos ir gamtinių dujų, sąnaudoms.
Druskos gamyba
Kai kurie druskos kupolai buvo išnaudoti kasant požemius. Šiose kasyklose gaminama druska, kuri naudojama kaip žaliava chemijos pramonėje ir kaip druska gydant snieguotus greitkelius.
Keli druskos kupolai buvo iškasti tirpalu. Karštas vanduo į šulinį pumpuojamas į druską. Vanduo ištirpina druską ir per gamybos šulinius grąžinamas į paviršių. Paviršiuje vanduo išgarinamas, kad būtų galima atgauti druską, arba sūrus vanduo naudojamas cheminiame procese.
Požeminės saugyklos
Kai kurios druskos kupoluose esančios kasyklos buvo kruopščiai uždarytos ir panaudotos kaip naftos, gamtinių dujų ir vandenilio saugyklos.
Druskos kupolai JAV ir Rusijoje taip pat naudojami kaip nacionalinės helio dujų atsargų saugyklos. Druska yra vienintelė uolienų rūšis, kurios pralaidumas yra toks mažas, kad ji gali išlaikyti mažyčius helio atomus.
Atliekų šalinimas
Druska yra nepralaidi uola, galinti tekėti ir užsandarinti lūžius, galinčius susiformuoti joje. Dėl šios priežasties druskos kupolai buvo naudojami kaip pavojingų atliekų šalinimo vietos. Dirbtiniai urvai druskos kupoluose buvo naudojami kaip naftos telkinio gręžimo atliekų ir kitų rūšių pavojingų atliekų saugyklos JAV ir kitose šalyse. Jie taip pat buvo svarstomi dėl aukšto lygio branduolinių atliekų šalinimo, tačiau nė viena JAV vieta negavo tokio tipo atliekų.
JAV druskos indėliai: Patalpintos druskos telkinių ir druskos kupolo baseinų vieta JAV. Didelis ištisinis įlankos krantas, kuriame yra trys druskos kupolo baseinai, yra Louann druskos požemis. Žemėlapyje pateikiami duomenys apie Argonne nacionalinę laboratoriją.
Kur atsiranda druskos kupolai?
Druskos kupolai gali susidaryti nuosėdiniuose baseinuose, kur tirštos druskos nuosėdos užkastos mažiausiai 500 pėdų kitų rūšių nuosėdų. Vienas didžiausių pasaulyje druskos kupolo regionų yra Meksikos įlanka. Krante ir po Meksikos įlankos jūros dugnu aptikta daugiau nei 500 druskos kupolų. Jie yra kilę iš Louann druskos, požeminio uolienų vieneto, šono, išliekančio visame rajone. Dešiniajame šio puslapio stulpelyje esantis žemėlapis rodo paklotų druskos telkinių vietą JAV ir tris druskos kupolo laukus. Dideli druskos kupolų laukai taip pat aptikti Angoloje, Brazilijoje, Kanadoje, Gabone, Vokietijoje, Irane ir Irake.