Tartalom
- Mi a sós kupola?
- A só nyomás alatt történő deformációja
- A "sűrűség tévhit"
- Hogyan lehet a sűrűség irreleváns?
- Mennyibe kerülnek a sós kupolák?
- Az első sós kupolaolaj-felfedezés
- A sós kupolák gazdasági jelentősége
- Olaj- és földgáztartályok
- A kén forrása
- Sótermelés
- Földalatti tároló tartályok
- Hulladék ártalmatlanítása
- Hol fordul elő sódomb?
Közép jura-só: Ez a keresztmetszet a Kelet-Texas medence szikláit mutatja az Oklahoma – Texas határ (bal oldalon) és a Mexikói-öböl partvidéke (jobb oldalon) között. A lila kőzet egység a középső jura-só, egy kőzet, amely nyomás alatt képes áramolni. A sót több ezer lábnyi üledék takarja el, amely hatalmas nyomást gyakorol a só felületére, és elfolyását okozza. Számos helyen a só felfelé hatolt a fedő üledékekbe. Ennek eredményeként kicsi dombok vagy magasodó sóoszlopok jöttek létre, amelyek több ezer láb magasak lehetnek. A sóoszlopokat és a kisebb dombokat sókupoloknak nevezzük. USGS kép.
Sós kupola: Rajzfilm egy sókupolról, amely ábrázolja a két sziklaegységet és közvetlenül a fenti kőzet alakváltozását. A kupola növekedését a sónak a környező területekről a kupolaba történő vándorlásával érik el. A só vándorol a kupolába, mert összenyomódik a fedő üledékek súlya.
Mi a sós kupola?
A sókupol egy olyan domb vagy sóoszlop, amely felfelé behatolt a fedő üledékekbe. Sókupolák alakulhatnak ki egy üledékes medencében, ahol vastag sóréteget fednek be a jelentős vastagságú fiatalabb üledékek. Ahol a körülmények megengedik, a sókupolák több ezer lábnyira emelkedhetnek azon sóréteg felett, amelyből növekedni kezdtek. Az ábrán egy példa látható.
Az oldal tetején látható ábrán a lila sziklaegység (Js) eredetileg sóréteg volt. Ez a só forrása számos sóoszlop és néhány kisebb sóhalom számára, amelyek behatoltak az egymásra épülő egységekbe.
A sókupolák kialakulása a sziklaegységeket csapdákká alakíthatja, amelyek az olajat és a földgázt tárolják. Gyakran bányásznak só- és kénforrásként. A só átjárhatatlansága miatt a veszélyes hulladékok föld alatti tárolásához vagy föld alatti ártalmatlanításához fontos helyszínek lehetnek.
A só nyomás alatt történő deformációja
A legtöbb más üledék típusától eltérően a só képes megváltoztatni az alakját és az áramlását, ha elegendő nyomás alá helyezik. A sókupó kialakulásához a sóra nehezedő nyomásnak elég magasnak kell lennie ahhoz, hogy behatoljon a fedett üledékekbe. A nyomásnak elég nagynak kell lennie több akadály leküzdésére. Ide tartoznak a felüljáró rétegek súlya, a felüljáró rétegek erőssége, súrlódási erők és a felemelkedésnek ellenálló gravitációs erő.
Két olyan nyomásforrás, amely sókupolákat hozott létre, a fedő üledék lefelé irányuló nyomása és a tektonikus mozgás oldalsó nyomása.
Ha gyengeség vagy instabilitás alakul ki a fedő üledékben, akkor a megfelelő nyomás alatt lévő só behatolhat az üledékbe. A gyengeséget oka lehet a hosszanti törések, a fejlődő antikline, a tolóerő vagy a fenti földfelszínen erodált völgy.
Amint a só áramlik, folytatódhat, amíg a sóra nehezedő nyomás elég magas ahhoz, hogy legyőzze az ellenállási erőket. Az áramlás leáll, ha a só olyan magasságra emelkedik, ahol egyensúlyi feltételek vannak.
A "sűrűség tévhit"
A sókupolák sok magyarázata azt sugallja, hogy az alacsonyabb sósűrűség, a fedő kőegységek sűrűségéhez viszonyítva, a sókupóképződés hajtóereje. Ez tévhit.
A lerakódás időpontjában a só feletti mészhéjú üledékek nem tömörítettek, szignifikáns pórustérrel rendelkeznek, és kisebb sűrűségűek, mint a só. Sűrűségük nem haladja meg a só sűrűségét mindaddig, amíg mélyen el nem hajtják, szorosan nem tömörítik és részlegesen lítizzák. Addigra már nem lágy üledékek. Ezek kompetens kőzetek, amelyek akadályozhatják a só behatolását.
Súly vs sűrűség: A levegő sűrűsége szinte elhanyagolható. Ugyanakkor egy légköri oszlop súlya elegendő ahhoz, hogy egy rendkívül sűrű higanyoszlop közel egy méterrel felfelé tartson egy üvegvákuumcsövet.
Hogyan lehet a sűrűség irreleváns?
A higany-barométer szemlélteti, hogy a sűrűség hogyan lehet irreleváns. 1643-ban az Evangelista Torricelli az egyik végén zárt üvegcsövet töltött higanyval. Ezután egyenesen állta a higany-medencében, miközben az egyik vége elmerült. Miután a cső egyenesen állt, a légkör súlya a higany felületén elegendő nyomást biztosított ahhoz, hogy a higanyoszlop közel egy méter magas legyen. A higany emelkedik és esik a csőben, amikor a légkör nyomása megváltozik.
Higany-barométer esetén a csőben lévő higany és a környező levegő sűrűsége közötti különbség óriási. De a légkör súlya elég magas ahhoz, hogy megtámassza a higanyoszlopot.
Sókupol esetében az ezer lábnyi üledék, amely egy földrajzilag kiterjedt sóegységet nyom le, elegendő energiát szolgáltathat a sókupó kialakításához.
Sarkvidéki sós házak: Két sókupolya műholdas képe, amely felbukkant a kanadai északi Melville-sziget felszínére. A kupolák kerek, fehér jellegűek, amelyeket szürke szikla vesz körül. Mindegyik körülbelül 2 mérföldnyire van. A szigetet tengeri jég veszi körül. A só hidegen és száraz éghajlati viszonyok között is fennmaradhat a felszínen. A NASA képe. Kép nagyítása.
Mennyibe kerülnek a sós kupolák?
A sókupolák nagyon nagy szerkezetűek lehetnek. A sómagot 1 mérföld és 5 mérföldes távolságban lehet. A sóforrásként szolgáló sziklaegységek általában több száz-néhány ezer láb vastagok. A sókupolák a felszín alatt 500–6000 láb (vagy annál nagyobb) mélységről emelkednek fel. Általában nem érik el a felületet. Ha igen, sógleccsert képezhet.
A Mexikói-öböl sókabinjai: A Mexikói-öböl padlójának domborműve a Louisiana délkeleti partjainál. A vörös és a narancssárga szín a sekély vizet képviseli; A kék mélyebb vizet jelent. A kerek lapos felületű struktúrák jelentik a felszín alatti sókupolák kifejeződését. Kép a NOAA Okeanos Explorer programból. Kép nagyítása.
Az első sós kupolaolaj-felfedezés
A sókupolák szinte ismeretlenek voltak, amíg 1900-ban a texasi Beaumont melletti Spindletop dombon 1900-ban befejezték és 1901-ben befejezték egy feltáró olajkút. A Spindletop egy alacsony domb, körülbelül 15 láb dombornyomású volt, ahol a látogató kénforrásokat és földgázszivárogásokat találhatott.
Körülbelül 1000 láb mélységben a kút áthatolt egy nyomás alatt álló olajtartályban, amely a fúrószerszámokat kiürítette a kútból, és nyersolajjal lezárta a környező földet, amíg a kút ellenőrzés alá nem került. A kútból származó kezdeti termelés több mint 100 000 hordó nyersolaj volt napi szinten - ez nagyobb hozam, mint bármelyik korábbi kút.
A Spindletop felfedezése fúrási lökést gyújtott hasonló öbölben az Öböl-part mentén. Ezeknek a kutaknak egy része olajat kapott. Ezek a felfedezések motiválták a geológusokat, hogy megismerjék az alábbi szerkezeteket, amelyek ilyen hatalmas mennyiségű olajat tartalmaztak.
A kút adatok gondos felszín alatti feltérképezése és később a szeizmikus felmérések használata lehetővé tette a geológusok számára, hogy felfedezzék a sókupolák alakját, hipotéziseket dolgozzanak ki a formájukról, és megértsék a kőolajkutatásban betöltött szerepüket.
Perzsa-öböl sós kupola: Sir Bani Yas-sziget a Perzsa-öbölben, az Egyesült Arab Emírségek nyugati partján. A sziget egy domb, amelyet egy emelkedő sókupol emel fel. A kupola áttört a sziget felületén, és a kupola kerek magja a sziget közepén látható. A NASA Earth Observatory képe. Kattintson a nagyításhoz
A sós kupolák gazdasági jelentősége
A sókupolák olaj- és földgáztartályként, kénforrásként, sóforrásként, olaj és földgáz földalatti tárolóhelyein, valamint a veszélyes hulladékok ártalmatlanításánál szolgálnak.
Olaj- és földgáztartályok
A sókupolák nagyon fontosak a kőolajipar számára. A sókupol növekedésével a felette levő kupak felfelé ívelt. Ez a kőzet kőolaj- vagy földgáztartályként szolgálhat.
A kupola növekedésével a sziklák, amelyekbe áthatolnak, felfelé ívesek, és a kupola oldalain felfelé ívesek (lásd mindkét ábrát az oldal tetején). Ez a felfelé mutató ív lehetővé teszi az olaj és a földgáz migrációját a só kupola felé, ahol felhalmozódhat egy szerkezeti csapdába.
A növekvő só hibákat is okozhat. Ezek a hibák néha lehetővé teszik egy áteresztő kőegység lezárását egy át nem eresztő kőegységgel. Ez a szerkezet olaj- és gáztartályként is szolgálhat. Az egyetlen sókupolához sok kapcsolódó tározó lehet, különféle mélységekben és helyekben a kupola körül.
Szeizmikus felmérés: A sós kupola korai szeizmikus profilja, amelyet egy fedélzeti felmérésből szereztek be. Ez körülbelül 1-1 / 2 mérföld széles központi sómagot és sziklarétegeket mutat, amelyeket a só felfelé irányuló mozgása deformált. A szeizmikus képet Parke D. Snavely, az Egyesült Államok Földtani Survey után módosították.
A kén forrása
A sókupolákat néha fedik le egy olyan sapkás kőzet, amely jelentős mennyiségű elemi ként tartalmaz. A kén kristályos anyagként fordul elő, amely kitölti a töréseket és a szemcsék közötti pórusokat, és bizonyos esetekben helyettesíti a kupakot. Úgy gondolják, hogy a kén anhidritből és gipszből képződik, amelyet a só bakteriális aktivitással társít.
Egyes sókupolákban elegendő mennyiségű kén van a sapkás kőzetben, hogy gazdasági szempontból visszanyerhető legyen. A visszanyeréshez egy kútot fúrnak a kénbe, és felmelegített vizet és levegőt pumpálnak a kútba. A túlhevített víz elég meleg ahhoz, hogy a ként megolvassza. A forró levegő az olvadt ként olyan habbá alakítja, amely elég lendületes ahhoz, hogy egy kút felfelé emelkedjen.
Manapság a legtöbb ként nyersolaj-finomítás és földgázfeldolgozás melléktermékeként termelik. A sókupolákból származó kén előállítása általában nem versenyképes az olajból és földgázból előállított kénnel.
Sótermelés
Néhány sókupolát a földalatti bányászat kihasznált. Ezek a bányák olyan sót állítanak elő, amelyet a vegyipar alapanyagként és sóként használ fel a hóval borított autópályák kezelésére.
Néhány sókupolát oldat útján bányásztak. A forró vizet egy kútba pumpálják a sóba. A víz feloldja a sót, és a termelési kutak segítségével visszatér a felszínre. A felszínen a vizet elpárologtatják a só visszanyerésére, vagy a sós vizet kémiai eljárásban használják fel.
Földalatti tároló tartályok
A sós kupolákban kifejlesztett bányák egy részét gondosan lezárták, majd az olaj, a földgáz és a hidrogén tárolására használják.
Az Egyesült Államokban és Oroszországban a sókupolák a héliumgáz állami tartalékainak nemzeti tárolóit is szolgálják. A só az egyetlen olyan típusú kőzet, amelynek áteresztőképessége olyan alacsony, hogy képes tartani az apró hélium atomokat.
Hulladék ártalmatlanítása
A só egy át nem eresztő kőzet, amely képes áradni és lezárni a benne esetlegesen kialakuló töréseket. Ezért a sós kupolakat használták veszélyes hulladékok ártalmatlanítására. A sókupolákban az ember által készített barlangokat az olajmező fúrási hulladékainak és más típusú veszélyes hulladékainak tárolójaként használták az Egyesült Államokban és más országokban. Szintén fontolóra vették őket a magas szintű nukleáris hulladék ártalmatlanításában, de az Egyesült Államokban egyetlen telep sem kapott ilyen típusú hulladékot.
Egyesült Államok sóbetétek: Az ágyas sólerakók és a sókupol-medencék elhelyezkedése az Egyesült Államokban. Az Öböl partja mentén levő nagy, folyamatos lerakódást, amely a három sós kupola-medencét tartalmazza, a Louann-só aláveti. Térkép az Argonne Nemzeti Laboratórium helyadataival.
Hol fordul elő sódomb?
Sókupolák előfordulhatnak olyan üledékes medencékben, ahol vastag sólerakódásokat legalább 500 lábnyi egyéb üledék temet el. A mexikói öböl a világ legnagyobb sós kupola régiója. Több mint 500 sókupolát fedeztek fel a parton és a Mexikói-öböl tengerfenékén. A Louann sóból származnak, amely egy felszín alatti sziklaegység, amely oldalirányban fennmarad az egész területen. Az oldal jobb oldali oszlopában található térkép mutatja az ágyazott sólerakók helyét az Egyesült Államokban és három sókupo mezőt. Nagy sókuplákat fedeztek fel Angolában, Brazíliában, Kanadában, Gabonban, Németországban, Iránban és Irakban.