Permská pánev (Severní Amerika) - Permian Basin (North America)

Permská pánev
Mapa zobrazující polohu Permské pánve
Mapa zobrazující polohu Permské pánve
Permská pánev.jpg
Permská pánev Západního Texasu
Souřadnice 32 ° 30 'severní šířky 103 ° 00' západní délky / 32 500 ° N 103 000 ° W / 32,500; -103 000
Etymologie Permian
Umístění Jihozápadní Severní Amerika
Země  Spojené státy
Státy Texas a Nové Mexiko
Města Midland , Oděsa
Charakteristika
On/Offshore Na pevnině
Hranice Matador Arch (N)
Ouachita – Marathon přítlačný pás (S)
Plocha > 220 000 km 2 )
Hydrologie
Řeka (y) Řeka Pecos
Geologie
Typ umyvadla Kratonická pánev (Bally & Snelson)
Vnitřní povodí (Kingston et al.)
Intrakontinentální komplexní pánev (Klemme)
Orogeny Hercynian
Stáří Pennsylvanian - Guadalupian
Stratigrafie Stratigrafie
Pole Pole

Perm pánev je velká sedimentární pánev v jihozápadní části Spojených států . Povodí obsahuje provincii ropného pole Mid-Continent . Tato sedimentární pánev se nachází v západním Texasu a jihovýchodním Novém Mexiku . Zasahuje jižně od Lubbocku , za Midland a Oděsu , na jih téměř k řece Rio Grande v jižním západním centrálním Texasu a zasahuje na západ do jihovýchodní části Nového Mexika. Je tak pojmenována, protože má jedno z nejsilnějších ložisek hornin na světě z permského geologického období . Větší permská pánev obsahuje několik povodí; z nich je Midland Basin největší, Delaware Basin je druhá největší a Marfa Basin je nejmenší. Permská pánev pokrývá více než 86 000 čtverečních mil (220 000 km 2 ) a rozkládá se na ploše přibližně 250 mil (400 km) široké a 300 mil (480 km) dlouhé.

Permská pánev propůjčuje svůj název velké oblasti těžby ropy a zemního plynu , která je součástí Středoevropské oblasti produkce ropy . Celková produkce pro tento region do začátku roku 1993 činila více než 14,9 miliardy barelů (2,37 × 10 9  m 3 ). Texaská města Midland , Oděsa a San Angelo slouží jako sídlo pro činnosti těžby ropy v povodí.

Permská pánev je také hlavním zdrojem draselných solí ( potaše ), které se těží z uložených ložisek sylvitu a langbeinitu v saladské formaci permského stáří. Sylvite byl objeven ve vrtacích jádrech v roce 1925 a výroba byla zahájena v roce 1931. Doly se nacházejí v hrabství Lea a Eddy v Novém Mexiku a jsou provozovány metodou místnosti a pilíře . Halit (kamenná sůl) se vyrábí jako vedlejší produkt těžby potaše.

Komponenty

Delaware Basin

Obrázek 2

Delaware pánev je větší ze dvou hlavních laloků perm pánve v předpolí Ouachita-Marathon tah pásu odděleny centrální Basin Platform. Povodí obsahuje sedimenty datované do Pennsylvanian , Wolfcampian ( Wolfcamp Formation ), Leonardian ( Avalon Shale ) a raných guadalupských dob. Východně klesající povodí Delaware je rozděleno do několika útvarů (obrázek  2) a obsahuje přibližně 25 000 stop (7600 m) laminovaného prachovce a pískovce . Kromě klastického sedimentu obsahuje povodí Delaware také karbonátová ložiska skupiny Delaware , pocházející z guadalupských dob, kdy kanál Hovey umožňoval přístup z moře do pánve.

Midland Basin

Obrázek 4

Západně klesající Midlandská pánev je rozdělena do několika útvarů (obrázek 4) a je složena z laminovaného prachovce a pískovce. Midlandská pánev byla naplněna velkou subvodní deltou, která do pánve ukládala klastický sediment. Kromě klastického sedimentu, Midland Basin také obsahuje karbonátová ložiska pocházející z dob Guadalupian, kdy Hovey Channel umožnil přístup z moře do pánve.

Platforma centrální pánve

Obrázek 6

Central Basin Platform (CBP) je tektonicky vyzdvižený sklepní blok uzavřený karbonátovou platformou . CBP odděluje Delaware a Midland Basin a je rozdělen do několika formací, od nejstarších po nejmladší Wolfcamp , Abo , Drinkard , Tubb , Blinebry , Paddock , Glorietta , San Andres , Grayburg , Queen , Seven Rivers , Yates a Tansill Formations (obrázek  5). Sekvence obsahuje hlavně ložiska karbonátových útesů a mělké mořské klastické sedimenty.

Východní a severozápadní police

Východní a severozápadní regály se skládají z útesů na hraně police a z karbonátových polí lemujících pánve Delaware a Midland, které gradují do prachových kamenů a vaporitů . Východní a severozápadní police jsou rozděleny na formace San Andres , Grayburg , Queen , Seven Rivers , Yates a Tansill .

Kanál San Simon

Kanál San Simon je úzká synklinální linie, která v době Leonardian a Guadalupian oddělovala platformu centrální pánve od severozápadního šelfu.

Sheffield Channel

Sheffieldský kanál odděluje jižní okraj Midlandské pánve od jižního šelfu a přítlačného pásu Ouachita – Marathon v dobách Leonardova a Guadalupského.

Hovey Channel

Kanál Hovey je topograficky nízko položený na jižním okraji Delawareské pánve, který umožňuje přístup k moři Panthalassa v dobách Guadalupska. Hovey Channel byl původně antiklinál, který se vytvořil během prekambrického chybování, a byl hlavním zdrojem mořské vody pro Delaware Basin. Uzavření kanálu Hovey ke konci permu nakonec způsobilo smrt permského útesu, protože bez přivádění vody kanálem se hladiny slanosti v Delawareské pánvi drasticky zvýšily a útes nemohl přežít.

Atol podkovy

Umístění atolu podkovy, stratigrafický sloup a deník studny .

Atol Horseshoe Atoll je na západ naklánějící se obloukovitý řetězec útesů o délce 175 mil (282 km), který se nachází v Midlandské pánvi a skládá se z 5504 stop vápence nahromaděného v Pensylvánsku a 335 m v permu , s 15 významnými zásobníky ropy od 6 099 stop (1 859 m) do 9 902 stop (3 018 m) do hloubky. Útes Komplex se skládá z Horního Pennsylvanian Strawn, Canyon a Cisco vápenců, overlain spodním permu Wolfcamp pískovců a břidlic v terrigenous původu prograding severovýchodu k jihozápadu. První těžba, Seabird Oil Company z Delaware č.  1-B J.  C. Caldwell, byla dokončena v roce 1948.

Depoziční historie

Permská pánev je nejsilnějším ložiskem hornin ve stáří Perm na Zemi, které byly rychle uloženy při srážce Severní Ameriky a Gondwany ( Jižní Amerika a Afrika ) mezi pozdním Mississippianem přes Perm. Permská pánev také zahrnuje útvary, které pocházejí z období ordoviku , před 445 miliony let ( mya ).

Proterozoikum

Před rozpadu Precambrian supercontinent a formování moderního perm Basin geometrie, mělké mořské sedimentace na rodové Tobosa pánve charakterizoval pasivní marže , mělké mořské prostředí. Tobosa Basin také obsahuje sklepní skálu, která se datuje do doby před 1330 miliony let (mya) a která je stále viditelná v dnešních Guadalupských horách . Suterénní skála obsahuje biotiticko-křemennou žulu, objevenou v hloubce 3824 m. V nedalekých Apačských a Sklářských horách je suterénní skála vyrobena z metamorfovaného pískovce a žuly stařené prekambrijským stářím. Celá oblast je také podložena vrstvenými mafickými horninami, které jsou považovány za součást Pecos Mafic Igneous Suite, a zasahuje do jižních USA o 360 km. Bylo datováno do roku 1163.

Raný až střední paleozoik (pozdní kambrie až mississippian)

Stratigrafický sloupec Permské pánve

Období ordoviku (485,4–443,8 mya)

Každé období od paleozoické éry přispělo specifickou litologií do Toboské pánve, které se na začátku pennsylvánského období (323,2–298,9 mya) akumulovalo do téměř 2 600 m (7,6 m) sedimentu. Montoya Group je nejmladší skalní útvar v Tobosa pánve a byl tvořen v Ordovician období (485,4-443,8 mya), a sedí přímo na vyvřelých a metamorfovaných hornin suterénu. Horniny ze skupiny Montoya jsou popsány jako světle až středně šedé, jemně až středně zrnité krystalické vápnité dolomity . Tyto skály byly někdy proloženy břidlicovými , tmavě šedými vápenci a, méně často, rohovcem . Sekvence skupiny Montoya je tvořena uhličitanovým vápencem a dolomitem, který je popisován jako hustý, nepropustný a neporézní a běžně se vyskytuje ve výchozu Skleněných hor s tloušťkou pohybující se od 46 do 155 m od 151 do 509 stop. .

Období siluru (443,8–419,2 mya)

Během silurského období došlo v Toboské pánvi k dramatickým změnám hladiny moře, které vedly ke vzniku více skalních skupin. První z těchto skupin, nazývaná Fusselmanova formace , je většinou tvořena světle šedým, středně až hrubě zrnitým dolomitem. Tloušťka této formace se pohybuje od 49 do 164 stop (15 až 50 m), a části Fusselman souvrství byla také předmětem krasovëní , což naznačuje pokles hladiny moře. Druhá skalní skupina, která se vytvořila během siluru, se nazývá formace zápěstí, což je skála bohatá na bahno, břidlice a dolomity, která v některých místech dosahuje tloušťky 450 m. Zkrášlení Fusselmanovského souvrství ukazuje, že došlo k poklesu hladiny moře, ale hladiny moří se během transgresivní události opět zvýšily , což vedlo k vytvoření formace Wristen. Hladiny moří by pak znovu klesly, což vedlo k velké expozici, erozi a zkrášlování těchto útvarů.

Devonské období (419,2–358,9 mya)

Formace Thirtyone byla vyvinuta během devonu . Tato formace se vyznačuje svými vápencovými, rohovcovými a břidlicovými záhony, z nichž některé měly maximální tloušťku 300 m (980 stop). Tento útvar měl mnoho různých druhů vápence, včetně světlým křemičité, rohovce -dominated, krinoida bohatý a písčité vápence. Formace Thirtyone je velmi podobná vzniku Mississippianského období, což je pravděpodobné, protože během této doby došlo v prostředí jen k malé nebo žádné změně.

Mississippské období (358,9–323,2 mya)

Mississippský vápenec je hlavní formací, která se v tomto období rozvíjí. Tato formace, podobná dříve zmíněnému třicetiletému souvrství, je složena převážně z vápence a břidlice. Vápencová lože jsou popisována jako „hnědá až tmavě hnědá, mikrokrystalická až velmi jemně krystalická, obvykle písčitá a dolomitická“, zatímco břidlicová lože jsou „šedá až černá, tvrdá, platy, pyritická, organická a velmi křemičitá“ . Mississippský vápenec se pohybuje od 15 do 52 m v tloušťce od 49 do 171 stop, přičemž směrem k jižní části Toboské pánve je obecně tenčí.

Barnett břidlice je druhý útvar se vyvinuly během Mississippian období. Skládá se převážně ze stříbřitě hnědé břidlice a jemnozrnného pískovce a prachovce. Tato formace byla mnohem silnější než Mississippský vápenec, pohybovala se v rozmezí od 200 do 460 stop (60 až 140 m). Zvýšenou tloušťku lze vysvětlit zvýšenou sedimentací v oblasti, která byla pravděpodobně způsobena tektonickou aktivitou v této oblasti.

Tektonická aktivita během Mississippianského období

Ouachita Orogeny došlo během pozdní Mississippian, což vede k tektonické aktivity v tomto regionu. Následné skládání a chybování způsobené tímto Orogeny vedlo k Tobosa pánve byla rozdělena do tří částí: Delaware Basin, Midland Basin a Central Basin Platform. Konec Mississippského období také vedl k začátku formování moderního komplexu Permian Reef. Dědictvím raného až středního paleozoika je téměř 6600 stop (2 000 m) sedimentů, které byly nahromaděny v důsledku téměř nepřerušované sedimentace.

Pozdní paleozoikum (Pennsylvanian až Permian)

Pennsylvánské období (323,2–298,9 mya)

Pennsylvanian období znamenal počátek geologických procesů, které by se formují permu pánve do toho, co vidíme dnes. Události v kambriu (raný paleozoik) zanechaly v oblasti zlomové zóny. Tyto zlomové zóny fungovaly jako roviny slabosti pro chyby, které později iniciovala Ouachita Orogeny . Tyto zlomové zóny způsobily, že se Toboská pánev díky tektonické aktivitě přeměnila na komplex Permian Reef, který se skládá ze tří částí: Platforma centrální pánve, která je obklopena poruchami, a Midland a Delaware Basins na obou stranách. Mississippské sedimenty chybí buď kvůli erozi, nebo bez depozice. Mořské břidlice byly uloženy ve středu pánví Delaware, Midland a Val Verde, zatímco na periferii pánví došlo k ukládání mělkých mořských, uhličitanových šelfů a vápencových sedimentů.

Morrowova formace

Early Pennsylvanian Morrow Formation základem Atoka formace. Morrow je důležitý rezervoár skládající se z klastických sedimentů , pískovců a břidlic uložených v deltaickém prostředí.

Jiné formace

Pennsylvánské období také vedlo k rozvoji dalších geologických útvarů, ačkoli žádný z nich neměl význam morrowského souvrství. Tyto útvary Atoka leží přizpůsobivě na horní straně Morrow souvrství, a je charakterizován svým fosilní bohaté na vápenec inter-lůžkový s břidlicí, dosahuje maximální tloušťku 660 stop (200 m). Během formování Atoky v této oblasti stále docházelo k pozvednutí, což vedlo ke zvýšené sedimentaci, jak byly okolní vysočiny erodovány. Zvýšená sedimentace vedla ke vzniku středně až hrubozrnného pískovce. Ve formaci Atoka jsou viditelné první útesové struktury, které se vytvořily v Delaware Basin.

Strawn formace vytvořený po Atoka, i během Pennsylvanian období, a dosáhla maximální tloušťku 660 stop (200 m). V této formaci došlo k výraznému nárůstu útesových mohyl . Rovný útvar je tvořen především masivním vápencem spolu s „jemným až středně zrnitým pískovcem, tmavými až světle šedými břidlicemi a příležitostně červenohnědými, zelenošedými, živičnými břidlicemi“. V této formaci se zachovalo velké množství různých fosilních typů, včetně ramenonožců , foraminifer , bryozoanů , korálů a krinoidů.

Pennsylvánské období zahrnuje také další dva útvary, útvary Canyon a Cisco, které jsou významné díky velkým ložiskům ropy v nich objeveným.

Permské období (298,9–251 mya)

Permské období bylo obdobím stavby velkých útesů k přeměně komplexu Permian Reef na hlavní útesový systém, přičemž permské skalní útvary tvořily 95% dnešních výchozů v permské pánvi. Při zvažování jakéhokoli typu stavby útesů, ke kterému došlo v permu, je důležité mít na paměti, že hlavní roli hrála tektonika. Během tohoto období začal superkontinent Pangea , který trval od 335 do 175 mya, procházet rozchodem. Pangea byla seskupena poblíž rovníku a obklopena superoceanem Panthalassa, s permskou pánví umístěnou na jeho západním okraji do 5–10 stupňů od rovníku. Jakékoli prostředí stavby útesů by vyžadovalo zdroj vody a povodí Delaware se nacházelo poblíž okrajového moře. Díky kanálu Hovey přepravovalo toto moře vodu do povodí Delaware. Globální teploty v této době byly teplé, protože světové klima se měnilo z lednice na skleník. Tento nárůst globálních teplot vedl také k tání ledových mas umístěných směrem k jižnímu pólu, což následně vedlo ke zvýšení hladiny moří.

Permské období bylo rozděleno na hlavní epochy , z nichž každá má samostatné rozdělení. V každé dílčí epochě se v různých částech komplexu Permian Reef vytvořila jiná formace.

Cisuralian Epocha (298,9–272,3 mya)
Klimatické zóny na hranici karbonu a permu

Cisuralian Epoch obsahovala dva roky, Wolfcampian a Leonardian , z nichž oba mají geologické formace v permu pánve pojmenované po nich.

Wolfcampianská formace leží konformně na vrcholu pennsylvánské formace a je první formací z období permu. Jeho složení se liší v závislosti na poloze v povodí, přičemž nejsevernější část je bohatší na břidlice. Tloušťka této formace se také mění a dosahuje maximálně 500 metrů. Wolfcampianus je tvořen převážně šedými až hnědými břidlicemi a jemnozrnnými hnědými vápenci s převahou čertů. V útvaru se nacházejí také vložené vrstvy jemnozrnného pískovce.

Primární formace, která zůstává z Leonardian Age, se nazývá Vápencový kostní pramen , který dosahuje maximální tloušťky 2 000 stop (600 m) a leží přímo pod komplexem Capitan Reef. Vápenec Bone Spring lze rozdělit na dva útvary: Victorio Peak Member, který se skládá z masivních vápencových lůžek měřících až 30 metrů; a Cutoff Shale Member, který je vytvořen z černé, platy, křemičité břidlice a břidlicového pískovce. Vápencový kostní pramen se skládá z několika zkamenělin, jako jsou mechovky , krinoidy a spirifery , ale postrádají řasy a houby, které jsou hojné ve zbytku komplexu Permian Reef. Skály z vápencových pramenů se nacházejí převážně v Delawareské pánvi, ale člen Victorio Peak zasahuje do oblasti okrajů šelfu.

Guadelupianova epocha (272,3–259,8 mya)

Guadalupian Epoch byla pojmenována po Guadalupe horách , protože tato epocha v permu je, když útes budova byla v té nejefektivnější. Tato epocha , která trvala přibližně 272–260 mya, byla ovládána skupinou Delaware Mountain , kterou lze dále rozdělit na skalní divize podle umístění v komplexu Permian Reef.

Formace kaňonu Brushy

První formací, která tvoří skupinu Delaware Mountain, je formace Brushy Canyon a leží v Delaware Basin. Útvary Brushy Canyon jsou tvořeny tenkými vloženými vrstvami střídajících se jemně zrnitých a masivních křemenných pískovců a také břidlicově hnědého až černého pískovce. Tato formace dosahuje maximální tloušťky 350 metrů, ale výrazně se ztenčuje, protože se blíží okrajům pánve v důsledku transgresivního překrytí . Formace Brushy Canyon také obsahuje malé útesové skvrny, zvlnění a zkřížené vrstvy postelí , což naznačuje, že Delaware Basin měl v této době mělké vodní prostředí.

Formace Cherry Canyon

Další jednotkou skupiny Delaware Mountain je Cherry Canyon , která měla několik různých podjednotek a rozšířila se do Delaware Basin a okolních šelfových prostředí. Formaci Cherry Canyon lze rozdělit do čtyř podjednotek, z nichž každá bude stručně probrána.

Formace dolní brány

Člen Lower Getaway je vápenec, který má různé vlastnosti na základě svého umístění v Delaware Basin a obsahuje opravné útesy blízko okraje pánve. Tyto útesy se často nacházejí na vápencovém konglomerátu a brekcii . Člen horního útěku je konzistentnější a je charakterizován jako tlustý lůžkový dolomit, který se integruje do formace San Andres, jak se pohybuje směrem k polici. Střední jednotkou formace Cherry Canyon je South Wells Member, která se skládá z pískovce a integruje se do Goat Seep Reef, jak se pohybuje směrem k polici pánve.

Člen Manzanita

Horní jednotkou je člen Manzanita, který se skládá z dolomitu a při pohybu do okrajů pánve se skřípne pod souvrství Capitan. Všichni čtyři členové formace Cherry Canyon prošli dolomitizací poblíž okrajů pánve. To je evidentní, protože bioclastický odpad kalcitu / aragonitu, který existoval jako součást této formace, byl zachován jako formy v dolomitu. Někteří autoři navrhli, že klasty a trosky mohly být při ukládání dolomitické, ale to je nepravděpodobné, protože trosky pocházely z útesu, který nebyl dolomitický.

Formace Bell Canyonu

Bell Canyon Formation je další jednotka v Mountain Group Delaware, a to je věk ekvivalentní jednotka formace Capitan Reef který tvořil na polici. Formace Bell Canyon se skládá z „nefosiliferních, tmavě šedých až černých, platy, jemnozrnných vápenců“. Všechny útvary Cherry Canyon a spodní část útvaru Bell Canyon mají tenké meziprodukty z tmavě zbarveného bioklastického vápence a jemnozrnného pískovce. Jak se tyto útvary pohybují směrem k okrajům pánve, pískovec se klínuje ven a vápenec houstne do mohutných, metr tlustých záhonů, obsahujících útesový talus .

Formace útesu kozího septa

Formace Goat Seep Reef leží na okraji police a integruje se s únikovou formací v povodí a formací San Andres směrem k polici. Tato formace je popsána jako 350 metrů tlustá, 1600 metrů dlouhá a je zcela tvořena masivním dolomitem. Ve spodní polovině formace je dolomit rozvrstven do mohutných lůžek. Tato formace také obsahuje formy organismů zničených procesem dolomitizace.

Budova útesu v guadalupské době

Guadalupská epocha je jednou z nejúspěšnějších v historii, pokud jde o stavbu útesů, protože většina permských útesů dosáhla během této epochy svého maxima ve velikosti, rozmanitosti, rozsahu a hojnosti, přičemž Capitan Reef je jedním z nejslavnějších příkladů. V Guadalupianu byly útesy celosvětově hojné a rostly na místech, jako je Delaware Basin, Zechstein Basin ve východní Evropě, podél oceánu Tethys a v chladných vodních šelfech v Panthalassa Ocean . Konec tohoto zlatého věku pro stavbu útesů nastal v důsledku „krize na konci Guadalupského útesu“, která zahrnovala globální pokles hladiny moří a regionální kolísání salinity . Pohyb a kolize mikrokontinentů během rozpadu Pangea také způsobily zničení mnoha guadalupských útesů. I při počtu útesů z té epochy, které byly zničeny, existuje na světě více než 100 guadalupských útesů, nejvíce z jakékoli permské epochy.

Růst útesů během pozdního permu

Růst Capitanského útesu, který je označován jako „masivní člen“, protože je tvořen z masivního vápence, lze popsat ve třech fázích. První fází je založení útesu a jeho rychlý růst. Vzhledem k pomalejším poklesům této doby se útes dokázal rychle vybudovat. Jakmile útes dosáhl hladiny moře, začal růst horizontálně, protože vertikálně už růst nemohl. Útesové prostředí v první fázi vývoje bylo popsáno jako teplá (kolem 20 ° C), mělká, vysoce energetická, čistá voda bez nečistot, která měla normální úroveň slanosti 27 až 40 ppt ( promile). Voda v povodí poskytovala spoustu živin, protože zde neustále docházelo k nárůstu vody, která mísila nově přivedenou mořskou vodu s anoxickou vodou z dna pánve. Make -up útesu je popisován jako budovaný především ze vztyčených hub, které mají velké, tuhé kostry a hojné červené řasy , mikrobiální mikrit a anorganický cement . Mikrobiální mikrit pracoval na zachycení sedimentu .

Jednou z nejvýznamnějších houbiček, které tvořily útes Capitan, byla rodina houby Guadalupiidae , houba, která se poprvé objevila na Skleněných horách v polovině permu a do pozdního permu se rozšířila do Delawareské pánve.

Ve druhé fázi formování útesu Capitan došlo k dalším změnám životního prostředí. Toto období růstu bylo poznamenáno eustatickými změnami globálních hladin moře v důsledku častého zaledňování . Útes zaznamenal v této fázi vertikální růst a rostl dostatečně rychlým tempem, aby udržel krok se stoupající hladinou moře . Útes Capitan také našel stabilní základ na úlomcích útesu a talusu, které spočívaly na jeho svazích, a tento základ umožňoval útesu růst směrem ven. V některých lokalitách byly živiny a minerály tak bohaté, že útes Capitan vyrostl téměř 50 km od výchozího bodu.

Útesová smrt během pozdního permu

Třetí etapou útesu Capitan je smrt systému útesů. Mořské proudy v Permu hrály obrovskou roli při vytváření klimatu v regionu a při pomoci při růstu a smrti Capitanského útesu. Klima v oblasti pánve bylo horké a suché , což je patrné z výparů, které se nacházejí v oblasti zadních útesů .

Konec růstu a akumulace komplexu Permian Reef byl ovlivněn tektonikou . Na konci permského období se superkontinent Pangea začínal rozpadat, což drasticky změnilo podmínky, které byly dříve příznivé pro růst útesů. Změna tektoniky omezila výměnu mořské vody v Hovey Channel, což pak vedlo ke zvýšení salinity v Permské pánvi. Útes nemohl přežít tuto drastickou změnu slanosti vody , a proto byl zničen.

Až do Guadalupianu měla permská pánev dostatečnou cirkulaci vody se sladkou vodou přicházející z Hoveyho kanálu. Růst odparu ve spodních částech pánve ukázal, že vodní sloupec byl s největší pravděpodobností stratifikován a euxinický , což znamená, že voda byla anoxická i sulfidická . Průchody mezi Delaware a Midland Basin byly omezeny kvůli tektonickým změnám, a to způsobilo zvýšení slanosti vody. Rostoucí teploty v pozdním permu v kombinaci s nárůstem slanosti způsobily vyhynutí útesu Capitan a také tvorbu vaporitů s pánví.

Vrstvy vaporitů, které se vytvořily v důsledku zvýšené salinity, se nazývají kastilské souvrství . Tato formace se skládá ze střídajících se vrstev sádry / anhydritu a vápence, stejně jako z masivních ložísk sádry / anhydritu, soli a některých vápenců. Jednotka měří celkem téměř 1300 m a byla vytvořena během Lopingianské epochy . Jednotlivé vrstvy ( vrstvy ) sádry/anhydritu mají tloušťku mezi 0,039 palce (1 mm) až 3,9 palce (10 cm), o čemž se předpokládá, že každoročně koreluje se salinitou pánve.

Útes Capitan byl na počátku své historie diageneticky změněn , zvláště po uložení kastilského souvrství. Během této formace existují důkazy o změnách tkanin , o nichž se předpokládá, že naznačují proces dehydratace a rehydratace sádry a anhydritů. Existují také důkazy o kalcitizaci vaporitů . Útesový systém byl pohřben, dokud nebyl odhalen v druhohorách v důsledku tektonické aktivity Laramid Orogeny . Útesy z hlubinných břidlic a uhličitanů v povodí Delaware a Midland a platformy centrální pánve by se staly lukrativními zásobníky uhlovodíků .

Zobecněné facie trakty permské pánve

Permská pánev je rozdělena na zobecněné facie pásy rozlišené podle depozičního prostředí, ve kterém se vytvořily, ovlivněné hladinou moře, podnebím , slaností a přístupem do moře.

Traktor nízkého stojanu

Snížení hladiny moře odhaluje peritidální a potenciálně i okrajové oblasti šelfu, což umožňuje pískovcům s lineárním kanálem zařezat se do šelfu, přesahujícím přes šelfový okraj na vrcholu svahových karbonátů, větrající se směrem ven k pánvi. Tyto slapové bytů během lowstand obsahují Liparské pískovce a siltstonesa vrcholku supratidal lithofacies na přechodníku systémů traktu. Výplň pánve během nízkého stojanu se skládá z tenkých karbonátových lůžek propletených pískovcem a prachovcem na polici a pískovcových lůžek uvnitř pánve.

Transgresivní systémy

Tyto facie jsou důsledkem prudkého prohloubení pánve a obnovení výroby uhličitanu. Uhličitany, jako je bioturbovaný wackstone a vápenaté bahno chudé na kyslík, se hromadí na podkladních pískovcových kamenech nízkopodlažních systémů v povodí a na svahu. Přílivové byty se vyznačují nadpřirozenými plochami horkého a suchého podnebí, jako jsou dolomudstones a dolopackstones. Povodí se vyznačuje tlustými uhličitanovými lůžky na polici nebo v její blízkosti, přičemž okraj police se stává stále strmější a pánve povodí se ztenčují.

Trakční systémy

Faciální traktové systémy výškových systémů jsou důsledkem zpomalení vzestupu hladiny moře. Je charakterizována produkcí uhličitanu na okrajové ploše a dominantním ukládáním uhličitanu v celé pánvi. Lithofacii tvoří tlustá lůžka uhličitanů na polici a okraji police a tenká pískovcová lůžka ve svahu. Umyvadlo je omezeno tvorbou červených lůžek na polici, které v pánvi vytvářejí vapority.

Tektonická historie

Během kambria – mississippia byla rodová permská pánev široká mořská pasivní marina Tobosa Basin obsahující ložiska uhličitanů a klastiků. V raných Pennsylvanian - raných Permian kolize Severní Ameriky a Gondwana Land (Jižní Amerika a Afrika) způsobila hercynské orogeny . Hercynský Orogeny vyústil v to, že se povodí Tobosy rozdělilo na dvě hluboké pánve (Delaware a Midland Basin) obklopené mělkými policemi. Během permu se umyvadlo stalo strukturálně stabilní a naplněné klasty v pánvi a uhličitany na policích.

Fáze pasivního okrajového paleozoika (pozdní prekambricko -mississippský, 850–310 Mya)

Tato pasivní posloupnost marží je přítomna v celém jihozápadním USA a je silná až 0,50 míle (1,50 km). Rodová permská pánev je charakterizována slabým rozšířením kůry a nízkým poklesem, ve kterém se vyvinula povodí Tobosy. Povodí Tobosy obsahovalo regálové uhličitany a břidlice.

Fáze kolize (pozdní Mississippian – Pennsylvanian, 310–265 Mya)

Dva laloky geometrie permské pánve oddělené plošinou byly výsledkem hercynského kolizního orogeneze při srážce Severní Ameriky a Gondwana Land (Jižní Amerika a Afrika). Tato srážka zvedla skládací pás Ouachita-Marathon a zdeformovala Toboskou pánev. Povodí Delaware bylo důsledkem naklonění podél oblastí proterozoické slabosti v Toboské pánvi. Jihozápadní komprese znovu aktivovala strmě klesající chyby tahu a zvedla hřeben centrální pánve. Skládání podzemního terranu rozdělilo umyvadlo na povodí Delaware na západě a Midlandské pánve na východě.

Fáze Permské pánve (Permian, 265–230 Mya)

Rychlá sedimentace klastiků, karbonátových plošin a polic a vaporitů probíhala synorogenně. Výbuchy orogenní aktivity jsou ve vrstvách povodí rozděleny třemi úhlovými neshodami . Usazeniny výparů v malé zbytkové pánvi označují konečnou fázi sedimentace, protože se pánev během poklesu hladiny moře dostala z moře.

Výroba a rezervy uhlovodíků

Obrázek 9: Významné uhlovodíky hrají v Permské pánvi

Permská pánev je největší pánví produkující ropu ve Spojených státech a vyprodukovala kumulativně 28,9  miliardy barelů ropy a 75  bilionů kubických stop plynu. V současné době na začátku roku 2020 se z pánve čerpá přes 4 miliony barelů ropy denně. Osmdesát procent odhadovaných zásob se nachází v hloubce méně než 3 000 m. Deset procent ropy získané z permské pánve pochází z pennsylvanských uhličitanů. Největší nádrže jsou v platformě Central Basin, severozápadním a východním šelfu a v pískovcích Delaware Basin. Primární litologie hlavních uhlovodíkových nádrží jsou vápenec, dolomit a pískovec kvůli jejich vysoké pórovitosti. Pokroky v těžbě uhlovodíků, jako je horizontální vrtání a hydraulické štěpení, však rozšířily produkci do nekonvenčních, těsných ropných břidlic, jaké se nacházejí v břidlici Wolfcamp .

Historie zdrojů

Souprava Santa Rita č. 1, použitá při objevu ropného pole Big Lake v roce 1923.

V roce 1917 JA Udden, profesor geologie z University of Texas , spekuloval, že Marathon Fold , spojený s pohořím Marathon, se může rozšířit na sever. Tuto teorii vrásek v roce 1918 dále rozpracovali geologové RA Liddle a JW Beede. Potenciální struktura byla považována za potenciální past na ropu . Na základě této teorie Marathon Fold a známých ropných prosaků bylo ve východní Permské pánvi zahájeno zkušební vrtání.

Zásoby ropy v permské pánvi poprvé zdokumentoval WH Abrams v Mitchell County v západním Texasu v roce 1920. První komerční vrt byl otevřen o rok později v roce 1921 v nově objeveném ropném poli Westbrook v Mitchell County v hloubce 2 498 stop. (761 m). Permian Basin byl původně považován za miskovitý tvar, přičemž posádky geologického průzkumu nemohly studovat vnitřek pánve kvůli nedostatku výchozů. Několik příštích let obsahovalo objevy několika ropných polí, jako je ropné pole Big Lake (1923), světové ropné pole (1925), ropné pole McCamey (1925), ropné pole Hendrick (1926) a olej Yates Pole (1926). Všechny tyto objevy byly provedeny náhodným vrtáním nebo mapováním povrchů. Geofyzikální testy byly při mapování regionu životně důležité, protože k nalezení anomálií v oblasti byly použity nástroje jako seismografy a magnetometry.

V roce 1924 mezi společnosti zakládající regionální geologické úřady v povodí patřila společnost 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) a The Texas Company .

Vzhledem ke vzdálenosti a nedostatku trubek, ve kterých by se mohla pohybovat ropa, bylo ve 20. letech 20. století málo hloubkových testů vrtání, protože náklady byly vysoké. Výsledkem bylo, že všechny ropné vrty do roku 1928 byly menší než 1 500 m nebo hluboké 1 000 m. V roce 1928 však objev č. IB University našel ropu ve výšce 8520 stop v ordovických formacích Big Lake. Průzkum a vývoj vzrostl ve 30. letech 20. století objevením ropného pole Harper (1933), ropného pole Goldsmith (1934), ropného pole Foster (1935), ropného pole Keystone (1935), ropného pole Means (1934) , ropné pole Wasson (1936-1937) a porážkové pole (1936). Během druhé světové války se potřeba ropy v USA stala naléhavou, což ospravedlnilo vysoké náklady na hloubkové ropné vrty. Tento průlom vedl k tomu, že v každé geologické formaci od kambrijského období do permu byly nalezeny velké zásoby ropy. Mezi významné objevy patřilo ropné pole Embrar (1942), ropné pole TXL (1944), ropné pole Dollarhide (1945) a ropné pole Block 31 (1945).

V roce 1966 měřila produkce Permské pánve 600 milionů barelů ropy spolu s 2,3 bilionu kubických stop plynu, což dohromady činilo 2 miliardy dolarů. Výrobní hodnoty se díky instalaci plynovodů a ropných rafinérií v této oblasti neustále zvyšovaly a v roce 1993 dosáhly celkové produkce přes 14,9 miliardy barelů.

Kromě ropy je jednou z hlavních komodit, které se těží z permské pánve, potaš , který v této oblasti poprvé objevil koncem 19. století geolog Johan August Udden. Rané studie Uddena a přítomnost potaše v oblasti Santa Rita mezi 1100 a 1700 stopami vedly k tomu, že geologický průzkum Spojených států prozkoumal oblast při hledání potaše, což bylo během první světové války velmi důležité, protože USA už nemohly dovážet z Německa. v polovině 60. let fungovalo na straně Nového Mexika Permské pánve sedm potašových dolů.

Aktuální produkce

V roce 2018 vyprodukovala Permská pánev více než 33 miliard barelů ropy a 118 bilionů kubických stop zemního plynu. Tato produkce představuje 20% americké produkce ropy a 7% americké suché výroby zemního plynu. Zatímco se předpokládalo, že produkce dosáhla vrcholu na začátku 70. let, nové technologie pro těžbu ropy, jako je hydraulické štěpení a horizontální vrtání, dramaticky zvýšily produkci. Odhady Správy energetických informací předpovídaly, že prokázané zásoby v permské pánvi stále obsahují 5 miliard barelů ropy a přibližně 19 bilionů kubických stop zemního plynu. V říjnu 2019 vedoucí představitelé fosilních paliv uvedli, že až donedávna dosahovali pokroku při omezování spalování , tj. Spalování zemního plynu. Vrtné společnosti se zaměřují na vrtání a čerpání ropy, což je vysoce lukrativní, ale méně hodnotný plyn, který se čerpá spolu s ropou, je považován za „vedlejší produkt“. Během současného boomu v permských ropných polích těžba ropy „daleko předstihla stavbu potrubí“, takže se zvýšilo používání spalování spolu s odvětráním „zemního plynu a dalších silných skleníkových plynů přímo do atmosféry “, jako jsou záplavy oxidu uhličitého , podstatně větší skleníkový efekt než hoření. Oba postupy jsou podle legislativy států legální. Většina emitovaného metanu pochází z malého počtu zdrojů. Cena zemního plynu je tak levná, že se menší společnosti, které mají kapacitu potrubí, rozhodují spíše vzplanout, než platit náklady na potrubí.

Kraje a obce Permské pánve

Mapa části regionu v Texasu. Červená je jádro; růžová představuje hrabství někdy zahrnutá v regionu.
Aktivní pumpjack Permian Basin východně od Andrews, TX

Vzhledem ke svému ekonomickému významu dala Permská pánev své jméno také zeměpisné oblasti, ve které leží. Kraje v této oblasti zahrnují:

Viz také

Reference

externí odkazy

  • Permská pánev - článek Státní historické asociace Texas