San Juan Basin - San Juan Basin

San Juan strukturální pánev je primárně v Novém Mexiku a jihovýchodním rohu Colorado Plateau .
San Juan strukturální pánev je obecně východní část povodí řeky San Juan o rozloze 24 600 čtverečních mil (64 000 km 2 ), která sahá dále na západ do Utahu a Arizony .

San Juan Basin je geologický strukturní umyvadlo nedaleko Four Corners oblasti jihozápadních Spojených státech . Povodí pokrývá 7 500 čtverečních mil a sídlí v severozápadním Novém Mexiku , jihozápadním Coloradu a v částech Utahu a Arizony . Povodí konkrétně zabírá prostor v okresech San Juan , Rio Arriba , Sandoval a McKinley v Novém Mexiku a v okresech La Plata a Archuleta v Coloradu. Pánev se rozprostírá zhruba 100 mil (160 km) NS a 90 mil (140 km) EW.

Umístění pánve San Juan na mapě Spojených států.

San Juan Basin je asymetrická strukturální deprese v provincii Colorado Plateau , s různou nadmořskou výškou a téměř 3000 stop (910 m) v topografickém reliéfu. Mezi jeho nejvýraznější funkce patří Chaco Canyon (severozápadní Nové Mexiko, mezi Farmingtonem a Santa Fe ) a Chacra Mesa . Povodí leží západně od kontinentálního předělu a jeho hlavním odvodněním je jihozápadně až západně tekoucí řeka San Juan , která se nakonec připojí k řece Colorado v Utahu. Podnebí pánve je suchépolosuché , s ročním srážením 15 v (380 mm) a průměrnou roční teplotou kolem 50 ° F (10 ° C).

San Juan Basin je významným producentem ropy a zemního plynu od počátku 20. století, s v současné době více než 300 ropných polí a více než 40 000 vrtaných vrtů v celé oblasti. Od roku 2009 dosáhla kumulativní produkce 42,6 bilionů kubických stop plynu a 381 milionů barelů ropy. Tato oblast je známá zejména pro zásobníky plynu ze svých formací metanu v uhelném loži . San Juan Basin obsahuje největší uhelné lože metanu na světě a zaujímá druhé místo v celkových zásobách plynu.

Tektonická evoluce

Skalnaté předky

Během středního paleozoika byla pánev San Juan součástí starověké zemské masy zvané Laurentia ; to byl superkontinent, který obsahoval velkou část současné Severní Ameriky . Starověká pevnina zvaná Gondwana obsahovala většinu jižních kontinentů, např. Jižní Ameriku a Afriku . Během pozdně Mississippian (před 320 miliony let) se zemské masy Laurentia a Gondwana srazily a vytvořily obrovskou pevninu Pangea . Tato kontinentální srážka vyústila v několik stěžejních orogenních (horských staveb) epizod.

Srážka superkontinentů Gondwana a Laurentia vyústila v olegie Alleghanian a Ouachita . Alleghanská vrásnění byla srážkou Afriky s dnešními jihovýchodními USA a vyústila v Apalačské hory . Ouachita Orogeny byla kolizí Jižní Ameriky s dnešní oblastí Perského zálivu a vyústila v Ancestral Rockies - severozápadní mezikontinentální horský pás hlavně přes Texas, Nové Mexiko a Colorado. Skalnaté předky ustoupily pohoří Uncompahgre , které na severovýchodě ohraničovalo povodí San Juan.

Mesozoická subdukce

Během pozdní jury měla kontinentální srážka Farallonských a severoamerických desek za následek subduction pod nízkým úhlem („plochá deska“) pod západním okrajem Spojených států. Tlak na podkladovou litosféru, který vedl k „depresi“ vnitrozemí kontinentů, a to umožnilo vznik vnitřní křídové dráhy ( aka Western Interior Seaway ). Tím se zahájil přechod od suchozemské sedimentace během pozdního paleozoika a raného druhohor k mělké mořské pánvi, protože do středu kontinentu proudily vody z oblastí Arktidy a Perského zálivu.

Kenozoická evoluce

Základní mapa povodí San Juan. Upraveno od Fassetta, 2010.

Během pozdní křídyraného třetihor působily kompresní síly (pokračující subdukce Farallonské desky) a způsobovaly pozvednutí moderních Skalistých hor prostřednictvím Laramidového vrásnění . Časné třetihorní naklonění směrem na severozápad mělo za následek erozi na jihovýchodě přes 2 000 stop (610 m). Jak se komprese přesunula do prodloužení a začala formace Rio Grande Rift , vulkanismus dominoval oblasti po většinu eocénu a oligocenu . Pozvednutí na severozápadě a pokračující depozice přivedly pánev do dnešní konfigurace.

Součásti

San Juan Basin je asymetrický syncline se třemi složkami: Central Basin Platform, Four Corners Platform a Chaco Slope (aka Chaco Homocline ). Povodí je vázáno na severozápadě Hogback Monocline (oddělující platformy Central Basin a Four Corners), na severovýchodě Archuleta Anticlinorium, na východě Nacimiento Uplift a na jihu Zuni Uplift.

Historie ukládání

Paleozoikum

Vyobrazení křídové západní vnitrozemské plavby.

Před srážkou byly jednotky ve věku Mississippian a Pennsylvanian deponovány během různých mořských prostředí, např. Leadville Limestone a Pinkerton Trail Formations. Jakmile se supercontinents srazily (viz tektonická evoluce výše), sedání na Paradox pánve a pozvednutí Uncompahgre vrchoviny povolených pro ohromné množství sedimentu shodit z vrchoviny přes permu říčních systémů. Rico formace představuje přechod od Pennsylvanian mořských ložisek permokarbonského pozemní ložisek Cutler souvrství . Perm pokračoval být doba pozemních vkladů, včetně pozdního permu eolian vkladů.

Druhohor

K křídová byla doba tří hlavních transgresivních-regresivní cyklů, jako eustatic změny v hladině moře způsobila výkyvy na západním vnitrozemský průplav přímoří. San Juan Basin byl výhodně umístěn na západním okraji námořní cesty a zaznamenal tyto cykly ve stratigrafii (viz stratigrafie níže). Nejzápadnější rozsah mořského toku (aka maximální přestupek) zaznamenal Lewis Shale , který se nakonec definitivně stáhl do obrazových útesů a formace Fruitland .

Kenozoikum

Regrese pobřeží společnosti Western Interior Seaway vyústila v rozsáhlé bažiny, jezera a nivy; to mělo za následek uhelné formace pozdního druhohor / raného kenozoika (např. souostroví Fruitland a Kirtlandská břidlice) . Eocenní / oligocénový vulkanismus vyústil ve velké vulkanické zástěry, které pokrývaly tisíce kilometrů čtverečních, a tato vulkanická pole zajišťovala cenozoické jednotky Ojo Alamo (pocházejí ze západu) a formace Animas a Nacimiento (pocházejí ze severovýchodu). Pozvednutí na severozápadě (a následná eroze) a pokračující depozice (např. Formace San Jose ) přivedly povodí do dnešní konfigurace.

Stratigrafie

Zobecněný průřez pánve San Juan.
San Juan Basin svrchní křída stratigrafie

Precambrian

O předkambrijských jednotkách je toho málo známo kvůli špatné expozici výchozů a špatné kontrole. Prekambrické horniny se skládají z křemence , břidlice a žuly a horniny jsou neporušeně překryty mladšími paleozoickými jednotkami.

Paleozoikum

O stratigrafii paleozoika je známo jen málo . Z více než 40 000 vrtů vyvrtaných v povodí San Juan pouze asi 12 proniklo dostatečně hluboko, aby přišlo do kontaktu s paleozoickými jednotkami. Chybná expozice výchozu a změny laterální facie navíc komplikují definování a korelaci těchto jednotek.

Devonský

  • Ignacio formace sestává z křemence , pískovce a břidlic vrstvy. Jednotka je považována za pozdně devonskou a byla uložena východním trendem přestupku (nekonformně) pokrývajícím prekambrickou skálu po celé dnešní platformě Four Corners. Zachování Ignacia je špatné a většinou se omezuje na lokalizované oblasti poražených dolů.

  • Aneth Formování se skládá z tmavého vápence , jílu bohatý dolomitu , a černé břidlice nebo prachovců vrstev. Tato jednotka s pozdním devonem má depoziční prostředí podobné prostředí formace Ignacio, ačkoli obě formace spočívají nekonformně nad sebou. Anethové souvrství se nachází pouze v podpovrchové oblasti a nikde se nevyrábí.
  • Elbert Formation se skládá ze dvou členů:
    • Člen McCracken Sandstone se skládá ze špatně tříděných pískovců pocházejících z východu. Expozice lze nalézt v pohoří San Juan, které nevyhovují nad kambrijskými jednotkami.
    • Nejmenovaný horní člen se skládá ze zelených břidlic, bílých pískovců a tenkých vápencových nebo dolomitových lůžek uložených v přílivově plochém prostředí.
  • Ouray Formování se skládá z fosilních bohatý ( brachiopods , plžů , crinoids , atd), vápence nebo dolomitu lůžka, která přizpůsobivě překrytí předcházející jednotky. Fosilní fauny svědčí o pozdním devonu (a možná brzy Mississippian) mořského prostředí.

Mississippian

  • Leadville Vápenec se skládá z mělké námořní, otevřený námořní a uhličitan police usazenin. Tato jednotka vyprodukovala přes 50 milionů barelů ropy v Coloradu a Utahu .
  • Molas Formation se skládá ze tří členů:
    • Člen Coalbank Hill je zbytkové ložisko půdy, které se skládá z červených až hnědých prachovců , rohovců a konglomerátů . Může spočívat v souladu s Leadvilleským vápencem nebo v rozporu s formací Ouray .
    • Střední člen se skládá z červenohnědých prachovců, pískovců a konglomerátů odrážejících nánosy potoka. Tato jednotka spočívá nedůsledně nad členem Coalbank Hill.
    • Horní člen je podobný předchozímu střednímu členu, ale obsahuje také fosilní vápenec, který svědčí o přecházejícím pobřeží.
  • Log Springs Formation je stratigraficky ekvivalentní Molas souvrství a litologicky podobný Coalbank a středních členů Molas formace.

Pennsylvanian

  • Pinkerton Trail (sever) a Sandia (jih), formace se skládá z šedého jílů nebo fossiliferous vápenců a vápnitých břidlic lůžek. Jednotky byly uloženy během jihozápadního až západního transgresivního moře.
  • Paradox formace obsahuje složité cyklické evaporite vklady střídavého porézní soli a neporézních břidlice / vápence. Fungují jako vynikající stratigrafické pasti pro uhlovodíky .
  • Honaker Trail Formation se skládá z bazálních open mořských vápence a dolomity překryty arkózových pískovci ze severní Uncompahgre vysočiny. Počáteční jednotka o tloušťce 1400 'je v souladu s formací Paradox.
  • Jižním ekvivalentem formací Paradox a Honaker je skupina Madera . Jeho spodní část tvoří šedé břidlice a vápence formace Gray Mesa, která přechází do horního akrasického souvrství Atrasado bohatého na pískovec . Celková tloušťka je téměř 1300 '.
  • Přechod od pennsylvánských námořních jednotek k permským pevninským jednotkám představuje ricko formace . Skládá se z konglomerátů a arkosických pískovců protkaných mořskými břidlicemi a fosilními vápenci.

Permu

  • Cutler Skupina se skládá z naplavenin ventilátorů ze severní a severovýchodní zdrojů (např Uncompahgre a vrchoviny San Luis). Vklady zahrnují arkosické pískovce, konglomeráty a drobné prachovce a mudstones. Cutler Group je rozdělena do několika formací:
    • Halgaito Formování se skládá ze střídajících se okrajový mořský a říčních sedimentů, a to přizpůsobivě překrývá tvorbu Rico.
    • Cedar Mesa pískovec se liší podle umístění, ale obsahuje evaporite, fluvial, přílivové-byt, a Sabkha facie.
    • Organ Skalní útvar obsahuje siltstonesa pískovce z pobřežních-roviny a fluviálních ložisek pocházel ze severu.
    • De Chelly Pískovec se skládá z pískovce eolian vkladů. Jednotka je rozdělena na spodní a horní členy na základě směrů transportu sedimentů.
  • Yeso Formation je rozdělena do dvou členů:
    • Člen pískovce Meseta Blanca obsahuje klasické eolianské ložiska příčně uložených, dobře tříděných pískovců. Tato formace může být ekvivalentní pískovci De Chelly .
    • Člen San Ysidro obsahuje sádrovcové pískovce proložené vápenci a odráží složité cyklické změny facie (tj. Eolické, pobřežní, mělké šelfy).
  • Glorieta Sandstone obsahuje buff na bílou, křemičitanové pískovce svědčící o eolian vkladů.
  • San Andres Limestone (aka, Bernal Formation) obsahuje silné vápencové a dolomitové lůžka interbedded s pískovce nebo břidlice.

Druhohor

Trias

  • Moenkopi formace a horní Chinle formace unconformably překrývají permokarbonského skály a skládají se z kontinentální pískovce, prachovce a mudstone.

jurský

  • Horniny tohoto časového období, např. Morrisonské souvrství , obsahují kontinentální pískovce a prachovce a mořské usazeniny vápence a anhydritu.

Křídový

Jednotky ve věku křídy jsou nejrozumnější a nejproduktivnější jednotky v povodí San Juan. Západní rozsah vnitřní křídy Seaway se táhl podél povodí San Juan a tři hlavní transgresivně-regresivní epizody, ke kterým došlo během této doby, jsou zaznamenány ve stratigrafii střední a horní křídy.

  • Dakota pískovce Formation je spodní křída jednotka se skládá z říčních pískovců uložených unconformably než starší jednotky. Tyto jednotky přecházejí do nadložní Mancos Shale (viz další řádek).
  • Mancos Shale představuje hlubší mořské usazeniny jako vnitřní křídy Seaway dělal jeho první hlavní přestoupení. Tato formace je rozdělena do tří hlavních členů:
    • Graneros Shale obsahuje pískovec, bentonitu a vápence postele.
    • Pak Greenhorn Vápenec obsahuje střídající postele vápence a vápnitých břidlic uloženého v době maximální přestupku.
    • Člen Juana Lopez obsahuje vápnité břidlicové postele bohaté na fosilie.
  • Mesaverde Group byla uložena jako vnitřní křídy Seaway ustoupila na severovýchod, uložení Point Lookout pískovce , a pak přestoupil do jihozápadní znovu ukládání Cliff House pískovce .
  • Lewis Shale obsahuje šedé břidlice interbedded s pískovce a vápence. Jedná se o hlubší mořská ložiska, protože se plavební cesta stále snižovala na jihozápad. Tato jednotka představuje nejzápadnější rozsah vnitřní křídy.
  • Snímku Cliffs pískovec je rozdělena do dvou vrstev: spodní jednotka obsahuje interbedded Lewis-jako břidlice a pískovce jako Seaway začala regresi a horní jednotka obsahuje masivní pískovcové lůžky, Seaway také jeho finální regrese.
  • Fruitland Formation se skládá z břidlice, prachovce a (co je nejdůležitější) uhlí uloženého z močálů, řek, jezer a záplavových oblastí.
  • Kirtland formace je rozdělena do dvou vrstev: spodní jednotka se skládá z břidlice velmi podobné horní Fruitland, ale je přítomno z uhelných slojí (a tedy oddělena od Fruitland), a horní břidlice na pískovcové jednotek nanesených aggrading koryt .

Kenozoikum

  • Ojo Alamo Formation se skládá z arkózových konglomeráty a pískovci s největší pravděpodobností pocházel ze západu (poznamenali pomocí východ poklesem oblázkové velikosti), která překrývá unconformably starší jednotky.
  • Animas Formation of severu postupně stupně do Nacimiento formace na jih. Jednotky jsou vulkanického původu, pocházejí ze vulkanického pole San Juan a obsahují konglomeráty a andezitové klasty.
  • Eocénní formace San Jose se skládá z arkosických pískovců a břidlic.

Uhlovodíkové hry

San Juan Basin obsahuje dostatek palivových zdrojů, včetně ropy, plynu, uhlí a uranu. Tato pánev vyprodukovala z více než 300 ropných polí a téměř 40 000 vrtů, z nichž většina pochází z hornin křídy. Kromě toho bylo 90% vrtů vyvrtáno ve státě Nové Mexiko. Od roku 2009 dosáhla kumulativní produkce 42,6 bilionů kubických stop plynu a 381 milionů barelů ropy.

Dějiny

První zdokumentovaná ropná hra v povodí San Juan nastala v roce 1911 na svahu Chaco. Studna byla vyvrtána do hloubky 100 m a produkovala pouze 12 barelů ropy denně. První zdokumentovaná hra s plynem nastala o deset let později na platformě Central Basin. Studna byla hluboká 300 m a vedla k plynovodu, který vedl a prodával plyn do okolních měst. Následující roky vedly k mnoha objevům ropy a zemního plynu, které následně zvýšily zájem o zdroje San Juan. Třicátá léta přinesla první plynovod k přepravě plynu mimo povodí. Osmdesátá léta přinesla objev zdrojů metanu v uhelném loži, což mělo za následek prudký výkyv během osmdesátých a devadesátých let. Produkce se od té doby vyrovnala, ale pánev se dodnes aktivně produkuje.

Paleozoická pole

Zatímco většina produkce se odehrála v jednotkách křídy, paleozoické horniny platformy Four Corners úspěšně vyprodukovaly z více než dvou desítek polí z jednotek devonského, mississipského a pennsylvánského věku. Paleozoické jednotky se prohlubují severovýchodním směrem, kde přecházejí z ropného do plynového okna; následně paleozoická pole produkují plyn na severovýchodě a ropu na jihozápadě. Kromě toho se paleozoické polohy pole zhruba shodují se severovýchodním monoklinem Hogback. Budoucí paleozoické hry se zaměří na zemní plyn, a to bude zahrnovat nevyzkoušené uhličitany na platformě Central Basin a potenciálně neobjevené hry na platformě Four Corners.

Druhohorní pole

Jednotky ve věku křídy představují většinu produkce plynu a ropy v povodí San Juan, tj. Téměř 250 z více než 300 polí pochází z křídy. Hlavní ropné hry v povodí San Juan se zaměřují na pískovec Dakota, pískovec Gallup, pískovec Tocito a člen pískovce El Vado. Zdrojovou horninou pro tyto jednotky byla černá, organicky bohatá mořská břidlice stratigraficky nižšího mankosového souvrství . Většina níže popsaných ropných polí je vyčerpána nebo se blíží vyčerpání. Hlavní plynové hry v povodí San Juan se zaměřují na pískovec Dakota, pískovec Point Lookout a pískovec Cliffs na snímku. Hry se skládají ze stratigrafických pastí soustředěných převážně na platformě Central Basin.

Olejové hry

  • Dakotský pískovec má na platformách Four Corners a Central Basin téměř 40 ropných polí, z nichž každé vyprodukovalo miliony barelů ropy.
  • Gallup Sandstone má asi čtyři ropných polí na Chaco Slope. Pískovcové jednotky přinesly desítky tisíc až miliony barelů ropy.
  • Čočka Tocito z pískovce čočky Mancos Shale má asi 30 polí na plošinách Four Corners a Central Basin. Lůžka Tocito jsou nejlepší křídové nádrže, které vyprodukovaly více než 150 MBO (milion barelů ropy) z různých strukturálních a stratigrafických pastí.
  • Člen pískovcového El Vado v Mancos Shale vyprodukoval z více než 40 polí převážně soustředěných na platformě Central Basin. Samotný tento člen vyprodukoval více než 40 MBO.

Plynové hry

  • Dakota Sandstone skladuje plyn v pobřežních mořských pískovcích zachycených mořskými břidlicemi. K získání těchto jednotek je nutné štěpení.
  • Pískovec na snímku Cliffs Cliffs sestává z regresních mořských usazenin, kde je plyn uložen v porézních pískovcích a zachycen bahnem nebo prachovými kameny. Produkce závisí na přirozených zlomeninách celé jednotky.
  • Point Lookout Sandstone (viz obrázek Cliffs Sandstone výše).

Uhelné lože Metanové hry

  • Formace Fruitland zahrnuje laskavou zásobu uhelných lůžek bohatých na metan v povodí San Juan. Metan se nachází v tisících uhelných lůžek v celé ovocné formaci. Podobně jako u paleozoických plynových polí existuje trend zvyšování obsahu plynu (a tepelné zralosti) v severovýchodním směru. Kumulativní produkce (2009) je 15,7 bilionů kubických stop plynu, což z něj činí největší metanové pole s uhelným ložem na světě.

Mrak metanu

V roce 2014 vědci NASA oznámili objev mraku metanu o rozloze 2 500 čtverečních mil (6 500 km 2 ) plovoucího nad pánví. Objev byl založen na datech z nástroje Evropské vesmírné agentury pro skenování absorpčního spektrometru pro atmosférickou chartografii od roku 2002 do roku 2012.

Zpráva dospěla k závěru, že „zdroj pravděpodobně pochází z těžby a zpracování zavedeného plynu, uhlí a uhelného metanu .“ Tento region v letech 2002 až 2012 emitoval každý rok 590 000 metrických tun metanu - téměř 3,5násobek běžně používaných odhadů v emisní databázi Evropské unie pro globální výzkum atmosféry.

Reference

Souřadnice : 36,27 ° S 107,90 ° Z 36 ° 16'N 107 ° 54'W /  / 36,27; -107,90