Salt Dome คืออะไร พวกเขาจะฟอร์มอย่างไร

เนื้อหา

• Salt Dome คืออะไร
• การเสียรูปของเกลือภายใต้ความกดดัน
• "ความเข้าใจผิดที่หนาแน่น"
• ความหนาแน่นจะไม่เกี่ยวข้องได้อย่างไร
• โดมเกลือมีขนาดใหญ่แค่ไหน?
• การค้นพบน้ำมันโดมเกลือครั้งแรก
• ความสำคัญทางเศรษฐกิจของโดมเกลือ
• อ่างเก็บน้ำน้ำมันและก๊าซธรรมชาติ
• แหล่งที่มาของซัลเฟอร์
• การผลิตเกลือ
• แหล่งกักเก็บใต้ดิน
• การกำจัดของเสีย
• Salt Domes เกิดขึ้นที่ไหน

จูราสสิคเกลือกลาง: ภาพตัดขวางนี้แสดงให้เห็นโขดหินในลุ่มน้ำ East Texas ระหว่างแนวพรมแดนโอคลาโฮมา - เท็กซัส (ทางซ้าย) และชายฝั่งอ่าวเม็กซิโก (ทางขวา) หน่วยหินสีม่วงคือเกลือจูราสสิคกลางซึ่งเป็นหน่วยหินที่มีความสามารถในการไหลภายใต้ความกดดัน เกลือจะถูกทับถมด้วยตะกอนหลายพันฟุตซึ่งทำให้เกิดแรงกดดันมหาศาลบนพื้นผิวของเกลือและทำให้มันไหล ในหลายสถานที่เกลือได้บุกเข้าไปในตะกอนที่อยู่ด้านบน สิ่งนี้ทำให้เกิดกองเล็ก ๆ หรือเสาที่สูงตระหง่านซึ่งมีความสูงหลายพันฟุต คอลัมน์เกลือและเนินดินขนาดเล็กเรียกว่า "โดมเกลือ" ภาพ USGS

Salt Dome: การ์ตูนโดมเกลือแสดงการเจาะทะลุสองหน่วยหินและความผิดปกติของหน่วยหินด้านบนทันที การเจริญเติบโตของโดมสามารถทำได้โดยการย้ายเกลือไปยังโดมจากพื้นที่โดยรอบ เกลือเคลื่อนตัวเข้าสู่โดมเพราะมันถูกบีบอัดด้วยน้ำหนักของตะกอนที่อยู่เหนือ

Salt Dome คืออะไร

โดมเกลือเป็นเนินดินหรือกองเกลือที่แทรกตัวสูงขึ้นเป็นตะกอน โดมเกลือสามารถก่อตัวขึ้นในแอ่งตะกอนซึ่งชั้นเกลือหนาจะทับซ้อนกันโดยตะกอนที่มีอายุน้อยกว่าซึ่งมีความหนาอย่างมีนัยสำคัญ ในกรณีที่เงื่อนไขอนุญาตโดมเกลือสามารถลอยขึ้นเหนือระดับเกลือได้หลายพันฟุต ตัวอย่างแสดงในภาพประกอบ

ในภาพประกอบที่ด้านบนของหน้าหน่วยหินสีม่วง (Js) เดิมเป็นชั้นของเกลือ มันเป็นแหล่งของเกลือสำหรับคอลัมน์หลายแห่งของเกลือและกองเกลือขนาดเล็กหลายแห่งที่บุกเข้าไปในหน่วยวาง

การพัฒนาโดมเกลือสามารถเปลี่ยนรูปหน่วยหินเป็นกับดักที่มีน้ำมันและก๊าซธรรมชาติ พวกเขามักจะขุดเป็นแหล่งเกลือและกำมะถัน ธรรมชาติที่ผ่านไม่ได้ของเกลือสามารถทำให้พวกเขาเป็นสถานที่สำคัญสำหรับการจัดเก็บใต้ดินหรือการกำจัดของเสียอันตรายใต้ดิน

การเสียรูปของเกลือภายใต้ความกดดัน

ไม่เหมือนกับตะกอนชนิดอื่น ๆ ส่วนใหญ่เกลือมีความสามารถในการเปลี่ยนรูปร่างและการไหลเมื่ออยู่ภายใต้ความกดดันที่เพียงพอ ในการพัฒนาโดมเกลือความดันของเกลือจะต้องสูงพอที่จะทำให้สามารถดักจับตะกอนที่อยู่ข้างบนได้ แรงกดดันต้องดีพอที่จะเอาชนะอุปสรรคต่าง ๆ ได้ เหล่านี้รวมถึงน้ำหนักของชั้นวาง, ความแข็งแรงของชั้นวาง, แรงเสียดทานและแรงโน้มถ่วงต่อต้านยก

แรงดันสองแหล่งที่สร้างโดมเกลือคือความดันลดลงของตะกอนที่มากเกินไปและแรงดันด้านข้างของการเคลื่อนที่ของเปลือกโลก

หากพื้นที่ของความอ่อนแอหรือความไม่แน่นอนพัฒนาในตะกอนที่วางตัวอยู่เกลือภายใต้ความกดดันที่เพียงพอสามารถบุกรุกเข้าไปในมัน ความอ่อนแออาจเกิดจากการแตกหักของรอยต่อการขยายตัวของ anticline ความผิดที่เกิดจากแรงผลักดัน

เมื่อเกลือเริ่มไหลก็สามารถดำเนินต่อไปได้ตราบใดที่ความดันของเกลือนั้นสูงพอที่จะเอาชนะกองกำลังต่อต้านได้ การไหลจะหยุดลงเมื่อเกลือสูงขึ้นจนถึงระดับสูงที่มีสภาวะสมดุล

"ความเข้าใจผิดที่หนาแน่น"

คำอธิบายมากมายของโดมเกลือชี้ให้เห็นว่าความหนาแน่นของเกลือที่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับความหนาแน่นของหน่วยหินที่วางตัวอยู่นั้นเป็นแรงผลักดันของการก่อตัวของโดมเกลือ นั่นคือความเข้าใจผิด

ในช่วงเวลาของการตกตะกอน clastic ตะกอนด้านบนของเกลือจะไม่สมบูรณ์มีพื้นที่รูขุมขน siginficant และมีความหนาแน่นต่ำกว่าเกลือ ความหนาแน่นของพวกเขาไม่เกินความหนาแน่นของเกลือจนกว่าพวกเขาจะถูกฝังลึกกระชับแน่นและ lithified บางส่วน จากนั้นพวกเขาจะไม่ตะกอนอ่อน พวกเขาเป็นหน่วยหินที่มีความสามารถซึ่งเป็นอุปสรรคต่อการบุกรุกของเกลือ

น้ำหนักเทียบกับความหนาแน่น: อากาศมีความหนาแน่นที่เกือบจะเล็กน้อย อย่างไรก็ตามคอลัมน์ของอากาศในบรรยากาศมีน้ำหนักพอที่จะขับคอลัมน์ของสารปรอทที่มีความหนาแน่นสูงมากเกือบหนึ่งเมตรขึ้นไปบนหลอดสุญญากาศแก้ว

ความหนาแน่นจะไม่เกี่ยวข้องได้อย่างไร

บารอมิเตอร์ปรอทแสดงภาพประกอบว่าความหนาแน่นไม่เกี่ยวข้องได้อย่างไร ในปี ค.ศ. 1643 Evangelista Torricelli ได้บรรจุหลอดแก้วปิดที่ปลายด้านหนึ่งด้วยปรอท จากนั้นเขาก็ยืนตัวตรงในอ่างปรอททำให้ปลายด้านหนึ่งจมอยู่ใต้น้ำ หลังจากที่ท่อตั้งตรงน้ำหนักของบรรยากาศบนพื้นผิวของปรอทจะให้แรงดันเพียงพอที่จะรองรับเสาของปรอทได้สูงเกือบหนึ่งเมตร ปรอทจะเพิ่มขึ้นหรือลดลงในหลอดเมื่อแรงดันของบรรยากาศเปลี่ยนไป

ในกรณีของบารอมิเตอร์ปรอทความแตกต่างของความหนาแน่นระหว่างปรอทในท่อและความหนาแน่นของอากาศโดยรอบมีค่ามหาศาล แต่น้ำหนักของบรรยากาศนั้นสูงพอที่จะรองรับเสาของปรอท

ในกรณีของโดมเกลือที่มีตะกอนหลายพันฟุตกดลงบนหน่วยเกลือที่มีพื้นที่กว้างขวางสามารถให้พลังงานเพียงพอที่จะสร้างโดมเกลือ

Arctic Salt โดม: ภาพดาวเทียมของโดมเกลือสองดวงที่ปะทุขึ้นสู่พื้นผิวของเกาะเมลวิลล์ทางตอนเหนือของแคนาดา โดมเป็นลักษณะกลมสีขาวล้อมรอบด้วยหินสีเทา พวกมันอยู่ห่างกันประมาณ 2 ไมล์ เกาะล้อมรอบด้วยทะเลน้ำแข็ง เกลือสามารถคงอยู่ที่พื้นผิวในสภาพอากาศเย็นและแห้งแล้ง ภาพโดยนาซา ขยายภาพ

โดมเกลือมีขนาดใหญ่แค่ไหน?

โดมเกลืออาจเป็นโครงสร้างที่มีขนาดใหญ่มาก แกนเกลือมีตั้งแต่ 1/2 ไมล์ถึง 5 ไมล์ หน่วยหินหลักที่ทำหน้าที่เป็นแหล่งเกลือมักจะหนาหลายร้อยถึงสองสามพันฟุต โดมเกลือขึ้นจากความลึก 500 ถึง 6,000 ฟุต (หรือมากกว่า) ใต้พื้นผิว พวกเขามักจะไม่ถึงพื้นผิว หากทำเช่นนั้นธารน้ำแข็งอาจก่อตัวขึ้น

อ่าวเม็กซิโกเกลือโดม: แผนที่โล่งอกของพื้นอ่าวเม็กซิโกนอกชายฝั่งตะวันออกเฉียงใต้ของรัฐลุยเซียนา สีแดงและสีส้มเป็นตัวแทนของน้ำตื้น สีน้ำเงินหมายถึงน้ำลึก โครงสร้างแบนราบคือการแสดงออกของพื้นผิวของโดมเกลือใต้ผิวดิน ภาพจากโปรแกรม NOAA Okeanos Explorer ขยายภาพ

การค้นพบน้ำมันโดมเกลือครั้งแรก

โดมเกลือเกือบจะไม่รู้จักจนกว่าจะมีการขุดเจาะน้ำมันสำรวจบน Spindletop Hill ใกล้โบมอนต์เท็กซัสในปี 1900 และเสร็จสมบูรณ์ในปี 1901 Spindletop เป็นเนินเขาเตี้ย ๆ ด้วยความโล่งใจประมาณ 15 ฟุตซึ่งผู้เยี่ยมชมสามารถพบน้ำพุกำมะถันและก๊าซธรรมชาติ

ที่ระดับความลึกประมาณ 1,000 ฟุตบ่อเจาะน้ำมันแรงดันสูงที่พัดเครื่องมือขุดเจาะออกมาจากบ่อน้ำและอาบน้ำในบริเวณโดยรอบด้วยน้ำมันดิบจนกระทั่งบ่อน้ำสามารถควบคุมได้ การผลิตเริ่มต้นจากหลุมมากกว่า 100,000 บาร์เรลต่อวัน - ผลผลิตสูงกว่าหลุมก่อนหน้าใด ๆ ที่เคยผลิต

การค้นพบ Spindletop จุดประกายความสนุกสนานในการเจาะโครงสร้างที่คล้ายกันทั่วพื้นที่คาบสมุทรกัลฟ์ บางส่วนของหลุมเหล่านี้หลงน้ำมัน การค้นพบเหล่านั้นกระตุ้นนักธรณีวิทยาให้เรียนรู้เกี่ยวกับโครงสร้างด้านล่างที่มีน้ำมันจำนวนมหาศาล

การทำแผนที่ใต้ดินอย่างละเอียดของข้อมูลที่ดีและหลังจากนั้นใช้การสำรวจคลื่นไหวสะเทือนทำให้นักธรณีวิทยาสามารถค้นพบรูปร่างของโดมเกลือพัฒนาสมมติฐานเกี่ยวกับวิธีการก่อตัวและเข้าใจบทบาทของพวกเขาในการสำรวจปิโตรเลียม

โดมเกลืออ่าวเปอร์เซีย: เกาะ Sir Bani Yas ในอ่าวเปอร์เซียทางชายฝั่งตะวันตกของสหรัฐอาหรับเอมิเรตส์ เกาะแห่งนี้เป็นเนินดินที่ถูกผลักดันโดยโดมเกลือขึ้น โดมทะลุพื้นผิวของเกาะและสามารถมองเห็นแก่นกลางของโดมได้ที่ใจกลางเกาะ ภาพโดยหอสังเกตการณ์โลกของนาซา คลิกเพื่อดูรูปขนาดใหญ่

ความสำคัญทางเศรษฐกิจของโดมเกลือ

โดมเกลือทำหน้าที่เป็นแหล่งน้ำมันและก๊าซธรรมชาติแหล่งกำมะถันแหล่งเกลือแหล่งกักเก็บใต้ดินสำหรับน้ำมันและก๊าซธรรมชาติและแหล่งกำจัดขยะอันตราย

อ่างเก็บน้ำน้ำมันและก๊าซธรรมชาติ

โดมเกลือมีความสำคัญอย่างยิ่งต่ออุตสาหกรรมปิโตรเลียม เมื่อโดมเกลือเติบโตขึ้นหมวกหินนั้นโค้งขึ้นไปด้านบน หมวกหินนี้สามารถใช้เป็นน้ำมันหรืออ่างเก็บน้ำก๊าซธรรมชาติ

เมื่อโดมเติบโตขึ้นหินที่มันแทรกซึมจะถูกโค้งขึ้นไปตามด้านข้างของโดม (ดูภาพประกอบทั้งสองที่ด้านบนของหน้านี้) โค้งขึ้นด้านบนนี้ช่วยให้น้ำมันและก๊าซธรรมชาติอพยพไปยังโดมเกลือซึ่งมันสามารถสะสมอยู่ในกับดักโครงสร้าง

เกลือที่เพิ่มขึ้นอาจทำให้เกิดความผิดพลาดได้ บางครั้งความผิดพลาดเหล่านี้อนุญาตให้หน่วยหินที่ดูดซึมได้ถูกปิดผนึกกับหน่วยหินที่ผ่านไม่ได้ โครงสร้างนี้สามารถใช้เป็นคลังเก็บน้ำมันและก๊าซได้ โดมเกลือเดี่ยวสามารถมีอ่างเก็บน้ำที่เกี่ยวข้องมากมายที่ความลึกและสถานที่ต่าง ๆ รอบ ๆ โดม

การสำรวจคลื่นไหวสะเทือน: ข้อมูลแผ่นดินไหวครั้งแรกของโดมเกลือที่ได้มาจากการสำรวจเรือ มันแสดงให้เห็นว่าแกนกลางเกลือมีความกว้างประมาณ 1-1 / 2 ไมล์และชั้นหินที่มีรูปร่างผิดเพี้ยนจากการเคลื่อนที่ขึ้นของเกลือ ภาพแผ่นดินไหวถูกปรับเปลี่ยนหลังจาก Parke D. Snavely, การสำรวจทางธรณีวิทยาของสหรัฐอเมริกา

แหล่งที่มาของซัลเฟอร์

บางครั้งโดมเกลือจะทับด้วยหินก้อนหินที่บรรจุธาตุกำมะถันจำนวนมาก กำมะถันเกิดขึ้นเป็นวัสดุผลึกที่เติมการแตกหักและรูขุมขน intergranular และในบางกรณีมันจะแทนที่หินหมวก คิดว่ากำมะถันนั้นเกิดจากแอนไฮไดรต์และยิปซั่มที่เกี่ยวข้องกับเกลือโดยกิจกรรมของแบคทีเรีย

โดมเกลือบางแห่งมีกำมะถันเพียงพอในก้อนหินที่สามารถฟื้นตัวได้ในเชิงเศรษฐกิจ มันถูกกู้คืนโดยการขุดบ่อน้ำในซัลเฟอร์และสูบน้ำร้อนยวดยิ่งและระบายอากาศลงในบ่อน้ำ น้ำร้อนยวดยิ่งร้อนพอที่จะละลายกำมะถัน อากาศร้อนแปลงซัลเฟอร์ที่หลอมเหลวเป็นฟองที่ลอยตัวได้ดีพอที่จะยกบ่อน้ำขึ้นสู่ผิวน้ำ

ทุกวันนี้กำมะถันส่วนใหญ่ผลิตขึ้นจากการกลั่นน้ำมันดิบและกระบวนการผลิตก๊าซธรรมชาติ การผลิตกำมะถันจากโดมเกลือโดยทั่วไปจะไม่สามารถแข่งขันกับต้นทุนได้โดยกำมะถันที่ผลิตจากน้ำมันและก๊าซธรรมชาติ

การผลิตเกลือ

โดมเกลือบางแห่งถูกใช้ประโยชน์โดยการขุดใต้ดิน เหมืองเหล่านี้ผลิตเกลือที่ใช้เป็นวัตถุดิบในอุตสาหกรรมเคมีและเป็นเกลือสำหรับรักษาทางหลวงที่ปกคลุมด้วยหิมะ

โดมเกลือถูกขุดโดยวิธีแก้ปัญหา น้ำร้อนจะถูกปั๊มลงไปในบ่อด้วยเกลือ น้ำละลายเกลือและนำกลับไปที่ผิวน้ำผ่านหลุมผลิต ที่ผิวน้ำน้ำจะระเหยเพื่อกู้คืนเกลือหรือใช้น้ำเค็มในกระบวนการทางเคมี

แหล่งกักเก็บใต้ดิน

เหมืองที่พัฒนาในโดมเกลือบางแห่งได้รับการผนึกอย่างระมัดระวังและใช้เป็นสถานที่เก็บรักษาน้ำมันก๊าซธรรมชาติและไฮโดรเจน

โดมเกลือในสหรัฐอเมริกาและรัสเซียยังทำหน้าที่เป็นคลังเก็บของแห่งชาติเพื่อสำรองก๊าซฮีเลียมของรัฐบาล เกลือเป็นหินชนิดเดียวที่มีค่าการซึมผ่านต่ำดังนั้นจึงสามารถเก็บอะตอมฮีเลียมขนาดเล็กได้

การกำจัดของเสีย

เกลือเป็นหินที่ผ่านไม่ได้ซึ่งมีความสามารถในการไหลและปิดผนึกรอยแตกที่อาจเกิดขึ้นภายใน ด้วยเหตุผลนี้โดมเกลือจึงถูกใช้เป็นสถานที่กำจัดขยะอันตราย ถ้ำที่มนุษย์สร้างขึ้นในโดมเกลือถูกใช้เป็นแหล่งเก็บขยะขุดเจาะน้ำมันและขยะอันตรายประเภทอื่นในสหรัฐอเมริกาและประเทศอื่น ๆ พวกเขายังได้รับการพิจารณาให้กำจัดกากนิวเคลียร์ระดับสูง แต่ไม่มีไซต์ใดในสหรัฐอเมริกาที่ได้รับขยะประเภทนั้น

เงินฝากเกลือของสหรัฐอเมริกา: ที่ตั้งของแหล่งเกลือและฐานโดมเกลือในสหรัฐอเมริกา การสะสมอย่างต่อเนื่องขนาดใหญ่ตามแนวชายฝั่งอ่าวที่บรรจุแอ่งโดมเกลือทั้งสามนั้นอยู่ภายใต้การดูแลของ Louann Salt แผนที่โดยใช้ข้อมูลตำแหน่งจากห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Argonne

Salt Domes เกิดขึ้นที่ไหน

โดมเกลือสามารถเกิดขึ้นได้ในแอ่งตะกอนซึ่งมีการฝังตัวของตะกอนหนาอย่างน้อย 500 ฟุตของตะกอนชนิดอื่น หนึ่งในภูมิภาคโดมเกลือที่ใหญ่ที่สุดในโลกคืออ่าวเม็กซิโก มีการค้นพบโดมเกลือกว่า 500 แห่งบนบกและภายใต้พื้นทะเลอ่าวเม็กซิโก พวกมันมีต้นกำเนิดมาจาก Louann Salt ซึ่งเป็นหน่วยหินใต้ผิวดินที่อยู่ด้านข้างตลอดพื้นที่ แผนที่ในคอลัมน์ด้านขวาของหน้านี้แสดงที่ตั้งของแหล่งเกลือในสหรัฐอเมริกาและเขตเกลือสามแห่ง โดมเกลือจำนวนมากถูกค้นพบในแองโกลาบราซิลแคนาดากาบองเยอรมนีอิหร่านและอิรัก