Соляной купол

Соляной купол является наиболее известной формой геологического строения соли. Соляные структуры в геологическом смысле - это все деформационные структуры, возникшие под влиянием текучих соляных пород в геологические периоды времени . Таким образом, солевые структуры включают в себя как геологические образования, которые состоят из деформированных соляных пород, таких как соляные купола и соляные подушки, так и окружающие структуры, которые образовались в то же время и состоят из других осадочных пород, таких как краевые впадины. Солевые образования встречаются исключительно в верхних слоях земной коры (на глубинах до 15 км) и могут достигать поверхности земли. Общие теории образования солевых структур обобщены в статье соляная тектоника .

Соляная порода, необходимая для образования солевых структур, представляет собой химический осадок из группы испарительных пород ( эвапоритов ). В основном он состоит из минерала галита . Осадочное образование эвапоритов было сформулировано еще в 1877 году Карлом Оксениусом с использованием теории стержня или порога .

Виды солевых структур

Соляные купола

Наиболее яркими соляными структурами являются соляные купола (также соляные диапиры, называемые англ. Salt diapir ) и соляные стены (англ. Salt wall или diapiric стены ). Солевые диапиры представляют собой столбчатые, грибовидные или, наоборот, каплевидные образования, которые могут достигать высоты до 10 км и окружены более молодыми осадочными породами. Соляные стенки также являются высокими, но вытянутыми в поперечном направлении соляными структурами, которые обычно следуют смещению в основании солевого слоя. Продольный разрез Северо-Западного Немецкого бассейна, показанный ниже, показывает несколько соляных куполов, корневая зона которых находится в Цехштайне и частично также в Оберротлигенде (комбинация солей Цехштейна и Оберротлигенда в соляном куполе, известном только из северных северных районов. Германия, также известная как «двойная соль», называется.)



Геологический профиль через Северо-Западный немецкий бассейн с соляными куполами (  Цехштайн Салинар , Оберротлигенд Салинар )

Солевая подушка

Соляная подушка (англ. Salt Pillows ) - это возвышения солевого слоя, покрывающие слои все еще относительно неповреждены, d. ЧАС. не показывают значительных тектонических нарушений. Термин « соляная антиклиналь» означает продолговатые соляные выступы с неповрежденной покрывающей породой.

Раковины кромочные

Из-за смещения или миграции соляной породы в соляную структуру соседние участки покрывающей породы опускаются , что выражается на поверхности локальными бассейновыми структурами. Такие структуры называются периферийными краевыми раковинами (англ. Peripheral стоками ), Randsynklinalen (англ. Rim synclines ) или мини-бассейнами (англ. Minibasins ), соответственно. В этих структурах накапливаются более молодые отложения. Различают первичные краевые впадины , которые образуются рядом с соляными подушками и в которых толщина заполнения бассейна также уменьшается по направлению к солевой структуре, и вторичные краевые впадины , которые расположены рядом с диапирами и в которых толщина слоя заполнение бассейна до соляной структуры неуклонно увеличивается. И наоборот, величина проседания во вторичных краевых депрессиях непрерывно уменьшается с увеличением расстояния от соляного купола. Следовательно, антиформа в перекрывающих породах между двумя соседними соляными куполами может возникнуть, поскольку структура черепах (англ. Turtle back structure ) называется структурой черепахи , потому что на сейсмических профилях она напоминает панцирь черепахи. Первоначальный солевой слой наиболее толстый на полпути между диапирами и тоньше к диапирам.

Соляные одеяла

Соляной потолок (англ. Salt canopy) - развитая форма Salzdiapirismus. Они возникают, когда после прорыва диапира соль продавливается (выдавливается) через покрывающий слой и вытекает на поверхность. В процессе образуется аллохтонный солевой слой, который обычно больше не имеет никакого отношения к первичным ( автохтонным ) солевым месторождениям и в значительной степени перекрывает первоначальную покрывающую толщу. Типичным районом для таких соляных структур является глубокая часть северного шельфа Мексиканского залива . Хотя соляной покров там покрыт постэкструзионными слоями и также находится глубоко под водой, экструдированная соль находится прямо на поверхности земли в горах Загрос в сегодняшнем Иране . Это явление, которое может происходить только из-за чрезвычайно засушливого климата, когда идет соленый ледник , или после фарси- вокабель для соли, как обозначено Намакиером .

Формирование соляных куполов в Северо-Германской котловине.

Северо - Немецкий бассейна является частью более крупной системы бассейна Центральной Европы и одна из областей типа в мире для соляных структур, особенно соляных куполов и соляных стен. Формирование солевых структур в этом бассейне можно описать следующим образом:

  • Около 260 миллионов лет назад (в верхней перми , также называемой Цехштейном в немецкоязычной области ) Центральная Европа находилась в засушливой климатической зоне . В некоторых частях нынешнего северного региона Центральной Европы и региона Северного моря земная кора опустилась и образовала большой внутриконтинентальный осадочный бассейн , поверхность которого опустилась ниже уровня моря. Рифтовая долина между современной Норвегией и современной Гренландией, которая в то время была еще непосредственно связана с Европой, сформировала связь с океаном на севере, так что бассейн был наполнен морской водой. Это мелкое море называется морем Цехштейна в соответствии с отложениями, которые оно оставило после себя, а бассейн, в котором оно распространяется, - бассейном Цехштейна («Эпоха Цехштейна» также названа в честь этих отложений).
  • Периодические перебои в обмене водой с океаном и жаркий сухой климат приводили к многократному, более или менее полному испарению воды. Возникшее в результате увеличение концентрации растворенных солей в морской воде привело к осаждению и отложению карбонатов (известняк) и, прежде всего, сульфатов (в основном гипса ) и хлоридов (в основном каменной соли ), так называемых эвапоритов .
  • Менее чем через 10 миллионов лет это взаимодействие между испарением морской воды и пополнением бассейна подошло к концу, и слои соли, теперь толщиной от 500 до 3000 метров из-за дальнейшего проседания ( проседания ) земной коры, были заменены отложениями. от геологического возраста наложены триасовый , юрский , меловой и кайнозойский периоды.
  • В некоторых районах бассейна Цехштайн растягивающие движения земной коры произошли еще в раннем триасе, что было связано с отдаленными эффектами тектонических процессов плит. Это инициировало подъем соли ( соляная тектоника ), которая вязко-упруго реагирует под давлением все более мощной покрывающей породы - сравнимой с движениями льда и ледников  - а также имеет более низкую плотность, чем вышележащие и окружающие осадочные породы. Соль преимущественно проникала вверх в эти «слабые зоны» (соляная тектоника) или в них. Покровные слои были выгнуты вверх или отодвинуты в сторону. Однако вблизи соляных куполов соль мигрировала, и на поверхности земли образовались периферийные впадины.
  • В течение позднего триаса и юры земная кора продолжала расширяться, что вызвало образование соляных куполов в других частях бассейна Цехштайн. Уже действующие соляные купола продолжили восхождение.
  • Конвергентные движения земной коры в верхнем меловом периоде, особенно на южной окраине бывшей впадины Цехштайн, привели к горизонтальному сужению соляных куполов.

Взаимодействие с поверхностью местности

Красный песчаник Гельголанда был прижат к поверхности моря соляным куполом из недр Северного моря.

Присутствие соляного купола в недрах особенно заметно, когда он выталкивает устойчивые к эрозии породы вверх, создавая гребень на поверхности земли. Такие хребты можно найти в Германии в основном на северном мысе Гарца, z. Б. Вяз или Асс (см. Также →  широкое седло , →  узкое седло ).

В насыщенном дождем воздухе легкорастворимая соль образуется (в основном галит ) в области крыши с плотным увеличением, достигающим поверхности земли, или даже без какого-либо перекрытия ожидающего соляного купола в результате суброзии горизонтальной поверхности, так что называется соляное зеркало от. Затем он покрывается остаточной породой, обычно доломитом , гипсом или их смесью (так называемая гипсовая шляпа ). Однако в очень засушливом климате соль, проникшая на поверхность земли, не вымывается и может вытекать и образовывать горы или соляные ледники высотой в несколько сотен метров .

распределение

Соляные купола - всемирное явление, которое возникает, как только слой соли становится достаточно толстым, чтобы позволить соли перемещаться. В Центральной Европе они в основном встречаются в районе бывшей котловины Цехштайн, которая простиралась от южной Англии до центральной Польши и от центральной части Северного моря до центральной Германии.

Спутниковый снимок с выходами соляных куполов и соляных ледников (темный) в иранских горах Загрос
Остатки штукатурки парижа от соляного купола, прорвавшегося к поверхности земли (светлый материал в центре слева) в прибрежном обнажении на острове Кейп-Бретон , Новая Шотландия, Канада.

Примеры расположенных в них соляных куполов или соляных шахт:

Соляные месторождения в Северных известняковых Альпах ( альпийский триас ), з. Б. соляная гора Халльштатт , речь не идет о соляных куполах в полном смысле этого слова, потому что там соляная тектоника была преобразована альпийской тектоникой.

Исследование соляных структур

Солевые структуры расположены в верхней части земной коры, но редко проникают на поверхность земли, так как солевые минералы разрыхляются за счет поступления грунтовых вод. Поэтому разведка соляных структур проводится косвенно с помощью геофизических методов измерения или напрямую с помощью глубоких скважин.

Поскольку соляные породы имеют более низкую плотность, чем другие осадочные породы, сила тяжести (ускорение свободного падения) над соляными структурами локально ниже, чем в соседних областях. Этот эффект можно определить с помощью гравиметрических методов измерения на поверхности. С помощью этих методов можно оценить пространственную протяженность и высоту соляной структуры. В 1930 - е годы, например, большая часть соли купола в недрах Северного немецкой равнине были отображенной с помощью гравиметрических измерений с помощью Hans Haalck , Рудольф Meinhold , Fritz Haalck и Gerhard Richter-Бернбурга .

При использовании метода сейсмического отражения механические волны («звук») проходят через геологические недра, которые отражаются от слоев горных пород с разной плотностью. Геометрию и глубину границ геологического слоя можно определить с помощью пространственно распределенной записи отраженных волн. Что касается исследования соляных структур, сейсмика отражений позволяет картировать очертания соляной структуры, геометрию прилегающих слоев отложений и, в некоторых случаях, внутренние структуры внутри солевой структуры с разрешением в несколько десятков метров.

Более точные данные о границах пластов, очертаниях соляной структуры и, в частности, о составе соляной породы позволяют получить глубокие скважины непосредственно в соляной структуре и ее окрестностях.

Экономическое значение солевых структур

Добыча солевых минералов

Солевые структуры и слои соляных пород в основном используются для добычи солевых минералов, таких как Б. Каменная соль ( галит ) или калийные удобрения . Каменная соль используется как поваренная соль или песок. Калийные соли (например, карналлит , кизерит или сильвин ) используются в производстве основных химических веществ, например B. используется для производства удобрений. Поскольку солевые минералы появляются только на поверхности в засушливых климатических зонах из-за их высокой растворимости, соляные структуры часто достигаются соляными шахтами в более влажном климате .

Разведка нефти и газа

Образование соляных подушек, соляных куполов и т. Д. Изменяет структуру покрывающих пород и создает структуры, в которых могут собираться ископаемые углеводороды ( сырая нефть и природный газ ), так называемые ловушки сырой нефти и природного газа . Поскольку соляная порода почти непроницаема (непроницаема) для жидкостей , углеводороды (сырая нефть, природный газ) могут накапливаться под слоями соляных пород или соляными структурами. Кроме того, благодаря своей высокой теплопроводности соляная порода обеспечивает теплопроводный перенос тепла с больших глубин на меньшие. В результате соседние отложения солевых структур достигают нефтяного или газового окна на небольшой глубине (диапазон температур от 60 ° C до 170 ° C), чем отложения на большем расстоянии от солевых структур. Поэтому при разведке углеводородов особое внимание уделяется окружающей среде соляных структур.

Некоторые из крупнейших мировых запасов нефти находятся в осадочных бассейнах, на которые повлияла соляная тектоника; z. Б. Мексиканский залив , Северный Каспий, Дельта Конго, Северное море , Персидский залив .

Хранилище проблемных отходов

Соляные конструкции используются в качестве потенциальных окончательных хранилищ для радиоактивных отходов и других опасных отходов, поскольку соляная порода непроницаема для насыщенных солью глубинных грунтовых вод и имеет относительно высокую текучесть и теплопроводность. Есть надежда, что через некоторое время контейнеры с радиоактивным материалом будут окружены соляной породой и изолированы от внешних притоков грунтовых вод, и что тепло, выделяемое при разложении материала, будет рассеиваться наружу.

Соляной купол Горлебны в Нижней Саксонии интенсивно исследовал с 1973 года , чтобы определить , является ли она подходит для размещения. Соляной купол Асса , в котором есть списанная соляная шахта, эксплуатировались в качестве исследовательского рудника для крупномасштабного окончательного захоронения радиоактивных отходов с 1965. Еще одна бывшая шахта в соляной структуре в Германии, которая служит хранилищем радиоактивных отходов, - это Морслебен в Саксонии-Анхальт.

Другие калийные карьеры, некоторые из которых были закрыты, используются как свалки для опасных химических отходов, например Б. Бывший калийный рудник Херфа-Нейроде в Гессене или бывший соляной рудник Зондерсхаузен в Тюрингии.

Индивидуальные доказательства

  1. Карл Охсениус: Образование отложений каменной соли и их маточных солей с особым вниманием к флоту Дуглашалла в Эгельншен Мульде. CEM Pfeffer, Галле 1877.
  2. MR Hudec, MPA Jackson: Соляная шахта: цифровой атлас соляной тектоники. (= Серия книг Удденского бюро экономической геологии. № 5 и Мемуары AAPG. Том 99). 2011 г., ISBN 978-0-615-51836-7 .
  3. Ф. Кокель, П. Крулль (руководитель проекта): Окончательное хранилище радиоактивных отходов, которое генерирует высокие уровни тепла в глубоких геологических формациях в Германии. Исследование и оценка солевых образований. Федеральный институт геонаук и природных ресурсов, Ганновер, 1995 г. ( PDF 6,2 МБ).
  4. Ф. Трусхайм: О галокинезе и ее значении для структурного развития Северной Германии. В: Журнал Немецкого геологического общества. Том 109, 1957, стр. 111-158. (Абстрактный)
  5. М.Р. Худек, депутат Джексон, Д.Д. Шульц-Эла: Парадокс погружения минибассейна в соль: ключи к эволюции бассейнов земной коры. В: Бюллетень Геологического общества Америки. Том 121 (1-2), 2009, стр. 201-221.
  6. Дж. К. Уоррен: Эвапориты: отложения, ресурсы и углеводороды. Springer, Берлин / Гейдельберг / Нью-Йорк, 2006, ISBN 3-540-26011-0 , стр. 375-452, глава Соляная тектоника .
  7. Дебра Х. Вуд, Элис Б. Джайлз: Модели накопления углеводородов в провинции Восточный Техас. (= Геологический циркуляр. 82-6). Бюро экономической геологии Техасского университета в Остине, Остин (Техас), 1982 г. ( PDF ( Мементо от 4 марта 2016 г. в Интернет-архиве ) 19 МБ)
  8. Р. Джрбашян, Г. Члингарья, Ю. Каграманов, А. Карапетян, М. Сатян, Ю. Саядян, Г. Мкртчян: Геология мезо-кайнозойских бассейнов Центральной Армении, с комментариями по признакам углеводородов. (= Поиск и открытие. Арт. № 30007). 2001. (онлайн)
  9. Фабьен Фавре: Современные исследования и будущие тенденции в подземных хранилищах газа: обзор современного состояния. В: Йенс Хетланд, Теймураз Гочиташвили (ред.): Безопасность поставок природного газа через страны транзита. Труды Семинара перспективных исследований НАТО по безопасности поставок природного газа через страны транзита, Тбилиси, Грузия, 20-22 мая 2003 г. (Научная серия НАТО, серия II: математика, физика и химия, том 149). Kluwer Academic Publishers, 2004, ISBN 1-4020-2076-7 , стр. 178. ( PDF 21,8 МБ)

веб ссылки

Commons : Соляные купола  - коллекция изображений, видео и аудио файлов.
Викисловарь: Соляной купол  - объяснение значений, происхождение слов, синонимы, переводы
  • Хайнц-Юрген Бринк: Распределение соляных куполов на северо-западе Германии. В кн . : Науки о Земле в наше время. 2, 5, 1984, стр. 160–166. DOI: 10.2312 / geosciences.1984.2.160