Severoněmecká pánev - North German basin - Wikipedia

Severoněmecká pánev nacházející se v západní Evropě, představovaná jako zelená oblast definovaná USGS

The Severoněmecká pánev je pasivně aktivní trhlina Umyvadlo nachází se ve střední a západní Evropě a leží v nejjižnější části pohoří Severní moře a jihozápadní Baltské moře a napříč pozemními částmi severního Německa, Nizozemska a Polska.[1] Severoněmecká pánev je dílčí povodí jižní permské pánve, která tvoří směsici vnitrokontinentálních pánví složených z permských až kenozoických sedimentů, které se nahromadily na tloušťky kolem 10–12 kilometrů (6–7,5 mi).[2][3] Komplexní vývoj pánve se odehrává od permu po kenozoikum a je do značné míry ovlivněn několika fázemi riftingu, poklesu a slaných tektonických událostí. Severoněmecká pánev rovněž představuje značné množství západoevropských zdrojů zemního plynu, včetně jednoho z největších zásobníků zemního plynu na světě, plynového pole Groningen.[4]

Regionální tektonický vývoj

Regionální tektonický vývoj severoněmecké pánve se shoduje s vývojem severoněmecké pánve Jižní permská pánev, povodí ve střední a západní Evropě. Od konce Neoproterozoická éra na Období karbonu, Evropa prošla Kaledonská vrásnění a Variské vrásnění.[5] Tyto události nárůstu kůry způsobily současnou regionální litosféru a v době post-orogenního kolapsu variské orogeny superkontinent Pangea úplně zformoval.[5][6] Po vzniku Pangea prošla velká část regionu nestabilitou kůry, a tak se rozvinula rozsáhlá oblast Permokarbon magmatická provincie.[5][7] Tento magmatismus vedl k vytlačování bohatých sopečných posloupností, jako je severovýchodní německá pánev, severozápadní polská pánev a Oslo Rift, přičemž také způsobil vznik 70 rozporných pánví v celé permské pánvi.[6] Oblasti, které se nejvíce vyvinuly, a objemný magmatismus se vyskytovaly v severoněmecké pánvi z doby 297-302 Ma.[8]

Vývoj pánve

Počáteční rifting

Zasvěcení severoněmecké pánve proběhlo v pozdním období Karbon přibližně 295–285 Ma (před miliony let) v souvislosti s kolapsem Variské vrásnění kvůli kroutit tektonika v nadměrně zahuštěné kůře v severní předpolí variského vrásnění.[9][10][11] Zasvěcení tvořené kůrou rifting a trýznění kromě obrovského množství vulkanismus (> 40 000 km3 ) a magmatismus, lze datovat pouze přibližně z důvodu rozsáhlého (> 250 Ma) polyfázovaného poklesu regionu.[2] Nejviditelnější metoda datování byla provedena pomocí zirkonových stárnutí SHRIMP (Sensitive High-Resolution Ion Microprobe), což umožňuje datování sedimentů produkovaných během vzplanutí magmatu během permu.[8] Tektonika klíče, magmatická inflace a eroze litosféry pláště došlo k regionálnímu povznesení umožňujícímu zvýšení eroze kůry.[11]

Hlavní fáze poklesu

20 milionů let po riftingu došlo v severoněmecké pánvi k rychlému hromadění sedimentů,> 2700 m (8 900 ft) vrstev z horní rotliegendské jednotky k bunterské jednotce, čímž došlo k maximálnímu tepelnému útlumu od pozdního permu po střední trias. .[2][12] Toto rychlé zakopání sedimentů vedlo k poklesu o 220 m na milion let v důsledku drastického zvýšení zatížení kůrou.[12] Dalším důležitým vlivem tohoto poklesu je tepelná relaxace litosférické magmatické inflace, která umožňuje prohloubení pánve s akumulací sedimentu.[Citace je zapotřebí ]

Sekundární rifting

Během triasko-rané jury, 252 až 200 Ma, došlo v důsledku rozpadu superkontinentu k fázi nových riftingových akcí ze severu na jih. Pangea způsobil prodloužení SV přes severoněmeckou pánev.[5] Tato rozšíření v kůře vytvořila triasové drapáky, jako je místní Gluckstadt Graben, a také iniciovala solnou tektoniku pozorovanou v regionu.[2] Po této riftingové akci následovala další fáze poklesu kvůli sedimentární zátěži a litosférické tepelné relaxaci.[Citace je zapotřebí ]

Doming

Během Middle-Late Jurassic, střed Severního moře prošel kupolí uznanou Middle Jurassic erozní neshodě, erozi> 1 000 m (3 300 ft) z horního triasu a spodní jury vrstev.[13] Kopule se zvedla nad hladinu moře během střední jury a začala se vypouštět kvůli riftingu v pozdní jure.[14] Ačkoli mechanismus tvořící North Sea Rift Dome není zvlášť dobře pochopen, zdá se, že vývoj kopule je v souladu s aktivním riftovým modelem, který má široce založenou vlečnou hlavu (průměr 1250 km nebo 780 mi) ovlivňující pozdnějurské rifting.[15]

Terciární rifting

V pozdní jurě se třetí riftingová akce odehrála v reakci na akci v Severním moři. Hlavní prodlužovací poruchy a rifting začaly přibližně 157-155 Ma, což umožnilo Zechsteinovým odpařencům vytvořit oddělení mezi sklepy a horní stratigrafií, která do značné míry ovlivňovala tvorbu zemního plynu a ropy v severoněmecké pánvi. Organicky bohaté kameny z kimmeridgeské hlíny jsou zdrojem většiny uhlovodíků v severoněmecké pánvi, kterým Zechsteinova sůl bránila v migraci nahoru.[Citace je zapotřebí ]

Inverze

V pozdní křídě proběhla významná fáze inverze v důsledku reaktivace poruch suterénu úderem.[13] Inverze regionu významně reagovala na orientaci komprese, takže poruchy, jako je poruchový systém Labe E-W, byly obráceny o 3–4 km (1,9–2,5 mil), zatímco N-S Grabens nezaznamenal výrazný vzestup.[2]

Konečný pokles

Během kenozoika došlo k poslední fázi poklesu. Během oligocenu až miocénu byla řada poruch suterénu znovu aktivována poruchami úderu během pozdní křídy. Reaktivace těchto poruch v suterénu spustila více halokinéza.[12][13] Mírná inverze způsobená solnou tektonikou umožňovala menší množství miocénních a pliocénních usazenin, která byla později během kvartéru pohřbena rozšířenými deltovými a ledovcovými usazeninami, což vedlo k rychlému poklesu.[1][13]

Stratigrafie

Tento údaj v průběhu času rozkládá stratigrafické jednotky severoněmecké pánve.

Historie depozice severoněmecké pánve je zaznamenána v rámci stratigrafické sekvence sedimentů, které tvoří pánev. Polyfázovou depozici pánve lze rozdělit na stratigrafické jednotky, z nichž každá má své vlastní odlišné vlastnosti. Sedimentární pánev byla sestavena nad spodní paleozoickou krystalickou základnou vytvořenou během kaledonské vrásnění asi 420-400 Ma.[16]

Paleozoická éra

  • Nejspodnější stratigrafická jednotka, Dolní Rotliegend Skupinu tvoří permokarbonský vulkán složený převážně z ignimbritů, ryolity, a andezity, přičemž má také malé množství čedičů.[17] Tyto vulkanické sedimenty mají rozsah tloušťky od 1 600–2 500 metrů přes povodí, přičemž nejsilnější jsou na východě poblíž linií Rheinsberg a nejtenčí na jihu poblíž zlomového systému Labe.[2]
  • Sedimenty uložené během spodního permu pocházejí ze skupiny horního Rotliegendu, konkrétně parchimského souvrství, o kterém se předpokládá, že bylo uloženo od 266 do 264 Ma.[2][17] Tyto aeolian a říční pískovce a prachovce mají maximální tloušťku 900 m (3 000 ft).[2]
  • V horním permu se jednotka Zechstein začala hromadit na vrcholu jednotky Rotliegend kolem 260 Ma. Jednotka Zechstein se skládá ze střídajících se vrstev uhličitanů a odpařovaných usazenin, jako je anhydrit a halit.[10] Tloušťka Zechsteinu je extrémně různorodá kvůli post-depoziční solné tektonice, ačkoli v severozápadní oblasti severoněmecké pánve dochází k obecnému nárůstu tloušťky.[10][18]

Mezozoická éra

  • Ve spodním triasu Bunter Jednotka byla uložena nad jednotkou Zechstein. Bunter Unit je složen z červených pískovcových záhonů s menšími konglomeráty a hlínou. Původní tloušťka jednotky byla deformována solnou tektonikou, i když je zřejmé, že sedimentace jednotky Bunter dosáhla nejsevernějšího okraje severoněmecké pánve přes depocentrum ve kterém se nahromadilo 1 400 m (4 600 ft) fluviálních, lacustrinových a playa-jezerních ložisek Bunter.[2]
  • Ve středním triasu Muschelkalk uhličitany nahromaděné až do hloubky 100 m (330 ft) od 240 do 230 Ma. Množství mušlí nalezených ve střídavém vápenci a dolomit postele vedou k názvu jednotek Muschelkalk, v překladu „německá křída“.[Citace je zapotřebí ]
  • Ve středním pozdním triasu Keuper Jednotka složená z dolomitu, břidlice a odpařenin se nashromáždila přibližně do 1 200 m (3 900 ft).[2] Jednotka Keuper je rozdělena do tří skupin: Horní Keuper primárně šedá dolomit a nečisté uhlí, Hauptkeuper primárně mlí, sádra a dolomit a nakonec Kohlenkeuper, především jíly a pískovec.[Citace je zapotřebí ]
  • V pozdním horním triasu do spodní jury se Lias Jednotka se skládá z pískovce, břidlice, vápence a jílu. Tato jednotka byla uložena mezi 200 - 180 Ma, i když je obzvláště obtížné definovat tloušťku kvůli velkému mezera, který se vyskytuje nad touto jednotkou. Tato pauza v depozici, pozdní Cimmerianská neshoda trvala až do střední křídy přibližně 110 Ma.[19][20]
  • Ve spodní křídě se Valhallovo souvrství objevuje na konci pozdní cimmeriánské neshody. Valhallovo souvrství se skládá hlavně z břidlice, vápence a pískovce o tloušťce 10–40 metrů (33–131 ft).[2][21] Na tuto formaci navazuje cenomanský přestupek, který se odehrává během svrchní křídy, konkrétně během cenomana. Tato jednotka je složena převážně z křídového vápence a slínů nahromaděných v tloušťce 400 až 550 m (1310 až 1800 stop).[2][22] Na začátku eocénu je další přestávka ve svrchní křídě.[Citace je zapotřebí ]

Kenozoická éra

  • A konečně během kenozoika, konkrétně během eocénu prostřednictvím oligocenu, vytvořila Chattianská jednotka přibližně 30 Ma.[23] Tato jednotka je primárně složena ze střídajících se vrstev pískovce a bahna.[2] Mezi chattianskou jednotkou a kvartérní jednotkou, která byla uložena během posledních 2 Ma, je další přestávka. Tato jednotka je primárně složena z kvartérních ledovcových sedimentů.[2][24]

Zdroje energie

Severoněmecká pánev má obzvláště velké množství zemní plyn. Tyto velké akumulace uhlovodíků byly vytvořeny a spojeny dohromady jediným celkový ropný systém (TPS) nazvaný Carboniferous-Rotliegend TPS.[4] Přibližně 85% veškeré produkce plynu pochází z větrných pískovců skupiny Rotliegend Group konzervovaných jednotkou Zechstein, zatímco 13% lze přispět do triasových fluviálních pískovců, které také konzervovala jednotka Zechstein, ale spíše kvůli migraci solí než chronologicky umístěné pod Zechsteinovou jednotkou.[13] The Groningenské plynové pole se nachází pod regionem na severovýchodě Nizozemsko je největší rezervou povodí a je také jedním z největších plynových polí na světě, které drží až 100 bilionů kubických stop (2,8×10^12 m3) zemního plynu. Severoněmecká pánev spolu s anglo-nizozemskou pánví a provincií Severního moře Graben obsahují většinu zásob ropy a zemního plynu identifikovaných v celé západní Evropě.[Citace je zapotřebí ]

Reference

  1. ^ A b Hubscher, C. (28. října 2009). "Struktura a vývoj severovýchodní německé pánve a její přechod na Baltský štít". Marine and Petroleum Geology. 27 (4): 923–938. doi:10.1016 / j.marpetgeo.2009.10.017.
  2. ^ A b C d E F G h i j k l m n Scheck, M. (listopad 1999). "Vývoj severovýchodní německé pánve - závěry z 3D strukturálního modelu a analýza poklesu". Tektonofyzika. 313 (1–2): 145–169. doi:10.1016 / s0040-1951 (99) 00194-8.
  3. ^ Gemmer, Lykke (září 2002). „Pozdní křída – kenozoická evoluce severoněmecké pánve - vyplývá z 3-D geodynamického modelování“. Tektonofyzika. 373: 39–54. doi:10.1016 / s0040-1951 (03) 00282-8.
  4. ^ A b Gautier, Donald L. (2003). „Carboniferous-Rotliegend Total Petroleum System Description and Assessment Results Summary“. Americký geologický průzkum (2211).
  5. ^ A b C d Faraon, Tim (2008). „Atlas jižní permské pánve; pohledy na proterozoický až kenozoický tektonický vývoj západní střední Evropy“. Mezinárodní geologický kongres.
  6. ^ A b McCann, T. „Postvariský (konec karbonu - časný perm) vývoj povodí v západní a střední Evropě“. Geologický průzkum Norska.
  7. ^ Scheck-Wenderoth, Magdalena (prosinec 2004). „Krustální paměť a vývoj pánve ve středoevropském systému pánví - nové poznatky z 3D strukturálního modelu“. Tektonofyzika. 397: 143–165. doi:10.1016 / j.tecto.2004.10.007.
  8. ^ A b Breitkreuz, C. (1999). „Vzplanutí magmatu na hranici karbonu – permu v SV německé pánvi odhalené věky zirkonů SHRIMP“. Tektonofyzika. 302 (3–4): 307–326. doi:10.1016 / s0040-1951 (98) 00293-5.
  9. ^ Ziegler, Peter (1993). „Late Palaeozoic - Early Mesozoic Plate Reorganization: Evolution and Demise of the Variscan Fold Belt“. Pre-druhohorní geologie v Alpách: 203–216.
  10. ^ A b C Brink, Heinz-Juergen (2005). „Vývoj severoněmecké pánve a metamorfóza spodní kůry“. International J Earth Science (Geol Rundsch). 94 (5–6): 1103–1116. doi:10.1007 / s00531-005-0037-7.
  11. ^ A b Van Wees, J.D. (2000). „O původu povodí jižní permu ve střední Evropě“. Marine and Petroleum Geology. 17 (1): 43–59. doi:10.1016 / s0264-8172 (99) 00052-5.
  12. ^ A b C Glennie, K.W. (1995). "Permské a triasové riftingy v severozápadní Evropě". Zvláštní publikace geologické společnosti. 91: 1–5. doi:10.1144 / gsl.sp.1995.091.01.01.
  13. ^ A b C d E Balson, Peter (2001). „SEVERNÍ MOŘSKÁ GEOLOGIE“. Britský geologický průzkum.
  14. ^ Graversen, Ole (2006). „Jurský-křídový severomorský trhací dóm a přidružená evoluce pánve“. Článek o vyhledávání a objevování.
  15. ^ Underhill, J. R. (1993). „Jurská tepelná klenba a deflace v Severním moři: důsledky posloupnosti stratigrafických důkazů“. Série konferencí o ropné geologii. 4: 337–345.
  16. ^ Sajjad, Noman (2013). "Strukturální obnovení mezozoických riftingových fází v severním Severním moři". Ropné geovědy.
  17. ^ A b George, Gareth (1993). „Nová litostratigrafie a depoziční model pro Horní Rotliegend britského sektoru jižního Severního moře“. Geologická společnost Speciální publikace. 73: 291–319. doi:10.1144 / gsl.sp.1993.073.01.18.
  18. ^ Mazur, Stanislaw (2005). „Různé režimy pozdní křídy raně třetihorní inverze v severoněmecké a polské pánvi“. Mezinárodní věda o Zemi. 94 (5–6): 782–798. doi:10.1007 / s00531-005-0016-z.
  19. ^ Kyrkjebo, Rune (2004). "Nesrovnalosti související s přechodem jury – křídy - po rozporu v severním Severním moři". Časopis geologické společnosti. 161: 1–17. doi:10.1144/0016-764903-051.
  20. ^ Rawson, P.F. (1982). "Poslední jura - rané křídy a" pozdní kimmeriánská neshoda "v oblasti Severního moře." Bulletin AAPG. 66: 2628 z 2648. doi:10.1306 / 03b5ac87-16d1-11d7-8645000102c1865d.
  21. ^ Johansen, Steven (1994). "Genetic Stratigraphy for the Valhall Formation (Cretaceous), Outer Moray Firth, UK Sector, North Sea". Datové stránky AAPG. Článek # 90986.
  22. ^ Milmsen, Markus (2003). "Sekvenční stratigrafie a paleoceanografie cenomanské etapy v severním Německu". Křídový výzkum. 24 (5): 525–568. doi:10.1016 / s0195-6671 (03) 00069-7.
  23. ^ Berggren, William (2007). „Cenozoický časový rozsah - některé důsledky pro regionální geologii a paleobiogeografii“. Lethaia. 5 (2): 195–215. doi:10.1111 / j.1502-3931.1972.tb00852.x.
  24. ^ Cameron, T.D. (1987). „Historie kvartérní sedimentace v britském sektoru povodí Severního moře“. Časopis geologické společnosti. 144: 43–58. doi:10.1144 / gsjgs.144.1.0043.