Соляная тектоника , или галокинез , или галотектоника , занимается геометрией и процессами, связанными с наличием значительных толщ эвапоритов, содержащих каменную соль , в стратиграфической последовательности пород. Это обусловлено как низкой плотностью соли, которая не увеличивается с захоронением, так и ее низкой прочностью. [1]
Соляные структуры (исключая недеформированные слои соли) были обнаружены в более чем 120 осадочных бассейнах по всему миру. [2]
Структуры могут образовываться во время непрерывной осадочной нагрузки, без какого-либо внешнего тектонического воздействия, из-за гравитационной нестабильности. Чистый галит имеет плотность 2160 кг/м 3 . При первоначальном отложении осадки обычно имеют более низкую плотность 2000 кг/м 3 , но при нагрузке и уплотнении их плотность увеличивается до 2500 кг/м 3 , что больше, чем у соли. [3] Как только вышележащие слои станут плотнее, слабый соляной слой будет иметь тенденцию деформироваться в характерную серию хребтов и впадин из-за формы неустойчивости Рэлея-Тейлора . Дальнейшее осаждение будет концентрироваться в впадинах, и соль будет продолжать перемещаться от них в хребты. На поздней стадии диапиры имеют тенденцию инициироваться на стыках между хребтами, их рост подпитывается движением соли вдоль системы хребтов, продолжаясь до тех пор, пока запас соли не будет исчерпан. На более поздних стадиях этого процесса верхняя часть диапира остается на поверхности или около нее, а дальнейшее захоронение сопровождается подъемом диапира, и иногда это называют понижением . Соляные купола Шахт Ассе II и Горлебен в Германии являются примером чисто пассивной соляной структуры. [ необходима цитата ]
Такие структуры не всегда образуются, когда соляной слой зарыт под осадочным покровом. Это может быть связано с относительно высокой прочностью покрова или с наличием осадочных слоев, залегающих внутри соляного пласта, которые увеличивают как его плотность, так и прочность. [ необходима цитата ]
Активная тектоника увеличит вероятность развития соляных структур. В случае экстенсивной тектоники сбросы одновременно уменьшат прочность покрывающих пород и сделают их тоньше. [4] В районе, подверженном надвиговой тектонике , выпучивание покрывающего слоя позволит соли подняться в ядра антиклиналей , как это видно в соляных куполах в горах Загрос и в диапире Эль-Гордо (складчато-надвиговый пояс Коауила, северо-восточная Мексика). [5]
Если давление внутри соляного тела становится достаточно высоким, оно может продавить свои покровные отложения, это известно как силовой диапиризм. Многие соляные диапиры могут содержать элементы как активного, так и пассивного движения соли. Активная соляная структура может пронзить свои покровные отложения и с этого момента продолжать развиваться как чисто пассивный соляной диапир. [ необходима цитата ]
В тех случаях, когда соляные слои не имеют условий, необходимых для развития пассивных соляных структур, соль может все равно перемещаться в области относительно низкого давления вокруг развивающихся складок и разломов. Такие структуры описываются как реактивные . [ необходима цитата ]
Когда во время тектоники растяжения присутствует один или несколько соляных слоев , формируется характерный набор структур. Разломы растяжения распространяются вверх от средней части коры, пока не встретятся с солевым слоем. Слабость соли препятствует распространению разлома. Однако продолжающееся смещение по разлому смещает основание соли и вызывает изгиб слоя вскрыши. В конечном итоге напряжения, вызванные этим изгибом, будут достаточными для разлома вскрыши. Типы образованных структур зависят от начальной толщины соли. В случае очень толстого слоя соли нет прямой пространственной связи между разломом под солью и разломом в вскрыше, такая система называется несвязанной . Для промежуточных толщин соли разломы вскрыши пространственно связаны с более глубокими разломами, но смещены от них, обычно в лежачую часть; они известны как мягкосвязанные системы. Когда слой соли становится достаточно тонким, разлом, который развивается в покрывающих породах, тесно связан с разломом под солью и образует непрерывную поверхность разлома после относительно небольшого смещения, образуя жестко связанный разлом. [6]
В областях надвиговой тектоники соляные слои действуют как предпочтительные плоскости отрыва. В складчато-надвиговом поясе Загроса , вариации толщины и, следовательно, эффективности поздненеопротерозойской и раннекембрийской соли Хормуз, как полагают, имели фундаментальный контроль над общей топографией. [7]
Когда соляной слой становится слишком тонким, чтобы быть эффективным слоем отрыва, из-за перемещения соли, растворения или удаления путем разлома, покрывающая порода и подстилающий подсолевой фундамент эффективно свариваются вместе. Это может привести к развитию новых разломов в последовательности чехла и является важным соображением при моделировании миграции углеводородов . Соляные швы могут также развиваться в вертикальном направлении, помещая стороны бывшего диапира в контакт. [8]
Соль, которая пронзает поверхность, как на суше, так и под морем, имеет тенденцию распространяться в стороны, и такая соль называется «аллохтонной». Соляные ледники образуются на суше, где это происходит в засушливой среде, например, в горах Загрос. Образуются прибрежные языки соли, которые могут объединяться с другими языками из соседних проколов, образуя навесы. [ необходима цитата ]
На пассивных окраинах , где присутствует соль, например, в Мексиканском заливе , соляная тектоника в значительной степени контролирует эволюцию глубоководных осадочных систем; например, подводных каналов, как показывают современные и древние исследования. [9]
Значительная часть мировых запасов углеводородов находится в структурах, связанных с соляной тектоникой, в том числе на Ближнем Востоке , на пассивных окраинах Южной Атлантики ( Бразилия , Габон и Ангола ), в Мексиканском заливе [ необходима ссылка ] и в Прикаспийском бассейне. [10]