Permian Basin (Nord -Amerika) - Permian Basin (North America)

For royalty -tilliten som handler på New York Stock Exchange, se Permian Basin Royalty Trust .
For ikke å forveksle med Permian Basin (Europa) .

Permian Basin
Kart som viser plasseringen av Permian Basin
Kart som viser plasseringen av Permian Basin
Permian Basin.jpg
The West Texas Permian Basin
Koordinater 32 ° 30′N 103 ° 00′V / 32.500 ° N 103.000 ° W / 32.500; -103.000
Etymologi Perm
plassering Sørvestlige Nord -Amerika
Land  forente stater
Stat (er) Texas og New Mexico
Byer Midland , Odessa
Kjennetegn
På/offshore På land
Grenser Matador Arch (N)
Ouachita - Marathon skyvebelte (S)
Område > 86000 kvm mi (220 000 km 2 )
Hydrologi
Elv (er) Pecos -elven
Geologi
Bassengtype Kratonisk basseng (Bally & Snelson)
Innvendig sakkbasseng (Kingston et al.)
Intrakontinental kompleksbasseng (Klemme)
Orogeny Hercynian
Alder Pennsylvanian - Guadalupian
Stratigrafi Stratigrafi
Enger) Enger

The Permian Basin er et stort sedimentbasseng i den sørvestlige delen av USA . Bassenget inneholder Mid-Continent Oil Field- provinsen. Dette sedimentære bassenget ligger i det vestlige Texas og sørøst i New Mexico . Den når fra sør for Lubbock , forbi Midland og Odessa , sør nesten til Rio Grande -elven i det sørlige West Central Texas, og strekker seg vestover i den sørøstlige delen av New Mexico. Det er så oppkalt fordi det har en av verdens tykkeste forekomster av bergarter fra den geologiske perioden i Perm . Det større permbassenget består av flere komponentbasseng; av disse er Midland -bassenget det største, Delaware -bassenget er det nest største, og Marfa -bassenget er det minste. Permian Basin dekker mer enn 220 000 km 2 og strekker seg over et område som er omtrent 400 kilometer bredt og 480 kilometer langt.

Permian Basin gir navnet sitt til et stort olje- og naturgassproduserende område, en del av Midt-kontinentets oljeproduserende område . Samlet produksjon for vedkommende region opp til begynnelsen av 1993 var mer enn 14,9 milliarder fat (2,37 x 10 9  m 3 ). Texas -byene Midland , Odessa og San Angelo fungerer som hovedkvarter for oljeproduksjonsaktiviteter i bassenget.

Permian Basin er også en viktig kilde til kaliumsalter ( potash ), som blir utvunnet fra sengete avsetninger av sylvitt og langbeinitt i Salado -formasjonen i perm alder. Sylvite ble oppdaget i borekjerner i 1925, og produksjonen begynte i 1931. Gruvene ligger i Lea og Eddy fylker, New Mexico, og drives av rom- og søyle -metoden. Halitt (steinsalt) produseres som et biprodukt fra potash gruvedrift.

Komponenter

Delaware -bassenget

Figur 2

Den Delaware-bassenget er den største av de to større fliker av Permian Basin i neset av ouachita-Marathon fremstøt belt adskilt av sentralbassenget plattformen. Bassenget inneholder sediment fra Pennsylvanian , Wolfcampian ( Wolfcamp Formation ), Leonardian ( Avalon Shale ) og tidlig Guadalupian -tid. Det østdyppende Delaware-bassenget er delt inn i flere formasjoner (figur  2) og inneholder omtrent 7600 meter laminerte siltstein og sandstein . Bortsett fra klastisk sediment inneholder Delaware -bassenget også karbonatforekomster fra Delaware Group , som stammer fra Guadalupian -tiden da Hovey Channel tillot tilgang fra sjøen til bassenget.

Midland Basin

Figur 4

Det vestoverdypende Midland-bassenget er delt inn i flere formasjoner (figur 4) og består av laminert siltstein og sandstein. Midlandbassenget ble fylt via et stort, subaqueous delta som deponerte klastisk sediment i bassenget. Bortsett fra klastisk sediment inneholder Midland -bassenget også karbonatforekomster som stammer fra Guadalupian -tiden da Hovey -kanalen tillot tilgang fra sjøen til bassenget.

Sentralbassengplattform

Figur 6

Central Basin Platform (CBP) er en tektonisk løftet kjellerblokk som er dekket av en karbonatplattform . CBP skiller Delaware og Midland Basins og er delt inn i flere formasjoner, fra eldste til yngste Wolfcamp , Abo , Drinkard , Tubb , Blinebry , Paddock , Glorietta , San Andres , Grayburg , Queen , Seven Rivers , Yates og Tansill Formations (figur  5). Sekvensen består i hovedsak av karbonat- rev- innskudd og grunne marine klastiske sedimenter.

Østlige og nordvestlige hyller

De østlige og nordvestlige Hyllene er sammensatt av hyllekant skjær og hylle karbonater som flankerer den Delaware og Midland bassengene som klasse oppadhellende i siltstein og evaporitter . De østlige og nordvestlige hyllene er delt inn i formasjonene San Andres , Grayburg , Queen , Seven Rivers , Yates og Tansill .

San Simon Channel

San Simon -kanalen er en smal synkline som skilte Central Basin Platform fra den nordvestlige sokkelen under leonardisk og guadalupisk tid.

Sheffield Channel

Sheffield-kanalen skiller den sørlige kanten av Midland-bassenget fra den sørlige sokkelen og skyvebeltet Ouachita-Marathon under Leonardian og Guadalupian-tiden.

Hovey Channel

Hovey -kanalen er en topografisk lav som ligger på den sørlige kanten av Delaware -bassenget, og gir tilgang til Panthalassahavet i Guadalupian -tiden. Hovey -kanalen var opprinnelig en antikline som dannet seg under prekambrisk forkastning, og var den viktigste kilden til sjøvann for Delaware -bassenget. Stengingen av Hovey -kanalen mot slutten av permperioden forårsaket til slutt døden til det permiske revet, ettersom saltholdigheten steg drastisk i Delaware -bassenget uten at vann ble ført inn gjennom kanalen, og revet kunne ikke overleve.

Hesteskoatoll

Horseshoe Atoll plassering, stratigrafisk kolonne og brønnlogg .

Horseshoe-atollen er en buet kjede av revhauger vestover i 282 km lang vest i Midland-bassenget, bestående av 550 m kalkstein akkumulert i Pennsylvanian og 335 m på Perm , med 15 betydelige petroleumsreservoarer fra 6 099 fot (1 859 m) til 9 902 fot (3 018 m) i dybden. Revkomplekset består av øvre Pennsylvanian Strawn, Canyon og Cisco kalksteiner, overlagt av nedre permiske Wolfcamp sandsteiner og skifer av terrigen opprinnelse som utvikler seg nordøst til sørvest. Den første produksjonsbrønnen, Seabird Oil Company i Delaware nr.  1-B JC  Caldwell, ble fullført i 1948.

Deponeringshistorie

Permian Basin er den tykkeste forekomsten av Permian alderen bergarter på jorden som ble raskt avsatt under kollisjonen mellom Nord -Amerika og Gondwana ( Sør -Amerika og Afrika ) mellom slutten av Mississippian gjennom Perm. Permian Basin inkluderer også formasjoner som dateres tilbake til den ordoviciske perioden , for 445 millioner år siden ( mya ).

Proterozoisk

Før oppbruddet av det prekambriske superkontinentet og dannelsen av den moderne Permian Basin -geometrien, preget grunne marine sedimenteringer på det forfedre Tobosa -bassenget det passive marginale , grunne havmiljøet. Tobosa-bassenget inneholder også kjellerberg som dateres tilbake til 1330 millioner år siden (mya), og som fremdeles er synlig i dagens Guadalupe-fjell . Kjellerberget inneholder biotitt-kvarts granitt, oppdaget på en dybde på 12,621 fot (3,847 m). I de nærliggende Apache- og Glassfjellene er kjellerberget laget av metamorfosert sandstein og prekambrisk alderen granitt. Hele området er også underlagt lagdelte mafiske bergarter, som antas å være en del av Pecos Mafic Igneous Suite, og strekker seg 360 kilometer inn i det sørlige USA. Det er datert til 1163 mya.

Tidlig til midten av paleozoikum (sent kambrium til Mississippian)

Permian Basin stratigrafisk kolonne

Ordovician periode (485,4–443,8 mya)

Hver periode fra den paleozoiske epoken har bidratt med en spesifikk litologi til Tobosa -bassenget, og samlet seg til nesten 6 600 fot (2000 m) sediment ved begynnelsen av Pennsylvanian -perioden (323,2–298,9 mya). Den Montoya gruppen er det yngste steinformasjon i Tobosa Basin og ble dannet i Ordovician periode (485,4 til 443,8 mya), og sitter direkte på størknings- og omdannede grunnfjellet. Bergartene fra Montoya -gruppen beskrives som lys til middels grå, fin til middels kornet krystallinsk kalkholdig dolomitt . Disse steinene var noen ganger inter-bedded med skifer , mørkegrå kalkstein, og, mindre vanlig, chert . Montoya Group-sekvensen består av karbonatkalkstein og dolomitt som beskrives som tett, ugjennomtrengelig og ikke-porøs, og er mer vanlig å finne i Glass Mountains, med en tykkelse som varierer fra 151 til 509 fot (46 til 155 m) .

Silurisk periode (443,8–419,2 mya)

I løpet av den siluriske perioden opplevde Tobosa -bassenget dramatiske endringer i havnivået som førte til dannelsen av flere fjellgrupper. Den første av disse gruppene, kalt Fusselman -formasjonen , består for det meste av lysegrå, middels til grovkornet dolomitt. Tykkelsen på denne formasjonen varierer fra 15 til 50 m (49 til 164 fot), og deler av Fusselman -formasjonen ble også utsatt for karstifisering , noe som indikerer et fall i havnivået. Den andre berggruppen som ble dannet i løpet av den siluriske perioden, kalles Wristen -formasjonen, som er gjørme, skifer og dolomittrik stein som noen ganger når en tykkelse på 1.480 fot (450 m). Karstifisering av Fusselman -formasjonen viser at et havnivåfall falt, men havnivået steg igjen under en transgressiv hendelse, noe som førte til opprettelsen av Wristen -formasjonen. Havnivået ville deretter falle igjen, noe som førte til stor eksponering, erosjon og karstifisering av disse formasjonene.

Devonsk periode (419,2–358,9 mya)

Thirtyone Formation ble utviklet i løpet av den devonske perioden . Denne formasjonen er preget av sengene i kalkstein, hakk og skifer, hvorav noen hadde en topptykkelse på 300 meter. denne formasjonen hadde mange forskjellige typer av kalksten, inkludert lys-farget kiselholdige, chert -dominated, Sjøliljer -rik, og sandholdig kalkstein. Thirtyone Formation ligner veldig på dannelsen av Mississippian -perioden, noe som sannsynligvis er fordi det var liten eller ingen endring i miljøet i løpet av denne tiden.

Mississippian -perioden (358,9–323,2 mya)

Mississippian kalkstein er den viktigste formasjonen som skal utvikles i løpet av denne perioden. Denne formasjonen, som ligner på den tidligere nevnte Thirtyone Formation, består hovedsakelig av kalkstein og skifer. Kalksteinbedene beskrives som å være "brune til mørkebrune, mikrokrystallinske til veldig fint krystallinske, ofte sandede og dolomittiske", mens skiferbedene er "grå til svarte, harde, platiske, pyrittiske, organiske og veldig silisholdige" . Mississippian kalkstein varierer mellom 15 og 52 m (49 til 171 fot) i tykkelse, mens den generelt er tynnere mot den sørlige delen av Tobosa -bassenget.

The Barnett Shale er den andre formasjonen for å ha utviklet under Mississippian perioden. Den består hovedsakelig av siltbrun skifer og finkornet sandstein og siltstein. Denne formasjonen var mye tykkere enn Mississippian kalkstein, som varierte fra 200 til 460 fot (60 til 140 m). Den økte tykkelsen kan forklares med økt sedimentering i området, som sannsynligvis var forårsaket av tektonisk aktivitet i regionen.

Tektonisk aktivitet i Mississippian -perioden

Den ouachita orogenesen skjedde under sen Mississippian, som fører til tektonisk aktivitet i regionen. Den påfølgende foldingen og feilen forårsaket av denne Orogeny førte til at Tobosa -bassenget ble delt inn i tre seksjoner: Delaware Basin, Midland Basin og Central Basin Platform. Slutten på Mississippian -perioden førte også til begynnelsen av dannelsen av det moderne Permian Reef Complex. Arven fra det tidlige til midten av paleozoikum er nesten 6 000 fot sedimenter som ble akkumulert på grunn av nesten uavbrutt sedimentering.

Sent paleozoikum (Pennsylvanian til Permian)

Pennsylvansk periode (323,2–298,9 mya)

Den Pennsylvanian Periode markerte begynnelsen av geologiske prosesser som vil forme Permian Basin i det vi ser i dag. Rifting -hendelser i den kambriumske perioden (tidlig paleozoikum) forlot feilsoner i regionen. Disse feilsonene fungerte som svakhetsplan for feil som senere ble initiert av Ouachita Orogeny . Disse feilsonene forårsaket at Tobosa -bassenget på grunn av tektonisk aktivitet ble transformert til Permian Reef Complex, som består av tre deler: Central Basin Platform, som er omkranset av feil, og Midland og Delaware Basins på hver side. Mississippiske sedimenter er fraværende enten på grunn av erosjon eller ikke -avsetning. Marineskifer ble avsatt i sentrum av Delaware-, Midland- og Val Verde -bassengene, mens bassengets periferi så avsetning av grunne marine, karbonathylle og kalksteinsedimenter.

Morrow -formasjonen

Den tidlige Pennsylvanian Morrow -formasjonen ligger til grunn for Atoka -formasjonen. Morrow er et viktig reservoar bestående av klastiske sedimenter , sandstein og skifer, avsatt i et deltaisk miljø.

Andre formasjoner

Pennsylvanian -perioden førte også til utviklingen av andre geologiske formasjoner, selv om ingen hadde viktigheten av Morrow -formasjonen. De Atoka Formasjon ligger konform måte på toppen av Morrow formasjonen, og er karakterisert ved sin fossil rike kalkstein inter-senger med skifer, og nådde en maksimal tykkelse på 660 fot (200 m). Under dannelsen av Atoka forekom det fortsatt løft i regionen, noe som førte til økt sedimentering ettersom det omkringliggende høylandet ble erodert. Den økte sedimentasjonen førte til dannelse av middels til grovkornet sandstein. I Atoka -formasjonen er de første revstrukturene som ble dannet i Delaware -bassenget synlige.

The Strawn Formation dannet etter Atoka, også i Pennsylvanian -perioden, og nådde en maks tykkelse på 660 fot (200 m). I denne formasjonen var det en betydelig økning i revhaugene . The Strawn Formation består hovedsakelig av massiv kalkstein, sammen med "fin til middels kornet sandstein, mørk til lysegrå skifer og sporadisk rødbrun, grønngrå, bituminøs skifer". Et stort antall forskjellige fossiltyper ble bevart i denne formasjonen, inkludert brachiopoder , foraminifera , bryozoer , koraller og krinoider.

Pennsylvanian -perioden inkluderer også to andre formasjoner, Canyon og Cisco Formations, som er betydningsfulle på grunn av de store oljereservoarene som ble oppdaget i dem.

Permian periode (298,9–251 mya)

Den permiske perioden var en tid for større revbygging for å transformere Permian Reef Complex til et stort revsystem, med permformede fjellformasjoner som utgjør 95% av dagens utmark i permbassenget. Når du vurderer alle typer revbygging som skjedde på Perm, er det viktig å huske på at tektonikk spilte en stor rolle. I løpet av denne perioden begynte superkontinentet i Pangea , som varte fra 335 til 175 mya, å bryte sammen. Pangea ble samlet sammen nær ekvator og omgitt av superocean Panthalassa, med permbassenget på vestkanten innen 5-10 grader fra ekvator. Ethvert revbygningsmiljø ville trenge en vannkilde, og Delaware -bassenget lå i nærheten av et marginalt hav. Takket være Hovey -kanalen transporterte dette sjøen vann inn i Delaware -bassenget. Globale temperaturer i løpet av denne tiden var varme, ettersom klimaet i verden endret seg fra ishus til drivhus. Denne økningen i globale temperaturer førte også til at ismasser smeltet mot sørpolen, noe som deretter førte til en økning i havnivået.

Den permiske perioden har blitt delt opp i de viktigste epokene , som hver har separat underavdeling. I hver delepoke ble det dannet en annen formasjon i de forskjellige delene av Permian Reef Complex.

Cisuralian Epoch (298,9–272,3 mya)
Klimatiske soner i karbon-perm-grensen

Den cisuraliske epoken inneholdt to aldre, Wolfcampian og Leonardian , som begge har en geologisk formasjon i det permiske bassenget oppkalt etter dem.

Wolfcampian -formasjonen ligger konformt på toppen av Pennsylvanian -formasjonen og er den første formasjonen fra permtiden. Sammensetningen varierer avhengig av beliggenheten i bassenget, med den nordligste delen mer rik på skifer. Tykkelsen på denne formasjonen varierer også og når maksimalt 500 meter. Wolfcampian består hovedsakelig av grå til brun skifer og finkornet, chert-dominert, brun kalkstein. Det er også interbedded lag med finkornet sandstein funnet i formasjonen.

Den primære formasjonen som gjenstår fra Leonardian Age kalles Bone Spring Limestone , som når en maks tykkelse på 2000 fot (600 m) og ligger rett under Capitan Reef Complex. Bone Spring -kalksteinen kan deles inn i to formasjoner: Victorio Peak Member, som består av massive senger av kalkstein som måler opptil 30 fot (98 fot); og Cutoff Shale Member, som er dannet av svart, platisk, silisisk skifer og skifer sandstein. Bone Spring Limestone består av flere fossiler, for eksempel bryozoer, crinoider og spirifere , men mangler alger og svamper som er rikelig i resten av Permian Reef Complex. Bergarter fra Bone Spring Limestone finnes hovedsakelig i Delaware -bassenget, men Victorio Peak Member strekker seg inn i sokkelområdet.

Guadelupian Epoch (272,3–259,8 mya)

Den Guadalupian Epoch ble oppkalt etter Guadalupe Mountains , ettersom denne epoken i perm er når revet bygningen var på sitt mest effektive. Denne epoken varte fra omtrent 272–260 mya og ble dominert av Delaware Mountain Group , som kan videre inndeles i steindivisjoner basert på beliggenhet i Permian Reef Complex.

Brushy Canyon Formation

Den første formasjonen som utgjør Delaware Mountain Group er Brushy Canyon Formation , og den ligger i Delaware Basin. Brushy Canyon -formasjonen består av tynne mellomliggende lag av alternerende finkornet og massivt kvartssandstein, samt skiferbrun til svart sandstein. Denne formasjonen når en maksimal tykkelse på 350 meter, men tynnes betydelig ut når den nærmer seg bassengmarginene på grunn av transgressiv overlapping . Brushy Canyon -formasjonen inneholder også små revplaster, ringmerker og kryssede lag , som indikerer at Delaware -bassenget hadde et grunt vannmiljø på denne tiden.

Cherry Canyon Formation

Den neste enheten i Delaware Mountain Group er Cherry Canyon , som hadde flere forskjellige underenheter og utvidet seg til Delaware Basin og de omkringliggende hyllemiljøene. Cherry Canyon-formasjonen kan deles inn i fire underenheter, som hver vil bli diskutert kort.

Nedre gatewayformasjon

Lower Getaway -medlemmet er en kalkstein som har forskjellige egenskaper basert på beliggenheten i Delaware -bassenget, og inneholder lapprev nær bassengkanten. Disse revene er ofte funnet på kalkstein konglomerat og breksje . Upper Getaway Member er mer konsistent og karakteriseres som en tykk sengolomitt som integreres i San Andres -formasjonen når den beveger seg mot hyllen. Den midterste enheten i Cherry Canyon Formation er South Wells Member, som består av sandstein og integrerer seg i Goat Seep Reef når den beveger seg mot bassenghyllen.

Manzanita -medlem

Den øvre enheten er Manzanita Member, som består av dolomitt, og blir klemt ut under Capitan -formasjonen når den beveger seg inn i bassengkanten. Alle fire medlemmene av Cherry Canyon -formasjonen har gjennomgått dolomitisering nær bassengkanten. Dette er tydelig siden kalsitt / aragonitt bioklastisk rusk som eksisterte som en del av denne formasjonen har blitt bevart som mugg i dolomitt. Noen forfattere har antydet at klaster og rusk kan ha vært dolomittisk ved avsetning, men det er usannsynlig siden ruskene kom fra revet, som ikke var dolomittisk.

Bell Canyon -formasjonen

The Bell Canyon Dannelse er den neste enheten i Delaware Mountain Group, og det er alderstilsvarende enhet til Capitan Reef formasjon som er dannet på sokkelen. Bell Canyon-formasjonen består av "ikke-fossil, mørkegrå til svart, platå, finkornet kalkstein". All Cherry Canyon-formasjonen og den nedre delen av Bell Canyon-formasjonen har tynne mellomrom av mørkfarget bioklastisk kalkstein og finkornet sandstein. Når disse formasjonene beveger seg mot bassengkanten, kiler sandsteinen seg ut og kalksteinen tykner til massive, meter tykke senger, som inneholder revtalus .

Formasjon av geitrev

Goat Seep Reef Formation ligger på hyllemarginen og integreres med Getaway Formation i bassenget og San Andres -formasjonen mot sokkelen. Denne formasjonen er beskrevet som 350 meter tykk, 1 600 meter lang og består utelukkende av massiv dolomitt. I den nedre halvdelen av formasjonen er dolomitten lagdelt til massive senger. Denne formasjonen inneholder også mugg av organismer ødelagt av dolomittiseringsprosessen.

Revbygging i Guadalupian -epoken

Guadalupian -epoken er en av de mest vellykkede i historien når det gjelder revbygging, siden de fleste perm -revene nådde sitt maksimum i størrelse, mangfold, omfang og overflod under denne epoken, med Capitan Reef som et av de mest kjente eksemplene. I Guadalupian var det mange korallrev globalt og vokste på steder som Delaware -bassenget, Zechstein -bassenget i Øst -Europa, langs Tethyshavet og i hyller med kjølig vann i Panthalassa -havet . Slutten på denne gullalderen for revbygging skjedde på grunn av "slutten-Guadalupian rev-krisen", som involverte globale fall i havnivået og regionale saltholdighetsfluktuasjoner . Bevegelsen og kollisjonen av mikrokontinenter under oppbruddet av Pangea forårsaket også ødeleggelse av mange Guadalupian-rev. Selv med antall rev fra den epoken som har blitt ødelagt, er det over 100 guadalupiske rev som er igjen i verden, de fleste fra noen perm -epoke.

Revvekst under senpermen

Veksten av Capitan Reef, som omtales som et "massivt medlem" på grunn av at det er dannet av massiv kalkstein, kan beskrives i tre stadier. Den første fasen er etableringen av revet og dets raske vekst. På grunn av de lavere tidene for innsynking på denne tiden, var revet i stand til å bygge seg opp raskt. Når revet nådde havnivået, begynte det å vokse horisontalt, siden det ikke kunne vokse vertikalt lenger. Revmiljøet under den første utviklingsfasen ble beskrevet som varmt (rundt 20 ° C), grunt, høyt energi, klart vann som var fritt for rusk og som hadde et normalt saltinnhold på 27 til 40 ppt ( deler per tusen). Bassengvannet ga rikelig med næringsstoffer, siden det var kontinuerlig oppvelling av vann som blandet nybrakt sjøvann med anoksisk vann fra bassenggulvet. Revets sammensetning beskrives som hovedsakelig bygget av oppreiste svamper, som har store, stive skjeletter og rikelig med røde alger , mikrobiell mikrit og uorganisk sement . Den mikrobielle mikritten arbeidet med å fange sediment .

En av de mest fremtredende svampene som utgjorde Capitan Reef var svampefamilien Guadalupiidae , en svamp som først dukket opp på Glassfjell i midten av Perm og hadde spredt seg til Delaware -bassenget av den sene perm.

Det var flere miljøendringer for å markere den andre fasen av dannelsen av Capitan Reef. Denne vekstperioden var preget av eustatiske endringer i det globale havnivået, på grunn av hyppige isbreer . Revet opplevde stor vekst vertikalt på dette stadiet og vokste i et raskt nok tempo til å holde tritt med stigende havnivå . Capitan Reef fant også et stabilt fundament på revrester og talus som hvilte på bakken, og dette fundamentet lot revet vokse utover. Noen steder var næringsstoffer og mineraler så rikelig at Capitan Reef vokste ut nesten 50 km fra startpunktet.

Revdød under senpermen

Den tredje fasen av Capitan Reef er revsystemets død. Havstrømmer i Perm spilte en stor rolle i å sette opp klimaet i regionen og for å hjelpe til med veksten og døden av Capitan Reef. Klimaet i bassengområdet var varmt og tørt , noe som er vist i fordampningsavsetningene som finnes i bakre revområdet .

Slutten på vekst og akkumulering av Permian Reef Complex ble påvirket av tektonikk . I slutten av permperioden begynte superkontinentet Pangea å bryte opp, noe som drastisk endret forholdene som tidligere var gunstige for revvekst. Endring i tektonikk begrenset utvekslingen av sjøvann i Hovey -kanalen, noe som deretter førte til en saltholdig økning i permbassenget. Revet kunne ikke overleve denne drastiske endringen i vannets saltholdighet , og ble derfor ødelagt.

Fram til Guadalupian hadde Permian Basin tilstrekkelig vannsirkulasjon med ferskvann som kom inn fra Hovey -kanalen. Fordamping av fordampning langs de nedre delene av bassenget viste at vannsøylen mest sannsynlig var lagdelt og euxinisk , noe som betyr at vannet var både anoksisk og sulfidisk . Gangene mellom Delaware- og Midland -bassengene var begrenset på grunn av tektoniske endringer, og dette fikk vannets saltholdighet til å stige. De økende temperaturene på slutten av Perm kombinert med økningen i saltholdighet forårsaket utryddelse av Capitan Reef, samt dannelse av fordampninger med bassenget.

Lagene med fordampninger som ble dannet som følge av økt saltinnhold kalles Castilla -formasjonen . Denne formasjonen består av alternerende lag av gips / anhydrit og kalkstein, samt massive senger av gips / anhydrit, salt og litt kalkstein. Enheten måler nesten 1.300 fot (1.300 m) totalt og ble dannet under den lopingiske epoken . De enkelte lagene ( laminae ) av gips/anhydrit er mellom 1 mm og 10 cm i tykkelse, noe som antas å korrelere med bassengets saltholdighet år for år.

Capitan Reef hadde blitt endret diagenetisk tidlig i historien, spesielt etter deponeringen av Castilla -formasjonen. Det er tegn på stoffendring gjennom denne formasjonen, som antas å indikere dehydrering og rehydrering av gips og anhydritter. Det er også bevis for evaporite calcitization . Revsystemet ble begravet til det ble avslørt i den mesozoiske epoken som et resultat av tektonisk aktivitet av Laramid Orogeny . Dypvannsskiferen og karbonatrevene i Delaware og Midland Basins og Central Basin Platform ville bli lukrative hydrokarbonreservoarer .

Generaliserte facies -deler av Permian Basin

Det permiske bassenget er delt inn i generaliserte ansiktsbelter som er differensiert av avsetningsmiljøet de dannet seg i, påvirket av havnivå, klima , saltholdighet og tilgang til havet.

Lavstandssystemer

Senking av havnivået eksponerer peritidale og potensielt sokkelmarginområdene, slik at lineære kanalsandstein kan skjære inn i hyllen, som strekker seg utover hyllemarginen på toppen av karbonatene og vifter utover mot bassenget. De tidevann leiligheter i løpet av en lowstand inneholde eoliske sandsten og siltstein oppå supratidal lithofacies av den overskridende systemer kanalen. Bassengfyllingen under en lavstand består av tynne karbonatsenger blandet med sandstein og siltstein på hyllen og sandsteinsenger i bassenget.

Transgressive systemer

Disse ansiktene skyldes den brå fordypningen av bassenget og reetablering av karbonatproduksjon. Karbonater som bioturbated wackstone og oksygen fattig kalkslam akkumuleres på toppen av den underliggende lowstand systemer veissandsteiner i bassenget og i skråningen. Tidevannsleilighetene er preget av supratidale ansikter med varmt og tørt klima som dolomudstones og dolopackstones. Bassenget er preget av tykke karbonatsenger på eller nær hyllen, med hyllemarginen gradvis brattere og sandsteinene i bassenget blir tynnere.

Highstand -systemer

Highstand systems tract facies skyldes at farten i havnivået stiger. Det er preget av karbonatproduksjon på sokkelmargen og dominerende karbonatavsetning i hele bassenget. Litofasene er av tykke senger av karbonater på hyllen og hyllemarginen og tynne sandsteinsenger i skråningen. Bassenget blir begrenset av dannelsen av røde senger på hyllen, og danner fordampninger i bassenget.

Tektonisk historie

Under Kambrium - Mississippian var det forfedre perm -bassenget den brede passive margen Tobosa -bassenget som inneholdt forekomster av karbonater og klastikk. I den tidlige Pennsylvanian– tidlige Perm forårsaket kollisjonen mellom Nordamerika og Gondwana Land (Sør -Amerika og Afrika) den hercyniske orogenien . Hercynian Orogeny resulterte i at Tobosa -bassenget ble differensiert til to dype bassenger (Delaware og Midland Basins) omgitt av grunne hyller. Under Perm ble bassenget strukturelt stabilt og fylt med klastikk i bassenget og karbonater på hyllene.

Nedre Paleozoisk passiv marginalfase (sent prekambrium - Mississippian, 850–310 Mya)

Denne passive marginsekvensen er tilstede i hele det sørvestlige USA og er opptil 1,50 km tykk. Det forfedre permiske bassenget er preget av svak skorpeutvidelse og lav innsynking der Tobosa -bassenget utviklet seg. Tobosa -bassenget inneholdt hyllekarbonater og skifer.

Kollisjonsfase (slutten av Mississippian - Pennsylvanian, 310–265 Mya)

Den to flikede geometrien til det permiske bassenget atskilt med en plattform var resultatet av den hercyniske kollisjonelle orogenien under kollisjonen mellom Nord -Amerika og Gondwana Land (Sør -Amerika og Afrika). Denne kollisjonen løftet Ouachita-Marathon foldbelte og deformerte Tobosa-bassenget. Delaware -bassenget skyldtes vipping langs områder med proterozoisk svakhet i Tobosa -bassenget. Sørvestlig komprimering reaktiverte bratt dykkende skyvefeil og løftet Central Basin -ryggen. Folding av kjellerterrana delte bassenget i Delaware -bassenget i vest og Midland -bassenget i øst.

Permian Basin -fase (Permian, 265–230 Mya)

Rask sedimentering av klastikk, karbonatplattformer og hyller og fordampninger fortsatte synorogen. Utbrudd av orogen aktivitet er delt med tre kantete avvik i bassenglagene. Fordampningsavleiringer i det lille restbassenget markerer det siste stadiet av sedimentering ettersom bassenget ble begrenset fra sjøen under havnivåfall.

Hydrokarbonproduksjon og reserver

Figur 9: Betydelige hydrokarbonspill i permbassenget

Permian Basin er det største petroleumsproduserende bassenget i USA og har produsert 28,9  milliarder fat olje og 75  billioner kubikkfot gass. For tiden tidlig i 2020 pumpes over 4 millioner fat olje om dagen fra bassenget. Åtti prosent av anslåtte reserver ligger på mindre enn 10.000 fot (3000 m) dybde. Ti prosent av oljen som ble utvunnet fra permbassenget har kommet fra Pennsylvanske karbonater. De største reservoarene er innenfor Central Basin Platform, de nordvestlige og østlige hyllene og i Delaware Basin sandsteiner. De primære litologiene til de store hydrokarbonreservoarene er kalkstein, dolomitt og sandstein på grunn av deres høye porøsitet. Imidlertid har fremskritt innen hydrokarbongjenvinning som horisontal boring og hydraulisk brudd utvidet produksjonen til ukonvensjonelle, tette oljeskifer som de som finnes i Wolfcamp -skiferen .

Ressurshistorie

Santa Rita nr. 1 rigg, brukt ved oppdagelsen av Big Lake Oil Field i 1923.

I 1917 spekulerte JA Udden, professor i geologi ved University of Texas , om at Marathon Fold , tilknyttet Marathon -fjellene, kan strekke seg nordover. Denne foldteorien ble ytterligere utdypet i 1918 av geologene RA Liddle og JW Beede. Den potensielle strukturen ble antatt å være en potensiell felle for olje . Basert på denne Marathon Fold -teorien og kjente olje siver , startet testboringen i det østlige permiske bassenget.

Oljereserver i Permian Basin ble først dokumentert av WH Abrams i Mitchell County , West Texas i 1920. Den første kommersielle brønnen ble åpnet et år senere i 1921, i det nylig oppdagede Westbrook Oil Field i Mitchell County, på en dybde på 4498 fot (761 m). Opprinnelig ble det antatt at det permiske bassenget hadde en skållignende form, med geologiske undersøkelsesbesetninger som ikke kunne studere innsiden av bassenget på grunn av mangel på utmarker. De neste årene inneholdt funn av flere oljefelt, som oljefeltet Big Lake (1923), verdens oljefelt (1925), oljefeltet McCamey (1925), oljefeltet Hendrick (1926) og Yates Oil Field (1926). Alle disse funnene ble gjort ved tilfeldig boring eller kartlegging av overflater. Geofysiske tester var avgjørende for å kartlegge regionen, siden verktøy som seismografer og magnetometre ble brukt til å finne avvik i området.

I 1924 inkluderte selskaper som etablerte regionale geologiske kontorer i bassenget California Company ( Standard Oil of California ), Gulf Oil , Humble ( Standard Oil of New Jersey ), Roxana ( Shell Oil Company ), Dixie Oil ( Standard Oil of Indiana ), Midwest Exploration (Standard Oil of Indiana) og The Texas Company .

På grunn av avstander og mangel på rør for å flytte olje i, var dype boretester få på 1920 -tallet, siden kostnadene var høye. Som et resultat var alle oljebrønnene fram til 1928 mindre enn 1.500 meter (1.800 m) dype. I 1928 fant brønnen nr. IB University imidlertid olje på 8520 fot innenfor de ordovisiske formasjonene i Big Lake. Leting og utvikling økte på 1930 -tallet med oppdagelsen av Harper oljefelt (1933), Goldsmith oljefelt (1934), Foster oljefelt (1935), Keystone oljefelt (1935), Oljefeltet Means (1934) , Wasson oljefelt (1936-1937), og slakteriet (1936). Under andre verdenskrig ble behovet for olje i USA presserende, noe som rettferdiggjorde de høye kostnadene ved dyp oljeboring. Dette gjennombruddet førte til at det ble funnet store oljereservoarer i hver geologisk formasjon fra den kambriumske perioden til den permiske perioden. Viktige funn inkluderer oljefeltet Embrar (1942), oljefeltet TXL (1944), oljefeltet Dollarhide (1945) og oljefeltet Block 31 (1945).

I 1966 målte produksjonen av permbassenget 600 millioner fat olje, sammen med 2,3 billioner kubikkfot gass, som utgjorde 2 milliarder dollar. Produksjonsverdiene økte jevnt og trutt takket være installasjonen av gassrørledninger og oljeraffinerier i området, og nådde en total produksjon på over 14,9 milliarder fat i 1993.

I tillegg til olje, er en av de viktigste varene som er utvunnet fra permbassenget potash , som først ble oppdaget i regionen på slutten av 1800 -tallet av geolog Johan August Udden. Tidlige studier av Udden, og tilstedeværelsen av potash i Santa Rita -brønnen mellom 1100 og 1700 fot, førte til at USAs geologiske undersøkelse utforsket området på jakt etter potash, noe som var svært viktig under første verdenskrig da USA ikke lenger kunne importer den fra Tyskland. på midten av 1960 -tallet opererte syv potashgruver på New Mexico -siden av permbassenget.

Nåværende produksjon

Fra 2018 har Permian Basin produsert mer enn 33 milliarder fat olje, sammen med 118 billioner kubikkfot naturgass. Denne produksjonen står for 20% av amerikansk råoljeproduksjon og 7% av amerikansk tørr naturgassproduksjon. Selv om produksjonen ble antatt å ha toppet seg på begynnelsen av 1970 -tallet, har ny teknologi for oljeutvinning, for eksempel hydraulisk brudd og horisontal boring, økt produksjonen dramatisk. Anslag fra Energy Information Administration har spådd at påviste reserver i permbassenget fortsatt inneholder 5 milliarder fat olje og omtrent 19 billioner kubikkfot naturgass. I oktober 2019 sa lederne for fossilt brensel at de inntil nylig hadde gjort fremskritt med å kutte ned på fakling , det vil si å brenne naturgass. Boreselskaper fokuserer på boring og pumping av olje, noe som er svært lukrativt, men den mindre verdifulle gassen som pumpes sammen med oljen, anses å være et "biprodukt". Under den nåværende bommen i de permiske oljefeltene har boring etter olje "langt overgått rørledningskonstruksjon", slik at bruken av fakling har økt sammen med lufting av "naturgass og andre potente klimagasser direkte til atmosfæren ", som flom av karbondioksid , forårsaker betydelig større drivhuseffekt enn fakling. Begge praksisene er lovlige etter staters lovgivning. Mesteparten av metanen som slippes ut kommer fra et lite antall kilder. Prisen på naturgass er så billig at mindre selskaper som har rørledningskapasitet velger å blusse fremfor å betale rørledningskostnader.

Fylker og kommuner i det permiske bassenget

Kart over delen av regionen i Texas. Rødt er kjernen; rosa representerer fylkene som noen ganger er inkludert i regionen.
Active Permian Basin pumpjack øst for Andrews, TX

På grunn av sin økonomiske betydning har Permian Basin også gitt navnet til den geografiske regionen den ligger i. Fylkene i denne regionen inkluderer:

Se også

Referanser

Eksterne linker