Nordtyska bassängen
Nordtyska bassängen är en passiv-aktiv sprickbassäng belägen i centrala och västra Europa, som ligger inom de sydöstligaste delarna av Nordsjön och sydvästra Östersjön och tvärs över landområden i norra Tyskland, Nederländerna och Polen. Den nordtyska bassängen är en underbassäng till den södra Permbassängen, som står för en sammansättning av intrakontinentala bassänger som består av permiska till kenozoiska sediment, som har ackumulerats till tjocklekar runt 10–12 kilometer (6–7,5 mi). Den komplexa utvecklingen av bassängen äger rum från perm till kenozoikum och påverkas till stor del av flera stadier av sprickor, sättningar och salttektoniska händelser. Den nordtyska bassängen står också för en betydande del av Västeuropas naturgasresurser, inklusive en av världens största naturgasreservoarer, Groningen-gasfältet.
Regional tektonisk evolution
Den regionala tektoniska utvecklingen av det nordtyska bassängen sammanfaller med utvecklingen av Southern Permian Basin, bassängen över centrala och västra Europa. Från den sena neoproterozoiska eran till karbonperioden genomgick Europa den kaledoniska orogeni och variska orogeni . Dessa jordskorpans ackretionshändelser producerade dagens regionala litosfär, och vid tiden för den post-orogena kollapsen av Variscan Orogeny hade superkontinenten Pangea bildats fullständigt. Efter bildandet av Pangea genomgick en stor del av regionen skorpan instabilitet och utvecklade på så sätt den omfattande Permo-Carboniferous provinsen. Denna magmatism ledde till extruderingen av rikliga vulkaniska följder såsom nordöstra tyska bassängen, nordvästra polska bassängen och Oslo Rift , samtidigt som det orsakade bildandet av 70 sprickbassänger i hela Permian Basin. Regionens mest utvecklade och voluminösa magmatism inträffade i den nordtyska bassängen med anor från 297-302 Ma.
Bassängens evolution
Inledande rivning
Initieringen av den nordtyska bassängen ägde rum i det sena karbonet för cirka 295-285 Ma (miljoner år sedan) i samband med kollapsen av Variscan Orogeny på grund av vridande tektonik i den överförtjockade skorpan i det norra förlandet av Variscan Orogeny. Den initiering som bildas av jordskorpans sprickning och rivning utöver enorma mängder vulkanism (>40 000 km 3 ) och magmatism , kan endast ungefärligt dateras på grund av den omfattande (>250 Ma) flerfasiga sättningen i regionen. Den mest uppenbara dateringsmetoden har gjorts med hjälp av SHRIMP (Sensitive High-Resolution Ion Microprobe) zirkonåldrar, vilket möjliggör datering av sediment som producerats under den magmatiska uppblossningen under Perm. Skiftnyckeltektoniken, magmatisk uppblåsning och erosion av mantellitosfären ägde rum gav en regional höjning som möjliggjorde en ökning av jordskorpans erosion.
Huvudfas av sättningar
20 miljoner år efter sprickningen upplevde den nordtyska bassängen en snabb ackumulering av sediment, >2 700 m (8 900 fot) skikt från Upper Rotliegend Unit till Bunter Unit, och upplevde således maximal termisk sättning från sen perm till mellersta trias . Denna snabba nedgrävning av sediment leder till sättningshastigheter på 220 m per miljon år på grund av den drastiska ökningen av jordskorpans belastning. En annan viktig påverkan av denna sättning beror på den termiska avslappningen av den litosfäriska magmatiska uppblåsningen, vilket gör att bassängen kan fördjupas med ackumuleringen av sedimentet. [ citat behövs ]
Sekundär slitning
Under trias-tidig jura, 252 till 200 Ma, fanns det en fas av nya nord till syd-sprickningshändelser på grund av upplösningen av superkontinenten Pangea orsakade WE-utvidgning över den nordtyska bassängen. Dessa förlängningar i skorpan skapade triasgrabens som den lokala Gluckstadt Graben, samtidigt som de initierade salttektoniken som ses i regionen. Denna rivningshändelse följdes sedan av ytterligare en fas av sättningar på grund av sedimentär belastning och litosfärisk termisk avslappning. [ citat behövs ]
Doming
Under den mellersta-sena jura, genomgick mitten av Nordsjön en kupol som erkändes av mellanjuraens erosionsfel, erosionen av >1 000 m (3 300 fot) av övre trias- och nedre juraskikt. Kupolen höjde sig över havet under mellanjura och började tömmas på grund av sprickor i sen jura. Även om mekanismen som bildar North Sea Rift Dome inte är särskilt väl förstådd, verkar utvecklingen av kupolen vara förenlig med en aktiv sprickmodell som har ett bredbaserat (1 250 km eller 780 mi diameter) plymhuvud som påverkar sprickningen från sen jura.
Tertiär slitning
I sen jura ägde den tredje rivningseventet rum som svar på Nordsjödoming-händelsen. Stora förlängningsförkastningar och sprickor började ungefär 157-155 Ma vilket gjorde det möjligt för Zechstein-evaporiterna att bilda en avskiljning mellan källarstenar och övre stratigrafi, vilket till stor del påverkade naturgas- och oljebildningen som ses över den nordtyska bassängen. Organiskt rika lerstenar från Kimmeridge Clay Formation är källan till majoriteten av den nordtyska bassängens kolväten som hindrades från att migrera uppåt av Zechsteinsaltet. [ citat behövs ]
Inversion
I den sena krita ägde en betydande fas av inversion rum på grund av återaktiveringen av källarförkastningar. Inversion av regionen svarade signifikant på orienteringen av kompression, så att fel som EW Elbe Fault System inverterades 3–4 km (1,9–2,5 mi) medan NS Grabens inte upplevde någon betydande höjning.
Slutlig sättning
Under kenozoikum inträffade den sista fasen av sättningar. Under oligocen till miocen återaktiverades många av källarförkastningarna av de släpande förkastningarna under den sena krita-inversionen. Återaktiveringen av dessa källarfel utlöste mer halokinesis . Lätt inversion på grund av salttektoniken möjliggjorde mindre mängder miocen- och pliocenavlagringar, som senare begravdes av utbredda delta- och glacialavlagringar under kvartären, vilket resulterade i snabb sättning.
Stratigrafi
Den nordtyska bassängens avsättningshistoria finns registrerad inom den stratigrafiska sekvensen av sediment, som utgör bassängen. Den flerfasiga avsättningen av bassängen kan delas upp i stratigrafiska enheter, var och en med sina egna distinkta egenskaper. Den sedimentära bassängen monterades ovanför den nedre paleozoiska kristallina källaren som bildades under den kaledonska orogeni omkring 420-400 Ma.
Paleozoikum eran
- Den nedersta stratigrafiska enheten, Lower Rotliegend Group, består av Permo-Carboniferous vulkanisk, sammansatt i första hand ignimbriter, rhyolites och andesiter , samtidigt som de har mindre mängder basalter. Dessa vulkaniska sediment har ett tjockleksområde från 1 600–2 500 meter (5 200–8 200 fot) tvärs över bassängen, och tenderar att vara tjockast i öster nära Rheinsbergslinjen och tunnast i söder nära Elbes förkastningssystem.
- Sedimenten som avsatts under den nedre perm är från Upper Rotliegend Group, närmare bestämt Parchim-formationen som tros ha avsatts från 266 till 264 Ma. Dessa eoliska och fluvala sandstenar och siltstenar har en maximal tjocklek på 900 m (3 000 fot).
- I övre Perm började Zechstein-enheten att samlas på toppen av Rotliegend-enheten runt 260 Ma. Zechstein-enheten är sammansatt av alternerande lager av karbonater och förångningsavlagringar, såsom anhydrit och halit. Tjockleken på Zechstein är extremt varierande på grund av salttektonik efter deposition, även om det finns en generell ökning av tjockleken i den nordvästra regionen av den nordtyska bassängen.
Mesozoiska eran
- I det nedre triasområdet avsattes Bunter- enheten över Zechstein-enheten. Bunter-enheten består av röda sandstensbäddar med mindre konglomerat och lera. Den ursprungliga tjockleken på enheten har deformerats på grund av salttektonik, även om det är uppenbart att sedimenteringen av Bunter-enheten nådde den nordligaste marginalen av den nordtyska bassängen, över depocentret där 1 400 m (4 600 fot) fluvial , lakustrin, och playa-lake avlagringar av Bunter hade ackumulerats.
- I Mellersta Trias ackumulerades Muschelkalk -karbonaterna upp till 100 m (330 fot) på djupet från 240 till 230 Ma. Det överflöd av musselskal som finns i de omväxlande kalkstens- och dolomitbäddarna leder till enhetens namn Muschelkalk, som översätts till "musselkrita" på tyska. [ citat behövs ]
- I Mellan-Sen Trias ackumulerades Keuper -enheten bestående av dolomit, skiffer och evaporiter upp till cirka 1 200 m (3 900 fot). Keuperenheten är indelad i tre grupper: Övre Keuper i första hand en grå dolomit och orent kol, Hauptkeuper i första hand märgel, gips och dolomit, och sist Kohlenkeuper främst leror och sandsten. [ citat behövs ]
- I sen övre trias till nedre jura består Lias- enheten av sandsten, skiffer, kalksten och lera. Denna enhet avsattes mellan 200-180 Ma, men det är särskilt svårt att definiera en tjocklek på grund av en stor paus , som inträffar ovanför denna enhet. Denna paus i avsättningen, den sena kimmerska oöverensstämmelsen varade fram till Mellersta krita ungefär 110 Ma.
- I den nedre krita uppträder Valhall-formationen i slutet av den sena kimmerska oöverensstämmelsen. Valhall-formationen består huvudsakligen av skiffer, kalksten och sandsten med en tjocklek på 10–40 meter (33–131 fot). Denna formation följs av den cenomanska överträdelsen, som äger rum under den övre krita, särskilt under den cenomanska. Denna enhet består huvudsakligen av kritkalksten och märgel ackumulerade från 400 till 550 m (1 310 till 1 800 fot) i tjocklek. Det finns en annan paus från den övre krita som slutar under början av eocen. [ citat behövs ]
Kenozoiska eran
- Slutligen under kenozoikum, specifikt under eocen till oligocen, bildade den chattianska enheten cirka 30 Ma. Denna enhet består huvudsakligen av omväxlande lager av sandsten och lersten. Det finns ytterligare ett uppehåll mellan den Chattianska enheten och den kvartära enheten, som deponerades inom de senaste 2 Ma. Denna enhet består huvudsakligen av kvartära glaciala sediment.
Energiresurser
Den nordtyska bassängen har ett särskilt överflöd av naturgas . Dessa stora kolväteansamlingar har skapats och klumpats ihop av ett enda totalt petroleumsystem (TPS) som kallas Carboniferous-Rotliegend TPS. Ungefär 85 % av all gasproduktion har kommit från Rotliegend-gruppens eoliska sandstenar som konserverats av Zechstein-enheten, medan 13 % kan bidra till trias-fluviala sandstenar, även bevarade av Zechstein-enheten men på grund av saltets migration snarare än kronologiskt. placerad under Zechstein-enheten. Groningen Gas Field är beläget under en region nordöstra Nederländerna är bassängernas största reserv och råkar också vara ett av de största gasfälten i världen som rymmer upp till 100 biljoner kubikfot (2,8 × 10 ^ m 3 ) naturgas . Den nordtyska bassängen tillsammans med den anglo-holländska bassängen och Nordsjön Graben-provinsen innehåller majoriteten av olje- och gasreserver som identifierats i hela Västeuropa. [ citat behövs ]