Geologia do sul do Mar do Norte - Geology of the southern North Sea
A bacia do Mar do Norte está localizada no norte da Europa e fica entre o Reino Unido e a Noruega, ao norte da Holanda, e pode ser dividida em muitas sub-bacias. A bacia do sul do Mar do Norte é a maior bacia produtora de gás na plataforma continental do Reino Unido, com a produção proveniente dos arenitos do Permiano inferior, que são selados pelo sal de Zechstein superior . A evolução da bacia do Mar do Norte ocorreu em vários estágios ao longo da linha do tempo geológica. Primeiro, a criação da peneplanície sub-cambriana , seguida pela orogenia caledoniana no final do Siluriano e no início do Devoniano . As fases de rifte ocorreram no final do Paleozóico e no início do Mesozóico, o que permitiu a abertura do Atlântico Nordeste. A elevação diferencial ocorreu no final do Paleógeno e no Neógeno . A geologia da bacia do sul do Mar do Norte tem uma história complexa de subsidência basinal que ocorreu no Paleozóico, Mesozóico e Cenozóico . Ocorreram eventos de elevação que foram seguidos pela extensão da crosta, que permitiu que as rochas se dobrassem e falhassem no final do Paleozóico . Os movimentos tectônicos permitiram que a halocinesia ocorresse com mais elevação no Mesozóico, seguida por uma fase principal de inversão ocorrida no Cenozóico, afetando muitas bacias no noroeste da Europa. A geometria geral em forma de disco do sul da Bacia do Mar do Norte indica que as principais falhas não têm controlado ativamente a distribuição de sedimentos.
História geológica
Era paleozóica
Dois grandes eventos orogênicos ocorreram nesta era, a Orogenia Caledoniana e a Orogenia Variscana , permitindo o início de uma complexa história geológica. Durante o final do Siluriano e o início do Devoniano, a Orogenia Caledoniana ocorreu com episódios de soerguimento e erosão deixando inconformidades. O evento Caledonian ocorreu devido à colisão de três massas de terra - Laurentia , Baltica e Avalonia - que acabaria por levar à criação de Pangea . Esta colisão permitiu que um cinturão de montanhas se formasse NW – SE na porção norte da bacia atual, e no sul se estendendo de SW – NE. Seguindo a Orogenia Caledoniana aproximadamente 380 Ma, a Orogenia Variscana começou e terminou perto do Permiano . Durante este período, a orogenia fez com que as rochas carboníferas se dobrassem e falhassem. A última colisão ocorreu no final do Carbonífero, onde dois supercontinentes colidiram levando à cordilheira varsicana, Laurásia e Gondwana . A deposição de evaporitos no final do Permiano criou o supergrupo de Zechstein, que atua como uma capa de sal para os sedimentos de grãos finos.
Era mesozóica
Durante essa era, o fim da tectônica extensional foi bem restringido na bacia do sul do Mar do Norte; a extensão ocorreu do final do Carbonífero ao Triássico . Houve alguma reativação das falhas do porão varsican devido à subsidência da Bacia de Sole Pit e permitindo inclinações da bacia criando um sistema de graben periférico ao redor da bacia. Devido à reativação das falhas do embasamento, isso levou ao início da halocinese na bacia. A halocinesia permitiu uma grande elevação durante o Mesozóico devido à presença de sal e à reativação de falhas do embasamento; o empurro permitiu que o sedimento empurrasse sobre as fraldas e flutuasse sobre o sal de Zechstein. Devido ao soerguimento da fase Kimmeriana na porção norte do Mar do Norte, permitiu subsidência e deposição para preencher a bacia, criando arenito . Devido ao carregamento diferencial ao longo das falhas, as fraldas de sal se desenvolveram e desempenharam um grande papel na bacia do Mar do Norte e em todas as estruturas tectônicas de sal. A falha reversa associada à inversão da bacia do Carbonífero tardio é registrada por uma ampla gama de estratigrafia carbonífera subcrescendo os sedimentos do Permiano. O padrão de subcultura indica uma forte influência das tendências tectônicas NW – SE durante esta inversão. Este evento de inversão foi seguido pela deposição de camadas vermelhas do Carbonífero superior, que passam para as areias do Grupo Permian Rotliegend; estes são cobertos por evaporitos do Supergrupo Zechstein. Uma fase importante de inversão da bacia durante ou no final do Cretáceo Superior afetou muitas bacias no noroeste da Europa, incluindo a Bacia de Sole Pit e a Bacia de Cleveland, e foi atribuída à reativação de falha de embasamento.
Era cenozóica
Durante o final do Mesozóico e na era Cenozóica , a orogenia Alpina ocorreu, o que levou à reativação de falhas e estruturas. No início do Terciário , ocorreram inversões envolvendo inclinação da bacia e reativação de falhas do embasamento. A parte central da bacia do Mar do Norte ao sul compreende a calha Silver Pit e Sole Pit e o Cleaver Bank High, todos caracterizados por uma série de ondas de sal e paredes que ocorreram no Terciário . Uma reversão da inclinação da bacia durante o Terciário ergueu a grossa cunha sedimentar na Calha de Sole Pit para formar a Sole Pit High. Como a orogenia reativou as fendas mesozóicas, ela permitiu que os sais de Zechstein agissem como um buffer ou camada de destacamento separando dois regimes estruturais, o que pode levar a armadilhas para recursos naturais.
Fases tectônicas
Fase caledoniana
Durante o Paleozóico, houve três grandes massas de terra que colidiram, Laurentia , Baltica e Avalonia fechando o oceano Iapetus. O evento criou uma cadeia de montanhas com tendência de norte a sul na porção norte e uma tendência de leste a oeste no sul. A razão é que há uma tendência de Norte para Sul no Norte é porque Laurentia vindo de Oeste e Báltica vindo de Leste se encontrando no centro para criar um regime compressional. Ao longo do tempo, eventualmente, Avalonia vindo do sul fechando o oceano Iapetus, colidiu com as duas massas de terra para criar uma junção em T dando uma tendência de leste para oeste na porção sul. Este evento é o primeiro grande evento que levaria à criação de Pangea . O evento tectônico compreendeu todo o Ordoviciano e no início do Devoniano, as rochas da Caledônia são a base do atual Mar do Norte.
Fase variscana
Do final do Devoniano ao final do Permiano, terminando na era Paleozóica , ocorreu a Orogenia Variscana . Os supercontinentes de Gondwana e Laurussia colidiram criando uma extensa cordilheira logo a leste das pré-existentes montanhas da Caledônia e criando Pangaea, o supercontinente no final da fase Variscana. A colisão dessas placas desempenha um papel importante no potencial de hidrocarbonetos na bacia do sul do Mar do Norte. O início desta fase é o colapso da orogenia caledoniana e um regime extensional geral que faria com que uma depressão se enchesse de sedimentos. Existem quatro fases principais neste evento orogênico. A primeira fase, conhecida como bretoniana, refletiu-se nas mudanças na entrada de sedimentos e na reativação de uma zona de subducção de mergulho sul. A segunda fase, a Sudetiana, foi de evento vulcânico e extrusivo de rochas metamórficas e ígneas com soerguimento e leve dobramento de grabens nas proximidades que levam à inversão. A fase tectônica asturiana criou fragmentação dos Variscans e de seu foreland devido ao complexo sistema de falhas de falhas de cisalhamento conjugadas e falhas extensionais secundárias. A última fase principal, o Staphanian, causou a maioria das falhas e deformações expressas em falhas de chave. A acumulação de hidrocarbonetos no sul foi permitida devido à bacia que se formou, a bacia do foreland mal foi perturbada por eventos tectônicos na região norte e acabou selada pelas calotas de sal da formação Zechstein. Uma vez que a orogenia Caledoniana e Variscana estão intimamente relacionadas no tempo, ambos os eventos ajudaram a criar a Pangéia e os Caledônios lentamente se transformaram na orogenia Variscana.
Fase Kimmeriana
O desmembramento da Pangéia ocorre durante a fase tectônica Kimmeriana para a maior parte do Mesozóico , até o início do Cretáceo médio , isso marca o início da criação da posição atual de nossos continentes hoje. Durante o Jurássico, a atividade de fragmentação atinge o seu máximo e a América do Norte começa a se afastar da Eurásia após esse evento no Cretáceo, a parte sul da América do Norte começa a abrir o Oceano Atlântico com a separação da América do Sul e da África. No final do Mesozóico, o Mar do Norte atingiu sua posição final onde se encontra atualmente. Ao longo do Cretáceo, a fissura diminuiu a velocidade e parou, o que mais tarde criou o sistema de fendas fracassado do Mar do Norte porque as tensões regionais mudaram para a América do Norte. O Jurássico é provavelmente a época geológica mais importante para a exploração de hidrocarbonetos no Mar do Norte. Muitas acumulações estão no reservatório jurássico, a argila Kimmeridge é considerada a rocha fonte mais importante e as estruturas formadas durante o rifteamento formam armadilhas excelentes. Em primeiro lugar, o rifteamento foi responsável pela deposição de rocha geradora rica em orgânicos devido às condições anóxicas nas bacias de rift isoladas profundas. Possivelmente a fase mais importante para criar estruturas e armadilhas para os recursos naturais que tentamos coletar hoje.
Fase alpina
Esta fase está atualmente ativa e começou no Cretáceo . No final do Cretáceo e no Terciário, as fases de inversão no sul do Mar do Norte ocorreram devido à orogenia Alpina e suas tensões compressivas. Desde que houve inversão, o sal de Zechstein desempenhou um papel importante, agindo como um amortecedor entre dois regimes estruturais. Embora a fase tenha reativado falhas pré-existentes, ela permitiu que os sais tectônicos permanecessem ativos durante o Terciário , à medida que os sedimentos foram depositados, e posteriormente foram penetrados pelos diálogos de sal. A fase Alpina acrescentou mais confusão estrutural à história geológica, mas também ajudou a criar mais armadilhas com o sal de Zechstein.
Formações sedimentares
Grupo Rotliegend
Os arenitos da região sul do Mar do Norte formam reservatórios de gás. A deposição começou no início do Permiano e, próximo ao final do início do Permiano, sedimento mais fino foi depositado em um ambiente lacustre e salino / sabkha.
Grupo Zechstein
O grupo Zechstein consiste em evaporitos que selaram o grupo Rotliegend para a formação do reservatório. A sedimentação foi dominada pelo desenvolvimento de um sistema deposicional misto de carbonato-evaporito ao longo da bacia do Permiano meridional . As condições climáticas permitiram a deposição de cinco ciclos sedimentares principais de progressiva progradação e dessecação da bacia após uma recarga inicial através do alagamento da bacia.
Grupo Cromer Knoll
O Cromer Knoll é depositado no topo de uma discordância na base do período Cretáceo. A elevação regional e a erosão permitiram que a discordância aparecesse no final do Triássico e depositasse o Cromer Knoll e grupos de giz.
Tectônica de sal
A tectônica salina é o movimento de uma quantidade significativa de evaporitos englobando a rocha salgada em uma sequência estratigráfica de rochas. No sul da bacia do Mar do Norte, isso desempenha um grande papel na indústria de petróleo e gás porque os eventos tectônicos ao longo da escala de tempo geológica permitiram que essas estruturas de halocinese prendessem áreas de recursos naturais. As principais bacias de sal foram claramente depositadas por medições impulsionadas pela gravidade com três áreas basinais: as bacias da Alemanha, da Inglaterra e da Noruega. A bacia sul do Mar do Norte diz respeito às bacias salinas de Zechstein da Inglaterra e da Alemanha. A bacia da Alemanha pode ser categorizada como uma parede de sal, que é uma estrutura diapírica linear possivelmente relacionada a falhas do embasamento ou ao efeito de controle de mergulho regional, e a bacia da Inglaterra é categorizada como um tipo de estrutura de almofada de sal, desenvolvida em associação com o desbaste de leitos sobrejacentes, mas sem efeitos diapíricos. Os principais tipos de estruturas de sal nesta bacia são almofadas de sal ou protuberâncias que ficam nos núcleos das estruturas com dobras de fivela.
Geologia do petróleo
Em geral, o potencial do reservatório é restrito ao arenito eólico , embora reservatórios com potencial de qualidade inferior sejam encontrados em sedimentos fluviais. Cerca de 85% da produção de gás no sul da bacia do Mar do Norte vem dos arenitos Permianos pré-Zechstein e 13% dos arenitos fluviais do Triássico . Os arenitos depositados antes dos evaporitos de Zechstein são essencialmente a área em que a indústria do petróleo está retirando os recursos naturais devido ao selo de alta qualidade das fraldas e travesseiros de sal que agiam como um amortecedor entre os segmentos estruturais. Os arenitos fluviais da sequência triássica são de menor qualidade de reservatório porque não foram selados em uma armadilha como a Rotliegend.