پوشسنگ
پوشسنگ (انگلیسی: Caprock) لایه سنگی سخت و مقاومی است که سنگهای ضعیفتر و با مقاومت کمتر را میپوشاند. ماسهسنگ و مافیک از مهمترین و فراوانترین انواع پوشسنگ محسوب میشوند. در فرایندهایی نظیر پسروی دیوارهها، پوشسنگ کنترلکننده میزان فرسایش دیواره یا پرتگاه است. با فرسایشیافتن سنگهای سست و نرمتر، پوشسنگ بهشکل دورهای بریده میشود. پوشسنگ بر روی اشکال تختتپه (مِزا) نیز یافت میشود.
در صنعت نفت پوشسنگ به سازند نفوذناپذیری اطلاق میشود که با بهدام انداختن گاز، نفت یا آب، مانع از حرکت آن بهسمت بالا میشود. این پوشسنگ میتواند باعث ایجاد یک مخزن نفتی یا گازی در زیر خود شود و یکی از اهداف اصلی در صنعت نفت است.
در زمینچهرههایی مانند تختتپهها (Mesas) و تپههای شاهد (Buttes)، سنگ پوشش از سنگهای محکم و مقاوم در برابر فرسایش مانند گرانیت یا بازالت تشکیل شده است که قویتر از سنگهای نگهدارنده خود در برابر هوازدگی مقاومت میکنند و منجر به فرسایش تفریقی میشوند. سنگ پوشش همچنین با ایجاد آبشارها و آبخوانها، جایی که حرکت آب توسط لایههای سخت محدود و کانالزنی میشود، بر هیدرولوژی تأثیر میگذارد. از آنجا که سنگهای پوشش مخازن نفتی اغلب در زیر لایههای دیگر سنگ مدفون شده و از هوازدگی محافظت میشوند، میتوانند از مواد نرمتری مانند ماسهسنگ، سنگ آهک و تبخیریها تشکیل شده باشند، مشروط بر اینکه بسیار نفوذناپذیر باشند و در برابر جریان هیدروکربنها از میان خود مقاومت کنند.
ویژگیهای زمینشناسی
[ویرایش]پوشسنگ معمولاً از مواد مقاوم در برابر فرسایش تشکیل شده است. مواد رایج پوشسنگ شامل ماسهسنگهای بهشدت سیمانیشده، سنگ آهک، بازالت و تبخیریهایی مانند انیدریت، گچ یا هالیت (نمک طعام) هستند که روی گنبدهای نمکی شکل میگیرند.[۱] تشکیل پوشسنگ از طریق فرآیندهایی مانند فرسایش تفریقی (که در آن سنگهای مقاوم به عنوان عوارض مرتفع باقی میمانند در حالی که سنگهای نرمتر فرسایش مییابند)، فرآیندهای رسوبگذاری (شامل رسوب شیمیایی فعالیتهای آتشفشانی) و دیاژنز (که در آن رسوبات در طول زمان زمینشناسی به سنگ سخت تبدیل میشوند) رخ میدهد.[۱] این فرآیندها مجموعاً لایههای بادوامی را ایجاد میکنند که چشماندازها را شکل میدهند و منابع زیرسطحی را حفظ میکنند.
اهمیت زیستمحیطی و اقتصادی
[ویرایش]تأثیر بر شکلگیری زمین
[ویرایش]پوشسنگ با کند کردن فرسایش، چشماندازها را شکل میدهد و عوارض یا نوعهای خاصی از زمینچهرهها مانند تختتپهها، تپههای شاهد و پرتگاهها (Escarpments) را ایجاد میکند. با این حال، هنگامی که سنگ نرمتر زیر سنگ پوشش فرسایش مییابد، پوشسنگ ممکن است فرو بریزد و دامنههای واریزهای (Talus slopes) را در پای صخرهها تشکیل دهد.[۲] پوشسنگ همچنین با کنترل الگوهای فرسایش، سیستمهای رودخانهای را شکل میدهد و اغلب در جایی که لایههای سختشده آن در معرض دید قرار میگیرند، آبشارها را ایجاد میکند.[۲] آنها همچنین میتوانند به عنوان آبخوان عمل کرده و آب زیرزمینی را ذخیره کنند، در حالی که لایههای نفوذناپذیر پوشسنگ میتوانند آب را به دام انداخته و منجر به تشکیل این آبخوانها شوند. علاوه بر این، لایههای پوشسنگ میتوانند با تأثیر بر ترکیب خاک و نفوذ آب، بر کاربری زمین و کشاورزی اثر بگذارند. در برخی مناطق، نواحی پوشیده شده با پوشسنگ به دلیل عدم نفوذ آب به خاک سطحی، پوشش گیاهی کمی دارند یا فاقد آن هستند که پتانسیل کشاورزی را محدود میکند.
تلهاندازی هیدروکربن (نفت)
[ویرایش]
در صنعت نفت، پوشسنگ هر سازند نفوذناپذیری است که ممکن است نفت، گاز یا آب را به دام بیندازد و از مهاجرت آن به سطح زمین جلوگیری کند. این پوشسنگ میتواند مانع از مهاجرت هیدروکربنها به سطح شود و به آنها اجازه دهد در یک «مخزن» نفت و گاز انباشته شوند. مواد مؤثر برای پوشسنگ، مانند شیل، سنگهای تبخیری و سنگهای کربناته سختشده، از فرار این منابع جلوگیری میکنند.[۴] کارایی پوشسنگ در آببندی هیدروکربنها تحت تأثیر عوامل متعددی مانند سنگشناسی (لیتولوژی)، ضخامت، تخلخل، نفوذپذیری و خواص مکانیکی است. با این حال، ظرفیت آببندی پوشسنگ ها میتواند با وجود گسلها یا شکستگیها به خطر بیفتد، که ممکن است به عنوان مسیرهایی برای نشت هیدروکربن عمل کنند.[۱] این ساختارها که به عنوان تلههای نفتی نیز شناخته میشوند، هدف اصلی صنعت نفت هستند.
سازندهای سنگ پوشش قابل توجه
[ویرایش]گنبدهای نمکی خلیج مکزیک
[ویرایش]گنبدهای نمکی در خلیج مکزیک از طریق فرآیند دیاپیریسم (Diapirism) شکل میگیرند. لایههای نمک شناور (عمدتاً نمک لوآن مربوط به دوره ژوراسیک) به دلیل تضاد چگالی و تنشهای تکتونیکی از میان رسوبات فوقانی بالا میآیند.[۴] با مهاجرت نمک به سمت بالا، این لایهها سنگهای جوانتر را سوراخ کرده و تغییر شکل میدهند و تلههایی برای هیدروکربنها ایجاد کرده و توپوگرافی بستر دریا را شکل میدهند. موقعیت حاشیه قارهای غیرفعال خلیج مکزیک، با انباشت ضخیم رسوبات، زمینساخت نمکی گستردهای را ترویج میکند، همانطور که در پرتگاه سیگزبی (Sigsbee Escarpment) دیده میشود.[۵] گنبدهای نمکی عمدتاً از هالیت ساخته شدهاند که ابتدا حذف میشود و گچ و انیدریت را بر جای میگذارد. انیدریت و گچ با مواد آلی واکنش داده و کلسیت را تشکیل میدهند. مقاله کلاسیک موری (Murray) در سال ۱۹۶۶[۶] توالی تعمیمیافته را به صورت رسوبات-کلسیت-گچ-انیدریت-نمک توصیف میکند.
گرند کنیون
[ویرایش]گرند کنیون نمونهای از چگونگی تأثیر پوشسنگ بر فرسایش و توسعه زمینچهرهها است. سازندهای سنگی لایهلایه آن شامل لایههای سنگ پوشش مانند ماسهسنگ و سنگ آهک هستند و صخرههای چشمگیر و فلاتهای دره، مانند سازند سنگ آهک کایباب (Kaibab Limestone) را شکل میدهند.[۷] لایههای بادوام پوشسنگ فرسایش را کند کرده و عوارض زمین، از جمله تختتپهها و تپههای شاهد را حفظ میکنند، در حالی که سنگهای نرمتر زیرین سریعتر فرسایش مییابند و دیوارههای شیبدار گرند کنیون را ایجاد میکنند.[۷] در برخی مناطق، فروپاشی پوشسنگ عاملی است که دامنههای واریزهای دره را به وجود میآورد. مسیر جریان رودخانه کلرادو که از میان دره میگذرد نیز تحت تأثیر لایههای سختشده پوشسنگ است.[۷] سازندهای پوشسنگ گرند کنیون همچنین به دلیل به دام انداختن آب و تشکیل حفرههای آبخوان شناخته میشوند.
جستارهای وابسته
[ویرایش]منابع
[ویرایش]- 1 2 3 Song, Juan; Zhang, Dongxiao (2013-01-02). "Comprehensive Review of Caprock-Sealing Mechanisms for Geologic Carbon Sequestration". Environmental Science & Technology. 47 (1): 9–22. doi:10.1021/es301610p. ISSN 0013-936X.
- 1 2 Howard, Alan D. (1997). "Badland Morphology and Evolution: Interpretation Using a Simulation Model". Earth Surface Processes and Landforms (به انگلیسی). 22 (3): 211–227. doi:10.1002/(SICI)1096-9837(199703)22:3<211::AID-ESP749>3.0.CO;2-E. ISSN 1096-9837.
- ↑ Tao, Ye; He, Youbin; Zhao, Zhongxiang; Wu, Dongsheng; Deng, Qiao (2023-01-26). "Sealing of oil-gas reservoir caprock: Destruction of shale caprock by micro-fractures". Frontiers in Earth Science (به انگلیسی). 10. Bibcode:2023FrEaS..1065875T. doi:10.3389/feart.2022.1065875. ISSN 2296-6463.
- 1 2 Hudec, Michael R.; Jackson, Martin P. A. (2007-05-01). "Terra infirma: Understanding salt tectonics". Earth-Science Reviews. 82 (1): 1–28. doi:10.1016/j.earscirev.2007.01.001. ISSN 0012-8252.
- ↑ Archer, Stuart G.; Alsop, G. Ian; Hartley, Adrian J.; Grant, Neil T.; Hodgkinson, Richard (January 2012). "Salt tectonics, sediments and prospectivity: an introduction". Geological Society, London, Special Publications (به انگلیسی). 363 (1): 1–6. doi:10.1144/SP363.1. ISSN 0305-8719.
- ↑ Murray, Grover E. (Mar 1966). "Salt structures of Gulf of Mexico basin--a review". AAPG Bulletin. 50 (3): 439–478. doi:10.1306/5d25b49d-16c1-11d7-8645000102c1865d. Retrieved 2010-09-07.
- 1 2 3 Hill, Carol A.; Polyak, Victor J. (2014-08-01). "Karst piracy: A mechanism for integrating the Colorado River across the Kaibab uplift, Grand Canyon, Arizona, USA". Geosphere. 10 (4): 627–640. doi:10.1130/GES00940.1. ISSN 1553-040X.
- مشارکتکنندگان ویکیپدیا. «Caprock». در دانشنامهٔ ویکیپدیای انگلیسی، بازبینیشده در ۶ مارس ۲۰۱۶.