盐构造基本特征

        通过实验室实验和现场观察可以推断天然岩盐的粘度。实验中的蠕变定律表明,给定岩性的粘度主要取决于(1)颗粒大小,(2)差异应力和(3)温度(van Keken等,1993年)。基于位错蠕变、扩散蠕变和溶解-沉淀蠕变的流动定律计算得出的粘度估计通常在10^12 Pa·s(根据Ter Heege等,2005b年的图7计算得到的最小值)到10^20 Pa·s之间(van Keken等,1993年)。基于现场观察的粘度估计范围广泛。[Viscous flow during salt welding Bryce H. Wagner III , Martin P.A. Jackson]        

        盐丘起源于分层蒸发岩序列,因此其组成中包含不同比例的岩盐、石膏、硬石膏、杂卤石盐以及非蒸发岩组分,如碳酸盐、硅质碎屑岩、火山岩和浅成侵入岩(例如,Warren, 2016; Jackson和Hudec, 2017; Rowan等人, 2019b)。(请注意,在本文余下的部分中,我们使用术语“盐”来指代整个变形的分层蒸发岩序列,无论其中岩盐和其他岩石类型的相对比例如何,或者岩盐是否溶解形成了盖层。)在盐丘形成过程中,较厚且强度较大的层通常会被破坏,并在复杂褶皱的岩盐、少量杂卤石盐以及薄层石膏或页岩夹层组成的基质中形成一系列条带状混合体(Rowan等人, 2019b)。

        作为主导矿物的岩盐具有弱性和韧性,因此最好将其视为一种幂律流体,在通常介于0.5至2兆帕之间的差应力下流动,主要由位错蠕变和平面溶析蠕变共同作用(例如,Spiers和Carter, 1998; Schl´eder和Urai, 2005; 2007; Urai等人, 2008; Rowan等人, 2019b)。天然存在的岩盐总是含有一些孔隙液态盐水,由此形成的湿润岩盐相较于干燥岩盐显著较弱(Urai等人, 1986)。

关键点:

  • 盐丘由层状蒸发岩序列演化而来,包含岩盐、石膏、苦味盐等多种成分,还可能夹杂碳酸盐岩、碎屑岩和火山岩等非蒸发岩成分。
  • 在上升过程中,较厚的强岩层会破碎,形成由细脉组成的混合体,基质则是复杂折叠的岩盐、少量苦味盐和薄层石膏或页岩。
  • 岩盐作为主要矿物,柔软而可塑,可以视为一种幂律流体,在 0.5 到 2 MPa 的差异应力下流动。
  • 天然岩盐总是含有孔隙卤水,饱和溶液比干盐更软弱。

更详细解释:

  • 盐丘是盐体向上穿透上覆层形成的圆顶状结构。
  • 盐体是一种富含盐分的岩石,可以在地下流动。
  • 盐丘的成分可以多样化,除了岩盐 (halite) 以外,还可能包含石膏 (anhydrite)、苦味盐 (bittern salts) 等其他蒸发岩,甚至夹杂碳酸盐岩、碎屑岩和火山岩等非蒸发岩成分。
  • 在盐丘上升过程中,较厚的强岩层会受到挤压和剪切,破碎成细脉,形成一种由细脉组成的混合体。
  • 盐丘的主体成分是岩盐,它柔软而可塑,可以被视为一种幂律流体。这意味着岩盐的变形速率与施加的应力成正比,但指数小于 1。
  • 岩盐的流动受多种因素影响,例如温度、压力和孔隙卤水的存在。
  • 天然岩盐总是含有孔隙卤水,饱和溶液比干盐更软弱,更容易流动。

术语解释:

  • 蒸发岩:由水体蒸发后沉积形成的岩石,例如岩盐和石膏。
  • 混合体:由不同成分混合构成的岩石。
  • 幂律流体:一种变形速率与应力成正比,但指数小于 1 的流体。
  • 孔隙卤水:存在于岩石孔隙中的液体,通常为盐水。
  • 参考:Rowan M G, Muñoz J A, Giles K A, et al. Folding and fracturing of rocks adjacent to salt diapirs[J]. Journal of Structural Geology, 2020, 141: 104187.

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