白垩纪火山灰与页岩气和油田有关

在恐龙结束时的一个巨大的火山火炬队开始了一系列事件，导致从德克萨斯到蒙大拿州的美国页岩油和天然气场。赖斯大学地质学家称，较老的页岩气田，就像宾夕法尼亚州和俄亥俄州的马塞勒斯，可能已经由类似的火山爆发超过数百万年前成立。照片由Wikimedia Commons提供

从恐龙的末端的火山喷发的巨大火炬中富含营养丰富的灰烬启动了一系列事件，导致从德克萨斯到蒙大拿州的页岩气和油田的形成。

这是赖斯大学地质学家的新研究结论，本周在自然出版的在线杂志科学报告中出现。

“关于这些页岩沉积物的一件事是在地球历史的某些时期发生，其中一个是白垩纪的时间，即在恐龙的时间，”学习引导作者Cin-Ty Lee，教授和椅子大米地球，环境和行星科学系。“这约为9000万至1亿年前，这与沿着今天西部西部的太平洋海岸的弧形火山大大爆发了一大堆。”

在过去的20年里，水平钻井和水力压裂的进步导致了美国能源繁荣，“非传统”，一个类别，包括页岩气体和“紧密”的石油，如白垩纪鹰福特和默米德里和较大的人Barnett和Bakken。

a）从Cao等人采取的白垩纪地图中海洋大陆俯冲区上方的大陆岩岩弧（红线）的范围。现场网站DR11的位置由星形显示。（b）大陆弧长（黑线，左垂直轴）和牵引u / pb锆石年龄（红线，右垂直轴）通过从文献编译的时间。大陆电弧长度基于汇编，通过时间，不一定与总俯冲长度相对应。科学报告，第8卷，物品编号：4197（2018）DOI：10.1038 / S41598-018-22576-3

“这些类型的天然气和石油是微小的，微小的毛孔，范围从几百万米的直径到几千米，”李说。“沉积物处于狭窄的条带中，只能通过水平钻孔进入，并且油和气体锁定在这些小口袋中，并且仅适用于液压压裂等技术。”

李说，古代火山爆发和非传统页岩碳氢化合物之间一直存在联系。在外地旅行期间，他和米饭学生注意到在暴露的岩石中注意到了数百种灰烬，当时北美西部的大部分躺在浅水海洋下面时，在白垩纪时期。

其中一个旅行发生在2014年，而李和稻米同事也在研究白垩纪时代弧火山沿着美国太平洋地区的爆发，通过增强了二氧化碳的火山生产，影响了地球的气候。

“我们之前见过灰分，但在这个网站上，我们可以看到有很多人，这让我们思考，”李说。李江和稻米大学生Elli Ronay，Jackson Stiles和Matthew Neal决定与Daniel MiniSini合作调查Ash床，这是一位在贝壳油的同事，他们在量化灰床的确切数量的摘要。

由于来自Mississippi和Atchafalaya Rivers的营养丰富的径流，氧气耗尽的“死区”通常在墨西哥湾北部，这在这里，这是2012年国际空间站可见的棕褐色和绿褐色的羽毛。富含营养不良的火山灰可能喂食类似于从德克萨斯到蒙大拿州的页岩油和天然气场的类似死区。（由NASA / GSFC / AQUA MODIS提供照片

“这几乎是连续的，”李说。“至少每10,000年至少有灰分。”

李说，该团队决定了灰烬来自数百次爆发，这些爆发了约1000万年。在加利福尼亚州的火山来源以东数百英里上铺了几百英里。在被吹入大气中升降里程并漂移在海洋中，灰烬沉积在海底上沉积在海底。李和学生分析了米饭的地球化学设施中的灰床的样品。

“他们的化学成分看起来并没有看起来像他们离开火山的东西，”他说。“大部分原始磷，铁和二氧化硅都缺失。”

这引起了常常在河口附近形成的海洋“死区”。农场的强化干燥泵浦这些河流的大量磷。当那里击中海洋时，浮游植物吞噬了营养素并乘以如此迅速，他们从水中汲取所有可用的氧气，留下鱼类等生物的“死”区域空隙。

李怀疑白垩纪灰羽毛可能导致类似的效果。为了钉住灰烬是否可以提供足够的营养素，李和他的团队使用像锆和钛等痕量元素以将灰分层与其火山源相匹配。通过将岩石样本与耗尽灰分从那些来源进行比较，该团队能够计算缺少多少磷，铁和二氧化硅。

“通常，你不会在水塔底部沉积有机物质，因为其他生物会在它进入底部之前吃它，”李说。“我们发现进入海洋的磷量超过了这座火山灰的含量约为每日世界所有海洋的所有磷的10倍。这已经足以喂养氧气耗尽的死区，其中碳可以一直向沉积物出口。“

灰烬和海洋死区的组合浓缩足够的碳以形成烃。

“为了产生经济价值的碳氢化合物存款，你必须集中精力，”李说。“在这种情况下，它集中了，因为灰烬推动了这种生物生产力，这就是有机碳漏斗的地方。”

李说页岩气和紧密的油沉积物未在灰分层中找到，但似乎与他们有关。因为这些层如此薄，但它们没有出现在能源公司用来寻找非传统的地震扫描。李说，数百个紧密间隔的灰分层可能是一个讲设计的迹象，可能允许行业地质学家寻找会出现在扫描的灰色层的散装性质。

“对海洋环境的性质也有影响，”他说。“今天，磷也是海洋的限制营养素，但是磷和铁进入海洋中，从这些火山上有着主要的古环境和生态后果。”

虽然出版的研究专门针对白垩纪和北美，但李说，在其他时代，地球地区的地点也可能负责其他富含碳氢化合物的页岩沉积物。

“我怀疑他们可以，”他说。“阿根廷的Vaca Muerta领域是同龄，并且在与我们学习的同样的弧线之后。当您及时进一步时，摇滚记录更加不完整，但就其他美国，宾夕法尼亚州的Marcellus在奥陶诺维安的4亿多年前被规定，而且它也与灰烬有关。“

该研究由国家科学基金会，古根海姆基金会和美国地质学会资助。

出版物：CIN-TY A. LEE等，“火山灰作为增强有机碳渣的司机，”科学报告，第8卷，物品编号：4197（2018）DOI：10.1038 / S41598-018-22576-3