成長障害

成長断層は、大陸プレートの縁辺部で発生し発達する堆積同期断層または堆積同期伸張断層である。 ^{[1]これらは、堆積}物の供給量が多い受動的縁辺部と平行に伸びている。^[2]断層面は主に盆地に向かって傾斜しており、長期にわたって継続的に変位している。図 1 は、上向きに凹んだ断層面を持つ成長断層を示しており、上向きの角度が高く、基部がデコルマン領域に向かって平坦になっている。この角度は、上向き領域ではほぼ垂直から下向き領域ではほぼ水平まで継続的に変化している。

堆積層は断層を挟んで形状や厚さが異なります。断層面の陸側にある下盤には、盆地に向かって緩やかに傾斜する乱されていない堆積層があり、断層面の盆地側にある上盤には、断層に近いところでは陸側に、断層から離れて盆地側に傾斜する褶曲および断層のある堆積層があります。[ ^3]これらの層は、低密度の蒸発岩または過圧シェール層の上にあり、高圧から低圧ゾーンへと容易に流れます。^[3] 1990 年代以降のほとんどの研究は、成長断層の駆動力、運動学、付随する構造に集中しています。これは、断層が石油の 構造的トラップを形成するため、化石燃料の探査に役立つためです。

成長断層の成熟は、滑り速度が年間0.2〜1.2ミリメートルの範囲で、数百万年を要する長期的なプロセスです。 ^{[4] [5]}これは、堆積シーケンスが厚い蒸発岩層の上に互いの上に堆積したときに始まります（図2）。^[6]成長断層は、蒸発岩層が上にあるシーケンスを支えることができなくなったときに始まります。より厚く密度の高い部分は、薄い部分よりも蒸発岩層に多くの圧力をかけます。^[6]その結果、蒸発岩層内で高圧領域から低圧領域に向かって流れが始まり、薄い部分の下に成長尾根が形成されます。また、より厚く密度の高い層が形成される領域では、これらの尾根の間に沈下帯が見られます（図2）。

その結果、受動的境界は大陸棚全体で不均等な沈下を経験する。^[7]新たに形成された収容空間と新たに堆積した堆積層の厚さは、沈下帯の上では成長尾根の上よりも厚くなる。新たに追加された層は、上壁よりも下壁内で厚くなる^[7] (図 2)。これらの変化により、堆積層が追加されるにつれて、棚全体の差動荷重強度 (堆積物荷重の不均等な分布) が時間とともに増加する (図 2)。したがって、沈下帯の下の蒸発岩層にかかる圧力の増加率は、成長尾根の同じ蒸発岩層にかかる圧力の増加率よりもはるかに大きい。したがって、差動荷重が強くなるにつれて、蒸発岩層内の流量は次第に増加している (図 2)。沈下帯シーケンスが蒸発岩層のベースに溶接されると、成長尾根は塩ダイアピルで終わる。^[1]

断層が上向きに成長すると、上部で新しく形成された堆積層を切り裂く。そのため、断層面に沿った全体的な変位は同じではない。^[5]さらに、最下層の変位は最上層よりも大きく、中間層の変位はその中間にある（図2）。^[1]断層面がデコルマン状に平坦化するため、下方に沈下したブロックは盆地方向に移動し、沈下したブロックの変位した堆積層は断層面の近くまで曲がり、ロールオーバー背斜、合成断層、対位断層を形成する。^[7]図3は、スヴァールバル諸島地域の東西地震線で、断層面周辺の下盤、上盤、堆積層の形状を示している。^[8]

成長断層には2つのブロックがある。上向きのブロック（下盤）は断層面の陸側にあり、下向きのブロック（上盤）は断層面の盆地側にある。変形のほとんどは上盤側で起こる。下向きのブロックは上向きのブロックに対して下向きかつ盆地側にずれる。これは、上にある堆積物の荷重差と最下層の低密度層の高い可動性によって起こる。^[7]

その結果、堆積層が崩壊し、主断層と同じ方向または反対方向に傾斜する合成および反対方向の傾斜断層、または断層面に近いロールオーバー背斜を形成する屈曲断層が形成される。 ^[7]これらの構造は通常同時に形成され、沈下したブロックの盆地方向の移動によって仮想的に形成された隙間を堆積物が埋める結果として生成されると考えられている。^[9]

成長断層の主な原動力は、堆積物の偏荷重と、リフト形成過程中またはその直後に形成される低密度層（蒸発岩または過剰圧力を受けた頁岩）である。 ^[10]成長断層は主に、地殻変動の力がほとんどまたは全く影響しない受動的縁辺堆積性くさび状層内に位置する。これらの受動的縁辺には毎年何百万トンもの堆積物が流入し、それらは基底レベルより下、水流速度がもはや粒子の重量を支えていない領域より上の大陸棚に集中している。[ ^11]このゾーンは堆積中心（略してデポセンター）と呼ばれ、堆積物の負荷が高い。

蒸発岩および/または高圧頁岩層は、その高い流動性と低粘性特性のために流動する能力を有する。リフトゾーンは部分的に制限されており、リフト期間中は外洋へのアクセスが制限される。それらは海面変動と気候変動の影響を受ける。^{[12]蒸発岩の厚い層は、継続的な水の}蒸発とリフト盆地の充填 によって形成される。

リフト・ドリフト段階で堆積した頁岩層は、多孔性が高く、透水性が低い。このため、大量の流体が閉じ込められ、圧力を受けると頁岩層全体が粘性、低密度、高可動性の層に変化する。圧力がかかった頁岩層は、蒸発岩層と同じように成長断層を引き起こし、開始する。^[6]

地震は、成長断層面に沿った力の解放によって発生します。^[12]堆積中心の正確な位置は、海面上昇と相対的な海面 も絶えず変化しているため、絶えず変化しています。その結果、堆積物の負荷が盆地側と陸地側に移動するにつれて、さまざまな成長断層が形成されます。^[10]

成長断層は、地層学、構造地質学、石油産業にとって大きな意味を持っています。成長断層は、相対的および海面上昇と、新しい堆積物のために残された収容スペースを説明します。^[1]同様に、成長断層は沿岸および大陸棚地域の沈下に直接関係しています。^{[3] [7]さらに、成長断層は、これらの断層を横切る}堆積層の横方向の厚さの変化を説明します。^{[1]沈下したブロックの上昇領域は、}合成断層と反対向きの断層、およびロールオーバー背斜があるため、石油とガスの探査の主なターゲットです。これらは、石油とガスの流出を防ぐ構造的なトラップであると考えられています。 ^[1]

断層面に沿って発生する砂層と頁岩層のずれにより、砂層と頁岩層が互いに接触する。これにより、石油と天然ガスの横方向の移動が阻止され、垂直方向の移動が促進される。^{[1] [9]}浅い深さでは、成長断層とそれに伴う合成断層および反対断層は、異なる地下水貯留層の間を地下水が流れて混ざる垂直経路であると考えられている。 ^[9]より深い領域では、これらの導管は地質学者が最終目的地までの石油の移動を追跡するのに役立ちます。^[1]石油とガスの探査は通常、下向きのブロック内のこれらの断層のすぐ近くに集中しています。これは、これらが石油とガスの流出を防ぐ構造的なトラップであると考えられているためです。

成長断層とそれに伴う構造は地下流体の水平方向と垂直方向の両方の移動を制御するため、現在および将来の研究のほとんどは、これらの構造の形状と運動を理解するために 3 次元モデルの構築に重点を置いています。これにより、貯留層の混合による地下水汚染の謎が解明され、石油とガスの移動経路が追跡されます。