永恆火焰瀑布

图说地球||永恒火焰瀑布

永恒火焰瀑布火苗特写(Wikipedia,2009)

永恒火焰瀑布

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瀑布所在位置示意图

(Google Maps,2020)

永恒火焰瀑布(Eternal Flame Falls)位于美国纽约州西部栗树岭公园(Chestnut Ridge Park)的页岩溪保护区内(Shale Creek Preserve),位置坐标为(42° 42′ 6.35″ N, 78° 45′ 6.15″ W)。瀑布底部的一个小石窟内有页岩气渗流出,将其点燃即可产生常年不灭的小火焰,这种独特的景色,堪称现代版的“水与火之歌”,因此吸引大批游客前来打卡。

页岩气是指主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中, 以吸附或游离状态为主要存在方式的连续型天然气聚集。其主要成藏方式为:有机质生气或油裂解成气,天然气先在有机质孔内表面饱和吸附;之后解吸扩散至基质孔中,以吸附、游离状态原位饱和聚集;过饱和气初次运移至上覆无机质页岩孔中;气再饱和后,二次运移形成气藏。

因页岩中普遍石英含量较高,岩石脆性较强,故在复杂地应力作用下容易发育天然裂缝,当天然裂缝与外界沟通良好时,气体易在压差作用下向外界渗流。据研究显示,永恒火焰瀑布火苗处每天渗流出约1kg以上源自上泥盆纪(Upper Devonian)的莱茵街页岩(Rhinestreet Shale)的甲烷和乙烷等可燃气体。另外,世界上第一口商业页岩气井于1821年由William Hart在纽约州Fredonia地区泥盆系页岩中钻成,深度为27英尺,对后世影响深远。

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页岩原始沉积环境(a)-(d)海相沉积,(e)-(h)陆相沉积(Arthur MA等,1994)

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页岩气原位“滞留成藏”机理

(邹才能等,2010)

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莱茵街组页岩中发育的天然裂缝

(David等,2004)

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钻采黑色页岩岩芯浸水后从微裂隙不断向外释放天然气

(姜福杰等,2012)

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栗树岭公园永恒火焰附近从北到南的地层剖面

(Osborn and McIntosh, 2010)

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溪水较少时的瀑布与火苗

(Kim Carpenter,2014)

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游客与雨水充沛时的瀑布合影

(tripadvisor.com)

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参考文献

[1]https://en.wikipedia.org/wiki/Eternal_Flame_Falls.

[2]Arthur MA, Sageman BB. Marine black shales: depositional mechanisms and environments of ancient deposits[J]. Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 1994, 22(1): 499-551.

[3]https://www.atlasobscura.com/places/eternal-flame-falls-2.

[4]Etiope, Giuseppe, Agnieszka Drobniak, and Arndt Schimmelmann. "Natural seepage of shale gas and the origin of “eternal flames” in the Northern Appalachian Basin, USA." Marine and petroleum geology 43 (2013): 178-186.

[5]邹才能,董大忠,王社教等. 中国页岩气形成机理、地质特征及资源潜力[J]. 石油勘探与开发, 2010(06):6-18.

[6]David, G., Tracy E. Lombardi, and John P. Martin. "Fractured shale gas potential in New York." Northeastern Geology and Environmental Sciences 26.1/2 (2004): 57-78.

[7]姜福杰, et al. "世界页岩气研究概况及中国页岩气资源潜力分析." 地学前缘 19.2 (2012): 198-211.

美编:卢阳阳

校对:李玉钤


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