Глава 11. ПРОИСХОЖДЕНИЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ (1119273), страница 10
Текст из файла (страница 10)
11.16. Генерация углеводородов в зонах поддвига океанических плит пол островные дуги и активныеокраины континента: 1 – пути миграции углеводородов из зоны поддвига плит в структуры надвигаемойплиты; 2 – образовавшиеся залежи углеводородовПредположение смелое, но его еще надо проверить. Поэтому и были выполненыпростые, но весьма показательные расчеты. Поскольку длина всех современных зонподдвига плит достигает 40 тыс. км, средняя толщина слоя океанских осадков приблизительно равна 500 м, а средняя скорость поддвига плит 7 см/год, то оказывается, что внастоящее время под все островные дуги и активные окраины континентов ежегоднозатягивается около 3 млрд т осадков. В океанских осадках обычно содержится около 0,5%органических веществ, из которых в углеводороды может перейти только 30%.
Тогда,очевидно, ежегодно в зонах поддвига плит может генерироваться около 5 млн т углеводородов (Сорохтин, Ушаков, Федынский, 1974). Сама по себе эта цифра не кажетсябольшой, но за время развития на Земле высокоорганизованной жизни, т.е. в фанерозое, запоследние 600–500 млн лет таким путем могло образоваться около (2,5–3)·1015 т нефти и338газа, или в 1000 раз больше, чем масса общих запасов этих горючих ископаемых,выявленных на Земле к началу 70-х годов!Однако наибольшие скопления нефти и газа возникают в предгорных прогибах,образующихся в тех случаях, когда островные дуги и окраины андийского типа надвигаются на пассивные окраины континентов Атлантического типа с их мощнымиосадочными толщами, накопившимися на этих окраинах за время существования океана(рис.
11.17). В геологической истории Земли такие события происходили довольно часто.Таким путем образовались Аппалачи, Урал, Северо-Американские Кордильеры, большаячасть Альпийско-Гималайского подвижного пояса и многие другие горные цепи мира. ВАппалачах и на Урале процесс столкновения островных дуг с древнимиконтинентальными окраинами полностью закончился соответственно еще 350 и 250 млнлет назад; в Скалистых горах такое столкновение произошло около 100 млн лет назад; вПерсидском заливе – около 20 млн лет назад, хотя процесс надвигания Загросской дуги насеверо-восточный борт Аравийской платформы продолжается и в наше время, о чемсвидетельствуют многочисленные землетрясения этого района и деформации самыхмолодых осадков. В Тиморском море можно наблюдать начальную фазу столкновенияостровной дуги Малых Зондских островов с северной окраиной Австралийского материка.Рис.
11.17. Схематический разрез зоны надвига островной дуги на пассивную окраину континентальнойплатформы: а – докембрийский фундамент континентальной платформы; б – фундамент островной дуги; в –породы океанической коры; г – осадочно-вулканогенная толща островной дуги; д – смятые осадкипредгорного прогиба; 1–3 – осадочные горизонты разного возраста; стрелками показаны пути миграцииуглеводородов из зоны поддвига плитКак видно, результат проведенного расчета получился впечатляющим: предполагаемый механизм действительно оказался исключительно мощным. Даже если егокоэффициент полезного действия очень низок, то и тогда им можно было бы объяснитьпроисхождение большинства из крупнейших нефтегазоносных провинций Земли. В связис этим представлялось заманчивым сопоставить распределение нефтегазоносныхбассейнов мира с расположением современных и, главное, древних зон поддвига плит.Когда же такое сопоставление было проведено, то оказалось, что по крайней мере 80%всех мировых запасов нефти и газа действительно тяготеет к существовавшим в прошлыегеологические эпохи зонам поддвига плит (рис.
11.18). Сюда относятся и уникальныебассейны Персидского залива, Венесуэлы, Среднего Запада США, Канады, Аляски,Индонезии и классические месторождения Аппалачей, Предуральского прогиба, Кавказа,Карпат и многих других регионов мира, в том числе и прогнозных провинций, например,в восточном краевом прогибе Восточно-Сибирской платформы и в поднадвиговых зонахВерхояно-Колымской складчатой зоны.Изображенные на рис. 11.18 нефтегазоносные бассейны, тяготеющие к древним имолодым зонам поддвига плит свидетельствуют в пользу описанного механизмагенерации углеводородов.
Но одного такого совпадения мало. Требовалось еще доказать,что океанские осадки действительно затягиваются в зоны поддвига плит, так как в начале70-х годов это предположение вовсе не казалось очевидным. О решении этой задачи было339сказано выше (см. раздел 7.3), при этом подчеркивалось, что факт затягивания осадков взоны поддвига плит первоначально был обоснован теоретически и только затем доказанбурением. Кроме того, необходимо было еще выяснить механизмы и режимы образованиятех заполненных осадками краевых или предгорных прогибов, в которых обычно иконцентрируются главные массы углеводородов, мигрирующих из-под соседствующих сними зон поддвига плит.Рис.
11.18. Карта-схема размещения основных нефтегазоносных регионов земного шара по В.П. Гаврилову(1986): 1, 2, 3 – зоны поддвига плит соответственно палеозойского, мезозойского и кайнозойского возрастов;4 – некоторые внутриконтинентальные рифты; 5 – окраинно-континентальные рифты; 6 – нефтегазоносныерегионы; 7 – крупные месторождения нефти и газа; 8 – месторождения битумов и тяжелой нефти; 9 –внутриплатформенные нефтегазоносные впадины; 10 – то же, но предположительныеВ осадках, накапливающихся на континентальных окраинах, всегда содержитсяорганическое вещество.
Иногда (как, например, в дельтах крупнейших рек) его концентрация достигает нескольких процентов, хотя обычно содержание органическихвеществ в таких осадках не превышает 1%. По мере опускания континентальной окраиныи постепенного ее засыпания осадками нижние слои осадочной толщи уплотняются ипрогреваются идущим снизу тепловым потоком.
В результате осадки литифицируются(преобразуются в осадочные породы), а содержащееся в них органическое веществоподвергается термолизу и постепенно превращается в углеводороды. Этот процессхорошо изучен и количественно рассчитан. Особенно большой вклад в изучениепреобразования органического вещества в углеводороды внесли И.М. Губкин, И.О.
Брод иН.Б. Вассоевич, фактически создавшие осадочно-миграционную теорию образованиянефти и газа.Используя эту теорию и основные положения тектоники литосферных плит,удалось количественно рассчитать условия нефтегазогенерации в осадочных толщах,накапливающихся на пассивных окраинах континентов, и показать, что “созревание”нефти и газа в них происходит уже через 20–30 млн лет после образования самойконтинентальной окраины (Ушаков, 1979). В дальнейшем область генерацииуглеводородов существенно расширяется.340На пассивных окраинах континентов миграция нефти в толще осадков происходиттолько под влиянием уплотнения нижележащих осадков, их прогрева и дегидратации иразвивается вяло. Поэтому основная масса углеводородов здесь еще находится в рассеянном состоянии, а крупные месторождения нефти и газа встречаются редко, тогда какгигантских и тем более уникальных скоплений горючих ископаемых и вовсе нет.
Дляболее полной мобилизации нефти и газа, рассеянных в этих толщах, необходимо приложить к ним мощнейшие тектонические воздействия, способные “выжать” или “вымыть”из таких толщ бóльшую часть содержащихся в них углеводородов. Такие воздействияобычно происходят на втором этапе развития краевых прогибов – при закрытии древнихокеанов и надвигании островных дуг на бывшие окраины континентов. Природапроцессов раскрытия и закрытия океанов рассматривалась выше (см.
гл. 7), поэтому здесьостановимся только на тех геологических процессах, которые приводят к формированию впредгорных прогибах месторождений нефти и газа.Как только островная дуга вплотную приближается к континентальному склону,происходят два события. Во-первых, с этого момента времени под тяжестью надвигаемойостровной дуги резко ускоряется прогибание самой континентальной окраины,сопровождаемое увеличением скорости осадконакопления в формирующемся краевомпрогибе. Во-вторых, из осадков, ранее накопившихся в полосе континентального шельфаи попавших теперь под островную дугу, в это время начинают выжиматься поровые водыи способные к миграции углеводороды.
Этот процесс активизируется и поступлением изболее глубоких участков зоны поддвига плит термальных вод, освобождающихся придегидратации попавших туда осадков и пород океанской коры. Все эти горячие флюидыперемещаются вдоль напластований осадочных пород из-под островной дуги в областьнаименьших давлений, т.е. в сторону континентальных платформ. Одновременно с этимосадки, расположенные перед фронтом надвигаемой дуги, сминаются в складки, образуясистему ловушек для нефти и газа, в которых они постепенно скапливаются.С возникновением молодого горного пояса заканчивается и формированиепредгорных (краевых) прогибов с образованием в их осадочных толщах нефтегазоносныхбассейнов. При этом накапливающиеся в таких прогибах нефть и газ поступают туда издвух источников. Во-первых, эти полезные ископаемые концентрируются за счетмобилизации местной рассеянной микронефти, возникшей в самих материнских толщах,заполняющих прогибы, а во-вторых, благодаря миграции углеводородов из той части осадочных пород, которые к моменту формирования прогиба оказались затянутыми под телоостровной дуги, надвинутой на континентальную окраину.Мощность второго источника углеводородов исключительно высока.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
