Глава 11. ПРОИСХОЖДЕНИЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ (1119273), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Так, еслипринять, что по береговой линии длиной около 1000 км шельф континентальной окраинысо слоем осадков толщиной до 15–17 км перекрывается фронтальным карнизом островнойдуги на ширину до 100–120 км, как это, например, произошло в Персидском заливе принадвигании Загросской островной дуги на край Аравийской платформы, то оказывается,что в этом случае из зон поддвига плит в сторону краевого прогиба могло бы мигрироватьнесколько сотен миллиардов тонн углеводородов.
С этим, по-видимому, связано то, что вомногих крупнейших и уникальных нефтегазовых бассейнах мира (например, вПерсидском заливе, Венесуэле, Атабаске Западной Канады и в других регионах)плотность запасов нефти и газа намного превышает нефтематеринские потенциалы толщ,в которых сформировались месторождения горючих полезных ископаемых. Реальныемасштабы миграции углеводородов, однако, оказываются более скромными, чем этоследует из расчетов.
Это связано с тем, что часть нефти и газа сохраняется вподнадвиговых зонах, часто образуя там крупные скопления. Примером могут служитьобнаруженные в конце 70-х годов ХХ в. богатейшие месторождения нефти и газа поднадвигами Скалистых гор и Аппалачей, под офиолитовым покровом на Кубе, вШвейцарских Альпах, Новой Зеландии и в некоторых других районах мира.341В этом отношении показательна история открытия новых нефтяных и газовыхместорождений на Кубе и США. Кубинские и советские геологи (А.Л.
Книппер),искавшие нефть на этом острове, были знакомы с идеями тектоники литосферных плит.Поэтому они еще в середине 70-х годов смело пробурили сложенный серпентинитамиофиолитовый покров и вскрыли под ним крупное месторождение нефти,сформировавшееся в меловых осадках поднадвиговой зоны Кубы.Другим примером успешного использования тектоники литосферных плит можетслужить история выявления и ввода в эксплуатацию новых нефтегазоносных бассейнов вподнадвиговых зонах Скалистых гор и Аппалачей США. До 70-х годов эти районы традиционно относились геологами к малоперспективным или даже неперспективным. Послепоявления новой теории геологи США пересмотрели свое прежнее отношение кподнадвиговым зонам горных поясов, отмечающим собой фронтальные участки бывшихзон поддвига плит.
Это позволило быстро развернуть поисковые работы в поднадвиговыхзонах Кордильер, пояса Уачито и Аппалачей. В результате уже в 1975 г. в Скалистыхгорах США под структурами надвигов было открыто первое месторождение такого типа –Пайнвью – с запасами извлекаемой нефти до 18,3 млн т. По оценкам американскихгеологов, начальные извлекаемые запасы нефти и газа во вновь выявленных месторождениях одного только пояса надвигов Кордильер составляли на начало 1981 г. 2,1 млрд тнефти и 2,8 трлн м3 газа, что лишь в два раза меньше, чем текущие (оставшиеся)доказанные запасы нефти и газа в целом по стране.
В последние годы были открытыновые нефтяные и газовые месторождения в Уачитском и Аппалачском поясах надвигов.Другим примером использования новых идей тектоники литосферных плит в нефтянойгеологии является открытие крупного нефтяного месторождения “Белый Тигр”,залегающего в … гранитах кристаллического фундамента Вьетнамского шельфа.Месторождение это сформировалось над зоной поддвига литосферных плит мезозойскоговозраста благодаря насыщению трещиноватых пород кристаллического фундаментаподнимающимися из зоны субдукции углеводородами (Арешев, Гаврилов и др., 1996).В России столь же перспективными должны быть Восточно-Сибирский краевойпрогиб (вдоль среднего и нижнего течения Лены) и поднадвиговые зоны ВерхояноКолымского складчатого пояса.
Действительно, в этой окраинно-континентальной зоне ина пассивной окраине Палеосибирского океана, начиная с девона и до юрского возраста,накапливались мощные толщи осадков, попавшие в конце мезозоя в условия сжатия засчет надвигания Колымского массива на восточный край Восточно-Сибирскойплатформы. В этом отношении по запасам углеводородов Восточно-Сибирская провинциядолжна быть даже более перспективной, чем Предуральский прогиб Русской платформы.Значительные концентрации нефти и газа обычно возникают не только вкрупнейших нефтегазоносных провинциях мира, тяготеющих к древним и молодым зонамподдвига плит, но и в погребенных под мощными толщами осадков континентальныхрифтовых структурах или авлакогенах.
В рельефе коренных пород (под осадками)рифтовые структуры, как правило, представляют собой вытянутые на многие сотникилометров линейные впадины – грабены часто с крутыми ступенеобразными бортамисбросового происхождения. Ширина этих впадин обычно не превышает нескольких десятков километров. Типичными примерами молодых, еще не заполненных осадкамирифтовых впадин являются оз.
Байкал в Сибири и система рифтовых разломов ВосточнойАфрики, а примерами уже заполненных осадками рифтовых зон – авлакогенов, скоторыми к тому же связаны широкие проявления нефтегазоносности, могут служитьграбены Северного моря, Днепровско-Донецкая впадина, грабен Бенуэ в Африке и многиедругие аналогичные структуры. Возникают авлакогены при расколах континентов, нотолько в тех случаях, когда раздвижение континентальных блоков было сравнительнонебольшим и не сопровождалось образованием океанов. Такие структуры можно342сравнивать с бороздами и шрамами в земной коре, оставшимися после “неудачныхпопыток” образования океанов.Приуроченность многих нефтегазоносных бассейнов к древним континентальнымрифтогенным структурам и авлакогенам объясняется сравнительно быстрым прогибаниемих центральных участков – рифтовых долин.
Такое прогибание обычно сопровождаетсянакоплением в них мощных толщ континентальных или морских осадков. Природапогружений континентальных рифтовых зон та же, что и опусканий океанского дна, –благодаря образованию под рифтовыми долинами свежих участков литосферы за счетохлаждения и полной кристаллизации горячего мантийного (астеносферного) вещества,поднявшегося перед этим в зазор между раздвинувшимися континентальными плитами.
Всвязи с этим остается прежним и закон прогибания: глубина рифтовых впадин современем увеличивается пропорционально квадратному корню из возраста ее образования.Процесс генерации углеводородов при этом развивается в самих осадочныхтолщах, накопившихся в рифтовых зонах, за счет термолиза содержащихся в нихорганических веществ. Миграция углеводородов в таких структурах, как и на пассивныхокраинах континентов, происходит, прежде всего, благодаря отжиму поровых исвязанных вод при уплотнении и разогреве осадков в центральных и наиболеепогруженных частях авлакогенов.
Освобождающиеся таким образом воды вместе с углеводородами обычно перемещаются вдоль напластований осадочных пород от осейпогребенных рифтовых зон к их флангам. Таким механизмом миграции хорошообъясняется частая приуроченность нефтяных и газовых месторождений к флангам ипериферийным участкам древних рифтовых зон.Наконец, в тех случаях, когда континентальная рифтовая зона после ее заполненияосадками оказывается сжатой, все процессы отжима поровых и связанных вод и миграцииуглеводородов возрастают с особой силой.
Однако и в этом случае таких уникальныхбассейнов, как в Персидском заливе, Венесуэле или Атабаске, здесь не возникает,поскольку вся нефть авлакогенов автохтонна, т.е. образуется в самой толще, заполняющейрифтовую впадину, без дополнительного притока со стороны. Поэтому во всех бассейнахрифтового происхождения, как и на пассивных окраинах континентов, плотность запасовнефти и газа никогда не превышает (и обычно значительно ниже) нефтематеринскогопотенциала заполняющих эти бассейны осадков.Тектоника литосферных плит позволила также предсказать, а затем и обнаружитьновый источник углеводородов на Земле – абиогенный механизм генерации метана иводорода на океаническом дне.
Так, в работе (Сорохтин, Ушаков, 1991) было показано,что гидратация пород океанической коры водами океана, содержащими растворенныйуглекислый газ, приводит к генерации абиогенного метана и водорода. Основная массаметана образуется при серпентинизации железосодержащих ультраосновных пород засчет окисления двухвалентного железа до его трехвалентного состояния и восстановленияуглекислого газа до метана, а водород освобождается благодаря диссоциации морскойводы на двухвалентном железе. Такие реакции являются экзотермическими и притемпературах около 400 °С проходят с выделением заметной энергии (Дмитриев и др.,2000; Сорохтин, Леин, Баланюк, 2001):4Fe2SiO4+12Mg2SiO4+18H2O+CO2→→4Mg6[Si4O10](OH)8+4Fe2O3+CH4+144,6 ккал/моль, (11.20)(11.21)Fe2SiO4 + 3Mg2SiO4 + 5H2O →Mg6[Si4O10](OH)8 + Fe2O3 + H2 + 21,06 ккал/моль,2FeSiO3+6MgSiO3+5H2O→Mg6[Si4O10](OH)8+Fe2O3+4SiO2+H2+около 21 ккал/моль.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
