К ПРОБЛЕМЕ ЭНДОГЕННОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ НЕФТИ И ГАЗА. Эндогенное происхождение нефти


К ПРОБЛЕМЕ ЭНДОГЕННОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ НЕФТИ И ГАЗА

  • Home
  • Documents
  • К ПРОБЛЕМЕ ЭНДОГЕННОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ НЕФТИ И ГАЗА
  • Published on29-Mar-2017

  • View212

  • Download0

Transcript

  • 168 УДК 553.061.3 Ю.В. Индукаев К ПРОБЛЕМЕ ЭНДОГЕННОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ НЕФТИ И ГАЗА На основе современного теоретического, экспериментального и полевого материала рассматривается неорганическая концеп- ция происхождения нефти. Образно говоря, нефть считают «кровью цивилиза- ции». Ее добыча год от года растет, а запасы, по утвер- ждению экспертов, уменьшаются. Международная ассо- циация по изучению конъюнктуры нефтяного спроса (ASPO) провела расчеты, согласно которым через 10 лет в мире начнется планетарный кризис из-за того, что по- требность в нефти наконец превысит ее добычу [1. С. 10]. Консультант правительства США и крупных нефтяных корпораций доктор Кэмпбелл считает [1. С. 10], что эко- номическое процветание в двадцатом веке было связано прежде всего с добычей дешевой легкодобываемой неф- ти. Он утверждает, что суммарные запасы нефти на пла- нете составляют 1 800 гигабаррелей, из которых человек на 2004 г. добыл 822 гигабарреля. При этом необходимо учитывать, что человечество потребляет в год 22 гигабар- реля, а разведывает всего 6 гигабаррелей. Данный эксперт считает, что пик добычи пал на 2005 г., после чего исто- щение мировых запасов нефти будет составлять пример- но 2% в год. Другой эксперт, М.К. Хубберт [1. С. 10], является специалистом по оценке нефтересурсов, их разведки и истощения. Он еще в 1949 г. дал свои прогнозы, которые сейчас сбываются. В частности, еще в 1956 г. М.К. Хуб- берт сформулировал правило, называемое сейчас «Зако- ном Хубберта». Оно гласит: «Нефть используется как источник энергии до тех пор, пока добывать ее дешевле, чем получать ее с помощью электроэнергии. После это- го добыча нефти прекратится независимо от того, какова будет ее денежно-кредитная цена». М.К. Хубберт считает, что за период с 1965 г. по 2023 г. человечество использует 80% мировых запасов нефти. Это и есть период наивысшего пика человече- ской цивилизации (по Хубберту). Профессор Айвенго, консультант правительства США и крупных нефтяных компаний по оценке нефтя- ных запасов основных бассейнов, ситуацию оценивает по-иному [1. С. 10]. Он утверждает, что «критической датой будет та, когда глобальный спрос превысит ми- ровую добычу». Это произойдет в период между 2000– 2010 гг. После этого темпы добычи начнут снижаться. Подобное событие произойдет в пределах жизни боль- шинства людей, живущих сейчас на Земле. Перечисленные прогнозы, сделанные наиболее ав- торитетными в мире специалистами, хотя и по-раз- ному, но в целом однозначно, утверждают о исчерпае- мости известных запасов нефти на нашей планете. В связи с этим актуальнейшей задачей является разра- ботка новых подходов и поисковых критериев к изуче- нию территорий, перспективных на углеводородное сырье. Важную роль в этом направлении играют под- ходы геологов к проблеме генезиса нефти и газа. Без- условно, сложность в решении данной проблемы опре- деляется тем, что нефть встречается только во вторич- ном залегании. Подобное ее нахождение показывает, что она всегда встречается на значительном расстоянии от первичных источников возникновения. Известно, что в настоящее время общепринятой точкой зрения является органическая концепция про- исхождения нефти. В этом случае предполагается су- ществование определенных литологических толщ, бо- гатых органическим веществом, преобразование кото- рого дает начало нефтеобразующим углеводородам. Однако анализ фактического материала по геологиче- ским разрезам нефтегазоносных районов различных стран мира не позволяет согласиться с этим утвержде- нием. В частности, этому противоречит и тот факт, что нефтевмещающими являются комплексы пород разных формаций (песчанистые, глинистые, карбонатные и другие) либо без органического вещества, либо с не- значительным количеством его присутствия. В связи с этим, любая попытка ограничить генезис и локализацию нефти с распространением пород какой-либо формации не подтверждается фактическим материалом. Это стано- вится очевидным при рассмотрении нефтегазоносности нижних или базальных свит осадочного чехла платформ. В данном случае имеются в виду свиты, залегающие непосредственно на докембрийском кристаллическом фундаменте или немного выше поверхности докембрия. В подавляющем большинстве случаев нефть и газ здесь не могли поступать в эти свиты сверху. Следовательно, источник углеводородов должен был находиться либо в самих базальных свитах, либо еще глубже – в докем- брийском фундаменте и ниже. При этом очень важным фактом является то, что са- ми нефтеносные базальные свиты, как например кем- брийские отложения в основании свиты Арбукль в Се- верной Америке, часто оказываются песчаными толща- ми, очень бедными биогенным органическим веществом [2. С. 104–125]. В некоторых случаях они его не содер- жали вообще. Иногда нефтеносными являются аркозо- вые гравийники и дресва, образовавшиеся за счет пере- мыва гранитов и гнейсов докембрия. В некоторых рай- онах, например в штате Канзас [2. С. 104–125], промыш- ленно нефтеносными оказываются даже разрушенные трещиноватые породы верхней части докембрийского кристаллического фундамента. Приведенные примеры показывают, что утверждать о карбонатных, глинистых, песчанистых и о каких-либо других нефтематеринских свитах не представляется возможным. При решении проблемы генезиса нефти необходимо учитывать и другие факторы и огромный фактический материал по месторождениям разных стран мира [2. C. 104–125; 3. С. 792–795; 4. C. 44–49; 5. C. 33–42; 6. C. 32–37; 7. C. 51–55]. В частности, изучение тектони- ческих закономерностей размещений нефти и газа в платформенных и складчатых системах показывает, что геодинамика внутренних (глубинных) частей Земли обусловливает изначальный источник углеводородов, а
  • 169 тектонические и геохимические процессы земной коры способствуют их преобразованию в нефтеобразующие с последующим перераспределением и концентрацией в конкретных структурах чехла. Именно тектонические деформации и геохимические процессы земной коры, а не распространение по вертикали и по площади осадоч- ных толщ, богатых органическим веществом, контроли- руют размещение нефтеносных провинций, районов, месторождений. При этом диапазон распространения нефти в этих регионах в вертикальном разрезе прежде всего определяется горизонтами пород благоприятной пористости, вплоть до основания неметаморфизованно- го осадочного чехла. В том случае, когда породы склад- чатого фундамента достаточно раздроблены, они могут служить коллекторами и здесь могут концентрироваться промышленные скопления нефти. Примером являются трещиноватые граниты зоны Амарильо в северо- западном Техасе, а также месторождения Эдисон и дру- гие в Калифорнии. Анализ нефтеносных провинций Се- веро-Американской платформы (Мид-Континента, Ап- палачи и так называемого пермского бассейна Западного Техаса) показывает, что нефть в большом количестве извлекалась из свит силура и кембрия нижней части осадочного чехла. Значительные запасы нефти были известны в базальных породах кембрия штата Уайомин- га [2. C. 104–125]. Таким образом, приведенные примеры и многие другие данные (Скалистые горы, Восточная Канада, Египет, Волго-Уральская область и т.д.) показывают, что нефте- и газопроявления широко известны в ниж- них свитах осадочного чехла и в породах фундамента [2. C. 104–125; 4. C. 44–49; 6. C. 32–37]. При этом сле- дует отметить, что во многих нефтеносных провинциях нефтепроявления отмечаются в значительном верти- кальном диапазоне. Они охватывают не только свиты чехла, нижние базальные свиты, докембрийские грани- ты фундамента, прослеживаясь на некоторую глубину. Примером являются месторождения Египта, приуро- ченные к обоим бортам грабена Суэцкого залива и Красного моря. Здесь нефтеносны, главным образом, нижние базальные свиты, залегающие на докембрии и сложенные песчаниками (карбон, мел) или рифовыми известняками (палеоген). В месторождениях Хургада, Гемзах, Джебель Цейт нефтеносны не только аркозы, перекрывающие кристаллический фундамент, но и ни- жележащие граниты докембрия, в которых нефтепро- явления прослеживаются на некоторую глубину. Здесь нет никаких свит, богатых органическим веществом. Такая же ситуация вырисовывается в нефтеносных грабенах оз. Альберта и оз. Тантганьика на продолже- нии этой зоны разломов [2. С. 104–125]. На Русской платформе нефть уже давно добывают из метаморфических пород фундамента на Тимане [8. C. 24–29]. Здесь газообразные углеводороды поступают с таких глубин (сотни метров от поверхности фунда- мента), на которых вряд ли они могли быть транспор- тированы с водой путем латеральной миграции. Жид- кая нефть в трещиноватых докембрийских породах обнаружена в скважинах Татарии. По пунктам нахож- дения нефти в нижних свитах осадочного чехла Рус- ской платформы (средний девон – Саратовское Повол- жье, Самарская Лука, Западная Башкирия, Татария, Тиман) и в метаморфизованных породах фундамента (Тиман, Поволжье) можно установить общие контуры Волго-Уральской нефтеносной провинции. Между тем ни эти свиты осадочного чехла, ни породы фундамента по своей литологии не могут рассматриваться как «нефтематеринские» свиты [2. C. 104–125]. Таким образом, на примере хорошо изученных неф- тегазоносных провинций (Аппалачской совместно с Восточной Канадской, Мид-Континента, Скалистых Гор, Волго-Уральской области, Египта и др.) можно проследить нефть и газ в породах фундамента, в ба- зальных свитах и верхних толщах осадочного чехла платформ. При этом выясняется, что контуры нефтега- зоносных провинций обусловлены крупными деформа- циями, а не распространением отдельных свит. Оче- видно, что литология вышележащих (от уровня фунда- мента) свит осадочного чехла не имеет никакого отно- шения к генезису нефти и газа. Они, благодаря различ- ной пористости и наличию благоприятных тектониче- ских структур и действия других факторов, только ло- кализуют частные скопления углеводородов, посту- пающих с глубинных частей Земли. К тому же, например, базальные свиты (песчаники кембрия и толща силура медайна или светлые извест- няки и доломиты ордовика в Аппалачах, или кремни- стые доломиты кембрия–ордовика Мид-Континента, Канзаса, Оклахомы; песчаники и песчано-глинистые породы среднего девона Волго-Уральской области и т.д.) обычно настолько бедны органическим веществом и формировались в такой геохимической обстановке, что их нельзя считать нефтематеринскими свитами. Учитывая это, в свое время П.Н. Кропоткин [2. C. 104– 125] сделал вывод, что в пределах Северо-Амери- канской платформы и в других частях мира размеще- ние месторождений нефти и газа обусловлено подъе- мом углеводородов с глубины из фундамента через все горизонты стратиграфического разреза. В частности, доказательством вертикальной миграции углеводоро- дов являются жилы асфальтов и пиробитумов, встре- чающиеся не только в породах осадочного чехла, но и в докембрийском кристаллическом фундаменте (Цен- тральный массив Франции, Канадский и Балтийские щиты [2. C. 104–125]. Кроме этого следует отметить, что в последние годы был открыт ряд крупных нефтя- ных месторождений в гранитоидах фундамента плат- форменных областей. Из числа этих месторождений особенно привлекают внимание Ла-Пас в Венесуэле, Белый Тигр, Дракон и другие на шельфе юга Вьетнама, Сибири (Иркутская область) [4. C. 44–49; 6. C. 32–37; 9. C. 46–54; 10. C. 66–68]. Приведенные данные опровергают утверждение об органическом генезисе нефти и газа в условиях оса- дочного чехла платформ. Например, еще П.Н. Кропот- кин [2. C. 104–125] отмечал, что в тех условиях, кото- рые характерны для осадочного чехла платформ, нефть возникнуть из органического вещества не может. Ни- чтожная примесь углеводородов, накапливающихся в свежем осадке при захоронении растительного и жи- вотного материала, по-видимому, в дальнейшем разде- ляет судьбу всей массы органики, подвергаясь карбо- натизации. Обратный процесс обогащения органики водородом невозможен (в породах осадочного чехла).
  • 170 Метан, отделяющийся при карбонатизации ограники, вряд ли можно считать исходным материалом нефти. В угольных шахтах, например, изобилует метан такого происхождения, но нет никаких признаков образования нефти в угольных месторождениях. В свою очередь, в пределах нефтегазоносных про- винций происходит выход подземных (глубинных) га- зов. Среди них отмечают: водород, азот, инертные газы, которые являются спутниками метана и других газооб- разных углеводородов. В отдельных случаях с этими газами поступает чистый водород, что указывает на вос- становительные условия в участках зарождения газовых струй. В связи с этим В.И. Вернадский [11. C. 209–376] отмечал, что все выходы газовых струй на поверхность Земли обусловлены «дыханием Земли». В частности, он подчеркивал, что все крупные месторождения гелия приурочены к выходам «…тектонических газовых струй (азотных, азотно-метановых)». Так, например, гелиенос- ная зона Восточного Канзаса (месторождение Декстер и др.) протягивается вдоль разлома, ограничивающего с востока подземным выступом докембрийского фунда- мента (поднятие Немаха). Крупное гелиевое месторож- дение находится вблизи поверхности докембрия на структурном поднятии, которое осложняющет южный склон крупного выступа гор Амарильо. Оно контроли- руется глубинным разломом. Часто содержание гелия в азотно-метановых струях в тысячи раз превышает его содержание в атмосфере. Это касается азота и других элементов. Несомненно, источником газов в рассматри- ваемых месторождениях являются глубинные части Земли (ниже фундамента платформ). Безусловно, формирование и локализация в недрах Земли нефтяных и газовых месторождений для суще- ствования и развития человеческого общества имеют колоссальное значение. Однако с точки зрения эволю- ции Земли образование подобных месторождений – это всего второстепенный побочный эффект в общем гран- диозном процессе эндогенной активности нашей пла- неты [12]. При этом тектоника, с одной стороны, и гео- химия углеродно-водородных флюидных глубинных потоков, с другой – позволяют с позиций неорганиче- ской (эндогенной) концепции рассмотреть генезис нефти и газа [9. C. 46–54; 10. C. 66–68]. Подобное ут- верждение вытекает из анализа результатов полевых, лабораторных и теоретических исследований, выпол- ненных в последние десятилетия [3. C. 792–795; 5. C. 16–27; 7. C. 51–55; 13. C. 11–114; 14. C. 30–33; 12; 15 и др.]. Согласно данным работам формирование место- рождений нефти и газа возможно в конкретных геоди- намических обстановках в связи с эндогенной деятель- ностью внутренних частей Земли. Последняя, в свою очередь, обусловлена деятельностью водородно- углеродных флюидов (с примесью разнообразных ле- тучих инертных газов, N, Cl, F и т.д.), отделяющихся с поверхности внешнего ядра Земли. Последнее сохра- нило «магматическое» состояние с момента перехода Земли в планетарный период развития и обеспечивает общий циклический процесс дегазации Земли [12; 16. C. 16–24; 18. C. 16–27]. Энергетическая емкость рас- сматриваемого флюида настолько велика, что он играл ведущую роль во всех геологических процессах как в условиях глубинной геодинамики, так и в пределах земной коры, являясь главным вещественным (и энер- гетическим) компонентом, обусловливающим зарож- дение и эволюцию природных систем. В результате бурной дегазации внешнего ядра Зем- ли, флюидное давление в нем понизилось (до величины порядка 140 ГПа), уравновесившись с давлением, соз- даваемым верхними силикатными оболочками. В ре- зультате Земля превратилась в саморазвивающуюся систему, движущей силой которой стала кристаллиза- ция (и наращивание) твердого Fe–Ni (внутреннего) субъядра за счет процессов, протекающих во внешней жидкой (флюидной) оболочке. Механизм действия данного процесса сводится к следующему. Эволюция флюидного (внешнего) ядра приводит к тому, что обра- зующиеся при этом тугоплавкие и тяжелые компонен- ты идут на строительство внутреннего ядра, а более легкие примесные производные (H, углеводороды N и другие) накапливаются на фронте кристаллизации. Они образуют конвективные (восходящие) потоки прово- дящей жидкости. Последние приводят в действие гид- ромагнитное динамо земной системы. При этом про- должающаяся кристаллизация жидкого (флюидного) внешнего ядра Земли и накопление на его поверхности легколетучих компонентов сопровождаются возраста- нием их давления. Это реализуется периодически обра- зованием восходящих флюидных потоков вдоль ослаб- ленных (тектонических) зон. Энергетический поток, идущий от внешнего ядра, разогревает вещество в самом глубоком слое мантии – «D». Это, с одной стороны, подавляет конвекцию в жидком (внешнем) субъядре и является причиной ин- версии магнитного поля Земли, а с другой – происхо- дит утолщение слоя «D». Он становится неустойчивым и выбрасывает восходящие струи в верхние слои ман- тии. При этом характер плавления мантийного суб- страта должен изменятся в сторону перехода мантий- ного вещества в расплавленное состояние. Наиболее оптимальными условиями для флюидного плавления являются глубины 80–110 км. В дальнейшем восходя- щие струи флюидного мантийного вещества – плюмы поступают в различные геодинамические обстановки поверхностных частей Земли. Важную роль в их соста- ве играли углеродно-водородные и многие другие газообразные компоненты [9. C. 46–54; 12; 18. C. 95– 101; 14. C. 30–33; 19. C. 19–25 и др.]. Мантийный флюид имеет две ветви углеродно- водородного характера [20. C. 39–43 и др.]. В данном случае нас интересует первая из них, представленная тяжелыми углеводородами. При движении из глубин- ных частей Земли мантийных флюидов возможны два предельных варианта их подъема – равновесный и ме- тастабильный. В случае последнего (квазиравновесно- го) подъема углеводородных флюидов тяжелые угле- водороды разлагаются в основном на метан с его бли- жайшими гомологами и твердый углерод [20. C. 39– 43]. В результате этого процесса возможно формирова- ние крупных газовых месторождений в зонах глубин- ных разломов. Таким образом, рассмотренный динамо- механизм действия земной системы, зарождение всплывающих с поверхности жидкого внешнего ядра восходящих флюидных водородно-углеродных потоков являются основополагающим при объяснении генезиса
  • 171 нефти и газа с позиций неорганической теории. Исходя из этого, используя данные многих исследователей [2. C. 104–125; 4. C. 44–49; 5. C. 33–42; 6. C. 32–37; 7. C. 51–55; 12; 13. C. 111–114; 14. C. 30–33; 15; 18. C. 95– 101; 19. C. 19–25; 20. C. 39–43] – можно представить модель формирования месторождений нефти и газа. В случае прохождения углеродно-неорганического флюида по холодной геобаротерме тяжелые углеводо- роды устойчивы, если их объемная энергетическая ем- кость не превышает 500 ккал [9. C. 46–54; 20. C. 39– 43]. В результате происходит только частичное разло- жение тяжелых углеводородов с образованием нефти в зонах разломов. Внутренняя энергия метастабильного поднимающе- гося по геотерме эйкозана (C12h52) – тяжелого алкана (выбранного в качестве аналога тяжелого углеводоро- да) изменяется таким образом, что на глубине 90–30 км отмечается энергетический барьер [20. C. 39–43]. При этом оказывается, что максимальные значения разно- сти между внутренней энергией в метастабильном и равновесном состояниях эйкозана на глубине 62 км сопоставимы с энергией взрывчатых веществ [20. C. 39–43]. Расчеты показали, что детонация шаровых скоплений тяжелых углеводородов радиусом до не- скольких десятков метров способна инициировать круп- ные землетрясения [9. C. 46–54; 20. C. 39–43]. Связь ме- сторождений нефти с мантийными процессами под- тверждается корреляцией местоположения глубинных аномальных сейсмических зон и крупных скоплений нефти [3. C. 792–795], приуроченностью нефтегазовых обособлений и кольцевых разломов, образование кото- рых связано с астенолитами в верхней мантии. Концен- трации нефти и газа возможны в тыловой части ост- ровных дуг, где углеродно-неорганические флюиды, поднимаясь по разрывным нарушениям в мантийном клине, формируют месторождения. Участие углеводородной ветви в составе мантийно- го флюида в обстановке островных дуг подтверждается присутствием тяжелых углеводородов в ксенолитах Sp лерцолитов из известково-щелочных базальтов и в ксе- нолитах дунита и пироксенита из щелочных базальтов Японии. В Байкальском рифте известны проявления нефти неорганического происхождения. При изверже- нии вулканов Камчатки и в других районах отмечается выброс нефти и выход газов. Открытие в породах многих структур земного шара флюидных включений свидетельствует о поступлении углеводородов из глубин к поверхности Земли [4. C. 44–49; 10. C. 66–68; 13. C. 11–114; 17; 19. C. 19–25; 21. C. 126–128]. Так, сверхглубокая Кольская скважина показала, что даже на глубине 7–10 км в «гранитном» слое земной коры имеются зоны разуплотнения, т.е. коллектора, насыщенные флюидом. Широко известны включения неорганических газов в газово-жидких обособлениях (включениях) в минера- лах кимберлитов Якутии. Тяжелые алканы обнаружены недавно в мантийных ксенолитах из вулканических пород различных регионов мира [22]. Исследования газово-жидких флюидов, образую- щих включения в породах фундамента месторождений Белый Тигр и Дракон (Вьетнам), обнаружило преобла- дание в их составе водорода и метана. Суммарное со- держание флюидов во включениях колеблется от 8 до 180 см3/кг породы. Эти флюиды капсулированы в ка- пилярах, каналах роста минералов, пустотах специфи- ческих минеральных структур, в виде обособленных включений. Процесс образования нефти происходит в фундаменте месторождений Белый Тигр (Вьетнам) и в настоящее время [4. C. 44–49]. Подобное подтвержает- ся и тем, что в последние годы был открыт ряд круп- ных нефтяных месторождений в гранитоидных ком- плексах фундамента платформенных областей (Ла Пас в Венесуэле, Белый Тигр, Дракон, Вьетнам и др.). Кро- ме того, в пределах нефтегазоносных территорий очень часто происходит выход подземных (глубинных) газов. Среди них отмечают инертные газы, азот и многие дру- гие, которые являются характерными геохимическими спутниками метана и иных газообразных углеводоро- дов. В отдельных случаях вместе с этими газами по- ступает чистый водород, что может указывать на резко восстановительные условия в участках зарождения газовых струй. Если нефть и газ появляются в каком-либо участке земной коры, образуя так называемые нефтегазоносные провинции, то они насыщают в той или иной концен- трации весь стратиграфический разрез от пород фун- дамента до верхних частей данного профиля. Осадочные породы по литологическому составу аналогичные нефтегазоносным, обычно не содержат заметных количеств нефти и газа за пределами нефте- газоносного района. Примером является средняя часть Северо-Американской платформы, Московская синек- лиза и др. [2. C. 104–125]. Нижние свиты осадочного чехла платформ, со- держащие нефть и газ, в большинстве случаев не содержат органические вещества, в таком количест- ве, которое могло бы обеспечить высокую концен- трацию газообразных углеводородов, соответствую- щую упругости газа (в сотни атмосфер) в глубоких газовых горизонтах. Многие нефтегазоносные ба- зальные свиты практически не содержат органиче- ского вещества. В других случаях они сформирова- лись в окислительной обстановке, исключающей об- разование в них нефти и газа. В составе потока углеводородов, наряду с метаном, входят более тяжелые, более сложные по своему соста- ву предельные углеводороды. Вся эта масса привне- сенного вещества задерживается в пористых породах осадочной оболочки, накапливаясь в форме своеобраз- ной газовой смеси (типа конденсатных залежей) и в форме метановой нефти [2. C. 104–125] Присутствие в золе нефтей и асфальтов Ni, V, S и других элементов, характерных для ультраосновных пород, может указывать на глубинное происхождение углеводородов. По мнению П.Н. Кропоткина [2. C. 104–125], мета- новая нефть образуется при температуре 200–350°С (судя по данным С.Н. Обрядчикова и др. (1955)). Даль- нейшее ее изменение в условиях, характерных для чех- ла осадочных пород, а именно дифференциация угле- водородов с удалением фракций наиболее легких и наиболее богатых водородом, ведет к накоплению наф- тенов, изопарафинов и т.д. Одновременно происходит некоторое окисление нефти (появление нафтеновых
  • 172 кислот, оснований, смол) и растворение в ней тех, главным образом, растительных продуктов (порфири- на, фитостерина и пр.), которые содержатся во вме- щающих породах. При застойном (в течение миллионов лет) сохране- нии нефти в одних и тех же осадочных породах встре- тить нефть без этих легко растворимых в ней примесей биогенного происхождения столь же невероятно, как встретить совершенно пресную (дождевую) воду среди глубоких застойный вод в осадочных свитах. Оптиче- ская активность, обусловленная наличием этих приме- сей в нефтях, оказывается в среднем более значитель- ной, по сравнению с метановыми, у нафтеновых и смо- листых нефтей. Порфирины практически отсутствуют в некоторых светлых легких нефтях (например, гали- цийской, пенсильванской). Это хорошо объясняется меньшей степенью измененности молодых и метано- вых нефтей и большей степенью измененности нефтей нафтеновых и смолистых. Длительное химическое взаимодействие нефти с осадочными породами и подземными водами и газа- ми, а также деятельность бактерий и многие другие факторы приводят к тому, что нефть из различных стратиграфических и литологических горизонтов одного и того же месторождения отличается по со- ставу. Избегая сильно дислоцированные зоны и спокой- ные участки платформ, углеводороды сосредотачива- ются в зонах «средней» степени тектонической про- работки. Это могут быть межгорные (Калифорния, Венесуэла) и краевые прогибы, дислоцированные уча- стки платформ (Поволжье), зоны крупных разломов по краям платформ (зона Балконес-Мексия Талько в Техасе). Часто это могут быть зоны перехода от круп- ных тектонических поднятий к прогибам или окраин- ные части прогибов и др. Наряду с этим отмечается связь нефтегазоносности с окраинами грабенов. На- пример, египетские месторождения по краям грабена Суэцкого Залива, в грабене Мертвого моря, в Рейн- ском грабене (месторождение Пешельбронн и др.), в грабене Лимань (в пределах Центрального массива Франции), по краям грабенов Байкала, оз. Альберта и оз. Танганьики, в грабене вблизи г. Сальвадор (Байяс), расположенном у края Бразильского кристаллическо- го массива. Связь нефтегазоносных месторождений с дизъюнк- тивными и иными структурами (с разломами и иными дислокациями, например, Жигулевской флексурой на Русской платформе, поднятием Центрального Канзаса в США и др.) объясняется тем, что зоны повышенной проницаемости деформирования фундамента платформ выступают вертикальными каналами миграции углево- дородов, поступающих с глубин. Однако в силу по- слойной горизонтальной миграции нефть и газ часто сосредотачиваются не в самих этих зонах, а поблизости в соседних куполах и сводах антиклиналий. Модельное представление о формировании нефтяных провинций можно получить, исходя из анализа конкрет- ных геологических ситуаций в пределах определенных территорий Земного шара. В частности, это можно осу- ществить на примере нефтегазоносных районов южного шельфа Вьетнама [4. C. 44–49; 6. C. 32–37] (Кыулонгская впадина, месторождения Белый Тигр, Дракон). Первона- чально (I этап юра, мел и первая половина палеогенового периода) здесь осуществляется накопительный период. В данный промежуток времени в породы фундамента поступали с глубины флюиды, содержащие нефтеобра- зующие углеродные соединения. Они поступали и насы- щали породы фундамента, главным образом через дизъ- юнктивные системы. Последующий период (продол- жающийся с олигоценового времени, и, вероятно, проис- ходящий в настоящее время) рассматривается как мигра- ционный. В этот период идет процесс формирования неф- тяных залежей. Он тесно связан с оживлением тектоники в пределах южного шельфа Вьетнама. Активизация тектонических движений была вызва- на рифтогенезом, охватившем Зондский шельф в оли- гоцене. Это сопровождалось возобновлением подвижек блоков фундамента, его дроблением, образованием дополнительных систем трещин. Все это привело к тому, что нефтяные флюиды, рассеянные до этого по массиву гранитоидов фундамента и капсулированные макро и микропустотами, пришли в движение. Рассматриваемая концепция эндогенного происхо- ждения нефти требует пересмотра набора поисковых прогнозных критериев, позволяющих открывать новые месторождения. Особое внимание заслуживают геоло- гические комплексы и структуры фундамента плат- форм (особенно молодых). Примером являются место- рождения Вьетнама, Венесуэлы и др. ЛИТЕРАТУРА 1. Три сценария апокалипсиса // Аргументы и факты. 2004. № 40. С. 10. 2. Кропоткин П.Н. Проблемы происхождения нефти // Советская геология. 1955. № 47. С. 104–125. 3. Булин Н.К. и др. Новые сейсмические метки литосферы районов размещения крупных углеводородных скоплений // Докл. РАН. 1999. Т. 364, № 6. C. 792–795. 4. Гаврилов В.П. Нефтегазоносность гранитов // Геология нефти и газа. 2000. № 6. C. 44–49. 5. Готтих Р.П., Писоцкий Б.И., Бурмистенко Ю.Н. Восстановленные флюиды в разрезах нефтегазоносных бассейнов // Сов. геология. 1988. № 3. С. 33–42. 6. Поспелов В.В., Шнип О.А. Геологическое строение и нефтегазоносность Зондского шельфа // Геология нефти и газа. 1997. № 8. C. 32–37. 7. Смирнова М.Н. Нефтегазоносные кольцевые структуры и научно-методические аспекты их изучения // Геология нефти и газа. 1997. № 9. С. 51–55. 8. Кремс А.Я. Замечания о генезисе нефти в условиях формирования ее залежей // Нефтяное хозяйство. 1947. № 1. С. 24–29. 9. Индукаев Ю.В. Связь магматизма и формирования рудных и нефтяных месторождений с глубинными углеродно-водородными флюидами // Рудные месторождения, минералогия, геохимия. Томск: Том. ун-т, 2003. Вып 3. С. 46–54. 10. Индукаев Ю.В. Неорганическая (эндогенная) концепция генезиса нефтяных и газовых месторождений и необходимость расширения набора поисковых признаков, позволяющих прогнозировать новые нефтегазоносные площади // Проблемы и перспективы развития минерально- сырьевого комплекса и производительных сил Томской области: Матер. науч.-практ. конф. Новосибирск: СНИИГГиМС, 2004. С. 66–68. 11. Вернадский В.И. История минералов земной коры. Л., 1927. Т. 1, вып. 2. С. 209–376.
  • 173 12. Маракушев А.А. Происхождение Земли и природа ее эндогенной активности. М.: Наука, 1999. 255 с. 13. Зубков В.С. и др. Устойчивы ли тяжелые углеводороды в верхней мантии // Геодинамика и эволюция Земли: Матер. науч. конф. РФФИ. Новосибирск: НИЦ ОИГГМ СО РАН, 1996. С. 111–114. 14. Зубков В.С. Углеродно-неорганический флюид в глубинной геодинамике и процессах в литосфере // Петрография на рубеже ХХI века. Итоги и перспективы. Сыктывкар, 2000. Т. 3. С. 30–33. 15. Чекалюк Э.Б. Нефть в верхей мантии Земли. Киев: Наукова думка, 1967. 256 с. 16. Блоксхам Д., Габинна Д. Эволюция магнитного поля Земли // В мире науки. 1990. № 2. С. 16–24. 17. Джинлос Р. Земное ядро // В мире науки. 1983. № 11. С. 16–27. 18. Зубков В.С. и др. Термодинамическая модель системы C–H в условиях высоких температур и давлений // Геохимия. 1998. № 1. C. 95–101. 19. Исидоров В.А., Зенкевич И.Г., Карпов Г.А. Летучие органические соединения в парогазовых выходах некоторых вулканов и гидротермаль- ных систем Камчатки // Вулканология и сейсмология. 1991. № 3. C. 19–25. 20. Зубков В.С. О двух ветвях мантийного флюида // Геология и металлогения докембрия юга Сибири. Иркутск: Вост.-Сиб. кн. изд-во, 1999. С. 39–43. 21. Индукаев Ю.В. Источник вещества и геодинамические обстановки формирования месторождений нефти и газа эндогенного генезиса // Формационный анализ в геологических исследованиях. Томск, 2000. С 126–128. 22. Sugisaki R., Mimura K. Mante hydrocarbons. Abiotic or biotic? // Geochim Cosmochim. Acta. 1994. Vol. 58. P. 2527–2542. Статья представлена научной редакцией «Науки о Земле» 17 ноября 2007 г.

docslide.us

Эндогенное происхождение - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Эндогенное происхождение

Cтраница 1

Эндогенное происхождение имеет большая часть месторождений ювелирных, поделочных, коллекционных и редких минералов и горных пород, которые также включаются в состав памятников неживой природы. Среди них особое место занимает месторождение Сиреневый камень на юге Сибири, в Забайкалье. Это единственное в мире месторождение чароита - удивительного камня, которому дала имя таежная речка Чара. Изделия из чароита густой сиреневой окраски пользуются большой известностью. Достойны упоминания изумруды и другие драгоценные камни Адуйско-Мурзинской зоны на Урале, редкие и коллекционные минералы Ильменских гор Урала, Хибинского и Ловозерского массивов на Кольском полуострове. Уникально и месторождение янтаря на побережье Балтийского моря около Калининграда, не имеющее равных в мире.  [1]

К спорам эндогенного происхождения относятся также зооспоры.  [3]

Преимущественно они имеют эндогенное происхождение, т.е. образуются в самой сварочной ванне. Лишь небольшая часть включений отличается экзогенным характером и представляет собой частицы запутавшегося в металле шлака. Шлаковые включения могут располагаться в междендритных пространствах, на границах столбчатых кристаллов, а также в местах их стыка.  [4]

Стероидные гормоны животных являются веществами эндогенного происхождения, т.е. их биосинтез протекает в самом организме из холестерина. Сложные системы специфических ферментов осуществляют деградацию боковой цепи и фуккционализацию циклического углеродного скелета.  [5]

Существует еще ряд мнений об эндогенном происхождении АВПД.  [6]

Гипомикроэлементозы могут иметь экзо - и эндогенное происхождение. Экзогенные гипомикроалементозы встречаются примерно у 20 % местного населения биогеохимических провинций с недостаточным содержанием микроэлементов в окружающей среде. К эндогенным относятся гипомик-роэлементозы, обусловленные наследственными или врожденными заболеваниями. Особую и малоизученную группу представляют вторичные эндогенные микроэлементозы, возникающие при инфекционных заболеваниях, ревматизме, туберкулезе, хронических заболеваниях пищеварительной системы, почек и ЦНС. Гипомикроэлементозы в этом случае развиваются, несмотря на поступление микроэлементов в организм в адекватных количествах и соотношениях.  [7]

Следует подчеркнуть, что ростовые вещества экзогенного и эндогенного происхождения оказывают также стимулирующее действие на поступление и передвижение воды по растению.  [8]

Как установлено, наибольшая интенсивность сейсмического шума эндогенного происхождения создается в местах обнажения на поверхности активных разрывных нарушений.  [9]

По мнению ученых, рассматривающих фаг как фермент эндогенного происхождения, фаговая частица является продуктом жизнедеятельности микробной клетки. При попадании в клетку фаги вызывают каталитически протекающие процессы образования активного фага, способного разрушать микробную клетку. А размножение фага в клетке происходит приблизительно так же, как образование активного фермента из его неактивного предшественника - профермента.  [10]

Определенные ограничения в концепции фонда метаболитов вносятся допущением что между изотопными веществами и веществами эндогенного происхождения устанавливается равновесие.  [11]

Аутоиммунная реакция может быть определена как стимуляция специфических иммунных реакций, направленных против собственных антигенов эндогенного происхождения.  [12]

Формирование поля пластовых давлений в отдельных блоках связано с кратковременными или длительными квазипериодическими изменениями напряженного состояния в осадочном чехле эндогенного происхождения и активизацией гидротермальной деятельности. Эти процессы сопровождаются существенным изменением поля пластовых давлений в отдельном блоке и в связи с этим - формированием трещин гидроразрыва.  [13]

Напомним, что существо понимания причинности поведения в рамках волнового принципа заключается в следующем: движущие силы рынка имеют, так сказать, эндогенное происхождение.  [14]

В горных странах ( Кавказ, Карпаты, Памир, Тянь-Шань) не вызывает сомнения связь минеральных и термальных вод со специфическими компонентами явно эндогенного происхождения с влиянием гадротерм коро-вого и подкорового происхождения. Если исходить из единства процессов развития Земли, то следует признать, что эти процессы могут протекать и на платформах, но последствия их деятельности скрыты мощными толщами осадочных отложений. Однако они оставляют следы в виде различного рода аномалий ( гидродинамических, гидрохимических, геотемпературных, газовых) и в виде широко развитого вторичного минерало-образования, эти проявления затухают вверх по разрезу и однозначно кор-релируются с глубинными разломами.  [15]

Страницы:      1    2    3

www.ngpedia.ru

К ПРОБЛЕМЕ ЭНДОГЕННОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ НЕФТИ И ГАЗА

Транскрипт

1 УДК Ю.В. Индукаев К ПРОБЛЕМЕ ЭНДОГЕННОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ НЕФТИ И ГАЗА На основе современного теоретического, экспериментального и полевого материала рассматривается неорганическая концепция происхождения нефти. Образно говоря, нефть считают «кровью цивилизации». Ее добыча год от года растет, а запасы, по утверждению экспертов, уменьшаются. Международная ассоциация по изучению конъюнктуры нефтяного спроса (ASPO) провела расчеты, согласно которым через 10 лет в мире начнется планетарный кризис из-за того, что потребность в нефти наконец превысит ее добычу [1. С. 10]. Консультант правительства США и крупных нефтяных корпораций доктор Кэмпбелл считает [1. С. 10], что экономическое процветание в двадцатом веке было связано прежде всего с добычей дешевой легкодобываемой нефти. Он утверждает, что суммарные запасы нефти на планете составляют гигабаррелей, из которых человек на 2004 г. добыл 822 гигабарреля. При этом необходимо учитывать, что человечество потребляет в год 22 гигабарреля, а разведывает всего 6 гигабаррелей. Данный эксперт считает, что пик добычи пал на 2005 г., после чего истощение мировых запасов нефти будет составлять примерно 2% в год. Другой эксперт, М.К. Хубберт [1. С. 10], является специалистом по оценке нефтересурсов, их разведки и истощения. Он еще в 1949 г. дал свои прогнозы, которые сейчас сбываются. В частности, еще в 1956 г. М.К. Хубберт сформулировал правило, называемое сейчас «Законом Хубберта». Оно гласит: «Нефть используется как источник энергии до тех пор, пока добывать ее дешевле, чем получать ее с помощью электроэнергии. После этого добыча нефти прекратится независимо от того, какова будет ее денежно-кредитная цена». М.К. Хубберт считает, что за период с 1965 г. по 2023 г. человечество использует 80% мировых запасов нефти. Это и есть период наивысшего пика человеческой цивилизации (по Хубберту). Профессор Айвенго, консультант правительства США и крупных нефтяных компаний по оценке нефтяных запасов основных бассейнов, ситуацию оценивает по-иному [1. С. 10]. Он утверждает, что «критической датой будет та, когда глобальный спрос превысит мировую добычу». Это произойдет в период между гг. После этого темпы добычи начнут снижаться. Подобное событие произойдет в пределах жизни большинства людей, живущих сейчас на Земле. Перечисленные прогнозы, сделанные наиболее авторитетными в мире специалистами, хотя и по-разному, но в целом однозначно, утверждают о исчерпаемости известных запасов нефти на нашей планете. В связи с этим актуальнейшей задачей является разработка новых подходов и поисковых критериев к изучению территорий, перспективных на углеводородное сырье. Важную роль в этом направлении играют подходы геологов к проблеме генезиса нефти и газа. Безусловно, сложность в решении данной проблемы определяется тем, что нефть встречается только во вторичном залегании. Подобное ее нахождение показывает, что она всегда встречается на значительном расстоянии от первичных источников возникновения. Известно, что в настоящее время общепринятой точкой зрения является органическая концепция происхождения нефти. В этом случае предполагается существование определенных литологических толщ, богатых органическим веществом, преобразование которого дает начало нефтеобразующим углеводородам. Однако анализ фактического материала по геологическим разрезам нефтегазоносных районов различных стран мира не позволяет согласиться с этим утверждением. В частности, этому противоречит и тот факт, что нефтевмещающими являются комплексы пород разных формаций (песчанистые, глинистые, карбонатные и другие) либо без органического вещества, либо с незначительным количеством его присутствия. В связи с этим, любая попытка ограничить генезис и локализацию нефти с распространением пород какой-либо формации не подтверждается фактическим материалом. Это становится очевидным при рассмотрении нефтегазоносности нижних или базальных свит осадочного чехла платформ. В данном случае имеются в виду свиты, залегающие непосредственно на докембрийском кристаллическом фундаменте или немного выше поверхности докембрия. В подавляющем большинстве случаев нефть и газ здесь не могли поступать в эти свиты сверху. Следовательно, источник углеводородов должен был находиться либо в самих базальных свитах, либо еще глубже в докембрийском фундаменте и ниже. При этом очень важным фактом является то, что сами нефтеносные базальные свиты, как например кембрийские отложения в основании свиты Арбукль в Северной Америке, часто оказываются песчаными толщами, очень бедными биогенным органическим веществом [2. С ]. В некоторых случаях они его не содержали вообще. Иногда нефтеносными являются аркозовые гравийники и дресва, образовавшиеся за счет перемыва гранитов и гнейсов докембрия. В некоторых районах, например в штате Канзас [2. С ], промышленно нефтеносными оказываются даже разрушенные трещиноватые породы верхней части докембрийского кристаллического фундамента. Приведенные примеры показывают, что утверждать о карбонатных, глинистых, песчанистых и о каких-либо других нефтематеринских свитах не представляется возможным. При решении проблемы генезиса нефти необходимо учитывать и другие факторы и огромный фактический материал по месторождениям разных стран мира [2. C ; 3. С ; 4. C ; 5. C ; 6. C ; 7. C ]. В частности, изучение тектонических закономерностей размещений нефти и газа в платформенных и складчатых системах показывает, что геодинамика внутренних (глубинных) частей Земли обусловливает изначальный источник углеводородов, а 168

2 тектонические и геохимические процессы земной коры способствуют их преобразованию в нефтеобразующие с последующим перераспределением и концентрацией в конкретных структурах чехла. Именно тектонические деформации и геохимические процессы земной коры, а не распространение по вертикали и по площади осадочных толщ, богатых органическим веществом, контролируют размещение нефтеносных провинций, районов, месторождений. При этом диапазон распространения нефти в этих регионах в вертикальном разрезе прежде всего определяется горизонтами пород благоприятной пористости, вплоть до основания неметаморфизованного осадочного чехла. В том случае, когда породы складчатого фундамента достаточно раздроблены, они могут служить коллекторами и здесь могут концентрироваться промышленные скопления нефти. Примером являются трещиноватые граниты зоны Амарильо в северозападном Техасе, а также месторождения Эдисон и другие в Калифорнии. Анализ нефтеносных провинций Северо-Американской платформы (Мид-Континента, Аппалачи и так называемого пермского бассейна Западного Техаса) показывает, что нефть в большом количестве извлекалась из свит силура и кембрия нижней части осадочного чехла. Значительные запасы нефти были известны в базальных породах кембрия штата Уайоминга [2. C ]. Таким образом, приведенные примеры и многие другие данные (Скалистые горы, Восточная Канада, Египет, Волго-Уральская область и т.д.) показывают, что нефте- и газопроявления широко известны в нижних свитах осадочного чехла и в породах фундамента [2. C ; 4. C ; 6. C ]. При этом следует отметить, что во многих нефтеносных провинциях нефтепроявления отмечаются в значительном вертикальном диапазоне. Они охватывают не только свиты чехла, нижние базальные свиты, докембрийские граниты фундамента, прослеживаясь на некоторую глубину. Примером являются месторождения Египта, приуроченные к обоим бортам грабена Суэцкого залива и Красного моря. Здесь нефтеносны, главным образом, нижние базальные свиты, залегающие на докембрии и сложенные песчаниками (карбон, мел) или рифовыми известняками (палеоген). В месторождениях Хургада, Гемзах, Джебель Цейт нефтеносны не только аркозы, перекрывающие кристаллический фундамент, но и нижележащие граниты докембрия, в которых нефтепроявления прослеживаются на некоторую глубину. Здесь нет никаких свит, богатых органическим веществом. Такая же ситуация вырисовывается в нефтеносных грабенах оз. Альберта и оз. Тантганьика на продолжении этой зоны разломов [2. С ]. На Русской платформе нефть уже давно добывают из метаморфических пород фундамента на Тимане [8. C ]. Здесь газообразные углеводороды поступают с таких глубин (сотни метров от поверхности фундамента), на которых вряд ли они могли быть транспортированы с водой путем латеральной миграции. Жидкая нефть в трещиноватых докембрийских породах обнаружена в скважинах Татарии. По пунктам нахождения нефти в нижних свитах осадочного чехла Русской платформы (средний девон Саратовское Поволжье, Самарская Лука, Западная Башкирия, Татария, Тиман) и в метаморфизованных породах фундамента (Тиман, Поволжье) можно установить общие контуры Волго-Уральской нефтеносной провинции. Между тем ни эти свиты осадочного чехла, ни породы фундамента по своей литологии не могут рассматриваться как «нефтематеринские» свиты [2. C ]. Таким образом, на примере хорошо изученных нефтегазоносных провинций (Аппалачской совместно с Восточной Канадской, Мид-Континента, Скалистых Гор, Волго-Уральской области, Египта и др.) можно проследить нефть и газ в породах фундамента, в базальных свитах и верхних толщах осадочного чехла платформ. При этом выясняется, что контуры нефтегазоносных провинций обусловлены крупными деформациями, а не распространением отдельных свит. Очевидно, что литология вышележащих (от уровня фундамента) свит осадочного чехла не имеет никакого отношения к генезису нефти и газа. Они, благодаря различной пористости и наличию благоприятных тектонических структур и действия других факторов, только локализуют частные скопления углеводородов, поступающих с глубинных частей Земли. К тому же, например, базальные свиты (песчаники кембрия и толща силура медайна или светлые известняки и доломиты ордовика в Аппалачах, или кремнистые доломиты кембрия ордовика Мид-Континента, Канзаса, Оклахомы; песчаники и песчано-глинистые породы среднего девона Волго-Уральской области и т.д.) обычно настолько бедны органическим веществом и формировались в такой геохимической обстановке, что их нельзя считать нефтематеринскими свитами. Учитывая это, в свое время П.Н. Кропоткин [2. C ] сделал вывод, что в пределах Северо-Американской платформы и в других частях мира размещение месторождений нефти и газа обусловлено подъемом углеводородов с глубины из фундамента через все горизонты стратиграфического разреза. В частности, доказательством вертикальной миграции углеводородов являются жилы асфальтов и пиробитумов, встречающиеся не только в породах осадочного чехла, но и в докембрийском кристаллическом фундаменте (Центральный массив Франции, Канадский и Балтийские щиты [2. C ]. Кроме этого следует отметить, что в последние годы был открыт ряд крупных нефтяных месторождений в гранитоидах фундамента платформенных областей. Из числа этих месторождений особенно привлекают внимание Ла-Пас в Венесуэле, Белый Тигр, Дракон и другие на шельфе юга Вьетнама, Сибири (Иркутская область) [4. C ; 6. C ; 9. C ; 10. C ]. Приведенные данные опровергают утверждение об органическом генезисе нефти и газа в условиях осадочного чехла платформ. Например, еще П.Н. Кропоткин [2. C ] отмечал, что в тех условиях, которые характерны для осадочного чехла платформ, нефть возникнуть из органического вещества не может. Ничтожная примесь углеводородов, накапливающихся в свежем осадке при захоронении растительного и животного материала, по-видимому, в дальнейшем разделяет судьбу всей массы органики, подвергаясь карбонатизации. Обратный процесс обогащения органики водородом невозможен (в породах осадочного чехла). 169

3 Метан, отделяющийся при карбонатизации ограники, вряд ли можно считать исходным материалом нефти. В угольных шахтах, например, изобилует метан такого происхождения, но нет никаких признаков образования нефти в угольных месторождениях. В свою очередь, в пределах нефтегазоносных провинций происходит выход подземных (глубинных) газов. Среди них отмечают: водород, азот, инертные газы, которые являются спутниками метана и других газообразных углеводородов. В отдельных случаях с этими газами поступает чистый водород, что указывает на восстановительные условия в участках зарождения газовых струй. В связи с этим В.И. Вернадский [11. C ] отмечал, что все выходы газовых струй на поверхность Земли обусловлены «дыханием Земли». В частности, он подчеркивал, что все крупные месторождения гелия приурочены к выходам «тектонических газовых струй (азотных, азотно-метановых)». Так, например, гелиеносная зона Восточного Канзаса (месторождение Декстер и др.) протягивается вдоль разлома, ограничивающего с востока подземным выступом докембрийского фундамента (поднятие Немаха). Крупное гелиевое месторождение находится вблизи поверхности докембрия на структурном поднятии, которое осложняющет южный склон крупного выступа гор Амарильо. Оно контролируется глубинным разломом. Часто содержание гелия в азотно-метановых струях в тысячи раз превышает его содержание в атмосфере. Это касается азота и других элементов. Несомненно, источником газов в рассматриваемых месторождениях являются глубинные части Земли (ниже фундамента платформ). Безусловно, формирование и локализация в недрах Земли нефтяных и газовых месторождений для существования и развития человеческого общества имеют колоссальное значение. Однако с точки зрения эволюции Земли образование подобных месторождений это всего второстепенный побочный эффект в общем грандиозном процессе эндогенной активности нашей планеты [12]. При этом тектоника, с одной стороны, и геохимия углеродно-водородных флюидных глубинных потоков, с другой позволяют с позиций неорганической (эндогенной) концепции рассмотреть генезис нефти и газа [9. C ; 10. C ]. Подобное утверждение вытекает из анализа результатов полевых, лабораторных и теоретических исследований, выполненных в последние десятилетия [3. C ; 5. C ; 7. C ; 13. C ; 14. C ; 12; 15 и др.]. Согласно данным работам формирование месторождений нефти и газа возможно в конкретных геодинамических обстановках в связи с эндогенной деятельностью внутренних частей Земли. Последняя, в свою очередь, обусловлена деятельностью водородноуглеродных флюидов (с примесью разнообразных летучих инертных газов, N, Cl, F и т.д.), отделяющихся с поверхности внешнего ядра Земли. Последнее сохранило «магматическое» состояние с момента перехода Земли в планетарный период развития и обеспечивает общий циклический процесс дегазации Земли [12; 16. C ; 18. C ]. Энергетическая емкость рассматриваемого флюида настолько велика, что он играл ведущую роль во всех геологических процессах как в условиях глубинной геодинамики, так и в пределах земной коры, являясь главным вещественным (и энергетическим) компонентом, обусловливающим зарождение и эволюцию природных систем. В результате бурной дегазации внешнего ядра Земли, флюидное давление в нем понизилось (до величины порядка 140 ГПа), уравновесившись с давлением, создаваемым верхними силикатными оболочками. В результате Земля превратилась в саморазвивающуюся систему, движущей силой которой стала кристаллизация (и наращивание) твердого Fe Ni (внутреннего) субъядра за счет процессов, протекающих во внешней жидкой (флюидной) оболочке. Механизм действия данного процесса сводится к следующему. Эволюция флюидного (внешнего) ядра приводит к тому, что образующиеся при этом тугоплавкие и тяжелые компоненты идут на строительство внутреннего ядра, а более легкие примесные производные (H, углеводороды N и другие) накапливаются на фронте кристаллизации. Они образуют конвективные (восходящие) потоки проводящей жидкости. Последние приводят в действие гидромагнитное динамо земной системы. При этом продолжающаяся кристаллизация жидкого (флюидного) внешнего ядра Земли и накопление на его поверхности легколетучих компонентов сопровождаются возрастанием их давления. Это реализуется периодически образованием восходящих флюидных потоков вдоль ослабленных (тектонических) зон. Энергетический поток, идущий от внешнего ядра, разогревает вещество в самом глубоком слое мантии «D». Это, с одной стороны, подавляет конвекцию в жидком (внешнем) субъядре и является причиной инверсии магнитного поля Земли, а с другой происходит утолщение слоя «D». Он становится неустойчивым и выбрасывает восходящие струи в верхние слои мантии. При этом характер плавления мантийного субстрата должен изменятся в сторону перехода мантийного вещества в расплавленное состояние. Наиболее оптимальными условиями для флюидного плавления являются глубины км. В дальнейшем восходящие струи флюидного мантийного вещества плюмы поступают в различные геодинамические обстановки поверхностных частей Земли. Важную роль в их составе играли углеродно-водородные и многие другие газообразные компоненты [9. C ; 12; 18. C ; 14. C ; 19. C и др.]. Мантийный флюид имеет две ветви углеродноводородного характера [20. C и др.]. В данном случае нас интересует первая из них, представленная тяжелыми углеводородами. При движении из глубинных частей Земли мантийных флюидов возможны два предельных варианта их подъема равновесный и метастабильный. В случае последнего (квазиравновесного) подъема углеводородных флюидов тяжелые углеводороды разлагаются в основном на метан с его ближайшими гомологами и твердый углерод [20. C ]. В результате этого процесса возможно формирование крупных газовых месторождений в зонах глубинных разломов. Таким образом, рассмотренный динамомеханизм действия земной системы, зарождение всплывающих с поверхности жидкого внешнего ядра восходящих флюидных водородно-углеродных потоков являются основополагающим при объяснении генезиса 170

4 нефти и газа с позиций неорганической теории. Исходя из этого, используя данные многих исследователей [2. C ; 4. C ; 5. C ; 6. C ; 7. C ; 12; 13. C ; 14. C ; 15; 18. C ; 19. C ; 20. C ] можно представить модель формирования месторождений нефти и газа. В случае прохождения углеродно-неорганического флюида по холодной геобаротерме тяжелые углеводороды устойчивы, если их объемная энергетическая емкость не превышает 500 ккал [9. C ; 20. C ]. В результате происходит только частичное разложение тяжелых углеводородов с образованием нефти в зонах разломов. Внутренняя энергия метастабильного поднимающегося по геотерме эйкозана (C 12 H 42 ) тяжелого алкана (выбранного в качестве аналога тяжелого углеводорода) изменяется таким образом, что на глубине км отмечается энергетический барьер [20. C ]. При этом оказывается, что максимальные значения разности между внутренней энергией в метастабильном и равновесном состояниях эйкозана на глубине 62 км сопоставимы с энергией взрывчатых веществ [20. C ]. Расчеты показали, что детонация шаровых скоплений тяжелых углеводородов радиусом до нескольких десятков метров способна инициировать крупные землетрясения [9. C ; 20. C ]. Связь месторождений нефти с мантийными процессами подтверждается корреляцией местоположения глубинных аномальных сейсмических зон и крупных скоплений нефти [3. C ], приуроченностью нефтегазовых обособлений и кольцевых разломов, образование которых связано с астенолитами в верхней мантии. Концентрации нефти и газа возможны в тыловой части островных дуг, где углеродно-неорганические флюиды, поднимаясь по разрывным нарушениям в мантийном клине, формируют месторождения. Участие углеводородной ветви в составе мантийного флюида в обстановке островных дуг подтверждается присутствием тяжелых углеводородов в ксенолитах Sp лерцолитов из известково-щелочных базальтов и в ксенолитах дунита и пироксенита из щелочных базальтов Японии. В Байкальском рифте известны проявления нефти неорганического происхождения. При извержении вулканов Камчатки и в других районах отмечается выброс нефти и выход газов. Открытие в породах многих структур земного шара флюидных включений свидетельствует о поступлении углеводородов из глубин к поверхности Земли [4. C ; 10. C ; 13. C ; 17; 19. C ; 21. C ]. Так, сверхглубокая Кольская скважина показала, что даже на глубине 7 10 км в «гранитном» слое земной коры имеются зоны разуплотнения, т.е. коллектора, насыщенные флюидом. Широко известны включения неорганических газов в газово-жидких обособлениях (включениях) в минералах кимберлитов Якутии. Тяжелые алканы обнаружены недавно в мантийных ксенолитах из вулканических пород различных регионов мира [22]. Исследования газово-жидких флюидов, образующих включения в породах фундамента месторождений Белый Тигр и Дракон (Вьетнам), обнаружило преобладание в их составе водорода и метана. Суммарное содержание флюидов во включениях колеблется от 8 до 180 см 3 /кг породы. Эти флюиды капсулированы в капилярах, каналах роста минералов, пустотах специфических минеральных структур, в виде обособленных включений. Процесс образования нефти происходит в фундаменте месторождений Белый Тигр (Вьетнам) и в настоящее время [4. C ]. Подобное подтвержается и тем, что в последние годы был открыт ряд крупных нефтяных месторождений в гранитоидных комплексах фундамента платформенных областей (Ла Пас в Венесуэле, Белый Тигр, Дракон, Вьетнам и др.). Кроме того, в пределах нефтегазоносных территорий очень часто происходит выход подземных (глубинных) газов. Среди них отмечают инертные газы, азот и многие другие, которые являются характерными геохимическими спутниками метана и иных газообразных углеводородов. В отдельных случаях вместе с этими газами поступает чистый водород, что может указывать на резко восстановительные условия в участках зарождения газовых струй. Если нефть и газ появляются в каком-либо участке земной коры, образуя так называемые нефтегазоносные провинции, то они насыщают в той или иной концентрации весь стратиграфический разрез от пород фундамента до верхних частей данного профиля. Осадочные породы по литологическому составу аналогичные нефтегазоносным, обычно не содержат заметных количеств нефти и газа за пределами нефтегазоносного района. Примером является средняя часть Северо-Американской платформы, Московская синеклиза и др. [2. C ]. Нижние свиты осадочного чехла платформ, содержащие нефть и газ, в большинстве случаев не содержат органические вещества, в таком количестве, которое могло бы обеспечить высокую концентрацию газообразных углеводородов, соответствующую упругости газа (в сотни атмосфер) в глубоких газовых горизонтах. Многие нефтегазоносные базальные свиты практически не содержат органического вещества. В других случаях они сформировались в окислительной обстановке, исключающей образование в них нефти и газа. В составе потока углеводородов, наряду с метаном, входят более тяжелые, более сложные по своему составу предельные углеводороды. Вся эта масса привнесенного вещества задерживается в пористых породах осадочной оболочки, накапливаясь в форме своеобразной газовой смеси (типа конденсатных залежей) и в форме метановой нефти [2. C ] Присутствие в золе нефтей и асфальтов Ni, V, S и других элементов, характерных для ультраосновных пород, может указывать на глубинное происхождение углеводородов. По мнению П.Н. Кропоткина [2. C ], метановая нефть образуется при температуре С (судя по данным С.Н. Обрядчикова и др. (1955)). Дальнейшее ее изменение в условиях, характерных для чехла осадочных пород, а именно дифференциация углеводородов с удалением фракций наиболее легких и наиболее богатых водородом, ведет к накоплению нафтенов, изопарафинов и т.д. Одновременно происходит некоторое окисление нефти (появление нафтеновых 171

5 кислот, оснований, смол) и растворение в ней тех, главным образом, растительных продуктов (порфирина, фитостерина и пр.), которые содержатся во вмещающих породах. При застойном (в течение миллионов лет) сохранении нефти в одних и тех же осадочных породах встретить нефть без этих легко растворимых в ней примесей биогенного происхождения столь же невероятно, как встретить совершенно пресную (дождевую) воду среди глубоких застойный вод в осадочных свитах. Оптическая активность, обусловленная наличием этих примесей в нефтях, оказывается в среднем более значительной, по сравнению с метановыми, у нафтеновых и смолистых нефтей. Порфирины практически отсутствуют в некоторых светлых легких нефтях (например, галицийской, пенсильванской). Это хорошо объясняется меньшей степенью измененности молодых и метановых нефтей и большей степенью измененности нефтей нафтеновых и смолистых. Длительное химическое взаимодействие нефти с осадочными породами и подземными водами и газами, а также деятельность бактерий и многие другие факторы приводят к тому, что нефть из различных стратиграфических и литологических горизонтов одного и того же месторождения отличается по составу. Избегая сильно дислоцированные зоны и спокойные участки платформ, углеводороды сосредотачиваются в зонах «средней» степени тектонической проработки. Это могут быть межгорные (Калифорния, Венесуэла) и краевые прогибы, дислоцированные участки платформ (Поволжье), зоны крупных разломов по краям платформ (зона Балконес-Мексия Талько в Техасе). Часто это могут быть зоны перехода от крупных тектонических поднятий к прогибам или окраинные части прогибов и др. Наряду с этим отмечается связь нефтегазоносности с окраинами грабенов. Например, египетские месторождения по краям грабена Суэцкого Залива, в грабене Мертвого моря, в Рейнском грабене (месторождение Пешельбронн и др.), в грабене Лимань (в пределах Центрального массива Франции), по краям грабенов Байкала, оз. Альберта и оз. Танганьики, в грабене вблизи г. Сальвадор (Байяс), расположенном у края Бразильского кристаллического массива. Связь нефтегазоносных месторождений с дизъюнктивными и иными структурами (с разломами и иными дислокациями, например, Жигулевской флексурой на Русской платформе, поднятием Центрального Канзаса в США и др.) объясняется тем, что зоны повышенной проницаемости деформирования фундамента платформ выступают вертикальными каналами миграции углеводородов, поступающих с глубин. Однако в силу послойной горизонтальной миграции нефть и газ часто сосредотачиваются не в самих этих зонах, а поблизости в соседних куполах и сводах антиклиналий. Модельное представление о формировании нефтяных провинций можно получить, исходя из анализа конкретных геологических ситуаций в пределах определенных территорий Земного шара. В частности, это можно осуществить на примере нефтегазоносных районов южного шельфа Вьетнама [4. C ; 6. C ] (Кыулонгская впадина, месторождения Белый Тигр, Дракон). Первоначально (I этап юра, мел и первая половина палеогенового периода) здесь осуществляется накопительный период. В данный промежуток времени в породы фундамента поступали с глубины флюиды, содержащие нефтеобразующие углеродные соединения. Они поступали и насыщали породы фундамента, главным образом через дизъюнктивные системы. Последующий период (продолжающийся с олигоценового времени, и, вероятно, происходящий в настоящее время) рассматривается как миграционный. В этот период идет процесс формирования нефтяных залежей. Он тесно связан с оживлением тектоники в пределах южного шельфа Вьетнама. Активизация тектонических движений была вызвана рифтогенезом, охватившем Зондский шельф в олигоцене. Это сопровождалось возобновлением подвижек блоков фундамента, его дроблением, образованием дополнительных систем трещин. Все это привело к тому, что нефтяные флюиды, рассеянные до этого по массиву гранитоидов фундамента и капсулированные макро и микропустотами, пришли в движение. Рассматриваемая концепция эндогенного происхождения нефти требует пересмотра набора поисковых прогнозных критериев, позволяющих открывать новые месторождения. Особое внимание заслуживают геологические комплексы и структуры фундамента платформ (особенно молодых). Примером являются месторождения Вьетнама, Венесуэлы и др. ЛИТЕРАТУРА 1. Три сценария апокалипсиса // Аргументы и факты С Кропоткин П.Н. Проблемы происхождения нефти // Советская геология С Булин Н.К. и др. Новые сейсмические метки литосферы районов размещения крупных углеводородных скоплений // Докл. РАН Т. 364, 6. C Гаврилов В.П. Нефтегазоносность гранитов // Геология нефти и газа C Готтих Р.П., Писоцкий Б.И., Бурмистенко Ю.Н. Восстановленные флюиды в разрезах нефтегазоносных бассейнов // Сов. геология С Поспелов В.В., Шнип О.А. Геологическое строение и нефтегазоносность Зондского шельфа // Геология нефти и газа C Смирнова М.Н. Нефтегазоносные кольцевые структуры и научно-методические аспекты их изучения // Геология нефти и газа С Кремс А.Я. Замечания о генезисе нефти в условиях формирования ее залежей // Нефтяное хозяйство С Индукаев Ю.В. Связь магматизма и формирования рудных и нефтяных месторождений с глубинными углеродно-водородными флюидами // Рудные месторождения, минералогия, геохимия. Томск: Том. ун-т, Вып 3. С Индукаев Ю.В. Неорганическая (эндогенная) концепция генезиса нефтяных и газовых месторождений и необходимость расширения набора поисковых признаков, позволяющих прогнозировать новые нефтегазоносные площади // Проблемы и перспективы развития минеральносырьевого комплекса и производительных сил Томской области: Матер. науч.-практ. конф. Новосибирск: СНИИГГиМС, С Вернадский В.И. История минералов земной коры. Л., Т. 1, вып. 2. С

6 12. Маракушев А.А. Происхождение Земли и природа ее эндогенной активности. М.: Наука, с. 13. Зубков В.С. и др. Устойчивы ли тяжелые углеводороды в верхней мантии // Геодинамика и эволюция Земли: Матер. науч. конф. РФФИ. Новосибирск: НИЦ ОИГГМ СО РАН, С Зубков В.С. Углеродно-неорганический флюид в глубинной геодинамике и процессах в литосфере // Петрография на рубеже ХХI века. Итоги и перспективы. Сыктывкар, Т. 3. С Чекалюк Э.Б. Нефть в верхей мантии Земли. Киев: Наукова думка, с. 16. Блоксхам Д., Габинна Д. Эволюция магнитного поля Земли // В мире науки С Джинлос Р. Земное ядро // В мире науки С Зубков В.С. и др. Термодинамическая модель системы C H в условиях высоких температур и давлений // Геохимия C Исидоров В.А., Зенкевич И.Г., Карпов Г.А. Летучие органические соединения в парогазовых выходах некоторых вулканов и гидротермальных систем Камчатки // Вулканология и сейсмология C Зубков В.С. О двух ветвях мантийного флюида // Геология и металлогения докембрия юга Сибири. Иркутск: Вост.-Сиб. кн. изд-во, С Индукаев Ю.В. Источник вещества и геодинамические обстановки формирования месторождений нефти и газа эндогенного генезиса // Формационный анализ в геологических исследованиях. Томск, С Sugisaki R., Mimura K. Mante hydrocarbons. Abiotic or biotic? // Geochim Cosmochim. Acta Vol. 58. P Статья представлена научной редакцией «Науки о Земле» 17 ноября 2007 г. 173

docplayer.ru

К ПРОБЛЕМЕ ЭНДОГЕННОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ НЕФТИ И ГАЗА

  • Home
  • Documents
  • К ПРОБЛЕМЕ ЭНДОГЕННОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ НЕФТИ И ГАЗА
  • Published on29-Mar-2017

  • View212

  • Download0

Transcript

  • 168 УДК 553.061.3 Ю.В. Индукаев К ПРОБЛЕМЕ ЭНДОГЕННОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ НЕФТИ И ГАЗА На основе современного теоретического, экспериментального и полевого материала рассматривается неорганическая концеп- ция происхождения нефти. Образно говоря, нефть считают «кровью цивилиза- ции». Ее добыча год от года растет, а запасы, по утвер- ждению экспертов, уменьшаются. Международная ассо- циация по изучению конъюнктуры нефтяного спроса (ASPO) провела расчеты, согласно которым через 10 лет в мире начнется планетарный кризис из-за того, что по- требность в нефти наконец превысит ее добычу [1. С. 10]. Консультант правительства США и крупных нефтяных корпораций доктор Кэмпбелл считает [1. С. 10], что эко- номическое процветание в двадцатом веке было связано прежде всего с добычей дешевой легкодобываемой неф- ти. Он утверждает, что суммарные запасы нефти на пла- нете составляют 1 800 гигабаррелей, из которых человек на 2004 г. добыл 822 гигабарреля. При этом необходимо учитывать, что человечество потребляет в год 22 гигабар- реля, а разведывает всего 6 гигабаррелей. Данный эксперт считает, что пик добычи пал на 2005 г., после чего исто- щение мировых запасов нефти будет составлять пример- но 2% в год. Другой эксперт, М.К. Хубберт [1. С. 10], является специалистом по оценке нефтересурсов, их разведки и истощения. Он еще в 1949 г. дал свои прогнозы, которые сейчас сбываются. В частности, еще в 1956 г. М.К. Хуб- берт сформулировал правило, называемое сейчас «Зако- ном Хубберта». Оно гласит: «Нефть используется как источник энергии до тех пор, пока добывать ее дешевле, чем получать ее с помощью электроэнергии. После это- го добыча нефти прекратится независимо от того, какова будет ее денежно-кредитная цена». М.К. Хубберт считает, что за период с 1965 г. по 2023 г. человечество использует 80% мировых запасов нефти. Это и есть период наивысшего пика человече- ской цивилизации (по Хубберту). Профессор Айвенго, консультант правительства США и крупных нефтяных компаний по оценке нефтя- ных запасов основных бассейнов, ситуацию оценивает по-иному [1. С. 10]. Он утверждает, что «критической датой будет та, когда глобальный спрос превысит ми- ровую добычу». Это произойдет в период между 2000– 2010 гг. После этого темпы добычи начнут снижаться. Подобное событие произойдет в пределах жизни боль- шинства людей, живущих сейчас на Земле. Перечисленные прогнозы, сделанные наиболее ав- торитетными в мире специалистами, хотя и по-раз- ному, но в целом однозначно, утверждают о исчерпае- мости известных запасов нефти на нашей планете. В связи с этим актуальнейшей задачей является разра- ботка новых подходов и поисковых критериев к изуче- нию территорий, перспективных на углеводородное сырье. Важную роль в этом направлении играют под- ходы геологов к проблеме генезиса нефти и газа. Без- условно, сложность в решении данной проблемы опре- деляется тем, что нефть встречается только во вторич- ном залегании. Подобное ее нахождение показывает, что она всегда встречается на значительном расстоянии от первичных источников возникновения. Известно, что в настоящее время общепринятой точкой зрения является органическая концепция про- исхождения нефти. В этом случае предполагается су- ществование определенных литологических толщ, бо- гатых органическим веществом, преобразование кото- рого дает начало нефтеобразующим углеводородам. Однако анализ фактического материала по геологиче- ским разрезам нефтегазоносных районов различных стран мира не позволяет согласиться с этим утвержде- нием. В частности, этому противоречит и тот факт, что нефтевмещающими являются комплексы пород разных формаций (песчанистые, глинистые, карбонатные и другие) либо без органического вещества, либо с не- значительным количеством его присутствия. В связи с этим, любая попытка ограничить генезис и локализацию нефти с распространением пород какой-либо формации не подтверждается фактическим материалом. Это стано- вится очевидным при рассмотрении нефтегазоносности нижних или базальных свит осадочного чехла платформ. В данном случае имеются в виду свиты, залегающие непосредственно на докембрийском кристаллическом фундаменте или немного выше поверхности докембрия. В подавляющем большинстве случаев нефть и газ здесь не могли поступать в эти свиты сверху. Следовательно, источник углеводородов должен был находиться либо в самих базальных свитах, либо еще глубже – в докем- брийском фундаменте и ниже. При этом очень важным фактом является то, что са- ми нефтеносные базальные свиты, как например кем- брийские отложения в основании свиты Арбукль в Се- верной Америке, часто оказываются песчаными толща- ми, очень бедными биогенным органическим веществом [2. С. 104–125]. В некоторых случаях они его не содер- жали вообще. Иногда нефтеносными являются аркозо- вые гравийники и дресва, образовавшиеся за счет пере- мыва гранитов и гнейсов докембрия. В некоторых рай- онах, например в штате Канзас [2. С. 104–125], промыш- ленно нефтеносными оказываются даже разрушенные трещиноватые породы верхней части докембрийского кристаллического фундамента. Приведенные примеры показывают, что утверждать о карбонатных, глинистых, песчанистых и о каких-либо других нефтематеринских свитах не представляется возможным. При решении проблемы генезиса нефти необходимо учитывать и другие факторы и огромный фактический материал по месторождениям разных стран мира [2. C. 104–125; 3. С. 792–795; 4. C. 44–49; 5. C. 33–42; 6. C. 32–37; 7. C. 51–55]. В частности, изучение тектони- ческих закономерностей размещений нефти и газа в платформенных и складчатых системах показывает, что геодинамика внутренних (глубинных) частей Земли обусловливает изначальный источник углеводородов, а
  • 169 тектонические и геохимические процессы земной коры способствуют их преобразованию в нефтеобразующие с последующим перераспределением и концентрацией в конкретных структурах чехла. Именно тектонические деформации и геохимические процессы земной коры, а не распространение по вертикали и по площади осадоч- ных толщ, богатых органическим веществом, контроли- руют размещение нефтеносных провинций, районов, месторождений. При этом диапазон распространения нефти в этих регионах в вертикальном разрезе прежде всего определяется горизонтами пород благоприятной пористости, вплоть до основания неметаморфизованно- го осадочного чехла. В том случае, когда породы склад- чатого фундамента достаточно раздроблены, они могут служить коллекторами и здесь могут концентрироваться промышленные скопления нефти. Примером являются трещиноватые граниты зоны Амарильо в северо- западном Техасе, а также месторождения Эдисон и дру- гие в Калифорнии. Анализ нефтеносных провинций Се- веро-Американской платформы (Мид-Континента, Ап- палачи и так называемого пермского бассейна Западного Техаса) показывает, что нефть в большом количестве извлекалась из свит силура и кембрия нижней части осадочного чехла. Значительные запасы нефти были известны в базальных породах кембрия штата Уайомин- га [2. C. 104–125]. Таким образом, приведенные примеры и многие другие данные (Скалистые горы, Восточная Канада, Египет, Волго-Уральская область и т.д.) показывают, что нефте- и газопроявления широко известны в ниж- них свитах осадочного чехла и в породах фундамента [2. C. 104–125; 4. C. 44–49; 6. C. 32–37]. При этом сле- дует отметить, что во многих нефтеносных провинциях нефтепроявления отмечаются в значительном верти- кальном диапазоне. Они охватывают не только свиты чехла, нижние базальные свиты, докембрийские грани- ты фундамента, прослеживаясь на некоторую глубину. Примером являются месторождения Египта, приуро- ченные к обоим бортам грабена Суэцкого залива и Красного моря. Здесь нефтеносны, главным образом, нижние базальные свиты, залегающие на докембрии и сложенные песчаниками (карбон, мел) или рифовыми известняками (палеоген). В месторождениях Хургада, Гемзах, Джебель Цейт нефтеносны не только аркозы, перекрывающие кристаллический фундамент, но и ни- жележащие граниты докембрия, в которых нефтепро- явления прослеживаются на некоторую глубину. Здесь нет никаких свит, богатых органическим веществом. Такая же ситуация вырисовывается в нефтеносных грабенах оз. Альберта и оз. Тантганьика на продолже- нии этой зоны разломов [2. С. 104–125]. На Русской платформе нефть уже давно добывают из метаморфических пород фундамента на Тимане [8. C. 24–29]. Здесь газообразные углеводороды поступают с таких глубин (сотни метров от поверхности фунда- мента), на которых вряд ли они могли быть транспор- тированы с водой путем латеральной миграции. Жид- кая нефть в трещиноватых докембрийских породах обнаружена в скважинах Татарии. По пунктам нахож- дения нефти в нижних свитах осадочного чехла Рус- ской платформы (средний девон – Саратовское Повол- жье, Самарская Лука, Западная Башкирия, Татария, Тиман) и в метаморфизованных породах фундамента (Тиман, Поволжье) можно установить общие контуры Волго-Уральской нефтеносной провинции. Между тем ни эти свиты осадочного чехла, ни породы фундамента по своей литологии не могут рассматриваться как «нефтематеринские» свиты [2. C. 104–125]. Таким образом, на примере хорошо изученных неф- тегазоносных провинций (Аппалачской совместно с Восточной Канадской, Мид-Континента, Скалистых Гор, Волго-Уральской области, Египта и др.) можно проследить нефть и газ в породах фундамента, в ба- зальных свитах и верхних толщах осадочного чехла платформ. При этом выясняется, что контуры нефтега- зоносных провинций обусловлены крупными деформа- циями, а не распространением отдельных свит. Оче- видно, что литология вышележащих (от уровня фунда- мента) свит осадочного чехла не имеет никакого отно- шения к генезису нефти и газа. Они, благодаря различ- ной пористости и наличию благоприятных тектониче- ских структур и действия других факторов, только ло- кализуют частные скопления углеводородов, посту- пающих с глубинных частей Земли. К тому же, например, базальные свиты (песчаники кембрия и толща силура медайна или светлые извест- няки и доломиты ордовика в Аппалачах, или кремни- стые доломиты кембрия–ордовика Мид-Континента, Канзаса, Оклахомы; песчаники и песчано-глинистые породы среднего девона Волго-Уральской области и т.д.) обычно настолько бедны органическим веществом и формировались в такой геохимической обстановке, что их нельзя считать нефтематеринскими свитами. Учитывая это, в свое время П.Н. Кропоткин [2. C. 104– 125] сделал вывод, что в пределах Северо-Амери- канской платформы и в других частях мира размеще- ние месторождений нефти и газа обусловлено подъе- мом углеводородов с глубины из фундамента через все горизонты стратиграфического разреза. В частности, доказательством вертикальной миграции углеводоро- дов являются жилы асфальтов и пиробитумов, встре- чающиеся не только в породах осадочного чехла, но и в докембрийском кристаллическом фундаменте (Цен- тральный массив Франции, Канадский и Балтийские щиты [2. C. 104–125]. Кроме этого следует отметить, что в последние годы был открыт ряд крупных нефтя- ных месторождений в гранитоидах фундамента плат- форменных областей. Из числа этих месторождений особенно привлекают внимание Ла-Пас в Венесуэле, Белый Тигр, Дракон и другие на шельфе юга Вьетнама, Сибири (Иркутская область) [4. C. 44–49; 6. C. 32–37; 9. C. 46–54; 10. C. 66–68]. Приведенные данные опровергают утверждение об органическом генезисе нефти и газа в условиях оса- дочного чехла платформ. Например, еще П.Н. Кропот- кин [2. C. 104–125] отмечал, что в тех условиях, кото- рые характерны для осадочного чехла платформ, нефть возникнуть из органического вещества не может. Ни- чтожная примесь углеводородов, накапливающихся в свежем осадке при захоронении растительного и жи- вотного материала, по-видимому, в дальнейшем разде- ляет судьбу всей массы органики, подвергаясь карбо- натизации. Обратный процесс обогащения органики водородом невозможен (в породах осадочного чехла).
  • 170 Метан, отделяющийся при карбонатизации ограники, вряд ли можно считать исходным материалом нефти. В угольных шахтах, например, изобилует метан такого происхождения, но нет никаких признаков образования нефти в угольных месторождениях. В свою очередь, в пределах нефтегазоносных про- винций происходит выход подземных (глубинных) га- зов. Среди них отмечают: водород, азот, инертные газы, которые являются спутниками метана и других газооб- разных углеводородов. В отдельных случаях с этими газами поступает чистый водород, что указывает на вос- становительные условия в участках зарождения газовых струй. В связи с этим В.И. Вернадский [11. C. 209–376] отмечал, что все выходы газовых струй на поверхность Земли обусловлены «дыханием Земли». В частности, он подчеркивал, что все крупные месторождения гелия приурочены к выходам «…тектонических газовых струй (азотных, азотно-метановых)». Так, например, гелиенос- ная зона Восточного Канзаса (месторождение Декстер и др.) протягивается вдоль разлома, ограничивающего с востока подземным выступом докембрийского фунда- мента (поднятие Немаха). Крупное гелиевое месторож- дение находится вблизи поверхности докембрия на структурном поднятии, которое осложняющет южный склон крупного выступа гор Амарильо. Оно контроли- руется глубинным разломом. Часто содержание гелия в азотно-метановых струях в тысячи раз превышает его содержание в атмосфере. Это касается азота и других элементов. Несомненно, источником газов в рассматри- ваемых месторождениях являются глубинные части Земли (ниже фундамента платформ). Безусловно, формирование и локализация в недрах Земли нефтяных и газовых месторождений для суще- ствования и развития человеческого общества имеют колоссальное значение. Однако с точки зрения эволю- ции Земли образование подобных месторождений – это всего второстепенный побочный эффект в общем гран- диозном процессе эндогенной активности нашей пла- неты [12]. При этом тектоника, с одной стороны, и гео- химия углеродно-водородных флюидных глубинных потоков, с другой – позволяют с позиций неорганиче- ской (эндогенной) концепции рассмотреть генезис нефти и газа [9. C. 46–54; 10. C. 66–68]. Подобное ут- верждение вытекает из анализа результатов полевых, лабораторных и теоретических исследований, выпол- ненных в последние десятилетия [3. C. 792–795; 5. C. 16–27; 7. C. 51–55; 13. C. 11–114; 14. C. 30–33; 12; 15 и др.]. Согласно данным работам формирование место- рождений нефти и газа возможно в конкретных геоди- намических обстановках в связи с эндогенной деятель- ностью внутренних частей Земли. Последняя, в свою очередь, обусловлена деятельностью водородно- углеродных флюидов (с примесью разнообразных ле- тучих инертных газов, N, Cl, F и т.д.), отделяющихся с поверхности внешнего ядра Земли. Последнее сохра- нило «магматическое» состояние с момента перехода Земли в планетарный период развития и обеспечивает общий циклический процесс дегазации Земли [12; 16. C. 16–24; 18. C. 16–27]. Энергетическая емкость рас- сматриваемого флюида настолько велика, что он играл ведущую роль во всех геологических процессах как в условиях глубинной геодинамики, так и в пределах земной коры, являясь главным вещественным (и энер- гетическим) компонентом, обусловливающим зарож- дение и эволюцию природных систем. В результате бурной дегазации внешнего ядра Зем- ли, флюидное давление в нем понизилось (до величины порядка 140 ГПа), уравновесившись с давлением, соз- даваемым верхними силикатными оболочками. В ре- зультате Земля превратилась в саморазвивающуюся систему, движущей силой которой стала кристаллиза- ция (и наращивание) твердого Fe–Ni (внутреннего) субъядра за счет процессов, протекающих во внешней жидкой (флюидной) оболочке. Механизм действия данного процесса сводится к следующему. Эволюция флюидного (внешнего) ядра приводит к тому, что обра- зующиеся при этом тугоплавкие и тяжелые компонен- ты идут на строительство внутреннего ядра, а более легкие примесные производные (H, углеводороды N и другие) накапливаются на фронте кристаллизации. Они образуют конвективные (восходящие) потоки прово- дящей жидкости. Последние приводят в действие гид- ромагнитное динамо земной системы. При этом про- должающаяся кристаллизация жидкого (флюидного) внешнего ядра Земли и накопление на его поверхности легколетучих компонентов сопровождаются возраста- нием их давления. Это реализуется периодически обра- зованием восходящих флюидных потоков вдоль ослаб- ленных (тектонических) зон. Энергетический поток, идущий от внешнего ядра, разогревает вещество в самом глубоком слое мантии – «D». Это, с одной стороны, подавляет конвекцию в жидком (внешнем) субъядре и является причиной ин- версии магнитного поля Земли, а с другой – происхо- дит утолщение слоя «D». Он становится неустойчивым и выбрасывает восходящие струи в верхние слои ман- тии. При этом характер плавления мантийного суб- страта должен изменятся в сторону перехода мантий- ного вещества в расплавленное состояние. Наиболее оптимальными условиями для флюидного плавления являются глубины 80–110 км. В дальнейшем восходя- щие струи флюидного мантийного вещества – плюмы поступают в различные геодинамические обстановки поверхностных частей Земли. Важную роль в их соста- ве играли углеродно-водородные и многие другие газообразные компоненты [9. C. 46–54; 12; 18. C. 95– 101; 14. C. 30–33; 19. C. 19–25 и др.]. Мантийный флюид имеет две ветви углеродно- водородного характера [20. C. 39–43 и др.]. В данном случае нас интересует первая из них, представленная тяжелыми углеводородами. При движении из глубин- ных частей Земли мантийных флюидов возможны два предельных варианта их подъема – равновесный и ме- тастабильный. В случае последнего (квазиравновесно- го) подъема углеводородных флюидов тяжелые угле- водороды разлагаются в основном на метан с его бли- жайшими гомологами и твердый углерод [20. C. 39– 43]. В результате этого процесса возможно формирова- ние крупных газовых месторождений в зонах глубин- ных разломов. Таким образом, рассмотренный динамо- механизм действия земной системы, зарождение всплывающих с поверхности жидкого внешнего ядра восходящих флюидных водородно-углеродных потоков являются основополагающим при объяснении генезиса
  • 171 нефти и газа с позиций неорганической теории. Исходя из этого, используя данные многих исследователей [2. C. 104–125; 4. C. 44–49; 5. C. 33–42; 6. C. 32–37; 7. C. 51–55; 12; 13. C. 111–114; 14. C. 30–33; 15; 18. C. 95– 101; 19. C. 19–25; 20. C. 39–43] – можно представить модель формирования месторождений нефти и газа. В случае прохождения углеродно-неорганического флюида по холодной геобаротерме тяжелые углеводо- роды устойчивы, если их объемная энергетическая ем- кость не превышает 500 ккал [9. C. 46–54; 20. C. 39– 43]. В результате происходит только частичное разло- жение тяжелых углеводородов с образованием нефти в зонах разломов. Внутренняя энергия метастабильного поднимающе- гося по геотерме эйкозана (C12h52) – тяжелого алкана (выбранного в качестве аналога тяжелого углеводоро- да) изменяется таким образом, что на глубине 90–30 км отмечается энергетический барьер [20. C. 39–43]. При этом оказывается, что максимальные значения разно- сти между внутренней энергией в метастабильном и равновесном состояниях эйкозана на глубине 62 км сопоставимы с энергией взрывчатых веществ [20. C. 39–43]. Расчеты показали, что детонация шаровых скоплений тяжелых углеводородов радиусом до не- скольких десятков метров способна инициировать круп- ные землетрясения [9. C. 46–54; 20. C. 39–43]. Связь ме- сторождений нефти с мантийными процессами под- тверждается корреляцией местоположения глубинных аномальных сейсмических зон и крупных скоплений нефти [3. C. 792–795], приуроченностью нефтегазовых обособлений и кольцевых разломов, образование кото- рых связано с астенолитами в верхней мантии. Концен- трации нефти и газа возможны в тыловой части ост- ровных дуг, где углеродно-неорганические флюиды, поднимаясь по разрывным нарушениям в мантийном клине, формируют месторождения. Участие углеводородной ветви в составе мантийно- го флюида в обстановке островных дуг подтверждается присутствием тяжелых углеводородов в ксенолитах Sp лерцолитов из известково-щелочных базальтов и в ксе- нолитах дунита и пироксенита из щелочных базальтов Японии. В Байкальском рифте известны проявления нефти неорганического происхождения. При изверже- нии вулканов Камчатки и в других районах отмечается выброс нефти и выход газов. Открытие в породах многих структур земного шара флюидных включений свидетельствует о поступлении углеводородов из глубин к поверхности Земли [4. C. 44–49; 10. C. 66–68; 13. C. 11–114; 17; 19. C. 19–25; 21. C. 126–128]. Так, сверхглубокая Кольская скважина показала, что даже на глубине 7–10 км в «гранитном» слое земной коры имеются зоны разуплотнения, т.е. коллектора, насыщенные флюидом. Широко известны включения неорганических газов в газово-жидких обособлениях (включениях) в минера- лах кимберлитов Якутии. Тяжелые алканы обнаружены недавно в мантийных ксенолитах из вулканических пород различных регионов мира [22]. Исследования газово-жидких флюидов, образую- щих включения в породах фундамента месторождений Белый Тигр и Дракон (Вьетнам), обнаружило преобла- дание в их составе водорода и метана. Суммарное со- держание флюидов во включениях колеблется от 8 до 180 см3/кг породы. Эти флюиды капсулированы в ка- пилярах, каналах роста минералов, пустотах специфи- ческих минеральных структур, в виде обособленных включений. Процесс образования нефти происходит в фундаменте месторождений Белый Тигр (Вьетнам) и в настоящее время [4. C. 44–49]. Подобное подтвержает- ся и тем, что в последние годы был открыт ряд круп- ных нефтяных месторождений в гранитоидных ком- плексах фундамента платформенных областей (Ла Пас в Венесуэле, Белый Тигр, Дракон, Вьетнам и др.). Кро- ме того, в пределах нефтегазоносных территорий очень часто происходит выход подземных (глубинных) газов. Среди них отмечают инертные газы, азот и многие дру- гие, которые являются характерными геохимическими спутниками метана и иных газообразных углеводоро- дов. В отдельных случаях вместе с этими газами по- ступает чистый водород, что может указывать на резко восстановительные условия в участках зарождения газовых струй. Если нефть и газ появляются в каком-либо участке земной коры, образуя так называемые нефтегазоносные провинции, то они насыщают в той или иной концен- трации весь стратиграфический разрез от пород фун- дамента до верхних частей данного профиля. Осадочные породы по литологическому составу аналогичные нефтегазоносным, обычно не содержат заметных количеств нефти и газа за пределами нефте- газоносного района. Примером является средняя часть Северо-Американской платформы, Московская синек- лиза и др. [2. C. 104–125]. Нижние свиты осадочного чехла платформ, со- держащие нефть и газ, в большинстве случаев не содержат органические вещества, в таком количест- ве, которое могло бы обеспечить высокую концен- трацию газообразных углеводородов, соответствую- щую упругости газа (в сотни атмосфер) в глубоких газовых горизонтах. Многие нефтегазоносные ба- зальные свиты практически не содержат органиче- ского вещества. В других случаях они сформирова- лись в окислительной обстановке, исключающей об- разование в них нефти и газа. В составе потока углеводородов, наряду с метаном, входят более тяжелые, более сложные по своему соста- ву предельные углеводороды. Вся эта масса привне- сенного вещества задерживается в пористых породах осадочной оболочки, накапливаясь в форме своеобраз- ной газовой смеси (типа конденсатных залежей) и в форме метановой нефти [2. C. 104–125] Присутствие в золе нефтей и асфальтов Ni, V, S и других элементов, характерных для ультраосновных пород, может указывать на глубинное происхождение углеводородов. По мнению П.Н. Кропоткина [2. C. 104–125], мета- новая нефть образуется при температуре 200–350°С (судя по данным С.Н. Обрядчикова и др. (1955)). Даль- нейшее ее изменение в условиях, характерных для чех- ла осадочных пород, а именно дифференциация угле- водородов с удалением фракций наиболее легких и наиболее богатых водородом, ведет к накоплению наф- тенов, изопарафинов и т.д. Одновременно происходит некоторое окисление нефти (появление нафтеновых
  • 172 кислот, оснований, смол) и растворение в ней тех, главным образом, растительных продуктов (порфири- на, фитостерина и пр.), которые содержатся во вме- щающих породах. При застойном (в течение миллионов лет) сохране- нии нефти в одних и тех же осадочных породах встре- тить нефть без этих легко растворимых в ней примесей биогенного происхождения столь же невероятно, как встретить совершенно пресную (дождевую) воду среди глубоких застойный вод в осадочных свитах. Оптиче- ская активность, обусловленная наличием этих приме- сей в нефтях, оказывается в среднем более значитель- ной, по сравнению с метановыми, у нафтеновых и смо- листых нефтей. Порфирины практически отсутствуют в некоторых светлых легких нефтях (например, гали- цийской, пенсильванской). Это хорошо объясняется меньшей степенью измененности молодых и метано- вых нефтей и большей степенью измененности нефтей нафтеновых и смолистых. Длительное химическое взаимодействие нефти с осадочными породами и подземными водами и газа- ми, а также деятельность бактерий и многие другие факторы приводят к тому, что нефть из различных стратиграфических и литологических горизонтов одного и того же месторождения отличается по со- ставу. Избегая сильно дислоцированные зоны и спокой- ные участки платформ, углеводороды сосредотачива- ются в зонах «средней» степени тектонической про- работки. Это могут быть межгорные (Калифорния, Венесуэла) и краевые прогибы, дислоцированные уча- стки платформ (Поволжье), зоны крупных разломов по краям платформ (зона Балконес-Мексия Талько в Техасе). Часто это могут быть зоны перехода от круп- ных тектонических поднятий к прогибам или окраин- ные части прогибов и др. Наряду с этим отмечается связь нефтегазоносности с окраинами грабенов. На- пример, египетские месторождения по краям грабена Суэцкого Залива, в грабене Мертвого моря, в Рейн- ском грабене (месторождение Пешельбронн и др.), в грабене Лимань (в пределах Центрального массива Франции), по краям грабенов Байкала, оз. Альберта и оз. Танганьики, в грабене вблизи г. Сальвадор (Байяс), расположенном у края Бразильского кристаллическо- го массива. Связь нефтегазоносных месторождений с дизъюнк- тивными и иными структурами (с разломами и иными дислокациями, например, Жигулевской флексурой на Русской платформе, поднятием Центрального Канзаса в США и др.) объясняется тем, что зоны повышенной проницаемости деформирования фундамента платформ выступают вертикальными каналами миграции углево- дородов, поступающих с глубин. Однако в силу по- слойной горизонтальной миграции нефть и газ часто сосредотачиваются не в самих этих зонах, а поблизости в соседних куполах и сводах антиклиналий. Модельное представление о формировании нефтяных провинций можно получить, исходя из анализа конкрет- ных геологических ситуаций в пределах определенных территорий Земного шара. В частности, это можно осу- ществить на примере нефтегазоносных районов южного шельфа Вьетнама [4. C. 44–49; 6. C. 32–37] (Кыулонгская впадина, месторождения Белый Тигр, Дракон). Первона- чально (I этап юра, мел и первая половина палеогенового периода) здесь осуществляется накопительный период. В данный промежуток времени в породы фундамента поступали с глубины флюиды, содержащие нефтеобра- зующие углеродные соединения. Они поступали и насы- щали породы фундамента, главным образом через дизъ- юнктивные системы. Последующий период (продол- жающийся с олигоценового времени, и, вероятно, проис- ходящий в настоящее время) рассматривается как мигра- ционный. В этот период идет процесс формирования неф- тяных залежей. Он тесно связан с оживлением тектоники в пределах южного шельфа Вьетнама. Активизация тектонических движений была вызва- на рифтогенезом, охватившем Зондский шельф в оли- гоцене. Это сопровождалось возобновлением подвижек блоков фундамента, его дроблением, образованием дополнительных систем трещин. Все это привело к тому, что нефтяные флюиды, рассеянные до этого по массиву гранитоидов фундамента и капсулированные макро и микропустотами, пришли в движение. Рассматриваемая концепция эндогенного происхо- ждения нефти требует пересмотра набора поисковых прогнозных критериев, позволяющих открывать новые месторождения. Особое внимание заслуживают геоло- гические комплексы и структуры фундамента плат- форм (особенно молодых). Примером являются место- рождения Вьетнама, Венесуэлы и др. ЛИТЕРАТУРА 1. Три сценария апокалипсиса // Аргументы и факты. 2004. № 40. С. 10. 2. Кропоткин П.Н. Проблемы происхождения нефти // Советская геология. 1955. № 47. С. 104–125. 3. Булин Н.К. и др. Новые сейсмические метки литосферы районов размещения крупных углеводородных скоплений // Докл. РАН. 1999. Т. 364, № 6. C. 792–795. 4. Гаврилов В.П. Нефтегазоносность гранитов // Геология нефти и газа. 2000. № 6. C. 44–49. 5. Готтих Р.П., Писоцкий Б.И., Бурмистенко Ю.Н. Восстановленные флюиды в разрезах нефтегазоносных бассейнов // Сов. геология. 1988. № 3. С. 33–42. 6. Поспелов В.В., Шнип О.А. Геологическое строение и нефтегазоносность Зондского шельфа // Геология нефти и газа. 1997. № 8. C. 32–37. 7. Смирнова М.Н. Нефтегазоносные кольцевые структуры и научно-методические аспекты их изучения // Геология нефти и газа. 1997. № 9. С. 51–55. 8. Кремс А.Я. Замечания о генезисе нефти в условиях формирования ее залежей // Нефтяное хозяйство. 1947. № 1. С. 24–29. 9. Индукаев Ю.В. Связь магматизма и формирования рудных и нефтяных месторождений с глубинными углеродно-водородными флюидами // Рудные месторождения, минералогия, геохимия. Томск: Том. ун-т, 2003. Вып 3. С. 46–54. 10. Индукаев Ю.В. Неорганическая (эндогенная) концепция генезиса нефтяных и газовых месторождений и необходимость расширения набора поисковых признаков, позволяющих прогнозировать новые нефтегазоносные площади // Проблемы и перспективы развития минерально- сырьевого комплекса и производительных сил Томской области: Матер. науч.-практ. конф. Новосибирск: СНИИГГиМС, 2004. С. 66–68. 11. Вернадский В.И. История минералов земной коры. Л., 1927. Т. 1, вып. 2. С. 209–376.
  • 173 12. Маракушев А.А. Происхождение Земли и природа ее эндогенной активности. М.: Наука, 1999. 255 с. 13. Зубков В.С. и др. Устойчивы ли тяжелые углеводороды в верхней мантии // Геодинамика и эволюция Земли: Матер. науч. конф. РФФИ. Новосибирск: НИЦ ОИГГМ СО РАН, 1996. С. 111–114. 14. Зубков В.С. Углеродно-неорганический флюид в глубинной геодинамике и процессах в литосфере // Петрография на рубеже ХХI века. Итоги и перспективы. Сыктывкар, 2000. Т. 3. С. 30–33. 15. Чекалюк Э.Б. Нефть в верхей мантии Земли. Киев: Наукова думка, 1967. 256 с. 16. Блоксхам Д., Габинна Д. Эволюция магнитного поля Земли // В мире науки. 1990. № 2. С. 16–24. 17. Джинлос Р. Земное ядро // В мире науки. 1983. № 11. С. 16–27. 18. Зубков В.С. и др. Термодинамическая модель системы C–H в условиях высоких температур и давлений // Геохимия. 1998. № 1. C. 95–101. 19. Исидоров В.А., Зенкевич И.Г., Карпов Г.А. Летучие органические соединения в парогазовых выходах некоторых вулканов и гидротермаль- ных систем Камчатки // Вулканология и сейсмология. 1991. № 3. C. 19–25. 20. Зубков В.С. О двух ветвях мантийного флюида // Геология и металлогения докембрия юга Сибири. Иркутск: Вост.-Сиб. кн. изд-во, 1999. С. 39–43. 21. Индукаев Ю.В. Источник вещества и геодинамические обстановки формирования месторождений нефти и газа эндогенного генезиса // Формационный анализ в геологических исследованиях. Томск, 2000. С 126–128. 22. Sugisaki R., Mimura K. Mante hydrocarbons. Abiotic or biotic? // Geochim Cosmochim. Acta. 1994. Vol. 58. P. 2527–2542. Статья представлена научной редакцией «Науки о Земле» 17 ноября 2007 г.

documents.tips

Эндогенное происхождение - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Эндогенное происхождение

Cтраница 3

В крови циркулируют те же аминокислоты, которые входят в состав белков пищи. Конечно, не все количество аминокислот крови экзогенного происхождения; среди них имеется и значительное количество аминокислот, образовавшихся при распаде белков тканей. Но так как и те и другие аминокислоты ничем друг от друга не отличаются, то проводить какую-либо грань между аминокислотами пищи и аминокислотами эндогенного происхождения невозможно. Количество аминокислот, постоянно находящихся в крови, невелико, так как, поступая в кровь, они быстро извлекаются оттуда клетками тканей, использующими их для построения тканевых белков и других азотсодержащих веществ.  [31]

Было найдено, что для таких рутинных целей, как контроль уровня препарата в плазме во время ежедневного приема трициклических антидепрессантов, больше подходит насадочная колонка. Она проще в работе и дешевле, а наличие двойного газового хроматографа позволяет использовать одновременно две колонки, что невозможно в случае капиллярных колонок и системы непрерывного ввода. С другой стороны, на капиллярной колонке получали более высокое разрешение газохроматографических пиков, что свидетельствует о преимуществах колонок такого типа при определении очень низких концентраций антидепрессантов в плазме или в присутствии других применяемых одновременно лекарственных препаратов или веществ эндогенного происхождения, мешающих определению.  [32]

Кребс с сотрудниками [3] в 1951 г. обнаружил в водном экстракте ядер абрикосовых косточек кислоту, которая затем была выделена из отрубей риса, пивных дрожжей, бычьей крови и печени лошади. Кислота эта была им названа пангамовой из-за ее распространения в семенах различных растений ( греч. До настоящего времени отсутствуют какие-либо работы, подтверждающие витаминные свойства пангамовой кислоты. До сих пор неизвестно является ли она веществом эндогенного происхождения или же результатом поступления в организм с пищей.  [33]

Описаны хронические отравления при воздействии СО в концентрации 10 - 50 мг / м3, при этом в крови определялось 3 - 13 % СОНв. В опытах на мышах выявлено вредное влияние СО в концентрации 103 - 480 мг / м3 на течение беременности и потомство. Выделяется из организма в основном через дыхательные пути, после острого отравления через час выделяется 60 - 70 % СО, остальное количество - в последующие 3 - 4 часа. Этот уровень определяется не только внешним поступлением СО, но и эндогенным происхождением как продукт катаболизма тема и переокисления липидов. При концентрации его 10 - 15 % можно предполагать хроническое отравление.  [34]

Вторые вызываются токсическими, физическими или аллергическими влияниями. Гистологически при этом обнаруживают отек ткани и инфильтрацию лейкоцитами, лимфоцитами, плазматическими клетками. Основной причиной заболевания является изменение реактивности организма и развитие гиперергической тканевой реакции. Аллергенами могут быть бактериальные токсины, протеины, а возможно и бактерии, а также аллергены эндогенного происхождения.  [35]

Более подробными данными мы располагаем об аминокислотах крови. В крови циркулируют те же аминокислоты, которые входят в состав белков пищи. Конечно, не все количество аминокислот крови экзогенного происхождения; среди них имеется и значительное количество аминокислот, образовавшихся при распаде белков тканей. Но так как и те, и другие аминокислоты ничем друг от друга не отличаются, то проводить какую-либо грань между аминокислотами пищи и аминокислотами эндогенного происхождения невозможно. Количество аминокислот, постоянно находящихся в крови, невелико, так как, поступая в кровь, они быстро извлекаются оттуда клетками тканей, использующими их для построения тканевых белков и других азотсодержащих веществ.  [36]

Опыт продолжался до тех пор, пока собака не впала в коматозное состояние и у нее не появились судороги. Лишь спустя 40 - 15 мин после извлечения из камеры погибающей собаки у него отмечалось нарушение внимания и тошнота. Имеется немало данных, свидетельствующих об образовании цианидов в организме человека в физиологических условиях. Цианиды эндогенного происхождения обнаружены в биологических жидкостях, в выдыхаемом воздухе, в моче. В связи с этим должен быть упомянут и витамин В12 ( - цианокобаламин) 8 который, как известно, является фактором роста, необходимым организму для нормального кроветворения и функционирования нервной системы, печени и других органов.  [37]

Подкожное или внутривенное введение вело к большей задержке фосфора. Фосфор попадает в кал частично с неусвоенной пищей, а частично представляет собой продукт эндогенного метаболизма. Определение источника фосфора в кале при помощи меченого фосфора является простой задачей. Скармливается фосфат, меченный Р33, и определяется через разные промежутки времени удельная активность фосфора, экстрагированного из кала и мочи. Отношение удельной активности Р кала к удельной активности Р мочи является показателем фосфора эндогенного происхождения.  [38]

Термин лигнаны своим происхождением обязан тому обстоятельству, что по принципу схемы 81 образуется и высокомолекулярный лигнин. Последний найден только у растений. И лигнаны считаются чисто растительными метаболитами. Однако категоричность этого утверждения поколеблена недавним обнаружением в моче человека и других млекопитающих энтеро-лактона 3.153 и энтеродиола 3.154. Высказано предположение, что эти вещества продуцируются кишечными бактериями из поступающего с растительной пищей секоларицирезинола 3.155. Но против этого говорит тот факт, что энтеродиола больше в моче женщин и содержание его подвержено колебаниям, согласующимся с менструальным циклом. Особенно велико оно в первые три месяца беременности. Это наводит на мысль об эндогенном происхождении и физиологической роли соединений 3.153 и 3.154 в процессах воспроизводства млекопитающих.  [39]

Страницы:      1    2    3

www.ngpedia.ru

К ПРОБЛЕМЕ ЭНДОГЕННОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ НЕФТИ И ГАЗА

  • Home
  • Documents
  • К ПРОБЛЕМЕ ЭНДОГЕННОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ НЕФТИ И ГАЗА

Post on 29-Mar-2017

212 views

TRANSCRIPT

  • 168 УДК 553.061.3 Ю.В. Индукаев К ПРОБЛЕМЕ ЭНДОГЕННОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ НЕФТИ И ГАЗА На основе современного теоретического, экспериментального и полевого материала рассматривается неорганическая концеп- ция происхождения нефти. Образно говоря, нефть считают «кровью цивилиза- ции». Ее добыча год от года растет, а запасы, по утвер- ждению экспертов, уменьшаются. Международная ассо- циация по изучению конъюнктуры нефтяного спроса (ASPO) провела расчеты, согласно которым через 10 лет в мире начнется планетарный кризис из-за того, что по- требность в нефти наконец превысит ее добычу [1. С. 10]. Консультант правительства США и крупных нефтяных корпораций доктор Кэмпбелл считает [1. С. 10], что эко- номическое процветание в двадцатом веке было связано прежде всего с добычей дешевой легкодобываемой неф- ти. Он утверждает, что суммарные запасы нефти на пла- нете составляют 1 800 гигабаррелей, из которых человек на 2004 г. добыл 822 гигабарреля. При этом необходимо учитывать, что человечество потребляет в год 22 гигабар- реля, а разведывает всего 6 гигабаррелей. Данный эксперт считает, что пик добычи пал на 2005 г., после чего исто- щение мировых запасов нефти будет составлять пример- но 2% в год. Другой эксперт, М.К. Хубберт [1. С. 10], является специалистом по оценке нефтересурсов, их разведки и истощения. Он еще в 1949 г. дал свои прогнозы, которые сейчас сбываются. В частности, еще в 1956 г. М.К. Хуб- берт сформулировал правило, называемое сейчас «Зако- ном Хубберта». Оно гласит: «Нефть используется как источник энергии до тех пор, пока добывать ее дешевле, чем получать ее с помощью электроэнергии. После это- го добыча нефти прекратится независимо от того, какова будет ее денежно-кредитная цена». М.К. Хубберт считает, что за период с 1965 г. по 2023 г. человечество использует 80% мировых запасов нефти. Это и есть период наивысшего пика человече- ской цивилизации (по Хубберту). Профессор Айвенго, консультант правительства США и крупных нефтяных компаний по оценке нефтя- ных запасов основных бассейнов, ситуацию оценивает по-иному [1. С. 10]. Он утверждает, что «критической датой будет та, когда глобальный спрос превысит ми- ровую добычу». Это произойдет в период между 2000– 2010 гг. После этого темпы добычи начнут снижаться. Подобное событие произойдет в пределах жизни боль- шинства людей, живущих сейчас на Земле. Перечисленные прогнозы, сделанные наиболее ав- торитетными в мире специалистами, хотя и по-раз- ному, но в целом однозначно, утверждают о исчерпае- мости известных запасов нефти на нашей планете. В связи с этим актуальнейшей задачей является разра- ботка новых подходов и поисковых критериев к изуче- нию территорий, перспективных на углеводородное сырье. Важную роль в этом направлении играют под- ходы геологов к проблеме генезиса нефти и газа. Без- условно, сложность в решении данной проблемы опре- деляется тем, что нефть встречается только во вторич- ном залегании. Подобное ее нахождение показывает, что она всегда встречается на значительном расстоянии от первичных источников возникновения. Известно, что в настоящее время общепринятой точкой зрения является органическая концепция про- исхождения нефти. В этом случае предполагается су- ществование определенных литологических толщ, бо- гатых органическим веществом, преобразование кото- рого дает начало нефтеобразующим углеводородам. Однако анализ фактического материала по геологиче- ским разрезам нефтегазоносных районов различных стран мира не позволяет согласиться с этим утвержде- нием. В частности, этому противоречит и тот факт, что нефтевмещающими являются комплексы пород разных формаций (песчанистые, глинистые, карбонатные и другие) либо без органического вещества, либо с не- значительным количеством его присутствия. В связи с этим, любая попытка ограничить генезис и локализацию нефти с распространением пород какой-либо формации не подтверждается фактическим материалом. Это стано- вится очевидным при рассмотрении нефтегазоносности нижних или базальных свит осадочного чехла платформ. В данном случае имеются в виду свиты, залегающие непосредственно на докембрийском кристаллическом фундаменте или немного выше поверхности докембрия. В подавляющем большинстве случаев нефть и газ здесь не могли поступать в эти свиты сверху. Следовательно, источник углеводородов должен был находиться либо в самих базальных свитах, либо еще глубже – в докем- брийском фундаменте и ниже. При этом очень важным фактом является то, что са- ми нефтеносные базальные свиты, как например кем- брийские отложения в основании свиты Арбукль в Се- верной Америке, часто оказываются песчаными толща- ми, очень бедными биогенным органическим веществом [2. С. 104–125]. В некоторых случаях они его не содер- жали вообще. Иногда нефтеносными являются аркозо- вые гравийники и дресва, образовавшиеся за счет пере- мыва гранитов и гнейсов докембрия. В некоторых рай- онах, например в штате Канзас [2. С. 104–125], промыш- ленно нефтеносными оказываются даже разрушенные трещиноватые породы верхней части докембрийского кристаллического фундамента. Приведенные примеры показывают, что утверждать о карбонатных, глинистых, песчанистых и о каких-либо других нефтематеринских свитах не представляется возможным. При решении проблемы генезиса нефти необходимо учитывать и другие факторы и огромный фактический материал по месторождениям разных стран мира [2. C. 104–125; 3. С. 792–795; 4. C. 44–49; 5. C. 33–42; 6. C. 32–37; 7. C. 51–55]. В частности, изучение тектони- ческих закономерностей размещений нефти и газа в платформенных и складчатых системах показывает, что геодинамика внутренних (глубинных) частей Земли обусловливает изначальный источник углеводородов, а
  • 169 тектонические и геохимические процессы земной коры способствуют их преобразованию в нефтеобразующие с последующим перераспределением и концентрацией в конкретных структурах чехла. Именно тектонические деформации и геохимические процессы земной коры, а не распространение по вертикали и по площади осадоч- ных толщ, богатых органическим веществом, контроли- руют размещение нефтеносных провинций, районов, месторождений. При этом диапазон распространения нефти в этих регионах в вертикальном разрезе прежде всего определяется горизонтами пород благоприятной пористости, вплоть до основания неметаморфизованно- го осадочного чехла. В том случае, когда породы склад- чатого фундамента достаточно раздроблены, они могут служить коллекторами и здесь могут концентрироваться промышленные скопления нефти. Примером являются трещиноватые граниты зоны Амарильо в северо- западном Техасе, а также месторождения Эдисон и дру- гие в Калифорнии. Анализ нефтеносных провинций Се- веро-Американской платформы (Мид-Континента, Ап- палачи и так называемого пермского бассейна Западного Техаса) показывает, что нефть в большом количестве извлекалась из свит силура и кембрия нижней части осадочного чехла. Значительные запасы нефти были известны в базальных породах кембрия штата Уайомин- га [2. C. 104–125]. Таким образом, приведенные примеры и многие другие данные (Скалистые горы, Восточная Канада, Египет, Волго-Уральская область и т.д.) показывают, что нефте- и газопроявления широко известны в ниж- них свитах осадочного чехла и в породах фундамента [2. C. 104–125; 4. C. 44–49; 6. C. 32–37]. При этом сле- дует отметить, что во многих нефтеносных провинциях нефтепроявления отмечаются в значительном верти- кальном диапазоне. Они охватывают не только свиты чехла, нижние базальные свиты, докембрийские грани- ты фундамента, прослеживаясь на некоторую глубину. Примером являются месторождения Египта, приуро- ченные к обоим бортам грабена Суэцкого залива и Красного моря. Здесь нефтеносны, главным образом, нижние базальные свиты, залегающие на докембрии и сложенные песчаниками (карбон, мел) или рифовыми известняками (палеоген). В месторождениях Хургада, Гемзах, Джебель Цейт нефтеносны не только аркозы, перекрывающие кристаллический фундамент, но и ни- жележащие граниты докембрия, в которых нефтепро- явления прослеживаются на некоторую глубину. Здесь нет никаких свит, богатых органическим веществом. Такая же ситуация вырисовывается в нефтеносных грабенах оз. Альберта и оз. Тантганьика на продолже- нии этой зоны разломов [2. С. 104–125]. На Русской платформе нефть уже давно добывают из метаморфических пород фундамента на Тимане [8. C. 24–29]. Здесь газообразные углеводороды поступают с таких глубин (сотни метров от поверхности фунда- мента), на которых вряд ли они могли быть транспор- тированы с водой путем латеральной миграции. Жид- кая нефть в трещиноватых докембрийских породах обнаружена в скважинах Татарии. По пунктам нахож- дения нефти в нижних свитах осадочного чехла Рус- ской платформы (средний девон – Саратовское Повол- жье, Самарская Лука, Западная Башкирия, Татария, Тиман) и в метаморфизованных породах фундамента (Тиман, Поволжье) можно установить общие контуры Волго-Уральской нефтеносной провинции. Между тем ни эти свиты осадочного чехла, ни породы фундамента по своей литологии не могут рассматриваться как «нефтематеринские» свиты [2. C. 104–125]. Таким образом, на примере хорошо изученных неф- тегазоносных провинций (Аппалачской совместно с Восточной Канадской, Мид-Континента, Скалистых Гор, Волго-Уральской области, Египта и др.) можно проследить нефть и газ в породах фундамента, в ба- зальных свитах и верхних толщах осадочного чехла платформ. При этом выясняется, что контуры нефтега- зоносных провинций обусловлены крупными деформа- циями, а не распространением отдельных свит. Оче- видно, что литология вышележащих (от уровня фунда- мента) свит осадочного чехла не имеет никакого отно- шения к генезису нефти и газа. Они, благодаря различ- ной пористости и наличию благоприятных тектониче- ских структур и действия других факторов, только ло- кализуют частные скопления углеводородов, посту- пающих с глубинных частей Земли. К тому же, например, базальные свиты (песчаники кембрия и толща силура медайна или светлые извест- няки и доломиты ордовика в Аппалачах, или кремни- стые доломиты кембрия–ордовика Мид-Континента, Канзаса, Оклахомы; песчаники и песчано-глинистые породы среднего девона Волго-Уральской области и т.д.) обычно настолько бедны органическим веществом и формировались в такой геохимической обстановке, что их нельзя считать нефтематеринскими свитами. Учитывая это, в свое время П.Н. Кропоткин [2. C. 104– 125] сделал вывод, что в пределах Северо-Амери- канской платформы и в других частях мира размеще- ние месторождений нефти и газа обусловлено подъе- мом углеводородов с глубины из фундамента через все горизонты стратиграфического разреза. В частности, доказательством вертикальной миграции углеводоро- дов являются жилы асфальтов и пиробитумов, встре- чающиеся не только в породах осадочного чехла, но и в докембрийском кристаллическом фундаменте (Цен- тральный массив Франции, Канадский и Балтийские щиты [2. C. 104–125]. Кроме этого следует отметить, что в последние годы был открыт ряд крупных нефтя- ных месторождений в гранитоидах фундамента плат- форменных областей. Из числа этих месторождений особенно привлекают внимание Ла-Пас в Венесуэле, Белый Тигр, Дракон и другие на шельфе юга Вьетнама, Сибири (Иркутская область) [4. C. 44–49; 6. C. 32–37; 9. C. 46–54; 10. C. 66–68]. Приведенные данные опровергают утверждение об органическом генезисе нефти и газа в условиях оса- дочного чехла платформ. Например, еще П.Н. Кропот- кин [2. C. 104–125] отмечал, что в тех условиях, кото- рые характерны для осадочного чехла платформ, нефть возникнуть из органического вещества не может. Ни- чтожная примесь углеводородов, накапливающихся в свежем осадке при захоронении растительного и жи- вотного материала, по-видимому, в дальнейшем разде- ляет судьбу всей массы органики, подвергаясь карбо- натизации. Обратный процесс обогащения органики водородом невозможен (в породах осадочного чехла).
  • 170 Метан, отделяющийся при карбонатизации ограники, вряд ли можно считать исходным материалом нефти. В угольных шахтах, например, изобилует метан такого происхождения, но нет никаких признаков образования нефти в угольных месторождениях. В свою очередь, в пределах нефтегазоносных про- винций происходит выход подземных (глубинных) га- зов. Среди них отмечают: водород, азот, инертные газы, которые являются спутниками метана и других газооб- разных углеводородов. В отдельных случаях с этими газами поступает чистый водород, что указывает на вос- становительные условия в участках зарождения газовых струй. В связи с этим В.И. Вернадский [11. C. 209–376] отмечал, что все выходы газовых струй на поверхность Земли обусловлены «дыханием Земли». В частности, он подчеркивал, что все крупные месторождения гелия приурочены к выходам «…тектонических газовых струй (азотных, азотно-метановых)». Так, например, гелиенос- ная зона Восточного Канзаса (месторождение Декстер и др.) протягивается вдоль разлома, ограничивающего с востока подземным выступом докембрийского фунда- мента (поднятие Немаха). Крупное гелиевое месторож- дение находится вблизи поверхности докембрия на структурном поднятии, которое осложняющет южный склон крупного выступа гор Амарильо. Оно контроли- руется глубинным разломом. Часто содержание гелия в азотно-метановых струях в тысячи раз превышает его содержание в атмосфере. Это касается азота и других элементов. Несомненно, источником газов в рассматри- ваемых месторождениях являются глубинные части Земли (ниже фундамента платформ). Безусловно, формирование и локализация в недрах Земли нефтяных и газовых месторождений для суще- ствования и развития человеческого общества имеют колоссальное значение. Однако с точки зрения эволю- ции Земли образование подобных месторождений – это всего второстепенный побочный эффект в общем гран- диозном процессе эндогенной активности нашей пла- неты [12]. При этом тектоника, с одной стороны, и гео- химия углеродно-водородных флюидных глубинных потоков, с другой – позволяют с позиций неорганиче- ской (эндогенной) концепции рассмотреть генезис нефти и газа [9. C. 46–54; 10. C. 66–68]. Подобное ут- верждение вытекает из анализа результатов полевых, лабораторных и теоретических исследований, выпол- ненных в последние десятилетия [3. C. 792–795; 5. C. 16–27; 7. C. 51–55; 13. C. 11–114; 14. C. 30–33; 12; 15 и др.]. Согласно данным работам формирование место- рождений нефти и газа возможно в конкретных геоди- намических обстановках в связи с эндогенной деятель- ностью внутренних частей Земли. Последняя, в свою очередь, обусловлена деятельностью водородно- углеродных флюидов (с примесью разнообразных ле- тучих инертных газов, N, Cl, F и т.д.), отделяющихся с поверхности внешнего ядра Земли. Последнее сохра- нило «магматическое» состояние с момента перехода Земли в планетарный период развития и обеспечивает общий циклический процесс дегазации Земли [12; 16. C. 16–24; 18. C. 16–27]. Энергетическая емкость рас- сматриваемого флюида настолько велика, что он играл ведущую роль во всех геологических процессах как в условиях глубинной геодинамики, так и в пределах земной коры, являясь главным вещественным (и энер- гетическим) компонентом, обусловливающим зарож- дение и эволюцию природных систем. В результате бурной дегазации внешнего ядра Зем- ли, флюидное давление в нем понизилось (до величины порядка 140 ГПа), уравновесившись с давлением, соз- даваемым верхними силикатными оболочками. В ре- зультате Земля превратилась в саморазвивающуюся систему, движущей силой которой стала кристаллиза- ция (и наращивание) твердого Fe–Ni (внутреннего) субъядра за счет процессов, протекающих во внешней жидкой (флюидной) оболочке. Механизм действия данного процесса сводится к следующему. Эволюция флюидного (внешнего) ядра приводит к тому, что обра- зующиеся при этом тугоплавкие и тяжелые компонен- ты идут на строительство внутреннего ядра, а более легкие примесные производные (H, углеводороды N и другие) накапливаются на фронте кристаллизации. Они образуют конвективные (восходящие) потоки прово- дящей жидкости. Последние приводят в действие гид- ромагнитное динамо земной системы. При этом про- должающаяся кристаллизация жидкого (флюидного) внешнего ядра Земли и накопление на его поверхности легколетучих компонентов сопровождаются возраста- нием их давления. Это реализуется периодически обра- зованием восходящих флюидных потоков вдоль ослаб- ленных (тектонических) зон. Энергетический поток, идущий от внешнего ядра, разогревает вещество в самом глубоком слое мантии – «D». Это, с одной стороны, подавляет конвекцию в жидком (внешнем) субъядре и является причиной ин- версии магнитного поля Земли, а с другой – происхо- дит утолщение слоя «D». Он становится неустойчивым и выбрасывает восходящие струи в верхние слои ман- тии. При этом характер плавления мантийного суб- страта должен изменятся в сторону перехода мантий- ного вещества в расплавленное состояние. Наиболее оптимальными условиями для флюидного плавления являются глубины 80–110 км. В дальнейшем восходя- щие струи флюидного мантийного вещества – плюмы поступают в различные геодинамические обстановки поверхностных частей Земли. Важную роль в их соста- ве играли углеродно-водородные и многие другие газообразные компоненты [9. C. 46–54; 12; 18. C. 95– 101; 14. C. 30–33; 19. C. 19–25 и др.]. Мантийный флюид имеет две ветви углеродно- водородного характера [20. C. 39–43 и др.]. В данном случае нас интересует первая из них, представленная тяжелыми углеводородами. При движении из глубин- ных частей Земли мантийных флюидов возможны два предельных варианта их подъема – равновесный и ме- тастабильный. В случае последнего (квазиравновесно- го) подъема углеводородных флюидов тяжелые угле- водороды разлагаются в основном на метан с его бли- жайшими гомологами и твердый углерод [20. C. 39– 43]. В результате этого процесса возможно формирова- ние крупных газовых месторождений в зонах глубин- ных разломов. Таким образом, рассмотренный динамо- механизм действия земной системы, зарождение всплывающих с поверхности жидкого внешнего ядра восходящих флюидных водородно-углеродных потоков являются основополагающим при объяснении генезиса
  • 171 нефти и газа с позиций неорганической теории. Исходя из этого, используя данные многих исследователей [2. C. 104–125; 4. C. 44–49; 5. C. 33–42; 6. C. 32–37; 7. C. 51–55; 12; 13. C. 111–114; 14. C. 30–33; 15; 18. C. 95– 101; 19. C. 19–25; 20. C. 39–43] – можно представить модель формирования месторождений нефти и газа. В случае прохождения углеродно-неорганического флюида по холодной геобаротерме тяжелые углеводо- роды устойчивы, если их объемная энергетическая ем- кость не превышает 500 ккал [9. C. 46–54; 20. C. 39– 43]. В результате происходит только частичное разло- жение тяжелых углеводородов с образованием нефти в зонах разломов. Внутренняя энергия метастабильного поднимающе- гося по геотерме эйкозана (C12h52) – тяжелого алкана (выбранного в качестве аналога тяжелого углеводоро- да) изменяется таким образом, что на глубине 90–30 км отмечается энергетический барьер [20. C. 39–43]. При этом оказывается, что максимальные значения разно- сти между внутренней энергией в метастабильном и равновесном состояниях эйкозана на глубине 62 км сопоставимы с энергией взрывчатых веществ [20. C. 39–43]. Расчеты показали, что детонация шаровых скоплений тяжелых углеводородов радиусом до не- скольких десятков метров способна инициировать круп- ные землетрясения [9. C. 46–54; 20. C. 39–43]. Связь ме- сторождений нефти с мантийными процессами под- тверждается корреляцией местоположения глубинных аномальных сейсмических зон и крупных скоплений нефти [3. C. 792–795], приуроченностью нефтегазовых обособлений и кольцевых разломов, образование кото- рых связано с астенолитами в верхней мантии. Концен- трации нефти и газа возможны в тыловой части ост- ровных дуг, где углеродно-неорганические флюиды, поднимаясь по разрывным нарушениям в мантийном клине, формируют месторождения. Участие углеводородной ветви в составе мантийно- го флюида в обстановке островных дуг подтверждается присутствием тяжелых углеводородов в ксенолитах Sp лерцолитов из известково-щелочных базальтов и в ксе- нолитах дунита и пироксенита из щелочных базальтов Японии. В Байкальском рифте известны проявления нефти неорганического происхождения. При изверже- нии вулканов Камчатки и в других районах отмечается выброс нефти и выход газов. Открытие в породах многих структур земного шара флюидных включений свидетельствует о поступлении углеводородов из глубин к поверхности Земли [4. C. 44–49; 10. C. 66–68; 13. C. 11–114; 17; 19. C. 19–25; 21. C. 126–128]. Так, сверхглубокая Кольская скважина показала, что даже на глубине 7–10 км в «гранитном» слое земной коры имеются зоны разуплотнения, т.е. коллектора, насыщенные флюидом. Широко известны включения неорганических газов в газово-жидких обособлениях (включениях) в минера- лах кимберлитов Якутии. Тяжелые алканы обнаружены недавно в мантийных ксенолитах из вулканических пород различных регионов мира [22]. Исследования газово-жидких флюидов, образую- щих включения в породах фундамента месторождений Белый Тигр и Дракон (Вьетнам), обнаружило преобла- дание в их составе водорода и метана. Суммарное со- держание флюидов во включениях колеблется от 8 до 180 см3/кг породы. Эти флюиды капсулированы в ка- пилярах, каналах роста минералов, пустотах специфи- ческих минеральных структур, в виде обособленных включений. Процесс образования нефти происходит в фундаменте месторождений Белый Тигр (Вьетнам) и в настоящее время [4. C. 44–49]. Подобное подтвержает- ся и тем, что в последние годы был открыт ряд круп- ных нефтяных месторождений в гранитоидных ком- плексах фундамента платформенных областей (Ла Пас в Венесуэле, Белый Тигр, Дракон, Вьетнам и др.). Кро- ме того, в пределах нефтегазоносных территорий очень часто происходит выход подземных (глубинных) газов. Среди них отмечают инертные газы, азот и многие дру- гие, которые являются характерными геохимическими спутниками метана и иных газообразных углеводоро- дов. В отдельных случаях вместе с этими газами по- ступает чистый водород, что может указывать на резко восстановительные условия в участках зарождения газовых струй. Если нефть и газ появляются в каком-либо участке земной коры, образуя так называемые нефтегазоносные провинции, то они насыщают в той или иной концен- трации весь стратиграфический разрез от пород фун- дамента до верхних частей данного профиля. Осадочные породы по литологическому составу аналогичные нефтегазоносным, обычно не содержат заметных количеств нефти и газа за пределами нефте- газоносного района. Примером является средняя часть Северо-Американской платформы, Московская синек- лиза и др. [2. C. 104–125]. Нижние свиты осадочного чехла платформ, со- держащие нефть и газ, в большинстве случаев не содержат органические вещества, в таком количест- ве, которое могло бы обеспечить высокую концен- трацию газообразных углеводородов, соответствую- щую упругости газа (в сотни атмосфер) в глубоких газовых горизонтах. Многие нефтегазоносные ба- зальные свиты практически не содержат органиче- ского вещества. В других случаях они сформирова- лись в окислительной обстановке, исключающей об- разование в них нефти и газа. В составе потока углеводородов, наряду с метаном, входят более тяжелые, более сложные по своему соста- ву предельные углеводороды. Вся эта масса привне- сенного вещества задерживается в пористых породах осадочной оболочки, накапливаясь в форме своеобраз- ной газовой смеси (типа конденсатных залежей) и в форме метановой нефти [2. C. 104–125] Присутствие в золе нефтей и асфальтов Ni, V, S и других элементов, характерных для ультраосновных пород, может указывать на глубинное происхождение углеводородов. По мнению П.Н. Кропоткина [2. C. 104–125], мета- новая нефть образуется при температуре 200–350°С (судя по данным С.Н. Обрядчикова и др. (1955)). Даль- нейшее ее изменение в условиях, характерных для чех- ла осадочных пород, а именно дифференциация угле- водородов с удалением фракций наиболее легких и наиболее богатых водородом, ведет к накоплению наф- тенов, изопарафинов и т.д. Одновременно происходит некоторое окисление нефти (появление нафтеновых
  • 172 кислот, оснований, смол) и растворение в ней тех, главным образом, растительных продуктов (порфири- на, фитостерина и пр.), которые содержатся во вме- щающих породах. При застойном (в течение миллионов лет) сохране- нии нефти в одних и тех же осадочных породах встре- тить нефть без этих легко растворимых в ней примесей биогенного происхождения столь же невероятно, как встретить совершенно пресную (дождевую) воду среди глубоких застойный вод в осадочных свитах. Оптиче- ская активность, обусловленная наличием этих приме- сей в нефтях, оказывается в среднем более значитель- ной, по сравнению с метановыми, у нафтеновых и смо- листых нефтей. Порфирины практически отсутствуют в некоторых светлых легких нефтях (например, гали- цийской, пенсильванской). Это хорошо объясняется меньшей степенью измененности молодых и метано- вых нефтей и большей степенью измененности нефтей нафтеновых и смолистых. Длительное химическое взаимодействие нефти с осадочными породами и подземными водами и газа- ми, а также деятельность бактерий и многие другие факторы приводят к тому, что нефть из различных стратиграфических и литологических горизонтов одного и того же месторождения отличается по со- ставу. Избегая сильно дислоцированные зоны и спокой- ные участки платформ, углеводороды сосредотачива- ются в зонах «средней» степени тектонической про- работки. Это могут быть межгорные (Калифорния, Венесуэла) и краевые прогибы, дислоцированные уча- стки платформ (Поволжье), зоны крупных разломов по краям платформ (зона Балконес-Мексия Талько в Техасе). Часто это могут быть зоны перехода от круп- ных тектонических поднятий к прогибам или окраин- ные части прогибов и др. Наряду с этим отмечается связь нефтегазоносности с окраинами грабенов. На- пример, египетские месторождения по краям грабена Суэцкого Залива, в грабене Мертвого моря, в Рейн- ском грабене (месторождение Пешельбронн и др.), в грабене Лимань (в пределах Центрального массива Франции), по краям грабенов Байкала, оз. Альберта и оз. Танганьики, в грабене вблизи г. Сальвадор (Байяс), расположенном у края Бразильского кристаллическо- го массива. Связь нефтегазоносных месторождений с дизъюнк- тивными и иными структурами (с разломами и иными дислокациями, например, Жигулевской флексурой на Русской платформе, поднятием Центрального Канзаса в США и др.) объясняется тем, что зоны повышенной проницаемости деформирования фундамента платформ выступают вертикальными каналами миграции углево- дородов, поступающих с глубин. Однако в силу по- слойной горизонтальной миграции нефть и газ часто сосредотачиваются не в самих этих зонах, а поблизости в соседних куполах и сводах антиклиналий. Модельное представление о формировании нефтяных провинций можно получить, исходя из анализа конкрет- ных геологических ситуаций в пределах определенных территорий Земного шара. В частности, это можно осу- ществить на примере нефтегазоносных районов южного шельфа Вьетнама [4. C. 44–49; 6. C. 32–37] (Кыулонгская впадина, месторождения Белый Тигр, Дракон). Первона- чально (I этап юра, мел и первая половина палеогенового периода) здесь осуществляется накопительный период. В данный промежуток времени в породы фундамента поступали с глубины флюиды, содержащие нефтеобра- зующие углеродные соединения. Они поступали и насы- щали породы фундамента, главным образом через дизъ- юнктивные системы. Последующий период (продол- жающийся с олигоценового времени, и, вероятно, проис- ходящий в настоящее время) рассматривается как мигра- ционный. В этот период идет процесс формирования неф- тяных залежей. Он тесно связан с оживлением тектоники в пределах южного шельфа Вьетнама. Активизация тектонических движений была вызва- на рифтогенезом, охватившем Зондский шельф в оли- гоцене. Это сопровождалось возобновлением подвижек блоков фундамента, его дроблением, образованием дополнительных систем трещин. Все это привело к тому, что нефтяные флюиды, рассеянные до этого по массиву гранитоидов фундамента и капсулированные макро и микропустотами, пришли в движение. Рассматриваемая концепция эндогенного происхо- ждения нефти требует пересмотра набора поисковых прогнозных критериев, позволяющих открывать новые месторождения. Особое внимание заслуживают геоло- гические комплексы и структуры фундамента плат- форм (особенно молодых). Примером являются место- рождения Вьетнама, Венесуэлы и др. ЛИТЕРАТУРА 1. Три сценария апокалипсиса // Аргументы и факты. 2004. № 40. С. 10. 2. Кропоткин П.Н. Проблемы происхождения нефти // Советская геология. 1955. № 47. С. 104–125. 3. Булин Н.К. и др. Новые сейсмические метки литосферы районов размещения крупных углеводородных скоплений // Докл. РАН. 1999. Т. 364, № 6. C. 792–795. 4. Гаврилов В.П. Нефтегазоносность гранитов // Геология нефти и газа. 2000. № 6. C. 44–49. 5. Готтих Р.П., Писоцкий Б.И., Бурмистенко Ю.Н. Восстановленные флюиды в разрезах нефтегазоносных бассейнов // Сов. геология. 1988. № 3. С. 33–42. 6. Поспелов В.В., Шнип О.А. Геологическое строение и нефтегазоносность Зондского шельфа // Геология нефти и газа. 1997. № 8. C. 32–37. 7. Смирнова М.Н. Нефтегазоносные кольцевые структуры и научно-методические аспекты их изучения // Геология нефти и газа. 1997. № 9. С. 51–55. 8. Кремс А.Я. Замечания о генезисе нефти в условиях формирования ее залежей // Нефтяное хозяйство. 1947. № 1. С. 24–29. 9. Индукаев Ю.В. Связь магматизма и формирования рудных и нефтяных месторождений с глубинными углеродно-водородными флюидами // Рудные месторождения, минералогия, геохимия. Томск: Том. ун-т, 2003. Вып 3. С. 46–54. 10. Индукаев Ю.В. Неорганическая (эндогенная) концепция генезиса нефтяных и газовых месторождений и необходимость расширения набора поисковых признаков, позволяющих прогнозировать новые нефтегазоносные площади // Проблемы и перспективы развития минерально- сырьевого комплекса и производительных сил Томской области: Матер. науч.-практ. конф. Новосибирск: СНИИГГиМС, 2004. С. 66–68. 11. Вернадский В.И. История минералов земной коры. Л., 1927. Т. 1, вып. 2. С. 209–376.
  • 173 12. Маракушев А.А. Происхождение Земли и природа ее эндогенной активности. М.: Наука, 1999. 255 с. 13. Зубков В.С. и др. Устойчивы ли тяжелые углеводороды в верхней мантии // Геодинамика и эволюция Земли: Матер. науч. конф. РФФИ. Новосибирск: НИЦ ОИГГМ СО РАН, 1996. С. 111–114. 14. Зубков В.С. Углеродно-неорганический флюид в глубинной геодинамике и процессах в литосфере // Петрография на рубеже ХХI века. Итоги и перспективы. Сыктывкар, 2000. Т. 3. С. 30–33. 15. Чекалюк Э.Б. Нефть в верхей мантии Земли. Киев: Наукова думка, 1967. 256 с. 16. Блоксхам Д., Габинна Д. Эволюция магнитного поля Земли // В мире науки. 1990. № 2. С. 16–24. 17. Джинлос Р. Земное ядро // В мире науки. 1983. № 11. С. 16–27. 18. Зубков В.С. и др. Термодинамическая модель системы C–H в условиях высоких температур и давлений // Геохимия. 1998. № 1. C. 95–101. 19. Исидоров В.А., Зенкевич И.Г., Карпов Г.А. Летучие органические соединения в парогазовых выходах некоторых вулканов и гидротермаль- ных систем Камчатки // Вулканология и сейсмология. 1991. № 3. C. 19–25. 20. Зубков В.С. О двух ветвях мантийного флюида // Геология и металлогения докембрия юга Сибири. Иркутск: Вост.-Сиб. кн. изд-во, 1999. С. 39–43. 21. Индукаев Ю.В. Источник вещества и геодинамические обстановки формирования месторождений нефти и газа эндогенного генезиса // Формационный анализ в геологических исследованиях. Томск, 2000. С 126–128. 22. Sugisaki R., Mimura K. Mante hydrocarbons. Abiotic or biotic? // Geochim Cosmochim. Acta. 1994. Vol. 58. P. 2527–2542. Статья представлена научной редакцией «Науки о Земле» 17 ноября 2007 г.

vdocuments.site

Tеории происхождения нефти

Tеории происхождения нефти 

C В.И. Авилов, С.Д. Авилова (Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва, e-mail: [email protected]) Хемолитоавтотрофный источник углеводородов. Материалы XVIII Международной научной конференции (Школы) по морской геологии Москва, 16–20 ноября 2009 г http://rogov.zwz.ru/Marine%20geology%202009_t_1.pdf . Более века в нефтегазовой геологической науке противостоят две теории органического и неорганического происхождения нефти и газа. Теория органического происхождения нефти и газа описывает эволюцию органического вещества (ОВ) с момента его отложения до начала метаморфизма. Преобразования протекают в масштабе геологического времени и включают определенные геологогеохимические стадии. Накапливание биополимеров происходит в верхнем слое осадков морей и океанов, куда за длительный период выпадают останки планктона. В дальнейшем осадки уплотняются и постепенно превращаются в осадочную породу. По мере погружения и нагревания осадочные породы попадают в область геохимических превращений (диагенез). Происходит дегидратация и дефлюидизация, то есть потеря летучих компонентов – выделяются вода и газы. Оставшаяся масса переходит в нерастворенное состояние, превращается в плотный органический полимер кероген. Далее наступает стадия термального разложения (катагенез) или главная фаза нефтеобразования. При температуре 100–200°С нефть образуется из керогена. Характерные для катагенеза термобарические условия наблюдаются на глубинах 3–5 км. На ещё больших глубинах выделяют зоны метагенеза и метаморфизма, где преобладает газообразование и обуглероживание органического вещества.

В развитие органической теории выдвинута флюидо-динамическая концепция нефтегазообразования. Вводится понятие УВ-растворы, включающие жидкие и газовые УВ, которые рассматриваются как вариант низкотемпературной дефлюидизации осадочных пород, обогащенных ОВ. Новообразованные УВ-растворы, вместе с водой при возрастании с глубиной температуры разогреваются и прорываются в более высокие слои осадочного бассейна, включаясь в миграционные процессы. Источник углеводородов остается прежний – продукт биологических циклов при фотосинтетических процессах.

Неорганическая теория происхождения нефти и газа предлагает более короткий геолого-геохимический цикл – химический синтез различных УВ соединений и их последующую консервацию. Исходным для нефтегазообразования источником служат химические элементы, поступающие из глубоких недр Земли.

Hи одна из теорий не может объяснить парадокс, что в процессе эксплуатации по ряду залежей уже извлечены все балансовые запасы, а добыча продолжается, что oбнаружена приуроченность нефтегазовых месторождений осадочного чехла к разломам в фундаменте. Пространственная локализация нефти и газа связывается с наличием нефтегазоподводящих каналов в виде глубинных разломов, по которым, как полагают, происходит постоянная или периодическая подпитка месторождений и ставится вопрос о перманентной восполняемости запасов углеводородного сырья.

Возникла насущная необходимость внесения корректив в теорию нефтегазообразования. Выдвигают концепцию полигенеза углеводородов и др.

Eсли говорить об источнике УВ нефти и газа, им является в общем случае живое вещество, образующееся в гидросфере и в Мировом океане. Этот тезис подтверждается наличием в нефтях биомаркерoв. Aквагеоэкология реализует экосистемный подход, присутствие живого. Bысокa значимость явления хемолитоавтотрофии в природных процессах и его широкое распространение на 20–30 % площади дна океана Хемолитоавтотрофия характеризуется интенсивной жизнедеятельностью микроорганизмов, которые способны использовать неорганические доноры электронов (прежде всего, водород) и получать почти весь углерод путем фиксации двуокиси углерода, что существенно меняeт представление об источнике УВ.

Основные этапы нефтегазообразования выглядят следующим образом. При дегазации Земли выделяются неорганические газовые компоненты, они пронизывают фундамент и попадают в нижние слои осадочной толщи, где при благоприятных условиях на стадиях метагенеза и катагенеза запускают хемолитоавтотрофный цикл. Сообщество глубинных микроорганизмов преимущественно с хемолитоавтотрофным типом обмена веществ уникально по своей адаптации к высоким температурам и может активно развиваться в подводящих каналах кристаллического фундамента, в самом месторождении, а также в отложениях на всех этажах осадочной толщи. В результате своей жизнедеятельности хемолитоавтотрофы производят углеводороды (как минимум – метан) и воду, их останки обогащают биополимерами материнскую породу и тут же включаются в процесс нефтегазообразования. В итоге флюидизация начинается одновременно с генерацией УВ, образовавшиеся вода и микронефть в виде УВ-растворов легко включаются в процесс миграции. Хемолитоавтотрофный цикл может носить локальный или масштабный характер в зависимости от геологического строения недр, местоположения, мощности глубинного источника газов, а геолого-геохимические процессы протекают уже в реальном, а не геологическом времени. Эндогенные локализованные газовые потоки прорываются и выше по разрезу осадков вплоть до выхода на дно акваторий. В диагенезе явление хемолитоавтотрофии вызывает те же эффекты, включаясь в описанную эволюцию ОВ и формирование нефтематеринских толщ. Процесс образования нефти и газа неиссякаем, а их запасы восполняемы.

plate-tectonic.narod.ru