секция 2. нефтегазоносность морей и океанов земли

СЕКЦИЯ 2. НЕФТЕГАЗОНОСНОСТЬ МОРЕЙ И ОКЕАНОВ ЗЕМЛИ
249
ВЛИЯНИЕ СПРЕДИНГА НА ФОРМИРОВАНИЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
УГЛЕВОДОРОДОВ В ПРЕДЕЛАХ ОКЕАНОВ
А.Н. Чехлов
Научный руководитель доцент А.Е. Ковешников
Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия
Процессы горизонтального расширения земной коры являются важнейшими
тектоническими явлениями, оказывающими колоссальное влияние на формирование, как
внешнего облика земной поверхности, так и её недр. Восходящие потоки разогретого
мантийного вещества за счёт механизма конвекции достигают нижней границы земной коры
и вызывают её растяжение. Происходит утончение и деформация коры, часть пород
опускается, а часть расходится в направлениях, перпендикулярных простиранию рифта. Со
временем достигается предел прочности земной коры и наступает её разрыв,
континентальный рифтогенез сменяется спредингом. Мантийное вещество по трещинам
рифта выходит на поверхность и, застывая, образует новую океаническую кору, происходит
расширение ложа океана [3].
Развитие океана связано с двумя основными этапами: раскрытия и закрытия
океанических впадин. Первый этап включает в себя фазы начальной деструкции литосферы,
континентального рифта и спрединга. Океанический рифтогенез (спрединг) является
основной фазой образования океана, в ходе которой происходит увеличение площади ложа
за счет смещения континентальных литосферных плит и замещения их новой океанической
корой. На этапе закрытия океанических впадин, когда площадь океана начинает
уменьшаться из-за надвигающихся на него континентальных плит, наибольшую значимость
получает явление субдукции – поддвигание океанической плиты под континентальную. При
достижении фазы полной субдукции океан полностью исчезает, а на его месте возникает
складчатая область [1]. Описанные процессы продолжаются миллионы лет и проходят
параллельно с осадконакоплением, следовательно, оказывают влияние на формирование
месторождений полезных ископаемых, в том числе и углеводородов.
Для образования месторождений нефти и газа необходимо сочетание следующих
условий:
- накопление осадочных пород в условиях растяжения коры;
- значительная мощность осадков;
- интенсивный прогрев их восходящими тепловыми потоками.
В пределах Мирового океана рифтовые системы имеют различный характер и
разный механизм формирования месторождений углеводородов в них. Рифты срединноокеанических хребтов являются молодыми геологическими образованиями, их осадочный
покров незначителен, что объясняет отсутствие в них скоплений нефти и газа. А вот рифты
шельфовых зон континентальных окраин заполнены мощной толщей осадков и
характеризуются хорошей прогретостью недр. Они, как правило, отличаются
значительными запасами углеводородов. Также богаты углеводородами и сами окраины
континентов. Несмотря на удаленность от осей спрединга, процессы расширения земной
поверхности оказывали и продолжают оказывать значительное влияние на их развитие. По
сути, континентальные окраины являются остатками рифтовых систем, развитие которых
привело к раскрытию океанов.
Необходимо отметить различие в механизме формирования месторождений
углеводородов на пассивных и активных (с зонами субдукции) окраинах континентов,
которое обусловливает разницу запасов углеводородов в 7 раз [1].
Рифты являются чрезвычайно активными структурами литосферы. Интенсивность
процессов осадконакопления и резкое возрастание теплового потока над ними определяют
повышенную концентрацию углеводородов. В 6% осадочного слоя коры, приходящегося на
рифты, содержится до 15% выявленных запасов углеводородов, значительная часть которых
приходится на рифты шельфовых зон континентальных окраин [1]. Высокая степень
прогретости недр в областях спрединга, а также значительное количество осадков с
250
ТВОРЧЕСТВО ЮНЫХ – ШАГ В УСПЕШНОЕ БУДУЩЕЕ
рассеянной органикой, сгружаемых с континентов, особенно в дельтах крупных рек, в
небольшие по размерам структуры земной коры являются условиями, обеспечивающими
относительно быстрое и полное протекание процессов нефтегазообразования. В шельфовых
рифтовых структурах за короткий промежуток геологического времени могут
формироваться крупные залежи нефти и газа.
Основная часть запасов Североморского нефтегазоносного бассейна тяготеет к
Центрально-Североморской рифтовой системе, находящейся в шельфовой зоне
континентальной окраины. Система рифтов образована линейно вытянутыми грабенами и
трогами шириной 40-80км, осадочный чехол мощностью до 10 км сложен красноцветными
отложениями нижней перми и триаса, верхнепермской соленосной толщей, песчаноглинистыми породами нижней и средней юры, карбонатными образованиями верхней юры и
мела. Североморские рифты характеризуются относительно высокой прогретостью недр:
геотермический градиент равен 34 °С/1000 м, тогда как в стороне от рифта не превышает 28
°
С/1000 м. Все эти условия обусловливают наличие значительных запасов углеводородов в
рифтовой системе Северного моря, которые оцениваются в 7,5 млрд. т, что составляет около
5% общемировых океанических запасов [1].
Континентальные окраины, даже не имеющие рифтовых систем шельфовой зоны,
обладают значительными запасами углеводородов, около 90% из них приурочены к
пассивным окраинам, где не наблюдается явления субдукции на границе океанической и
континентальной литосферных плит. Нефтегазообразование в пределах современных
континентальных окраин протекало в условиях активного рифтогенеза. Вначале
происходило образование внутриконтинентальных рифтов, которые в дальнейшем
перерождались в морские межматериковые, накапливая в своих пределах значительное
количество осадочных пород. В процессе спрединга рифты расширялись с образованием с
обеих сторон океана пассивных окраин, представляющих собой фрагменты изначальных
рифтовых осадочно-породных бассейнов. Последующая эволюция пассивных окраин
сопровождалась опусканием их фундамента и дополнительным осадконакоплением [4].
Примером нефтегазоносности пассивных окраин являются бассейны Южной
Атлантики у западного побережья Африки и восточного побережья Южной Америки. В юре
эти материки являлись частью суперконтинента Гондваны, пересекаемого системой
внутриконтинентальных разломов, в которых происходило накопление осадков
континентального происхождения. В конце нижнего мела происходит раскол континента и
рифтовая система трансформируется в систему межконтинентальных морей, где
продолжается
осадконакопление
соленосными
отложениями [1].
Крупнейшим
нефтегазоносным бассейном Южной Атлантики является Гвинейский, приуроченный к
Приатлантической зоне периокеанических опусканий, образующих континентальную
окраину Африки. В тектоническом отношении – это серия грабенов и полуграбенов,
ступенчато опускающихся в сторону океана, сложенных осадками как континентального,
так морского происхождения, общая мощность осадков достигает 12 км. Большая мощность
осадочного чехла, а также повышенная прогретость недр на начальном этапе его
формирования обеспечивали благоприятные условия заложения месторождений
углеводородов, запасы которых в Гвинейском бассейне оцениваются в 5,1 млрд. т [1].
Значительно меньшие запасы углеводородов приурочены к активным
континентальным окраинам, что вызывает некоторые противоречия.
Зоны субдукции, где происходит поддвигание океанической литосферной плиты под
континентальную, возникают на стадии закрытия океана, когда он уже имеет значительную
мощность осадочного чехла, особенно на окраинах континентов. В процессе погружения
океанической плиты в астеносферу из-за трения происходит её частичное расплавление и
выделение колоссального количества энергии, выражающегося в повышении
геотермического градиента, сейсмической и вулканической активности зон субдукции [2].
Теоретически эти факторы должны способствовать формированию крупных месторождений
нефти и газа, однако зоны субдукции побережья Тихого океана не отличаются большими
запасами углеводородов. Объясняется это тем, что значительная часть осадочного чехла
СЕКЦИЯ 2. НЕФТЕГАЗОНОСНОСТЬ МОРЕЙ И ОКЕАНОВ ЗЕМЛИ
251
вместе с рассеянным органическим веществом проскальзывает в зазор между литосферными
плитами и, попадая в мантию, расплавляется. Часть углеводородов задерживается на
границе плит, однако аккумуляция происходит очень медленно, концентрация становится
максимальной в период фазы полной субдукции, когда на месте океана возникает
складчатая область. Возможно, через миллионы лет на месте Тихого океана возникнет
горный массив, обладающий значительными запасами углеводородов [5].
На Земле и сейчас есть места, где процесс закрытия океана уже завершился и
сформировались крупные месторождения углеводородов. К палеозонам субдукции
приурочены уникальные месторождения Персидского залива, запасы которых оставляют 22
млрд. т. Они появились в результате закрытия мезозойского океана Тетис, когда АфриканоАравийская плита испытывала столкновение с Иранской. Субдукционный геодинамический
режим создал условия для ускоренной переработки рассеянной органики, содержащейся в
мощных осадочных толщах, и формирования богатых нефтью и газом современных
месторождений Персидского залива [1].
Горизонтальное расширение земной коры в областях рифтогенеза и спрединга,
являясь проявлением глубинных процессов перераспределения тепла и энергии, оказывает
огромное влияние на процессы, происходящие в земной коре. Зная закономерности
возникновения и протекания спрединга, можно спрогнозировать места формирования
месторождений углеводородов.
Литература
1. Гаврилов В.П. Геология и минеральные ресурсы Мирового океана. – М.:
Недра, 1990. – 327 с.
2. Добрецов Н.Л. Основы тектоники и геодинамики. – Новосибирск: Изд-во НГУ,
2011. – 492 с.
3. Милановский Е.Е. Рифтогенез в истории Земли (рифтогенез в подвижных
поясах). – М.: Недра, 1987. – 297 с.
4. Хаин В.Е., Ломизе М.Г. Геотектоника с сновами геодинамики. Учебник для
студентов геологических специальностей вузов. – М: Изд-во МГУ, 1995. – 480
с.
5. Ясаманов Н.А. Современная геология. – М.: Недра, 1987. – 191 с.
СОСТАВ БИОМАРКЕРОВ ПАЛЕОЗОЙСКИХ НЕФТЕЙ ЮГО-ВОСТОКА ЗАПАДНОЙ
СИБИРИ
Д.Ю. Чиркова
Научный руководитель профессор О.В. Серебренникова
Институт химии нефти, г. Томск, Россия
Постановка вопроса о перспективах нефтегазоносности палеозойских отложений не
нова и имеет длительную историю, при этом вопрос о происхождении нефтей в отложениях
палеозоя Западной Сибири до сих пор остается дискуссионным [5]. На уже разведанных
площадях разработка более глубоких залежей слабоизученных, но высокоперспективных
палеозойских отложений имеет безусловную экономическую выгоду для воспроизводства
запасов нефти и газа. В связи с этим интерес к исследованию нефтей, залегающих в
отложениях палеозоя и коры выветривания, по-прежнему актуален, как с точки зрения
уточнения их генезиса, так и прироста запасов дебитов уже эксплуатируемых площадей.
Проведено детальное изучение молекулярного состава 8 палеозойских нефтей (рис. 1)
Герасимовского (скв. 18), Калинового (скв. 10 и 21), Урманского (скв. 10 и 11), СевероОстанинского (скв. 5), Малоичского (скв. 6), Пальяновского (скв. 53) месторождений.
Малоичское месторождение расположено на севере Новосибирской области, Пальяновское –
на Красноленинском своде (ХМАО), остальные нефти – в пределах Нюрольской впадины и
Пудинского мегавала (Томская область). Интервал отбора нефтей 2818–3130 м.