Континентальный этап

Новое толкование цикличности развития литосферы позволяет по-иному осмыслить и взаимосвязанные с ними процессы формирования месторождений нефти и газа.

Для нефтеобразования наиболее благоприятны фаз морского рифта, частичной и полной субдукции (субдукционно-обдукционная фаза).

По мнению В.П.Гаврилова это основывается на двух основных доводах:

· формирование в течение этих отрезков геологического времени значительных масс осадочного материала с органическими остатками на относительно ограниченных площадях;

· высокая термическая и сейсмотектоническая активность недр, что является определяющим фактором быстрой, в геологическом времени, трансформации органического вещества (ОВ) в УВ-газ и капельно-жидкую нефть.

Указанные фазы эволюции литосферы характеризуются максимальной раскрытостью недр, что создает благоприятные условия для взаимного обмена флюидами поверхностных и глубинных сфер.

В соответствии с этим предложено выделять две основные модели «производства» нефти: рифтогенную и субдукционно-обдукционную.

Рифтогенная модель нефтегазообразования подразумевает накопление мощной толщи осадков (10-12 км) вначале в континентальных рифтах, а затем рифтогенных межконтинентальных морях. Застойный режим осадконакопления благоприятствует формированию глинистых пород, обогащенных органикой, в восстановительной геохимической обстановке (нефтегазоматеринские свиты). Высокий тепловой поток, который идет от приближенной к подошве литосферы горячей мантии (астеносферный выступ), активизирует процессы переработки органики в капельно-жидкую нефть. В этой ситуации необязательно, чтобы нефтегазоматеринские породы были погружены на значительную глубину. Образование нефти и газа в условиях высокой активности недр может начаться и активно протекать уже в донных осадках, как это происходит, например, в «горячих ямах» Красного моря и в наши дни (Вебер В.В., 1983).

По мере своего развития внутриконтинентальные рифты трансформируются в океанические бассейны с центрами спрединга. С двух сторон формирующегося океана возникают пассивные окраины континентов, представляющие собой фрагменты изначально рифтовых осадочно-породных бассейнов. Если процессы рифтогенеза не сопровождаются раскрытием океана, а останавливаются на фазе (стадии) рифта, то над рифтовыми структурами обычно происходит заложение крупных внутриплатформенных структур (синеклиз). Региональные зоны нефтегазонакопления рифтогенного типа формируются внутри континентов. К ним относятся, например, месторождения Западной Сибири и Северного моря. Таким образом, рифтогенные геодинамические режимы могут проявляться внутри континентов и быть внутриконтинентальными, а могут затрагивать и пассивные континентальные окраины и являться как бы окраинно-континентальными.

По своей сущности рифтогенная модель близка к классической бассейновой (осадочно-миграционной) модели нефтегазообразования, за тем исключением, что рифтогенный режим подразумевает более высокую прогретость недр – более ранне, более быстрое и более полное созревание органического вещества (ОВ) и его преобразование в нефть и газ.

Субдукционно-обдукционная модель нефтегазообразования характерна для зон субдукций, расположенных по окраинам океанов, и коллизионных зон столкновения континентов при закрытии океанических пространств Она подразумевает сгружение огромных масс осадков с РОВ (аккреционные призмы), их частичное затягивание непосредственно в зону поглощения, где они попадают в жесткие термобарические условия. Находясь под действием высоких температур (100-400^оС) в течение 1-2 млн. лет, органика оказывается в очень благоприятной для нефтегазообразования ситуации, когда за короткий отрезок геологического времени она трансформируется в газ и капельно-жидкую нефть. Рассеянные в породе УВ мобилизуются и вовлекаются в общий глубинный водоминеральный поток термальными водами, возникающими при дегидратации океанической литосферы в зонах субдукции (Сорохтин О.Г., Ушаков С.А., 2002). Избыточное давление термальных вод поддерживается постоянной мобилизацией и перегревом поровых вод океанических осадков, а также вод, освобождающихся при дегидратации коры. По мере удаления от зон подвига температура и давление термальных вод уменьшаются, замедляется и скорость фильтрации водоминерального потока. Создаются условия, благоприятные для аккумуляции УВ в залежи.

Образование нефти и газа по субдукционно-обдукционной модели не предусматривает обязательного наличия нефтегазоматеринских пород. Возникновение УВ-флюида будет происходить по мере погружения океанической коры в мантию.

Следует различать два основных механизма, приводящих к генерации УВ в зонах столкновения литосферных плит.

1) Поддвигание океанической плиты под островные дуги или континенты (субдукция);

2) Надвигание на пассивную окраину континента (обдукция).

Второй механизм, по мнению В.П.Гаврилова, более нефтеобильный и по масштабам образования нефти и газа существенно превосходит первый.

Это объясняется тем, что в процесс обдукции вовлекается пассивная окраина континента, которая уже обладает определенным нефтегазогенерационным потенциалом. Обдукционные процессы за счет трения вызывают дополнительное тепло, которое способствует более полному преобразованию РОВ в УВ нефтяного ряда, а повышенное давление в поднадвиговой части обдукционной системы усиливает отжатие капельно-жидкой нефти из нефтегазоматеринских свит деформированной (преобразованной) пассивной окраины. Обдуцирующие пластины земной коры создают таким образом эффект «горячего утюга», что существенно увеличивает общий масштаб нефтегазообразования в субдукционно-обдукционных областях.

Наряду с рассмотренными геодинамическими режимами, не отвергшается существование традиционной депрессионной (бассейновой) модели нефтегазообразования.

Представляется весьма вероятным существование в земной коре, гидросфере и атмосфере двух УВ-потоков: органического и неорганического, которые в своей эволюции испытывают взаимное проникновение и смешение. Необходимо признать многофакторность, многовариантность, нелинейность процесса генезиса нефти и газа. Образование УВ обязано различным причинам, носит смешанный (микстгенетический, полигенный) характер.

Тенденцией современного этапа развития геологии нефти и газа является пересмотр глобальных закономерностей пространственного распределения месторождений УВ в земной коре, корректировка подходов к нефтегазогеологическому районированию недр. Рассматривается поясное распределение нефтегазоносных территорий (В.Е.Хаин, Д.В.Несмеянов, В.П.Гаврилов и др.)

Под поясом нефтегазонакопления понимается ассоциация территориально близких нефтегазоносных провинций (бассейнов) или областей, в пределах которых образование и накопление нефти и газа протекали под доминирующим влиянием определенного геодинамического режима.

Предлагается выделять пояса нефтегазонакопления (ПНГН):

· рифтогенного типа;

· субдукционно-обдукционного типа;

· депрессионного типа.

Если причины образования ПНГН более или менее понятны, то происхождение центров (узлов или полюсов центров) нефтегазонакопления (ЦНГН) представляет собой загадку. Возможное объяснение этого феномена предполагает следующие сценарии.

1. Затягивание в зону субдукции палеодельт – крупных объемов осадочного материала с обильным содержанием Сорг. Такая ситуация возможна в период закрытия океанических пространств (субдукционно-обдукционная фаза), когда складчатые комплексы надвигаются на пассивные континентальные окраины. Если на пути миграции УВ-потока из поднадвиговых зон (областей) попадаются участки (зоны) с благоприятными условиями для накопления и консервации залежей (наличие резервуаров с высокими ФЕС, региональных покрышек, крупных ловушек и т.д.), то образуются ЦНГН (ЦНГН в Баренцево-Каспийском ПНГН).

2. Существование длительно действующего потока УВ из нижних секций земной коры, образовавшегося за счет минерального синтеза. Современные рифтовые длины – «черные курильщики» - ежегодно поступает до 10 млн. т метана; при наличии покрышки только за 1 млн.лет сформировались бы газовые месторождения с запасами около 10 трлн. т (10¹⁶ м³). Подобный сценарий – уникальные скопления газа и нефти в Западно-Сибирском рифтогенном поясе.

3. Определяющую роль могут играть крупные разломы земной коры, особенно в узлах их пересечения (Гаврилов В.П., 1975).

Руководствуясь геодинамической идеей, геологи-нефтяники в ряде стран достигли успехов при:

1. Разбуривании поднадвиговых зон (Канада, Мексика, Куба, Новая Зеландия Швейцарские Альпы и др. В России перспективные зоны выявлены вдоль Верхоянья и Западного Урала.

2. Нетрадиционный объект поиска – фундамент платформ; на древних – Северная и Южная Америка, на молодых – Западная Сибирь, Западная Европа, в пределах мезозоид - шельф Вьетнама, в межгорных впадинах молодых горно-складчатых сооружений – Венесуэла и др.

ВЫВОДЫ – мобилистские идеи в современной нефтяной геологии:

1. Образование УВ происходит различными путями – не только по сценарию классической осадочно-миграционной (бассейновой) теории, но, например, и в зонах столкновения литосферных плит (субдукционно-обдукционная модель).

2. В глобальном процессе нефтегазообразования нельзя исключать минеральный синтез УВ (неорганический синтез продецирует преимущественно метан, настоящие нефти в своем образовании требуют участи ОВ; генезис нефти и газа следует признать смешанным микстгенетическим, полигенным – В.П.Гаврилов, 2007).

3. Выделение поясов нефтегазонакопления, в составе которых вычленяются нефтегазоносные провинции и бассейны.

4. Выделение центров (узлов или полюсов центров) нефтегазонакопления (ЦНГН).

5. Плитотектонические подходы к пониманию закономерностей поясного размещения месторождений нефти и газа.

6. Внедрение геодинамических идей – мобилистского мировоззрения в поиски новых нетрадиционных нефтегазоносных объектов (поднадвиги, фундаменты и др.).

ОПРЕДЕЛЕНИЯ