Происхождение нефти

Космический угол зрения

Сотни лет ходили геологи по Земле, изучая ее строение, но некоторые удивительные свойства земной коры стали заметны лишь тогда, когда геологи посмотрели на земной шар из космоса. Космический угол зрения внес новые элементы и в проблему происхождения нефти. В частности, была обнаружена приуроченность ее месторождений к необычным кольцевым структурам.

Кольцевые структуры — это геологические образования в земной коре в виде колец диаметром от 1 до 1500 км. Раньше подобные структуры рассматривались как метеоритные кратеры. Однако последних на Земле не так уж много — около 120, их диаметр от десятков метров до 65 км (максимум до 100 км). Кольцевых же структур обнаружено более 8 тыс. и таких диаметров, что, упади подобный метеорит на нашу планету, вряд ли она смогла бы существовать далее. Более того, при детальном изучении некоторых кольцевых структур, увиденных из космоса, в них обнаружено двух- и трехъярусное строение. Большая группа колец расположена в точках, где пересекаются крупные разломы коры. В самих же кольцевых структурах далеко не всегда обнаруживаются следы метеоритного удара. Все это посеяло глубокие сомнения среди сторонников метеоритной гипотезы кольцевых структур.

Рис. 4. Кольцевые структуры и месторождения углеводородов юго-восточной части Волго-Уральской провинции [Габриэлянц и др., 1984]

1 — месторождения углеводородов; 2 — кольцевые структуры; 3 — трещиноватость

Большинство исследователей (О. Л. Кузнецов, В. В. Муравьев, Г. П. Попсуй-Шапко и др.) склонны рассматривать эти «кружева» земной коры как результат внутренней деятельности земных недр, связанной с очаговым возбуждением мантии и подъемом магмы в виде мантийного диапира — огромной перевернутой капли огненно-жидкого глубинного вещества. Нарушая целостность земной коры, мантийный диапир создает в ней сложную систему концентрических и радиальных трещин. Глубинные водные растворы с высокой концентрацией солей, сопровождающие мантийный диапиризм, внедряются в систему трещин, образовавшихся над диапиром. В верхних горизонтах коры, где температура и давление снижаются, уменьшается соответственно и растворяющая способность воды, а соли выпадают в осадок. Они-то и маркируют радиально-концентрическую систему, которая так хорошо заметна из космоса.

Погребенная кольцевая структура создает в приповерхностных слоях аномалии в магнитном, гравитационном, тепловом, электрическом и других геофизических полях. Все они также имеют кольцеобразную форму.

Тектонические подвижки по радиально-концентрическим трещинам приводят к образованию в осадочном чехле односторонних изгибов пластов (флексур), краевых валов, цепочек антиклинальных поднятий. К этим же зонам приурочены концентрические полосы разуплотнения и трещиноватости пород, обеспечивающие пути для движения подземных флюидов. Но что самое удивительное, в кольцевую систему хорошо вписываются многие нефтяные и газовые месторождения. На рис. 4 показан нефтегазоносный регион юго-востока Волго-Уральской провинции. Даже неискушенный глаз замечает приуроченность месторождений углеводородов к кольцевым структурам. Причем если месторождение располагается внутри кольцевой структуры и лежит на месте пересечения нескольких кольцевых структур, то такое месторождение крупнее и характеризуется наибольшим стратиграфическим диапазоном нефтегазоносности вскрытых продуктивных горизонтов [Дегазация Земли и геотектоника, 1985]. Чем же это объясняется?

Ряд исследователей, например геолог Г. П. Попсуй-Шапко, так рисует процесс формирования месторождений углеводородов в зонах кольцевых структур. Высокая прогретость недр кольцевых структур ускоряет процессы катагенетических изменений рассеянного органического вещества. По трещинам из глубинных очагов поднимаются потоки водорода, которые, контактируя с органическим веществом, вызывают его гидрогенизацию. Этому в значительной степени способствуют алюмосиликатные минералы горных пород, выступающие как катализаторы. Важное влияние на метанизацию органики оказывают, по мнению Г. П. Попсуй-Шанко, и знакопеременные вариации термоакустических, электромагнитных и ультразвуковых полей земной коры. Такое совместное воздействие естественных полей Земли и потока глубинного водорода обеспечивает превращение органического вещества в сложные углеводородные соединения. В краевых зонах кольцевых структур происходит замещение рассеянных в породе твердых частичек органического вещества углеводородами нефтяного ряда с изменением химического состава исходной органики. Ширина зон нефтегазонакопления, примыкающих к кольцевым структурам, достигает в наиболее благоприятных случаях несколько десятков километров.

Автор изложенной концепции считает, что нефтегазопродуктивные кольцевые структуры обладают диаметром во многие сотни километров. Корреляции кольцевых структур диаметром менее 300 км с залежами углеводородов не наблюдается. Не установлена также связь скоплений нефти и газа с кольцевыми структурами, диаметр которых превышает 1,5–2 тыс. км. Анализируя закономерности размещения месторождений углеводородов с 16 наиболее изученными кольцевыми структурами, исследователь приходит к выводу о том, что в их ареале располагается 80–98 % продуктивных площадей. Кольцевые структуры как бы подтягивают к себе углеводородные флюиды, принуждая их аккумулироваться в своих трещиноватых зонах.

Итак, кольцевым структурам отводится некая магическая роль в отношении локализации нефти и газа. Между тем если вникнуть в суть этого вопроса, то приуроченность месторождений углеводородов к кольцевым структурам не более загадочна, чем их связь с разломами земной коры. Ведь кольцевые структуры — это не что иное, как зоны дробления, повышенной трещиноватости коры, т. е. то же самое, что и разломы. Только форма у первых кольцевая, а у вторых линейная.

А если это так, то объяснение причин территориальной связи месторождений нефти и газа с разломами земной коры одновременно даст ответ и на вопрос: почему эти месторождения формируются и в зонах кольцевых структур? «Неорганики», как мы знаем, используют подобные факты для подтверждения правоты своих взглядов. Мы же попытаемся подойти к этой проблеме с иной стороны, но это будет специальной темой нашего разговора.