Происхождение нефти

Нефть Гондваны

В составе мезозойской эры выделяют три периода: триасовый, юрский и меловой. В каждый из них Гондвана испытывала специфическое развитие, но общая эволюционная направленность процесса определялась деструкцией этого суперматерика, удалением друг от друга отдельных его фрагментов (материков), с заложением Атлантического и Индийского океанов.

Триасовый период характеризовался всеобщим поднятием Гондваны. В его пределах морских бассейнов практически не было. По-видимому, восходящий ток мантийного вещества выгибал суперматерик, поднимал его, что и приводило к отступлению (регрессии) морей. Осадки накапливались по окраинам суперматерика в континентальных или засолоненных морских условиях. В ряде мест наметились ослабленные зоны — будущие швы раскола. Наиболее активно процессы выгибания (сводообразования) происходили в центральной части Гондваны (в современном плане это юго-восток Африки, Мадагаскар), здесь уже в триасе началась деструкция коры с излиянием базальтовых лав (рис. 18). В триасе недра Гондваны еще не имели залежей нефти и газа. Исключение составляет небольшой участок на севере современного Африканского континента (район Алжира), где процессы нефтегазообразования могли протекать еще в палеозойскую эру, предшествовавшую мезозойской. Здесь имеются сравнительно крупные скопления углеводородов в палеозойских комплексах.

Рис. 18. Нефтегазоносные регионы Гондваны

1 — контур суперматерика (положения материков даны в реконструкции на начало мезозойской эры (по: [Геофизика океана, 1979]); 2 — области практического отсутствия осадочного чехла (внебассейновые пространства); 3– границы рифтов; 4 — нефтегазоносные территории и акватории; 5 — некоторые крупные месторождения углеводородов; 6 — пояс тяжелой нефти и твердых битумов Офисина-Трембладор; 7 — относительная величина доказанных извлекаемых запасов углеводородов; 8 — то же, тяжелой нефти

В юрском периоде стадия деструкции Гондваны вступила в свою активную фазу. Вдоль швов-расколов происходило излияние базальтовых лав. Лавы буквально затопили эти линейные зоны раскола. В ряде мест (флексура Лемомбо по течению Замбези) толщина лавовых покровов достигла 8 км. В тот же период Гондвана разделилась на две части: одна — Южная Америка, Африка, Индия, другая — Антарктида и Австралия. Между ними образовалась система межконтинентальных рифтовых морей, где должны были бы создаваться благоприятные условия для образования нефти и газа. До настоящего времени отложения юры, которые установлены под водами океана по окраине Антарктиды не изучены бурением, хотя их нефтегазоносный потенциал сравнительно высок.

Большим изменениям подверглась Гондвана в меловой период. Уже в первой половине мела она распалась на фрагменты, которые впоследствии стали хорошо известными материками. Снизилась вулканическая деятельность, что указывает на завершение стадии начальной деструкции. Гондвана вступила в новую, рифтогенную стадию своего развития. Система внутриконтинентальных рифтов трансформировалась в систему межконтинентальных рифтовых морей, которые и отделили Южную Америку от Африки, лишь в районе современного Гвинейского залива существовала структурная перемычка, соединившая эти материки. О ходе геологических событий можно судить по накоплению осадочных пород. Если рассмотреть разрезы осадочного чехла, выполнявшего в меловое время узкие межконтинентальные моря между Южной Америкой и Африкой, а сейчас слагающего континентальные окраины этих материков, то увидим следующую последовательность отложений.

В основании чехла лежат красноцветные породы неокомского возраста, иногда с прослоями каменного угля. Характер осадков указывает на их континентальное происхождение, они накапливались во внутриконтинентальных рифтах. Далее вверх по разрезу залегают соленосные отложения антского возраста, которые маркируют начало образования межконтинентальных морских рифтов, так как формирование каменной соли связывают обычно с выходом из недр термальных рассолов, напоминающих горячие ключи на дне современного Красного моря. На соленосном комплексе располагаются темные глины и известняки альбского возраста с содержанием органики до 10 %. Считается, что в то время эмбрион Атлантического океана имел эстуариевую циркуляцию. В засолоненных и плохо промываемых бассейнах кислород должен был полностью израсходоваться на окисление органики. Поэтому придонная геохимическая обстановка носила восстановительный характер, не исключено и сероводородное заражение донных осадков. При таких обстоятельствах, как считают ученые, сохранение органического вещества должно было быть идеальным [Зейболд, Бергер, 1984]. Накапливалась органика в условиях высокой прогретости недр, что, несомненно, играло решающую роль в процессах образования нефти и газа. В настоящее время отложения неокома, анта и альба регионально нефтегазоносны как на Атлантическом шельфе Африки, так и на шельфе Южной Америки.

В то же время участок литосферы между Африкой и Антарктидой уже вступил в следующую, спрединговую стадию своего развития. Отделение Индии от Африки еще не произошло. Здесь продолжается начальная деструкция литосферы с излиянием вдоль расколов базальтовых лав. Между тем в некоторых районах Гондваны, вероятно в районе современного Персидского залива, уже в первой половине мела могли возникать и процессы поддвига.

По мере раскола Гондваны и прогрева ее недр активизируются и процессы нефтегазообразования и нефтегазонакопленпя, о чем свидетельствует региональная нефтегазоносность нижнемеловых толщ.

Вторая половина мелового периода (позднемеловая эпоха) знаменуется широким развитием спрединга. Отдельные фрагменты суперматерика Гондваны все удаляются друг от друга, растет в пространстве дно Атлантического и Индийского океанов. Индия отделяется от Африки и двигается к северу вплоть до столкновения с Азиатским материком. В осадочных толщах, накопившихся вдоль континентальных окраин южных Материков, шла дальнейшая генерация углеводородов, но, вероятно, менее активно, чем в первой половине мела. С конца мела по окраинам материков гондванской группы начинают развиваться субдукционные процессы. Это объясняется тем, что «расползающиеся» куски Гондваны встречают на своем пути другие литосферные плиты и сталкиваются с ними. Мощные зоны поддвига формируются по северной и западной окраине Южной Америки, по северной и северо-восточной окраине Африки.

В кайнозойскую эру окончательно завершается распад Гондваны. Разделяются Антарктида и Австралия, возникает рифт Красного моря, «вспарывается» Африканский континент системой Восточно-Африканских рифтов. Продолжают развиваться зоны поддвига по Тихоокеанской окраине Южной Америки и вдоль северо-восточной оконечности Аравийского полуострова, где одноименная литосферная плита сталкивается с Иранской плитой. С конца мела именно процессы субдукции определяли образование нефти и газа по окраинам материков гондванской группы.

Попробуем теперь на примере все той же Гондваны оценить масштабы генерации углеводородов. Вернемся к рис. 18, где показана Гондвана в реконструкции к началу мезозойского дрейфа. Диагональной штриховкой даны области отсутствия осадочного чехла, мелкими точками помечены нефтегазоносные регионы. Нетрудно заметить, что почти все они приурочены к окраинам материков гондванской группы. По особенностям пространственного расположения регионов в теле Гондваны можно выделить два их типа: внутренние и внешние.

Внутренние нефтегазоносные регионы связаны с системой рифтов, определивших фрагментацию Гондваны, поэтому их можно назвать рифтогенными регионами. Они действительно были бы внутренними, если бы распад суперматерика по произошел. Но по мере распада Гондваны внутренние рифтогенные нефтегазоносные регионы трансформировались в окраиннорифтогенные, так как в конечном итоге они расположились вдоль пассивных окраин материков.

А есть ли в современной структуре земной коры нефтегазоносные регионы рифтогенного типа, но оставшиеся внутри континента? Да, есть. Это Западная Сибирь и Северное море. Если сравним структурный рисунок рифтов этих регионов с рифтами Гондваны до начала ее распада (см. рис. 12, 18), то увидим между ними большое сходство. Ведь недаром Северное море и Западную Сибирь называют «несостоявшимися океанами». Энергии недр этих регионов хватило только на образование системы внутриконтинентальных рифтов, которые в дальнейшем переродились в крупные надрифтовые платформенные депрессии (синеклизы). Однако и этого оказалось достаточно для образования обширных по площади нефтегазоносных провинций. Вот, например, Западная Сибирь. Активное развитие рифтов приходится на позднепалеозойское — раннемезозойское время. В триасовый период произошло излияние огромных объемов базальтоидных масс, что прямо свидетельствует о высоком прогреве недр [Конторович и др., 1984]. Сравнительно жесткий температурный режим сохранялся в юрское и раннемеловое время. В тот же отрезок времени на территории Западной Сибири формировались песчано-глинистые отложения, обогащенные органикой. Площадь бассейнов осадконакопления составляла 1,5–1,7 млн км². В породах нижней и средней юры было захоронено свыше 36 трлн т органического вещества. Концентрация органического вещества в глинах превышает 2 %, причем она увеличивается в зоне Колтогоро-Уренгойского рифта, где в юрское время существовала, по-видимому, система межконтинентальных морских бассейнов с высокой биопродуктивностью. В верхнеюрских комплексах объемы захороненной органики оцениваются в 25 трлн т, причем преимущественно сапропелевого типа, т. е. наиболее благоприятного для нефтеобразования. Максимальная концентрация органики в глинах составляет 2–5 %, и она опять-таки приурочена к зоне Колтогоро-Уренгойского рифта [Конторович и др., 1984].

Благоприятное сочетание органики и высокой прогретости недр как следствие существования системы рифтов предопределило условия для нефтегазообразования в Западной Сибири. Как отмечают исследователи, нефтегазогенерационный потенциал отложений юры и нижнего мела возрастает от периферии к центральным и северным районам плит [Конторович и др., 1984], т. е. там, где проходит зона Колтогоро-Уренгойского рифта. Этим обстоятельством ученые объясняют максимальную плотность начальных геологических ресурсов нефти и газа в субмеридиональной осевой зоне плиты.

Сходными условиями нефтегазообразования и нефтегазонакопления обладала и Североморская провинция, также имеющая в своей центральной части систему рифтов. Сочетание аналогичных обстоятельств привело к тому, что и в этой провинции залежи нефти и газа концентрируются в зонах рифтов.

Значит, рифтогенные нефтегазоносные регионы могут быть двух типов: внутреннерифтогенные (внутри континента) и окраинно-рифтогенные (по континентальным окраинам). Последние в своем развитии проходили стадию внутриконтинентальных рифтов, но пошли дальше, имея в своих недрах большое количество энергии. Но и у тех и у других геодинамическая обстановка недр определялась рифтогенными процессами.

Вернемся, однако, к Гондване. По ее внешней периферии располагаются нефтегазоносные регионы, формирование которых проходило под влиянием субдукционных процессов (механизм О. Г. Сорохтина). В некоторых местах (Тихоокеанское побережье Южной Америки) субдукция продолжается и в наши дни. Окраины материков субдукционного типа получили название активных в отличие от пассивных материковых окраин, имеющих рифтогенную природу. Сравним масштабы нефтегазонакопления активных и пассивных материковых окраин Гондваны. На рис. 18 квадратами показаны относительные величины доказанных извлекаемых запасов углеводородов: чем больше квадрат, тем больше запасы. Незачерненный квадрат у северных берегов Южной Америки отражает извлекаемые запасы тяжелой нефти и битумов в знаменитом поясе Офисина-Трембладор (Венесуэла), который показан на рисунке ромбиком. Сравнение квадратов наглядно свидетельствует о том, что к активным окраинам континентов Гондваны приурочены максимальные запасы — 94 % всех выявленных запасов углеводородов континентов гондванской группы (без учета тяжелой нефти и битумов Венесуэлы). Следовательно, субдукционный механизм образования нефти при прочих равных условиях гораздо мощнее и масштабнее механизма рифтогенного типа. Это объясняется более жесткими термобарическими условиями недр и, что самое главное, гораздо большим объемом осадочных масс, участвовавших в процессах генерации углеводородов в зонах поддвига.

Но этот вывод, может быть, справедлив только для Гондваны? Посмотрим, каковы же глобальные закономерности в пространственном распределении нефтегазоносных регионов?