Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Тектоника плит и нефтегазообразование






Характерная черта современного развития геологии — формирование нового геологического мышления, основанного не на традиционном понимании всех геологических процессов и явлений через учение о геосинклиналях, а на новом представлении о развитии литосферы через тектонический «круговорот» океан—континент—океан. Согласно этой идее, полный цикл развития литосферы того или иного региона протекает в два этапа: образование океана (океаногенез) и на его месте — континента (континентогенез). Циклы могут повторяться с новым раскрытием океанической структуры в результате деструкции возникшего континента и.т.д. В.П. Гавриловым было предложено каждый из указанных этапов подразделять на стадии, а т.е. в свою очередь на фазы. Кратко напомним их геологическую сущность. Океаногенез —это процесс дробления и деструкции ранее существовавшей литосферы (обычно континентального типа) вследствие рифтогенеза и формирования новой океанической коры путем спрединга. Этап состоит из двух стадий: предокеанической и собственно океанической. Предокеаническая начинается с возбуждения верхней мантии поднимающимися разогретыми мантийными массами, раскола литосферы с проникновением основных и ультраосновных магм на поверхность (фаза начальной деструкции). Дальнейшее протекание процесса приводит к образованию специфических структур проседания с раздвигом—рифтов. Обычно они складываются в протяженные внутриконтинентальные системы, выраженные в рельефе грабенами, эскарпами, озерными бассейнами, речными долинами (фаза континентального рифта). Собственно океаническая стадия знаменуется раскрытием океана. Вначале это узкие межконтинентальные моря грабенообразного строения (фаза межконтинентального или морского рифта), а в дальнейшем — нормальные океаны с «расползающимся» дном (фаза спрединга). Со временем по определенным причинам (например, истощение внутреннего источника энергии) океанический бассейн приобретает тенденцию к закрытию, и спрединг сменяется процессом субдукции. Первоначально они сосуществуют (фаза частной субдукции), а затем последняя доминирует (фаза полной субдукции). Происходит скучивание вещества, его аккреция. Формируются складчатые сооружения, в пределах которых сравнительно большие мощности осадков зачастую определены не тектоническим прогибанием компенсированным осадконакоплением, а аккрецией, т. е. тектоническим скучиванием вещества за счет поддвига литосферных плит. Две последние фазы, по нашему мнению, соответствуют собственно геосинклинальному процессу в его традиционном понимании. В фазу полной субдукции происходит закрытие океана и возникновение на его месте континентальной структуры, что говорит о начале нового этапа развития литосферы. Континентогенез выражается в упрочении и наращивании мощности континентальной литосферы. Начальная (эпиокеаническая) стадия этого этапа характеризуется формированием и ростом горноскладчатых сооружений (орогенная фаза). В учении о геосинклиналях она соответствует заключительной стадии развития этих структур. Дальнейшая пенепленизация рельефа и уменьшение тектонической активности недр приводят к вступлению региона в платформенную стадию развития. Применительно к истории древних платформ в качестве начальной фазы этои, стадии иногда выделяют фазу кратон осадзации, за ней следует авлакоген правило (доплитная, тафрогенная), далее синеклиз и плитная. В ряде случаев платформа испытывает эпиплатформенную активизацию с образованием глыбовых гор (эпиплатформенная стадия). Новое толкование цикличности развития литосферы, геологического существа этапов, стадий и фаз, их последовательности позволяет по-иному осмыслить и взаимосвязанные с ними процессы формирования различных полезных ископаемых, прежде всего, нефти и газа. Образование и накопление в залежи УВ традиционно ставилось в зависимость от тектонического режима недр и палеогеографических условий (А. А. Бакиров и др., 1982 г.). Поэтому правильное понимание закономерностей геологического развития того или иного региона позволит составить для него единственно верную модель нефтегазообразования.

Фаза континентального рифта характеризуется накоплением сравнительно мощных толщ осадков в условиях высокого прогрева недр. Во внутриконтинентальных рифтовых системах — это озерные, речные, собственно наземные отложения. Содержащаяся в них органика большей частью углефицирована. Процесс нефтегазогенерирования протекает ограниченно и преимущественно с образованием УВ газов. Во время фазы межконтинентального морского рифта в межконтинентальных морях увеличиваются площадь и скорость осадконакопления. Эти районы, как правило, характеризуются высокой биопродуктивностью, что приводит к накоплению мощных осадочных толщ, обогащенных ОВ до 5 %. Например, в Суэцком грабене мощность осадочного выполнения составляет 4—5 км, а объем разведанных осадочных пород — 50 тыс. км3. Жесткий температурный режим недр определяет активное течение процессов нефтегазообразования и, как результат этого, высокую нефтегазоносность недр межконтинентальных рифтовых морей. В Суэцком заливе, наиболее изученной части Красного моря, выявлено уже более 70 месторождений нефти, самые крупные из которых Эль-Морган (извлекаемые запасы 205 млн. т), Ромадан (100 млн. т), Белаим-море (75 млн. т) тяготеют к центральной части рифта. Фаза спрединга предусматривает активное раздвижение океанического дна. Межконтинентальное море трансформируется в океан. Толщи осадков, накопленные в межконтинентальных морях, оказываются разделенными на две части, каждая из которых прилегает к соответствующему берегу растущего океана. По мере «расползания» его берегов в результате спрединга удаляются друг от друга и осадочные толщи, залегающие в виде гигантских линз у самого подножья континентального склона (периокеанические прогибы). Поскольку океанические окраины континентов обладают высокой биопродуктивностью, там будут накапливаться толщи осадочных пород (до 10—15 км и более) с содержанием Сорг до 2—4 %, а в некоторых областях до 16 % (М. К. Калинко, 1977 г.). Наиболее благоприятные условия для аномально высокого накопления органики создаются в зонах апвеллингов. Значительные концентрации ОВ фиксируются также в осадках крупных речных дельт. Как правило, периокеанические прогибы отличаются сравнительно высоким тепловым потоком, стимулирующим активный процесс преобразования ОВ в УВ нефтяного ряда. В качестве доказательства рассмотрим Бомбейский шельф Индии (Д. К. Панде и др., 1984 г.).

Это свидетельствует о том, что в районах развития высокого теплового потока органика «созревает» в первую очередь, она быстрее трансформируется в УВ. Здесь раньше и активнее, чем в других районах, начинает образовываться и формироваться в залежи нефть. Примечательно, что на Бомбейском шельфе практически все выявленные месторождения нефти и газа находятся в наиболее--прогретой части шельфа, ограниченной изолинией геотермического градиента 3, 5°С/100 м. А самое крупное нефтяное месторождение этого региона — Бомбей-Хай — находится в пределахмаксимальных значений 5—7 °С/100 м. Здесь же зафиксирована и наиболее «зрелая» органика (до 4 усл. ед.).

В то же время в центральных районах спрединговых бассейнов УВ практически не образуются, так как там мощность осадков очень мала, а местами они отсутствуют, как например, в рифтовой долине океанов.

Интенсивность нефтегазообразования существенно возрастает по периферии океана, когда там начинают развиваться процессы поддвига (фаза частной субдукции). Тектоническое скучлвание формирует огромные массы осадочных пород, образующих аккреционные призмы. Осадки обогащены ОВ. Так. в современных отложениях Японского желоба содержание ОВ достигает 2 %, а в Перу-Чилийском желобе— 11 %. Здесь же наблюдается и повышенный тепловой поток. Причем распределение его в зонах субдукции очень дифференцированно. Если непосредственно над глубоководным желобом он относительно минимален и равен примерно 4, 19-10-2 ВТ/м2, то над смежной островной дугой и еще дальше в тыловой части возрастает в 3—5 раз. Благодаря этому прогреваются недра и создаются благоприятные условия для преобразования ОВ в УВ. Причем наиболее крупные месторождения, так же как и на пассивных континентальных окраинах, приурочены к областям максимального прогрева. Это доказывается, в частности, распределением месторождений нефти и газа и температурными особенностями недр Индонезийской нефтегазоносной провинции. Вдоль Суматры и Явы протягивается Яванский глубоководный желоб, а сами острова являются аккреционными призмами сравнительно недалекого прошлого. В зоне глубоководного желоба геотермический градиент наименьший — 1, 36 °С/100 м. Однако в пределах островов он уже достигает 3, 43°С/100 м, несколько снижаясь в тыловых морях — 2, 5 °С/100 м. Практически все выявленные в этом регионе нефтяные месторождения находятся в пределах геотермического градиента 2 °С/100 м, а наиболее крупные— Минас (начальные извлекаемые запасы более 900 млн. т) и Дури (275 млн. т) — в зоне максимального геотермического градиента (более 3°С/100 м), т. е. наиболее высокого прогрева недр.

В фазу полной субдукции, когда океанический бассейн «схлопывается», активизация процессов нефтегазообразования достигает, по-видимому, своего апогея. В зонах поддвига они протекают по предложенной О. Г. Сорохтиным схеме (1979 г.). Основным фактором образования нефти является возгонка и термолиз биогенных веществ, втянутых вместе с океаническими осадками в зону субдукции, где происходит поддвиг океанической коры под континентальную. По данным О. Г. Сорохтина, в области прогрева с температурами 100—400°С осадки могут пребывать в зоне субдукции около 1 —2 млн. лет. При дегидратации вещества океанической коры выделяющиеся горячие флюиды с температурой до 400 °С и давлением более 20 МПа на пути своего движения из области больших давлений в область меньших будут выжимать, растворять и выносить капельно-жидкую нефть. Наиболее благоприятная ситуация для образования УВ складывается и при процессах надвигания коры (обдукции) на пассивную окраину континентов, в основании которой имеется мощная осадочная толща (периокеанические прогибы).

После закрытия океана литосфера испытывает континентальный этап развития, первой фазой которого является орогенная. Геодинамический режим горообразования влечет за собой разрушение имевшихся скоплений нефти и газа. Нефтегазообразование сменяется нефтегазоразрушением. Лишь в отдельных межгорных впадинах сохраняются благоприятные условия для формирования залежей и их консервации. Это происходит в тех случаях, когда в основании межгорной впадины имеется жесткая плита (осколок более древней платформы), которая и препятствует активному смятию пластичных пород осадочного чехла, сохраняя тем самым имеющиеся в них залежи нефти и газа. В некоторых межгорных впадинах мощность чехла измеряется многими километрами (10—15 км), сравнительно высокая прогретость недр обеспечивает активное течение процессов нефтегазообразования. Этим объясняются значительные запасы УВ, содержащиеся порой в межгорных впадинах (например, в Маракаибской, Паннонской, Южно-Каспийской).

В период орогенной фазы так же как и во время фазы полной субдукции, часть УВ вытесняется в прилегающие области континентов (платформ). Мощным фактором их выноса являются АВПД, а также горячие флюиды, прежде всего, перегретая вода, которая в таком состоянии способна растворять УВ.

Платформенная стадия континентального этапа (фазы синеклиз и плитная) предусматривает прогибание коры с образованием обширных депрессий (синеклиз), где чехол достигает порой мощности 10—12 км, обычно не превышая 5 км. Однако недра платформ характеризуются уменьшением теплового потока, что снижает прогретость осадочного чехла. Процессы «созревания» ОВ идут сравнительно медленно, вяло. Осадки, как правило, не реализуют свои нефтегазоматеринские возможности. Для того, чтобы активизировались процессы нефтегазообразования необходимо осадочным породам погрузиться на глубины 2, 5—3 км, т. е. попасть, по Н. Б. Вассоевичу, в ГЗН. Сравнительно высокие значения теплового потока сохраняются в пределах надрифтовых синеклиз, где относительно высокая прогретость недр продолжает стимулировать образование нефти и газа.

Как видим, каждая фаза геодинамического цикла развития литосферы характеризуется своим специфическим режимом нефтегазообразования, отличающимся интенсивностью созревания органики и трансформации ее в УВ.

Образование нефти активизируется и в условиях рифтов, особенно межконтинентального морского типа. Значительные по запасам концентрации УВ известны во внутриплатформенных рифтах (надрифтовых синеклизах) и вдоль рифтогенных пассивных окраин континентов. Однако по своему значению они уступают платформенным окраинам. Изложенное позволяет сделать важный вывод о том, что процессы нефтегазообразования и накопления в земной коре определяются не только благоприятной геохимической обстановкой осадконакопления, скоростью седиментации, наличием коллекторов и покрышек и другими факторами, традиционно считающимися главными при генезисе нефти, но и еще одним, может быть даже самым важным — геодинамическим режимом недр. Предлагаемая геодинамическая модель нефтегазообразования органично вписывается в логику глобальных геологических событий, основанных на теории мнению, сравнительно большие по запасам скоплений УВ по платформенным окраинам и в пределах передовых прогибов.

Образование нефти активизируется и в условиях рифтов, особенно межконтинентального морского типа. Значительные по запасам концентрации УВ известны во внутриплатформенных рифтах (надрифтовых синеклизах) и вдоль рифтогенных пассивных окраин континентов. Однако по своему значению они уступают платформенным окраинам. Изложенное позволяет сделать важный вывод о том, что процессы нефтегазообразования и накопления в земной коре определяются не только благоприятной геохимической обстановкой осадконакопления, скоростью седиментации, наличием коллекторов и покрышек и другими факторами, традиционно считающимися главными при генезисе нефти, но и еще одним, может быть даже самым важным — геодинамическим режимом недр. Предлагаемая геодинамическая модель нефтегазообразования органично вписывается в логику глобальных геологических событий, основанных на теории тектоники плит, что делает ее более жизненной и предпочтительной по сравнению с традиционным пониманием тектонического контроля за генезисом нефти, основанным только на вертикалистских представлениях.

Согласно предлагаемой модели нефтегазоносные регионы формируются под влиянием трех основных геодинамических режимов: субдукционного, рифтогенного и депрессионного.

Субдукционный режим возникает в зонах субдукций по окраинам океанов, где образуется своеобразная ассоциация из глубоководного желоба, аккреционной призмы, островной дуги и окраинного морского бассейна или же глубоководного желоба, аккреционной призмы и края континента. Во всех случаях максимальная прогретость недр характерна для тыловой части субдукционной зоны.

Рифтогенный режим присущ внутри- или окраинноконтинентальным системам рифтов. В современной структуре земной коры — это чаше всего внутриплатформенные рифты., которым соответствуют по верхним секциям чехла крупные надрифтовые впадины, прогибы или синеклизы, или же окраинные односторонние рифты, расположенные по периферии континентов атлантического типа. Рифтогенный режим также предусматривает относительно высокую прогретость недр.

Депрессионный режим характерен для ряда крупных внутриплатформенных впадин, возможно, и для некоторых межгорных. По сравнению с первыми двум режимами он отличается относительно меньшей прогретостью недр и, следовательно, более «вялым» течением процессов нефтегазообразования. При этом исходные осадки должны были погрузиться на глубины 2, 5—3 км, т. е. попасть в наиболее благоприятные термобарические условия (ГЗН, по Н. Б. Вассоевичу).

Если оценить ориентировочно масштабы генерации УВ, происходившей в трех основных типах поясов нефтегазонакопления, то на первое место следует поставить субдукционные (80-85%), на второе — рифтогенные (15— 20%) и на третье — депрессионные (первые проценты).






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.