К проблеме эндогенного происхождения нефти и газа
На основе современного теоретического, экспериментального и полевого материала рассматривается неорганическая концепция происхождения нефти.
Endogenous of oil and gas orign .pdf Образно говоря, нефть считают «кровью цивилизации». Ее добыча год от года растет, а запасы, по утверждению экспертов, уменьшаются. Международная ассоциация по изучению конъюнктуры нефтяного спроса (ASPO) провела расчеты, согласно которым через 10 лет в мире начнется планетарный кризис из-за того, что потребность в нефти наконец превысит ее добычу [1. С. 10]. Консультант правительства США и крупных нефтяных корпораций доктор Кэмпбелл считает [1. С. 10], что экономическое процветание в двадцатом веке было связано прежде всего с добычей дешевой легкодобываемой нефти. Он утверждает, что суммарные запасы нефти на планете составляют 1 800 гигабаррелей, из которых человек на 2004 г. добыл 822 гигабарреля. При этом необходимо учитывать, что человечество потребляет в год 22 гигабарреля, а разведывает всего 6 гигабаррелей. Данный эксперт считает, что пик добычи пал на 2005 г., после чего истощение мировых запасов нефти будет составлять примерно 2% в год.Другой эксперт, М.К. Хубберт [1. С. 10], является специалистом по оценке нефтересурсов, их разведки и истощения. Он еще в 1949 г. дал свои прогнозы, которые сейчас сбываются. В частности, еще в 1956 г. М.К. Хубберт сформулировал правило, называемое сейчас «Законом Хубберта». Оно гласит: «Нефть используется как источник энергии до тех пор, пока добывать ее дешевле, чем получать ее с помощью электроэнергии. После этого добыча нефти прекратится независимо от того, какова будет ее денежно-кредитная цена».М.К. Хубберт считает, что за период с 1965 г. по 2023 г. человечество использует 80% мировых запасов нефти. Это и есть период наивысшего пика человеческой цивилизации (по Хубберту).Профессор Айвенго, консультант правительства США и крупных нефтяных компаний по оценке нефтяных запасов основных бассейнов, ситуацию оценивает по-иному [1. С. 10]. Он утверждает, что «критической датой будет та, когда глобальный спрос превысит мировую добычу». Это произойдет в период между 2000-2010 гг. После этого темпы добычи начнут снижаться. Подобное событие произойдет в пределах жизни большинства людей, живущих сейчас на Земле.Перечисленные прогнозы, сделанные наиболее авторитетными в мире специалистами, хотя и по-разному, но в целом однозначно, утверждают о исчерпае-мости известных запасов нефти на нашей планете. В связи с этим актуальнейшей задачей является разработка новых подходов и поисковых критериев к изучению территорий, перспективных на углеводородное сырье. Важную роль в этом направлении играют подходы геологов к проблеме генезиса нефти и газа. Безусловно, сложность в решении данной проблемы определяется тем, что нефть встречается только во вторичном залегании. Подобное ее нахождение показывает,что она всегда встречается на значительном расстоянии от первичных источников возникновения.Известно, что в настоящее время общепринятой точкой зрения является органическая концепция происхождения нефти. В этом случае предполагается существование определенных литологических толщ, богатых органическим веществом, преобразование которого дает начало нефтеобразующим углеводородам. Однако анализ фактического материала по геологическим разрезам нефтегазоносных районов различных стран мира не позволяет согласиться с этим утверждением. В частности, этому противоречит и тот факт, что нефтевмещающими являются комплексы пород разных формаций (песчанистые, глинистые, карбонатные и другие) либо без органического вещества, либо с незначительным количеством его присутствия. В связи с этим, любая попытка ограничить генезис и локализацию нефти с распространением пород какой-либо формации не подтверждается фактическим материалом. Это становится очевидным при рассмотрении нефтегазоносности нижних или базальных свит осадочного чехла платформ. В данном случае имеются в виду свиты, залегающие непосредственно на докембрийском кристаллическом фундаменте или немного выше поверхности докембрия. В подавляющем большинстве случаев нефть и газ здесь не могли поступать в эти свиты сверху. Следовательно, источник углеводородов должен был находиться либо в самих базальных свитах, либо еще глубже - в докембрийском фундаменте и ниже.При этом очень важным фактом является то, что сами нефтеносные базальные свиты, как например кембрийские отложения в основании свиты Арбукль в Северной Америке, часто оказываются песчаными толщами, очень бедными биогенным органическим веществом [2. С. 104-125]. В некоторых случаях они его не содержали вообще. Иногда нефтеносными являются аркозо-вые гравийники и дресва, образовавшиеся за счет пере-мыва гранитов и гнейсов докембрия. В некоторых районах, например в штате Канзас [2. С. 104-125], промыш-ленно нефтеносными оказываются даже разрушенные трещиноватые породы верхней части докембрийского кристаллического фундамента. Приведенные примеры показывают, что утверждать о карбонатных, глинистых, песчанистых и о каких-либо других нефтематеринских свитах не представляется возможным.При решении проблемы генезиса нефти необходимо учитывать и другие факторы и огромный фактический материал по месторождениям разных стран мира [2. С. 104-125; 3. С. 792-795; 4. С. 44-49; 5. С. 33-42; 6. С. 32-37; 7. С. 51-55]. В частности, изучение тектонических закономерностей размещений нефти и газа в платформенных и складчатых системах показывает, что геодинамика внутренних (глубинных) частей Земли обусловливает изначальный источник углеводородов, а168тектонические и геохимические процессы земной коры способствуют их преобразованию в нефтеобразующие с последующим перераспределением и концентрацией в конкретных структурах чехла. Именно тектонические деформации и геохимические процессы земной коры, а не распространение по вертикали и по площади осадочных толщ, богатых органическим веществом, контролируют размещение нефтеносных провинций, районов, месторождений. При этом диапазон распространения нефти в этих регионах в вертикальном разрезе прежде всего определяется горизонтами пород благоприятной пористости, вплоть до основания неметаморфизованно-го осадочного чехла. В том случае, когда породы складчатого фундамента достаточно раздроблены, они могут служить коллекторами и здесь могут концентрироваться промышленные скопления нефти. Примером являются трещиноватые граниты зоны Амарильо в северозападном Техасе, а также месторождения Эдисон и другие в Калифорнии. Анализ нефтеносных провинций Се-веро-Американской платформы (Мид-Континента, Аппалачи и так называемого пермского бассейна Западного Техаса) показывает, что нефть в большом количестве извлекалась из свит силура и кембрия нижней части осадочного чехла. Значительные запасы нефти были известны в базальных породах кембрия штата Уайомин-га [2. С. 104-125].Таким образом, приведенные примеры и многие другие данные (Скалистые горы, Восточная Канада, Египет, Волго-Уральская область и т.д.) показывают, что нефте- и газопроявления широко известны в нижних свитах осадочного чехла и в породах фундамента [2. С. 104-125; 4. С. 44-49; 6. С. 32-37]. При этом следует отметить, что во многих нефтеносных провинциях нефтепроявления отмечаются в значительном вертикальном диапазоне. Они охватывают не только свиты чехла, нижние базальные свиты, докембрийские граниты фундамента, прослеживаясь на некоторую глубину. Примером являются месторождения Египта, приуроченные к обоим бортам грабена Суэцкого залива и Красного моря. Здесь нефтеносны, главным образом, нижние базальные свиты, залегающие на докембрии и сложенные песчаниками (карбон, мел) или рифовыми известняками (палеоген). В месторождениях Хургада, Гемзах, Джебель Цейт нефтеносны не только аркозы, перекрывающие кристаллический фундамент, но и нижележащие граниты докембрия, в которых нефтепроявления прослеживаются на некоторую глубину. Здесь нет никаких свит, богатых органическим веществом. Такая же ситуация вырисовывается в нефтеносных грабенах оз. Альберта и оз. Тантганьика на продолжении этой зоны разломов [2. С. 104-125].На Русской платформе нефть уже давно добывают из метаморфических пород фундамента на Тимане [8. С. 24-29]. Здесь газообразные углеводороды поступают с таких глубин (сотни метров от поверхности фундамента), на которых вряд ли они могли быть транспортированы с водой путем латеральной миграции. Жидкая нефть в трещиноватых докембрийских породах обнаружена в скважинах Татарии. По пунктам нахождения нефти в нижних свитах осадочного чехла Русской платформы (средний девон - Саратовское Поволжье, Самарская Лука, Западная Башкирия, Татария,Тиман) и в метаморфизованных породах фундамента (Тиман, Поволжье) можно установить общие контуры Волго-Уральской нефтеносной провинции. Между тем ни эти свиты осадочного чехла, ни породы фундамента по своей литологии не могут рассматриваться как «нефтематеринские» свиты [2. С. 104-125].Таким образом, на примере хорошо изученных нефтегазоносных провинций (Аппалачской совместно с Восточной Канадской, Мид-Континента, Скалистых Гор, Волго-Уральской области, Египта и др.) можно проследить нефть и газ в породах фундамента, в базальных свитах и верхних толщах осадочного чехла платформ. При этом выясняется, что контуры нефтегазоносных провинций обусловлены крупными деформациями, а не распространением отдельных свит. Очевидно, что литология вышележащих (от уровня фундамента) свит осадочного чехла не имеет никакого отношения к генезису нефти и газа. Они, благодаря различной пористости и наличию благоприятных тектонических структур и действия других факторов, только локализуют частные скопления углеводородов, поступающих с глубинных частей Земли.К тому же, например, базальные свиты (песчаники кембрия и толща силура медайна или светлые известняки и доломиты ордовика в Аппалачах, или кремнистые доломиты кембрия-ордовика Мид-Континента, Канзаса, Оклахомы; песчаники и песчано-глинистые породы среднего девона Волго-Уральской области и т.д.) обычно настолько бедны органическим веществом и формировались в такой геохимической обстановке, что их нельзя считать нефтематеринскими свитами. Учитывая это, в свое время П.Н. Кропоткин [2. С. 104-125] сделал вывод, что в пределах Северо-Амери-канской платформы и в других частях мира размещение месторождений нефти и газа обусловлено подъемом углеводородов с глубины из фундамента через все горизонты стратиграфического разреза. В частности, доказательством вертикальной миграции углеводородов являются жилы асфальтов и пиробитумов, встречающиеся не только в породах осадочного чехла, но и в докембрийском кристаллическом фундаменте (Центральный массив Франции, Канадский и Балтийские щиты [2. С. 104-125]. Кроме этого следует отметить, что в последние годы был открыт ряд крупных нефтяных месторождений в гранитоидах фундамента платформенных областей. Из числа этих месторождений особенно привлекают внимание Ла-Пас в Венесуэле, Белый Тигр, Дракон и другие на шельфе юга Вьетнама, Сибири (Иркутская область) [4. С. 44-49; 6. С. 32-37; 9. С. 46-54; 10. С. 66-68].Приведенные данные опровергают утверждение об органическом генезисе нефти и газа в условиях осадочного чехла платформ. Например, еще П.Н. Кропоткин [2. С. 104-125] отмечал, что в тех условиях, которые характерны для осадочного чехла платформ, нефть возникнуть из органического вещества не может. Ничтожная примесь углеводородов, накапливающихся в свежем осадке при захоронении растительного и животного материала, по-видимому, в дальнейшем разделяет судьбу всей массы органики, подвергаясь карбо-натизации. Обратный процесс обогащения органики водородом невозможен (в породах осадочного чехла).169Метан, отделяющийся при карбонатизации ограники, вряд ли можно считать исходным материалом нефти. В угольных шахтах, например, изобилует метан такого происхождения, но нет никаких признаков образования нефти в угольных месторождениях.В свою очередь, в пределах нефтегазоносных провинций происходит выход подземных (глубинных) газов. Среди них отмечают: водород, азот, инертные газы, которые являются спутниками метана и других газообразных углеводородов. В отдельных случаях с этими газами поступает чистый водород, что указывает на восстановительные условия в участках зарождения газовых струй. В связи с этим В.И. Вернадский [11. С. 209-376] отмечал, что все выходы газовых струй на поверхность Земли обусловлены
Ключевые слова
Авторы
Список пуст
Ссылки
Три сценария апокалипсиса // Аргументы и факты. 2004. № 40. С. 10.
Кропоткин П.Н. Проблемы происхождения нефти // Советская геология. 1955. № 47. С. 104-125.
Булин Н.К. и др. Новые сейсмические метки литосферы районов размещения крупных углеводородных скоплений // Докл. РАН. 1999. Т. 364, № 6. С. 792-795.
Гаврияов B.П. Нефтегазоносность гранитов // Геология нефти и газа. 2000. № 6. С. 44-49.
Готтих Р.П., Писоцкий Б.И., Бурмистенко Ю.Н. Восстановленные флюиды в разрезах нефтегазоносных бассейнов // Сов. геология. 1988. № 3. С. 33-42.
Поспелов В.В., Шнип О.А. Геологическое строение и нефтегазоносность Зондского шельфа // Геология нефти и газа. 1997. № 8. С. 32-37.
Смирнова М.Н. Нефтегазоносные кольцевые структуры и научно-методические аспекты их изучения // Геология нефти и газа. 1997. № 9. С. 51-55.
Кремс А.Я. Замечания о генезисе нефти в условиях формирования ее залежей // Нефтяное хозяйство. 1947. № 1. С. 24-29.
Индукаев Ю.В. Связь магматизма и формирования рудных и нефтяных месторождений с глубинными углеродно-водородными флюидами // Рудные месторождения, минералогия, геохимия. Томск: Том. ун-т, 2003. Выл 3. С. 46-54.
Индукаев Ю.В. Неорганическая (эндогенная) концепция генезиса нефтяных и газовых месторождений и необходимость расширения набора поисковых признаков, позволяющих прогнозировать новые нефтегазоносные площади // Проблемы и перспективы развития минерально-сырьевого комплекса и производительных сил Томской области: Матер, науч.-практ. конф. Новосибирск: СНИИГТиМС, 2004. С. 66-68.
Вернадский В.И. История минералов земной коры. Л., 1927. Т. 1, вып. 2. С. 209-376.
Маракушев А.А. Происхождение Земли и природа ее эндогенной активности. М.: Наука, 1999. 255 с.
Зубков B.C. и др. Устойчивы ли тяжелые углеводороды в верхней мантии // Геодинамика и эволюция Земли: Матер, науч. конф. РФФИ. Новосибирск: НИЦ ОИГГМ СО РАН, 1996. С. 111-114.
Зубков B.C. Углеродно-неорганический флюид в глубинной геодинамике и процессах в литосфере // Петрография на рубеже XXI века. Итоги и перспективы. Сыктывкар, 2000. Т. 3. С. 30-33.
Чекалюк Э.Б. Нефть в верхей мантии Земли. Киев: Наукова думка, 1967. 256 с.
Блоксхам Д., Габинна Д. Эволюция магнитного поля Земли // В мире науки. 1990. № 2. С. 16-24.
Джинлос Р. Земное ядро // В мире науки. 1983. № 11. С. 16-27.
Зубков B.C. и др. Термодинамическая модель системы С-Н в условиях высоких температур и давлений // Геохимия. 1998. № 1.С. 95-101.
Исидоров В.А., Зенкевич И.Г., Карпов Г.А. Летучие органические соединения в парогазовых выходах некоторых вулканов и гидротермальных систем Камчатки //Вулканология и сейсмология. 1991. № 3. С. 19-25.
Зубков B.C. О двух ветвях мантийного флюида // Геология и металлогения докембрия юга Сибири. Иркутск: Вост.-Сиб. кн. изд-во, 1999. С. 39-43.
Индукаев Ю.В. Источник вещества и геодинамические обстановки формирования месторождений нефти и газа эндогенного генезиса // Формационный анализ в геологических исследованиях. Томск, 2000. С 126-128.
Sugisaki R., Mimura К.. Mante hydrocarbons. Abiotic or biotic? // Geochim Cosmochim. Acta. 1994. Vol. 58. P. 2527-2542.