Тайны образования нефти и горючих газов - Михаил Калинко

Многими исследователями в разных странах проведено огромное число экспериментов по моделированию магматических процессов при тех же термодинамических и геохимических условиях, которые существуют в недрах на глубинах до нескольких десятков километров. Однако ни разу ни одному исследователю при таком моделировании не удалось зафиксировать образование битумов, в том числе нефти и газообразных углеводородов.

Таким образом, можно считать доказанным, что процессы магматизма, как правило, не приводят к образованию битумов и газообразных углеводородов.

На первый взгляд кажется, что этому выводу противоречат редкие случаи битумо- и газопроявлений при современных вулканических процессах, а также связанные с магматическими породами. Поэтому рассмотрим подобные случаи более детально. Действительно, весьма редко в составе газов, выделяющихся из кратеров некоторых вулканов, отмечалось небольшое количество (не более десятых долей процента) метана. Несколько чаще и в больших количествах (до единицы процентов) содержат метан сольфатарные газы вулканов. Иногда в сольфатарных газах фиксировались десятые доли процента этана и даже пропана.

Подобные газопроявления наблюдались лишь в тех случаях, когда вулканические каналы прорезали мощный покров осадочных пород, среди которых были развиты либо угленосные, либо нефтеносные толщи. Так, было установлено, что каналы многих вулканов Камчатки и Японии пересекают достаточно мощные угленосные толщи неоген-палеогенового возраста, а вулкан Этна в Сицилии прорезает регионально нефтеносные в Южной

Европе и смежной части Средиземного моря триасовые отложения. Происхождение газообразных углеводородов, присутствующих в газах вулканов Камчатки и Японии, несомненно, связано с выделением метана вследствие прогрева ископаемых углей и углистых частиц. Что касается углеводородных газов в продуктах деятельности вулкана Этна, то они, бесспорно, поступают из триасовых отложений, которые южнее содержат залежи углеводородных газов, а на южном берегу Сицилии - залежи тяжелой нефти (месторождение Джела) (рис. 35).

Рис. 35. Схема геологического строения района вулкана Этна. В левой части вне масштаба показаны месторождения нефти и газа

Такое объяснение совершенно логично, если учесть, что любой вулканический канал представляет собой своеобразную природную скважину глубиной несколько десятков километров, которая не имеет обсадной колонны, вследствие чего в нее могут поступать флюиды из всех пересекаемых ею пород. И вполне вероятно, что в Сицилии углеводородные газы движутся по пластам с юга на север и достигают жерла вулкана Этна, по которому поднимаются на поверхность.

Как отмечалось, в виде исключений, весьма и весьма редко по сравнению с общим количеством наблюдений в магматических породах встречаются как мелкие битумо- и газопроявления, так и еще реже - залежи нефти и газа. Так, мелкие битумо- и газопроявления отмечались В породах Хибинского массива на Кольском полуострове, в некоторых алмазоносных трубках взрыва в Якутии и Африке, в изверженных породах Западной и Восточной Сибири, Франции, США и других стран. Детальные исследования показывают, что битумо- и газопроявления фиксируются лишь в тех случаях, когда магматические породы контактируют с битуминозными или нефтегазоносными осадочными породами. Не было ни одного случая, чтобы в магматических породах отмечались битумо- и газопроявления в тех районах и участках, где отсутствовали регионально нефтегазоносные или битуминозные толщи. В то же время противоположная картина является обычной: битумо- и газопроявления широко распространены в осадочном разрезе и почти полностью отсутствуют в залегающих в данном регионе магматических породах.

Особенно показательны в этом отношении результаты бурения глубоководных скважин: подавляющее большинство из многих сотен скважин вскрыло магматические породы в морях и океанах и нигде ни разу в них не были зафиксированы нефте- и газопроявления.

Еще реже, чем проявления, встречаются в магматических породах залежи нефти и газа. Не останавливаясь на описании этих залежей, отметим лишь следующие их особенности. В глобальном плане число месторождений, в которых залежи нефти и газа приурочены к магматическим породам, на три порядка меньше числа месторождений, связанных с осадочными породами: число первых не превышает 100, а число вторых составляет 35 000-40 000. Разница же в ресурсах нефти и газа указанных типов месторождений еще больше и, вероятно, превышает четыре порядка. Аналогичная картина характерна и для регионов: во всех них число месторождений и ресурсы нефти и газа, связанные с залежами в осадочных породах, несоизмеримо (обычно на несколько порядков) больше, чем в магматических породах. Более того, в большинстве нефтегазоносных регионов при обилии залежей нефти и газа в осадочных породах полностью отсутствуют такие залежи в магматических породах. В регионах, характеризующихся широким развитием магматических пород и соответственно малым содержанием осадочных образований, как правило, месторождения нефти и газа отсутствуют, примером чего могут служить обширные территории Восточного Казахстана в СССР, Деканского плоскогорья в Индии (рис. 36), Монголии и других стран.

Рис. 36.Теологический разрез по линии Аравийское море - Бомбей Черным - нефть, звездочки - газ

Наконец, не менее важно, что в большинстве регионов, характеризующихся развитием вулканических пород, залежи нефти и газа чаще встречаются в туфогенных или туфоосадочных породах, которые накапливались вдали от источника магмы или чаще за счет размыва вулканических пород.

Как отмечалось, метаморфические породы образуются из осадочных, магматических и тех же метаморфических пород в результате действия высоких температур, давлений и миграции флюидов. Органическое вещество наблюдается, как правило, в метаосадочных породах и очень редко в метаизверженных. В метаосадочных породах обнаружены битумы, в свою очередь содержащие углеводороды, а в составе сорбированных газов и газов закрытых пор содержатся метан и нередко более тяжелые газообразные углеводороды, и все это - в значительно меньших количествах, чем в нормальных осадочных породах.

Органическое вещество, содержащееся в метаосадочных породах, потеряв почти весь ранее имевшийся в нем водород, содержание которого не превышает 1-2%, почти полностью (93-94%) состоит из углерода-графита. Не исключено, что эти потери обусловлены образованием жидких и газообразных углеводородов и даже, может быть, формированием их залежей, впоследствии разрушенных под влиянием высоких температур и давлений. Наблюдающиеся в таких породах незначительные количества жидких и газообразных углеводородов, очевидно, и являются следами указанных выше процессов.

Кстати, включения органического вещества хорошо заметны в мраморах, представляющих собой перекристаллизованные известняки. Участки, обогащенные органическим веществом, имеют темную окраску и образуют прихотливые узоры. Такие узоры, полоски, пятна, затейливые линии можно наблюдать в белом и розовом мраморах, которыми выложены полы и облицованы стены многих станций московского метрополитена им. В. И. Ленина ("Проспект Маркса", "Площадь Свердлова", "Баррикадная", почти все станции Калининского радиуса и др.), стены вестибюля и парадная лестница Государственной библиотеки СССР им. В. И. Ленина, стены дворца "Вавель" в Кракове (ПНР), мечети Тадж-Махал в Индии, собора Святого Петра в Ватикане и многих соборов и памятников в городах Италии (Милане, Венеции и т. д.) и других стран.

Нефтегазопроявления в метаморфических породах фундамента встречаются сравнительно редко и в большинстве случаев только там, где эти породы контактируют с осадочными нефтегазоносными или битуминозными породами. Это же относится и к залежам нефти и газа, приуроченным к метаморфическим породам: они встречаются очень редко, всегда только в верхней части метаморфических пород и только там, где гипсометрически ниже залегают битуминозные, в том числе и нефтегазоносные, осадочные породы. При этом следует еще раз подчеркнуть два обстоятельства. Во-первых, редкость нефтегазопроявлений и залежей нефти и газа в метаморфических породах по сравнению с осадочными породами в этих же регионах. Так, ни одной из многих сотен скважин, вскрывших метаморфические породы фундамента в Волго-Уральской провинции, Днепровско-Донецкой впадине и Припятском прогибе, не было обнаружено ни одной залежи нефти и газа и лишь в единичных случаях ими встречены небольшие нефте- и газопроявления. Весьма важно, что эта информация получена по скважинам, пробуренным по метаморфическим породам на сотни и даже тысячи метров, например, на Туймазинском нефтяном месторождении. Это хорошо видно на геологических разрезах (рис. 37, 38).