Материалы портала «Научная Россия»

Что трясет Землю?

Углеводороды как важный энергетический фактор геологических процессов, протекающих в земной коре.

Углеводороды как важный энергетический фактор геологических процессов, протекающих в земной коре.

 

Раскрытие сути явлений, обусловивших тектоническую инверсию, происхождение нефти и расшифровка геологической природы сейсмичности  –  три из важнейшие проблем, которыми занималась и занимается геологическая наука. 

С тектонической инверсией связано такое очевидное для геологов явление, как трансформация, или превращение, зон прогибания и осадконакопления в крупные горно-складчатые сооружения. Происхождение нефти и газа, или углеводородов, может надежно ориентировать геологическую практику на проведение поисков и выявление в земной коре их скоплений, залежей и месторождений. Что же касается правильного понимания геологической природы сейсмичности, то это ведет к обеспечению нормальной жизни людей в регионах активного проявления разрушительных и катастрофических землетрясений.

Эти три проблемы в настоящее время могут быть решены вполне определенно.

Поскольку роль углеводородов в геологических процессах, протекающих в земной коре, весьма значительна, в чем мы убедимся ниже, есть смысл попытаться разобраться в их происхождении. Предпринимаемые до сих пор усилия в обосновании как органического, так и неорганического происхождения нефти и газа обусловлены в основном тем, что решение этой проблемы зависело в первую очередь от уровня развития геохимических исследований. Однако теперь стало вполне очевидным, что геохимические исследования едва ли могут расставить все точки над i при решении этого вопроса. Теперь возникла необходимость определить роль углеводородов, точнее углеводородных флюидов, как решающего энергетического фактора, обеспечивающего формирование и структуры земной коры, а также промышленных скоплений в ее разрезе.

Существенную определенность в оценку возможностей углеводородных флюидов как фактора, от которого зависит сам характер протекающих в земной коре геологических процессов, внесли результаты бурения двух последних сверхглубоких скважин  - Тюменской СГ-6 (Западная Сибирь) глубиной 7502 м и Колвинской (Тимано-Печорский регион) глубиной немногим более 7100 м. Результаты их бурения оказались неожиданными не только из-за резкого несоответствия проектным ожиданиям. Они явились наглядным свидетельством того, что геологическая наука принципиально неверно представляет, какие изменения в структуре земной коры происходят в ее вертикальном разрезе. 

СКВОЗЬ ЗЕМЛЮ

Важным результатом бурения Тюменской СГ-6 и Колвинской параметрической скважин явилось наглядное изображение двухъярусного строения мощных толщ пластичных, преимущественно глинистых пород, которые выделяются геофизиками в разрезе осадочного чехла земной коры в качестве волноводов. В Тимано-Печорском регионе, Колвинская скважина, толща пластичных пород волновода представлена силурийскими и девонскими отложениями, а в Западной Сибири, скважина СГ-6, волноводу соответствует мезозойский интервал разреза, включающий отложения триаса, юры, нижнего мела и сеноманского яруса верхнего мела.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    Рис.1 геологический разрез Тимано-Печорского региона по линии, проходящей через Колвинскую скважину

Для наглядности можно посмотреть на геологический разрез Тимано-Печорского региона по линии, проходящей через Колвинскую скважину (рис.1), из которого следует, что отложения силура и нижней части нижнего девона представляют собой поверхностное выполнение прогиба досилурийского заложения, тогда как отложения всей основной части девона и залегающие выше отложения карбона, перми и мезозоя слагают построенные инверсионно валы и мегавалы, формирование которых обусловлено автономными процессами складкообразования. Разрез этот интересен еще и тем, что он снабжен кривой наблюденного поля силы тяжести, из которой следует зависимость аномальных изменений силы тяжести от структурного рельефа поверхности девона или поверхности волновода, что это прямое следствие динамометаморфизма, которое испытал волновод.

По данным скважины СГ-6 в Западной Сибири, отложения триаса, нижней и средней юры также накапливались в прогибе более раннего, палеозойского заложения. В то же время в строении валов и мегавалов принимают участие только более молодые отложения – верхняя юра, нижний мел и сеноманский ярус верхнего мела.

Таким образом, в результате бурения двух последних сверхглубоких скважин мы впервые оказались перед фактом наложенного, бескорневого инверсионного, валообразного строения относительно молодых отложений по сравнению с подстилающими более древними, залегающими в виде прогиба отложениями. Следует подчеркнуть, что радикальная перестройка складчатой структуры происходит при непрерывности самого процесса осадконакопления. Более того, перестройка произошла в однообразной преимущественно глинистой, несомненно пластичной толще пород.

Тимано-Печорская нефтегазоносная провинция

Такие инверсионные соотношения в структуре в вертикальном разрезе в данном случае осадочного чехла земной коры, причем именно в толще пластичных пород волновода, или астенослоя, явно не укладываются в рамки представлений об общем сжатии. При нем в рельефе подошвы волновода вдавленная синклиналь возникнуть просто не может. Следовательно, инверсионные структурные соотношения в вертикальном разрезе осадочного чехла земной коры должны рассматриваться как результат автономных процессов, обеспечиваемых собственной энергетикой осадочного чехла.

Такие соотношения в разрезе земной коры – вполне закономерная ее особенность, которая, однако, почему-то ранее оставалась незамеченной. В материалах ГСЗ (глубинного сейсмического зондирования) они отчетливо зафиксированы в обратных соотношениях в рельефе поверхности и подошвы консолидированной коры или кристаллического фундамента земной коры. Большая толщина земной коры в горно-складчатых сооружениях тоже результат автономных инверсионных процессов складкообразования, которые протекали в земной коре, когда ее большая нижняя часть еще не испытала высокую степень уплотнения (метаморфизма) и не превратилась в консолидированную или кристаллическую кору.

Инверсионные (обратные) соотношения в структуре в вертикальном разрезе скважин сверхглубокого бурения, причем в толщах пластичных пород-волноводах, могли быть обусловлены только одним – высоким насыщением самих этих толщ флюидами. Последние, имеются в виду отложения палеозоя Тимано-Печорского региона, выраженные в структурном плане в виде синеклизы или прогиба, и мезозойские образования Западно-Сибирской впадины, представлены, вероятно, по своему составу углеводородами, которые могли быть генерированы исключительно самими толщами пород-волноводов. Не случайно в глинистых породах палеонтологи обнаруживают массовые захоронения фауны и микрофауны, которые в земной коре превращаются в органику, а затем и в углеводороды, или нефть и газ.

Обратный характер структурных соотношений в толщах пород-волноводов не оставляет сомнений в том, что наиболее активно генерация углеводородов происходила в нижних частях волноводов, которые выражены почти исключительно глинами. Мигрируя в верхние части волноводов, они создают в них обстановку постоянно нарушенного состояния равновесия и неизбежности проявления процессов флюидной динамики, обеспечивающих формирование системы валообразных поднятий, разделенных синклинальными понижениями. 

ПОТРЯСАЮЩИЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Югра, Западно-Сибирская нефтегазоносная провинция

Сложности в понимании того, как в условиях Тимано-Печорской и Западно-Сибирской нефтегазоносных провинций (НГП) происходят генерация углеводородов и формирование параллельно с возникновением складчатой структуры одноименных осадочно-породных бассейнов непластовых залежей и месторождений нефти и газа, связаны в основном с тем, что нефть как минеральное образование стала объектом внимания лишь с середины ХIХ века. Именно тогда ее впервые на территории России, на Апшеронском полуострове, стали добывать открытым способом. Нефтяные пласты и горизонты выступали (обнажались) непосредственно на поверхности. Только позднее они стали разрабатываться с помощью скважин с возрастающей глубиной, измеряемой сегодня уже тысячами метров. По мере необходимости, в том числе и в исследовательских целях, осуществляется сверхглубокое бурение на глубины, превышающие 5–6 км. 

Южный Каспий с его мощными нефтегазоносными продуктивной и красноцветной толщами в разрезе плиоценовых отложений следует рассматривать скорее как исключительный, уникальный, а далеко не типичный регион или структурный элемент земной коры с точки зрения ее нефтегазоносности.

 

 

Нефтеносные сектора Каспия являются зонами высокой сейсмической  активности

 
Пластовый, стратиформный характер залежей и месторождений углеводородов, связанных на Апшеронском полуострове, а теперь и в Южно-Каспийской впадине с молодыми плиоценовыми (до 10 млн лет) отложениями, выглядел столь очевидным и закономерным, что всякое отступление от такой закономерности рассматривалось чуть ли не как крамола. Но необходимо просто иметь в виду, что Апшеронский полуостров, или, вернее, Южно-Каспийская впадина, не может быть эталонным регионом для выявления закономерностей формирования структуры земной коры и чаще всего параллельного формирования зон нефтегазонакопления или залежей и месторождений нефти и газа. Южный Каспий с его мощными нефтегазоносными продуктивной и красноцветной толщами в разрезе плиоценовых отложений следует рассматривать скорее как исключительный, уникальный, а далеко не типичный регион или структурный элемент земной коры с точки зрения ее нефтегазоносности.

В Южном Каспии в плиоценовых отложениях выделяются мощные горизонты и свиты гранулярных коллекторов, возникших непосредственно при осадконакоплении и оказавшихся естественными резервуарами для аккумуляции углеводородов, мигрирующих из подстилающих глинистых отложений миоцена и палеогена. В подавляющем числе других перспективных нефтегазоносных регионов генерация углеводородов и их аккумуляция связаны с одними и теми же толщами пластичных пород-волноводов. Генерируемые в этих толщах углеводороды становятся энергетическим ресурсом, обеспечивающим формирование и складчатой структуры волноводов, и резервуаров для нефтегазонакопления. Валы и мегавалы в таких НГП, как Западно-Сибирская и Тимано-Печорская, возникли как следствие флюидной динамики – нагнетания нефти и газа в их осевые зоны, где с теми же процессами флюидной динамики связано уплотнение, растрескивание, дробление, рассланцевание толщи пластичных пород, т.е. превращение их в своеобразный резервуар. Только поэтому в осевых зонах валов и мегавалов, в относительно неширокой полосе, нефтегазоносными в виде жильных скоплений являются все отложения, участвующие в строении валов и мегавалов. Этой многослойностью резервуаров обусловлены ураганные дебиты скважин.

В процессе нагнетания, если в составе флюида преобладает газовая составляющая, поровые давления могут возрастать до значений, определяющих превращение жильной залежи углеводородов в очаг землетрясения. Таким представляется процесс возникновения очага Спитакского землетрясения, разразившегося в виде катастрофы в декабре 1988 года. Так, а не иначе могут активизироваться процессы нефтегазонакопления в Северной Армении, где периодически, через разные промежутки времени происходят землетрясения. Очевидно, необходимо проведение в этом регионе специальных исследований для выявления возможностей формирования зон нефтегазонакопления жильного типа, чреватых, подобно Спитакской, превращением в очаг сейсмической катастрофы. Необходима разработка таких зон нефтегазонакопления, с помощью чего может быть обеспечено регулирование напряженности в них, а следовательно, и предотвращение опасных, взрывных сейсмических ситуаций.

В процессе нагнетания поровые давления могут возрастать до значений, определяющих превращение жильной залежи углеводородов в очаг землетрясения. Таким представляется процесс возникновения очага Спитакского землетрясения, разразившегося в виде катастрофы в декабре 1988 года.

 

 


НАЙТИ И ОБЕЗДВИЖИТЬ

Надо полагать, что все сейсмоактивные регионы земной коры могут действительно оказаться перспективно нефтегазоносными. В этом можно убедиться, организовав специальные исследования для выяснения наличия непосредственных связей между сейсмичностью и нефтегазоносностью, и тогда решение проблемы сейсмичности должно быть переориентировано на предотвращение землетрясений и не быть связано с продолжением бесплодных поисков возможностей их прогнозирования.

Убедившись в том, что углеводороды являются не просто важным энергетическим фактором, нужно и должно говорить уже о несомненной связи между процессами генерации углеводородных флюидов в земной коре и формированием ее структуры, ярким выражением чего являются инверсионно построенные горно-складчатые сооружения. Нам просто трудно представить масштабы самих процессов флюидной динамики. Стоит в данном случае обратить внимание на Южно-Каспийскую впадину, по периферии которой, точнее в ее бортовых частях, мощность кайнозойского осадочного чехла в основном превышает 20 км, достигая 25 км к юго-востоку от Апшеронского полуострова. Это означает, что в течение последних 65–70 млн лет размах вертикальных движений, обусловленных процессами флюидной динамики, соизмерим с формированием сложно построенных горно-складчатых сооружений с высотами, более чем вдвое превышающими Эверест. Профильный разрез ГСЗ восточного борта Южно-Каспийской впадины (Юго-Западная Туркмения) весьма наглядно демонстрирует обратный (инверсионный) характер соотношений между рельефом поверхности и подошвы и осадочного чехла, и кристаллического фундамента земной коры, подчеркивая тем самым закономерную неизбежность возникновения таких соотношений при формировании структуры земной коры.

Только потому, что мы не представляем, каким может быть ее энергетический потенциал, неизбежным стало возникновение обусловленных мантийной энергетикой сначала фиксистской концепции тектогенеза, а затем и мобилистской концепции тектогенеза, которые, как вытекает из изложенного, оказались явно ошибочными.     

 Бабкен Григорьянц, доктор геолого-минералогических наук 

Литература:

Гаврилов Виктор Петрович, Григорьянц Бабкен Вартанович, Дворецкий Петр Иванович, Пономарев Василий Александрович, Тарханов Марат Исаакович, «Зоны нефтегазонакопления жильного типа», Москва, издательство «Недра», 2000 год. 

Об авторе:

Бабкен Вартанович Григорьянц начал геологические исследования практически сразу после окончания в декабре 1951 года Азербайджанского индустриального института им. М. Азизбекова в Баку,студентом которого он стал в 1947 году, уже проучившись 1 год в Московском геолого-разведочном институте, куда был зачислен после 6 лет службы в Красной армии, включая более чем трехлетнее участие в Великой Отечественной войне. 

История вопроса

В 1980-е годы мной была подана заявка на научное открытие, в которой обосновывались обратные (инверсионные) соотношения в структуре осадочного чехла земной коры в зонах развития грязевого вулканизма. При этом речь шла о том, что такие соотношения характерны, вероятно, для земной коры вообще, но возможности надежного их обоснования имелись тогда лишь для регионов активного проявления грязевого вулканизма. Неприятие заявки в рецензиях фактически ничем не было аргументировано, а обосновывалось лишь голословным несогласием с автором заявки. Чтобы понять научный уровень рецензий, достаточно указать на то, что в рецензии ГИНа выражено сожаление по поводу отсутствия в рассмотренных зонах скважин глубиной 8–10 км, в которых были бы зафиксированы обратные структурные соотношения, а в рецензии ВНИГНИ выражено удивление по поводу того, что эти соотношения – результат автономных процессов складкообразования, поскольку складкообразование обязательно требует приложения к соответствующим толщам пород внешних усилий, что оно невозможно без общего сжатия.

Оценивая непосредственно результаты бурения этих сверхглубоких скважин, следует подчеркнуть, что они надежно свидетельствуют в пользу соответствия выводов, сделанных в заявке на открытие, но уже применительно не только к зонам развития грязевого вулканизма, но и к осадочному чехлу земной коры вообще и, более того, к подстилающему осадочный чехол кристаллическому фундаменту земной коры.

сейсмичность тектоническая инверсия углеводороды

Назад

Социальные сети

Комментарии

  • Александр, 27 ноября 2014 г. 15:19:02

    А все, что сочиняют ученые - в основном ошибочно. Потому что основано на ошибочных предпосылках.

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий