Современный взгляд на образование нефти

Характерной чертой современного развития геологии является формирование нового геологического мышления, в основу которого положено представление о горизонтальном движении отдельных блоков литосферы, так назьюаемых литосферных плит. В недрах нашей планеты без устали происходит круговорот вещества - конвектйвное движение. Оно начинается на глубине около 3 тыс. км на границе адра и мантии, откуда горячий и относительно легкий материал всплывает вверх и через 15-16 млн. лет достигает подошвы литосферы - верхней и наиболее тонкой земной оболочки. Растекаясь по ее подошве, мантийное вещество за счет сил вязкого трения "разрывает» литосферу на несколько плит, которые раздвигаются от области выхода глубинного потока и дрейфуют в горизонтальном направлении. В этом месте образуются вначале своеобразные структуры в виде огромных провалов - рифты, а потом они трансформируются в океан. В наши дни типичные континентальные рифты известны в Восточной Африке, где они обычно заполнены водой (озера Ньяса, Танганьика, Рудольфа и т. д.). Примером современного морского рифта, отражающего следующую стадию перехода рифтовых структур в океан, является Красное море.

Горизонтальное движение литосферных плит приводит в конце концов к их столкновению и одна плита как бы "заталкивается» под другую. Возникает зона субдукции. При погружении литосферной плиты силы трения разогревают эту зону на сотни градусов, что способствует плавлению пододвигаемой плиты и возникновению вулканических процессов. Современные зоны субдукции широко распространены по побережью Тихого океана, на востоке Индийского океана.

Процессы сопровождаются не только активным вулканизмом, но и сильными землетрясениями. Таким образом, верхняя и самая тонкая оболочка Земли (литосфера) находится в непрерывном движении. Какое же отношение имеет рождение нефти к этим мощным природным явлениям? Оказывается - прямое. Дело в том, что образование нефти очень энергоемкий процесс. Он выражается в диссоциации различных соединений, в разрыве химических связей между углеродом и кислородом, азотом, серой. А для этого нужны затраты энергии и немалые. Например, для разрыва связи С-С надо затратить 70-100 ккал/моль, для С-О - 70-200 ккал/моль и т. д.

Для того чтобы эти процессы начали протекать и активно развиваться, необходимо повышение температуры до 100-400 °С. В противном случае преобразование рассеянной органики в нефть будет протекать медленно, вяло, полностью не используя весь потенциал органического вещества. Вспомним, химикам удавалось в лабораторных опытах практически мгновенно получать из естественной органики продукты близкие к природным нефтям. Условие было одно - высокая температура в перегонном кубе. Следовательно, если в природе создается ситуация, когда осадочные породы с органикой попадают в зону относительно высоких температур, то начинается образование нефти. В обычных условиях пласт для этого должен погрузиться на глубину минимум в 2-3 км, там-то и наступает, по Н. Б. Вассоевичу, главная фаза нефтеобразования. А если осадки попадают в зону рифта или субдукции? Здесь прогретость недр в 5-6 раз выше, чем в обычных областях. Следовательно, и преобразование органики в капельно-жидкую нефть может начаться намного раньше. Практически одновременно с осадконакоплением. Поэтому зоны рифтов и субдукции так привлекают сейчас внимание геологов-нефтяников. Исследование их дает ключ к правильному пониманию генезиса УВ. Что же там происходит?

Вначале о рифтах. Процесс рифтообразования предшествует разогрев, «возбуждение» верхней мании. Это находит отражение и в современном строении рифтов: утончении земной коры до 30-35 км; уменьшение глубины залегания астеносферы; резкое возрастание теплового потока под рифтом; молодой вулканизм; источники термальных вод; сейсмичность. Все это характеризует рифты как чрезвычайно активные структуры литосферы. Осадочные бассейны рифтогенного типа закладываются на начальной стадии раскола (деструкции) земной коры, как правило, континентального типа. За сравнительно короткий отрезок времени (5-20 млн. лет) возникает узкий грабенообразный прогиб, выполненный 4-7-километровой толщей осадков. На начальных стадиях осадкона-копления в рифтах формируются обычные континентальные речные или озерные отложения с прослоями вулканических образований.

Далее часто откладываются соленосные комплексы, появление которых связывают с выносом солей глубинными термальными водами. В дальнейшем, по мере развития рифта и преобразования его из внутриконтинентального в морской межконтинентальный рифт (типа Красного моря), в нем накапливаются нормальные морские обломочные и карбонатные отложения. В центральных частях рифтов, в условиях ограниченной циркуляции вод, обычно аккумулируются мощные глинистые толщи, обогащенные органикой (черные глины). В связи с быстрым захоронением и погружением на большие глубины они уже на рифтовой стадии могут реализовать свой нефтегазоматеринский потенциал. Этому в значительной степени способствует аномально высокий тепловой поток в рифтах и, как результат этого, высокая прогретость земных недр. Поэтому образование УВ может происходить уже в молодых, неглубоко залегающих осадках. Причем, даже озерные отложения, содержащие сравнительно небольшое количество органики, могут оказаться нефтегазопроизводящими. Примером этого могут служить многочисленные нефтеи газопроявления в пределах современной внутриконтинентальной Восточно-Африканской системы рифтов. Отдельные рифты, заполненные водой, образуют систему озер, на берегах которых отмечаются выходы газа, легкой нефти, закированные песчаники (например, оз. Альберт).

Геологические события иного типа протекают в зонах субдукций, но результат их тот же: ускоренное преобразование рассеянной органики в нефть. В зонах поддвига происходят два очень важных для нас явления: образование аккреционных призм (линз) и проскальзывание океанических осадков в мантию вместе с пододвигаемой плитой.

Формирование аккреционных призм происходит за счет соскребания осадков с погружающейся плиты и накопления их на внешнем склоне островной дуги. В результате вдоль фронта субдукций возникает огромная "куча» осадочного материала, в котором содержится и рассеянная органика Высокий прогрев недр обеспечивает здесь благоприятные условия для рождения нефти. Однако пока это теория. Современные аккреционные призмы с точки зрения возможной их нефтегазоносности практически еще не изучены, а древние призмы аккреции геологи пока не научились распознавать в сложной структуре горно-складчатых областей.