ГЕОЛОГИЯ НЕФТИ И ГАЗА И ТЕКТОНИКА ПЛИТ

Kolbel В. Erdol-Tirdgas-Geologie und Plattentekto-nik. - Wiss.-Teohn.Infonnationsdienat.,

1986, A 27, N 2, а.53-б3(нем.)

   Концепция тектоники плит обретает все большее влияние на развитие геологических представлений, что стало особенно заметно, когда наряду с установлением фундаментальних взаимосвязей в крупных океанических областях были начаты интенсивные детальные работы, результаты которых позволили оценить применимость основных положений концепции для внутренних областей континентов.

   Некоторые идеи классической геологии нефти и газа требуют замены новими положениями с точки зрения тектоника плит. Это не должно привести к полной модернизации теоретических представлений по вопросам генезиса, миграции и аккумуляции, углеводородов (УВ), а лишь углубить использование обширного фактического материала наук о Земле, других  научных дисциплин, в том числе в смежных областях некоторых естественных наук на их современном уровне. Такой синтез должен утвердить  успешную стратегию поисков и разведки месторождений полезных ископаемых. Следовательно, изучение процессов образования и распределения месторождений УВ с позиций концепции тектоники плит является актуальной проблемой современных наук о Земле, тем более с точки зрения применения полученных при этом результатов для поисков и разведки месторождений.

   До сих пор при проведении подобного рода исследований оставалась без внимания роль современных и древних континентальных окраин. Как показывает анализ фактического материала, отмечается отчетливая временная дифференциация континентальных окраин, и в этих областях сосредоточены значительные месторождения. По возрасту окраины можно разделить по меньшей мере на три большие группы:

    - неоконтинентальные окраины, например области Красного моря или Калифорнийского залива, развитие которых насчитывает от 10 до б млн.лет

    - мезоплатформенные окраины, такие как области Южной Австралии или севера Северной Атлантики, развивавшиеся в течение почти 60 млн.лет

    - палеоплатформенные окраины, например области Восточного побережья США, образование которых относится ко времени триаса - ранней юры, т.е. около 200 млн.лет назад.

   Эта пространственно-временная дифференциация обусловливает и распределение вещества коры. Так, средние значения мощнооти коры на неоконтинентальных окраинах составляют более 30 км, на мезоплатформвнных - около 20 км и на налеоплатформенных окраинах - от 10 до 15 км.

   Сопоставление времени образования пассивных окраин с расположенными в их пределах нефтегазоносными провинциями и данными о времени образования месторождений позволяет установить некоторые взаимосвязи. При этом можно выделить три следующие главные группы процессов, оказывающих существенное влияние на формирование месторождений:

   1. Процессы, регулируемые термическими и динамичеокими условиями, в том числе силами вращения, которые особенно важны при зарождении и дальнейшем развитии сети разломов (Olaaak в., 1975), вызванные гравитационными и изостатическими оилами ( Koibei в.,1981).

   2. Взаимосвязанные процессы, обусловившие геологическое развитие, различное палеотектоническое положение платформ на разных исторических этапах Земли, расположение активных и пассивных континентальных окраин на этих платформах относительно областей генерации УВ, соотношения между крупными платформами и микроплатформами во времени и пространстве.

   3.   Внутриплатформенные тектонические процессы развития, тектонические перестройки в областях микро- и субплатформ. С этим тесно связаны процессы переноса (Schwab 6.,  Benek R., 1982s Kolbel В. 1983).

   Анализ этих основных процессов показывает, что простое применение классических представлений нефтегазовой геологии для крупных платформенно-тектонических элементов недостаточно. Необходимо изучать структурно-механические и веществено-энергетические аспекты, проводить палеогеологический, тектонический анализ динамики плит во времени и пространстве и учитывать характер связей между движениями плит, глобальными и внутриплатформекными тектоническими процессами, а также образованием и распределением УВ.

Реконструкция прежде взаимосвязанных областей позволяет на основе сведений о глобальных перемещениях плит получить данные о расположения месторождений на современных платформах. Следует обратить внимание, что из каждых приблизительно двадцати осадочных структур с крупнейшими нефтегазовыми месторождениями около пятнадцати приходится на внутренние или окраинные области платформ. По данным В.Е.Хаина (1981), 82% важнейших месторождений Земли контролируются палеозойскими и 58% - мезозойскими отложениями. Продуктивность палеозойских и частично мезозойских пород связана с месторождениями геосинклинально погруженных областей, в то время как большая часть мезозойской и особенно палеозойской нефти приурочена к областям развития осадочных структур на платформах, преимущественно древних.

   Большое значение для определения пространственно-временного распределения нефтяных и газовых месторождений имеет разрабатываемая автором данной работы новейшая модель развития осадочных структур, основывающаяся на элементах тектоники плит. При отом следует различать: осадочные структуры, соответствующие интракратонным, рифтовым областям, орогенным зонам; осадочные структуры областей активных и пассивных континентальных окраин и островных дуг, а также передовых и межгорных прогибов различного характера (Хаин В.Е., 1981; Соколов Б.А., 1980).

   Можно выделить следующие принципиальные взаимосвязи между основными процессами развития земной коры и развитием осадочных отруктур:

   1. Процессы образования осадочных структур и другие геологические явления, обусловленные едиными глубинными тектоническими процессами в астеносфере и связанным о ними дрейфом континентов.

   2. Образование осадочных структур под действием преимущественно тангенциальных и вертикальных компонент движения в коре и мантии и образование куполовидных ИЛИ СВОДОВЫХ ПОДНЯТИЙ вследствие конвекционных потоков в астеносфере. Эта точка зрения, предложенная    H.Cloos (I959), развивается в настоящее время С.А.Ушаковым и И,Я.Галушкиным (1983).

   3. Осадочные структуры формируются преимущественно вследствие горизонтальных процессов сжатия в результате нисходящих конвекционных потоков в астеносфере.

На основе этих главных тектонофизических процессов можно выделить по меньшей мере четыре фазы развития осадочных структур (соответствующие типам последних): субкоровой деформации, коровой деформации, образования осадочных структур, разрастания осадочных структур.

   Процессы развития осадочных структур не протекают непрерывно. Так, процесс разрастания может прерываться под воздействием движений сопредельных литосферных зон (например, смежных активных областей растяжения или сжатия), активизироваться или тормозиться. В работах U.Walzer (I981) подчеркивается, что явления конвекции в нижней мантии и связанные о ними процессы, описанные, например," О.Г.Сорохтиным (1974), ведут к усилению конвекции в верхней мантии, магматизма, а также движений плит. Прерывисто-непрерывная кинематика плитной тектоники близка к представлениям Штилле, согласно которому кратковременные орогенетичеокие движения разделяются периодами покоя. В этой связи необходимо упомянуть работы O.M.Giiluly (1971). Вопросу объяснения прерывисто-непрерывных процессов образования осадочных структур в связи с периодами конвекции в мантийной области посвящены также работы U.Walzer (I981), теоретически объясняющие периодически возобновляющуюся магматическую активность. Этим периодам соответствуют также и периоды трансгрессии.

   Для того чтобы реконструировать региональные континентальные взаимосвязи, между древними крупными регионами образования УВ, исходя из современных представлений о распределении крупных плит (Smith A.G., 1973; Rickard M.J., Belbin L., 1980; Bois C. , Bouche P., Polet R.,  1980), необходимо рассмотреть следующие временные интервалы: 1) кембрий - ордовик; 2) силур-девон - нижний карбон; 3) верхний карбон - Пермь; 4) мел.

   Палеозой. В первом временном интервале плиты Западной Европы и Северной Америки находились в области экватора. Большей части палеозойского времени соответствует каледонская складчатость. На обеих плитах образовывались активные континентальные окраины. Мобильные пояса являлись доминирующими элементами и других континентальных плит.

   Согласно А.А.Богданову (1968), в девоне началась значительная перестройка древних структурных планов позднейшей Вооточно-ЕвропейскоЙ плиты, что находилось в непосредственной связи о закрытием Протоатлантики в силуре - девоне. Эта глубокая коровая переотройка во многих областях обеих исследуемых плит связана о широкой магматической активностью и структурными изменениями.

   Развитие окраинных областей на других континентальных плитах также объясняется мобильными поясами. Палеозойские месторождения УВ сконцентрированы в основном в Северной Америке и Европе. Соглаонэ С.Bois, P.Bouohe, R.Pelet (1980), в Северной Америке с палеозойскими отложениями связано около 56% запасов нефти и 35% газа.

Между кембрием и карбоном можно выделить три следующих друг ва другом седиментационных цикла:

   - песчаники от паралических до морских и кальцитово-доломитовые отложения (девон, нижний карбон);

   - паралические песчаники (визе);

   - доломитово-карбонатные отложения (верхний карбон - Пермь).

   Распространение месторождений в мобильных поясах и кратонах таково, что они объединяются в отдельные области. Особенно отчетливо это видно для позднего карбона - перми.

Аналогичные выводы были получены H.Patz (I982) для южных областей Гондваны. Им установлены несомненные взаимосвязи между распределением УВ, их палеогеографическим распределением между мобильными зонами и областями кратонов, а также платформенно-тектоническими условиями (каледонская складчатость, закрытие Протоатлантики и герцинская складчатость в позднем палеозое). Как было показано B.Kolbel  (1979), преимущественно позднепалеозойские движения привели к дальнейшему раскрытию Среднеевропейского бассейна.

   Развитие от силура - девона до перми определяется для Европейской плиты главнейшими ротационными и дрейфовыми перемещениями. Следствием этих тангенциальных подвижек для Среднеевропейского бассейна является появление системы нарушений широтного, северо-восток - юго-западного и соответственно северо-запад - юго-вооточного простираний.

   Примеры аналогичных проявлений перемещений можно привести и для Североамериканского континента, как это сделано, например, в работах P.D.MkKenzie (1969), J.T.Wilson (1966),

   Мезозой. Дальнейшее развитие, согласно Вегенеру, определялось расколом Пангеи в конце перми - начале триаса. В это время начинается развитие Североамериканской и Европейской плит как областей осадконакопления с соответствующей благоприятной для образования месторождений обстановкой. Типичными для среднеевропейских областей является то, что начавшийся в раннем палеозое процесс раскрытия бассейнов продолжался. Это отразилось главным образом на повышении скоростей прогибания бассейнов. В 1979 г. B.Kolbel предложены и обсуждены далее в 1983 г. варианты положения главных областей прогибания в Среднеевропейском бассейне, образование которых связано и с условиями, приведшими к возникновению системы грабенов в Северном море. Эти процессы свидетельствуют о повышении мобильности коромантийной области, что отразилось в значительном распространении галокинетических условий в Среднеевропейоком баcсейнв (Kolbel в., 1981) и новообразовании и реактивизации системы разломов (Weber W., Baumann L, Leeder 0., 1980). Эти процессы привели также к образованию так называемых саксонских циклов минерализации (Brause H., 1975).

   В мезозойское время развитие областей Средней Европы происходило в иных условиях, чем в палеозое. Отсутствие мобильных зон привело к тому, что распределение и взаимное положение месторождений определялось процессами, являющимися следстиием надпорядковых глобальных процессов, особенно раскола Пангеи и связанного с этим перераспределения масс в астеносфере и литосфере. Это нашло выражение и в относительно высокой морфологической дифференциации в глубокозалегающих слоях на границе астеносферы и литосферы для Средней Европы ( Kolbel в., 1983). Продолжающаяся до настоящего времени транспортировка материала в областях астеносферы и литосферы и длящаяся около 200 млн.лет тектоническая активность в области Северного моря вызываются тепловым потоком, определяемым конвекцией второго порядка, что установлено G.Olszak, Н.Tierbach (1979). Подобные же импульсообразные тепловые потоки установлены W.F.Haxby, D.L.Turcotte, J.M.Bird (1976) в Мичиганском бассене. Таким образом, реконструкция древних областей нефтегазонакопления для интервалов времени, соответствующих их образованию, позволяет не только уотановить сходство между разобщенными в настоящее время областями, но может использоваться и для прогнозирования нефтегазоносности малоисследованных территорий. 

Библиогр.: 37 назв., ил.6.

Референт Н.И.Малушина

ЭИ. ЕИЭМС. Геол., методы поисков и разведки м-ний нефти  и газа. 8арубеж. опыт, 1987, вып.8, о.1-7.

[22.06.87J