Тайны образования нефти и горючих газов
Шрифт:
Хотя в нашем распоряжении нет определенных статистических данных, можно без преувеличения сказать, что в десятках тысяч подземных выработок (шахт, штолен, буровых скважин), проведенных в магматических породах, как правило, не обнаружены ни нефть, ни углеводородные газы. Лишь в единичных случаях, на которых мы остановимся ниже, встречаются углеводородные газы, еще реже жидкие углеводороды и совсем редко нефть и другие битумы.
Аналогичные результаты получены при петрографических исследованиях под микроскопом магматических пород и при химических анализах их состава. Несмотря на то что количество исследованных такими методами образцов пород во всем мире, несомненно, исчисляется миллионами, лишь в очень редких, единичных случаях в них обнаружены газообразные углеводороды и битумы. При этом появление указанных компонентов характерно лишь для пород, контактирующих с осадочными битуминозными породами. Весьма важен факт отсутствия битумов и углеводородных газов в магматических породах, образовавшихся при подводных извержениях, когда происходит сравнительно быстрое застывание магмы и все содержащиеся в ней компоненты как бы запечатываются в породе. Как известно, более 100 лет изучаются такие породы по выходам на дневной поверхности и в различных подземных выработках, и нигде в них не было обнаружено ни битумов, ни заметных количеств углеводородных газов. В этом отношении особенно ценная информация получена почти в 500 скважинах, пробуренных в различных морях и океанах. Большинство из них вскрыло самые разнообразные магматические породы, формировавшиеся на разных стадиях образования океанов и в разных зонах - от рифтовых в срединноокеанических хребтах, в глубоководных желобах, до современных вулканических дуг. Путем драгирования были подняты со дна океанов породы, которые, по мнению ряда исследователей, сформировались в результате поступления вещества верхней мантии. И ни в одном из тысяч изученных образцов не было обнаружено битумов и углеводородных газов.
В противоположность этому в большинстве образцов осадков и осадочных пород, вскрытых скважинами глубоководного бурения, установлено наличие органического вещества, содержащего битумы и углеводородные газы.
Как известно, соль ввиду своей пластичности хорошо консервирует все флюиды, которые поступают с магмой. И в соленосных толщах, пронизанных магматическими породами, установлено отсутствие среди газообразных продуктов, поступивших с магмой, метана и других углеводородов; газ, попавший в соль с магмой, состоит в основном из двуокиси углерода. Особенно наглядная в этом отношении информация получена на соляных шахтах ГДР.
Благодаря успехам космических исследований имеется надежная информация о составе пород Луны, составе атмосфер Венеры, Марса и т. д. Эта информация убедительно свидетельствует о том, что ни на одной из казанных планет нет ни нефти, ни скоплений углеводородных газов. Интересная информация получена при изучении лунных пород. Так, в частности, детальный анализ показал, что некоторые рыхлые породы Луны содержат весьма незначительное количество метана. При этом оно увеличивается с возрастанием степени дисперсности материала и, что самое главное, убывает с глубиной. В массивных породах метана нет. Количество его в рыхлых породах меняется параллельно изменениям количества водорода и гелия. Эти данные позволили американским исследователям, изучавшим лунные грунты, прийти к выводу о том, что обнаруженный метан приносится солнечным ветром.
Таким образом, можно считать установленным, что на всех планетах земной группы, там, где нет жизни, отсутствуют и битумы, в том числе и нефть, и скопления углеводородных газов.
Героические исследования вулканологов, по образному выражению известного вулканолога Г. Тазиева "заглядывающих в пасть дьяволу", позволили получить надежную информацию о современных вулканических процессах. В многочисленных образцах жидкой лавы и пробах выделяющегося из нее газа совершенно нет ни битумов, ни заметных количеств газообразных углеводородов. Как правило, отсутствуют углеводороды и в составе газов многих вулканов (исключения мы рассмотрим ниже).
Опубликованные еще в прошлом столетии и перепечатанные в последующих работах сведения о том, что при извержении Везувия выделялись жидкие и газообразные углеводороды, не подтверждаются современными данными. Действительно, за прошедшие 175 лет никому не удалось обнаружить хотя бы одно проявление нефти, битумов или заметных количеств углеводородного газа ни в самом вулкане, ни вблизи его. Произведенные автором в 1979 году наблюдения свидетельствуют об отсутствии каких бы то ни было признаков нефти и газа в сольфатарах, выходящих на южной и северной внутренних стенках кратера, нет также проявлений и на его дне, где видны только выцветы серы.
Учитывая исключительную "обжитость" склонов Везувия, можно с полной уверенностью утверждать, что никаких нефте- и газопроявлений в этом районе нет. В самом деле, все подножье вулкана покрыто виноградниками, многочисленными жилыми домами, кафе, павильонами и другими постройками, до самого кратера проведены дороги, водопровод, линии электропередач и подвесная дорога. Совершенно очевидно, что если бы при рытье котлованов хотя бы в одном пункте были встречены нефтегазопроявления, то это стало бы известным и в условиях энергетического кризиса в Италии вызвало бы проведение поисковых работ.
То же можно сказать и о водах различных термальных источников, используемых как вблизи Везувия, так и в других районах Италии с доисторического времени. Если бы с горячими водами поступала нефть или горючий газ, то при отсутствии вентиляции и освещении факелами это вызывало бы неоднократные взрывы. Между тем ни в исторических документах, ни в современных описаниях таких сведений нет.
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.