Происхождение нефти - Виктор Петрович Гаврилов
Имеются поднадвиговые зоны и в пределах Советского Союза: в Карпатах, на Урале, Кавказе, Верхоянском хребте. Так, сейсмические данные, а порой и бурение указывают на надвигание Западного Урала на край Восточно-Европейской платформы. Под складчатыми Уральскими горами находятся платформенные комплексы, которые слабо дислоцированы и залегают практически горизонтально. Глубина до них вполне доступна — 3–4 км. В этих же отложениях в смежных районах платформы уже выявлены залежи углеводородов.
Согласно взаимоувязывающимся процессам океано-образования и нефтеобразования, месторождения углеводородов следует искать не только в зонах столкновения плит, но и там, где расходятся литосферные плиты. В этой связи следует высоко оценить перспективы нефтегазоносности пассивных материковых окраин, куда входят шельфовые области, континентальные склоны и материковые подножия. Эти регионы являются объектами самого пристального внимания всех нефтяников мира. Все крупные открытия в море связаны именно с этими областями. Много «черного золота» они еще таят в своих недрах.
Таким образом, применение на практике теоретических идей, объясняющих образование залежей нефти и газа, приводит к обнаружению новых месторождений и целых зон нефтегазонакопления. Практика подтверждает теорию, делает ее жизненно важной. Мы уверены, что новый подход к проблеме происхождения нефти и формирования ее скоплений приведет поисковиков к новым открытиям.
Спорить дальше?
Итак, наше исследование проблемы происхождения нефти близится к завершению. Хотя ведущие ученые в области геохимии нефти считают, что эта проблема в принципе решена и основные положения органической теории образования нефти — абсолютная истина, все же голос протеста со стороны «неоргаников» не ослабевает. А надо ли спорить дальше? Если вникнуть в суть дискуссии, то легко понять, что ведется она вокруг источника углерода, слагающего углеводородные соединения нефтей. Каков он, этот источник: биогенный, т. е. ведущий свое начало из живых организмов, или же абиогенный, т. е. поступающий из мантии Земли?
Спор можно разрешить, если проследить круговорот углерода в природе. Одним из первых, кто предпринял успешную попытку представить глобальный процесс круговорота углерода в природе, был В. И. Вернадский. Он считал, что углерод и его соединения, которые участвуют в строении нефти, газа, каменного угля и других горючих пород, являются частью глобальной геохимической системы круговорота углерода в земной коре. Причем живому веществу биосферы В. И. Вернадский отводил ведущую роль. Геохимическую систему всего природного углерода и живого вещества биосферы выдающийся ученый-геохимик называл жизненным циклом. Согласно его представлениям, из жизненного цикла периодически отделяются различные углеродсодержащие минералы: карбонаты извести, каменный уголь, нефти и другие битумы. «Все остальные происходят из них пли образуют незначительные по сравнению с ними массы», — писал ученый. Однако круговорот углерода в природе, по В. И. Вернадскому, ограничивался земной атмосферой, гидросферой и корой.
А если подойти к этому вопросу, используя новые достижения современной науки, и попытаться представить себе этот процесс несколько с иных позиций? Попробуем проследить тот путь, который проделывают углерод и его соединения в природе.
Наиболее распространенным соединением, которое переносит углерод, является углекислота. Ее масса в атмосфере оценивается в 4×1017 г. В процессе выветривания континентов и фотосинтеза ежегодно поглощается из атмосферы 8,3×1014 г углекислоты. Если бы не было механизма циклического обращения этого газа, то через 3300 лет он полностью исчез бы из атмосферы, войдя в состав различных горных пород и минералов. Происходит своеобразное «вдыхание» земной корой углекислоты. По оценкам ученых, масса захороненной углекислоты в 500 раз превышает массу этого газа в атмосфере.
Другим переносчиком углерода является метан, количество которого в тропосфере Земли оценивается в (4–5)×1015 г. [Дегазация Земли и геотектоника, 1985]. Среднее содержание метана в тропосфере составляет сейчас 1,5 часть/млн. По данным некоторых ученых, существует глобальная асимметрия в распределении метана в тропосфере: в Северном полушарии его больше, нежели в Южном. Минимальные концентрации этого газа (1,35–1,38 часть/млн) замерены над ледяным щитом Антарктиды. Большинство ученых склонны считать основную массу метана тропосферы (до 80 %) биогенного происхождения, другие же исследователи ведущую роль отводят абиогенному пути попадания метана в газовую оболочку Земли. Утечка метана из тропосферы происходит за счет его ухода в стратосферу и далее в космос, а также в результате фотохимических реакций.
По расчетам Г. И. Войтова и Т. Г. Орловой, из тропосферы Земли и вод Мирового океана ежегодно выводится и захороняется 2,5×1014 г углерода, фиксированного в карбонатных породах, и 5,8×1011 г углерода, захороняемого в осадках вместе с фоссилизированной частью органического вещества отмерших растений и животных. Продолжительность жизни молекулы метана в атмосфере до пяти лет. Чтобы пополнить утечку метана, ежегодно в тропосферу его должно поступать около 1015 г.
По мнению ряда исследователей, без привлечения глубинного метана, поступающего из мантии нашей планеты, невозможно обойтись при уравновешивании метанового баланса. Следовательно, чтобы пополнить атмосферу углекислотой и метаном, наша планета должна не только «вдыхать», но и «выдыхать» их. Исходя из этого, В. И. Вернадский и ввел понятие «газовое дыхание Земли».
Анализируя древние толщи, слагающие земную кору, можно прийти к неожиданному заключению. Оказывается, что в этих образованиях, возраст которых 3,5–3,7 млрд лет, имеются углеродсодержащпе породы (папример, древнейшие графитовые кварциты серии Амитоок в Западной Гренландии). По в то время на Земле жизни практически не было, значит, круговорот углерода в атмосфере мог происходить и без активного участия живых организмов.
В более молодых породах, накопившихся за последние 600 млн лет, когда органическая жизнь была уже сравнительно широко развита, по данным А. Б. Ронова, накоплено 71,3×1021 г углерода в карбонатных породах и 9,1×1021 г углерода в рассеянном органическом веществе, угольных пластах, нефтях и углеводородных газах. По оценке Г. И. Войтова, это в 20,1×104 раз больше содержания углерода, фиксированного в настоящее время в атмосфере Земли, в 21,2×102 раза больше содержания углерода в Мировом океане, в 16,4×103 раз больше резерва углерода в живых и отмерших организмах биосферы.
А теперь обратим внимание на такой факт: в древние эпохи развития нашей планеты углерод не образовывал углеводородных соединений, хотя и углерода и водорода на Земле было предостаточно. Но вот развивается жизнь в океанах и на континентах, появляется биосфера, начинается процесс образования и накопления углеводородов. Если проследить изменение запасов нефти от древних эпох к современным, то оно выглядит следующим образом. В докембрийских образованиях нефти очень мало. В нижнепалеозойских отложениях ее запасы А. А. Бакиров оценивает в 3,1 %, в верхпепалеозойских — 3,7, в мезозойских — 68, в кайнозойских — 25,2 % (кайнозойская эра еще не завершена). То же можно сказать и о газе (соответственно): 0,4; 26,3; 62; 11,3 %. Это
