научная статья по теме АНОМАЛИИ ПРИРОДНЫХ ГАЗОВ В ЗАЛИВЕ ТОНКИН (ЮЖНО-КИТАЙСКОЕ МОРЕ) Математика

Текст научной статьи на тему «АНОМАЛИИ ПРИРОДНЫХ ГАЗОВ В ЗАЛИВЕ ТОНКИН (ЮЖНО-КИТАЙСКОЕ МОРЕ)»

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2015, том 461, № 1, с. 53-57

= ГЕОЛОГИЯ

УДК 550.4.02:550:424

АНОМАЛИИ ПРИРОДНЫХ ГАЗОВ В ЗАЛИВЕ ТОНКИН (ЮЖНО-КИТАЙСКОЕ МОРЕ)

© 2015 г. Академик РАН В. А. Акуличев, Р. Б. Шакиров, А. И. Обжиров, Фунг Ван Фать (Phung Van Phach), Нгуен Ну Чунг (Nguyen Nhu Trung), Зыонг Куок Хын (Duong Quoc Hung), Е. В. Мальцева, Н. С. Сырбу, Н. С. Полоник, Ле Дык Ань (Le Duc Anh)

Поступило 18.08.2014 г.

Б01: 10.7868/80869565215070166

В настоящее время расширяются районы поиска углеводородов на морских акваториях, ранее считающихся неперспективными. К таким районам относится зал. Тонкин. Ранее в Южно-Китайском море газогеохимические исследования проводил ТОИ ДВО РАН в 1981, 1983, 1989, 1990 гг. совместно с вьетнамскими специалистами [1], а нефтегазопоисковые работы выполняли отраслевые организации [2]. В результате в западной (привьетнамской) части Южно-Китайского моря была обнаружена резкая изменчивость концентраций метана и углеводородных газов в придонной воде, отражавшая наличие или отсутствие нефтегазовых залежей. В этой связи особый интерес представляют неизученные геологические структуры, которые могут быть очагами генерации углеводородных флюидов, и глубинные разломы, как каналы транзита газов из недр к поверхности, что определяет фундаментальную актуальность исследования.

Методика работ комплексной российско-вьетнамской экспедиции в 2013 г. включала отбор донных отложений и морской воды на 97 станциях по 6 профилям (рис. 1). Одновременно было выполнено непрерывное сейсмическое профилирование для картирования разломов. Осадок отбирали гравитационной трубкой, для отбора проб воды использовали батометры системы Нискин. Пробы анализировали на содержание углеводородных газов, азота, кислорода, углекислого газа, гелия и водорода по методике Лаборатории газо-

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской Академии наук, Владивосток E-mail: ren@poi.dvo.ru

Institute of Marine Geology and Geophysics — Vietnam Academy of Sciences and Technology, Hanoi

геохимии ТОИ ДВО РАН. При определении фоновых концентраций газов применяли утвержденные методики [3]. Хромато-масс-спектро-метрический анализ осадка проводили на приборе Shimadzu GCMS-QP2010 Ultra.

В районе исследований метан был обнаружен во всех пробах осадка, этан — в 95% проб. Концентрации метана в осадках 1010—8000 нл/дм3. Концентрации этана в пробах были в 10 раз ниже, чем концентрации метана, но иногда достигали близких с ним процентных значений (табл. 1). При этом в 80% проб были обнаружены пропан, бутан, что указывает на их преимущественно эпигенетический термогенный генезис в осадочной толще и/или подстилающем фундаменте. Концентрации растворенного в морской воде метана были относительно стабильны и не превышали 200 нл/л, но углеводородные газы иногда достигали очень высоких для морских вод значений, например, бутан — до 28, пентан — до 17 нл/л. Достаточно высокие фоновые концентрации метана в осадках 3490 нл/дм3 указывают на диффузионное просачивание, а относительно равномерное распределение его повышенных концентраций, вероятно, обусловлено плотной сетью разломов, секущих поверхность дна (рис. 1). Характерно, что распределение водорода в осадке обнаруживает ряд аномалий до 100 ppm (при фоне 4—6). Известно, что водород в большинстве случаев присутствует в газах глубинных разломов и является индикатором сейсмически активных зон [4]. Вероятно, в зал. Тонкин определенный вклад в формирование аномалий водорода вносит лито-сферный источник, который сопряжен с очагом генерации углеводородных газов. Как показано на рис. 2, пики содержаний водорода отчетливо проявлены над разломами, при этом максимум зафиксирован над разломами, секущими морское дно, а второй всплеск — над "слепыми" разлома-

21°30'

21°00'

20°30'

20°00'

с.ш.

107°00' в.д. 107°30' 108°00' 108°30'

20 км

Рис. 1. Карта района комплексных геолого-геофизических исследований в зал. Тонкин, 2013 г. 1, 2 — разломы: 1 — главные, 2 — второстепенные; 3 — сдвиги; 4 — направление рифта в бассейне р. Красная; 5 — магматические комплексы; 6 — диаграммы концентраций метана (макс. 8000 нл/дм3); 7 — места отбора проб воды из гидрологических источников на суше. I—VI — номера участков, профилей. Врезка — квадрат — положение района работ на карте Вьетнама.

ми, не выходящими на поверхность дна. На этом же участке в осадке содержание метана достигало максимальных значений для района работ — до 8170 нл/дм3. В 2013 г. в зал. Тонкин были зарегистрированы землетрясения (до 3 баллов по шкале

Рихтера) [5], которые являются дополнительным фактором усиления поступления углеводородных газов и водорода из недр на поверхность дна и в водную толщу. Особенно важно, что на участке, приближенном к р. Красная, были обнаружены

Таблица 1. Содержание углеводородных газов в донных осадках (10* 4 % об. (ррт), средние значения по профилям)

Профиль № СН4 С2Н4 С2Н6 С3Н6 С3Н8 ;-С4Ню С4Н10 пео- С5Н12 ;-С5Н12 Не Н2

I 4.1 0.5 0.1 0.2 0.1 2.8 0.5 Следы 1.1 2 - 1 3 1 1 1 - 1 6 4

II 5.1 0.5 0.1 0.1 0.1 2.8 0.4 Следы Следы 7. 6- 12 1 0 1 . 1- 20 6

III 2.2 4 0.4 0.1 0.1 Следы Следы 0.3 Следы 8 . 8- 13 1 1 1 .9 -1 7 6

V 3.8 0.3 0.2 0.1 0.1 6.7 0.3 3.8 Следы 8 . 7- 12 1 1 1 . 3 -2 1 6

VI 4.7 0.32 0.1 0.1 0.1 Следы 0.3 4.7 Следы 4 - 1 4 1 0 1 - 1 02 6

Примечание. Содержание гелия и водорода: в числителе минимальное—максимальное содержания, в знаменателе среднее.

биомаркеры углеводородных скоплений: изопре-ноиды пристан и фитан. При этом в составе органического вещества преобладали линейные алка-ны с числом углеродных атомов от С10 до С24, а концентрационный максимум на кривой распределения н-алканов находился в области С14—С17. Соотношение пристан/фитан (Рг/РИ) для всех образцов 0.8—1.1 и указывает на то, что процесс накопления органического вещества происходил в восстановительных условиях без доступа кислорода. Перечисленные особенности распределения газов и наличие биомаркеров обусловлены, вероятнее всего, поступлением миграционных углеводородных флюидов по системе разрывных нарушений, связанных с глубинной зоной проницаемости рифта р. Красная. На островах и сухопутном обрамлении (устье р. Красная, о-ва Катба, Нгоквын, Кото) мы также обнаружили очень высокие аномалии метана — до 11 и углекислого газа — 18—30 мл/л. При этом в скважинах на о. Катба содержание водорода до 25, а на побережье до 18 ррт. Это также свидетельствует о наличии восходящего подтока миграционных газов. Очень высокие концентрации углекислого газа 18—28 мл/л в пресной воде источников и скважин на о. Катба связаны с геологическими источниками. Остров сложен древними (поздний девон-карбон-пермь) осадочными породами (известняки, черные известняки, кремнистые известняки и др., углистые сланцы) и разбит разломами, главные из которых имеют северо-западное—юго-восточное простирание [6], совпадая с направлением глубинного рифта р. Красная. Кроме того, воду данных источников и скважин местные жители используют в качестве питьевой, при этом по содержанию

углекислоты она приближается к минеральной, а по содержанию метана — к бальнеологическим водам. Очень важно с экологической точки зрения и то, что углекислый газ, мигрирующий по водоносным горизонтам в зонах разломов в районе исследований, может вызывать повышенную кислотность грунтовых и морских вод. В таком случае растворение пород, слагающих острова, в том числе объекты всемирного наследия ЮНЕСКО в бух. Халонг, может быть дополнительно вызвано насыщением подземных и поверхностных вод углекислым газом. Это явление также, вероятно, связано с формированием многочисленных пещер в северном Вьетнаме.

Таким образом, тектонические разломы, особенно принадлежащие к глубиной зоне проницаемости рифта р. Красная, отражаются аномалиями углеводородных газов и водорода в поверхностных осадках и толще вод зал. Тонкин. Основные разломы, формирующие каналы газовой проницаемости, — вероятнее всего, сдвиговые дислокации на фоне тектонического сжатия [7], а распространение и состав газогеохимических аномалий указывают, что существует площадной подток миграционных газов. Полученные данные свидетельствуют о газоносном, возможно, газо-конденсатном потенциале при участии углегазо-вой компоненты недр зал. Тонкин и прилегающей территории. При этом вклад глубинного газового углеводородно-водородного флюида может быть значителен.

Исследование поддержано грантами РФФИ 13-05-93000, 14-05-00294 и ДВО РАН (программа "Дальний восток") 12-Ш-А-07-139. Ра-

ррт

35

30 25 20 15 10

Километры

(б)

30

100 мс

200 мс

300 мс

107.020 107.062 8 5

107.187 3

(в)

107.347 2

20.5914 20.5926 Л"

75 м

150 м

20.6002

Морское дно

20.6089

225 м

5

0

Рис. 2. Распределение гелия и водорода в осадках вдоль профиля VI. а — диаграмма распределения водорода и гелия; б — временной разрез непрерывного сейсмического профилирования (врезка — положение профиля); в — интерпретация разреза НСП (1 — разломы, 2 — сейсмические границы осадочных слоев).

бота выполнена в рамках Совместной Вьетнамо-Российской лаборатории по морским наукам и технологиям (ТОИ ДВО РАН - ИМГГ ВАНТ).

С вьетнамской стороны исследование поддержано проектами КС-09-09/11-15 и VASTHTQT. ^.04/13-14.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Обжиров А.И. Газогеохимические поля и прогноз нефтегазоносности морских акваторий. Дис. д-ра геол.-минерал. наук. Владивосток, 1996. 277 с.

2. Арешев Е.Г. Нефтегазоносность окраинных морей Дальнего Востока и Юго-Восточной Азии. М.: Аванти, 2003. 288 с.

3. Смирнов Б.В. Вероятностные методы прогнозирования в инженерной геологии. М.: Недра, 1983. 134 с.

4. Высоцкий И.В. Геология природного газа. М.: Недра, 1979. 392 с.

5. Nguyen Nhu' Trung. Basement Structure of the Bac Bo Basin Based on the 3D Interpretation of Satellite Gravity and Magnetic Data. Proc. XI SEGJ Intern. Symp., 2013. P. 1006-1008.

6. Geological and Mineral Resources Map of Vietnam. 1 : 200000. Лист F-48-XXIX.

7. Касаткин С.А., Голозубов В.В., Фунг Ван Фать, Ле Дык Ань // Тихоокеан. геология. 2014. Т. 33. С. 14-28.

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком