научная статья по теме ГЕНЕРАЦИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ В ИСТОРИИ ПОГРУЖЕНИЯ ФОРМАЦИЙ СИЛУРА ЛИВИЙСКОЙ ЧАСТИ БАССЕЙНА РАДАМЕС Геология

Текст научной статьи на тему «ГЕНЕРАЦИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ В ИСТОРИИ ПОГРУЖЕНИЯ ФОРМАЦИЙ СИЛУРА ЛИВИЙСКОЙ ЧАСТИ БАССЕЙНА РАДАМЕС»

ГЕОХИМИЯ, 2014, № 10, с. 924-935

ГЕНЕРАЦИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ В ИСТОРИИ ПОГРУЖЕНИЯ ФОРМАЦИЙ СИЛУРА ЛИВИЙСКОЙ ЧАСТИ БАССЕЙНА РАДАМЕС

© 2014 г. Ю. И. Галушкин*, Mухамед Зак**

* Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова Музей Землеведения, 119991 Москва, Ленинские Горы, e-mail: yu_gal@mail.ru ** Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова Высшая школа инновационного бизнеса; e-mail: m_o_elsag@yahoo.com Поступила в редакцию 19.09.2012 г.

Принята в печать 02.04.2013 г.

История погружения, изменения температуры и зрелости органического вещества осадочных пород бассейна Радамес численно восстановлены с применением системы моделирования бассейнов ГАЛО с учетом неоднократной тектонической (растяжение) и термической активизации литосферы бассейна. Моделирование позволило получить более корректные реконструкции термической истории бассейна и реализации его углеводородного потенциала по сравнению с оценками предшествующих моделей, исходивших из предположения о постоянстве градиента температуры в течение всего времени развития бассейна. В частности, результаты моделирования говорят в пользу более умеренных амплитуд эрозии в кайнозое, чем это предполагалось в предшествующих работах. Рассматриваемая нами центральная область бассейна Радамес, которая является западной частью Ливийского сектора этого бассейна, характеризовалась довольно интенсивным погружением, достигавшим 4000 м уже в карбоне. При относительно интенсивной термической истории бассейна моделирование предполагает высокий уровень созревания органического вещества материнских пород нижнего силура в современном разрезе бассейна и подтверждает хорошие перспективы этих формаций для генерации жидких и газовых углеводородов. Заметная генерация углеводородов началась здесь еще в позднем карбоне и продолжается в настоящее время. В то же время генерационные возможности пород позднего девона (франский ярус) ограничены и сильно меняются с глубиной погружения. Основной этап генерации углеводородов в этих породах приходится на термическую активизацию литосферы бассейна в кайнозое. На всех рассматриваемых площадях "окно генерации нефти" занимает заметную часть современного осадочного разреза бассейна Радамес.

Ключевые слова: моделирование осадочных бассейнов, органическое вещество, тепловой поток, витри-нит, генерация углеводородов, нефтеобразование, бассейн Радамес, Ливия.

Б01: 10.7868/80016752514100057

ВВЕДЕНИЕ

Основная цель данной работы — на основе численных реконструкций термической истории западной части ливийского сектора осадочного бассейна Радамес оценить интенсивность генерации жидких и газовых углеводородов (УВ) в процессе погружения его материнских свит. Для осуществления цели мы численно восстановим историю погружения, изменения температуры и степени созревания органического вещества (ОВ) пород для осадочных разрезов четырех псевдоскважин, положение которых совпадает с положением скважин Е1-23, Л-90, Ы-26 и Н1-1 на профиле, пересекающем западную часть ливийского секто-

ра бассейна Радамес в направлении с С-СВ на Ю-ЮЗ (рис. 1). Перерывы в осадконакоплении, эрозия, тепловая и тектоническая активизация литосферы типичны для истории развития ливийских бассейнов (рис. 1). Мы применили систему моделирования бассейнов ГАЛО, чтобы численно восстановить термическую и катагене-тическую историю бассейна с учетом неоднократных периодов тепловой активизации и растяжения его литосферы [2]. Несмотря на ограничение анализом плоских бассейнов, система ГАЛО имеет определенные преимущества. Основное из них касается возможности увеличивать глубину нижней границы области расчета температуры, включающей осадочный чехол, консолидирован-

Рис. 1. Положение анализируемых псевдоскважин вдоль профиля, пересекающего западную часть ливийского сектора бассейна Радамес (слева) и основные несогласия в истории погружения бассейна Радамес (согласно [1] с небольшими изменениями).

Цифры на профиле соответствуют положениям следующих скважин:: 1 — скв. Е1-23, 2 — скв. Л-90, 3 — скв. Ы-26, 4 — скв. Н1-1.

Legend Depth to

е„. Uplifts--top Ordovician

bmtahBasin--(in metres)

16° E

33° N- ' -^^Tripoli +33° N

Г» ----

Abbreviations:

GTM Ghadamic-Murzuq Trough TTU Tripoli-Tibisti Uplift ZZD Zamzam Depression

Al l'uqaha

+27° N 16° E

Kilometers

100 200

Эра

CZ

« о

со О со

w

« о

со О w

с

PC.

Период

K2

Kl

T

C

D

O

e

Формация

Al Gharbiyan to

Sidi as Sid

Kiklan

Marina

Kabaw

Shakshuk

Takbal

Bi'r al Ghanam

_Abu Shaybah_

_Al"Aziziyah_ _Kurrush_ Al Guid~

Bi'r al Jala

Al Watyah

Tiquentourine

Dimbabah

Assedjefar

Marar

Tahara

Awaynat Wanin Wan Kasa

Tadrart

Akakus

Tanzuft

Jifarah

Bi'r ben Tartar

Kasban Leguino

Sanrhar

Sidi Toui

Осадоч.

разрез

Continental to

Neatshore

j

P

S

ную кору и мантию, до 100 и более км. Это позволяет использовать анализ вариаций тектонического погружения бассейна для оценки амплитуд и продолжительности событий тепловой и тектонической (растяжение) активизаций литосферы, имевших место в истории погружения бассейна. В связи с этим отметим, что моделирование отдельных разрезов бассейна Радамес в работах [3, 4] осуществлялось при задании постоянного теплового потока в основании осадочного чехла или коры, а приведенные в работе [1] реконструкции предполагают постоянный градиент температуры на всю историю бассейна, равный среднему градиенту в его современном разрезе. Ясно, что такие предположения являются неоправданным упрощением ситуации в бассейнах со столь сложной историей развития как в Радамес. Что же касается ограничения систем ГАЛО анализом плоских бассейнов (независимость от х и у координат), то здесь можно заметить, что вертикальные градиенты температур, дТ/дг, в пределах осадочного чехла бассейна Радамес превосходят горизонтальные, дТ/дх, в 10—50 раз, а в фундаменте и астеносфере — в 15—40 раз. Это можно видеть, сравнивая двумерные разрезы бассейна в рабо-

тах [1, 3, 4] с типичными расстояниями между псевдоскважинами на рис. 1, а также с типичными градиентами АТ/Ах на рис. 2. По этой причине не следует ожидать заметных ошибок от использования модели плоского (одномерного) бассейна.

Стратиграфическая последовательность бассейна Радамес содержит четыре ключевых несогласия, отвечающие соответствующим этапам эрозии осадочного чехла бассейна (рис. 1, 2): каледонское (ранний девон), герцинское (поздний карбон-пермь), нижнемеловое (неоком) и кайнозойское. Сравнение двумерных разрезов, представленных в [1, 3, 5] дает возможность грубо оценить амплитуду каледонской эрозии в 150—400 м (рис. 2). Наши оценки герцинской эрозии на западном участке ливийского сектора бассейна Ра-дамес следуют из анализа двумерных разрезов бассейна, показанных в работах [1, 5—8]. Они согласуются с картами амплитуд герцинской эрозии [4], предполагающими рост ее амплитуды в северном и западном направлениях. В наших вариантах моделирования амплитуда эрозии уменьшалась от 1600 м в северной части профиля (вблизи скв. Е1-23) до 350 м в его южной части (вблизи

св Я

ю

0.8

£ 1.6

Время, млн лет —400 —200 ГАЛУШКИН 0

1 1 "V тектоническое погружение -1 м м

-----2 а,

\ А. '/ н

я ю

- £

2 -

св Я Я

ю ^

6 -

0 0.8

1.6

0

Время, млн лет -400 -200

2 -

м

яТ н

Я

ю ^

¿3 4

(а)

0

0

4

6

Время, млн лет 400 -200

6

\\ / \¥\ \ г

\\ л/'

\—'— " \ V / \ ^ * \\

ог \ \ 1 4 * V— д у ^^уучХ^

" )

[

-26

(в)

Время, млн лет 400 -200

(г)

Рис. 2. Вариации тектонического погружения (верхние графики) и изменение температуры и катагенеза пород (нижние графики) в истории погружения бассейна Радамес для псевдоскважин рис. 1.

Верхние графики: сплошная линия — тектоническое погружение поверхности фундамента, вычисленное в модели ло-кально-изостатического отклика литосферы на нагрузку путем удаления нагрузки воды и осадков с поверхности фундамента; штриховая линия — тектоническое погружение поверхности фундамента, вычисленное в той же модели путем учета вариаций по времени в распределении плотности пород фундамента с глубиной [2]. Нижние графики: условные обозначения на рис. для площади Е1-23.

0

0

0

2

4

скв. Н1-1; рис. 2). Эрозия в неокоме оценивалась в 150—300 м, и только на площади скв. Н1-1 она достигала по оценкам, основанным на анализе

двумерных разрезов, 650 м (рис. 2). Кайнозойская эрозия на западном участке ливийского сектора бассейна Радамес в наших реконструкциях оцени-

вается умеренной величиной 150—300 м (рис. 2). Она заметно меньше значений, представленных в работах [3, 4] и оцененных на основании анализа распределения скоростей звуковых волн и отражательной способности витринита с глубиной и распределения следов распада ядер урана в зернах апатита (apatite fussion track analysis, AFTA). Последние оценки предполагают, что амплитуда недавней эрозии должна расти от 100—400 м в западной (Алжирской) части бассейна Радамес до 1500—2000 м у его восточной границы в Ливии [3, 4]. В этом случае кайнозойская эрозия могла бы превосходить 1500 и 2000 м на площадях скв. L-26 и H1-1, рассматриваемых в нашей работе. Однако, в отличие от герцинской эрозии, кайнозойская эрозия столь большой амплитуды не подтверждается геологическими данными и входит в противоречие с оценками эрозии из анализа двумерных разрезов бассейна, представленных как в работе [1], так и в [3]. Мы провели специальные расчеты на примере разреза скв. Н1-1с амплитудой кайнозойской эрозии 1500 м (вместо 150 м в варианте рис. 2) и получили, что зрелость органического вещества (ОВ) в этом случае заметно превышает наблюдаемые величины. По этим причинам мы использовали более умеренные амплитуды кайнозойской эрозии в реконструкциях псевдоскважин 1—4 бассейна Радамес (рис. 2).

При построении современной осадочной колонки бассейна Радамес в районе псевдоскважин 1—4 мы воспользовались разрезами до и пост-гер-цинской осадочной толщи, секущими с севера на юг западную часть ливийского сектора бассейна Радамес [1]. В наших реконструкциях комплекс кембрий-ордовика был наиболее древней формацией бассейна (рис. 2). К сожалению, в литературе отсутствовала ин

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