научная статья по теме ИЗМЕНЕНИЕ СТЕПЕНИ КАТАГЕНЕЗА И ГЕНЕРАЦИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ В МАТЕРИНСКИХ ПОРОДАХ БАССЕЙНА СИРТ, ЛИВИЯ Геология

Текст научной статьи на тему «ИЗМЕНЕНИЕ СТЕПЕНИ КАТАГЕНЕЗА И ГЕНЕРАЦИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ В МАТЕРИНСКИХ ПОРОДАХ БАССЕЙНА СИРТ, ЛИВИЯ»

ГЕОХИМИЯ, 2015, № 2, с. 162-173

ИЗМЕНЕНИЕ СТЕПЕНИ КАТАГЕНЕЗА И ГЕНЕРАЦИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ В МАТЕРИНСКИХ ПОРОДАХ БАССЕЙНА СИРТ, ЛИВИЯ © 2015 г. Ю. И. Галушкин*, Али Эль Магхби**, М. Эль Гтлави***, К. А. Ситар****

*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: Aliwa81@hotmail.com ***Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова Высшая школа инновационного бизнеса e-mail: Mohamed.gtlawi@hotmail.com ****Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова Геологический факультет 119991 Москва, Ленинские Горы e-mail: Sitar_msu@mail.ru Поступила в редакцию после доработки 06.04.2013 г. Принята к печати 17.06.2013 г.

С использованием системы моделирования ГАЛО и уточненной базы данных измерения глубинных температур и отражательной способности витринита вместе с детализацией осадочных разрезов бассейна более корректно реконструирована термическая история бассейна и реализация его углеводородного потенциала по сравнению с результатами предшествующих моделей, предполагавших постоянный градиент температуры в течение всего времени развития бассейна. История погружения, изменения температуры и зрелости органического вещества осадочных пород основных тектонических структур бассейна Сирт были численно восстановлены с учетом неоднократной тектонической (растяжение) и термической активизации литосферы бассейна. Реконструкция осуществлялась на примере 8 осадочных разрезов, расположенных вдоль профиля, протянувшегося c востока на запад от платформы Киренаика на восточном борту бассейна до грабена Хун на его западном борту. Наряду с традиционно рассматриваемым материнским комплексом Сирт кампанского яруса в работе анализируются перспективы генерации углеводородов породами нижнемелового комплекса, а также докампанских ярусов верхнего мела. Результаты моделирования предполагают, что органическое вещество (ОВ) пород нижнего мела в желобах Хамеймат, Аджидабия и Марадах достигло высокого уровня зрелости, когда часть жидких углеводородов (УВ) могла разложиться на газ и кокс в процессе вторичного крекинга. Породы формаций верхнего мела с возрастом 95—65 млн лет, включающие и известную материнскую толщу глинистых сланцев Сирт, могут рассматриваться как интенсивно генерирующие нефть на всех моделируемых площадях бассейна за исключением грабена Хун и платформ Зельтен и Дахра.

Ключевые слова: моделирование бассейнов, температура, тепловой поток, витринит, генерация углеводородов, бассейн Сирт, Ливия.

Б01: 10.7868/80016752514120036

ВВЕДЕНИЕ

История изменения температуры и катагене-тического преобразования органического вещества (ОВ) бассейна Сирт и реализация его углеводородного (УВ) потенциала обсуждались в большом числе работ [1—8]. Однако, в них термическая история бассейна вместе с эволюцией степени катаге-

неза ОВ пород трактуется приближенно, когда градиент температуры в течение всего времени развития бассейна, а также по глубине осадочной толщи, считается постоянным. Но в тех же работах отмечается, что тектоническая и термическая история бассейна Сирт характеризуется неоднократно повторяющимися периодами термической активизации и растяжения литосферы, пе-

ремежающимися со временами относительного тектонического покоя и термического остывания литосферы. Система моделирования бассейнов ГАЛО, применяющаяся в нашей работе, позволяет учитывать влияние таких периодов активизации и растяжения литосферы на формирование теплового режима бассейна и созревание ОВ. Анализ вариаций тектонического погружения бассейна применяется в этой системе для оценки продолжительности и амплитуды событий термической и тектонической (растяжение) активизаций литосферы бассейна, имевших место в истории ее погружения [9].

Сравнительный анализ данных бурения и осадочных разрезов изучаемого бассейна вдоль профилей, пересекающих его в разных направлениях [1, 3, 4, 6—8, 10], использовался нами для построения уточненных осадочных колонок псевдоскважин, отражавших осадочные разрезы основных тектонических структур бассейна Сирт и его восточного обрамления: платформ Киренаика, Зелтен и Дахра и грабенов Хамеймат, Аджедабия, Мурабах, Заллах и Хун (рис. 1). Осадочные разрезы всех грабенов, кроме самого западного грабена Хун, включали нижнемеловой комплекс в качестве старейшей формации осадочного покрова, а в разрезе платформы Сиренаика такой формацией была среднеюрская (рис. 2, 3). Амплитуды эрозионных событий, неоднократно имевших место в истории бассейна Сирт, грубо оценивались нами путем сравнительного анализа мощностей осадков в глубинных осадочных разрезах бассейна. В современных осадочных разрезах бассейна она отмечается рядом несогласий (на первом этапе рифтогенеза в нижнем мелу, на границе нижнего и верхнего мела, в нижнем и среднем эоцене и в верхнем миоцене-плейстоцене; рис. 2 и 3; [4]).

Результаты численной реконструкции тектонической и тепловой истории бассейна Сирт подробно анализируются в работе [9], и в настоящей статье будут рассмотрены лишь вопросы влияния этой истории на эволюцию катагенеза ОВ и реализацию потенциала генерации УВ осадочными породами бассейна Сирт и платформы Сире-наика.

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ИСТОРИЯ БАССЕЙНА

Согласно геологическим исследованиям региона бассейн Сирт является тройным сочленением континентальных рифтовых трещин на северной окраине Африки. Рифтинг начался в раннем мелу, достиг пика в позднем мелу и закончился в раннетретичное время, сформировав тройное сочленение рукавов Сирт, Тибести и Сарир внутри бассейна [3, 12]. Позднемеловой рифтогенез характеризовался образованием серии горстов и

грабенов северо-западного простирания, постепенно ступенеобразно погружающихся на восток, так что желоб Сирт представляет самую глубокую часть бассейна. Эти горсты и грабены продолжаются севернее в сложных морских блоках, включающих к северо-востоку Ионическое абиссальное плато [3]. Плато подстилается океанической корой, которая пододвигается к северу и востоку под Эллинскую дугу. Морские провинции к западу, "pull-apart" образования бассейна Сабра-тах, простирающиеся вдоль южной разломной зоны Киренаика и платформы Киренаика на востоке, подвержены заметному влиянию тектоники растяжения. Нубийское поднятие, расположенное с юга, представляет пример устойчивого континентального фундамента — представителя дорифтовой литосферы для рифтовых бассейнов, рассмотренных выше [3].

В Ливии в сеномане морская трансгрессия контролировалась резким рельефом горстов и грабенов, который остался после смятия дуги Сирт [4]. Первоначально мелкие морские осадки откладывались в грабенах, но с развитием трансгрессии глубоководная морская обстановка проникала в грабены, в то время как мелководные осадки постепенно отлагались на поверхности горстов [4]. Растяжение снова становится доминирующим режимом вдоль южной окраины Тети-са в позднем мелу. В конце мела грабены бассейна Сирт уже в основном заполнены осадками, а большинство горстов покрыто мелководными морскими отложениями, некоторые из которых формируют важные резервуары для генерированных углеводородов [4]. Раннетретичное время в Ливии отмечается поднятием поверхности и отступлением моря в западных районах. Одновременно шло постепенное погружение предшествующих меловых грабенов бассейна Сирт. Основное погружение имело место в желобе Аджидабиджа (рис. 1). В это время формируются обширные карбонатные платформы с рифами по окраинам моря. Палео-цен-эоценовые карбонаты служат основными резервуарами УВ в Ливии [3, 4]. Погружение в грабене Хун имело место в олигоцене [4]. В неогене морские отложения накапливались в желобе Аджидабиджа и на платформе Киренаика. Большие объемы базальтовых магм извергались вулканами, расположенными вдоль оси древнего поднятия Триполи-Тибести.

Тем самым геологическая эволюция бассейна Сирт предполагает различия в истории погружения горстоваых и грабеновых структур бассейна, повторяющиеся периоды термической активизации и растяжения литосферы бассейна, сопровождавшиеся несогласиями в осадочных разрезах или периодами быстрого осадконакопления. Моделирование бассейнов позволило рассмотреть эти события более детально.

Рис. 1. Положение основных структур бассейна Снрт, рассматриваемых в статье (согласно Ababi, 2002 [11] с небольшими изменениями).

Время, млн лет Время, млн лет

-120 -80 -40 0 -120 -80 -40 0

м

яТ

н 8 „

£

6

0

0

2

2

4

6

8

м

(Я1

н 8 „

£

0 -100 0

0

2

1

2

6

3

Рис. 2. Изменение температуры и катагенеза пород в истории погружения трогов и грабенов бассейна Сирт. ГЕОХИМИЯ № 2 2015

Время, млн лет Время, млн лет

-80 -60 -40 -20 0 -100 -80 -60 -40 -20 0

0

1 -

2 -

Время, млн лет 160 -120 -80

40

м 2

св

н и

Ю

^ 3

1 1 1 д\/

\80=с \

/ ^

" 120° С _ _ V \д\/ 1'л

/ " ~ ч —

\ \>- V

1

Платформа Киренаика

Рис. 3. Изменение температуры и катагенеза пород в истории погружения платформ Зелтен, Дахра и Киренаика.

РЕКОНСТРУКЦИЯ ИСТОРИИ ПОГРУЖЕНИЯ И ИЗМЕНЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОРОД БАССЕЙНА

Система моделирования осадочных бассейнов ГАЛО используется в работе для численного восстановления термической истории бассейна Сирт в процессе его погружения в течение мела и кайнозоя. На рис. 2 и 3 показаны основные результаты этих реконструкций, осуществленных для осадочных разрезов грабенообразных и платформенных структур бассейна. Реконструкции выполнены на основе информации о структуре и геологическом развитии района, данных бурения и сейсмостра-тиграфии, данных измерения глубинных температур и отражательной способности витринита в современном разрезе бассейна, а также используют анализ вариаций тектонического погружения бассейна. Принципы и алгоритмы восстановле-

ния термической истории бассейна подробно описаны в работе [10]. Аналогично другим системам моделирования бассейнов [13-15], система ГАЛО рассматривает ряд процессов, типичных для осадочных бассейнов, такие как отложение и уплотнение пористых осадков, эрозия и перерывы в отложении осадков, из

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

Пoхожие научные работыпо теме «Геология»