ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2011, № 6, с. 591-611
УДК 551
ОКРАИНЫ КОНТИНЕНТОВ - ГЛОБАЛЬНЫЕ ПОЯСА НЕФТЕГАЗОНАКОПЛЕНИЯ. КАРИБО-ТИХООКЕАНСКИЙ ПОЯС
© 2011 г. А. И. Конюхов
Геологический факультет МГУ им. М.В.Ломоносова 119991 Москва, Ленинские горы, МГУ; E-mail: konyuhov@geol.msu.ru Поступила в редакцию 25.04.2011 г.
Среди нефтегазоносных регионов мира особое место занимают осадочные бассейны, приуроченные к окраинам континентов в восточной периферической части Тихого океана и Карибском море. На протяжении кайнозоя и четвертичного периода здесь господствовал активный тектонический режим, который проявлялся в сжатии, подвижках по крупным системам разломов, главным образом сдвигам, формировании горных цепей, мощных аккреционных призм и передовых прогибов, а на определенных этапах развития также в вулканизме. Нефтегазоносными в регионе являются в основном преддуговые осадочные бассейны, в ряде случаев осложненные передовыми и тыловыми прогибами.
Карибо-Тихоокеанский пояс, протянувшийся в восточной периферической части Тихого океана на несколько тысяч км от Аляски до Гуаякильско-го залива, включает также окраину Южно-Американского континента в Карибском море и Малую Антильскую дугу. На тихоокеанской окраине Северной Америки нефтегазоносными являются бассейны залива Кука и бордерленда Калифорнии. Южнее, на окраине Эквадора и Перу — бассейны Талара и Прогресо. С окраиной Южной Америки в Карибском море связаны несколько нефтегазоносных бассейнов, в том числе Мара-каибский и Восточно-Венесуэльский, богатейшие по запасам УВ в регионе.
ТИХООКЕАНСКИЙ СЕГМЕНТ
Бассейн залива Кука (Кук Инлет) расположен в южной части полуострова Аляска, между Аляскинским горным хребтом и Алеутской вулканической дугой на северо-востоке и аккреционным поднятием Чугач-Кенай на юго-западе (рис. 1). В своде этого поднятия выступают метаморфизо-ванные осадочные и изверженные породы. Площадь бассейна составляет 36000 км2, а его границы проходят по разломам Бруин Бей, Касл Маун-тин и Бордер Рейндж. Амплитуда вертикальных перемещений по этим разломам достигает нескольких км, а их корни уходят в мезозойский фундамент. В северо-восточном направлении бассейн резко сужается, превращаясь в грабен шириной не более 8 км.
Основные фазы тектонических деформаций в регионе были приурочены к позднеюрско-ранне-меловому, палеоцен-эоценовому и миоцен-чет-
вертичному интервалам времени. Многочисленные узкие асимметричные складки, нарушенные обратными сбросами, образовались в позднем кайнозое.
Осадочный чехол бассейна сложен третичными и четвертичными отложениями общей мощностью 7.6 км. В них заключено огромное количество угля, более 1.4 трлн т (свыше трети запасов этого полезного ископаемого в США). Это предопределило высокий газоносный потенциал бассейна, где в открытых к настоящему времени залежах сосредоточено от 8 до 10 трлн куб футов метана. Полагают, что почти весь метан (до 93%) был генерирован в толщах, содержащих горизонты и пачки угля. Сравнительный анализ газа, заключенного в пластах угля и залежах УВ, свидетельствует об его идентичности [Montgomery etal., 2003].
В разрезе осадочного чехла выделяются 6 лито-лого-стратиграфических комплексов, сложенных осадками континентального генезиса. Мощность каждого на площади меняется от 0 до нескольких тысяч м. Самый нижний комплекс — Чикалун образован породами палеоцен-эоценового возраста: конгломератами, песчаниками и глинами с прослоями вулканогенных образований и угля. Эта отложения повсеместно развиты в северо-восточных районах бассейна, где с крупным угловым несогласием покоятся на метаморфизован-ных породах юры и мела. Выше залегают конгломераты и туфогенные породы эоцен-олигоцена, известные как свита Вест Форланд. Они перекрываются осадками олигоцен-плиоценового возраста в составе серии Кенай. В основании разреза серии выделяется терригенная толща Хемлок Конгломе-
Разлом Бруин Бей
Разлом Краевого хребта
100 км j
млн. л
10 -
20 "
30
40
50
60 -
Система (отдел)
Плейстоцен Плиоцен
Миоцен
Олигоцен
Эоцен
Палеоцен
Серия (свита)
й
а
н
е
К
я
и р
е С
Белуга Тионек
К—М
Хемло
Вест Форланд
Чикалун
шм
СЗ 0
ЮЗ
Рис. 1. Геологическое строение бассейна Кук Инлет, по [Montgomery et al., 2003].
а — схематическая структура континентальной окраины Аляски в районе залива Кука; б — строение осадочного чехла бассейна по профилю от поднятий береговых хребтов до бровки шельфа; в — основные осадочные комплексы в кайнозойской части разреза бассейна.
в
а
рат, образованная крупно- и тонкозернистыми песчаниками с линзами туфогенных осадков и горизонтами конгломератов и угля. Песчаники в ее составе обладают хорошими фильтрационно-ем-костными свойствами (средняя пористость — 19%, средняя проницаемость — 80 мД), благодаря которым играют роль важного природного нефтегазоносного резервуара в бассейне залива Кука.
Вверх по разрезу породы свиты Хемлок последовательно сменяются терригенными отложениями в составе толщ Тионек, Белуга и Стерлин (см. рис. 1в). Их суммарная мощность превышает 9000 м. Преобладают песчаники и алевролиты аллювиального генезиса, которые переслаиваются с известковыми, алевритовыми глинами, вмещающими пласты и линзы угля. Помимо кварца и полевых шпатов, в составе песчаников, характеризующихся массивной и линзовидной текстурами, присутствуют обломки вулканогенных и осадочных пород. Для этих отложений характерна резкая фациальная изменчивость и отсутствие фаунистических остатков. В разрезе толщи Тионек преобладают песчаники (до 55—60%), образующие пласты и пачки
толщиной до 15 м. В вышележащих отложениях они замещаются тонкозернистыми, алевритовыми разностями с линзами туфов, глин и угля.
Большинство угольных пластов находятся в составе свит Чикалун, Тионек и Белуга. В породах палеоцен-эоцена они представлены жирными углями, полуантрацитами и антрацитами, которые в вершинной части залива залегают на относительно небольшой глубине, менее 1500 м. Антрациты пространственно связаны с дайками и сил-лами магматических пород. В разрезе свиты Тионек выделяются до 30 угольных пластов толщиной от 1.5 до 15.2 м. Здесь преобладают угли средних марок, битуминозные и суббитуминозные. В вышележащих отложениях свиты Белуга распространены суббитуминозные угли в пластах толщиной от 0.6 до 3.1 м.
В залежах нефти, которые разведаны в нижней части осадочного чехла, находится много растворенного газа, в основном метана, содержащего значительную примесь более тяжелых УВ (0.69 С!/С1-5 < 0.90). Величина отношения 513С не
2
<1
Норт Белридж
'"^"ч, Саут Белридж Симрик
Элк Хиллс
Санта Круз
Рис. 2. Нефтегазоносные бассейны бордерленда Калифорнии, по [СИа1ка, WШiams, 2001]. 1 — положение относительно разлома Сан Андреас; 2 — месторождения нефти и газа в бассейне Сан Хоакин.
превышает -46%о. Предполагаемым источником жидких и газообразных УВ в этих залежах являются юрские отложения морского генезиса [Ma-goon, 1994].
В песчаниках из верхней части разреза (свиты Тионек, Белуга и Стерлин) были открыты залежи очень сухого газа (С1/С1_5 > 0.99), который характеризуется значениями 513С от -63 до -56%. Источником этого метана является уголь, присутствующий главным образом в породах свиты Тионек, залегающих на глубинах менее 3000 м. Запасы этого "угольного" метана оцениваются в 245 трлн куб. футов [Montgomery et al., 2003].
Иное строение имеют осадочные бассейны в пределах бордерленда Калифорнии — обширной зоны на тихоокеанском побережье США, которая включает подводную (широкий шельф, короткий и крутой склон) и надводную (система Береговых хребтов, впадина Большой долины и хребет Сьер-
ра Невада) части. Особенностью данной окраины является отсутствие глубоководного желоба и активных вулканов. Фундамент на огромной площади здесь образован породами францисканского комплекса, представляющими собой реликты мезозойской коры океана. Тектоническая активность в регионе проявляется главным образом сдвиговыми подвижками по разломам, крупнейшим из которых является Сан Андреас. Эти подвижки сопровождаются разрушительными землетрясениями.
Бассейны Калифорнийского бордерленда невелики по размерам. Это межгорные впадины в системе Береговых хребтов, протягивающиеся в область шельфа. Наиболее известными бассейнами являются Санта Барбара—Вентура, Санта Мария и Лос Анжелес (рис. 2а). Благодаря высокому темпу прогибания в палеогене и неогене в них были аккумулированы толщи осадков терригенного и терригенно-кремнистого состава мощностью от
6 до 8 км. Нижняя половина осадочного чехла сложена главным образом гравитационными отложениями, в том числе турбидитами и близкими им по генезису образованиями. Рост береговых поднятий и погружения во впадинах были вызваны тектоническими подвижками сдвигового характера, происходившими главным образом вдоль трансформной зоны Сан Андреас. Одновременно позади системы Береговых хребтов формировался тыловой прогиб, известный как Грейт Вэлли или Большая долина. Этот бассейн, граничащий на востоке с горами Кламат и Сьерра-Невада, протягивается в субмеридиональном направлении на 728 км. При этом его ширина меняется от 75.6 до 137.5 км. Он возник на стыке мезозойского вулкано-плутонического пояса и реликтов аккреционного орогена, сложенного породами океанской коры, среди которых присутствуют офиолиты. В северной части бассейна находится впадина Сан Хоакин, которую нередко рассматривают в качестве самостоятельного бассейна, одного из богатейших по запасам нефти в регионе. К наиболее крупным относятся месторождения Элк Хиллс, Белридж, Симрик, Маккиттрик и др. (см. рис. 2б).
Важным фактором, определявшим процессы шельфовой седиментации в среднем и позднем миоцене, был подъем глубинных вод или апвел-линг, происходивший под влиянием Калифорнийского течения, которое приносило холодную воду из высоких арктических широт. Апвеллинг благоприятствовал расцвету фитопланктона, представленного диатомеями и другими кремневыми водорослями. Там, где теплые поверхностные воды сгонялись пассатами в открытый океан, подъем глубинных вод был особенно интенсивным. Следствием высокой биологической продуктивнос
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.