ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2014, том 456, № 2, с. 188-192
ГЕОЛОГИЯ
УДК 553.098:551.14(571.55)
ЧАРСКАЯ ВПАДИНА - НОВЫЙ УГЛЕНЕФТЕГАЗОНОСНЫИ РАЙОН
(СЕВЕРНОЕ ЗАБАЙКАЛЬЕ)
© 2014 г. В. С. Салихов
Представлено академиком А.Н. Дмитриевским 27.01.2014 г. Поступило 05.12.2013 г.
БО1: 10.7868/80869565214140230
В последнее время появляется все больше данных, свидетельствующих о тесной связи угленосных и нефтегазоносных формаций (пространственно-генетическая связь угольных и нефтегазоносных бассейнов и месторождений). Эта проблема, которую выдвинули в начале 90-х гг. XX в. М.В. Голицын, Н.В. Пронина, Е.Ю. Макарова, имеет теоретическое и большое практическое значение: открывает доступ к поискам всего комплекса углеводородного сырья на территориях, ранее рассматривавшихся как традиционные на какой-либо один вид этого сырья [1]. Классический пример в этом отношении — Кузбасс, где кроме угля большие перспективы на нефть и газ и уже имеются открытые объекты.
К числу таких территорий следует отнести Чарскую впадину, терминальную уникальной Байкальской рифтовой зоны, протягивающейся по южному обрамлению Сибирского кратона на 2000 км. Впадина относится к Байкальскому типу (кайнозой), в отличие от широко известных впадин Забайкальского типа (мезозой), во многом угленосных.
Впадина протяженностью 120 км при ширине 20—30 км приурочена к объемному Байкало-Чар-скому разлому, разделяющему Сибирскую и Забайкальскую микроплиты (рис. 1). Известно, что подавляющая часть нефтегазоносных провинций мира тяготеет к окраинам континентальных плит, совмещенных с активными, сейсмогенными подвижными зонами, где фиксируются и очаги землетрясений. Этими характеристиками обладают Чарская депрессия и ее окружение, в которых активность унаследованно проявляется с позднего докембрия.
Углеводородное сырье здесь представлено газоугольными месторождениями — Апсат и Чит-канда, являющимися частями крупного мезозойского бассейна, располагавшегося на севере За-
Забайкальский государственный университет, Чита
байкалья и простиравшегося (только по современным выходам) с запада на восток более чем на 130 км при ширине 30—35 км.
Наиболее крупное месторождение Апсат (100 км2) с ресурсами каменного угля (в том числе коксующегося) более 2.2 млрд т. На месторождении два угольных горизонта, наиболее значимый из них нижний мощностью до 360 м, в котором установлено до 40 пластов и пропластков угля. Горизонт располагается на 900—1000 м ниже верхнего, а выход коксовых концентратов из обогащенных углей 75—81%. В процессе коксования получены, %: смола 0.66—4.23, бензол 0.47—1.05, аммиак 0.1—0.65, коксовый газ 8.14—18.2, выход летучих компонентов 30 [2].
Ресурсы угольного метана (свободный, сорбированный, связанный) специалистами ИПКОН РАН на угольном месторождении Апсат оценены в 160—180 млрд м3. В угольных пластах насчитывается 50—55 млрд м3 метана, а метаноносность пластов оценивается в 25—28 м3 на 1 т угля.
Сопоставление продуктивности Апсата и его площади с таковыми одной Чарской котловины (рис. 2) показывает, что ресурсы последней на природный свободный газ, на наш взгляд, не менее 1 трлн м3 [3], учитывая дифференцированные подвижки существовавшего здесь внушительного юрско-мелового угленосного бассейна, приведшие к захоронению углеметаноносных толщ на площади около 800 км2. Следует подчеркнуть, что в восточной части месторождения Апсат в сторону Чарской котловины (здесь она окаймлена Кодар-ским неотектоническим уступом) угленосность увеличивается и мощность угольных пластов составляет более 15 м, т.е. при конседиментацион-ном развитии Чарской депрессии ее дно становится более метаноугленосным, а амплитуда вертикальных смещений достигает 5 км. Активность сброса отмечена и в настоящее время, а глубинная подпитка фиксируется выходами гелия, метана и других летучих веществ в отмечаемых здесь термальных источниках.
С
Сибирская микроплита
Л
Восточно-Саянская \ % микроплита \%
' Дархатская впадина X ^
Тункинская впадина
глоз./Хубсугул а
Тункинский разлом^^А^ ' 7 Хангайский разлом
Забайкальская микроплита
Чарская впадина Муйская впадина
Рис. 1. Схема кайнозойской геодинамики южных районов Восточной Сибири (С.В. Лысак и Р.П. Дорофеева, 1997 г.).
СЗ
Рис. 2. Схема строения Чарской впадины.
1 — нерасчлененные отложения кайнозоя; 2 — угленосные образования мезозоя; 3 — породы удоканского комплекса; 4 — породы основного состава; 5 — кодарский комплекс гранитоидов; 6 — метаморфические образования куандинско-го комплекса; 7 — главная разрывная зона; 8 — листрические разломы.
190
САЛИХОВ
400 0
-400 -800 -1200
-1600 И, м ЮВ
400 0
-400 -800 -1200 -1600
/А \
РЯ ! 8к? I Зона >
. _,_ I дробления?'
- ак
\
РЯ 1 8к \-
--"¿А
\ / Q + N
Л /---------
' V /
/
М7
N + М7
ак
V
Г г гЛ-
урРЯ! \
СЗ
И, м
Рис. 3. Детали вибросейсмопрофилей центральной части Чарской впадины (по результатам работ объединения "Руд-геофизика", Ленинград, 1988 г.).
Деструкция и метаморфизм углей и угленосных пород (закрытая система) приводит к усилению генерации углеводородов (в жидкой и газообразной фазе) и многократному увеличению объемов сырья с накоплением его в ослабленных зонах и коллекторах. Последними могут быть песчаные слои в угольных горизонтах и угольные пропластки.
Генерации метана способствует и особенность строения самого угля на молекулярном уровне — его микропористость: общее число микропор в 1 г вещества порядка 1019, т.е. микросорбционное пространство угольного вещества представляет собой совокупность минеросорбционных подпространств, заполненных метаном, а уголь рассматривается как коллектор метана [4].
Образование нефти и других УВ при взаимодействии гидротермальных растворов в зонах субвертикальной деструкции (зонах флюидомиграции, присутствующих и в Чарской впадине) с битуминозными и углистыми породами подтверждена экспериментальными исследованиями [5].
Перспективность Чарской впадины на углеводородное сырье подчеркивается и данными вибросейсмических работ, проведенных объединением "Рудгеофизика" в 1988 г. (рис. 3). Перспективным здесь представляется фундамент впадины — 2-й уровень нефтегазоносности, имеющий слоисто-
блоковое, ступенчатое, а в ряде мест чешуйчато-надвиговое строение, что особенно проявлено в восточной части газоугольного месторождения Апсат, обращенной в сторону Чарской впадины.
Нефтегазоносность кристаллического фундамента широко известна (региональный нефтегазоносный комплекс) [6]. Фундамент впадины, кроме его разломно-блокового строения, отличается корой выветривания, которая при конседиментаци-онном развитии впадины имеет существенно большую мощность по сравнению с корой выветривания фундамента месторождения Апсат (грабен-синклинали). Здесь, по данным геологов, изучавших месторождение (И.В. Переясловский, Т.В. Кищенко, 1980 г.; В.А. Зверев, С.Я. Родиков, 1987 г.), мощность сохранившейся коры выветривания составляет первые метры, увеличиваясь в восточной части грабена до 10 м. Надо полагать, что в самой Чарской впадине, наиболее погруженной ее части, мощность коры выветривания более значительна, учитывая длительный перерыв в осадконакоплении: мезозойские отложения возрастом 130—160 млн лет залегают на породах докембрийского основания возрастом не менее 2 млрд лет.
Фундамент Чарской впадины во многом грани-тоидный, что наиболее благоприятно для нефтега-зоносности [7]. Важную роль здесь играет глубинная
дегазация, каналы, представляющие дизъюнктивные узлы — зоны пересечения глубинных разломов, наличие здесь конседиментационных сбросов и сбросо-сдвигов амплитудой до 1500 м — наиболее вероятными коллекторами УВ в таких условиях являются трещинно-кавернозные (чему способствует высокая реакционная способность нефтяных флюидодинамических систем, особенно при повышенных температурах) и сама гранитоидная кора выветривания.
Тектоническая активность Чарской впадины и ее окружения, унаследованно проявляющаяся с позднего докембрия до наших дней, широкое развитие разрывной тектоники и листрических разломов позволяют говорить о возобновлении здесь углеводородного сырья, а одним из возможных механизмов восполнения запасов УВ, их неисчерпаемости, можно считать дилатансионное расширение, возникающее при сдвиговых деформациях в трещиноватых зонах волноводов и разломов под воздействием тектонических сил в активной рифтовой зоне [8].
Перспективы Чарской впадины на углеводородное сырье подтверждаются положением ее в пределах Байкальской рифтовой зоны. Примечательно, что в этой зоне только две впадины наиболее продуктивны в отношении нефтегазонос-ности: юго-западная (Усть-Селенгинская) и терминальная (Чарская). Эти впадины необычны по сравнению с другими впадинами Байкальского типа и отличаются тем, что в их основании фиксируются мезозойские отложения, а Усть-Селен-гинская впадина, как и уникальность самого Байкала, характеризуется природными выходами нефти в шельфовой зоне, известными более сотни лет. Нефть в виде битумов обнажается и в береговых обрывах или поступает на поверхность озера с его дна в виде шариков вязкой нефти, образуя нефтяные пятна на площади около 1 км2 [9].
Активность Чарской впадины, ее связь с мантийными источниками подтверждаются геофизическими работами, свидетельствующими о наличии под Чарской котловиной стволовой части мантийного плюма как составной компоненты единого астеносферного выступа под Байкальской рифтовой зоной [10]. По данным глубинного сейсмического зондирования Байкальской рифтовой зоны, под рифтовыми впадинами на глубинах 12—17 км выделяется волноводный слой (внутрикоровый волновод) с уменьшенной скоростью (на 0.2—0.3 км/с) для продольных волн [11], который рассматривается как долговременный ритмичный механизм доставки глубинных флюидов в осадочный чехол [12].
Активность глубин впадины подчеркивается выходами гелия и метана в термальных источниках с глубин Чарской впадины. Область же сочленения Сибирского кратона и Забайкальской плиты (Байкальский рифт), особенно южная часть
Сибирской платформы, является наиболее продуктивной на гелий. Здесь практически сосредоточены все запасы и ресурсы природных гелийс
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.