научная статья по теме НЕФТЕГАЗОМАТЕРИНСКИЕ ОТЛОЖЕНИЯ В ОСАДОЧНЫХ БАССЕЙНАХ НА ОКРАИНАХ МАТЕРИКОВ В РАННЕМ ПАЛЕОЗОЕ Геология

Текст научной статьи на тему «НЕФТЕГАЗОМАТЕРИНСКИЕ ОТЛОЖЕНИЯ В ОСАДОЧНЫХ БАССЕЙНАХ НА ОКРАИНАХ МАТЕРИКОВ В РАННЕМ ПАЛЕОЗОЕ»

ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2014, № 3, с. 258-282

УДК 551

НЕФТЕГАЗОМАТЕРИНСКИЕ ОТЛОЖЕНИЯ В ОСАДОЧНЫХ БАССЕЙНАХ НА ОКРАИНАХ МАТЕРИКОВ В РАННЕМ ПАЛЕОЗОЕ

© 2014 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 23.10.2013 г.

Эпохи господства относительно холодного климата чередовались в палеозое с эпохами резкого потепления. При этом, если похолодание сопровождалось значительным снижением уровня морских вод, то потепление его быстрым повышением. Во многих бассейнах на окраинах Лаврентии, Балтики и Северо-Китайского континентального блока это нашло отражение в строении осадочных толщ, а также в распределении на площади и в разрезе коллекторов, флюидоупоров и нефтемате-ринских отложений. Хотя осадки с высоким содержанием сапропелевой органики накапливались в разные времена, площадь их распространения в пределах континентов и на их окраинах резко сужалась в эпохи похолодания. При этом основными районами их аккумуляции становились рифтовые троги и передовые прогибы. После же завоевания суши высшими растениями в каменноугольных и пермских осадках, отложенных в эпохи господства холодного климата, в составе ОВ нефтегазома-теринских толщ большую роль стал играть материал гумусовой природы.

DOI: 10.7868/S0024497X14020049

КЕМБРИИСКИИ ПЕРИОД

В раннем кембрии большая часть палеозойских материков за исключением Гондваны была покрыта теплыми морями, в которых обитала разнообразная фауна. Средняя температура воды в кембрийских морях Сибирской платформы не опускалась ниже 25°С, что способствовало развитию планктона и бентоса. Высокая биопродуктивность вод нашла отражение в формировании не только осадков, обогащенных сапропелевым ОВ, но также фосфоритов, залежи которых широко распространены на окраинах материков в Палеоазиатском океане.

В Каратау-Джебаглинском районе Каратау (Западный и Срединный Тянь-Шань) на тилли-топодобных конгломератах венда залегают углеродисто-кремнистые и углеродисто-глинистые породы томмотского яруса нижнего кембрия. В разрезе толщи, мощность которой меняется в широких пределах от 80 до 500 м, выделяются два циклически построенных комплекса. Нижний глинистый горизонт (мощность 9—11 м) сложен тонкослоистыми углеродисто-кремнисто-глинистыми сланцами и фтанитами с прослоями известняков и доломитов с фосфоритами. В породах заключено большое количество минералов урана, меди, ванадия и других элементов. В наиболее насыщенных ОВ разностях присутствуют антраксолит и графит, кремнистый материал — раковинки радиолярий и спикулы губок [Анки-нович, Анкинович, 1968]. Разрез одной из фосфо-

ритоносных свит в районе Малого Каратау имеет пятичленное строение. В его основании залегает пачка кремнистых пород, над ней нижний горизонт фосфоритов, еще выше пачка глинисто-углеродистых сланцев с кремнями. Наконец, в верхней части разреза выделяются верхний фосфоритовый горизонт, сложенный фосфатными пеллетами, и горизонт доломитизированных водорослевых известняков, изобилующий гидрок-сидами железа и марганца. Перекрываются породы свиты карбонатной толщей кембро-ордовик-ского возраста [Холодов, 2006].

По мнению В.Н. Холодова, накоплению ОВ в кембрийских морях Евразии способствовало слабое поступление терригенного материала из областей сноса. На этом фоне происходило насыщение морских вод растворенным кремнеземом, фосфатами, магнезиальными и азотными соединениями. Основными же поставщиками органики в донные илы были радиолярии [Холодов, 2006].

В составе нижнекембрийских черных глин свиты Кинсюдонг, которые распространены на большой территории в верхнем течении р. Янцзы (провинции Северная Гуиджоу и Южная Сычу-ань), преобладают кварц (27—86%) и глинистые минералы (9—59%), главным образом иллит. На карбонатные минералы, кальцит и доломит, приходится не более 10%. Еще в меньшем количестве присутствуют пирит и полевые шпаты. Содержание Сорг в черных глинах, образующих горизонты

в толще пород терригенного карбонатного состава, варьирует от 0.73 до 10.4% (среднее 4.35%), а значения водородного индекса — в пределах 1—4 мг УВ г Сорг. Помимо ОВ, в глинах фиксируются повышенные концентрации U, V и Mo. Черные глины из нижних подразделений кембрийского разреза рассматриваются не только как источник УВ, но как природный резервуар, в котором заключены значительные запасы сланцевого газа (около 10.48 х 1012 м3) [Shuangbian Han et al., 2013]. В бассейне Вейюан нижнекембрийские черные глины свиты Джиуляодонг содержат от 0.43 до 0.86 м3 газа на т породы.

Нижнекембрийские глины и аргиллиты широко известны во многих районах Южного Китая. В одних провинциях они содержат значительное количество металлов (Ni и Mo), в других с ними связаны месторождения урана, фосфоритов, ванадии и барита. Массивные залежи сульфидов содержат помимо Ni (2%) и Mo (4%) Zn, V, Se и U [Future ..., 2010].

Черные сланцы в междуречье рек Оленека, Анабара и Лены, известные как оленекские бо-гхеды, приурочены к куонамской свите конца раннего и начала среднего кембрия. Накопление этих осадков, обогащенных сапропелевым ОВ (содержание Сорг — от 2 до 6%), происходило в условиях открытого шельфа. Оно началось в ботомском веке (вторая половина раннего кембрия) и сопровождалось резким уменьшением таксономического разнообразия трилобитов. Разрез куонамской свиты по р. Молодо (мощность 48.5 м) сложен темно-серыми и черными аргиллитами с прослоями глинистых известняков и конкрециями кристаллических известняков [Коровников, 2011].

По данным Ю.М.Королева, в элементном составе оленекских богхедов преобладает C (83.82%) и H (11.66%) при невысокой концентрации 0(4.07%), N (0.25%) и S (0.20%), отношение Н/Сат= 1.67. Эта разновидность сапропелевых углей имеет буровато-черный или темно-коричневый цвет и сложена остатками водорослей различной степени сохранности. Текстура породы массивная, однородная. При термолизе богхеда получали жидкий продукт, близкий по составу к дизельному топливу [Королев, 1983].

Для оленекских богхедов характерны высокие концентрации U. В ураноносной части куонамской толщи (мощность от 30 до 35 м), в которой помимо собственно богхеда присутствуют битуминозные известняки и кремни, выделяются несколько десятков пластов черных сланцев. Толщина отдельных пластов в бассейне р. Оленек, развитых на площади 400—450 км2, варьирует от 1—4 до 12 м. Глубина их залегания от 0 до 600 м. Прогнозные запасы черных сланцев по оценкам якутских геологов составляют 380 млн т.

В среднекембрийскую эпоху черные глины стали накапливаться на окраинах морского бассейна Япетус: в ЮВ периферии континента Лаврентия и в обширном регионе на СЗ окраине континента Балтика. В первом случае речь идет об отложениях свиты Конасога, которые широко распространены в южных районах складчато-на-двигового пояса Аппалачей (штат Алабама). В большинстве разрезов толща Конасога сложена пелоидными, оолитовыми и строматолитовыми известняками, содержащими прослои доломитов и разнообразную фауну, которая свидетельствует об их средне- и позднекембрийском возрасте. Однако в районе грабена Бирмингем, где мощность толщи превышает 2000 м, в нижней и средней ее части карбонатные породы переслаиваются с серыми и темно-серыми глинами и аргиллитами. Знаки ряби, перекрестная и фенестровая слоистость, а также биотурбация, наблюдаемые в известняках, свидетельствуют об их аккумуляции в условиях мелководной части карбонатного рампа. В глинах следы жизнедеятельности илоедов отсутствуют, зато появляются карбонатные и кремнистые конкреции и стяжения пирита. Кремнистый материал представлен в основном микрокристаллическим кварцем биогенного происхождения, а среди глинистых минералов преобладают иллит, смектит и слюда. Содержание Сорг редко превышает 1.7%. В составе керогена были идентифицированы битуминит, споринит и инертинит. Интерес к глинам Конасога в последнее время обусловлен высоким содержанием в них сланцевого газа, запасы которого могут достигать 17.7 трлн куб. футов [РазЫп йа1., 2012].

В Балтийском регионе средне- и верхнекембрийские черные глины распространены чрезвычайно широко. Они обнажаются в каледонидах на границе Норвегии и Швеции и в карьерах центральной Швеции, а в последние годы были вскрыты скважинами в западной части Ютландского пол-ва (Дания) и на о. Борнхольм. Согласно геофизическим данным, пачка черных глин прослеживается в разных частях акватории Балтийского моря. Они повсеместно представлены тонкослоистыми, тонкозернистыми отложениями темно-коричневого или черного цвета, обогащенными ОВ сапропелевого типа, и вместе с нижнеордовикскими отложениями близкого облика выделяются в составе свиты Элам. Среди черных глин, залегающих в нижней части свиты, полностью пройденной скважинами на о. Борнхольм, где ее мощность достигает 33.5 м, выделяются два горизонта известняков среднекембрийского возраста — Андрарум и Эксулане. Оба горизонта играют роль региональных маркеров. В западных районах Ютландского пол-ва мощность глин Элам варьирует от 8 до 26 м [8сИоу8Ъо й а1., 2011].

Содержание Сорг в черных глинах Элам нередко превышает 10%. Эти глины были отложены в обширном морском заливе, который, начиная с венда, простирался от Норвегии на восток, вплоть до центральных районов Московской си-неклизы. В венде и первой половине кембрийского периода здесь господствовали процессы терригенной седиментации. Значительные концентрации ОВ присутствуют и в перекрывающих отложениях — верхнеордовикских глинах, содержащих фауну граптолитов Dicellograptus (Сорг более 5%), и нижнесилурийских глинах свиты Раст-ритес (Сорг более 2%) [Schovsbo et а1., 2011].

В керогене черных глин, на 90% сложенном аморфным ОВ, присутствует небольшое количество мацералов, напоминающих витринит. Эти компоненты имеют четкие очертания, продолговатую извилистую форму и при ширине 4—10 мкм достигают в длину от 20 до 80 мкм. Они обычно ориентированы по простиранию, содержат включения пирита. Вдоль плоскостей напластования различаются сфероидные и эллипсоидные образования, сложенные нерастворимыми компонентами ОВ. При диаметре от 30 до 100 мкм их

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