В геологической литературе, как зарубежной, так и отечественной, неоднократно высказывалась мысль о связи рудоносности и нефтегазоносности со сдвиговыми деформациями [Муди и Хилл, 1960; Harding, 1976; Воронов, 1968; Овчаренко, 1978]. Этой проблеме было посвящено специальное Всесоюзное совещание, где роль сдвиговых тектонических нарушений в образовании месторождений полезных ископаемых получила достаточно многостороннее освещение. Особенно убедительно эта роль была продемонстрирована для рудных месторождений, причем выяснилось, что рудоконтролирующими обычно являются не только крупные сдвиги, но и оперяющие их разломы второго и третьего порядков, поскольку и те и другие являются каналами высокой проницаемости земной коры, по крайней мере, в отдельные моменты своего существования [Иванкин, 1988;Скублова, 1988; Еремин и Шахтыров, 1988]. B.C. Рождественский [1988] на примере сдвигов Тихоокеанского подвижного пояса показал, что вдоль сдвиговых зон часто наблюдаются тектонические уступы между горст-антиклинальными поднятиями, сложенными породами фундамента, вмещающими ртутные рудопроявления, и глубокими (до 8-11 км) осадочными бассейнами с месторождениями нефти и газа. Ртутно-рудные жилы нередко включают нефтяные битумы, а в породах фундамента известны месторождения углеводородов. Такие факты, по B.C. Рождественскому, не обязательно объяснять эндогенным происхождением нефти, поскольку зона глубинного сдвига может служить подводящим каналом как для мантийных флюидов (ртуть, сурьма, мышьяк, золото), так и для флюидов, существующих в глубоких осадочных прогибах. Присутствие жидких углеводородов и битумов в породах фундамента можно объяснить способностью сдвигов подсасывать флюиды из соседних осадочных прогибов (явления деформационного расширения пород при сжатии и «тектонического нагнетания» флюидов при землетрясениях в зонах сдвигов) [Рождественский, 1988, с. 55]. Примеры зон нефтегазонакопления на севере Волго-Уральской нефтегазоносной провинции свидетельствуют, что сдвиговые зоны трещиноватости не только способствуют перетокам нефтяных флюидов из нижних интервалов осадочного разреза в вышележащие, но и могут обусловить рассеивание залежей вплоть до их полного уничтожения [Проворов и Ильиных, 1988].

Яркие примеры нефтегазопроявлений, выходов асфальта, грязевого вулканизма в зонах крупных сдвиговых деформаций либо оперяющих их разломов более высоких порядков известны в целом ряде других районов мира. Упомянем здесь только Северную Венесуэлу и о. Тринидад, где, как известно, уже давно выявлены субширотные сдвиговые зоны Ока и Эль-Пилар [Альбердинг, 1960]. На о. Тринидад к оперяющим сдвиг Эль-Пилар разломам приурочено известное еще со времен Колумба асфальтовое озеро площадью более 40 гектаров, другие выходы асфальта, многочисленные выходы нефти и ряд грязевых вулканов. Не менее многочисленны нефтегазопроявления и грязевые вулканы в зонах оперяющих сдвиг Эль-Пилар разломов (Сан-Франциско и др.) на самом южноамериканском материке, в Восточной Венесуэле. Здесь, вблизи Гуаноко, находится самое большое в мире асфальтовое озеро Бермудец площадью около 440 гектаров и средней глубиной 1.8 м. В отличие от асфальтового озера на о. Тринидад, указывает В.А. Вер-Вибе, эта залежь постоянно пополняется снизу вследствие подтока свежей нефти [Вер-Вибе, 1959]. Однако наиболее впечатляющи современные нефтепроявления Западной Венесуэлы (Маракаибский нефтегазоносный бассейн), в зоне субширотного сдвига Ока и подчиненных ему разрывов. На площади нефтяного месторождения Мене-Гранде медленно вытекающая на дневную поверхность нефть создала несколько сотен конусов асфальта. Самые крупные из них имеют высоту до 2.4 м и диаметр до 1.5 м. «Некоторые из этих конусов фонтанируют подобно водяным гейзерам» [Вер-Вибе, 1959, с. 12]. Особо следует упомянуть, что в зоне сдвига Ока палеозойский фундамент местами поднят до глубины 900 м, а на расположенных вблизи месторождениях Ла-Пас и Титума установлена нефтеносность трещиноватых метаморфических пород фундамента [Высоцкий и Кучерук, 1987].

В целом, по-видимому, в настоящее время связь нефтегазоносности со сдвигами можно считать установленной. Объяснения требуют сам факт этой связи, предопределенный, очевидно, какими-то особенностями строения сдвиговых зон, и возможный механизм перемещения флюидов в зоне сдвига.

Особенности строения сдвиговых зон детально были изучены А.В. Лукьяновым [1965]. Изучая структурные проявления Сан-Францисского и Гоби-Алтайского землетрясений, исследователь установил, что в результате сдвиговых подвижек в зоне разлома возникают замкнутые впадины. Они всегда размещаются на тех участках, которые при сдвиге испытали растяжение, и возникают в результате проседания растянутого участка, т.е. как следствие преобразования горизонтальных движений в вертикальные. Размеры таких впадин составляют метры, сотни метров, иногда - несколько километров. Анализируя ситуацию после Гоби-Алтайского землетрясения, автор пишет: «Появились совершенно закономерно и неизбежно возникающие при сдвиге пустые трубки и щели, уходящие на большую глубину... Свободные трубки образовались на таких же участках растяжения, что и замкнутые впадины, но обычно в случае резкого поворота плоскости сместителя. Открытые цели возникали в зоне разлома также и там, где они проявились в виде серии кулисообразно расположенных трещин» [Лукьянов, 1965, с. 91]. Подобные проявления характерны для Сан-Францисского и других землетрясений. При многих землетрясениях, в случае пересечения открытой трещиной водоносных пластов, из трещины извергались вода или плывун. Ослабленные зоны и уходящие на глубину трубки располагаются либо в местах ответвления от основной трещины, либо периодически появляются вдоль трещин.

По нашему мнению, энергия землетрясений является не единственной и не главной силой, перемещающей флюиды, в том числе нефтяные, в ослабленных зонах (зонах разуплотнения) сдвигов после того, как эти проводящие зоны однажды сформировались. Можно предполагать, что проводящие трещины и трубы при изменении напряжений в зоне сдвига могут изменять свое положение в пространстве, периодически закрываться и открываться. Е зависимости от глубины проникновения сдвига в земную кору по его проводящим участкам могут поступать глубинные высокотемпературные рудоносные растворы (области неглубокого залегания фундамента) либо, в случае мощного осадочного чехла, пластовые флюиды осадочного происхождения, включая углеводороды.

С.Г. Неручев и др. [1987] предложили чрезвычайно интересный взрывной (импульсный) механизм перемещения флюидов в осадочном чехле, который, на наш взгляд, может особенно эффективно проявляться в зонах сдвиговых дислокаций с уже локализованными в их границах ослабленными, проводящими «узлами» и трещинами. На примере глинисто-кремнистых пород баженовской свиты Западной Сибири было установлено, что наблюдаемые аномально высокие пластовые давления на глубинах более 2.3 км обусловлены процессами генерации жидких и газообразных углеводородов. «Когда аномальные давления вследствие “накачивания” пор генерирующимися углеводородами достигали критического уровня (на 10-15 МПа выше гидростатического давления в соседних коллекторах), происходил флюидоразрыв глинисто-кремнистых пород и через мгновенно раскрывавшиеся микротрещины в выше- и нижележащие коллекторы под высоким давлением выбрасывались струи углеводородных флюидов» [Неручев и др., 1987, с. 34]. При дальнейшем погружении нефтепродуцирующих пород и продолжающемся образовании углеводородов, когда поровая система вновь достигала критического уровня, происходил очередной флюидоразрыв с выбросом струи сжатых углеводородов в ближайшие резервуары и т.д. Иными словами, эмиграция углеводородов - не пассивное отжимание воды с растворенными в ней углеводородами, а периодический взрывной процесс, сопровождающийся выбросом струй сжатых углеводородов в водонасыщенные коллекторы. В отложениях баженовской свиты за время протекания главной фазы нефтеобразования (интервал глубин 2.3-3.0 км) отмечено 4-5 мощных выбросов сформировавшихся сжатых углеводородов, а в промежутках между ними эмиграция углеводородов затихала. Подобные же взрывные выбросы углеводородов установлены и в протекании главной фазы газообразования в среднекарбоновых отложениях Донбасса в интервале глубин 3.6-5.5 км [Неручев и др., 1987].

Представляется, что действие предложенного механизма в зонах сдвиговых нарушений способно объяснить многие известные в нефтяной геологии феномены. В случае выхода сдвиговой зоны на дневную поверхность с ней (включая оперяющие ее разломы второго и более высоких порядков) естественно связываются многочисленные нефтегазоводопроявления и грязевой вулканизм, включая нефтяные и водные «гейзеры», пульсирующий режим которых является очень сложно опосредованным проявлением многократных выбросов углеводородов в процессе их эмиграции. Особую роль приобретает пульсационный выброс углеводородов по простиранию поверхности сдвига в тех случаях, когда сдвиг не выходит на дневную поверхность либо надежно запечатан высоковязкими глинами верхних интервалов разреза. Не исключено, что неравномерная проницаемость характерна для поверхности сдвига не только по простиранию, но и по падению ее. Учитывая частое секущее положение сдвиговых зон относительно простирания осадочных бассейнов, в такой ситуации возможен выброс углеводородов, сформировавшихся в одном осадочном бассейне, в другой бассейн, сообщающийся с первым через проводящую флюиды сдвиговую зону. Подобное «подпитывание» углеводородами весьма вероятно для ряда прибрежно-шельфовых и внутришельфовых осадочных бассейнов, куда нефть и газ могут импульсно мигрировать по зонам сдвигов из глубоководных осадочных бассейнов с мощным осадочным выполнением. Механизм латеральной миграции в этих случаях малореален в связи с сильной невыдержанностью песчано-алевритовых резервуаров на подводной окраине континента. Результатом подобного «подпитывания» углеводородами из близрасположенных бассейнов (не обязательно глубоководных) могут быть аномально высокие удельные плотности ресурсов углеводородов в осадочных бассейнах Калифорнии (Лoc-Анджелес и др.), Маракаибском бассейне и др., пока плохо объяснимые с позиций органического происхождения нефти. Эта же вдольсдвиговая миграция нефти под влиянием взрывных выбросов углеводородов обусловливает ее поступление в районы проявления рудоносных растворов, где основная часть поступивших углеводородов, очевидно, рассеивается.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Муди Дж.Д., Хилл М.Дж. Сдвиговая тектоника. Вопросы современной зарубежной тектоники. М.: ИЛ, 1960. С. 265-333.

2. Harding Т.Р. Predicting productive trends related to wrench faults //World Oil. 1976. V. 192. № 7. P. 64 - 69.

3. Воронов П.С. Очерки о закономерностях морфометрии глобального рельефа. Л.: Наука, 1968.

4. Овчаренко Ю.Х. Закономерности формирования залежей газа и нефти в мел-палеогеновых отложениях северной части Крыма. Автореф. дис.... канд. геол.-минер. наук. Львов. 1978. 24 с.

5. Иванкин П.Ф. О сдвиговой кинематике глубинных разломов подвижных поясов и ее роль в петрогенезисе и рудообразовании. Тез. докл. I Всес. совещ. по сдвиговой тектонике. Л., 1988. В. 2. С. 8-10.

6. Скублова Н.В. Сдвиговая тектоника как критерий прогнозирования эндогенного оруденения по аэро- и космическим снимкам. Там же. С. 40-42.

7. Еремин Р.А., Шахтыров В.Г. Кинематические геолого-структурные модели позднемезозойских золоторудных месторождений Яно-Колымской складчатой системы. Там же. С. 37-40.

8. Рождественский В.С. Сдвиги Тихоокеанского подвижного пояса и их роль в формировании месторождений ртути и углеводородов. Там же. С. 53-56.

9. Проворов В.М., Ильиных Ю.А. Влияние сдвиговых деформаций земной коры на строение зон нефтегазонакопления. Там же. С. 71-73.

10. Альбердинг X. В кн.: Вопросы современной зарубежной тектоники. М.: ИЛ, 1960. С. 334-342.

11. Вер-Вибе В.А. Как находят нефть. М.: Гостоптехиздат, 1959. 274 с.

12. Высоцкий И.В., Кучерук Е.В. Нефтегазоносность орогенных поясов. Месторождения горючих полезных ископаемых. Итоги науки и техники. М.: ВИНИТИ, 1987. Т. 16. 197 с.

13. Лукьянов А.В. Структурные проявления горизонтальных движений земной коры. М.: Наука, 1965. 210 с.

14. Неручев С.Г., Мухин В.В., Рогозина Е.А., Червяков И.В. Аномально высокие давления - следствие генерации углеводородов и причина взрывного характера их эмиграции // Советская геология. 1987. № 10. С. 33-39.

Ссылка на статью:

Грамберг И.С., Супруненко О.И. Сдвиги как возможные пути миграции нефти и газа // Доклады Академии наук. 1995. Том 340. №1. С. 75-77.