Образование соляных куполов, грязевых вулканов и связанных с ними газообразных углеводородов и нефти

07.11.2020

Грязевые вулканы обычно приурочены к областям погружений горных систем. Они широко распространены как в России, так и за рубежом. Поскольку грязевые вулканы, а также и соляные купола тесно связаны с газонефтеобразозанием, остановимся на этом более подробно.

В геологической литературе существуют самые различные теоретические представления о механизме образования грязевого вулканизма и при этом нередко даются противоречивые объяснения данных фактических наблюдений. Так, например, И.М. Губкин отмечает, что диапировые складки и осложняющие их грязевые вулканы тесно связаны с нефтегазоносностью области их распространения. «Предыдущий обзор геологического строения всей области погружения приводит нас к заключению, что все явления — и геологическое строение, и нефтеносность, и грязево-вулканизм — составляют единое генетическое целое, что газо-и нефтепроявления и грязевой вулканизм суть функции одних и тех же общих причин, именно функции геологического строения, в частности функции особых формтектоники — диапировых структур. Диапировая структура, нефтяное месторождение и грязевой вулкан — это триединая сущность единого целостного процесса геологического развития области погружения и опускания Кавказского хребта».

Таким образом, И.М. Губкин считает, что грязевые вулканы тесно связаны с диалировой тектоникой, нефтегазоносностью и благоприятной гидрогеологической обстановкой и что формирование грязевых вулканов связано с подтоком воды, газа и нефти к ядрам диапировых складок как к наиболее поднятый, измятым и разрыхленным участкам. В процессе формирования диапировой складки постепенно образовались массы перетертых пород, которые затем выдавливались на поверхность в виде сопочной брекчии. При сильном подпоре воды сопочная брекчия разжижается и на поверхности выделяется жидкая грязь.

Образование грязевых вулканов можно представить принципиально по-иному.

Газовые струи, прошедшие достаточно длинный путь от магматического очага до выхода на дневную поверхность, уже не содержат специфических компонентов, которые указывали бы на их магматическое происхождение. В основном это газообразные соединения: углекислый газ, сероводород, метан, азот, иногда с примесью паров воды, т. е. такие газовые компоненты, которые хорошо известны, как газы биогенные или связанные с диагенезом осадочных толщ. Когда ювенильные газы и водяные пары вынуждены пробивать себе путь через рыхлые отложения, выделения их происходят периодически и толчкообразно вследствие двух причин: неравномерности газовых поступлений, объем которых резко увеличивается после эксплозии и внутренних подвижек около магматического очага, необходимости создания известного избытка давления для преодоления сопротивления рыхлых масс. Последние в размягченном водой состоянии извергаются вместе с газами и образуют явления грязевого вулканизма.

Извержения грязи в областях современного вулканизма связаны с центрами лавовых излияний промежуточными формами вулканических выделений, вследствие чего их магматическое происхождение не может вызывать сомнений. В то же время совершенно аналогичные формы извержений грязи в областях, где нет действующих вулканов, относятся к псевдовулканическим явлениям, якобы вызванным своеобразной реакцией пластичных пород на складчатость и интенсивным газообразованием, обусловленным процессами гнилостного брожения и разложения погребенного органического вещества при его превращении в нефть.

Последнее объяснение прочно укрепилось в геологической литературе и приобрело права постулата, хотя процессы истечения газов в обстановке, где их органическое происхождение не может подвергаться сомнению, никогда не сопровождаются явлениями грязевого вулканизма (например, выделения углеводородных газов из пластов каменного угля или из богатых органическими остатками дельтовых, озерно-лагунных или болотных отложений). Грязевой вулканизм встречается только в областях современного или третичного вулканизма и почти всегда при той или иной степени сейсмичности района.

Четких признаков, позволяющих отличать так называемые псевдовулканические явления от истинно вулканических» не существует. В курсах геологии указывается, что в первом случае газовые выделения имеют низкую температуру и преимущественно углеводородный состав, а во втором они характеризуются более высокой температурой, присутствием значительного количества углекислого газа и отсутствием (или незначительным содержанием) углеводородов. Азот, сероводород, окись углерода и водород считаются характерными продуктами, сопутствующими извержениям грязи вулканического происхождения, однако при этом отмечается, что эти же газы нередко присутствуют в заметных количествах в составе «псевдовулканических» выделений.

Таким образом, разнице в составе газов этих двух типов грязевых вулканов заключается только в относительном преобладании тех или иных компонентов, а не в присутствии специфических соединений, которые исключали бы возможность связи с магматической деятельностью так называемых «псевдовулканических» явлений. Поэтому можно сделать вывод, что грязевой вулканизм в нефтеносных районах также порожден магматическими очагами но залегающими настолько глубоко, что газовые эманации, пройдя фильтр осадочных отложений в несколько тысяч метров толщиной, достигают поверхности слоев измененными в такой степени, что их магматическое происхождение не может быть легко распознано.

В России наиболее мощные грязевые вулканы расположены на погружениях оси главного Кавказского хребта — области крупных магматических скоплений в предшествовавшие периоды и арены интенсивной вулканической деятельности в верхнетретичную эпоху. Последние лавовые потоки вулканов Кавказа относятся к четвертичному периоду и вполне естественно предположить, что магматические очаги еще не потеряли свою активность до настоящего времени.

Как мы отмечали выше, процесс остывания интрузий может затянуться на длительный промежуток времени и грязевой вулканизм Кавказа (и других мест) надо рассматривать как проявление активности скрытых магматических очагов, а не как процесс, обусловленный интенсивным газовыделением из так называемых «нефтематеринских» свит или выжиманием некомпетентных слоев при складчатых деформациях.

Грандиозные газо-грязевые выбросы в районах Кабристана, Апшеронского, Таманского и Керченского полуостровов происходят в течение тысячелетий без заметного уменьшения интенсивности выделений. В этом отношении Н.А. Кудрявцев прав, считая, что подобный масштаб явлений может вызываться только эндогенными процессами. П.А. Авдусин указывает, что суммарный объем массы рыхлых пород, выброшенных одним только грязевым вулканом Лок-Батан, за все время его существования составляет 152 млн, м3, т. е. такое количество материала, какое крупный вулкан Везувий дает примерно за 5 извержений. За связь с открытыми магматическими очагами говорит характер сильных извержении грязевых вулканов, когда выбросы камней и горящих газов сопровождаются выделениями значительных количеств водяного пара, а иногда и выдающих себя характерным запахом сернистых соединений.

Длительное господство гипотезы органического происхождения нефти привело к тому, что все явления, связанные с грязевым вулканизмом на Кавказе, геологи стали объяснять экзогенными причинами. Так, например, П.А. Авдусин, посвятивший грязевым вулканам Кавказа специальное петрографическое исследование, присутствие в трещинах сопочных брекчий нашатыря, кристаллической серы, соединений бора и других термальных явно магматического происхождения, объясняет высоких температур горения углеводородных газов, а находки обломков андезитов на вершине в делювии грязевого вулкана у ст. Сенной (недалеко от развалин Фанагории на Таманском полуострове) — за счет приноса человеком издалека.

Однако куски андезитов похожие, по П.А. Авдусину, на свежие лавы Санторина, были найдены на вершине сопки и в широкой полосе по склону к морю, т. е. в направлении возможного движения грязевого потока. Поэтому коренное местонахождение андезитов надо искать в недрах солки, а не считать, что они являются кусками пород, завезенными сюда из Восточной части Средиземного моря и разбросанными древними обитателями Фанагории при экскурсиях на вершину сойки, как это предполагает П.А. Авдусин.

Веским доводом против экзогенного происхождения грязевых вулканов служит тот факт, что корни эруптивных аппаратов нередко расположены глубже свит, которые геологами принимаются за так называемые "нефтематеринские". Для месторождений Aпшеронского полуострова за таковую считается Майкопская свита. Между тем, брекчии сопочных выбросов содержат большое количество нижележащих эоценовых, а иногда и верхнемеловых пород. Выходит, что очаги извержений оказываются залегающими намного глубже свиты, которая должна бы давать основную массу активного газа.

За генетическую связь Прикаспийского грязевого вулканизма с истинным, кроме Г. Абиха, высказывались А.А. Герасимов и C.В. Ковалевский. В самое последнее время В.Б. Порфирьев и Л.А. Ткачук на основании детального изучения распространения пепловых горизонтов в верхнетретичных и нижнечетвертичных осадках Челекена пришли к выводу, что вулканические пеплы образуют локально обособленные горизонты там, где действовали или действуют грязевые вулканы. Отмечая приуроченность грязевого вулканизма к разломам, в районе которых известны высокотемпературные источники (Челекен, Боз-Даг) и чисто азотные газовые струи, указывающие на наличие коммуникаций с магматическими массами, эти авторы прямо указывают, что «характер распространения лепловых горизонтов подтверждает эту связь грязевого вулканизма с магматическими очагами».

Приуроченность районов развития грязеного вулканизма к участкам магнитных и гравитационных аномалий также служит определенным указанием на наличие интрузивных тел на глубине, а сейсмичность этих же районов свидетельствует о той, что интрузии продолжают оставаться активными.

Если интрузия и ее активность значительны, то газовые эманации получат возможности создать себе более или менее постоянные пути для выхода, в результате чего возникнут долговременно действующие грязевые вулканы с крупными аккумулятивными конусами. При этом углеводороды магматических выделений будут пропитывать породы над интрузией и под давлением проникать в пористые прослои, пересекаемые газопроводящими каналами (трещинами), вследствие чего в теле грязевого вулкана и в породах, контактирующих с ним, могут создаваться условия, благоприятные для формирования крупных скоплений газа и нефти.

Примером месторождений, возникших в подобной геологической обстановке, могут служить месторождения Апшеронского полуострова.

Сейсмическая активность интрузии может уменьшиться или даже совсем прекратиться, а порожденный ею грязевой вулканизм будет существовать еще долгое время, питаясь равномерно поступающими газовыми эманациями, скопления которых, в свою очередь, могут давать относительно маломощные взрывы, обусловливающие периодическое усиление активности грязевых сопок.

Сравнение обстановок, в которых проходит деятельность грязевых вулканов Кавказа и Крыма, подтверждает вышеизложенное. Так, грязевой вулканизм Шемахинского района в Закавказье, территориально приуроченный к эпицентрам частых и сильных землетрясений (до 9 баллов), обнаруживает наибольшую связь с сейсмичностью. Извержения сопок происходят главным образом непосредственно после землетрясений, т. е. после эксплозий и подвижек на глубине залегания активных интрузивных тел.

Сейсмическая активность Апшеронского полуострова значительно ниже, землетрясения здесь реже и их интенсивность редко достигает 7—8 баллов в эпицентре. Извержения грязевых вулканов происходят не провоцируясь сейсмическими толчками.

Сходная картина грязевулканической деятельности наблюдается и на Таманском полуострове, с той разницей, что сейсмическая активность здесь еще меньше и землетрясений сильнее 5—6 баллов там не бывает.

Наконец, в Крыму на Керченском полуострове связь между усилением активности сопок и сейсмичностью практически незаметна. По-видимому, интрузия, дающая газовые выделения для сопок Керченского полуострова, находится в сольфатарной стадии.

Весьма существенный вопрос об определении пространственного положения и глубины залегания интрузий, питающих ту или иную группу грязевых вулканов, может быть решен при составлении данных детальных гравиметрических и магнитометрических съемок с данными по составу брекчий сопочных выбросов и глубины тех гипоцентров землетрясений, которые оказывают наибольшее влияние на усиление грязевулканических явлений. К сожалению, работы подобного рода еще нигде не проводились.

Весьма характерным признаком нефтегазоносности являются соляные купола. Многие исследователи (И.О. Брод и др.) считают, что месторождения солянокупольных поднятий представляют собой своеобразный тип, развитый главным образом в краевых частях платформ. Особенностью строения солянокупольных поднятий является наличие в них соляного «ядра», имеющего иногда вид штока или каравая. В отношении сил, вызывающих образование солянокупольных поднятий, можно провести параллель с диапировидными складками геосинклинальних провинций.

Здесь также пластичные массы соли и гипса оказывали давление на перекрывающие их породы и приподнимали последние, образуя поднятие. При наличии благоприятных условий соль и гипс внедрялись по разрывам в вышезалегающие породы, образуя соляной прорыв или шток.

Образование солянокупольных поднятий многие ученые представляют себе как результат выжимания пластичных пород вследствие большого статического давления. Каменная соль и гипс но сравнению с другими породами весьма пластичны, они способны течь при давлении 150 кг/см2. Такое давление может быть создано покрывающими породами при их мощности всего 700 м. Отложение осадков на дислоцированной неровной поверхности вызывает неравномерное их накопление. В депрессионных частях накапливаются осадки большой мощности, оказывающие большое давление на пластичные породы, что вызывает перемещение последних в сторону, характеризующуюся меньшей нагрузкой Обычно меньшей нагрузкой характеризуются зоны поднятий. Возникает своеобразное внутриформационное перемещение; перетекание пластичных масс вызывает возникновение соляного штока.

Кроме солей и гипсов, в этом перемещении могут участвовать ангидриды и гипсы. Вследствие внутриформационных перетекании пластичных пород последние приподнимают вышележащие породы, иногда проникая вверх в наиболее ослабленных местах. В связи с этим и возникало представление о протыкании вышезалегающих пород солью. Формирование солянокупольного поднятия сопровождается многочисленными разрывами, а иногда и раздроблением вышележащих пород. Для соляных куполов Эмбенского района характерно образование грабенов в сводовой части надсолевого поднятия.

Считают, что рост солянокупольных поднятий сопровождается образованием самых разнообразных ловушек. В приподнятых частях купола могут образовываться пластовые сводовые, нарушенные и ненарушенные залежи газа и нефти. Обилие дизъюнктивных нарушений создает благоприятные условия для тектонически экранированных залежей. Неравномерный во времени рост поднятия способствует формированию литологически и стратиграфически экранированных залежей.

По нашему представлению образование соляных куполов тесно связано с глубинными (подкоровыми) процессами развития земли. Возникновение соляных куполов так же, как и возникновение грязевых вулканов, связано с интрузивной деятельностью.

Сходство типичных солянокупольных структур с грязевыми вулканами выражается в сходстве геологических условий, в которых они встречаются, и в наличии отчетливо выраженных следов движений масс снизу вверх, локализированных на небольших Участках, среди полей развития горизонтальных или пологоволнистых слоев. Однако в отличие от грязевых вулканов соляные купола встречаются не только вблизи молодых (третичных) горных систем, но и в областях денудированных более древних горных сооружений, скрытых покровом позднейших осадков.

Таким образом, соляные купола находятся или в районах, расположенных вблизи крупных магматических скоплений, образующих обнаженные или скрытые стержни в каждой горной стране, или (что бывает чаще) в районах, фундамент которых слагают денудированные и погрузившиеся горные системы, с крупными магматическими реликтами в своих глубинах.

Обширная область развития соляных куполов расположена на Урало-Эмбенском междуречье, к юго-западу от южного погружения Урала. Она входит в состав северо-каспийской депрессии, имеющей глубоко погруженное кристаллическое основание. Верхние слои осадочного комплекса (кайнозойские и мезозойские отложения) залегают горизонтально, но во многих местах нарушаются резкими дислокациями, связанными с поднятиями штоков соли нижнепермского возраста. Гравиметрически Урало-Эмбенское междуречье представляет собой область преобладания отрицательных аномалий с замкнутыми участками отдельных минимумов и не менее четко оконтуренными зонами положительных аномалий, занимающих, однако, гораздо меньшие площади. Локальные минимумы силы тяжести объясняются скоплениями каменной соли, что, на первый взгляд, находится в согласии с данными бурения, неоднократно подтверждавшими существование соляных куполов на участках отрицательных аномалий. Однако подобное решение вопроса представляется упрощенным и не учитывающим другие факторы.

Урало-Эмбенское междуречье, по мнению ряда геологов, представляет собой погребенную горную страну. Поэтому пестрота в распределении положительных и отрицательных гравиоаномалий может рассматриваться как отражение пестроты в распределении различных типов интрузивных пород на глубине. В согласии с этим предположением находятся некоторые, как будто незначительные несоответствия между теоретически ожидавшимися результатами геофизических исследований и фактически полученными.

Так, В.А. Сельский указал, что штоки соли в верхних слоях осадочного комплекса часто не улавливаются гравиметрически и что размеры отрицательных аномалий обычно оказываются значительно большими, чем площадь самого купола, установленного электроразведочными, сейсмическими или буровыми работами. Далее, несмотря на резкую диамагнитность сади, метод магнитной съемки оказался непригодным для целей поисков куполов, что можно объяснить влиянием интрузивных масс, залегающих под солью и искажающих своими магнитными свойствами диамагнитность соли.

Можно предположить, что распределение аномалий силы тяжести в Урало-Эмбенском районе в большей мере зависит от размещения интрузивных пород на глубине, чем от состава и мощности осадочного чехла, т.е. контурам положительных изогамм отвечают участки интрузии основных или ультраосновных пород, а крупным контурам отрицательных — внедрения более легких гранитных пород, в области которых располагаются соляные штоки. Возможно. что гравиметрия чаще находит не сам соляной купол, а интрузию с отрицательной гравиметрической характеристикой, существование которой при известных условиях служит причиной возникновения соляного купола, только усиливающего интенсивность отрицательной аномалии.

Вероятность связи этих структур с магматизмом наиболее показательна для некоторых соляных куполов США, содержащих крупные скопления серы, которая, как правило, принадлежит к числу минералов, связанных с деятельностью вулканов или термальных вод, а среди осадочных отложений она встречается в незначительных количествах. В куполах южного Техаса и Луизиана колоссальные запасы серы, давшие 75—80% мировой добычи, концентрируются между покрывающей соль толщей ангидритов и слоями известняков и доломитов, представляющих самые верхи КЭП-рока. С серой здесь ассоциируются небольшие скопления ганенита, сфалерита, пирита, а иногда и халькопирита, представляющие собой парагенетическую группу минералов, характерную для гидротермальных месторождений.

В.А. Сельский, не допуская возможности магматического фоисхождения серы и следуя взглядам некоторых зарубежных ученых, приходит к выводу, что только «бактериям нужно приписать главную роль в процессе выделения таких огромных количеств чистой серы, ибо для всех вышеуказанных реакций отсутствует то огромное количество калории тепла, при которых эти реакции только и могут происходить».

Объяснение полного отсутствия следов серы в отложениях, окружающих купана, деятельностью бактерий не обосновано. При наличии условии в таком бассейне, в котором жили бы бактерии, выделявшие сору, последняя имела бы региональное распространение. Однако в действительности ничего подобного не наблюдается, так как серосодержащие слои приурочены только к КЭП-року и сразу же выклиниваются за пределами площадей куполов. Отложения серы, содержащей к тому же кристаллы галенита, сфалерита, пирита и халькопирита, которым трудно приписать бактериальное происхождение, надо связывать только с гидротермальными процессами.

Э. Лилей, характеризуя нефтеносность соляных куполов Teхаси и Луизианы, указывает, что «в некоторых местах КЭП-рок содержит горячую серную воду».

Наличие парагенетических ассоциаций, геленита со сфалеритом и пиритом или гидротермальной серой отмечалось в России для некоторых соляных куполов Нордвика, Прикаспийской низменности и Украины (Ромны), так что находки этих минералов в купольных структурах имеют закономерный характер.

В конце XIX в. Л. Хагером для побережья Мексиканского залива была предложена гипотеза вулканического происхождения соляных куполов, согласно которой соль, сера, сульфаты и карбонаты рассматривались в качестве химических осадков возгонов магматических интрузий.

Магма, по представлению Л. Хагера, приподнимала вышележащие слои, ассимилировала часть осадочных отложений и поэтому давала большое количество парогазообразных продуктов. Происходившая при этом дистилляция органических соединений послужила причиной возникновения больших скоплений нефти около куполов и в них самих. С внешней стороны эта гипотеза как будто удовлетворительно объясняла и своеобразные структурные формы куполов и приуроченность к ним серных и нефтяных месторождений. Гипотеза Хагера все же не получила должного распространения, потому что в других странах структура залежей соли доказывала ее первоначальное пластовое залегание среди осадочных отложений.

В настоящее время, в результате находки альг, подтверждается лагунно-морское происхождение для соли куполов, изучавшихся Л. Хагером. Поэтому теперь всеобщим признанием пользуется теория пластического выжимания соли.

Первопричина, вызывающая движение соли, рассматривается различными исследователями по-разному и, прежде всего, приписывается тому или иному давлению.

Большинство исследователей считают, что в местах, где соляные купола возникли на фоне складчатых структур, главенствующее значение принадлежит тангенциальному давлению, перераспределение которого в некомпетентных слоях приводит к выдавливанию пластичных масс в вертикальном направлении. Возникновение соляных штоков рассматривается как крайняя степень утолщения некомпетентных слоев.

Для многих случаев скоплений масс соли в ядрах антиклиналей подобное объяснение представляется справедливым, но для типичных диапировых структур, имеющих многокилометровые ядра протыкания, нe может считаться удовлетворительным. Экспериментальная проверка условий образования диапировых складок в различных моделях напластований показала, что при очень сильных боковых сжатиях ядер протыканий получить нельзя.

В тех местах, где диапировые структуры находятся среди полей горизонтально лежащих слоев (купола побережья Мексиканского заливаа, часть Урало-Эмбсиских) и где признаки следов бокового давления полностью отсутствуют, главная роль приписывается изостатическому давлению (разнице в удельном весе соли и вышележащих пород) и влиянию нагрузки вышележащих пород, под воздействием которой соль якобы должна выдавливаться в места, где мощность (а следовательно, и давление) покрывающих толщ оказывается меньшей.

Основанному на этом предположении процессу формирования солянокупольных структур посвящены исследования многих авторов, однако во всех работах недооценивается количественная сторона вопроса, так как разница между объемным весом выжатого столба соли и объемным весом пород, ранее покрывавших место поднятия соли, явно не достаточна, чтобы преодолеть силы сцепления и трения и еще вызвать те дислокации, которые сопутствуют поднятиям соли.

Кроме того, во многих соляных куполах (например, в Урало-Эмбенском и Нордвикском районах) в покрывающих и примыкающих к соли породах имеются многочисленные сбросовые трещины, го которым сводовые участки структур опустились и образовали грабены. Это заставляет сделать вывод о существовании по меньшей мере двух фаз движений, формировавших структуры: первой — изогнувшей и приподнявшей слои, покрывающие соль, на высоту большую, чем современная высота, и второй — во время которой ранее приподнятые подсолевые толщи перестали испытывать действие выдавливающих сил и смогли опуститься вниз.

Механизм возникновения подобных структур (с грабеном на своде) никак нельзя объяснить одной гипотезой выжимания соли под действием изостатических сил.

Для того чтобы соль поднялась на тысячи метров, необходимо допустить влияние еще каких-то других факторов, которые вызвали бы первоначально местные дислокации. При этом вследствие общности структурных форм куполов в районах, затронутых региональной складчатостью и в недислоцированных районах, необходимо допускать действие одних и тех же сил, которые создали бы локальные нарушения в толщах, кроющих соль, чтобы последняя могла проявить свою способность к пластическому течению и начать движение вверх. Такую силу следует искать в интрузивном магматизме, а именно, в активной роли криптолакколитов, присутствие которых следует предполагать на той или иной глубине, под каждым отчетливо выраженным соляным куполом.

Структурные, минералогические и геофизические особенности соляных куполов дают полное основание говорить о их генетической связи с магматическими процессами, тем более, что для некоторых куполов это подтверждается нахождением в них жил эффузивов (Ромны, купол Исаксен, купол Хордыч-Тулус на Таймыре, Серговскии купол в Коми и т. д.). Следует отметить, что, исходя из неорганической теории происхождения нефти, это явление вполне закономерно, так как только приуроченностью соляных куполов к открытым интрузиям можно объяснить частое насаждение нефти в солянокупольных структурах.

В пределах осадочной оболочки (стратисферы) процесс внедрения магмы, апофиза более глубоко залегающего очага, может развиваться в следующих формах:

1. Интрузия внедряется в огненно-жидком состоянии. Магма ассимилирует часть вмещающих пород, вызывает контактовый метаморфизм и дает вторичные жильные или межпластовые внедрения. Интенсивность газовых выделений и магматических эксплозий значительна. Газовые эманации, используя возникающие трещины в толще осадочных пород, будут вызывать явления грязевого вулканизма. При отвердении поверхности интрузии ее метаморфизующее влияние будет уменьшаться, но продолжающееся поступление расплавленных масс из глубины будет усиливать механическое воздействие затвердевшей корки на окружающие породы.

2. Интрузия вдавливается в осадочные отложения в огненно-вязком или частично отвердевшем состоянии и оказывает главным образом механическое воздействие на окружающие породы, приподнимая и изгибая вышележащие слои. Энергия газовых выделений здесь должна быть меньшей, чем в первом случае.

Как в первом, так и во втором случае интрузия будет стремиться приподнимать покрывающие слои и придавать им форму куполов, ь той или иной мере отображающих очертания ее верха. В сводовой части поднятия покрывающие интрузию слои будут испытывать наиболее сильное давление снизу, в результате которого более пластичные слои будут не только круто изгибаться, но и утончаться вследствие выжимания пластичных пород в стороны. Слои более жестких пород при этом могут разламываться.

Таким образом, на первой стадии развития структуры, в период наиболее активных усилий, интрузия продвинется вверх (вследствие продолжающихся поступлений магмы из глубин), что будет характеризоваться появлением резких наклонов пластов, уменьшением мощности пластичных прослоев вплоть до их полного исчезновения, а иногда и развитием дизъюнктивных дислокаций, сопровождающихся выдвижением отдельных блоков вверх. На этом этапе в породах кровли интрузии, имеющих коллекторские свойства, могут создаваться первичные скопления углеводородных газов, преобразующихся при соответствующих термодинамических условиях в нефть.

Вторая стадия начинается со времени прекращения поступления магмы из материнского очага вследствие уменьшения его потенциальной энергии или вследствие закупорки подводящих каналов. Однако во внутренних частях интрузии, внедрившейся в осадочную оболочку (лакколита или батолита), может сохраниться еще значительное количество активного расплава, в котором будет продолжаться магматическая дифференциация со всеми сопутствующими физико-химическими реакциями, периодическими эксплозиями и потерями эманационных выделений в окружающую среду и через ранее созданные канаты. Убыль газообразных продуктов и уменьшение вследствие этого объема интрузии при кристаллизации не пополняются новыми поступлениями магмы из глубин. В месте нахождения интрузии будет нарастать дефицит массы и происходить возникновение пустот.

В результате слои над интрузией перестанут испытывать давление снизу, и перевес получат силы обратного направления. т. е. силы тяжести. В наибольшей степени их действие скажете в центральной части купальной структуры. Здесь ранее поднятые блоки смогут опуститься вниз, и первоначальные горсты превратятся в грабены.

Как на первом, так и на втором этапе развития структуры эксплозии, разломы и деформации, связанные с физико-химическими процессами в неостывшей части интрузии и с изменением ее объема при кристаллизация, будут служить причиной возникновения сейсмических толчков, облегчающих перемещение блоков в направлении преобладающего действия сил.

Если в разрезе пород, где формировался купол, была толща соли, то на первом этапе она будет выжиматься в стороны от поднимающегося лакколита, Ha втором этапе в связи с ослаблением напряжений от прекращения давления снизу соль приобретет возможность движения в обратном направлении, достигнет осевой части поднятия, заполнит его осевую часть и, используя созданные предшествовавшими дислокациями ослабленные зоны и каналы, по которым перемещались магматические эманации, будет выжиматься вверх до тех пор, пока вес выжатого столба соли и выносимых ею обломков раздробленных пород не уравновесится весом столба пород, покрывающих соленосную толщу в окружении купола. Частично соль сможет выжиматься и вниз, по направлению к магматическому очагу, около которого продолжающееся отвердение и уменьшение объема интрузии создает необходимое свободное пространство.

Возникший соляной шток начнет играть роль длинной пробки, которая закупорит центральную часть поднятия и закроет выход углеводородам из примыкающих к штоку слоев, куда они проникли при большем газовом давлении над интрузией. В надинтрузивных породах центральной части купола, насыщенных газовыми эманациями и раздробленных предшествовавшими дислокациями, движение соли вверх должно приостановить процесс грабенообразования и вызвать вторичное уплотнение пород. Вследствие этого в них будут усиливаться процессы гравитационной дифференциации между газами, водой и сжиженными углеводородами, приводящими к окончательному формированию месторождений нефти.

Как известно, нефть в куполах встречается в коллекторах, контактирующих с боковым» стенками соляного штока (обычно вблизи сбросовых трещин) или в пористых породах, покрывающих соль (в КЭП-роке). В первом случае месторождения обычно оказываются более богатыми, чем во втором. Это объясняется тем, что к последним доступ углеводородов прекращается сразу же после начала подъема соли, а к первым, при наличии сбросовых трещин, углеводороды могут поступать и значительно позже, пока интрузия полностью не прекратит выделять газовые эманации в окружающую среду.

Существование значительного количества куполов с признаками нефти, но без промышленных залежей последней, объясняется тем, что над интрузией не было условий для накопления углеводородов или они были в слишком незначительном количестве в составе газовых выделений.

Для куполов Луизианы (США) В.А. Успенским было подмечено, что структуры, богатые серой, лишены или почти лишены нефти, а купола, содержащие промышленные месторождения нефти, бедны серой.

Существование подобных обратных соотношений может быть также объяснено температурной зональностью. По-видимому, надо считать, что образование месторождений серы происходило при относительно более высокотемпературном режиме, не являющимся оптимальным для синтеза и сохранения крайне подвижных углеводородов.

Исходя из всего вышеизложенного, типичный соляной купол следует рассматривать как структуру, возникшую над интрузивным штоком или криптолакколитом, внедрившимся в подсоленосные отложения.

В тех случаях, когда в породах шапок соляных штоков встречаются брекчированные породы с глыбами подсоленосных отложений (как в некоторых Румынских куполах), соляной купол, возможно, представляет собой конечную форму эволюции грязевого вулкана, возникшего в области развития соленосных отложений. При отсутствии последних над интрузией возникает другая разновидность диалировой структуры, в которой ядро будет слагаться не солью, а другими пластичными породами (мраморами, глинами и др.).

He связанными с интрузивной деятельностью могут быть только неясно выраженные проявления соляной тектоники — четкообразные утолщения соли или других пластичных пород, приуроченные К ядрам антиклинальных структур в складчатых регионах.

Такова роль интрузивного магматизма в образовании грязевого вулканизма и формировании солянокупольных структур. Мы этому вопросу уделили столь подробное освещение потому, что это имеет исключительно важное теоретическое значение в геологической науке вообще и не менее важное практическое значение в деле поисков газонефтяных залежей.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2020
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна