Hефть и газогидраты в Охотском море

C Р.М. Юркова, Б.И. Воронин(Институт проблем нефти и газа РАН, Москва, Россия, bivrrnyrzb@mtu-net.ru). Абиогенные источники углеводородных флюидов для формирования залежей нефти и газогидратов в Охотском море. Материалы XVIII Международной научной конференции (Школы) по морской геологии Москва, 16–20 ноября 2009 гN2, cc.120-122 http://rogov.zwz.ru/Marine%20geology%202009_t_2.pdf

Oиолиты выходят на поверхность на полуострове Шмидта (Северный Сахалин). Судя по данным аэромагнитной и гравиметрической съёмок массив ультрабазитов п-ова Шмидта имеет почти вертикальное залегание. Продолжение в акватории Охотского моря фиксируется зонами интенсивных (2000 гамм) положительных магнитных аномалий. С магнитной аномалией совпадает гравитационная аномалия в редукции Буге интенсивностью 88 мгк. Верхние границы магнитовозмущающих тел основного и ультраосновного состава залегают на глубине 10 км. Нижние границы магнитных аномалий фиксируются при пересчёте на высоту 30 км. Часть кромок уходит в верхнюю мантию.

Детальное комплексное изучение ультрабазитов дунит-гарцбургитового комплекса п-ова Шмидта показало, что они были серпентинизированы в мантии с образованием метана на глубинах 40–50 км [2]. Установлено, что в процессе ранней петельчатой серпентинизации за счет оливина образовались антигорит-серпентин с параметром элементарной ячейки а = 35.5A и природный сплав железо-никель состава тэнита (35–40 ат. % Ni) в виде мельчайших (2–5 мкм) включений в антигорите. Образование антигорита в условиях мантийной серпентинизации на глубинах 40–50 км (до 100 км) подтверждено экспериментальными, термодинамическими (Т = 450–600oС, Р = 13–16 кбар.) и балансовыми расчетами [2]. В серпентинитах присутствуют Н2, CH4 и СО. Наиболее высокие содержания H2, CH4 (230 и 30 ммоль/кг соответственно) в серпентинах гарцбургитов характерны для апооливиновых антигоритов ранней генерации. Высокое содержание водорода в гарцбургитах также связано с оливином (800 ммоль/кг).

На глубине 40–50 км наблюдается резкое выполаживание зоны Заварицкого-Беньоффа трассируемой очагами землетрясений [3]. В этой области проявлены силы растяжения и скольжения и тем самым предопределён срыв верхних частей литосферной мантии с подъемом флюидонасыщенных пластичных серпентинитов [4]. Серпентиниты в результате адиабатического всплывания к поверхности разогретого пластичного глубинного вещества, сопровождаемогo декомпрессией и интенсивным плавлением, пронизаны полициклическими разноглубинными магматическими комплексами: полосчатый, габброидный, паралллельных даек и вулканоплутонический спилит-кератофировый. Наиболее выразительными индикаторами подъёма послужили разноглубинные биметасоматические контактово-реакционные (при взаимодействии с серпентинитами) слои.

Высокотемпературные (900oС) и глубинные слои сформировались на контакте с породами полосчатого комплекса. Разнотемпературные и разноглубинные родингиты образовались на контакте с породами габброидного, дайкового и спилит-кератофирового комплекса. Биметасоматические апотуфовые и апофлишоидные слои (Т = 350–160oС) возникли при внедрении диапира в меловые вулканогенно-осадочные комплексы п-ова Шмидта.

В условиях повышенных температур и давлений по реакции присоединения молекул метана (СН4- > С2Н6+Н2) формировались гомологи метана: этан, пропан, бутан, пентан, гексан и др. Экранирование диапира серпентинитами создало автоклавную ситуацию. Углеводороды, взаимодействуя при каталитической активности тонкодисперсных серпентинитов и железо-никелевых соединений (тэнит, пентландит, магнетиты) в условиях повышенных температур (Т>350oС) в результате полициклического магматизма, формировали все групповые компоненты нефти: нормальные алканы, изоалканы, нафтены, ароматические углеводороды по технологии К.Г. Ионе [5].

Следует отметить, что до настоящего времени большие скопления восстановительных флюидов (водород, метан и др.) сохранились в серпентинитовых флюидоупорах Нижнетагильского массива гипербазитов на глубине 500 м. [6].

Высокая сейсмическая подвижность предостроводужных палеозон способствовала нарушению целостности серпентинитовых слоёв и высокой аккумуляции флюидов в очаговых зонах землетрясений. Флюиды концентрировались в очаговых зонах в сжатом виде, что приводило к высоким поровым давлениям и, как следствие, подъёму углеводородных экструзий и интрузий и миграции углеводородов по сдвиговым разломам, рассланцованным и трещиноватым зонам в осадочные ловушки присдвиговых неогеновых прогибов. По расчётам приводимым А.Н. Дмитриевским и И.А. Володиным [7] пробегающие раз в сутки по сдвиговому разлому волновые (солитоновые) энергетические импульсы формируют кумулятивный эффект
повышенной энергетики, который и приводит к описанньм физико-химическим преобразованиям и обеспечивает миграцию флюидов. Судя по данным изучения флюидогеодинамики региона О.В. Равдоникас [8], в рассматриваемой зоне вплоть до настоящего времени продолжается сток и разгрузка глубинных эндогенных флюидов в гравитационно-конвекционном и компрессионном режимах при неполностью завершенном подъеме офиолитового диапира в Охотском море. Этот режим обеспечил формирование газо-конденсатных, газовых и нефтяных залежей в Охотском море в результате миграции и преобразования углеводородных флюидов по оперяющим офиолитовый диапир сдвиговым разломам. Большая часть залежей нефти и газогидратов сосредоточена на восточном склоне о-ва Сахалин и в палеожелобе представленного впадиной Дерюгина [9]. Во впадине Дерюгина отмечены по данным Т.К. Злобина
наиболее крупные землетрясения с магнитудой М = 7,0 баллов [10].

1. Юркова P.M., Воронин Б.И. Подъём и преобразование мантийных и углеводородных флюидов в связи с формированием офиолитового диапира // Генезис углеводородных флюидов и месторождений. М.: ГЕОС, 2006. С. 56–67.
2. Юркова P.M. Мантийно-коровая серпентинизация ультрабазитов как источник углеводородных флюидов // Фундаментальный базис новых технологий нефтяной и газовой промышленности. М.: ГЕОС, 2002. С. 98–107.
3. Буалло Г. Геология окраин континентов. М.: Мир, 1985. 155 с.
4. Maekawa H., Yamamoto К., Teruaki J., Ueno Т., Osada Y. Serpentinite seamounts and hydrated mantle wedge in the Jzu-Bonin and Mariana forearc regions // Bull/Earth. Res. Inst. Univ. Tokyo. 2001. V. 76. P. 355–366.
5. Заварицкий А.Н. Дунит Нижнетагильского массива на Урале с глубины 500 м // Вест. Геол. ком. 1925. № 4. С. 35–38.
6. Ионе К.Г. Исследование процессов каталитического превращения СО, СО2, Н2 – газов в земной коре в углеводороды и воду // Дегазация Земли:геофлюиды, нефть и газ, парагенезы в системе горючих ископаемых. Тез. Межд. конф. М.: ГЕОС, 2006. С. 115–117.
7. Дмитриевский А.Н., Володин И.А. Формирование и динамика энергоактивных зон в геологической среде // Докл. РАН. 2006. Т. 411, №3. С. 395–399.
8. Равдоникас О.В. Флюидогеодинамика и нефтегазоносность северо-восточной окраины Азии. Объясн. Записка к карте. Хабаровск: ДВО АН СССР,1990. 38 с.
9. Обжиров А.И. Миграция углеводородов из недр к поверхности и формирование нефтегазовых залежей и газогидратов в Охотском море в период сейсмотектонических активизаций // Дегазация Земли: геодинамика, геофлюиды, нефть и газ и их парагенезы. М.: ГЕОС, 2008. С. 359–362.
10. Злобин Т.К., Полец А.Ю. Глубинный разрез земной коры, гипоцентры землетрясений и их механизмы по профилю Шантары-Матуа // Тектоника и глубинное строение Востока Азии. VI Косыгинские чтения, Хабаровск.ИгиГ ДВО РАН, 2009. С. 268–271