Имеется ли связь палеоклимата с нефтегазоносностью?
(По поводу брошюры Л.А. Назаркина „Роль палеоклимата в прогнозах нефтеносности крупных регионов". Саратов, 1955).
В.П. КОЗЛОВ
Оценка перспектив нефтеносности того или иного региона или даже отдельно взятой небольшой площади в конечном счете является самым главным и решающим во всей научной и практической деятельности геолога. И это вполне естественно, поскольку на основании такой оценки проектируются соответствующие виды и объемы геологопоисковых и разведочных работ. При разрешении этого важного вопроса геолог обычно использует весь доступный ему материал и всемерно стремится сделать меньше ошибок, чтобы его выводы исключали пустой труд и ненужную трату средств. Очевидно, в таком серьезном деле тот геолог делает меньше ошибок, который в совершенстве владеет методами геологического анализа, умеет находить в работе главное и отличать его от второстепенного и отыскивает контролирующие стороны того или иного сложного процесса в истории земной коры. Не случайно поэтому советская школа нефтяных геологов широко применяет в своих исследованиях воссоздание палеогеографических условий седиментации как главного условия, контролирующего образование полезных ископаемых, связанных с толщами осадочных пород.
Большое значение придается и палеотектонике, поскольку с ней теснейшим образом связаны основные условия формирования структурных форм, определяющих концентрацию рассеянных углеводородов в нефтяных залежах. В вопросах систематизации научных знаний о фациальных условиях образования осадков переизданная в прошлом году книга Д.В. Наливкина «Учение о фациях» является незаменимым спутником геологов всех профилей. Особую ценность представляет монография Н.М. Страхова и его сотрудников, посвященная образованию осадков в современных водоемах, вышедшая в свет в 1955 г. Много работ специально посвящено накоплению нефтематеринских толщ.
Не считаясь с этим, Л.А. Назаркин в своей работе заявляет, что «. . . вопрос о выяснении палеогеографических обстановок в областях накопления нефтематеринского вещества почему-то, особенно за последние годы (подчеркнуто нами. - В. К), выпадает из поля зрения геологов, занимающихся разработкой теории нефтяной геологии» (стр. 9). Это заявление беспредметно, так как не только геологи, но и студенты нефтяных специальностей не пишут геологических работ без главы «Условия образования осадков», т.е. без палеогеографии. Воссозданием палеогеографических обстановок наши соотечественники занимались еще в прошлом столетии. Так, в 1887 г. классик естествознания А. П. Карпинский прочитал в Академии наук доклад, в котором с удивительной даже для нашего времени ясностью нарисовал картину геологического прошлого европейской части России.
Поэтому Л.А. Назаркин не прав думая, что, кроме него, никто не задумывался над оценкой роли климата в осадконакоплении. Климат в процессах осадконакопления всегда и всеми геологами подразумевался; собственно, и само понятие о климатах прошлого было составлено на основании характера осадков и. заключенных в них фауны и флоры.
По этому поводу Н.М. Страхов очень хорошо подметил, что «породы - индикаторы не только климатических и палеогеографических условий прошлого, но и тектонической обстановки седиментационного процесса. Тектогенез и литогенез в истории земной коры в сущности две стороны единого историко-геологического процесса» [1946, стр. 68].
Следовательно, по горным породам, как производным всех сложных природных процессов, составляют первое представление о возможных формах проявлений того или иного рудообразования. И потому важными являются не тепло и холод в момент накопления исходного для данной породы вещества, а важен ее вещественный состав, который соответствовал бы предполагаемым свойствам нефтематеринской породы. Вот почему прогноз нефтеносности нефтяные геологи делают в основном по литологическим типам пород.
Несерьезно и заявление Л.А. Назаркина о том, что только он проводит свои исследования с позиций диалектического материализма, а другие де-мол, этого не делают. Кроме И.М. Губкина и его учеников (к числу которых Л.А. Назаркин относит и себя), он обвиняет буквально всех советских геологов в том, что они «...почти не касаются вопросов условий существования растительного и животного населения...» [стр. 10]. Любопытно, что к таким геологам он с удивительной легкостью отнес В.П. Батурина и В.В. Вебера, хотя их работы в отношении воссоздания деталей палеогеографической обстановки являются наиболее объективными. Следует отметить, что труды последнего, посвященные современным аналогам нефтематеринских толщ, а также накоплению и преобразованию органического вещества в современных осадках, являются выдающимися, не имеющими себе равных в мировой печати по всестороннему охвату затронутого круга вопросов,
Л.А. Назаркин тенденциозно критикует и Э.Р. Лиллея. Он пишет: «Подчеркивая практическую важность знания условий развития органической жизни, Э.Р. Лиллей, однако, не раскрывает существа поднятого вопроса, а сделанная им попытка увязать нефтеобразование с благоприятными палеоклиматическими условиями отдельных геологических эпох оказалась ненаглядной, так как он оперировал небольшой территорией (главным образом США), располагавшейся целиком в одной климатической зоне» (стр. 13; подчеркнуто нами. - В. К.). По Л.А. Назаркину всей территории США не хватило для выделения палеоклиматических зон!
Наряду с необоснованной критикой ряда исследователей Л.А. Назаркин пытается создать культ какого-то непогрешимого пророка - И.М. Губкина, который мог говорить, указывать и намечать только правильно и своевременно.
В главе о роли климата в биологической продуктивности моря автор говорит: «. . . мы решили остановиться на весьма важном для нефтяной геологии вопросе о роли климата в биологической продуктивности мелководных морских водоемов - факторе, обусловливающем количественную сторону процесса нефтеобразования» (стр. 17). Но, как известно, не в этом ведь суть вопроса, а в том, как захороняется органический материал в минеральной части илов и в какой именно среде, ибо только это в конечном итоге определяет его количество и характер последующего преобразования. Что же касается самого процесса нефтеобразования, то это вопрос совершенно другой, не имеющий сюда прямого отношения.
Неверно и то утверждение, что циркуляция вод в бассейне препятствует нефтеобразованию (вернее преобразованию органического вещества по нефтяному пути). Как показали исследования, в данном случае важно знать, где проходит окислительно-восстановительная граница. Если она проходит над осадком или по его поверхности, то какое же может быть препятствие для сохранения и преобразования по нефтяному пути органического вещества?
Обобщая крупнейшие мировые исследования по органическому веществу в морских осадках, А. Ватан указывает, что анаэробные условия не являются необходимыми для сохранения органического вещества; в данном случае важно, чтобы в иле были восстановительные условия и совершенно несущественно, в какой мере будет обогащена кислородом вода. Впрочем, эти вопросы в свое время были достаточно убедительно разрешены в работах Н.М. Страхова, В.В. Вебера и Г.И. Теодоровича, но почему-то автор не принял их во внимание.
Рассматривая вопросы осадконакопления в современных морях, Н.М. Страхов также пришел к важному выводу о том, что концентрация органического вещества теснейшим образом связана с характером осадка. Чем тоньше осадок, тем больше в нем накапливается органического вещества и наоборот,
Что же касается распространения тонко диспергированных илов (будущих глин), то оказывается, что они присутствуют в равной мере как в южных, так и в бореальных морях и приурочены главным образом к шельфовым зонам. Согласно его же данным илы Каспийского моря содержат органического углерода - 1,71%, Аральского моря - 0,70%, оз. Балхаш-1,01%, одного из северных морей - 2,40% (подчеркнуто нами. -В. K.), Японского моря - 1,20%, оз. Байкал - 2,29% и Черного моря -2,51%. Спрашивается, на основании каких же фактических данных Л.А. Назаркин отрицает возможность накопления органического вещества в илах бореальных морей? Неразборчивое отношение к фактическим материалам позволило ему прийти к принципиально не правильному выводу, что наиболее благоприятными для накопления нефтематеринского органического вещества являются только теплые водоемы. В качестве доказательства приводятся весьма шаткие, большей частью умозрительные или неудачно скомпилированные данные из некоторых второстепенных работ, не имеющих прямого отношения к рассматриваемому вопросу.
Весьма туманно рассматривается вопрос и о вертикальной циркуляции вод; по Л.А. Назаркину она почему-то является отрицательным фактором в холодных морях и положительным в теплых. Здесь надо было бы объяснить, почему все же банки и мелководья любых морей тем и хороши, что способствуют вертикальной циркуляции воды и благодаря этому, как показал Н. Прокопович, они выгодно отличаются обильным накоплением органического вещества в своих илах. Не случайно рыбаки ловят рыбу только над банками (например, знаменитая Ньюфаундленская банка), и не менее любопытно то, что почти все основное рыболовство сконцентрировано в высокоширотных, т.е. в холодных, морях, являющихся по Л.А. Назаркину неблагоприятными для развития нефтематеринского органического вещества. Даже из этого примера видно, что холодные моря нисколько не хуже, а даже лучше теплых морей по продуцированию органического вещества. В этой связи уместно вспомнить исследования Гарвея, которые показали, что на широтах, удаленных от экватора, вследствие небольшого количества солнечного света в зимнее время планктон образуется в небольшом количестве, но весной он начинает быстро развиваться. Например, в Осло-Фиорде в марте в верхних десяти метрах моря путем фотосинтеза ежедневно образуется 2,4 м т/км2 глюкозы. Однако вследствие быстрого истощения питательных солей этот «весенний максимум» прекращается прежде, чем достигает максимума солнечная энергия. В дальнейшем развивается «летний минимум» роста, но только до тех пор, пока частичное разложение мертвого планктона не увеличит количество питательных солей в воде и снова не последует небольшой (уже осенний) «максимум» продуцирования планктона. В зимний период минимума солнечной энергии этот «максимум» также прекращает свое развитие. Иная картина наблюдается в тропических и субтропических широтах, где изобилие солнечного света способствует непрерывному фотосинтезу.
В таких условиях сезонные «максимумы» и «минимумы» отсутствуют, но зато количество питательных солей в воде всегда остается небольшим и, следовательно, продуцирование планктона здесь меньше, чем в широтах, удаленных от экватора, где его образование действительно достигает огромных размеров. Подсчитано, что в Ламанше ежегодно образуется планктона примерно 1400 т/км2 (мокрый вес), в Баренцевом море 3000-5000 т или в переводе на глюкозу 500-800 т/км2
Однако благоприятными для продуцирования органического вещества являются и зоны в морях, где за счет подъема воды снизу вверх непрерывно поступают питательные соли, обеспечивающие непрерывный рост планктона. Это хорошо можно проследить по юго- западному атлантическому побережью Африки, где существуют вертикальные течения, приносящие обильный питательный материал для планктона. Обратная картина получается в экваториальных широтах у берегов Южной Америки, где такие течения весьма ограничены. Подобных примеров можно найти сколько угодно и в Тихом и в Индийском океанах, но они отнюдь не говорят о какой-то приуроченности таких зон к определенным широтам морей. Иначе обстоит дело с наземной растительностью, прихотливое развитие которой теснейшим образом связано с теплым климатом. Однако и здесь геологи-угольщики все же в основу истории угленакопления сначала кладут карты фациально-литологические, палеогеографические, палеотектонические и палеофитогеографические и в последнюю очередь палеоклиматические (И. И. Горский).
Нельзя не отметить, что в этой главе автор хорошо рассказывает о времени появления первых борозд на яйцах морского ежа и о жизнедеятельности форели, но буквально ничего путного не говорит об органическом веществе, которое может быть связано с возможными процессами нефтеобразования.
Во второй главе книги рассматриваются факторы, контролирующие эволюцию земного климата. Здесь автор стремился с наибольшей полнотой переписать все у климатологов. Он даже выделил специальный раздел, посвященный факторам, влияющим на изменение солнечной радиации. В заключение главы сделан вывод, что климат земли развивался неповторимо и потому следует «учитывать с особой тщательностью» оценку перспектив нефтеносности в средних и особенно высоких широтах!
В третьей главе («Индикаторы, позволяющие восстанавливать климатическую зональность в геологическом прошлом») дается небольшой конспект главным образом некоторых работ Н.М. Страхова. И здесь автор заблуждается, считая, что индикаторами климата с наибольшей эффективностью могут быть использованы преимущественно карбонатные образования. Флора и фауна, имеющие основное значение в ведении летописи земной коры, отодвигаются на задний план.
Дальше автор делает вывод о том, что «интенсивное осаждение тонкого минерального материала . . . характерно для водоемов, дренирующих области с теплым влажным климатом». Вывод ошибочен, так как глинистые илы могут отлагаться в равной мере как в арктических, так и в теплых морях и находятся в зависимости только от колебательных тектонических движений дна бассейна седиментации и прилегающей суши, служащей источником его питания терригенным материалом.
Четвертая глава является основной; в ней сделана попытка обобщить многочисленные выводы, разбросанные по книге, чтобы придать им определенную значимость. К сожалению, благие порывы автора и здесь не увенчиваются успехом. Он рекомендует все то, что не является научно обоснованным и не может быть признано полезным для практики. Он пишет: «Наличие благоприятных условий для интенсивного органического продуцирования водоемов является основной предпосылкой эффективного проявления всех остальных факторов в процессе образования и аккумуляции нефти» (стр. 133; подчеркнуто нами. - В. К.)'. Но это, конечно, не так. Тем не менее свой домысел автор пытается возвести на такую теоретическую высоту, что и ранее пропетые «своему учителю» дифирамбы не остановили: он отмечает «некоторую односторонность выдвинутого И.М. Губкиным положения о главенствующей роли крупных тектонических элементов в общепланетарном распределении нефтегазоносности, возведенного им в закон пространственного распределения нефтяных месторождений» (стр. 133; подчеркнуто нами. -- В. К ). Это не более и не менее как ревизионистский подход к оценке самого главного и, всеми признанного в учении И.М. Губкина закона. Получается так, что ясные, оригинальные по своей простоте и научной значимости обобщения И.М. Губкина Л.А. Назаркину представляются неполными, и на стр. 133 он пишет: «Таким образом, по его мнению (т. е. по мнению И.М. Губкина.- В. К.), наличие тектонической впадины вне всякой зависимости от пространственного положения этой впадины (подчеркнуто нами.- В. К.) и характера биохимических условий в древних бассейнах седиментации является необходимым и достаточным для положительной оценки перспектив нефтеносности выполняющих ее осадочных образований». Чтобы доказать, что это не так, Л. А. Назаркин ссылается на отсутствие нефти в пределах Советской Арктики и Аляски. Любопытно, что отсутствие нефти, например, в Хатангской и Лено-Вилюйской впадинах он связывает только с климатом, не учитывая при этом, что для поисков и разведки нефти на этих огромных пространствах пробурено ничтожно малое количество скважин. В данном случае лучше было бы неудачи при поисках нефти в высокоширотных седиментационных бассейнах связывать с суровыми условиями природы, пока мешающими в полной мере применять там современную сложную буровую технику. Тем не менее за последнее время поиски нефти и газа в северных районах увенчиваются замечательными достижениями. Имеется в виду открытие крупнейших газовых месторождений с богатым содержанием тяжелых углеводородов в Березово (низовья р. Оби) и в устье р. Вилюй. А если учесть все признаки жидкой нефти и нефтяного газа, вскрытые в пределах обширных пространств Сибири, то сразу же становится очевидным будущее развитие здесь нефтегазового дела.
Утверждение Л.А. Назаркина о том, что «газопроявления, обнаруженные в некоторых пунктах высокоширотных впадин, скорее всего связаны с процессами метаморфизации мезозойских (в Лево-Вилюйской впадине) и верхнепалеозойских углей и сланцев . . .» (стр. 134), не соответствует природе вещей, так как образующиеся при этом газы почти нацело состоят из метана; тяжелые углеводороды в них в заметных количествах никогда не содержатся. Незначительные выделения предельных тяжелых углеводородов имеют место только при локальном метаморфизме углей и на высших ступенях их углефикации. Кроме того, основные массы газа угольных месторождений по условиям своего образования, как правило, рассеиваются или остаются в порах самих углей и во вмещающих их толщах (Г.Д. Лидин, В.П. Козлов и Л.В. Токарев). Касаясь характера выявленных залежей газов в указанной впадине, можно сказать, что в них и тени нет тех признаков, по которым их можно было бы отнести к газам углей. Эти газы содержат в своем составе настолько много тяжелых углеводородов, что их правильнее было бы отнести к газоконденсатным месторождениям, имеющим прямую связь с образованием нефти, но ни в коем случае не с углями. Поэтому не случайно, что и дебит газа из скважин там достигает 3 млн. м3 в сутки. Это же можно сказать и относительно природы вскрытого газа в Березово.
Примеры Л.А. Назаркина, говорящие об отсутствии промышленной нефти в третичных отложениях крайнего севера, по нашему мнению, связаны с геолого-техническими факторами, но не с климатическими. По-видимому, такого же мнения придерживаются и промышленные фирмы США, так как только в Аляске в 1955 г. развернули поисково-разведочные работы девять крупных компаний.
Привлечение климатической ситуации для обоснования отсутствия залежей нефти в третичных отложениях севернее 50 параллели и концентрации подавляющего их большинства в зонах теплого климата лишено всякого смысла, так как известно, что в арктических областях Европы, Сибири и Северной Америки третичные отложения имеют весьма ограниченное распространение и, кроме того, накопление их проходило главным образом в неблагоприятных для битумообразования и нефтегазонакопления палеотектоннческих и палеофациальных условиях. Например, третичные отложения Аляски представлены исключительно континентальными угленосными отложениями с пластами основных лав, являющимися, как известно, противопоказанными для образования нефти. Поэтому не случайно поиски нефти на этих территориях связывают исключительно с толщами мезозойского и палеозойского возраста в тех случаях, когда они слабо метаморфизованы.
Связь наибольшей концентрации нефти с третичными отложениями теплой климатической зоны объясняется тем, что в свое время простиралась через всю Евразию огромнейшая геосинклинальная область Тетис, складкообразование в которой завершилось в конце третичного времени. Много нефти в третичных отложениях межгорных впадин СССР, США, Китая и Пакистана потому, что их формирование также протекало в третичное время в благоприятных для нефтегазообразования геотектонических условиях. В Гренландии, Исландии и Фенноскандии в третичных отложениях, конечно, и без отрицательных заключений Л.А. Назаркина нефть искать никто не собирается.
Крупнейшим недостатком в рассматриваемой работе является то, что нефтяные залежи автор связывает только с первично нефтеносными комплексами осадков. Вертикальная миграция углеводородов из древних нефтематеринских толщ в молодые породы, обладающие надлежащими коллекторскими свойствами и соответствующими ловушками, не, предусматривается. Встав на такую точку зрения в образовании нефтяных залежей, он тем самым оказался бессильным истолковать реальную возможность накопления нефти в коллекторах тех же третичных отложений Аляски, происходящего за счет миграции ее из мезозойских и палеозойских нефтепроизводящих свит.
Еще раз подчеркнем не соответствующее действительности утверждение автора о том, что «интенсивная генерация и анаэробное захоронение нефтематеринского органического вещества характерно для водоемов зон теплого климата» (стр. 142). Свой вывод он ошибочно обосновывает тем, что нефтяные месторождения, как правило, приурочены якобы к древним зонам интенсивной садки карбонатов. Фактический материал по отечественным и зарубежным нефтяным месторождениям не подтверждает этого надуманного вывода. Г.М. Кнебель и Г. Родригес Эразо на основании статистических данных по мировым месторождениям (исключая СССР и страны народной демократии) показали, что в песчаных коллекторах содержится 59% нефти, а в карбонатных только 41%. При этом трещиноватые известняки и доломиты служат в основном коллекторами, и, как показывают И.О. Брод и Н.А. Еременко [1], образование нефти в карбонатных породах после их консолидации мало вероятно.
Читая книгу Л.А. Назаркина, порой удивляешься многословным, но мало вразумительным рассуждениям. Автор рассматривает поставленную им проблему изолированно, без необходимой связи с другими научными знаниями; все у него подчинено только собственной идее и им пренебрегается очень многое разумное, добытое кропотливым долголетним трудом целых поколений советских и зарубежных геологов.
Если бы автор занялся рассмотрением роли палеоклимата с точки зрения проблемы генезиса нефти в целом, то эта работа в какой-то мере была бы полезной, так как она лишний раз подтвердила бы органическую природу нефти.
Никто не отрицает значения климата в развитии жизни на земле, но плохо получается, когда роль климата в вопросах прогнозирования нефтеносности необоснованно переоценивается. Ведь нет никакого смысла давать по методу автора оценку перспектив нефтеносности таким регионам, размеры которых превосходят даже существующие континенты. Если по литофациальным, палеогеографическим и палеотектоническим картам и данным геохимии возможно проводить сравнительную оценку перспектив нефтегазоносности отдельных районов, то спрашивается, для какой же цели в конкретные методы вносить абстрактные рассуждения? Наука стремится познать истину, а не отделиться от нее в область схоластической демагогии. Удивительно, почему не предостерегли автора от такого сизифова труда товарищи, которых он так щедро благодарит в конце книги за «ценные замечания».
ЛИТЕРАТУРА
1. Брод И.О. и Еременко Н.А. Основы геологии нефти и газа, изд. 3-е. Гостоптехиздат, 1957.
2. Ватан А. Новейшие успехи в области седиментологии. IV Международный нефтяной конгресс, т. I. Геология нефтяных и газовых месторождений. Гостоптехиздат, 1950.
3. Вебер В.В. и др. Современные аналоги нефтеносных фаций. Гостоптехиздат 1950.
4. Вебер В.В. и др. Накопление и преобразование органического вещества в современных морских осадках. Гостоптехиздат, 1956.
5. Горский И.И. Пояса и узлы угленакопления в свете современных данных. Тр. Лаборатории геологии угля вып. V. Изд. АН СССР, 1956.
6. Карпинский А.П. Собрание сочинений, т. II. Изд. АН СССР, 1939.
7. Козлов В.П., Токарев Л.В. Основы генетической классификации каустобиолитов. Гостоптехиздат, 1957.
8. Лидин Г.Д. Газообильность каменноугольных шахт СССР, т. I. Изд. АН СССР, 1949.
9. Наливкин Д.В. Учение о фациях, тт. I и II. Изд. АН СССР, 1956.
10. Страхов Н.М. Историко-геологические типы осадконакопления. Изв. АН СССР. сер. геол., № 2, 1946.
11. Страхов Н.М. и др. Образование осадков в современных водоемах. Изд. АН СССР, 1954.
12. Теодорович Г.И. К вопросу об изучении нефтепроизводящих (нефтематеринских) пород. БМОИП, отд. геол., т. XXIX, № 3, 1954.
13. Alaska oil search. Western Miner, and oil. Rev., 1955, 28, № 4, 164.
14. Harvey H.W. Biological Ckemistry and Phycics of Sea Water. Cambridge Univercity Press, 1928.
15. Knebel and Rodrigues-Eraso G. Habitat of some oil. Bull. Amer. Assoc Petrol. Geol., 1956, v. 40, N 4, pp. 547-561.
16. Prokopovich N. Primary sources of Petroleum and their accumulation. Bull. Amer. Assoc. Petrol. Geol., v. 36, № 5, 1952.
ВНИИгаз