Файл: Швецов П.Ф. Геотермические условия мезозойско-кайнозойских нефтеносных бассейнов.pdf

В поисках природных обстановок, в которых за короткое (в геологическом смысле) время накопились и сейчас интенсивно от­ лагаются терригенные образования, особого внимания заслужива­ ют некоторые части Каспийского моря и примыкающие к ним по­ лосы западного побережья. Средне-Каспийская впадина глубиной до 800 м давно привлекает внимание как природная лаборатория, в которой отлично моделируются процессы интенсивного осадконакопления, погружения и уплотнения антропогеновых осадочных толщ, а также генерации или значительной части тепла при комп­ рессионной консолидации в интервале глубин от 100 до 500— 600 м и литификацни или катагенеза — от 500—600 и особенно интенсивно от 1000 до 3000 м.

Уже в 1964 г., слушая доклады об особенностях геотермиче­ ской обстановки в Апшеронском полуострове и прилегающей к не­ му полосе мелкоморья, нельзя было не усомниться в достоверно­ сти вычислений и эмпирических построений, которые послужили основаниями для вывода, что огромные водоемы суши типа оз. Байкал п Каспийского моря — полосы и области охлаждения земной коры (Корытннкова, 1940). Этот вывод принимался и В. С. Вышемпрским (1963, стр. 153 и 154).

Далекой от действительности оказались также начертапия геоизотерм в вертикальном разрезе литосферы Каспийского моря и его западного побережья на схемах, составленных с учетом тра­ диционных представлений. Авторы таких схем, следуя утвержде­ ниям о равенстве средних значений плотности потоков внутрпземного тепла в пределах обширных территорий и акваторий, ри­ совали геоизотермы в виде почти горизонтальных линий. Эти ли­ нии расположены на одинаковых глубинах в полосах побережья п под мелководьем или шельфом океана.

Данные измерений температуры горных пород на разных глу­ бинах внутри Апшеронского полуострова и в прилегающей к нему полосе мелководья (Овнатанов, Тамразяи, 1967) заставляют го­ ворить о сгущении и приближении к поверхности геопзотерм в разрезе земной коры по направлению от территории внутри аква­ тории. Это выразительно показано на геотермическом профиле по линии Сабунчи — Артем — Нефтяные Камни — Западный Челе­ кен — Небит-Даг, составленном С. А. Алиевым и 3. Я. Крэвчинским (1967, см. рис. 1). Используя данные, приведенные в этих двух докладах Второму совещанию по геотермическим исследо­ ваниям (в 1964 г.), покажем резкое различие геотермических об­ становок внутри полуострова, в полосе Приморья и в море на рас­ стоянии 40 км от его берега (табл. 9).

Из этих данных и среднего значения теплопроводности глини­ стых пород на глубинах 500—1000 м, близкого к 1400 вт/м-град, получена плотность потока внутриземного тепла на участке мор­ ского месторождения Нефтяные Камни, равная 7 • ІО-2 вт/м2 (1,75-ІО-6 кал/см2 ■сек). Она на 70—80% больше той, которая от­ мечается на тех же глубинах внутри Апшеронского полуострова.

96

* На одних п тех же глубинах в направлении от внутренней части Ашнеронского п-ова (Балахапы — Сабунчи) к берегу и дальше к морскому месторождению Нефтяные Камни.

Как уже отметили С. Т. Овпатанов и Г. П. Тамразян (1967, стр. 162), в типично морском месторождении Нефтяные Камни, расположенном в 40 км от берега иа пути мощного перелива хо­ лодных вод из Северного в Южный Каспий, температура недр

геотермические обстановки; такого контраста не отмечено на рас­ положенной к западу складчатой суше. Однако авторы доклада сделали вывод, что море существенно не влияет на температур­ ный режим дойной литосферы (там же, стр. 163).

В докладе о геотемпературном режиме Апшероно-Прибалхан- ской зоны С. А. Алиев и 3. Я. Кравчинский (1967) сделали пред­ положение, что положительные геотермические аномалии в этой зоне объясняются воздействием серии разломов, в первую оче­ редь глубинного разлома, который пересекает Каспий южнее Ап­ шеронского порога. Этот разлом, по словам докладчиков, намеча­ ется в результате интерпретации геофизических материалов. «Влияние его на температуру недр Апшероно-Прибалхаиской зо­ ны нефтегазонакопления, очевидно, меньше, чем то действие, которое оказывают разломы, непосредственно пронизывающие плиоценовые отложения. Именно разломы, пронизывающие плио­ ценовые осадки, вызывают тепловые эффекты, которые сопровож­ дают структуры Нефтяные Камни и Челекен» (Алиев, Кравчии-

ский,1967, стр. 168).

Таким образом, намеченный геофизиками глубинный разлом пересекает Каспий южнее Апшеронского порога и на геотермиче­ скую обстановку в месторождении Нефтяные Камни, расположен-

ном на самом пороге, существенно не влияет. Действительно, это морское месторождение находится в расстоянии 10—12 км от глу­ бинного разлома, пересекающего Каспийское море. Что касается «разломов, непосредственно пронизывающих плиоценовые отло­ жения», то их, возможно, и нет на участке месторождения Неф­ тяные Камни, поскольку достоверно они ие установлены ни гео­ физическими методами, ни буровыми скважинами.

• Это месторождение, как известно, приурочено к крупной брахиантиклиыальной складке, осложненной лишь поперечным сбро­ сом п небольшим поднятием юго-западного крыла структуры. Если бы существовали с плиоцена глубинные разломы, пронизыва­ ющие продуктивную толщу, интенсивный энерго- и массообмеи глубоких недр с водоемом по таким разломам привел бы к разру­ шению нефтяного месторождения. Посмотрим все же в стороны и от Апшеронского порога, и от глубинного разлома, пересекаю­

яние этих геотектонических явлений па температуру плиоцено­ вых образований. .

Прежде всего нас интересуют глубокие части Каспийского мо­ ря — его впадины, представляющие собой кладовые террпгениого пылевато-глпнпстого материала, в изобилии доставляемого гор­ ными реками с нижнего плиоцена (поитической эпохи) и до на­ шего времени. Особого внимания заслуживают участки ЮжноКаспийской и Средне-Каспийской впадин, расположенные ближе к устьям кавказских рек, поставляющих массу разнообразного «твердого стока» в этот внутриматериковый солоноватый водоем. На этих участках впервые определены плотности потоков тепла в донных осадках Каспийского моря (Alexandrov, Lubimova, To­ mara, 1972).

Один ряд точек северной части Южно-Каспийской впадины, в которых определены плотности потоков внутриземного тепла, рас­ положен к востоку от дельты р. Куры (рис. 8). В ближайших к устью этой реки трех точках северного конца впадииы средняя плотность потоков тепла близка к 9 -10-2 вт/м2 (2,13-10-0 кал/см2- ■сек). Она равна той, которая отмечена на участках с вулканическими очагами кайнозойского возраста в пределах Боль­ шого .Кавказа (Макаренко и др., 1968). По мере удаления на восток и юго-восток от дельты р. Куры плотность потоков тепла в мор­ ских осадках уменьшается почти до средней нормальной для плат­ форм— 5 -ІО-2 вт/м2 (1,2-10_6 кал/см2-сек) и даже меньшей ве­ личины.

Еще более теплопроизводительной внутриземной кочегаркой представилась стратисфера Средне-Каспийской, или Дербентской,, впадины (см. рис. 8). Измерения температур и термофизических характеристик донного ила произведены в трех точках юго-восточ­ ной части этой легко прогибающейся под тяжестью современных осадков депрессии морского диа. Глубины моря в этой части Дер-

98

бентской впадины превышают 600 м. В двух близко расположен­ ных одна от другой западных точках плотности потоков донного

лопотока значительно меньше указанной для двух других точек. Она равна 13,4-ІО-2 вт/м2 (3,2-ІО-8 кал/см2 ■сек) . И все же та­ кая плотность потоков была обнаружена в мегаитпклииорни Боль­ шого Кавказа только на участке с кайнозойским вулканическим очагом.

В связи с этим целесообразно привести некоторые данные о геотемпературном градиенте и плотности виутриземного потока тепла в двух гранитных массивах Северо-Востока СССР. В ин­ тервалах глубин 40—348 м геотемпературный градиент в двух массивах находится в пределах от 0,029 до 0,034 град/м, а плот­ ность тепловых потоков — от 9,0-Ю”2 до 11-ІО-2 вт/м2 (2,3-10—6

до 2,6 • ІО-6 кал/см2 • сек).

Возраст этих гранитов верхнемеловой. Общеизвестный факт, что массивы таких пород — лучшие кочегарки невулкаиического виутриземного тепла — не нуждается в комментариях.

Объяснение этих явлений наталкивается на еще большие труд­ ности, чем аномально плотного потока внутриземного тепла около

Рис. 8. Карта-схема плотностей пото­ ков донного тепла в разных частях Каспийского моря, ІО-5 кол/см* ■сек Составили А. Л. Александров, Е. А. Лю­ бимова и Г. А. Томара

Прасковейска на участке с максимально мощной майкопской се­ рией кайнозойских глинистых отложений. Авторы статьп, содер­ жащей приведенные данные о плотностях потоков тепла в осад­ ках впадин Каспийского моря (Alexandrov, Lubimova, Tomara,. 1972), в стремлении объяснить эти максимальные положительные геотермические аномалии в кайнозойской стратисфере пошли но традиционному пути; основную причину их они видят в весьма глубинных процессах. Касаясь биогенного теплообразования в новейших осадках и осадочных породах, авторы полагают, что с ними может быть связана добавка к потоку глубинного тепла, не превышающая 6,3- ІО“3 вт/м2 (0,15- ІО-6 кал/см2 ■сек) .

Основное же значение придается особенностям глубинного стро­ ения, состава и свойств земной коры п верхней мантии под аква­ торией. Отмечается, в частности, что большие плотности потоков внутрпземного тепла соответствуют распространению отрицатель­ ной гравитационной аномалии. Гравитационный минимум, отме­ ченный в восточной части Каспийского моря, связан с глубокой депрессией поля силы тяжести, пересекающей Туркмению южнее Карабогазской антиклинали.

По данным геомагнитного зондирования, здесь, на глубинах от 40 до 60 км, располагается верхний ярус мантии, характеризую­ щийся сравнительно большой электрической проводимостью. В прилегающих полосах суши и моря такой ярус мантии залегает значительно глубже. Он и создает положительную геотермическую аномалию под Южно-Каспийской впадиной. Углублению этой впа­ дины соответствует накопление обильных осадков в пределах ее; общая мощность их достигает 20 км. Неизбежность погружения этой огромной толщи молодых пород отвечает действию принципа пзостатпческого равновесия.

В свете приведенных факторов появление отрицательной гра­ витационной аномалии в литосфере под впадиной можно объяс­ нить резким подъемом яруса, характеризующегося малыми скоростями сеймических волн. Этот ярус содержит легкие раскален­ ные астеполиты. Таким образом, происхождение резкой отрица­ тельной аномалии силы тяжести связано с интрузией магмы срав­ нительно малой плотности в расположенные выше ярусы более плотной литосферы. Такая магма испытала или испытывает сей­ час восходящее движение в пределах данного региона. Вероятно,, отражением этого явления и следует считать увеличение плотно­ сти потоков виутриземного тепла в юго-восточной части Каспийско­ го моря, а также в подъеме яруса мантии с высокой электриче­ ской проводимостью до сравнительно малых глубин порядка- 40—60 км.

Так объясняется происхождение положительной геотермиче­ ской аномалии в Южно-Каспийской впадине с учетом одних глу­ бинных факторов теплообмена литосферы с толщами морской воды и через них с атмосферой. В этом чисто геофизическом и весьма интересном объяснении не хватает только ответов на ряд вопро­

100