Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 [ 110 ] 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139

Осадконакопление также происходит в зонах рифтов, где превалирует горизонтальное растяжение (32]. Осадочные породы в последующем погружаются, что в условиях (гидро)мета-морфизма приводит к возникновению характерных массивов.

На глубинах типичного дилатантного разрушения, как видно на примере Днепровско-Донецкого авлакогена (см. рис. 6.9), могут возникнуть волноводы [103].

Обычно нижняя кора представлена катакластически разрушенными геоматериалами и имеет черты, характерные для сверхпластичности. Таким образом нижняя кора становится подвижной, а потому играет роль внутрикоровой астеносферы [65]. В результате верхняя упруго-хрупкая кора может локально перемещаться по отношению к верхней мантии.

Отмеченная выше система листрических разломов верхней коры трансформирует горизонтальное движение под Мохо в квазивертикальный подъем блоков пород. Более того, нижняя кора под воздействием двойных радиогенных толщ, возникших при надвиговом перемещении вдоль листрических разломов, перегревается.

Осадконакопление интенсифицирует вертикальные геодинамические процессы. Осадочный бассейн нарастает под воздействием растяжения литосферы, если в коре и ниже Мохо появились вертикальные разломы (см. раздел 6.2.5 и [32]). При этом базальтовая магма из астеносферы внедряется вверх, в литосферу.

Согласно рис. 6.13 происходит фазовый переход базальта в эклогат на Мохо при соответствующих РТ-условиях (при отсутствии воды). Затем тяжелые эклогиты утопляют литосферу в мантию [4, 65]. Так наступает переход к следующим этапам развития осадочного бассейна.

Реки и ветровая эрозия на краях бассейна смещают массы осадков к его центральному углублению.

Утопление должно быть "геологически быстрым" (например, 1 км в 1 миллион лет), чтобы это привело к появлению потенциальных ресурсов органических углеводородов, так как при более медленном процессе [4] органические углеводороды (кероген) окислятся еще до их захоронения в поровом пространстве осадочных пород. Температурный интервал для преобразования керогена в нефть определяется скоростями химических переходов [66] и соответствует глубинам 4-5 км в осадочных породах при обычных для них геотермах.

Углеводородные газы и жидкости циркулируют внутри системы разломов по правилам глобальной флюдодинамики литосферы.

Альтернативная (неорганическая) теория происхождения нефти основана на предположении, что метан СН4 юзникает в ходе реакции водорода и углекислого газа в присутствии магнетита и путем дальнейшей полимеризации при высоких термодинамических условиях [133], соответствующих верхней мантии Земли. Метан может просачиваться в кору под осадочными бассейнами по системам разломов, описанным выше, и обогащать залежи нефти и отложения угля. Практически главная проблема для накопления минеральных ресурсов состоит в изоляции порового пространства и трещинных пустот, что необходимо для улавливания нефти и газа.

Протиюборство теорий происхождения нефти приводит к различному выбору мест и глубин бурения. При этом следует учитывать и эффекты плитовой тектоники [169].

7.1.4. ПРИНЦИП ИЗОСТАЗИИ

Гравиметрические измерения показали, что геоматериалы под горами легче и имеют тот же удельный вес, что и сами горные массивы. Наоборот, долины подстилаются более тяжелыми геомассами. Это означает, что осредненный по вертикали вес земных толщ неоднородно распределен вдоль поверхности Земли и эта неоднородность изостатически компенсируется на некотором глубинном уровне. Такие поверхностные геоструктуры, как горы, имеют более глубокие "корни", представленные тем же самыми геоматериалами, но под осадочными бассейнами и океанами кора тоньше.

Эти сведения согласуются, в принципе, с рис. 6.13- 6.15, поскольку они могут быть объяснены измеряемыми градиентами геотерм и фазовыми или химическими переходами на Мохо к более тяжелым породам. Таким образом, вариации удельных весов пород внутри коры не могут служить основой изостатической компенсации. Основную роль играет различие пород коры и мантии.

Известны два подхода к принципу изостазии. Первый принадлежит Дж.Х. Пратту (1855) и означает равенство

р(/г +D) = const, (7.1)

где D - глубина компенсации; h - топографическая высота (рис. 7.3).

Расчеты показывают, что D должно быть равно 113,7 клг [15], и это соответствует верхней границе астеносферы. Тем самым оказывается, что р - средняя плотность для рассматриваемого поперечного сечения литосферы, а давление (7.1) компенсируется гидродинамическими течениями внутри астеносферы в геологическом масштабе времени.

АСТЕНОСФЕРА

Рис. 7.3. Изостатическая ("гидравлическая") компенсация за счет ползучести в астеносфере

Рис. 7.4. Изостатическая ("гидравлическая") компенсация за счет ползучести в мантии

Второй подход был предложен Дж.Б. Эйри (1855) в виде

{p,-p,y = p,h, (7.2)

где г - глубина "корня"; р- средняя плотность коры; р-плотность подстилающих массивов.

Основная часть Т геоструктуры считается самоуравнове-