К оглавлению журнала

УДК 553.985(470.118)

ПРИРОДНЫЕ БИТУМЫ ЗЕМЛИ ФРАНЦА-ИОСИФА - НАДЕЖНЫЙ НЕФТЕПОИСКОВЫЙ ПРИЗНАК

Б.А. Клубов, И.Ю. Винокуров (ВНИГРИ)

Среди многообразия природных битумов (ПБ),обнаруженных на архипелаге Земля Франца-Иосифа (ЗФИ) в 1993-1995 гг., наиболее интересны и масштабны проявления, связанные с гидротермальными жилами, секущими дайки долеритов и долерито-базальтов (рисунок) (Клубов Б.А., Острой А.С., 1995; Клубов Б.А.,Винокуров И.Ю., Гарибьян Е.В.,1997; [1]).

В последнее время получен новый интересный материал по подобным проявлениям на ряде островов юго-востока архипелага. Его анализ позволил прийти к весьма важным выводам.

Современный геологический облик восточной и юго-восточной групп исследованных островов определяется пологозалегающими терригенными отложениями верхнего триаса — средней и верхней юры, часто пронизанными силлами долеритов и местами перекрытыми покровами базальтов. Как и весь архипелаг, эта его часть характеризуется многочисленными разрывными нарушениями. Преобладают разрывы северо-западного простирания, с которыми во многих случаях напрямую связаны дайки долеритов и долерито-базальтов, а также жильные проявления ПБ. Совместное нахождение битумов с гидротермальными минералами свидетельствует об их неоднократном и часто совместном переносе. Но такой перенос, будучи, действительно, многоэтапным, несколько по-разному проявился на различных островах ЗФИ.

На о-ве Земля Вильчека проявления ПБ, главным образом жидких и вязких, установлены в серии даек базальтоидов, протягивающихся в северо-западном направлении вдоль Австрийского пролива. Эта юго-западная часть острова представляет собой участок холмистой тундры средней высотой не более 100 м. Триас-юрские терригенные отложения слагают антиклиналь Ганза с углами падения крыльев 3-5° к северо-северо-западу и до 15-20° к юго-юго-востоку. В ее ядре обнажаются песчано-алевритовые породы вильчековской свиты норийского яруса верхнего триаса. Серия субпараллельных даек долеритов, протягивающаяся в северо-западном направлении почти на 5 км, пересекает поперек ядро и ось складки. На всем протяжении дайки неравномерно брекчированы и разбиты многочисленными жилами опал-халцедон-кварцевого состава со значительными добавками других гидротермальных минералов, в особенности кальцита. Большая часть проявлений ПБ связана именно с этими жилами и зонами брекчирования (Клубов Б.А., Острой А.С.,1995). В свежих изломах обнаружена газированная нефть, сосредоточенная в камерах и порах опала и халцедона. Она довольно активно истекает при механическом разрушении породы и довольно быстро загустевает, превращаясь в мальту и асфальт.

Подобные проявления ПБ в гидротермально измененных породах установлены в ряде районов. Под названием “пенистые жилы” они описаны Е.Х.Бейли [5] в Калифорнии в полях развития руд киновари (рудники Аббот, Нью-Альмаден,Уилсбер-Спрингс и др.). Нечто подобное известно на Малом Кавказе [4] и на крайнем северо-востоке Российской Федерации (Бабкин П.В., Клубов Б.А., Сыромятников А.Л., 1970). Н.С.Бескровный (1967) охарактеризовал подобные гидротермальные жилы с битумами в вулканических трубках Ангаро-Илимского района. Им же рассмотрены “пенистые жилы” в кимберлитовых трубках Удачная, Мир и Айхал в северо-восточной части Сибирской платформы. В большинстве случаев подобные жилы относятся к низко- и среднетемпературным образованиям, сформировавшимся в пределах 40-300 °С.

Известно также, что халцедон в системе стекло — a -кристобалит — китит— халцедон — кварц устойчив только до температуры 300 °С. При более высокой температуре халцедон переходит в волокнистый кварц [3].

В пробах с о-ва Земля Вильчека мы наблюдаем кокардово-агатовую текстуру с хорошо выраженными опалом, кристобалитом и халцедоном. Это и подтверждает невысокую температуру, имевшую место в изученных жилах в дайках этой части острова.

На других островах ЗФИ характер и состав этих жильных проявлений битумов несколько иной. На о-ве Греэм-Белл исследовано около 20 битумопроявлений в дайках базальтоидов [1]. Дайки образуют здесь узкие вытянутые валообразные поднятия северо-западного простирания типа останцовых гребней. В пределах свободной от материкового льда территории острова встречены дайки как интенсивно битумонасыщенные, так и весьма бедные битумопроявлениями. Закономерность распределения ПБ обусловлена главным образом текстурно-структурными особенностями основных изверженных пород. Наиболее богатые проявления битумов установлены в зеленовато-серых и темно-серых пористо-трещинных долерито-базальтах. Они существенно гидротермально переработаны. В многочисленных порах и трещинах содержатся включения битумов разной степени преобразованности. Иногда долерито-базальты сильнотрещиноваты и пронизаны по трещинам желтоватым кальцитом. По трещинам и кальциту встречаются примазки битумов типа мальты-асфальта. В других случаях в порах долеритов можно было наблюдать включения черного керита и даже низшего антраксолита, а по трещинам отчетливо просматривались относительно свежие поступления вязких коричневых битумов типа асфальта. Вместе с тем в центральной части п-ова Холмистый, где влияние гидротермальной деятельности оказалось незначительным и дайки сложены слабоизмененными плотными долеритами, битумопроявлений почти нет. Наиболее обильные и разнообразные проявления ПБ установлены на северо-востоке вблизи горы Кользат. Долерито-базальты здесь сильнотрещиноваты и часто имеют достаточно крупные поры (до 1-2 см в диаметре). Обильные выделения битумов хорошо видны и во многих трещинах, нередко залеченных желтоватым кальцитом. По кальциту местами наблюдались корочки керитов и даже примазки вязкого асфальта.

Похожие проявления ПБ обнаружены и на о-ве Хейса (Клубов Б.А., Винокуров И.Ю., Гарибьян Е.В.,1997). Но здесь они в большей степени связаны с проявлениями в жилах кальцита. Остров сложен в основном субгоризонтально залегающими глинисто-алеврито-песчаниковыми породами вильчековскои и васильевской свит верхнего триаса общей мощностью около 150 м. Более молодые отложения, видимо, скрыты под ледниковым куполом Гидрографов. Вся эта осадочная толща почти по всей территории острова пронизана не менее чем шестью дайками долерито-базальтов, образующими гребневидные гряды северо-западного простирания шириной до 150 м. Долерито-базальты местами неравномерно брекчированы и трещиноваты, а участками как бы пересечены кварц-кальцитовыми жилами гидротермального происхождения. Основные проявления битумов связаны с такими жилами. Преимущественно асфальты и асфальтиты концентрируются внутри трещин, полостей и камер между кристаллами гидротермальных минералов, среди которых преобладают палагонит, халцедон и кальцит. Обращает на себя внимание то, что среди проявлений о-ва Хейса не обнаружено относительно свежих битумов, типа установленных на о-ве Земля Вильчека. Сама преобразованность битумов с о-ва Хейса и малое содержание в них масел могут указывать на сравнительно древний их возраст.

При анализе всех обнаруженных на ЗФИ битумопроявлений установлено следующее. Во внутренних частях интрузивных тел, хотя и разрушенных многочисленными трещинами главным образом морозного выветривания, внешне не просматривается каких-либо признаков гидротермальной деятельности. По-видимому, привнос гидротермальных растворов в основном осуществлялся в постинтрузивный этап по зонам контактов базальтоидных тел с вмещающими осадочными породами и по поперечным трещинам, секущим дайковые тела. Вместе с гидротермами в несколько этапов привносились и первые порции УВ-флюидов, в последующем постепенно преобразовавшихся в различные битумы. Многоэтапность поступления УВ отразилась как в парагенезисе битумов с различными гидротермальными минералами (кварцем, халцедоном, опалом, кальцитом, палагонитом, цеолитами и т.п.), так и в сонахождении в одних и тех же порах, камерах и трещинах различных по вещественному составу битумов. Иногда краевые части таких объемов выполнены твердыми битумами типа керита и даже (очень редко) низшего антраксолита, а внутренние — жидко-вязкими мальтами, асфальтами и асфальтитами.

Несомненно, что вещественный состав битумов в значительной мере определился температурным режимом несущих гидротерм. Если на юго-западе о-ва Земля Вильчека можно наблюдать “пенистые жилы” с включениями нефти, то на островах Хейса и Греэм-Белл таких жил не обнаружено, так же как и ярких выделений нефтей и мальт. Здесь преобладающими битумами оказались асфальтиты, а иногда и кериты. Как удалось установить специалисту Института геологии РАН из Сыктывкара Н.К.Черевко, температура гомогенизации газово-жидких включений в кальците из некоторых жил с керитами, отобранными на о-ве Греэм-Белл, составила 310-330 °С. Именно это и может свидетельствовать о несколько более высоком температурном режиме в гидротермах данного острова.

Для объяснения появления подобных битумов в гидротермальных жилах Н.С. Бескровный [2] использовал механизм сепарационно-миграционной дифференциации Скаверлена. Впервые он был применен для объяснения особенностей нахождения в разных залежах одного месторождения генетически близких нефтей, но отличающихся по химическому составу. Суть механизма состоит в возможности разделения скоплений нефти на две фазы: газ (пар) и жидкость. При этом газ и часть жидкости относительно легко могут покинуть первоначальный резервуар. Эта модель демонстрирует вполне реальную схему появления битумов в гидротермальном растворе и их разделения через частичный переход УВ в газоконденсатное состояние, потери легкой части масляной фракции и скопления в одном объеме смол и асфальтенов. Данная модель хорошо объясняет быстрый переход газированных нефтей из “пенистых жил” на юго-западе о-ва Земля Вильчека в мальты и асфальты при механическом разрушении жил. По схеме сепарационно-миграционной дифференциации может быть смоделирован процесс образования асфальтитов и керитов.

Приведенные примеры битумопроявлений на архипелаге ЗФИ вполне конкретно свидетельствуют о следующем. Во-первых, сама гидротермальная деятельность в рассматриваемом районе баренцево-северокарского шельфа была многоэтапным процессом, продолжавшимся длительное время и, возможно, еще относительно недавно повторяющимся. Во-вторых, температурный режим этих гидротерм был различен. И в-третьих, установленные проявления ПБ напрямую и тесно связаны с теми гидротермами, которые в значительной мере пронизывали погребенные газонефтяные залежи. Именно эти гидротермы с относительно невысокими температурными показателями обнаружены на антиклинали Ганза на юго-западе о-ва Земля Вильчека (см. рисунок). Только в них сформировались “пенистые жилы” — свидетели насыщенности этих жил УВ-газами, газированными нефтями и мальтами. Такие проявления служат надежным поисковым признаком и могут стать основанием для постановки на данной части ЗФИ нефтегазопоискового бурения. На островах этого архипелага, где в гидротермальных жилах не зафиксированы их “пенистые” разновидности и не обнаружены газированные нефти и мальты, предполагаемые погребенные газонефтяные залежи, если и существуют, то в некотором удалении от этих гидротермальных образований. Об этом же свидетельствуют обнаруженные в них ПБ, сильно измененные и не несущие следов подновления.

Все рассмотренные примеры проявлений ПБ, по нашему мнению, являются надежным прогнозным и даже поисковым признаком на архипелаге ЗФИ.

Литература

1. Безрукое В.М. Природные битумы о-ва Греэм-Белл Земли Франца-Иосифа и их значение для оценки перспектив нефтегазоносности арктической окраины баренцево-северокарского шельфа //Геология нефти и газа. - 1997. — № 2. - С.20-25.

2. Бескровный Н.С. Нефтегазоносность и магматизм //Особенности глубинного строения земной коры и теоретические обоснования неорганического генезиса нефти. — Киев: Наук, думка, 1982.

3. Годовиков М.А., Рипинен О.И., Моторин С.Г. Агаты. — М.: Недра, 1987.

4. Кашкай М.А., Насибов Т.Н.О ртутоносных твердых битумах Малого Кавказа //Геохимия. - 1968. — № 9.

5. Bailey E.H. Froth veins, formed by immiscible hydrothermal fluids, in Mercury deposits, California //Bull. Geol. Soc. Amer. - 1959. - Vol. 70,№ 5. -P.661-664.

© Б.А.Клубов, И.Ю.Винокуров, 1998

ABSTRACT

Among variety of natural bitumen discovered in the Franz Josef Land during 1993-1995, most interesting and extensive are showings associated with hydrothermal veins cutting dolerite and dole-rite-basalt dykes. The given examples of bitumen shows evidence the following. Firstly, hydrothermal activity itself in the area of Barents-North Kara shelf was the multistaged process being continued for extended time and,probably, has been still recently repeated. Secondly, temperature regime of these hydrotherms was different. And thirdly, the recognized shows of'natural bitumen are directly and closely associated with those hydro-therms which penetrated, to a great extent, the buried oil and gas pools. These hydro-therms having relatively low temperature indices have been found on the Ganza anticline to south-west of the Vilchek Land Island. Such shows serve as a reliable exploration feature and could become a basis for exploration drilling.

1 — осредненная граница поднятия ЗФИ; 2 — наиболее структурно-значимые разрывные нарушения; 3 — проявления жидких нефтеподобных битумов; 4 — проявления твердых битумов (от асфальтитов до керитов), связанные с дайками; 5 — антиклиналь Ганза — наиболее перспективный участок для поисков и разведки нефти и газа; б — опорно-параметрические скважины (1 — Нагурская, 2 — Хейса, 3 — Северная); ЖФВ — желоб Франц-Виктория