Вулканизм и вопросы нефтегазоносности на основе металлогенической специализации нафтидов
Пунанова С.А.
Институт проблем нефти и газа РАН
Институт проблем нефти и газа РАН
Проанализирован комплекс данных по микроэлементному (МЭ)
составу нафтидов регионов, связанных с вулканической деятельностью. Представлены результаты исследования продуктов деятельности грязевых вулканов и нефтей месторождений западного борта Южно-Каспийской впадины, нефтей осадочных бассейнов Камчатки, нефтяных выходов кальдеры вулкана Узон, термальных источников и озер кальдеры. Сравниваются коэффициенты корреляции между МЭ составами нефти, биоты и континентальной коры. Отмечена близость геохимических показателей нефтей и нефтепроявлений грязевого вулканизма, а также нафтидов и термальных вод Западно-Камчатского бассейна. Приводятся данные о распространении грязевого вулканизма в арктическом шельфе регионов Сибири. Отмечается эффективность использования данных о МЭ составе нафтидов и необходимость изучения процессов вулканизма для развития приоритетных направлений поисков УВ скоплений в регионах гидротермальной активности, на больших глубинах и в арктическом секторе России.
составу нафтидов регионов, связанных с вулканической деятельностью. Представлены результаты исследования продуктов деятельности грязевых вулканов и нефтей месторождений западного борта Южно-Каспийской впадины, нефтей осадочных бассейнов Камчатки, нефтяных выходов кальдеры вулкана Узон, термальных источников и озер кальдеры. Сравниваются коэффициенты корреляции между МЭ составами нефти, биоты и континентальной коры. Отмечена близость геохимических показателей нефтей и нефтепроявлений грязевого вулканизма, а также нафтидов и термальных вод Западно-Камчатского бассейна. Приводятся данные о распространении грязевого вулканизма в арктическом шельфе регионов Сибири. Отмечается эффективность использования данных о МЭ составе нафтидов и необходимость изучения процессов вулканизма для развития приоритетных направлений поисков УВ скоплений в регионах гидротермальной активности, на больших глубинах и в арктическом секторе России.
Введение
В связи с истощением нефтегазовых ресурсов в традиционных регионах с выявленной высокой нефтегазоносностью верхних горизонтов осадочного чехла, в ловушках антиклинального строения, становится приоритетной выработка научно-обоснованных подходов к прогнозу и поискам скоплений углеводородов (УВ), как на больших глубинах, так и в новых регионах, а также в регионах грязевого вулканизма, процессы проявления которого тесно связаны с нефтегазоносностью. В настоящее время исследования по оценке связи вулканизма, и как варианта грязевого вулканизма, и нефтегазоносности, отражены в многочисленных публикациях: представлены комплексные подходы к явлению на основе данных о нефтегазоносности, тектоники, сейсмичности с привлечением арктических регионов [1–3].
Специфика данного исследования объясняется использованием для реконструкций геологических процессов и их объяснений данных по содержанию в геологических объектах большого комплекса МЭ, безусловно в связи с другими геохимическими их характеристиками. В настоящее время геохимические исследования в нефтяной геологии приобретают все большую значимость и актуальность. Все разнообразие геологических процессов, происходивших при захоронении первичного исходного для нефтегазообразования органического вещества (ОВ) и дальнейшем преобразовании УВ, отражено в особенностях состава нефти, в частности, в содержании и соотношениях МЭ.
В представленном исследовании объединены два различных региона — Азербайджан и Камчатка, исследованы месторождения нефти и проявления нафтидогенеза как в бассейновых нефтях, так и в нефтепроявлениях, связанных с вулканизмом. Это объединение не случайно, несмотря на то что нефти кальдеры вулкана Узон считаются нафтидами гидротермального происхождения, представленные нефти двух регионов являются нефтями, которые образовались в условиях схожего онтогенеза, представляя класс раннекатагенетических флюидов. Цель исследования — отразить геохимические особенности бассейновых нефтей регионов и вулканических нефтепроявлений, выявить между ними черты сходства и различий, а также провести параллель с продуктами вулканической деятельности на сибирском арктическом шельфе, в частности на территории моря Лаптевых.
Результаты и обсуждение
Грязевые вулканы западного борта Южно-Каспийской впадины и особенности микроэлементного состава
На западном борту Южно-Каспийской впадины на территории Азербайджана установлено, что более 80 % известных нефтегазовых месторождений осложнены грязевыми вулканами. Отмечается, что очаги грязевых вулканов приурочены к глубокозалегающим горизонтам осадочного разреза Южно-
Каспийской впадины, которые характеризуются сверхвысокими пластовыми давлениями (80–100 МПа и более) [4–7]. От окружающих впадину орогенических элементов к ее внутренним частям наблюдается резкое погружение поверхности мезозоя и соответственно возрастание мощности кайнозоя, подошва которого, достигает 8–12 км на Абшеронском полуострове, 8–10 км в Шамаха-
Гобустанском и Нижнекуринском районах и 14–20 км на Абшеронском пороге и в Южном Каспии.
Каспийской впадины, которые характеризуются сверхвысокими пластовыми давлениями (80–100 МПа и более) [4–7]. От окружающих впадину орогенических элементов к ее внутренним частям наблюдается резкое погружение поверхности мезозоя и соответственно возрастание мощности кайнозоя, подошва которого, достигает 8–12 км на Абшеронском полуострове, 8–10 км в Шамаха-
Гобустанском и Нижнекуринском районах и 14–20 км на Абшеронском пороге и в Южном Каспии.
Промышленная нефтеносность связана в основном с плиоценовыми отложениями, мощность которых достигает 4 км. Основной нефтегазоматеринской толщей являются терригенные отложения среднего плиоцена, в которой развита полифациальная дельтовая формация, сложенная мощным комплексом (>3000 м) глинистых и песчано-алевритовых пород. Геохимические условия формирования данных отложений — от окислительных до восстановительных в пределах Бакинского архипелага, Абшеронского района и центральной части Нижнекуринской впадины. Толща содержит сапропелево-гумусовое органическое вещество (ОВ) с кларковыми содержаниями Сорг 0,5–1,0%. Тип ОВ и степень его катагенетического преобразования очень изменчивы.
В районах, приуроченных к бортовым частям Нижнекуринской впадины, ОВ гумусового и сапропелево-гумусового типа, а степень катагенеза ОВ в этом районе изменяется от градации ПК1
до МК1. Для Абшеронского района Бакинского архипелага и ряде участков внутренней зоны Нижнекуринской впадины характерно присутствие ОВ, богатого сапропелевым материалом, преобразованного в основном до градаций катагенеза ПК3-МК1, редко до МК2. Исследование таких нефтей (ранней генерации), проведенное в [8] на широком геологическом материале (бассейны России, Азербайджана, Белоруссии, Грузии, Западной Туркмении, Таджикистана, Казахстана, США, Израиля, Западной Канады, Бразилии, Австралии, Гватемалы, Новой Зеландии, Китая, Нигерии), позволило выделить их в самостоятельный класс нефтей никелевой металлогении.
до МК1. Для Абшеронского района Бакинского архипелага и ряде участков внутренней зоны Нижнекуринской впадины характерно присутствие ОВ, богатого сапропелевым материалом, преобразованного в основном до градаций катагенеза ПК3-МК1, редко до МК2. Исследование таких нефтей (ранней генерации), проведенное в [8] на широком геологическом материале (бассейны России, Азербайджана, Белоруссии, Грузии, Западной Туркмении, Таджикистана, Казахстана, США, Израиля, Западной Канады, Бразилии, Австралии, Гватемалы, Новой Зеландии, Китая, Нигерии), позволило выделить их в самостоятельный класс нефтей никелевой металлогении.
Характеризуются как нефти, обедненные МЭ, в особенности основными, хорошо изученными элементами нефтяной золы — V и Ni, связанными с асфальтово-смолистыми компонентами. Содержания этих элементов ниже 10 г/т. Характерно преобладание Fe и Ni над содержанием V. Генетический показатель — отношение V/Ni меньше 1, а тип нефти железистый, либо никелевый с возможным накоплением в них редких и рассеянных элементов, связанных с глубинными отложениями, процессами вулканизма и влиянием при этом гидротерм.
Привлечение данных по содержанию МЭ в продуктах грязевого вулканизма единичны. В работе [9] показано, что некоторые биофильные элементы (Cu, Co, Zn, V, Ni, Mo и др.) в сопочном иле грязевых вулканов Северо-Западного Кавказа достаточно прочно связаны с ОВ.
Результаты анализа МЭ составов грязевулканических нефтепроявлений и нефтей представлены на рисунке 1, на котором последовательно сравниваются в пробах содержания МЭ по трем областям: Абшеронской (I), Шамаха-Гобустанской (II) и Нижнекуринской (III). Детальные данные о содержаниях и методах исследования содержаний МЭ в регионах Азербайджана приведены в работе [10].
Рис. 1. Оценка содержаний микроэлементов в нефтях (Н) и нефтепроявлениях (НП) грязевых вулканов в различных областях Азербайджана: Абшеронской (I), Шамаха-Гобустанской (II) и Нижнекуринской (III) (пунктирная вертикальная линия разграничивает величины содержаний каждого элемента в пробах нефтей и нефтепроявлений)
Основной вывод представленного материала о сравнительной оценке нафтидов в трех изучаемых регионах состоит в общем тренде изменения содержания МЭ в изученных объектах, что вероятно свидетельствует о их генетическом единстве, однако, при этом, концентрации МЭ в нефтепроявлениях грязевых вулканов существенно выше, нежели в нефтях. Это объясняется процессами гипергенного преобразования нефтепроявлений грязевых вулканов, потерей, улетучиванием легких фракций, процессами окисления и биодеградации и соответствующим повышением содержания смолисто-асфальтеновых компонентов и содержаний в них МЭ.
Различия в обогащенности нефтей теми или иными МЭ объясняются различием исходного ОВ — сапропелевого или гумусово-сапропелевого, и степенью его катагенетического преобразования. Кроме того, необходимо еще раз подчеркнуть, что нафтиды могут содержать элементы, связанные с легкими компонентами нефтей, редкоземельные элементы, платиноиды, характерные для глубинных процессов и магматических эманаций [11].
О перспективности глубинных отложений Южно-Каспийского НГБ могут свидетельствовать результаты расчетов коэффициентов корреляции между содержаниями МЭ
грязевулканических вод Азербайджана (по аналитическим данным [12]) с модельным составом континентальной коры и биотой — морской и наземной, полученные ранее в комплексе с составами вод Большого Кавказа [13]. Наибольшая корреляция состава МЭ грязевулканических вод Азербайджана (по трем исследованным регионам) отмечается с составом средней коры по сравнению с составами верхней и нижней (табл. 1), что может указывать на достаточно глубокое зарождение вод грязевых вулканов Азербайджана, что подтверждается сейсмологическими данными о значительной, до 20 км, глубине корней ряда грязевых вулканов Черного моря и Азербайджана и данными о глубинах основных магматических камер.
грязевулканических вод Азербайджана (по аналитическим данным [12]) с модельным составом континентальной коры и биотой — морской и наземной, полученные ранее в комплексе с составами вод Большого Кавказа [13]. Наибольшая корреляция состава МЭ грязевулканических вод Азербайджана (по трем исследованным регионам) отмечается с составом средней коры по сравнению с составами верхней и нижней (табл. 1), что может указывать на достаточно глубокое зарождение вод грязевых вулканов Азербайджана, что подтверждается сейсмологическими данными о значительной, до 20 км, глубине корней ряда грязевых вулканов Черного моря и Азербайджана и данными о глубинах основных магматических камер.
Табл. 1. Коэффициенты корреляции между составами вод, коры и биоты
При этом наблюдается часто более высокая корреляция с химическим составом морской фауны, а не наземной. Это является указанием на сапропелево-гумусовый тип исходного ОВ, что согласуется с геохимической характеристикой процессов генерации УВ на территории бассейна.
Бассейновые нефти Камчатки, кальдера вулкана Узон, термальные источники и озера кальдеры: особенности микроэлементного состава
Кальдера вулкана Узон представляет собой обширное геотермальное поле, расположенное в восточной части Камчатки (Восточно-Камчатский прогиб) (рис. 2).
Нефтяные выходы кальдеры вулкана Узон и нефтяные месторождения нефтегазоносного бассейна (НГБ) Камчатки изучались многими исследователями (Бескровный и Лебедев, 1971;
Кудрявцева и др., 1993; Темянко и др., 1990; Bazhenova et. al., 1998; Якуцени, 2005; Конторович и др., 2011; Ablya and Slivko, 2011; Варфоломеев и др., 2011; Варфоломеев, 2013; Фурсенко и др., 2014; Добрецов и др., 2015).
Нефтяные выходы кальдеры вулкана Узон и нефтяные месторождения нефтегазоносного бассейна (НГБ) Камчатки изучались многими исследователями (Бескровный и Лебедев, 1971;
Кудрявцева и др., 1993; Темянко и др., 1990; Bazhenova et. al., 1998; Якуцени, 2005; Конторович и др., 2011; Ablya and Slivko, 2011; Варфоломеев и др., 2011; Варфоломеев, 2013; Фурсенко и др., 2014; Добрецов и др., 2015).
Рис 2. Пульсирующий источник
в кальдере вулкана Узон (фото
В.А. Злотникова)
в кальдере вулкана Узон (фото
В.А. Злотникова)
Нефти Камчатского региона относятся к раннекатагенетическим нефтям гидротермального генезиса, изучение которых в последние годы приобретает большое значение, давая дополнительный ключ к проблеме происхождения нафтидов. Большинство исследователей под гидротермальными нефтями понимает скопления УВ флюидов, образующихся из ОВ осадочных пород в результате их термокаталитической переработки под воздействием горячих восходящих растворов гидротерм.
Гидротермальные нефти встречаются в разных геотектонических обстановках. Они могут быть связаны с системой спрединга (срединно-океанические хребты, в частности район Калифорнийского залива, бассейн Гуйамас и др.), с рифтами, обусловленными мантийными плюмами (оз. Байкал, Красное море, Йеллоустонский парк — США и др.), островными дугами и окраинными морями (Новая Зеландия — источники Нгава, кальдера вулкана Вакамико — Япония, кальдера вулкана Узон — Камчатка и др.) [14]. На основании изучения УВ-состава и, в частности, соотношения различных биомаркеров, предполагается, что гидротермальные нефти образуются за счет полигенного ОВ.
Состав УВ нефтей кальдеры Узон характеризуется значительным разнообразием. Источниками нефти явились липиды остатков наземной растительности, аквабионты — обитатели осадков кальдеры и придонных вод и живое вещество бактерий. Для некоторых выходов отмечается преобладание н-алканов при отношении П/Ф, близком к единице, что свидетельствует о морском типе исходной органики. В других — преобладают изоалканы с отношением П/Ф менее 0,3–0,5. Встречаются и нефти, содержащие необычные УВ, такие как 12- и 13-метилалканы [15–17].
Рассматриваемые нефти отвечают ранней стадии нефтегенерации, при которой характер распределения биомаркеров в первую очередь отражает генетические особенности исходного ОВ (без их существенного преобразования). В этой связи уместно отметить, что А.Э. Конторович назвал кальдеру вулкана Узон «природной лабораторией современного нефтеобразования», подчеркнув тем самым, что при интенсивной восходящей разгрузке гидротерм осадки прогреваются до температур, характерных для глубин в 2–3 км, и нефтеобразование быстро реализуется на основе современного захороненного в осадках ОВ [18]. При этом эти нефти не подвержены вторичным преобразованиям, меняющим их генетический код.
МЭ состав нефтей Камчатки дает важную дополнительную информацию для геохимических интерпретаций. Результаты определения МЭ в нефтях методом нейтронно-активационного анализа были опубликованы в [19, 20].
В этих работах анализировались пробы нефти, отобранные из разведочных скважин, пробуренных
в НГБ, сложенных терригенными породами палеоген-неогенового возраста: на юге Анадырской впадины Чукотки (Изменная, скв. 10), в Ичинском прогибе Западной Камчатки (Лиманская, скв. 1),
в Восточно-Камчатском прогибе (Богачевская, скв. 37 и естественный выход, Двухлагерная, скв. 50)
и из шурфа и закопушек на фумарольном поле в северной части кальдеры вулкана Узон, расположенного в центральной части Восточно-Камчатского вулканического пояса (рис. 3).
В этих работах анализировались пробы нефти, отобранные из разведочных скважин, пробуренных
в НГБ, сложенных терригенными породами палеоген-неогенового возраста: на юге Анадырской впадины Чукотки (Изменная, скв. 10), в Ичинском прогибе Западной Камчатки (Лиманская, скв. 1),
в Восточно-Камчатском прогибе (Богачевская, скв. 37 и естественный выход, Двухлагерная, скв. 50)
и из шурфа и закопушек на фумарольном поле в северной части кальдеры вулкана Узон, расположенного в центральной части Восточно-Камчатского вулканического пояса (рис. 3).
Рис. 3. Схема расположения отбора проб нефти на Камчатке [19, 20]. Площади:
1 — Лиманская, скв. 1, 2085–2100 м; 2 — р. Богачевка, естественный выход нефти;
3 — Богачевская, скв. 37, 490 м;
4 — Двухлагерная, скв. 50, 453,6 м; 5 — кальдера вулкана Узон, шурф, 1,5 м
1 — Лиманская, скв. 1, 2085–2100 м; 2 — р. Богачевка, естественный выход нефти;
3 — Богачевская, скв. 37, 490 м;
4 — Двухлагерная, скв. 50, 453,6 м; 5 — кальдера вулкана Узон, шурф, 1,5 м
Нефть кальдеры вулкана Узон отличается от нефтей других упомянутых месторождений более высокой плотностью (0,915 г/см3), большим содержанием серы (2,0%) и меньшим выходом бензиновых фракций. Распределение МЭ в нефтепроявлениях кальдеры вулкана Узон и нефтях Камчатки показано на рисунке 4. Нафтиды характеризуются низкими содержаниями всех идентифицированных элементов.
Рис. 4. Изменение концентраций элементов в нефтях Камчатки и нефтепроявлении кальдеры вулкана Узон
Концентрации Pd, Ag и Au, не представленные на рисунке 4, во всех исследованных пробах составляют менее 0,002 г/т. Содержание V и Ni в нефти кальдеры Узон, так же, как и в других пробах понижено и составляет соответственно 0,062 и 0,24 г/т (V/Ni = 0,26), тогда как содержание Cu, Zn, Sn, Pb, Mn существенно выше (соответственно, г/т, 5,28; 3,61; 1,11; 0,65; 0,46). Все нефти по характеру содержания МЭ довольно близки и относятся к обедненным МЭ нефтям никелевого
типа (V/Ni < 1).
типа (V/Ni < 1).
Близкий тренд распределения МЭ в бассейновых нефтях и нефтепроявлениях кальдеры вулкана Узон может свидетельствовать об генетическом единстве нафтидов. Отметим лишь, что в нефтепроявлениях кальдеры и ближайшей к ней по расположению и по составу МЭ Двухлагерной площади, содержания ряда МЭ несколько выше, чем в других пробах. Однако, по мнению
С.П. Якуцени [20], несмотря на эти отличия и приуроченность нефтепроявлений к той части кальдеры Узона, где развиты «живые» разломы, считать, что нефть кальдеры является глубинной нет оснований из-за близости ее по общему содержанию МЭ к нефтям Двухлагерной площади, расположенной в Восточно-Камчатском НГБ, сложенному терригенными отложениями.
С.П. Якуцени [20], несмотря на эти отличия и приуроченность нефтепроявлений к той части кальдеры Узона, где развиты «живые» разломы, считать, что нефть кальдеры является глубинной нет оснований из-за близости ее по общему содержанию МЭ к нефтям Двухлагерной площади, расположенной в Восточно-Камчатском НГБ, сложенному терригенными отложениями.
Статистический анализ всей совокупности содержаний МЭ позволил детализировать соотношение нефтей кальдеры Узона и нефтей других месторождений Камчатки. В таблице 2 представлены коэффициенты взаимной корреляции логарифмов концентрации МЭ для перечисленных выше проб. Кроме близости концентраций МЭ нефтей кальдеры Узон и Двухлагерной площади (коэффициент корреляции r = 0,91), выявляется высокая корреляция составов МЭ для таких пространственно разнесенных площадей как Изменная, Лиманская и Богачевская (естественный выход) [21].
Табл. 2. Коэффициенты корреляции между содержаниями МЭ в нефтях Камчатки
Статистический анализ всей совокупности содержаний МЭ позволил детализировать соотношение нефтей кальдеры Узона и нефтей других месторождений Камчатки. В таблице 2 представлены коэффициенты взаимной корреляции логарифмов концентрации МЭ для перечисленных выше проб. Кроме близости концентраций МЭ нефтей кальдеры Узон и Двухлагерной площади (коэффициент корреляции r = 0,91), выявляется высокая корреляция составов МЭ для таких пространственно разнесенных площадей как Изменная, Лиманская и Богачевская (естественный выход) [21].
Табл. 3. Коэффициенты корреляции между содержаниями МЭ в нефтях Камчатки с составом типичных каустобиолитов и основных потенциальных источников МЭ в нефтях
Несмотря на большой разброс величин коэффициентов корреляции для разных опробований, ряд общих тенденций выявляются достаточно определенно. Как и для других рассмотренных типов нефтей [21], наблюдается достаточно высокая связь со средним составом нефтей (0,57)
и биоты (0,48) и низкая (на уровне 30% и ниже) с другими каустобиолитами (горючими и черными сланцами, углями) и с глинами. Однако, в отличие от ранее проанализированных палеозойских
нефтей Ромашкинской группы месторождений Волго-Урала и юрско-меловых нефтей Шаимского региона Западной Сибири выше оказалась корреляция МЭ состава нефтей Камчатки с МЭ составом верхней коры, а не нижней.
и биоты (0,48) и низкая (на уровне 30% и ниже) с другими каустобиолитами (горючими и черными сланцами, углями) и с глинами. Однако, в отличие от ранее проанализированных палеозойских
нефтей Ромашкинской группы месторождений Волго-Урала и юрско-меловых нефтей Шаимского региона Западной Сибири выше оказалась корреляция МЭ состава нефтей Камчатки с МЭ составом верхней коры, а не нижней.
МЭ состав естественных термальных выходов, водоемов и поровых растворов кальдеры вулкана Узон проанализирован по данным [16]. Пробы термальных источников сильно различаются по температуре и параметрам Eh-pH: окислительно-восстановительный потенциал изменяется от — 60 до 750 мВ, а водородный показатель — от 2,2 до 8,5; соответственно, можно ожидать, что и концентрации растворенных в водах МЭ будут существенно различаться (табл. 4).
Табл. 4. Коэффициенты корреляции между содержаниями МЭ в источниках и водоемах кальдеры Узон
Однако коэффициенты корреляции между МЭ составами разных проб оказались весьма
высокими — они редко опускаются до величин менее 0,8, при типичных значениях 0,90–0,96. Высокие значения коэффициентов корреляции указывают на относительно незначительное разубоживание горячих с высокой концентрацией растворенных компонент подземных вод поверхностными. Наименьшие значения коэффициентов корреляции присущи водам озера Восьмерка, где температура воды на поверхности не превышает 14°С, и где в наибольшей степени происходит смешение гидротермальных вод с поверхностными, несущими свой МЭ состав и понижающими температуру. На основании близости соотношений концентрации МЭ в разных пробах вод кальдеры Узона можно сделать вывод о доминировании в их МЭ составе единого источника МЭ, связанного с их гидротермальным происхождением.
высокими — они редко опускаются до величин менее 0,8, при типичных значениях 0,90–0,96. Высокие значения коэффициентов корреляции указывают на относительно незначительное разубоживание горячих с высокой концентрацией растворенных компонент подземных вод поверхностными. Наименьшие значения коэффициентов корреляции присущи водам озера Восьмерка, где температура воды на поверхности не превышает 14°С, и где в наибольшей степени происходит смешение гидротермальных вод с поверхностными, несущими свой МЭ состав и понижающими температуру. На основании близости соотношений концентрации МЭ в разных пробах вод кальдеры Узона можно сделать вывод о доминировании в их МЭ составе единого источника МЭ, связанного с их гидротермальным происхождением.
Геохимические исследования и анализ МЭ состава нефтей Камчатки указывают на тесную связь специфики этих нефтей с более напряженным температурным режимом региона. При общем единообразии нефтей Камчатки намечается определенное отличие нефтей из осадочных бассейнов Камчатки и нефтей кальдеры вулкана Узон и примыкающей к ней зоны высокой вулканотектонической активности. Исследование тесноты связи содержания МЭ в различных нефтях Камчатки позволило выделить два их подтипа, из которых первый представлен нефтями разных осадочных бассейнов Камчатки и Чукотки (площади Изменная, Лиманская и Богачевская), а второй — нефтями кальдеры вулкана Узон и ближайшей к ней нефти площади Двухлагерная (расположенной при этом вблизи от активной разломной зоны).
В целом, характерной особенностью всех нефтей Камчатки по результатам опробования разных авторов, в отличие от нефтей других исследованных нами НГБ, является более тесная близость МЭ состава нефтей к составу верхней континентальной коры, а не нижней. Такая зависимость подкрепляется тем, что все пробы термальных вод кальдеры Узона также указывают на более тесную связь их МЭ состава с составом верхней или средней, но не нижней континентальной коры. Отсюда, в согласии с известными классификациями камчатских нефтей, можно предположить их образование в осадочных горизонтах на основе ОВ и восходящих потоков субвулканических флюидов.
При этом, в связи с большим, чем обычно разогревом недр Камчатки, отделение флюидов и процесс образования собственно нефти происходят на меньших глубинах, на что и указывает более тесная связь МЭ состава нефтей Камчатки с верхней корой. Можно предположить, что выявленные особенности процессов нафтидогенеза на Камчатке связаны с более высокими значениями глубинных температур, в результате чего формирование восходящих потоков глубинных флюидов происходит на меньших глубинах; соответственно их МЭ состав отражает химический состав менее глубоких горизонтов земной коры.
Данные по МЭ составу нафтидов Камчатки (бассейновых нефтей и нефтей кальдеры вулкана Узон) и термальных вод кальдеры Узон не противоречат выводам многих исследователей, сделанных на основе биомаркерных УВ показателей о раннекатагенетическом онтогенезе УВ скоплений Камчатки.
Вулканизм и исследование арктических морей
В последнее время проблема грязевого вулканизма и связанной с ним дегазации получила важный новый импульс в связи с исследованиями Арктики [3, 22, 23]. В этих исследованиях получена новая информация о газодинамических механизмах опасных процессов в Арктике в связи с выбросами пластовых флюидов и брекчии аналогично обычному грязевому вулканизму. На основе всесторонних исследований, а также сведений о ранее открытых проявлениях грязевого вулканизма на суше Аляски, Гренландии и Исландии, а также на дне морей Бофорта, Норвежского, Баренцева и Карского и проявлений грязевого вулканизма на Севере Западной Сибири, авторы утверждают, что по совокупности ряда признаков обнаруженные объекты в Циркумарктическом мегарегионе с высоким уровнем вероятности могут являться активными грязевыми вулканами [3].
Примеры временных разрезов с потенциально газонасыщенными объектами в различных арктических регионах показаны на рисунке 5. Большой объем исследований был проведен авторами по морю Лаптевых [22].
Рис. 5. Фрагменты временных разрезов с потенциально газонасыщенными объектами в морях Лаптевых (1), Восточно-Сибирском (2), Чукотском (3), Бофорта (4) и Беринговом (5) [21]
Близкий характер временных разрезов, а также близкие величины распределения потенциально газонасыщенных объектов в верхних частях разреза по горизонтальным размерам и по глубинам верхних границ в морях Бофорта и Чукотском, как считают исследователи [23], указывают на общие закономерности генерации, миграции, аккумуляции УВ в верхних частях осадочного разреза, а также на близкие литологические характеристики природных резервуаров, что обусловлено единой историей геологического развития Северной Аляски и прилегающего шельфа.
В работе обобщены данные о составе МЭ нафтидов регионов, связанных с вулканической деятельностью — продукты деятельности грязевых вулканов и нефтей месторождений западного борта Южно-Каспийской впадины и нефтей осадочных бассейнов Камчатки, нефтяных выходов кальдеры вулкана Узон, термальных источников и озер кальдеры. Установлена при этом генетическая близость геохимических показателей нефтей и нефтепроявлений грязевого вулканизма, а также нафтидов и термальных вод регионов. Приводятся данные о распространении грязевого вулканизма в арктическом шельфе регионов Сибири.
Подтверждена эффективность использования данных о МЭ составе нафтидов и необходимость изучения процессов вулканизма для развития приоритетных направлений поисков УВ скоплений в регионах гидротермальной активности, на больших глубинах и в арктическом секторе России. Проявления грязевого вулканизма, обнаруженные в арктических регионах, повышают прогноз и поиск скоплений УВ в глубоких горизонтах осадочного чехла, при этом, нефтяных скоплений с возможным накоплением в них редких и благородных металлов, связанных с глубинными процессами.
1. Каграманов К.Н., Насибова Г.Д., Бабаева М.Т. Грязевые вулканы и их роль в оценке перспектив нефтегазоносности осадочного бассейна // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. 2023. № 2.
С. 66–73.
2. Холодов В.Н. Грязевые вулканы: распространение и генезис // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2012. № 4. С. 1–27.
3. Богоявленский В.И., Никонов Р.А., Богоявленский И.В. Новые данные об интенсивной дегазации Земли в Арктике на севере Западной Сибири: термокарстовые озера с кратерами выбросов газа и грязевыми вулканами // Арктика: экология и экономика. 2023. Т. 13. № 3. С. 353–368.
4. Алиев А.И. Грязевые вулканы — очаги периодической газогидродинамической разгрузки быстропогружающихся осадочных бассейнов и важные критерии прогноза газоносности больших глубин //
Геология нефти и газа. 2006. № 5. С. 26–32.
5. Гулиев И.С., Керимов В.Ю., Осипов А.В., Мустаев Р.Н. Генерация и аккумуляция углеводородов в условиях больших глубин земной коры // SOCAR Proceedings. 2017. № 1. С. 4–16.
6. Гусейнов Д.А. Зрелость углеводородных флюидов и глубинно-стратиграфическая приуроченность очагов флюидогенерации в Южно-Каспийском бассейне // Азербайджанское нефтяное хозяйство. 2012. № 4.
С. 11–21.
7. Юсубов Н.П., Гулиев И.С. Грязевой вулканизм и углеводородные системы Южно-Каспийской впадины (по новейшим данным геофизических и геохимических исследований). Баку: Элм, 2022, 168 с.
8. Виноградова Т.Л., Пунанова С.А. Углеводородные системы ранней генерации. Особенности состава и геолого-геохимические закономерности формирования. Saarbruchen: Lambert Academic Publishing, 2012. 244 с.
9. Маслов А.В., Стародымова Д.П., Шевченко В.П., Бычков А.Ю. Биофильные микроэлементы и углерод в сопочных илах грязевых вулканов Северо-Западного Кавказа // Геология и геофизика Юга России. 2024.
Т. 14. № 1. С. 6–18.
10. Пунанова С.А., Гусейнов Д.А., Мартынова Г.С., Нанаджанова Р.Г. Геохимические особенности нефтей и нефтепроявлений грязевых вулканов западного борта Южно-Каспийской впадины // Геология нефти и газа.
2023. № 6. С. 97–106.
11. Пунанова С.А. К вопросу о прогнозе геохимических свойств нафтидов в доюрских отложениях северных территорий Западной Сибири // Экспозиция Нефть Газ. 2025. № 4. C. 36–40.
12. Лаврушин В.Ю., Гулиев И.С., Киквадзе О.Е., Алиев А.А., Покровский Б.Г., Поляк Б.Г. Воды грязевых вулканов Азербайджана: изотопно-геохимические особенности и условия формирования // Литология и полезные ископаемые. 2015. № 1. С. 3–29.
13. Родкин М.В., Пунанова С.А. Корреляционные зависимости микроэлементного состава природных объектов // Геология нефти и газа.
2022. № 4. С. 99–107.
14. Simoneit B.R.T., Deamer D.W., Kompanichenko V. Characterization of hydrothermally generated oil from the Uzon caldera, Kamchatka. Applied Geochemistry, 2009, Vol. 24, issue 2, P. 303–309. (In Eng).
15. Фурсенко Е.А., Каширцев В.А., Конторович А.Э., Фомин А.Н. Геохимия нафтидов из локализованных на суше гидротермальных источников и вопросы их генезиса (Узон, Йеллоустоун, Новая зеландия) // Геология и геофизика.
2014. Т. 55. № 5–6. С. 918–930.
16. Добрецов Н.Л., Лазарева Е.В., Жмодик С.М и др. Геологические, гидрогеохимические и микробиологические особенности нефтяной площадки кальдеры Узон (Камчатка) // Геология и геофизика. 2015. Т. 56. № 1–2.
С. 56–88.
17. Пунанова С.А., Виноградова Т.Л. Геохимические особенности нефтей гидротермального происхождения // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. 2017. № 6. С. 33–36.
18. Конторович А.Э., Бортникова С.Б., Карпов Г.А., Каширцев В.А.,
Костырева Е.А., Фомин А.Н. Кальдера вулкана Узон (Камчатка) — уникальная природная лаборатория современного нафтидогенеза // Геология и геофизика. 2011. Т. 52. № 8. С. 986–990.
19. Кудрявцева Е.И., Якуцени С.П., Смуров Л.Л. Металлы в нефтях Камчатки и Чукотки // ДАН. 1993. Т. 331. № 4. С. 474–479.
20.Якуцени С.П. Распространенность углеводородного сырья, обогащенного тяжелыми элементами-примесями. Оценка экологических рисков.
СПб: Недра, 2005. 372 с.
21. Punanova S.A., Rodkin M.V. Comparison of the contribution of differently depth geological processes in the formation of a trace elements characteristic of caustobiolites. Georesources, 2019, Vol. 21, issue 3, p. 14–24. (In Eng).
22. Богоявленский В.И., Кишанков А.В. Опасные газонасыщенные объекты на арктическом шельфе Восточной Сибири, Дальнего Востока (Россия) и Аляски (США) // Арктика: экология и экономика. 2024. Т. 14. № 4. С. 478–487.
23. Богоявленский В.И., Кишанков А.В. Опасные газонасыщенные объекты на акваториях Мирового океана: море Бофорта, шельф Северного склона
Аляски // Арктика: экология и экономика. 2023. Т. 13. № 2. С. 201–210.
С. 66–73.
2. Холодов В.Н. Грязевые вулканы: распространение и генезис // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2012. № 4. С. 1–27.
3. Богоявленский В.И., Никонов Р.А., Богоявленский И.В. Новые данные об интенсивной дегазации Земли в Арктике на севере Западной Сибири: термокарстовые озера с кратерами выбросов газа и грязевыми вулканами // Арктика: экология и экономика. 2023. Т. 13. № 3. С. 353–368.
4. Алиев А.И. Грязевые вулканы — очаги периодической газогидродинамической разгрузки быстропогружающихся осадочных бассейнов и важные критерии прогноза газоносности больших глубин //
Геология нефти и газа. 2006. № 5. С. 26–32.
5. Гулиев И.С., Керимов В.Ю., Осипов А.В., Мустаев Р.Н. Генерация и аккумуляция углеводородов в условиях больших глубин земной коры // SOCAR Proceedings. 2017. № 1. С. 4–16.
6. Гусейнов Д.А. Зрелость углеводородных флюидов и глубинно-стратиграфическая приуроченность очагов флюидогенерации в Южно-Каспийском бассейне // Азербайджанское нефтяное хозяйство. 2012. № 4.
С. 11–21.
7. Юсубов Н.П., Гулиев И.С. Грязевой вулканизм и углеводородные системы Южно-Каспийской впадины (по новейшим данным геофизических и геохимических исследований). Баку: Элм, 2022, 168 с.
8. Виноградова Т.Л., Пунанова С.А. Углеводородные системы ранней генерации. Особенности состава и геолого-геохимические закономерности формирования. Saarbruchen: Lambert Academic Publishing, 2012. 244 с.
9. Маслов А.В., Стародымова Д.П., Шевченко В.П., Бычков А.Ю. Биофильные микроэлементы и углерод в сопочных илах грязевых вулканов Северо-Западного Кавказа // Геология и геофизика Юга России. 2024.
Т. 14. № 1. С. 6–18.
10. Пунанова С.А., Гусейнов Д.А., Мартынова Г.С., Нанаджанова Р.Г. Геохимические особенности нефтей и нефтепроявлений грязевых вулканов западного борта Южно-Каспийской впадины // Геология нефти и газа.
2023. № 6. С. 97–106.
11. Пунанова С.А. К вопросу о прогнозе геохимических свойств нафтидов в доюрских отложениях северных территорий Западной Сибири // Экспозиция Нефть Газ. 2025. № 4. C. 36–40.
12. Лаврушин В.Ю., Гулиев И.С., Киквадзе О.Е., Алиев А.А., Покровский Б.Г., Поляк Б.Г. Воды грязевых вулканов Азербайджана: изотопно-геохимические особенности и условия формирования // Литология и полезные ископаемые. 2015. № 1. С. 3–29.
13. Родкин М.В., Пунанова С.А. Корреляционные зависимости микроэлементного состава природных объектов // Геология нефти и газа.
2022. № 4. С. 99–107.
14. Simoneit B.R.T., Deamer D.W., Kompanichenko V. Characterization of hydrothermally generated oil from the Uzon caldera, Kamchatka. Applied Geochemistry, 2009, Vol. 24, issue 2, P. 303–309. (In Eng).
15. Фурсенко Е.А., Каширцев В.А., Конторович А.Э., Фомин А.Н. Геохимия нафтидов из локализованных на суше гидротермальных источников и вопросы их генезиса (Узон, Йеллоустоун, Новая зеландия) // Геология и геофизика.
2014. Т. 55. № 5–6. С. 918–930.
16. Добрецов Н.Л., Лазарева Е.В., Жмодик С.М и др. Геологические, гидрогеохимические и микробиологические особенности нефтяной площадки кальдеры Узон (Камчатка) // Геология и геофизика. 2015. Т. 56. № 1–2.
С. 56–88.
17. Пунанова С.А., Виноградова Т.Л. Геохимические особенности нефтей гидротермального происхождения // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. 2017. № 6. С. 33–36.
18. Конторович А.Э., Бортникова С.Б., Карпов Г.А., Каширцев В.А.,
Костырева Е.А., Фомин А.Н. Кальдера вулкана Узон (Камчатка) — уникальная природная лаборатория современного нафтидогенеза // Геология и геофизика. 2011. Т. 52. № 8. С. 986–990.
19. Кудрявцева Е.И., Якуцени С.П., Смуров Л.Л. Металлы в нефтях Камчатки и Чукотки // ДАН. 1993. Т. 331. № 4. С. 474–479.
20.Якуцени С.П. Распространенность углеводородного сырья, обогащенного тяжелыми элементами-примесями. Оценка экологических рисков.
СПб: Недра, 2005. 372 с.
21. Punanova S.A., Rodkin M.V. Comparison of the contribution of differently depth geological processes in the formation of a trace elements characteristic of caustobiolites. Georesources, 2019, Vol. 21, issue 3, p. 14–24. (In Eng).
22. Богоявленский В.И., Кишанков А.В. Опасные газонасыщенные объекты на арктическом шельфе Восточной Сибири, Дальнего Востока (Россия) и Аляски (США) // Арктика: экология и экономика. 2024. Т. 14. № 4. С. 478–487.
23. Богоявленский В.И., Кишанков А.В. Опасные газонасыщенные объекты на акваториях Мирового океана: море Бофорта, шельф Северного склона
Аляски // Арктика: экология и экономика. 2023. Т. 13. № 2. С. 201–210.
Пунанова С.А.
Институт проблем нефти и газа РАН,
Россия, Москва
s_punanova@ipng.ru
Институт проблем нефти и газа РАН,
Россия, Москва
s_punanova@ipng.ru
Фактический и экспериментальный материал по особенностям физико-химических свойств, углеводородного и МЭ состава нефтей Камчатки, нефтепроявлений кальдеры вулкана Узон и термальных вод региона. Оцениваются данные по содержанию МЭ в нафтидах месторождений и нефтепроявлений грязевого вулканизма Азербайджана. Использована методика подсчета коэффициента корреляции между составами различных геологических объектах.
Камчатка, кальдера вулкана Узон, Южно-Каспийская впадина, арктический шельф, микроэлементы, коэффициенты корреляции, углеводороды, термальные воды
FMMЕ-2025-0012. Фундаментальный базис инновационных, цифровых технологий прогноза, поиска, разведки и освоения нефтегазовых ресурсов (фундаментальные, поисковые, прикладные, экономические и междисциплинарные исследования до 2030 года).
Пунанова С.А. Вулканизм и вопросы нефтегазоносности на основе металлогенической специализации нафтидов // Экспозиция Нефть Газ. 2026. № 3. C. 24–30.
DOI: 10.24412/2076-6785-2026-3-24-30
DOI: 10.24412/2076-6785-2026-3-24-30
05.05.2026
УДК 553.98
DOI: 10.24412/2076-6785-2026-3-24-30
DOI: 10.24412/2076-6785-2026-3-24-30
Рекомендуемые статьи
© Экспозиция Нефть Газ. Научно-технический журнал. Входит в перечень ВАК
+7 (855) 222-12-84