Полигенные концепции

На протяжении десятков лет в науке о происхождении нефти сохраняется парадоксальная ситуация:

– биогенное и абиогенное происхождение нефти рассматриваются как взаимоисключающие концепции;

– та и другая концепции разными группами исследователей признаются несостоятельными;

– подавляющее большинство теоретических разработок в нефтяной геологии и геохимии базируются на признании правильности или той или другой концепций, т. е. проблема в принципе разными группами исследователей считается решенной.

Итоги взаимоисключающих взглядов все больше дают о себе знать, прежде всего, на эффективности поисков новых нефтяных ресурсов.

Сторонники биогенной концепции много сделали для изучения условий залегания нефти в осадочных горных породах, изучения состава, условий образования и эволюции осадочных пород, формирования вместилищ нефти– природных резервуаров. Их большая заслуга состоит в широком и детальном изучении органического вещества осадочных пород всего возрастного диапазона, сохранившегося в геологической летописи. Много сделано в познании геохимических и генетических связей между всеми углеродистыми горючими ископаемыми Земли.

Основной вопрос минеральной (глубинной) концепции — это вопрос о путях движения нефти и газа при формировании месторождений. Признание необходимости поступления нефти, газа или исходных для их образования продуктов по разломам из глубоких недр Земли (земной коры или мантии) объединяет всех сторонников минеральной концепции. Осадочные породы рассматриваются ими как главный, но далеко не единственный аккумулятор нефти и газа.

Исследования в плане минеральной (глубинной) концепции позволили значительно расширить круг природных объектов, в которых встречаются битуминозные вещества. Такими объектами стали магматические, вулканические, гидротермальные образования, метаморфические породы, служащие ложем древних бассейнов осадконакопления.

Сторонники минеральной концепции сформулировали принцип, согласно которому в нефтеносном районе нефть встречается ниже известных залежей до нижней границы осадочной толщи и глубже — в метаморфическом фундаменте при наличии трещин и свободного порового пространства.

Таким образом, основные практические выводы, которые следуют из минеральной концепции, это, во-первых, перспективность всех проницаемых горизонтов до кристаллического фундамента включительно, залегающих ниже горизонтов с уже известными нефтепроявлениями; во-вторых, размещение зон нефтегазонакопления (месторождений нефти и газа) в местах глубинных разломов.

Очевидно, что и предыстория химических элементов, образующих нефть, для минеральной концепции принципиального значения не имеет: наряду с изначально глубинными продуктами частично это могут быть углерод, водород, азот, входившие когда-то в биогенное вещество, распавшееся в высокотемпературных зонах Земли на элементы или простые молекулы. Принципиальным является только баланс веществ той или иной изначальной природы.

Взаимный антагонизм двух концепций приводит порой к парадоксальным ситуациям. Например, подтверждающиеся практикой следствия минеральной концепции (связь месторождений с глубинными разломами, роль внутренней энергии Земли в нефтеобразовании и миграции углеводородов, ведущее значение вертикальной миграции флюидов и другие) сначала решительно отвергались ее противниками, а впоследствии воспринимались ими уже как выводы из биогенной концепции.

Большинство аргументов, выдвигаемых в пользу признания биогенного или минерального происхождения нефти, имеют альтернативы, и поэтому не могут считаться доказательствами.

Обе точки зрения, на первый взгляд, взаимно исключающие одна другую, существуют как бы в разных измерениях. Взятые в самом общем виде, они не противоречат большинству известных сейчас фактов залегания нефти в недрах. В этом состоит парадокс проблемы нефтеобразования.

Обе точки зрения достаточно продуктивны и опираются не только на логические заключения, но и на реальные факты. И в то же время противоречат друг другу. Интересную точку зрения на этот счет высказывает известный советский геолог В. П. Гаврилов.

“Спор можно разрешить, - пишет он, - если проследить круговорот углерода в природе. Одним из первых, кто предпринял успешную попытку представить глобальный процесс круговорота углерода в природе, был В. И. Вернадский. Он считал, что углерод и его соединения, которые участвуют в строении нефти, газа, каменного угля и других пород, являются частью глобальной геохимической системы круговорота в земной коре...”

Что же представляет из себя этот круговорот? Наиболее распространенным соединением является диоксид углерода. Масса этого вещества в атмосфере оценивается астрономической цифрой 4 · 10¹¹ тонн! В процессе выветривания и фотосинтеза ежегодно из атмосферы поглощается более 8 · 10⁸ тонн СО₂. Если бы не кругооборот, то за несколько тысяч лет углерод полностью перешел бы из атмосферы в горные породы. По современным оценкам, масса диоксида углерода в горных породах, примерно в 500 раз превышает его запасы в атмосфере.

Еще одним переносчиком углерода является метан. Его в атмосфере около 5 · 10⁹ тонн. Из атмосферы метан утекает в стратосферу и далее в космическое пространство. Кроме того, метан расходуется и при протекании фотохимических реакций. По всему поэтому, продолжительность существования молекулы метана в атмосфере в среднем около 5 лет.

В рамках углеродного цикла весь резерв земной атмосферы, океана и биомассы мог исчерпаться довольно быстро – за 50-100 тысяч лет. Однако этого не произошло. Ученые считают, что запасы углерода на планете непрерывно пополняются из космоса и мантии Земли.

Из космического пространства углерод поступает вместе с метеоритным веществом. Но такое поступление незначительно. Для пополнения его запасов, в атмосферу ежегодно должно поступать около 10⁹ тонн метана из подземных запасов.

Основной поставщик углерода – мантия планеты, причем не столько за счет извержений вулканов, как считалось ранее, а при дегазации недр (газовое дыхание планеты). Этиуглеродные запасы также не безграничны и должны как-то пополняться. И такой механизм пополнения, считают, действует и по сей день. Это затягивание осадков океанической коры в мантию при надвигании плит друг на друга.

Такой широкий взгляд на круговорот углерода в природе мог бы примирить органиков и неоргаников. В самом деле: органики считают, что углерод при образовании нефти обязательно должен пройти через живой организм. И это не исключено

Исследования, выполненные межпланетными автоматическими станциями, показывают, что на Венере и Марсе достаточное количество оксида и диоксида углерода, а вот углеводородных газов не обнаружено—по всей вероятности потому, что на этих планетах отсутствует биосфера и характерный для Земли цикл превращения углерода в углеводороды там невозможен.

Могут быть правы и неорганики: ведь сами по себе все органические вещества, участвующие в жизненных циклах, когда-то образовались из неорганических.

Очень похоже, что в практических поисках нефти и газа надо использовать весь арсенал теорий и гипотез, которыми располагает современная наука.