Тайны образования нефти и горючих газов

Калинко Михаил Кузьмич

Влияние температур на степень преобразования органического вещества особенно хорошо изучено по ископаемым углям, как известно, образовавшимся из органического вещества наземных растений. Так, ископаемые угли Подмосковного бассейна, не испытавшие значительного погружения и, стало быть, не подвергшиеся действию высоких температур, - бурые, относительно слабо измененные, а угли Донбасса, которые начали образовываться в ту же раннекаменноугольную эпоху, что и угли Подмосковья, - каменные и даже в отдельных зонах переходят в полуантрациты и антрациты.

Правильность теории органического происхождения нефти подтверждается также и тем, что по мере углубления исследований как органического

вещества, так и нефтей и газов между ними устанавливается все больше родственных связей. В самом деле, еще несколько десятилетий назад связи между этими веществами определялись лишь по сходству общего химического состава. С переходом на более тонкие виды анализов было выяснено, что соотношение различных групп углеводородов в органическом веществе и образовавшейся из него нефти близко. С переходом на молекулярный и атомарный уровни исследований удалось не только обнаружить индивидуальные углеводороды, которые из органического вещества перешли в нефть, но и установить "биологических" предшественников некоторых углеводородов, содержащихся в нефти, выявить генетическую связь этих веществ по изотопному составу углерода и серы.

Таким образом, гипотеза органического происхождения нефти, зародившаяся на основе преимущественно геологических данных по сравнительно ограниченному числу объектов, подтвердилась на огромном числе новых объектов (несколько десятков тысяч) и подкреплена многогранной химической информацией, корректно проведенными экспериментами, наконец, описывается различными математическими моделями. Следовательно, по всем современным критериям эта гипотеза вполне отвечает требованиям, предъявляемым к теориям и, стало быть, обоснованно называется теорией происхождения нефти и углеводородных газов.

Однако справедливость требует остановиться на критике этой теории и на доказательствах ошибочности, к сожалению, еще бытующих старых представлений о неорганическом происхождении нефти и углеводородных газов. Необходимо особо подчеркнуть, что сторонники старых, уже опровергнутых предположений существуют не только в нефтегазовой геологии. Американский ученый Т. Кун, проанализировавший научные революции во многих отраслях знаний [14] , заключает: "Когда в развитии естественной науки ученый или группа исследователей создают синтетическую теорию, способную привлечь большинство представителей следующего поколения исследователей, прежние школы постепенно исчезают. Но всегда остаются ученые, верные той или иной устаревшей точке зрения". Об этом же пишет в интересной книге А. Сухотин [15] . В качестве примеров авторы указанных книг упоминают немецкого химика Р. Бунзена, не признавшего закон Д. И. Менделеева, Г. Галилея, вначале не принявшего систему Н. Коперника, которую также отрицал Ф. Бэкон, французского палеонтолога Ж. Кювье, отрицавшего учение Ч. Дарвина и т. д.

14

Кун Т. Структура научных революций. М., Прогресс, 1977.

15

Сухотин А. Парадоксы науки. М., Молодая гвардия, 1978.

Обращает на себя внимание тот факт, что, возрождая в пятидесятых годах XX века представления о неорганическом происхождении нефти, авторы не смогли выдвинуть никаких принципиально новых аргументов по сравнению с теми, которые приводились в XIX веке. Результаты разработок, произведенных в течение почти тридцати лет (с 1951 года), не позволили создать какой-либо новой модели, принципиально отличающейся от моделей, предложенных ранее. Более того, даже те предположения, которые до научно-технической революции еще можно было считать обоснованием неорганического происхождения нефти, в настоящее время не подтвердились.

Начиная с А. Гумбольдта, все сторонники неорганического происхождения нефти в качестве одного из основных доводов приводили информацию о битумопроявлениях и залежах нефти и газа в магматических и метаморфических породах. Как видно из приведенного выше текста, подобные проявления достаточно надежно могут быть аргументированы и с позиции осадочно-миграционной теории происхождения нефти и углеводородных газов.

Одним из аргументов в пользу именно такого объяснения является тот факт, что указанные проявления как по числу, так и по объемам несоизмеримо меньше, чем в осадочном чехле.

Начиная со Страбона, почти все исследователи в качестве довода в пользу неорганического происхождения нефти приводили грязевые ,вулканы, считая, что их деятельность обусловлена близостью магматического источника. Еще И. М. Губкин доказал, что деятельность грязевых вулканов нефтегазоносных областей вызвана наличием углеводородных газов на глубине и, как установлено теперь бурением, под ними нет магматических очагов. Что касается грязевых вулканов вулканических областей, то при морфологическом сходстве их с грязевыми вулканами нефтегазоносных областей они отличаются от последних другим составом газов, среди которых преобладает двуокись углерода.

Прекрасным примером различной природы указанных типов грязевых вулканов являются недавно детально изученные четыре грязевых вулкана в бассейне реки Коперривер на Аляске. Как оказалось, из двух восточных грязевых вулканов поступает преимущественно углекислый газ, свидетельствующий о связи с магматическими очагами, газ двух западных грязевых вулканов состоит почти исключительно из метана, изотопный состав углерода которого свидетельствует об его связи с органическим веществом осадочных пород. Таким образом, аргумент, приводимый в течение почти двух тысяч лет в пользу неорганического происхождения нефти, в настоящее время является одним из важных доводов, доказывающих образование нефти и углеводородных газов из органического вещества, содержащегося в осадочных породах.

Пожалуй, более половины работ, посвященных обоснованию представлений о неорганическом происхождении нефти и углеводородных газов, содержит критику положений осадочно-миграционной теории происхождения нефти. При этом наряду с действительно дискуссионными приводятся положения, давно решенные и вполне доказанные. Авторы таких работ сначала пытаются доказать, что битумы, извлекаемые из горных пород при анализе с помощью растворителей, в действительности представляют собой новообразования, формирующиеся в процессе анализа в горячем хлороформе. Однако когда такие же битумы извлекаются из магматических или метаморфических пород, то обычно эта информация приводится как доказательство неорганического происхождения нефти.

Когда же эти аргументы опровергаются, сторонники неорганического происхождения нефти выдвигают обычно положение о том, что сами битумы являются вторичными и представляют собой следы "дыхания" залежей нефти, расположенных ниже. Наконец, если на конкретном материале им доказывают несостоятельность и этого аргумента, то выдвигают следующий: эти битумы в природных условиях не могут покинуть породы. Для подтверждения этого довода производят всякие расчеты, в которых приводится общая поверхность минеральных частиц и количество битума, которое не может даже покрыть эти частицы мономолекулярным слоем.