Поскольку процесс дегазации мантии легче всего происходит в зонах разломов, то истечение углеводородных газов, как рассуждают П. Н. Кропоткин и Б. М. Валяев, должно осуществляться наиболее интенсивно вдоль крупных разломов. Авторы этой гипотезы вновь в качестве доказательства своей правоты берут на вооружение наблюдаемую в ряде случаев пространственную связь месторождений нефти и газа с разломами земной коры.
Наряду с ведущей ролью дегазации мантии при образовании нефти и газа ученые допускают возможность возникновения углеводородов из рассеянного органического вещества, но в более скромных количествах по сравнению с глубинными источниками.
Схожие взгляды на образование углеводородов развивает в наши дни американский ученый Т. Голд. Он исходит из необходимости объяснения избыточного углерода на нашей планете. Фотосинтез как источниг углерода, по его мнению, недостаточен. Т. Голд предполагает, что углерод попал на Землю при ее формировании из протопланетного облака. Первоначально он концентрировался вместе с другими низкотемпературными конденсатами, главным образом в форме неокисленных компонентов, включая углеводороды. Попав затем в недра Земли, углеродистое вещество при соответствующих давлениях и температурах должно было высвобождать углерод преимущественно в форме метана. В потоке этого газа, двигавшегося из недр на поверхность, по представлению Т. Голда, могли образовываться более сложные молекулы углеводородов.
Дегазация мантии как ведущий фактор нефтегазо-образования рассматривается и в работах ряда других исследователей. Киевский геолог В. И. Созанский в своих трудах пытается обосновать формирование залежей углеводородов изменением термобарических условий по пути следования глубинного газового потока. Продвижение его вверх через плохо проницаемые породы происходит вначале сравнительно легко потому, что газы были сильно нагреты и находились под большим давлением. При этом они, как считает В. И. Созанский, вызывали даже раскрытие разломов и разуплотнение горных пород. Попав в зону пониженных температур и давлений, горячие углеводородные газы «заморозились» за счет адиабатического эффекта, их проникающая способность резко упала, и они сформировали залежи. В. И. Созанский допускает только вертикальную миграцию углеводородов и считает, что самые крупные по запасам залежи нефти и газа сформировались в зоне фронта глубинного нефтегазового потока.
Другие ученые, сторонники идеи газового дыхания Земли, наряду с вертикальной миграцией углеводородов допускают и существенное их горизонтальное передвижение.
Так, геолог Л. М. Зорькин рассматривает подземные воды осадочного слоя коры как своеобразный улавливатель глубинного газового потока, где присутствуют и углеводородные газы. По его данным, в каждом кубометре пластовой воды (до глубины 4 км) содержится от 0,01–1,3 до 9–10 м3 газа, на больших глубинах газонасыщенность увеличивается до 90 м3/м3. Гидросфера не только аккумулирует в себе глубинные газы, но и переносит их по пористым пластам. На определенных этапах своего развития гидросфера достигает предельного газонасыщения, тогда происходят выделение газов в свободную фазу и формирование их залежей. Согласно представлениям этого исследователя, самые крупные по запасам газовые месторождения обязательно приурочены к мощным водонапорным системам.
Механизм, предложенный Л. М. Зорькиным, в какой-то степени объясняет лишь образование газовых залежей (хотя для этого не обязательно «тащить» их из мантии Земли), но не образование нефтяных скоплений, поскольку растворимость нефти в воде очень низкая и, как будет показано далее, для растворения всей имеющейся нефти в залежах количества пластовой воды будет недостаточно.
Таким образом, хотя в основе концепции о происхождении нефти и газа за счет углеводородного дыхания Земли лежит единый процесс дегазации мантии, механизм и причины образования залежей в трактовке различных ученых могут быть принципиально иными.
По существу взгляды П. Н. Кропоткина, Б. М. Валяева, Т. Голда, В. И. Созанского и др. мало чем отличаются от воззрений других «неоргаников». Заслугой П. Н. Кропоткина и Б. М. Валяева является попытка увязать глобальный процесс дегазации мантии Земли, приведший к возникновению атмосферы и гидросферы на нашей планете, с рождением нефти и газа. Привлекает также их более терпимая позиция к возможности органического происхождения углеводородов.
Космический угол зрения
Сотни лет ходили геологи по Земле, изучая ее строение, но некоторые удивительные свойства земной коры стали заметны лишь тогда, когда геологи посмотрели на земной шар из космоса. Космический угол зрения внес новые элементы и в проблему происхождения нефти. В частности, была обнаружена приуроченность ее месторождений к необычным кольцевым структурам.
Кольцевые структуры — это геологические образования в земной коре в виде колец диаметром от 1 до 1500 км. Раньше подобные структуры рассматривались как метеоритные кратеры. Однако последних на Земле не так уж много — около 120, их диаметр от десятков метров до 65 км (максимум до 100 км). Кольцевых же структур обнаружено более 8 тыс. и таких диаметров, что, упади подобный метеорит на нашу планету, вряд ли она смогла бы существовать далее. Более того, при детальном изучении некоторых кольцевых структур, увиденных из космоса, в них обнаружено двух- и трехъярусное строение. Большая группа колец расположена в точках, где пересекаются крупные разломы коры. В самих же кольцевых структурах далеко не всегда обнаруживаются следы метеоритного удара. Все это посеяло глубокие сомнения среди сторонников метеоритной гипотезы кольцевых структур.
Рис. 4. Кольцевые структуры и месторождения углеводородов юго-восточной части Волго-Уральской провинции [Габриэлянц и др., 1984]
1 — месторождения углеводородов; 2 — кольцевые структуры; 3 — трещиноватость
Большинство исследователей (О. Л. Кузнецов, В. В. Муравьев, Г. П. Попсуй-Шапко и др.) склонны рассматривать эти «кружева» земной коры как результат внутренней деятельности земных недр, связанной с очаговым возбуждением мантии и подъемом магмы в виде мантийного диапира — огромной перевернутой капли огненно-жидкого глубинного вещества. Нарушая целостность земной коры, мантийный диапир создает в ней сложную систему концентрических и радиальных трещин. Глубинные водные растворы с высокой концентрацией солей, сопровождающие мантийный диапиризм, внедряются в систему трещин, образовавшихся над диапиром. В верхних горизонтах коры, где температура и давление снижаются, уменьшается соответственно и растворяющая способность воды, а соли выпадают в осадок. Они-то и маркируют радиально-концентрическую систему, которая так хорошо заметна из космоса.
Погребенная кольцевая структура создает в приповерхностных слоях аномалии в магнитном, гравитационном, тепловом, электрическом и других геофизических полях. Все они также имеют кольцеобразную форму.
Тектонические подвижки по радиально-концентрическим трещинам приводят к образованию в осадочном чехле односторонних изгибов пластов (флексур), краевых валов, цепочек антиклинальных поднятий. К этим же зонам приурочены концентрические полосы разуплотнения и трещиноватости пород, обеспечивающие пути для движения подземных флюидов. Но что самое удивительное, в кольцевую систему хорошо вписываются многие нефтяные и газовые месторождения. На рис. 4 показан нефтегазоносный регион юго-востока Волго-Уральской провинции. Даже неискушенный глаз замечает приуроченность месторождений углеводородов к кольцевым структурам. Причем если месторождение располагается внутри кольцевой структуры и лежит на месте пересечения нескольких кольцевых структур, то такое месторождение крупнее и характеризуется наибольшим стратиграфическим диапазоном нефтегазоносности вскрытых продуктивных горизонтов [Дегазация Земли и геотектоника, 1985]. Чем же это объясняется?