Разработка геотермодинамического метода для прогноза нефтеперспективных областей в тыловых зонах литосферной субдукции

Цель. Показать возможности разрабатываемого геотермодинамического метода для оценки различных геолого-геофизических параметров внутреннего строения верхней мантии в зонах литосферной субдукции (при определенных значениях угла наклона, скорости субдукции, теплового потока), которые позволяют прогнозировать нефте- и газоперспективные области в осадочном слое земной коры на определенном расстоянии от глубоководного желоба зоны субдукции.

Материалы и методы. При использовании геотермодинамического метода, разработанного в приближении однородной жидкости с постоянной вязкостью, заполняющей астеносферу мантийного клина в промежутке между поверхностью субдуцирующей литосферной плиты и «подошвой» настилающей литосферы, численно рассчитаны величины диссипативного теплового потока, подводимого из астеносферы к настилающей литосферной плите, и максимальные температуры в вертикальном сечении мантийного клина. При этом учитывается адвективный и кондуктивный 2D-перенос тепла, генерируемый в мантийном клине за счет вязкой диссипации при заданном движении субдуцирующей плиты.

Результаты. При условиях непроскальзывания на границах литосферы и астеносферы максимумы аномального теплового потока, наблюдаемые в тылу зон субдукции на расстоянии ~250–300 км от желоба, достаточно хорошо согласуются с рассчитываемыми здесь для субдукции Амурской, Адриатической и Черноморской микроплит соответственно под Охотскую, Евроазиатскую и Скифскую литосферные плиты со скоростями ~10 мм в год, ~10 мм в год, и ~3 мм в год соответственно при среднем коэффициенте вязкости астеносферы 2·10²³ Па·с. Последнюю величину вязкости можно принять в качестве оценки средней вязкости в мантийном клине.

Заключение. Выполненные исследования позволяют выделить нефтегазоперспективные регионы для проведения в них детальных геолого-разведочных работ на территории Российской Федерации и других стран.

1. Уеда C. Новый взгляд на Землю. М.: Мир, 1980. — 216 с.

2. Теркотт Д.Л., Шуберт Дж. Геодинамика. М.: Мир, 1985. — 732 с.

3. Pollack B.N., Hurter S., Johnson J.R. The New Global Heat Flow Data Compilation // EOS Trans, AGU. — 1990. — № 71. — P. 1604−1625.

4. Sawkins F.J. Sulfi de ore deposits in relation to plate tectonics // Journ. Geol. — 1972. −V. 80. −No. 4. — P. 377−397.

5. Гаврилов С.В., Абботт Д.Х. Термомеханическая модель тепло- и массопереноса в окрестности зоны субдукции // Физика Земли. −1999. −№ 12. −C. 3−12.

6. Chandrasekhar S. Hydrodynamic and hydromagnetic stability. Oxford, Clarendon, 1961. − 654 p.

7. Гаврилов С.В., Харитонов А.Л. О формировании аномального теплового потока в бассейне Паннония и зоне Вардар при субдукции Адриатической плиты под Евроазиатскую плиту // International Journal of Professional Science. — 2021. — № 9. — С. 27–39. https://doi.org/10.54092/25421085_2021_9_27

8. Гаврилов С.В., Харитонов А.Л. О субдукции Амурской микроплиты и конвективном механизме выноса диссипативного тепла и углеводородов из мантийного клина в Охотском море к востоку от острова Сахалин // Вестник Академии наук Республики Башкортостан. — 2022. — Т. 42. — № 1(105). — С. 5−12. https://doi.org/10.24412/1728-5283_2022_1_5-12

9. Гаврилов С.В., Харитонов А.Л. Оценка нефтегазовых перспектив Крымского полуострова как результат геодинамического моделирования зоны субдукции Восточно-Черноморской плиты под литосферу Скифской плиты // Ученые записки Крымского федерального университета имени В.И. Вернардского. Сер. География, Геология. — 2021. — Т. 7. — № 3. — С. 279−291. https://doi.org/10.37279/2413-1717-2021-7-3-279-291

10. Гаврилов С.В., Харитонов А.Л. Геотермодинамическая модель предполагаемой палеозоны литосферной субдукции в районе Черноморской впадины и ее связь с металлогенической зональностью Крыма и Кавказа // Региональная геология и металлогения. — 2021. — № 87. — С. 4−16. https://doi.org/10.52349/0869-7892-2021-87-04-16

11. Kharitonov A.L., Gavrilov S.V. Distribution of metallogenic zones of the Caucasus region originated as a result of the subduction of the lithosphere of the Tethys paleo-oceanic plate under the East-European paleo-continental plate // Acta Geodinamica et Geomaterialia. — 2021. — V. 18. — № 2(202). — P. 199−208. https://doi.org/10.13168/AGG.2021/0014

12. Вакье В. Морская геология. М.: Мир, 1975. — 200 с.

13. MacKenzie D.P. Speculations on the consequences and causes of plate motion // Geophys. J. of Roy. Astron Soc. — 1969. — V. 18. — P. 1–32.

14. Zharkov V.N. Physics of the Earth’s Interiors. Duesseldorf: Lambert Academic Publishing. — 2019. — 438 p.

15. Смирнов Я.Б. (ред.). Карта теплового потока территории СССР и сопредельных районов. М.: ГУГК, 1980.

16. Carminati E., Lustrino M., Doglioni C. Geodynamic evolution of the central and western Mediterranean: Tectonics vs. igneous petrology constraints // Tectonophysics. — 2012. — V. 579. — P. 173–192.

17. Lenkey L., Dovenyi P., Horvath F., Cloetingh S.A.P.L. Geothermics of the Pannonian basin and its bearing on the neotectonics // EGU Stephan Mueller Special Publication Series. — 2002. — V. 3. — P. 29–40.

18. Ушаков С.А., Галушкин Ю.И., Иванов О.П. Природа складчатости осадков на дне Черного моря в зоне перехода к Крыму и Кавказу // Доклады АН СССР. — 1977. — Т. 233. — № 5. — C. 932–935.

19. Тимурзиев А.И. Миф «энергетического голода» от Хабберта и пути воспроизводства ресурсной базы России на основе реализации проекта «Глубинная нефть» // Бурение и нефть. — 2019. — № 1. — С. 12−20.

20. Сывороткин В.Л. Глубинная дегазация Земли и глобальные катастрофы. М.: Геоинформцентр, 2002. — 250 с.

21. Павленкова Н.И. Ротационно-флюидная модель глобального тектогенеза / В кн.: Дегазация Земли и генезис нефтегазовых месторождений (к 100-летию со дня рождения академика П.Н. Кропоткина). Под ред. А.Н. Дмитриевского, Б.М. Валяева. М.: ГЕОС, 2011. — С. 69−92.

22. Сейфуль-Мулюков Р.Б. Нефть и газ. Глубинная природа и ее прикладное значение. М.: Торус Пресс, 2012. — 216 с.

23. Рингвуд А.Е. Состав и строение Земли. М.: Мир, 1984. — 133 с.

24. Гуревич Г.С., Максимов С.П. Схематическая карта нефтеносности. Масштаб 1:120 000 000. Санкт-Петербург: ВСЕГЕИ, 1987. — 1 л.

25. Глумов И.Ф., Гулев В.Л., Сенин Б.В., Карнаухов С.М. Региональная геология и перспективы нефтегазоносности Черноморской глубоководной впадины и прилегающих шельфовых зон. М.: Недра, 2014. — 181 с.

26. Kelly D.S., Fruh-Green G.L. Abiogenic methane in deep-seated mid-ocean ridge environments: Insights from stable isotope analyses // Journal of Geophysical Research. — 1999. — V. 104. — P. 10439−10460.

27. Kiyosu Y. Hydrogen isotopic compositions of hydrogen and methane from some volcanic areas in Northeastern Japan // Earth and Planet. Sci. Lett. — 1983. — V. 62. — № 1. — P. 41−52.

28. Maekawa H., Yamamoto K., Teruaki J., Ueno T., Osado Y. Serpentinite seamounts and hydrated mantle wedge in the Jzu-Bonin and Mariana forearc regions // Bull. Earth. Res. Inst. Univ. Tokyo. — 2001. — V. 76. — P. 355−366.