ПРИМИТИВНЫЕ ФОРМЫ жизни



Предыдущая | Следующая

Содержание

ПРИМИТИВНЫЕ ФОРМЫ жизни

Доказательства предположении об очень раннем появлении жизни мы находим в породах группы формаций Свазиленд в Южной Африке. В отложениях, возраст которых меняется от 3,1-109 до более 3,3-К)9 лет, встречаются палочки, напоминающие бактерии, и водорослеподобные сферы [524]. Последние по морфологии похожи на современные сине-зеленые водоросли. Их водорослеподобная структура свидетельствует о том, что зеленые фотосинтезирующие растения, способные продуцировать кислород, видимо, уже начали развиваться в это время.

Эти первичные организмы называются прокариотами, так как генетический материал в них не сконцентрирован в клеточном ядре. У них отсутствует деление по признаку пола. Морфология подобных организмов, должно быть, очень мало менялась в течение длительного геологического времени из-за их неспособности к мутациям. Докембрийские и современные их формы близки друг к Другу. Слоистые подушки, образованные сине-зелеными водорослями, или строматолиты, впервые появились прпмерио 3,1-109 лет назад. По основным морфологическим признакам они схожи со слоистыми биогермами современных сообществ сппе зеленых водорослей. 2,3- 109 лет назад строматолиты распространились повсеместно. Наряду с ними широко были представлены различные морфологически сложные микроорганизмы [525].

Наиболее крупным шагом в эволюционной истории было появление эукариотов. Они имели хромосомы и клетки с ядрами, которые близки к аналогичным образованиям всех более высоких по уровню развития форм жизни. Первые эукариоты (1 —

1,5* 109 лет назад) характеризовались отсутствием разнополой организации и поэтому не отличались генетическим разнообразием. В интервале от 0,8 • 109 до 1 • 109 лет назад появились разнополые эукариоты [526]. Это послужило «эволюционным толчком», который повлек за собой взрывоподобное увеличение разнообразия форм жизни и дальнейшее эволюционное их развитие. В течение нескольких сотен миллионов лет Мировой океан был заселен огромными по размерам зелеными, красными и бурыми водорослями. Бурые водоросли вендского возраста (680— 570 млн. лет) описаны Гниловской [230] на территории СССР, а зеленые водоросли позднедокембрийского возраста — в Норвегии [576]. Описание других находок приводится Шопфом и др. [526].

Распространение этих многоклеточных организмов повлекло за собой широкое развитие фауны и флоры в раннем кембрии. В кембрийских пластах заключены остатки по крайней мере 1200 различных видов организмов, среди которых широко представлены брахиоподы, гастроподы, известковые губки, водоросли, черви и сложно организованные трилобиты весом свыше 5 кг.

Распространение жизни все еще ограничивалось озерами, реками и океанами. Лишь в позднесилурийскую эпоху растения вышли на сушу. Изменения содержания органического углерода в отложениях фанерозоя [499] указывают на более позднее спорадическое усиление и падение биологической продуктивности. Об этом свидетельствуют и колебания в количестве остатков фитопланктона [592].

На рис. 2.2 показаны основные черты эволюции жизни и атмосферы: по геохимическим и биологическим данным вначале преобладал водород, однако он вскоре рассеялся; азот, обладающий гораздо меньшей реакционной способностью в сравнении с другими газами, уже на ранних этапах геологической истории стал важным компонентом атмосферы; углекислый газ также приобрел важное значение, но затем его содержание сократилось вследствие уменьшившейся скорости выделения ювенильного и возвращаемого в круговорот углекислого газа; концентрация кислорода возрастала по мере того, как растения распространялись по поверхности Земли. Уровень содержания кислорода, вероятно, стабилизировался в позднем мезозое 12801. Разнообразие живых организмов стало возможным л мм м. мосле появления первых разнополых эукариотов. Линн, на рубеже

0,6- 109 лет назад эволюция фауны и флоры привела к появлению многообразных форм жизни.

НЕФТЯНОЙ ПОТЕНЦИАЛ ДОКЕМБРИЙСКИХ ПОРОД

В 1965 г. Гровер Мюррей указал на то, что геологи-нефтяники пропускают обширные потенциально благоприятные зоны, пренебрегая разведкой неметаморфизованных горизонтов до-кембрийских отложений. Статья Мюррея была написана под впечатлением открытия скоплений автохтонных углеводородов в докембрийских толщах центральной Австралии, однако этому событию предшествовали сообщения об успешной разведке залежей автохтонных углеводородов в верхнем докембрии Русской и Сибирской платформ. В 1962 г. было открыто крупное месторождение Марково к северу от Иркутска — многопластовая залежь газа и конденсата в образованиях рифейского и вендского отделов докембрия и, кроме того, нефть в нижнем кембрии. Распределение нефти и газа в этих отложениях по

Н. Б. Воссоевичу и др. [636] представлено в табл. 2-1. Наибо-

 

лее глубокой из введенных в разработку является небольшая газовая залежь в терригенных песках и гравелитах, которые залегают на гнейсах и сланцах. Значительными дебитами газа и конденсата отличается марковский горизонт, представляющий собой слой плохо отсортированных песков мощностью от 19 до 29 м, перекрытых 70-метровой пачкой доломитизирован-ных аргиллитов. Трещины в этих хрупких аргиллитах, видимо, служат путями миграции углеводородов в основной продуктивный горизонт, парфеновский, который залегает в основании венда [358]. Мощность парфеновских песков колеблется от 16 до 37 м, а проницаемость от 0,5 до 30 миллидарси (мД). Флюи-доупором для этой газоконденсатной залежи служит мощный горизонт доломитовой глины, содержащей смектит, который в свою очередь перекрывает 250-метровая толща тонкозернистых доломитов. Небольшая нефтяная залежь приурочена к трещиноватым, кавернозным водорослевым известнякам — базальному горизонту кембрия.

Добываемый газ является жирным, а не сухим. Отсюда следует, что материнские и коллекторские горизонты пород не подвергались воздействию высоких температур, как это имело место в Западно-Канадском бассейне, где отложения содержат глубинный сухой газ, обязанный происхождением метаморфи-зованному органическому веществу. Н. Б. Вассоевич и др. [636] приводят много других примеров наличия углеводородов в докембрии. Они опубликовали карту, на которой показано девять потенциально нефтегазоносных бассейнов в Евразии, Африке и Австралии.

Совершенно очевидно, что нельзя пренебрегать неметамор-физованными отложениями докембрия. Наши знания о происхождении и развитии жизни, а также о распределении органического вещества в докембрии должны помочь нам в оценке тех докембрийских отложений, которые могут содержать нефть. Жизнь появилась по крайней мере 3-109 лет назад (рис. 2-2). Если предположить, что вся нефть на Земле имеет органическое происхождение, о чем речь будет идти ниже, то с породами старше 3 * 109 лет будет связано совсем мало нефти, либо она в них вообще отсутствует. В интервале от 3- 109 до 1 • 109 лет назад жизнь была представлена малочисленными весьма примитивными формами. Где-то между 0,6 * 109 и 1 - 109 лет назад произошло взрывоподобное расширение всемирной популяции организмов вследствие появления буквально тысяч видов растений и животных. Наиболее вероятно, что именно с этим интервалом времени, т. е. в пределах той части шкалы, которую можно отнести к фанерозою, связано формирование нефтематеринских отложений.

Увеличение концентрации кислорода в атмосфере и появление многоклеточных организмов в период 0,7 • 109—1,0* 109 лет назад совпадает с заметным возрастанием биомассы живых существ на планете. Ронов и др. [501] отмечают значительное повышение среднего содержания углерода в глинах и сланцах, сформировавшихся на рубеже докембрия и фанерозоя и широко представленных на территории СССР и Северной Америки. По меньшей мере в одном случае отложения этого возраста — мичиганские глины Ноунсач — по содержанию углеводородов близки фанерозойским породам, которые считают хорошими нефтематеринскими образованиями.

Данные о содержании органического углерода и углеводородов в докембрийских и фанерозойских кремнях и глинах представлены в табл. 2-2. Породы, возраст которых определяется в 1,9*109—3,3*109 лет, повсеместно отличаются низкими концентрациями углеводородов, и почти все, кроме глин Судан,— низкими концентрациями углерода. Содержания углеводородов обычно настолько невелики, что исключают возможность рассмотрения их в качестве источников нефти и газа. Если они

Таблица 2-2

Органический углерод и углеводороды в докембрийских и фанерозойских отложениях

когда-то и содержали большее количество углеводородов, то, вероятно, лишились их вследствие метаморфизма. Смит и др. [558] представили данные, показывающие, что и присутствующие углеводороды, вероятно, являются аллохтонными, т. е. привнесенными в породы уже после их образования.

Однако известны жидкие и твердые углеводороды, бесспорно автохтонные, в черных глинах Ноунсач из серии Кивино в районе озера Верхнего [91]. Эти глины подстилаются и перекрываются красноцветными породами, в которых углеводороды не установлены. Результаты отдельных анализов заметно варьируют, однако все они показывают присутствие полного набора углеводородов, типичных для нефти (табл. 2-3). Приведенные в табл. 2-3 соединения рассматриваются подробно в гл. 3.

Глины Ноунсач, впрочем, отличаются от нефтепроизводящих пород фанерозойского возраста. Так, содержания углеводородов бензинового ряда С4—Cg в них составляют лишь

1 мкг/г, тогда как для хорошо изученных нефтепроизводящих глин характерны содержания от пяти до нескольких сотен микрограммов на грамм. Из табл. 2-2 видно также, что докембрий-ские глины на Русской платформе содержат в три раза меньше органического углерода по сравнению с кайнозойскими отложениями СССР.

В целом имеющиеся в настоящее время разрозненные данные показывают, что вероятность существования благоприятного соотношения материнская порода—коллектор в отложениях старше 1 • 109 лет весьма мала. Впрочем, неметаморфизо-ванные породы, имеющие несколько более молодой возраст, могут обладать хорошим нефтематеринским потенциалом. Не существует отрицательных биохимических предпосылок, которые заставили бы нас пренебречь этими отложениями; на территории СССР они определенно относятся к нефтепроизводящим породам, обусловившим формирование крупных нефтяных и газовых скоплений. Проблема нефтематеринского потенциала верхнедокембрийских — кембрийских пород так же тесно связана с метаморфизмом и тектонической активностью региона, как и с изначальным содержанием углерода. Породы этого возраста зачастую в буквальном смысле «выгорают», утрачивая, как это будет показано ниже, способность генерировать углеводороды, а многие скопления, которые сформировались когда-то, впоследствии разрушились в результате денудации и утечки углеводородов из залежей. Еще предстоят открытия скоплений нефти в докембрийских толщах, прежде всего в разрезах неметаморфизованных слабо нарушенных пород, а также в толщах, куда могли мигрировать углеводороды из более молодых материнских отложений. То обстоятельство, что подобные отложения до сих пор в большей степени остались иераз-

 

веданными, вселяет надежду на открытие в них крупных скоплений. Впрочем, геолог должен понимать, что, если принять во внимание вышеприведенные соображения, шансы получить пустую скважину в данном случае несколько больше средних.

Содержание