«На основе цифровой базы данных автора (576 сланцевых толщ в 177 осадочных бассейнах 47 стран мира) впервые составлен Сводный стратиграфический разрез нефтегазоматеринских толщ планеты Земли, охватывающий временной диапазон в 2100 млн. лет. Выделены «Уровни формирования НГМТ» (УФ НГМТ), отражающих совокупность нефтегазоматеринских толщ» (Н. Киселева, 2017).
Анализ разреза (В.Н. Устьянев):
Древнейшие АУФ НГМТ палеопротерозоя, рифея и раннего венда
( ≈ 2 100 – 570 млн. лет).
Для интервала времени, включающего палеопротерозой, рифей и ранний венд, автору известно около 30 индивидуальных НГМТ, которые, с определенной условностью, 12) - могут представлять 9 «Уровней формирования НГМТ» или «Ассоциаций Уровней формирования НГМТ». Условность обусловлена тем, что при дефиците информации одиночные НГМТ, разделенные во времени на 100-200 млн. лет и более, могут служить указанием на то, что при более детальных исследованиях в этих интервалах времени могут появиться «Уровни формирования НГМТ» и «Ассоциаций Уровней формирования НГМТ».
Древнейшие, раннепротерозойские (палеопротерозой), НГМТ мира изучены в осадочном бассейне Franceville (Габон, Африка). Серия Franceville залегает на архейском основании, сложена слабо метаморфизованными кластическими и вулканогенно-осадочными породами с радиологическим возрастом 2,1–1,95 ± 0,03 млрд лет. Серия подразделяется на 4 свиты. Во второй и третьей свитах содержание Сорг от 2 до 20 %. Установлены следы фоссилизированных микробных сообществ в виде кремнистых строматолитов и обильные микробные формы. Катагенетическое изменение керогена отвечает главной фазе «нефтяного окна». Любопытен феномен природных ядерных реакторов (возраст 1,968 ± 0,050 млрд лет), определивших дополнительное преобразование нефтегазоматеринских пород серии Franceville, в результате ионизирующего излучения урана и продуктов его распада. (спрвка: Природный уран содержит около 0,71 % U-235, 99,28 % U-238 и примерно 0,0054 % U-234).
Выделение палеопротерозойской АУФ НГМТ подтверждается существованием метаморфизованных черносланцевых образований раннепротерозойского (палеопротерозойского) возраста на многих докембрийских платформах. Так, в бассейне Iron River-Crystal Falls к югу от озера Верхнее в США черносланцевая свита Michigan представлена метааргиллитами и сланцами, в которых содержание углерода колеблется от 5 до 29% , толщина свиты до 2000 м, возраст 2,0–1,9 млрд лет. Толщина индивидуальных слоев черных сланцев до 6 м, однако она может увеличиваться в несколько раз или, наоборот, приближается к нулю под влиянием складок течения. Суммарная толщина сланцев до 750 м. В Онежском черносланцевом бассейне (возраст 2, 06 – 1,9 млрд. лет), по данным бурения Онежской скважины, высокометаморфизованные (и подверженные пространственным перемещениям типа соляной тектоники) черносланцевые шунгитоносные образования в основном приурочены к заонежской свите (глубина 656 – 2115 м. Практически все литотипы осадочных пород заонежской свиты содержат ископаемые остатки организмов: карбонатные породы - Lithophyta (строматолиты и микрофитолиты); терригенные породы (главным образом пелиты) – акритархи; кремнистые породы – стиролиты и микрофоссилии; шунгитоносные породы – хемофоссилии. Электронно-микроскопическое изучение свидетельствует о былой активной деятельности цианобактерий. Установлены биомаркеры, свидетельствующие о том, что источником органического вещества могли быть термоацидофильные бактерии, цианобактерии и цианофицеи, обитавшие в восстановительных условиях. Раннепротерозойские (палеопротерозой) НГМТ в России обнаружены на полуострове Таймыр севернее широты 76о с.ш., где они представлены двумя терригенными толщами: октябрьской (несогласно залегает на архейском метаморфическом фундаменте, мощность 2500 м) и ждановской (согласно залегает на октябрьской толще, мощность более 3200 м). Обе толщи содержат углеродистые сланцы и филлиты, наиболее выразительная и обладающая наибольшей толщиной пачка которых находится в основании разреза ждановской толщи. Предполагается существование от 2 до 4 индивидуальных НГМТ. Геохимические данные об общем содержании органического углерода и других параметрах сланцевых пород в указанных толщах отсутствуют. Сопоставление со слабо метаморфизованными породами свиты Franceville (Габон, Африка), а также описанными выше высоко метаморфизованными черносланцевыми образованиями нижнего протерозоя, позволяет условно предположить возраст мощной толщи углеродистых филлитов в основании разреза ждановской толщи Северного Таймыра в диапазоне 1,9 - 2,1 млрд. лет. Существование 10 шунгитоносных уровней в заонежской свите (Восточно-Европейская платформа), многочисленных черносланцевых горизонтов в свите Michigan (Северо-Американская платформа) и серии Franceville (Африканская платформа) позволяет предполагать «Ассоциацию уровней формирования НГМТ» и в разрезе октябрьской и ждановской свит Северной части полуострова Таймыр. Представительная АУФ НГМТ изучена в верхней части разреза нижнего рифея, в нее входят 3 УФ НГМТ и 5 индивидуальных НГМТ. На территории России - это арланская свита (R1) в Волго-Уральском сланцевом бассейне с возрастом пород по аутигенному глаукониту в 1470-1490 млн. лет., а также усть-ильинская свита (R1) в Тунгусско- Курейкском сланцевом бассейне с возрастом по Rb-Sr изохроне глауконита 1483+5 млн. лет., а также комплекс Roper Group (R1) в бассейне Beetaloo (Австралия, примерно в 650 км юго-восточнее г. Дарвин), прорванный интрузиями гранитоидов с возрастом 1100-1280 млн. лет. Комплекс Roper Group имеет толщину около 2750 м. Нижняя сланцевая толща Velkerri Shale (R1), имеет толщину 1000 м, терригенный состав, содержит горизонты обогащенных органическим веществом черных сланцев. В разрезе толщи Velkerri Shale выделяется средняя часть, имеющая содержание Сорг – 4% (максимально до 12%), общую толщину 300 м с нетто толщиной обогащенных органическим веществом пород около 30 м. Кероген Типа I и II.
Верхняя сланцевая толща Kyalla Shale (R1) имеет толщину 800 м, состоит из верхней и нижней подтолщ, разделенных тонким горизонтом песчаников Kyalla. Общая толщина от 183 до 762 м. В отношении нефтегазоносности наиболее перспективна нижняя толща сланцев Kyalla, представленная темно-серыми и черными туфоаргиллитами. Среднее общее содержание органического углерода – 2,5%, максимальные значения до 9%, генерационный потенциал H1=250-500 мгУВ / г Сорг.. Толща песчаников Moroak Sandstone, разделяющая сланценосные толщи Kyalla и Velkerri имеет толщину 400 м. В 2011 г в скважине Shenandoah-1 глубиной 2712,7 м, после проведения гидроразрыва из формаций Kyalla и Velkerri получены притоки газа и конденсата. В октябре 2016 г получен приток природного газа дебитом 23-34 тыс. м3/сут из первой в бассейне Beetaloo горизонтальной скважины Amungee NW-14 (на 1000 м горизонтальном участке в сланцах Middle Velkerri выполнен 11-стадийный гидроразрыв). Резервуарная сланцевая зона имеет толщину 30 м, пористость 4,0-7,5%, проницаемость 50-500 нД. Приток газа состоит на 95% из метана, содержание двуокиси углерода составляет 2-4%. Растворенный газ составляет 50-75%. Предполагаемый возраст раннерифейской АУФ НГМТ составляет порядка 1450-1500 млн. лет. В отношении среднерифейских и верхнерифейских НГМТ (25 объектов в России, Бразилии, Китае и Индии), а также нижневендских НГМТ (4 объекта в России) недостаток точных данных о возрасте в большинстве случаев не позволяет осуществить их стратиграфическую корреляцию. Об общем состоянии изученности слабо метаморфизованных сланцевых НГМТ докембрийского возраста свидетельствует тот факт, что 35 из 45 таких объектов описаны в России. Для группы АУФ НГМТ позднего венда и раннего палеозоя известно 64 индивидуальных НГМТ и 15 УФ НГМТ и 5 АУФ НГМТ (V2-Є1; Є1-2; Є3; О1-2; О3).
- АУФ НГМТ нижнего – среднего кембрия (525 – 500 млн. лет)
Охватывает 5 АУФ НГМТ и 16 индивидуальных НГМТ: Floyd & Conasauga (Є2) –США, Hanson Glacier (Є2) –Сев. Гренландия, Alum Shale (Є2),–С. Европа, Burj (Є2) – Ирак, Веселовская (Є2) –Балтийский бассейн, Университетская (Є2) – арх. Северная Земля, Куонамская (Є1-2) – Якутия, Гравийнореченская (Є1-2) – Сев. Таймыр, Иниканская (Є1-2) –Якутия, Шумнинская (Є1) Тунгусская синеклиза, Маратовская (Є1) –арх. Сев. Земля, Акринская (Є1-2) –Якутия, Awatage (Є2) –Зап. Китай, Xiaoerbulake (Є1), Lower Arthur Creek Shale (Є2) – Австралия. Возрастной диапазон – три яруса кембрийской системы: ботомский и тойонский нижнего отдела, амгинский ярус среднего отдела.
Формация Hanson Glacier (Є1-2) распространена во Франклинском бассейне, субширотно опоясывающем Северную Гренландию, сложена аргиллитами с содержанием Сорг 2,5-5,0 %. Остаточный водородный индекс этих пород 400 мг УВ/г Сорг. Толщина 20-40 м.
Формация Lower Arthur Shale «Hot Shale» (Є2) распространена в бассейне Georgina (Австралия), характеризуется высокой радиоактивностью (U-234 U-235. U-238 — природные соединения). Представлена доломитистыми песчаниками, алевролитами, сланцами, доломитами и базальных, образовавшихся в бескислородных условиях, «hot black shale». Минимальная толщина сланцев Lower Arthur Creek составляет 9,2 м, максимальная 22 м. Общее содержание органического углерода изменяется от 2% до 16%, в среднем 5,5%. Кероген типов I и II.
- АУФ НГМТ силура (445 – 420 млн. лет)
Включает 6 УФ НГМТ и 32 индивидуальных НГМТ: Sodus Shale (S1) –В. Канада; Pitinga (S) –Бразилия; Tannezuft «Hot Shale» (S1 l) –(3 объекта в Алжире, Тунисе, Ливии); Lower Silurian (S1 l) –Марокко, Мавритания, З. Сахара; Fotmigoso (S1), Lower Silurian (S1 l), Silurian (S3 ld) -Европа; Lafaiet Bagt (S1), Wolfland (S1) –Сев. Гренландия; Akkas (S1), Tanf (S1), Qalibah (S1), Bedinah (S1), Qusaiba Shale (S1), Dadas Shale (S), Batra Member «Hot Shale» (S1), Batra Lower «Hot Shale» (S1), Batra Upper «Hot Shale» (S12) -Аравийская плита; Lower Silurian (S1), Longmaxi – (S1) –Ю. Китай, Gaojiabian – (S1) – В. Китай; Лудловская (S2), Колвинская (S2) –Тимано-Печорский бассейн; Двойнинская (S1 l), Мойероканская (S1), Миддендорфская (S1-2) –Сев. Таймыр; Умба (S1), Полоусное (S1), Маутская (S1) –Колымо-Омолонский массив; Путукунейская (S1-2) –В.Чукотка.
Подавляющее большинство силурийских НГМТ (27 из 32) сформированы в раннесилурийскую эпоху, причем в основном в двух регионах: север Африкано-Аравийской платформы и периферия Арктики. В первом из этих регионов НГМТ нижнего силура, известные под разными наименованиями, обычно представлены темно-серыми и черными граптолитовыми сланцами с интервалами алевролитов и тонкозернистых песчаников. Содержание Сорг в диапазоне от 1% до 17%, в среднем 4%. Общая толщина изменяется от 6 м до 2000 м, с нетто толщиной базальной части в виде «hot shale» от 9 до 61 м и средним содержанием органического углерода в горизонте «hot shale» от 3,2% до 23,1%, среднее 9,9%. В отдельных районах характерно повышенное содержание урана. Кероген типа I и II, реже типа III, с выходом нефти до 49 кг/тонна. В Арктическом регионе раннесилурийские НГМТ также представлены граптолитовыми сланцами толщиной от 20 до 150 м, с содержанием Сорг от 2% до 11%, остаточным водородным индексом до 500 мг УВ/г Сорг.
- АУФ НГМТ девона (без фамена) (420 – 370 млн. лет)
Объединяет 8 «Уровней формирования НГМТ» и 32 индивидуальных НГМТ: Evie / Klua (D2 gv1), Horton River (D2 gv2), Muskwa / Otten Park (D2), Duverney (D2 - D3 f1), Genesee Shale (D3 f1), Lower Besa River (D3 f1), Fort Simpson (D3 f2), Middle Besa River ( D3 f2-3) -Канада; Ohio (D2), Marcellus (D2 ef), Phinestreet (D2), Antrim (D3f),; Parecis (D), Ponta Grossa (D1 em - D3 f), Vere (D3 f), Jaroqui (D3 f), Jandiatuba (D3 f), Barrlirinha (D3 f) –Ю. Америка; Chihuahua (D3) –Мексика; Awaynat Wanin (D2-3) -Ливия, Upper Devonian Frasnian Shale (D3 f) -Марокко, Upper Devonian Frasnian Shale (D3 f) -Алжир, Upper Devonian Frasnian Shale (D3 f) –Ливия; Лохковская (D1), Клоковская (D3 f2), Доманиковая (D3 f2) –Европейская Россия; Нижнедевонская (D1) –З. Сибирь; Каларгонская (D2 gv2), Юктинская (D3 f2) –Вост. Сибирь; Р. Таскан (D12), Вечернинско-Урультинская (D2),; Икэчурэнская (D2 gv- D3 f) –В. Чукотка;
Диапазон времени соответствует верхам раннего девона, среднему девону и низам позднего девона. Отмечается нарастание концентрации НГМТ в течение девонского периода и сосредоточение в определенных регионах. Средний девон представлен восмью толщами в Западной Канаде, Аппалачах (США), в Российских регионах Восточной Сибири и Колымо-Омолонского массива.
Формация Marcellus (D2 ef) является крупнейшим объектом разработки сланцевых углеводородов в США. Черная окраска сланцев делает их легко узнаваемыми при полевых исследованиях, а слабо повышенная радиоактивность позволяет выделять их в виде слабых пиков при геофизических исследованиях в скважинах. В восточном направлении толщина увеличивается до 150-170 м. Общее содержание органического углерода до 4,7%.
Для рассмотренной Ассоциации Уровней формирования НГМТ (девон без фамена) большинство НГМТ установлено на древних платформах, для них впервые намечается некоторая закономерность планетарного распространения, нарушаемая последующим перемещением континентов. В первую очередь, речь идет о Складчатые структуры контролируются пересекающимися линейными нарушениями, которые унаследуют древние структуры. Последние установлены в результате дешифрирования космических снимков О.М. Борисовым и Глух [1976] «доманиковых» толщах верхнедевонского фаменского возраста в приуральской части Восточно-Европейской, на северо-западе Африканской и в южной части Южно-Американской платформы.
УФ НГМТ фаменского и турнейского веков (370 – 345 млн. лет)
Включает 4 «Уровня формирования НГМТ» и 31 индивидуальную НГМТ: Banf / Exshaw (D3 – C1t), Upper Besa River (C1 t), Horton Bluff (C1 t), Frederick Brook (C1 t3) –Канада; Woodford (D3 fm), Cana Woodford (D3), Bakken (D3 – C1), New Albany (D3 – C1) – Mississippi Lime (C1), Fayetteville (C1), Sachayoj (C-P), Бразилия; США; Ora (D3 fm – C1 t), Belek (C1), Suk (C1), Harur (C1), Турция, Ирак; Haloul (C1) –Сирия; Омулевский доманик (D3 fm) –Колымо-Омолонский массив; Upper Devonian (D3) –Монголия. Calarasi (D3 – C1 t) –Румыния; Carboniferous Shale (C), Antracosia Shale (C) – Польша; Lower Carboniferous (C1) –Соединенное Королевство; Сарпинская турнейская (С1 t), Калмыцкая турнейская (С1 t), –Прикаспийский бассейн; Верхнестрелкинская (С1 t), Ручья Уклин (С1)– Колымо-Омолонский массив; Si That (C), Laurell (C1 t2-v1) –Тайланд.
Формация Bakken (D3 – C1) распространена на площади около 300 тыс. км2 в бассейне Williston, в пределах американских штатов Монтана, Северная и Южная Дакота, а также канадских провинций Саскачеван и Манитоба. Она состоит из трех стратиграфических единиц: Верхний Баккен – черные морские сланцы толщиной 7 м; - Центральный Баккен – переслаивание известняков, алевролитов, доломитов и песчаников общей толщиной 26 м; -Нижний Баккен – черные морские сланцы толщиной 15,2 м. Общее содержание органического углерода в наиболее обогащенных органическим веществом верхней и нижней толщах в среднем составляет 11%.
Формация Ora (D3 fm – C1 t) распространена на севере Аравийской плиты, представлена черными известковистыми сланцами с прослоями глинистых мергелей, черных известняков, песчаников общей толщиной от 250 до 500 м. Обильные ископаемые остатки определяют раннекаменноугольный возраст. Содержание Сорг от 3% до 8%. Органическое вещество представлено лигнином и хитином континентального происхождения.
АУФ НГМТ поздней юры – берриаса (152 – 142 млн. лет)
Включает 4 УФ НГМТ и 25 индивидуальных НГМТ: Kingak (J3 – K1) –Аляска; Haynesville (J3) –США; Pimienta (J3 km – t1), Titonian Shale (J3 t), La Casita (J3 t), La Costa (J3 t) –Мексика; Vaca Muerta (J3 t – K1 b1), Aguada Bandera (J3 t – K1) –Аргентина; Nara (J3) –Тунис; Oxford Shale (J3 ox), Kimmeridge Shale (J3 km) –Соединенное Королеватсво; Terres Niores (J3) –Франция; Mikulov (J3) –Польша; Wealden Shale (K1 b) –Германия; Naokelekan (J3 k-ox), Barsaran (J3 km), Arab (J3 km-t1), Hith (J3 km-t1), Gotnia (J3 km-t1), Makhul (J3 t), Sulaiy (J3 t), Karima Mudstone (J3 t – K1 b), Chia Gara (J3 t – K1 b) –Аравийская плита; Келловей-оксфордская (J2 kl – J3 ox), Надсолевая депрессионная (J3 t3) –Северное Предкавказье; Яновстанская (J3 km – K1 b1), Баженовская (центр) (J3 t2 – K1 b1), Баженовская (север) (J3 t2 – K1 b1) –Зап. Сибирь; Берриасская (K1 b) –Чукотка; Shanezi (J3 t – K1 b) –Китай; Sattapadi Shale (J3 t – K1 nc), Andimadan (J3 t – K1 nc) –Вост. Индия.
- Баженовская (центр) (J3 t2 – K1 b1), Баженовская (север) (J3 t2 – K1 b1) –Зап. Сибирь;- Баженовская свита - реперный горизонт. Породы баженовской свиты впервые выделены О.Г. Гурари в 1959 г., как - «битуминозная пачка в составе марьяновской свиты».