Особенности разгрузки углеводородных газов вдоль разлома Гидратный (озеро Байкал)

Разлом Гидратный, протягивающийся на 60 км с юго-запада на северо-восток в центральной котловине оз. Байкал, контролирует положение зон выхода углеводородных газов на поверхность дна, многие из которых гидратоносны. В ходе экспедиции Class@ Baikal-2019 были отобраны пробы газов из донных осадков вдоль разломной зоны, изучены их молекулярные и изотопные свойства. Выявлено, что разлом — проводящий, и по нему происходит миграция флюидов из глубоких горизонтов осадочного выполнения оз. Байкал. Наиболее интенсивная разгрузка газов установлена в центральном и северовосточном сегментах разлома, в районах структур МГУ, Новосибирск и Ухан. В пределах этих структур зафиксирована максимальная концентрация газов в осадках, утяжеленный изотопный состав углерода метана (–57‰ VPDB), присутствовали компоненты С2+, обнаружены приповерхностные скопления газовых гидратов. В юго-западном сегменте разлома отмечена наименьшая концентрация газов в осадках, а метан характеризовался легким изотопным составом углерода (–76‰ VPDB).

Установлено, что концентрация метана и его гомологов в приповерхностных отложениях, а также изотопные характеристики углерода метана отражают превалирование одного из способов миграции газа (фильтрация или диффузия) в верхних частях разреза. Диффузия и рассеивание термогенных газов в верхних частях разреза наряду с существенным вкладом микробиального метана в придонную разгрузку характерны для участков, где разлом погребен под относительно мощными современными осадками.

Фокусированный подток газа и его разгрузка типичны для районов, где разлом выходит на дно озера и хорошо выражен в донном рельефе. Предложены две типовые модели миграции углеводородных газов к поверхности, объясняющие наблюдаемые газогеохимические характеристики донных илов. Результаты исследований могут помочь в совершенствовании методики и подходов к интерпретации данных геохимических съемок при поиске скоплений углеводородов на акваториях.

1. Ахманов Г.Г., Хлыстов О.М., Соловьева М.А. и др. Флюидоразгрузка на дне Байкала: результаты экспедиции Class@Baikal-2019 // Тр. VIII Междунар. научн.- практ. конф. «Морские исследования и образование (MARESED-2019)». Т. 2. Тверь: ООО «ПолиПресс», 2019. С. 36–40.

2. Ахманов Г.Г., Хлыстов О.М., Соловьева М.А. и др. Открытие новой гидратоносной структуры на дне оз. Байкал // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2018. № 5. С. 111–116.

3. Большаков А.М., Егоров А.В. Об использовании методики фазово-равновесной дегазации при газметрических исследованиях в акваториях // Океанология. 1987. Т. 37, № 5. С. 861–862.

4. Галимов Э.М. Геохимия стабильных изотопов углерода. М.: Недра, 1968. 226 с.

5. Гранин Н.Г., Гранина Л.З. Газовые гидраты и выходы газов на Байкале // Геология и геофизика. 2002. Т. 43 (7). С. 629–637.

6. Горшков А.Г., Хлыстов О.М., Земская Т.И., Москвин В.И. Фракционирование нефти на глубоководных участках нефтепроявлений озера Байкал // Успехи органической геохимии: Мат-лы Всеросс. науч. конф. (11–15 октября 2010 г.). М., 2010. С. 116–119.

7. Калмычков Г.В., Егоров А.В., Кузьмин М.И., Хлыстов О.М. Генетические типы метана озера Байкал // Докл. РАН. 2006. Т. 411, № 5. С. 672–675.

8. Калмычков Г.В., Покровский Б.Г., Хачикубо А., Хлыстов О.М. Геохимические характеристики метана из осадков подводной возвышенности Посольская банка (озеро Байкал) // Литология и полезные ископаемые. 2017. № 2. С. 121–129.

9. Каширцев В.А., Конторович А.Э., Москвин В.И. и др. Терпаны нефтепроявлений озера Байкал // Нефтехимия. 2006. Т. 46, №. 4. С. 243–250.

10. Конторович А.Э., Каширцев В.А., Москвин В.И. и др. Нефтегазоноcноcть отложений озеpа Байкал // Геология и геофизика. 2007. Т. 48, № 12. С. 1346–1536.

11. Логачев Н.А. История и геодинамика Байкальского рифта // Геология и геофизика. 2003. Т. 44, № 5. С. 391–406.

12. Мац В.Д., Уфимцев Г.Ф., Мандельбаум М.М. и др. Кайнозой Байкальской рифтовой впадины: Строение и геологическая история. Новосибирск: Изд-во СО РАН, филиал «Гео», 2001. 252 с.

13. Пуцилло В.Г., Миронов С.И. Нефти, битумы и битуминозные породы района оз. Байкал // Нефти и битумы Сибири. М.: Изд-во АН СССР, 1958. С. 7–53.

14. Самсонов В.В. Генетическая классификация газопроявлений юго-восточного побережья Байкала // Геология и геофизика. 1963. № 7. С. 32.

15. Хлыстов О.М. Гидратоносность и тектоника средней котловины озер Байкал // Тр. VII Междунар. науч.- практ. конф. «Морские исследования и образование (MARESEDU-2018)». Т. 2. Тверь: ООО «ПолиПРЕСС», 2018. С. 41–42.

16. Хлыстов О.М., Горшков А.Г., Егоров А.В. и др. Нефть в озере мирового наследия // Докл. РАН. 2007. Т. 414, № 5. С. 1–4.

17. Хлыстов О.М., Земская Т.И., Ситникова Т.Я. и др. Донные битумные постройки и населяющая их биота по данным обследования озера Байкал с глубоководных обитаемых аппаратов «МИР» // Докл. РАН. 2009. Т. 428, № 5. С. 1–4.

18. Cuylaerts M., Naudts L., Casier R. et al. Distribution and morphology of mud volcanoes and other fluid flow-related lake-bed structures in Lake Baikal, Russia // Geo-Marine Lett. 2012. Vol. 32, N 5. P. 383–394.

19. Janiga M., Kania M., Matyasik I. The isotopic composition of gaseous hydrocarbons — tool for polish shale gas system evaluation // Nafta-Gaz. 2015. Vol. 6. P. 370–375.

20. Hachikubo A., Khlystov O., Krylov A. et al. Molecular and isotopic characteristics of gas-hydrate bound hydrocarbons in southern and central Lake Baikal // Geo-Marine Lett. 2010. Vol. 30, N 3-4. P. 321–329.

21. Hutchinson D.R., Gol’mshtok A.Yu., Zonenshain L.P. et al. Depositional and tectonic framework of the rift basins of Lake Baikal from multichannel seismic // Geology. 1992. Vol. 20. P. 589–592.

22. Khlystov O.M., Khabuev A.V., Minami H. et al. Gas hydrates in Lake Baikal // Limnology and Freshwater Biology. 2018. Vol. 1. P. 66–70.

23. Levi K., Babushkin S., Badardinov A. et al. Active Baikal tectonics // Russ. Geol. and Geophys. (Geologiya i Geofizika). 1995. Vol. 36. P. 143–154.

24. Milkov A., Etiope G. Revised genetic diagrams for natural gases based on a global dataset of > 20,000 samples // Organic Geochem. 2018. Т. 125. P. 109–120.

25. Solovyeva M.A., Akhmanov G.G., Mazzini A. et al. The Gydratny Fault zone of Lake Baikal // Limnology and Freshwater Biology. 2020. Vol. 1. P. 368–373.

26. Whiticar M.J. Correlation of natural gases with their sources // The petroleum system — from source to trap // AAPG Mem. 1994. Vol. 60. P. 261–284.