Поверхность волноприбойной террасы, а тем более шельф или материковой отмели имеет очень незначительный уклон (максимум 1--2°) в сторону моря. Можно считать, что эта поверхность горизонтальная. Естественно, в пределах указанной террасы или шельфа залегание осадков почти горизонтальное.
Теперь становится понятным, почему дно морей на глубине от нуля до 200 м называется материковой отмелью. Последняя представляет собой результат постепенного разрушения континента морским прибоем с одновременным эпейрогеническим опусканием и накоплением осадков.
Если эпейрогеническое опускание земной коры в районе берег моря приостанавливается, волноприбойная терраса перестает расширяться. На ней начинают усиленно накапливаться осадки.
В дальнейшем, если эпейрогеническое опускание приближенных морских участков возобновляется, абразионная деятельность морского прибоя вновь усиливается. Волноприбойная терраса возникает на более высоком гипсометрическом уровне, чем прежняя волноприбойная терраса. Обломочный материал, получающийся от образования второй террасы, в значительной степени сносится на первую. Таким же путем могут возникнуть третья, четвертая и более высоких порядков волноприбойные террасы. Они же будут и более молодыми.
На самой молодой волноприбойной террасе будут вскрываться абразией коренные породы. На более древних, гипсометрические ниже расположенных террасах будет происходить аккумуляция обломочного материала, получающегося от абразии в пределах самой молодой волноприбойной террасы.
Отдельные абразионные террасы располагаются в виде спускающихся ступеней. Постепенно эти спуски нивелируются, и возникает незаметно понижающийся в сторону море шельф, покрытый осадкам. Таким образом, шельф возникает вследствие абразии, как при непрерывном, так и прерывистом эпейрогеническом опускании прибрежных областей моря.
Осадки неритовой области моря
К неритовой области относится материковая отмель (шельф) и та часть морского берега, которая заливается водой во время приливов.
Часть берега, заливаемая морем во время приливов и освобо-ждающаяся от воды во время отливов, называется литоралью. Ширина ее достигает иногда 1 --1,5 км.
С морскими осадками неритовой области и широком смысле слова тесно связаны донные образования на низких морских побережьях.
В литоральной области возникают так называемые береговые валы из галек, песка, битой ракуши, напоминающие собой дюны. Часто возле них наносится древесный материал (слюды, корни деревьев). Валы возникают на расстоянии наибольшего набегания волн на низкие морские берега. Их высота 1--5 м, ширина до 10-- 12 м.
Между берегом моря и береговым валом располагается различной ширины полоса, называемая пляжем, покрытая песком и илом, получающимся в результате перекатывания, перемывания, перетирания обломочного материала морскими волнами.
На поверхности песчано-илистых отложений нередко наблюдается мелкие параллельные углубления, отражающие волнения воды, называемые рябью (ripple-marks). Такая рябь хорошо известна и ископаемых осадках древних литторальных областей. В этих осадках можно видеть иногда следы животных, птиц, ходы червей, трещины усыхания (на глинистых осадках) и т. д.
К литоральной области морей относятся также низменные побережья в затишных заливах и бухтах, покрытые илом и песками. На таких побережьях и субтропических и тропических областях часто возникают болота со своеобразной растительностью, приспобленной к жизни в зоне периодической смены суши и мори. Примером подобной растительности могут служить мангровые заросли на юго-востоке Азии, островах Океании, Австралии, западном побережье Африки.
Осадки, откладывающиеся ни материковой отмели и на дне моря, можно подразделить па три основных типа: обломочные (или терригенные), органогенные и химические. Среди обломочных осадков имеются такие, которые состоят главным образом из обломков других пород (галек, глыб, гравия, песка, ила и т. д.), но содержат примесь (иногда значительную) материала органогенного происхождения или химического (в виде солей, выпавших из растворов морской воды) либо того и другого одновременно. Среди органогенных осадков наблюдаются разности, состоящие из органического материала(раковин, остовов, скелетов, панцирей), преимущественно из СаСО3 или SiO2 * nН2О, с примесью (часто весьма значительной) обломочного или химического материала или того и другого одно-временно. Среди химических имеются осадки, состоящие глав-ным образом из разнообразных солей, выпавших из растворов мор-ской воды, и содержащие примесь обломочного или органогенного материала или того и другого.
В пределах шельфа откладывается главная масса осадков, из которых впоследствии возникают осадочные горные породы.
Скорость отложения осадков в области шельфа во много раз больше, чем на континентальном склоне, а тем более на океаническом ложе. В пределах шельфа первое место по распространенности, разнообразию и мощности занимают обломочные, второе органогенные, третье химические осадки. Последние в чистом виде откладываются лишь на самых прибрежных участках моря и в лагунах (морских заливах, отделенных от моря подводным барьером).
Обломочные осадки
К обломочным осадкам относятся грубообломочные, песчаные и илистые отложения. Грубообломочные осадки, как правило, располагаются ближе к берегу моря. Дальше идут пески, сперва грубозернистые и крупнозернистые, затем среднезернистые, а потом мелкозернистые. За ними следуют илистые осадки. К обломочным осадкам и особенно к илам примешивается органогенный материал. По мере удаления от берега примесь органогенного материала в илах обычно увеличивается и терригенные или незаметно переходят в органогенные.
Однако описанная общая схема распределения осадков в пределах шельфа нарушается донными течениями различной скорости. Около берега моря иногда откладывается тонкий обломочный материал. Дальше от него -- более грубый, а затем -- вновь тонкий материал и т. д. Часто изменяется и примесь органогенного материала.
Органогенные осадки
Органогенные осадки занимают примерно 5 % площади шельфа. К ним относятся ракушечники, детритусовые накопления, коралловые постройки и органогенные иды.
Химические осадки
К химическим осадкам относятся отложения углекислого каль-цин, окислов железа (бурого железняка или лимонита) и марганца, кремнезема, хлористого натрия, гипса, ангидрита, калийных солей, сульфатов натрия и магния и т. д.
Химические осадки в чистом виде откладываются на некоторых узких участках прибрежного дна, но главным образом в лагунах, и которые не впадают роки и которые расположены в областях с резко выраженным континентальным климатом.
Уровень лагуны, отделенной от моря подводным барьером, вследствие усиленного испарения обычно чуть ниже уровня открытого моря, и поэтому в нее все время поступает морская води. При этих условиях концентрации солен в воде лагуны непрерывно повышается и, когда наступает перенасыщение раствора, из него выпадают на дно лагуны различные соли: NaCl, Na2SO4, CaSO4, MgCO3, CaCO3, SiO2 *H20, FeCO3 и др. Порядок их выпадения зависит от температуры воды, наличия в растворе других солен и их концентрации. Классическим примером лагуны, в которой в настоящее время образуются химические осадки, является Кара-Богаз-Гол.
Полезные ископаемые шельфовой области
Нефть и газ являются важнейшим стратегическим сырьем, от обладания которым будет завысить многое в ближайшем будущем. От цен на нефть и газ зависят экономики многих стран.
Рассмотрим крупнейшие нефтегазоносные районы мирового океана, и дадим их краткую характеристику; выясним какое их количество храниться в недрах океана; сколько тонн этого сырья в сутки добывается на сегодняшний день, а также рассмотрим крупнейшие месторождения нефти и газа, и на территориях каких стран они расположены.
На шельфах морей и океанов выявлено около 2 тыс. месторождений нефти и газа с суммарными запасами нефти 40 млрд. т и газа 20 трлн. м3; пробурено более 300 тыс. скважин. Почти 100 стран ведут поисковые и эксплуатационные работы в акваториях при глубине воды до 1,5 км. Темпы освоения морских месторождений нефти и газа ежегодно увеличиваются. История морской добычи нефти насчитывает более полутора веков.
Основные нефтегазоносные бассейны Мирового океана
В пределах Мирового океана установлено около 70 нефтегазоносных или потенциально нефтегазоносных бассейнов или провинций. Генетически они разнородны, поэтому при анализе целесообразно сгруппировать их по географическому признаку в семь основных регионов: Северный Ледовитый океан, Северная Атлантика, Южная Атлантика, западная часть Индийского океана, восточная часть Индийского океана, западная часть Тихого океана, восточная часть Тихого океана.
Северный Ледовитый океан
Относится к наименее изученному в нефтегазоносном отношении региону Мирового океана. Характеризуется сложными природно-климатическими условиями, сдерживающими освоение его нефтегазовых ресурсов. Относительно исследована юго-западная часть, где выделяют Северо-Аляскинский, дельты р. Макензи - моря Бофорта и Свердрупский нефтегазоносные бассейны. Кроме того, к потенциально нефтегазоносным относят бассейны на шельфе Гренландии и Евразии.
Северо-Аляскинский нефтегазоносный бассейн площадью 462 тыс. км включает в себя краевой прогиб Колвилл и две впадины (Умнат на востоке и Чукотскую на западе), разделенные сводом Барроу. В пределах бассейна выявлено свыше 30 месторождений углеводородов, большая часть которых располагается в акватории.
Наиболее крупное, преимущественно нефтяное, месторождение бассейна Прадхо-Бей открыто в 1968 г. Основные залежи нефти сосредоточены в песчаниках триаса (на глубине 2460 - 2650 м), юры (2060 - 2150 м) и в каменноугольных известняках (2680 - 3190 м). Большая часть залежей расположена на суше. Геологические запасы нефти этого месторождения оцениваются в 3 млрд. т. При коэффициенте извлечения 32 - 43 % извлекаемые запасы составят 0,97 - 1,32 млрд. т. Извлекаемые запасы газа - 736 млрд. м3. Разработка месторождения началась в 1977 г. после сооружения Трансаляскинского нефтепровода протяженностью 1287 км. Эксплуатация этого месторождения в течение 10 лет принесла США доход 100 млрд. дол.
К западу от месторождения Прадхо-Бей в 1976 г. в юрских песчаниках выявлено крупное нефтяное месторождение Купарук-Ривер с извлекаемыми запасами нефти до 200 млн. т. В 1980 г. в песчаниках триаса, юры и мела открыто нефтяное месторождение Милн-Пойнт. К востоку от месторождения Прадхо-Бей на побережье обнаружено четыре месторождения в песчаных коллекторах палеогена и три месторождения на шельфе (Сег-Дельта, Дак-Айленд, Флаксаман-Айленд) в каменноугольных отложениях, отложениях верхнего триаса и мела.
В целом, разведанные извлекаемые запасы углеводородов 16 морских месторождений Северо-Аляскинского бассейна составляют 1,5 млрд. т нефти и 750 млрд. м3 газа. Потенциальные ресурсы оцениваются приблизительно в 3 млрд. т нефти и 1,7 трлн. м3 газа.
Нефтегазоносный бассейн дельты р. Маккензи - моря Бофорта занимает площадь 120 тыс. км размеры его 120 х 500 км. Поисковое бурение начато в 1965 г. Первое месторождение нефти (Аткинсон) открыто здесь в 1970 г. Всего в бассейне выявлено 25 нефтяных и газовых месторождений. Наиболее крупные газовые месторождения на побережье - Таглу и Парсонс - имеют извлекаемые запасы газа порядка 100 млрд. м3 каждое. Непосредственно на шельфе моря Бофорта бурение было начато в 1979 г. с искусственных островов в 10 - 15 км от дельты р. Макензи. Сразу же были открыты два газонефтяных месторождения - Адю и Гарри. В 1976 г. начато бурение с плавучих буровых установок, приведшее к открытию в 1978 г. крупнейшего нефтяного месторождения Копаноар. Месторождение находится в 50 км от берега, глубина воды здесь 57 м. Извлекаемые запасы нефти оцениваются в 247 млн. т. Залежи залегают на глубине порядка 3,5 км.
В 1980 г. были открыты нефтегазовые месторождения Тарсьют, Некторалик, Иссунгнак и газовое месторождение Укалерк. Наиболее крупное месторождение Тарсьют. Извлекаемые запасы здесь составляют 54 - 220 млн. т нефти. В 1981 г. в 32 км к востоку от месторождения Копаноар обнаружено нефтяное месторождение Коакоак. Четыре залежи залегают в интервале глубин 3240 - 3450 м. Максимальный дебит нефти - 685 т/сут, извлекаемые запасы - 274 млн. т. В 1984 г. в 74 км от берега при глубине воды 33 м выявлено нефтегазовое месторождение Амаулигак с запасами 83 - 100 млн. м3 нефти и 42 млрд. м3 газа. Дебиты скважин--до 1600 м3/сут. Всего на побережье нефтегазоносного бассейна дельты р. Макензи - море Бофорта доказанные запасы нефти, оцениваются в 720 млн. т, газа - в 210 млрд. м3. На шельфе соответственно - 500 млн. т и 100 млрд. м3. Потенциальные извлекаемые ресурсы бассейна от 4,5 до 9,6 млрд. т нефти и приблизительно 1,7 трлн. м3 газа.
Свердрупский нефтегазоносный бассейн имеет площадь 280 тыс. км2 и занимает большую часть Арктического архипелага Канады. В его строении выделяют две впадины: Парри и Элемир, разделенные горстовидным поднятиями острова Амунд-Рингнес.
С 1969 г. в бассейне открыто 19 месторождений углеводородов, в том числе одно нефтяное. Наиболее крупные газовые месторождения Дрейк-Пойнт (142 млрд. м3) и Хекла (198 млрд. м3) находятся в: юго-западной части бассейна, на северном побережье острова Мелвилл. Месторождения связаны с антиклинальными структурами. В 1979 г. в процессе бурения с намороженных ледовых оснований на внутреннем шельфе архипелага Парри при глубине моря 277 - 318 м были открыты крупные газовые месторождения Уайтфиш и Чар. Разведанные извлекаемые запасы газа в бассейне достигли, почти 600 млрд. м3.
В начале 80-х годов были выявлены залежи легкой нефти в рифовом массиве девонского возраста (месторождение Бент-Хорн), а также ряд нефтегазовых месторождении (Маклин, Скейт, Сиско). С их открытием извлекаемые запасы нефти в Свердрупском бассейне, достигли 213 млн. т. В целом, для этого бассейна потенциальные извлекаемые ресурсы углеводородов оцениваются в 250 млн. т нефти и 1,13 трлн. м3 газа. Суммарная оценка потенциальных нефтегазовых ресурсов юго-западной части Северного Ледовитого океана (Арктический мегабассейн Северной Америки) составляет: 2,5 - 4,2 млрд. т нефти и 3,4 - 4,5 трлн. м3 газа, или 5,2 - 7,8 млрд. т углеводородов в пересчете на нефть. Здесь уже выявлено 60 морских и прибрежно-морских месторождений, в том числе 35 нефтяных и нефтегазовых и 25 газовых и газоконденсатных.
Северная Атлантика
Располагается между континентами Северная Америка и Европа примерно до параллели 20' северной широты. На севере ограничена по меридиану восточных островов архипелага Шпицберген. Ширина Северной Атлантики колеблется от 3500 до 6400 км. К Северной Атлантике относят Средиземное море и условно Черное, Азовское и Каспийское моря. В тектоническом отношении Северная Атлантика представлена подводной окраиной материков, океанским ложе и срединно-океаническим хребтом. Нефтегазоносность связана с первой геотектурой океанского дна.
Нефтегазоносные бассейны Северной Атлантики располагаются в пределах подводных окраин Европейского и Северо-Американского материков, а также во внутренних морях типа Средиземного и Черного. К наиболее крупным нефтегазоносным бассейнам относятся: Норвежский, Североморский, Юго-Западной Европы, Лабрадорский, Мексиканский, Карибский, Западно-Средиземноморский, Адриатический, Восточно-Средиземноморский и Южно-Каспийский.
Норвежский нефтегазоносный бассейн расположен вдоль северо-западного побережья Скандинавского полуострова (Норвежское море).
Континентальный склон Норвежского моря осложнен краевым плато Беринг шириной около 200 км, опущенным на глубину до 1200 м и ограниченным с юго-запада поперечным разломом Ян-Майен. В восточной (внутренней) части плато находится рифтогенная впадина Беринг с осадочным чехлом мощностью более 8 км и утоненной до 15 км корой. Поисковое бурение начато в конце 70-х годов. В 1979 г. в Норвежском желобе на границе с Северным морем при глубине воды 340 м открыто газовое месторождение Тролл. Залежи находятся в хорошо проницаемых песчаниках юрского возраста. Освоение месторождения оценивается в 10 млрд. дол. Его детальная характеристика будет приведена позже.
В начале 80-х годов в северных районах Норвежского бассейна (юг Баренцева моря) установлены газовые залежи в триасовых и юрских песчаниках, залегающие на глубине 2,5 км, на площадях Тромсё и Хейдрун (банка Хальтен). На первой из них дебиты газа составили до 1 млн. м3 и конденсата до 30 м3 в сутки.
Североморский нефтегазоносный бассейн площадью 660 тыс. км2 охватывает большую часть акватории Северного моря. К настоящему времени в Северном море открыто более 100 нефтяных и около 80 газовых месторождений, из которых извлекается 24 % нефти и 30 % газа от общемировой морской нефте-газодобычи. Суммарные извлекаемые запасы углеводородов оцениваются в 7,5 млрд. т, из которых более 4 млрд. т приходится на долю нефти. Основная часть запасов (90 % нефти и 34 % газа) тяготеет к Центрально-Североморской рифовой системе, состоящей из нескольких грабенов (Центральный грабен, или Экофикс, Фортиз, Викинг, Северо-Нидерландский). Месторождения углеводородов в пределах Центрально-Североморской рифовой системы распределены неравномерно. Выделяют четыре участка с повышенной концентрацией нефти и газа: северную и центральную части грабена Викинг, грабены Фортиз и Экофиск (Центральный).
Плотность запасов северной части грабена Викинг 230 тыс. т/км2. Здесь сосредоточены крупнейшие нефтяные месторождения - Статьфиорд, Статвик, Брент, Ниниан, Слейпнер. Плотность запасов углеводородов центральной части грабена Викинг равен 120 тыс. т/км2, тут находятся такие месторождения нефти и газа как Берил, Хеймдал, Фригг.
К грабену Фортиз (плотность залежей 100 тыс. т/км2) приурочено крупное одноименное месторождение нефти.
Грабен Экофиск (Центральный) с плотностью запасов 210 тыс. т/км2 содержит крупные газонефтяные месторождения Экофиск и Элдфиск, газоконденсатные месторождения Албускыл и Валгалл.
В грабенах Викинг, Фортиз и Экофиск, площадь которых 22 тыс. км2, сконцентрировано более половины разведанных запасов углеводородов Северного моря. На остальной площади Центрально-Североморской рифовой системы средняя плотность запасов 14 тыс. т/км2.
Ряд месторождений выявлен на горстовидных поднятиях, смежных с грабенами. Так, в пределах поднятия Викинг, ограничивающего с востока одноименный грабен, открыто крупное нефтяное месторождение Озеберг, приуроченное к антиклинальной складке. Залежи находятся в песчаниках средней юры. Общие извлекаемые запасы нефти оцениваются в 100 млн. т, газа - в 50 млрд. м3.
