Введение
Геология Фолклендских островов описана в нескольких публикациях. Фолклендские острова расположены на выступе патагонского континентального шельфа. В древнейшие геологические эпохи этот шельф был частью Гондваны, которая около 400 миллионов лет назад отделилась от территории современной Африки и дрейфовала на запад относительно Африки. Исследования морского дна вокруг островов указали на возможность наличия нефти. Интенсивная разведка началась в 1996 году, хотя ранее в этом регионе проводились отдельные сейсмические исследования.
Протерозойский эон и палеозойская эра
Геологическая история Фолклендских островов началась более тысячи миллионов лет назад (млн лет назад), до того, как они стали отдельными островами. С самых ранних этапов своей истории Фолклендские острова были связаны с Южной Америкой. Данные, полученные при изучении ксенолитов, указывают на то, что литосфера массива Десадо в южной Патагонии сформировалась 2100–1000 млн лет назад в палео- и мезопротерозое. С тех пор Фолклендские острова и массив Десадо составляли единый тектонический блок. Как и сейчас, оба региона находились рядом друг с другом в неопротерозое, когда они были частью древнего суперконтинента Родиния. Около 290 миллионов лет назад, в каменноугольный период, область охватил ледниковый период: ледники, надвигаясь из полярных регионов, разрушали и переносили горные породы. Эти породы отлагались в виде обширных морен и ледникового отложений. Когда ледниковые отложения окаменели, они образовали горные породы, которые сейчас составляют формацию Фитцрой-Тиллит на Фолклендских островах. Аналогичные породы встречаются в южной Африке.
Мезозойская эра
Распад Гондваны в мезозойскую эру привел к образованию большого количества мелких фрагментов коры, включая Фолклендские острова. Первоначально фрагмент, содержащий острова, отделился от юго-восточной части Африки на участке, который впоследствии стал Антарктидой, а затем повернулся почти на 180°. Внутренние области Гондваны состояли из кристаллических пород возрастом более миллиарда лет; на Фолклендских островах они сегодня встречаются в комплексе мыса Мередит. Песок и ил заполнили и в конечном итоге покрыли формирующиеся континентальные рифты. Позднее эти осадочные отложения, покрывавшие рифты, затвердели и превратились в горные породы. Эти последовательности горных пород, образовавшиеся при распаде Гондваны, можно обнаружить в столь удаленных местах, как Южная Африка, Западная Антарктида и Бразилия. На Фолклендских островах эти последовательности известны как группа Западных Фолклендских островов. Двести миллионов лет назад тектонические силы разорвали Гондвану. Листы жидкого базальта проникли в трещины, образовавшиеся между осадочными слоями. Затвердевшие листы, образовавшиеся в результате, теперь видны в виде даек, прорезающих древнейшие осадочные слои, которые в основном залегают в южной части Восточного Фолклендского острова и в Южной Африке. Тектонические силы продолжали формировать регион: образовалась горная цепь, часть которой сейчас составляет Викхэм-Хайтс на Восточном Фолклендском острове и простирается на запад через Западный Фолкленд в Ясонские острова. Образовалась впадина, которая заполнилась наземными, или терригенными, отложениями. Эти слои песка и ила заполнили впадину по мере ее опускания; затвердевая, они образовали горные породы осадочной группы Лафония на Фолклендских островах. Эти породы аналогичны породам бассейна Кару в южной Африке.
Геологическая структура
Самые старые породы на Фолклендских островах – гнейс и гранит в комплексе мыса Мередит, возраст которых, по данным радиометрических исследований, составляет около 1100 миллионов лет. Эти типы пород обнажены в скалах на южной оконечности Западного Фолкленда. Комплекс мыса Мередит соответствует кристаллическим породам, составлявшим внутреннюю часть суперконтинента Гондвана. Этот тип пород также обладает значительным геологическим сходством с породами, в настоящее время встречающимися в Южной Африке и в Земле королевы Мод в Антарктиде. Выше гнейса и гранита залегают слои кварцита, песчаника и сланцев или аргиллита в Западном Фолкленде. Косая слоистость и рябь на поверхности указывают на зону отложения этих пород – мелководную дельтовую среду, где течения переносили подводные осадки. В случае с Фолклендскими островами, направления палеопотоков преимущественно ориентированы на север и очень похожи на направления в формациях Южной Африки, ориентированных на юг. Сравнение этих двух регионов свидетельствует о том, что блок песчаниковых отложений, содержащий острова, подвергся вращению. В породах центральной части Западного Фолкленда обнаружены окаменелости морских организмов, обитавших в мелководье.
Формирование базальтовых дамб
Равнина Лафонии сложена песчаными, или аренацеиными, отложениями группы Лафонии. Углубления в отложениях образовались в местах их пересечения вертикальными базальтовыми дýйками. Дýйка обнажается в результате эрозии менее устойчивой породы-основы; это можно наблюдать на острове Лайвли. В Западном Фолкленде есть несколько дýек, прорезающих породы Западной Фолклендской группы, но эти дýйки, в отличие от предыдущих, химически менее стабильны и подверглись эрозии. Единственным свидетельством их существования являются выровненные линейные углубления. По краям этих углублений имеются признаки контактного метаморфизма или образования горнфе́льса, примыкающего к некогда расплавленной базальтовой дýйке.
Свертывание Западных Фолклендских островов
Большинство слоев Западного Фолкленда и его спутниковых островов слегка отклоняются от горизонтали. Это отклонение проявляется в различных типах пород в разных местах. Кварциты Порт-Стивенса и Стэнли более устойчивы к выветриванию, чем песчаные осадочные отложения формации в заливе Фокс-Бэй. Горный массив Хорнби, расположенный вблизи Фолклендского пролива, подвергся тектоническим силам поднятия и складчатости, в результате чего слои группы Западного Фолкленда, тиллита Фицрой и группы Лафония наклонены почти вертикально.
Свертывание Восточных Фолклендских островов
Там, где Восточный Фолкленд сложен породами Западной Фолклендской группы, горные породы сильно деформированы. Слои плотно скручены с крутыми и вертикальными падениями. Очень мягкие породы вблизи формации Фокс-Бей легко подвергаются эрозии. Наиболее твердые кварциты более устойчивы к разрушению и сформировали сильно пересеченный рельеф с крутонаклонными слоями пород, протянувшимися вдоль горной цепи на Восточном Фолкленде от города Стэнли в западном направлении до Уикхэм-Хайтс.
Ледниковая система и выветривание
На островах видны следы эрозии, вызванной ледниковым периодом, произошедшей в плейстоценовом оледенении между 25 000 и 15 000 лет назад. Вершины холмов наиболее подвержены воздействию процессов замерзания и оттаивания. Сильные ветры, характерные для этого региона, переносят песчинки на высоту до метра над землей, что приводит к абразивному воздействию песка на скалы и скальные образования в форме столбов, вызывая наибольшую эрозию в их нижней части, на высоте одного метра и ниже. Эта уникальная картина эрозии особенно заметна на возвышенностях Западных Фолклендских островов, где на поверхности обнажены кварциты формации Порт-Стефенс. Во время последнего оледенения снег, накапливаясь из года в год, образовывал ледники в некоторых возвышенных, защищенных от ветра зонах. Эти и более ранние ледники изменили ландшафт восточных склонов гор, защищенных от западных ветров. Накопление ледников на восточных склонах могло быть обусловлено очень сухим климатом или тем, что преобладающие ветры препятствовали образованию ледников где-либо, кроме восточных склонов. Другой эффект оледенения можно наблюдать на Восточных Фолклендах в котловинах, называемых ледниковыми каррами, образовавшихся на горе Усборн. На Западном Фолкленде ледниковые карры находятся на горе Адам и в горах Хорнби. В некоторых из них есть тарны – небольшие карровые озера. Каменные потоки или моренные отложения – еще одна характерная черта, оставленная оледенением. На Фолклендских островах они обычно встречаются только у подножия карров, хотя в одной долине простираются на 3 км к югу от водораздельного хребта, который, вероятно, являлся источником льда. К северу от этого же хребта петлевидные моренные отложения образуют плотину небольшого озера. Эти моренные отложения значительно отличаются по морфологии от широко распространенных каменных русел, образовавшихся в результате перигляциальных процессов. Все валуны в каменных руслах – это остатки кварцитов, многократно измельченные в результате выветривания, возможно, под воздействием сочетания морозного разрушения и усталости от перепадов температур. Они в основном встречаются в отложениях Порт-Стэнли и в меньшей степени в формации Порт-Стефенс. Раскопки показывают, что цвет верхней части скал отличается от нижней. Это связано с эрозией, вызванной дождевой водой, которая обесцветила камни, придав им светло-серый оттенок. Ниже уровня земли, где скалы защищены от эрозии, они приобретают оранжевый цвет из-за оксида железа.
Нефтяная разведка и запасы
Нефтяная область исследования Фолклендских островов расположена в море к северу от островов, занимает площадь 400 000 км² и содержит несколько осадочных бассейнов мезозойской эры. После проведения сейсморазведки и трехмерного моделирования были пробурены шесть разведочных скважин. В пяти из шести скважин получены пробы нефти. Однако ни в одной из них не обнаружены признаки коммерческих запасов. Согласно исследованиям, проведенным Британской геологической службой под руководством геолога Фила Ричардса, нефть залегает на глубине 2700 метров под уровнем моря, а максимальное нефтеобразование начинается на глубине 3000 метров под уровнем моря. Основные нефтематеринские породы пока не вскрыты, поскольку находятся на глубине более 3000 метров. Предполагается, что в отложениях бассейна Северного Фолкленда образовалось более 60 миллиардов баррелей нефти, то есть произведено естественными процессами. Эти оценки основаны на результатах пиролиза, полученных из скважин, и исходят из наличия зрелого нефтеносного интервала толщиной 400 метров и площадью 40x40 км. Однако даже при более консервативных оценках толщины и площади нефтематеринской породы, обладающей высоким нефтегенерирующим потенциалом, предполагается возможность извлечения значительных объемов нефти. Например, в области зрелой породы размером 35x12 км и толщиной 200 метров может содержаться более 11,5 миллиардов баррелей нефти, включая 8 килограммов углеводородов на тонну породы. Коричневые лакустриновые отложения аналогичны лакустриновым нефтематеринским породам верхнего перма, расположенным к югу от бассейна Джунгар, которые являются одними из самых богатых нефтеносных пород в мире. Согласно расчетам индекса потенциальной продуктивности (полученного путем умножения органического содержания породы на ее толщину и потенциальную нефтеотдачу), породы бассейна Северного Фолкленда по нефтегазовому потенциалу уступают только породам бассейна Джунгар. Хотя данные, полученные из скважин, указывают на потенциально продуктивную нефтематеринскую породу, они также свидетельствуют о том, что многие перспективные коллекторы сложены вулканокластическими породами с низкой пористостью из-за вторичной минерализации и, следовательно, маловероятно, что они смогут вместить большие объемы углеводородов. Это не является единичным заключением, основанным исключительно на данных из одной скважины, а подтверждается информацией из нескольких источников. Вулканокластические отложения, вероятно, широко распространены в бассейне, что ожидаемо, учитывая крупный источник вулканического материала, располагавшийся на западе в период осадконакопления.
Тектонико-стратиграфическая структура бассейна Северных Фолклендских островов: анализ после исследовательских скважин
Осадочный материал, заполняющий северную часть бассейна Северных Фолклендских островов, разделен на восемь тектоностратиграфических геологических единиц. Геологическая единица – это объем горных пород или льда, идентифицируемый по своему происхождению и возрасту, определяемый отличительными характеристиками. В настоящее время собранной биостратиграфической информации недостаточно для установления стратиграфической последовательности на основе палинологических и палеонтологических данных. Кроме того, литостратиграфические единицы полезны для описания стратиграфии только отдельных скважин, но не подходят для сравнений из-за латеральных литологических изменений между ними. В бассейне Северных Фолклендских островов флювиально-лагунные (речно-озерные) отложения происходили на начальных и заключительных стадиях формирования поднятия, что привело к образованию постоянного озера к концу процесса опускания или прогибания поднятия. В конце формирования поднятия произошел процесс осадконакопления, сформировавший различные дельтовые системы и создавший обширную систему озер. К концу тектонического поднятия осадконакопление происходило в нескольких дельтовых системах в пределах большой системы озер. К концу постподнятийской фазы, от конца раннего альбиана или сеномана до начала позднего палеоцена, бассейн Северных Фолклендских островов характеризовался первоначальным установлением прибрежных условий и, в конечном итоге, полностью морских условий, поскольку образовалось морское сообщение с бассейном. В случае бассейна Фолклендских островов морские условия начались в ранней юре и продолжались в бассейне реки Сан-Хорхе к северо-западу, что указывает на распространение морских условий с юга на север. Процесс поднятия в палеоцене сопровождался процессом тектонического опускания, а также морским дельтовым осадконакоплением, которое происходило на протяжении всего кайнозойского периода.
История нефтяных разведки
Геологические исследования Фолклендских островов начались в конце 1970-х годов, когда две компании, предоставляющие услуги нефтегазовой отрасли, провели сейсмические исследования Фолклендских островов и окружающего морского дна. Хотя полученные данные указывали на то, что этот район является перспективным для разведочного бурения, правительство островов не было готово выдавать лицензии на бурение. С ростом добычи нефти в Северном море, большая часть добычи сырой нефти в британских водах была сосредоточена в районе Северного моря. Некоторые ограниченные исследования продолжались, но они были полностью прекращены после вторжения Аргентины на Фолклендские острова в 1982 году и последовавшего за этим конфликта. В 1992 году правительство Фолклендских островов заключило контракт с Британской геологической службой на возобновление геологических исследований Фолклендских островов. После первоначального исследования, показавшего наличие нескольких мезозойских бассейнов в водах вокруг островов, был выдан первый раунд лицензий на разведку, охватывающий наиболее перспективный из них – разломленный бассейн вытянутой формы в относительно мелководном районе к северу от островов. Другие перспективные бассейны, расположенные к югу и востоку от островов, представляют собой более сложную технологическую задачу, поскольку находятся на значительно большей глубине. Когда правительство Фолклендских островов выдало лицензии в 1996 году, семь компаний договорились о проведении разведочной кампании. В течение первых пяти лет действия лицензий было пробурено шесть разведочных скважин, как и планировалось. Наряду с геологическими и геофизическими данными, полученными в ходе разведочной кампании, были собраны и экологические данные. Кроме того, новые исследования в этом районе проводились во время кампании по бурению и изучались в последние годы. Исследования запасов нефти в районе Фолклендских островов продолжались, но крупномасштабная добыча пока не началась. Новая программа разведочного бурения должна была начаться в феврале 2010 года, когда Ocean Guardian приступит к запланированной программе из десяти разведочных скважин для Desire Petroleum plc и ее дочерних компаний. В 2012 году Leiv Eirikson осуществлял бурение в бассейне Восточных Фолклендских островов. В мае 2015 года нефть была обнаружена в Isobel Deep (бассейн Северных Фолклендских островов) консорциумом нефтяных компаний, включая Falkland Oil & Gas, Premier Oil и Rockhopper Oil & Gas. В 2023 году Rockhopper (в сотрудничестве с Navitas Petroleum, зарегистрированной в Тель-Авиве) сообщила, что ей был представлен новый план разработки проекта Sea Lion, направленный на снижение затрат и поэтапную реализацию. В заявлении отмечалось: "Если этот новый план будет реализован, его общая стоимость составит 2,2 миллиарда долларов, что может привести к добыче 80 000 баррелей в день (до 100 000 баррелей в день на пике) с использованием арендованного плавучего комплекса для добычи, хранения и отгрузки нефти". Окончательное инвестиционное решение планируется принять в начале 2024 года.
Нефтяная система в бассейне Северного Фолкленда
В ходе нефтеразведочных работ была обнаружена система пород-источников в бассейне Северных Фолклендских островов, способная генерировать более 102 кг углеводородов на тонну породы. Хотя значительная часть толщины пород-источников геологически незрелая, она способна генерировать углеводороды на глубине ниже 2000 метров. Породы, генерирующие наибольшее количество углеводородов, находятся на глубине около 3000 метров. Оценки объема пород, расположенных непосредственно в пределах нефтеносного пласта, варьируются от 36 миллиардов кубических метров до 400 миллиардов кубических метров, в зависимости от интерпретации данных сейсморазведки. В целом, считается, что в бассейне могло быть сгенерировано до 60 миллиардов баррелей нефти. Нефтеразведка показала, что под основным интервалом пород-источников залегает слой песчаника толщиной около 100 метров с пористостью до 30%. На сегодняшний день в разрезе рифтовых структур ниже основного интервала пород-источников обнаружено очень мало песчаников с хорошими коллекторскими свойствами, однако в эту зону проникло лишь небольшое количество скважин. Отсутствие высокого пластового давления в бассейне позволяет предположить, что образовавшиеся углеводороды могли мигрировать в боковом направлении и, таким образом, накапливаться в рифтовых коллекторах, развитых ниже и по сторонам от пород-источников, и функционировать – учитывая их низкую пористость – в качестве экрана для более глубоких пород, пересекаемых лишь в зонах разломов.