Происхождение нефти газа: от теории происхождения к технологиям поисков > Теоретические вопросы происхождения нефти
Физические основы геологических процессов
Тимурзиев Ахмет Иссакович:
Дмитрий Николаевич, рад что Вы нас не забываете и наведываетесь на форум. Считаю очень Важным Ваше участие и разъяснения физической стороны многих геологических процессов, которые некоторые геологи, в силу своей "физической неграмотности" воспринимают в отрыве от законов природы и городят, порой невообразимые модели. Это одна сторона, другая более важная касается объяснения природы взрывов в мантии и земной коре, в частности в моделях Зубкова-Карпова и других наших Иркутских товарищей, те же представления о взрывах при формировании кимберлитовых трубок. Если кислород определяет течение реакций горения, а взрыв - это горение, только с большой скоростью, то с глубиной и переходом в восстановленные среды с отсутствием кислорода, взрывы становятся невозможны. Внесите ясность.
Следующий важный момент. Вторые Чтения будут посвящены глубинному веществу (доноры УВ), процессам (физика, химия, термодинамика) и механизмам подъема вещества на коровые глубины. Здесь Вам, физикам, химикам, термодинамикам первое слово. Мы геологи будем осуществлять аудит Ваших гипотез на их геологическую адаптивность. Напишите мне Ваши соображения на эту тему. Да, тематика 2-х Чтений существенно расширена и на днях будет выложена на сайте. К сожалению, после троянской атаки на сайте возникли некоторые проблемы, уволились мои программисты и я сейчас вынужден разрываться в поисках решения проблем. Нет у Вас (участников форума) знакомых, владеющих движком Joomla, на котором работает наш сайт, помог бы решить проблему.
С Николай Георгиевичем все сложно. Я писал, что мы разговариваем на разных языках, моя и других участников геологическая аргументация, которая исключает саму идею бойлерной гипотезы, не воспринимается, приводятся новые "не геологичные" доводы, которые под напором геологической аргументации развенчиваются, но до очередного напора новых доводов. Не хочу обижать Николай Георгиевича, заслуженного горняка, а потому не столь активен. Пусть горит идеей, сегодня бойлероной, завтра, глядишь станет глубинщиком.
Шевченко Николай Борисович:
--- Цитировать ---А в ядре Земли стихии помощнее будут. Давление несколько миллионов атмосфер, температуры в тысячи градусов.
--- Конец цитаты ---
С литостатическим давлением сильно не поспоришь. Хотя где-то когда-то читал что в земном ядре давление будет чуть ли не нулевое за счёт взаимодействия гравитационных масс.
А вот с геотермическим градиентом ещё предстоит разбираться.
Есть предположение, что температура в верхней мантии несколько ниже расчётной и составляет около 3000С.
Шевченко Николай Борисович:
http://geo.web.ru/db/msg.html?uri=part01-03-3.htm&mid=1163814
Основы геологии
Авторы: Н.В.Короновский, А.Ф.Якушова
--- Цитировать ---По данным В. Н. Жаркова, геотермический градиент близ поверхности Земли оценивается в 20o С на 1 км. Если исходить из этих двух значений геотермического градиента и его неизменности в глубь Земли, то на глубине 100 км должна была бы быть температура 3000 или 2000o С. Однако это расходится с фактическими данными. Именно на этих глубинах периодически зарождаются магматические очаги, из которых изливается на поверхность лава, имеющая максимальную температуру 1200-1250o. Учитывая этот своеобразный "термометр", ряд авторов (В. А. Любимов, В. А. Магницкий) считают, что на глубине 100 км температура не может превышать 1300-1500oС. При более высоких температурах породы мантии были бы полностью расплавлены, что противоречит свободному прохождению поперечных сейсмических волн. Таким образом, средний геотермический градиент прослеживается лишь до некоторой относительно небольшой глубины от поверхности (20-30 км), а дальше он должен уменьшаться. Но даже и в этом случае в одном и том же месте изменение температуры с глубиной неравномерно. Это можно видеть на примере изменения температуры с глубиной по Кольской скважине, расположенной в пределах устойчивого кристаллического щита платформы. При заложении этой скважины рассчитывали на геотермический градиент 10o на 1 км и, следовательно, на проектной глубине (15 км) ожидали температуру порядка 150oС. Однако такой градиент был только до глубины 3 км, а далее он стал увеличиваться в 1,5-2,0 раза. На глубине 7 км температура была 120o С, на 10 км -180oС, на 12 км -220o С. Предполагается, что на проектной глубине температура будет близка к 280o С. Вторым примером являются данные по скважине, заложенной в Северном Прикаспии, в районе более активного эндогенного режима. В ней на глубине 500 м температура оказалась равной 42,2o С, на 1500 м-69,9oС, на 2000 м-80,4oС, на 3000 м - 108,3oС.
Какова же температура в более глубоких зонах мантии и ядра Земли? Более или менее достоверные данные получены о температуре основания слоя В верхней мантии (см. рис. 1.6). По данным В. Н. Жаркова, "детальные исследования фазовой диаграммы Mg2SiO4 - Fe2Si04 позволили определить реперную температуру на глубине, соответствующей первой зоне фазовых переходов (400 км)" (т.е. перехода оливина в шпинель). Температура здесь в результате указанных исследований около 1600 50o С.
Вопрос о распределении температур в мантии ниже слоя В и ядре Земли еще не решен, и поэтому высказываются различные представления. Можно только предположить, что температура с глубиной увеличивается при значительном уменьшении геотермического градиента и увеличении геотермической ступени. Предполагают, что температура в ядре Земли находится в пределах 4000-5000o С.
--- Конец цитаты ---
Шевченко Николай Борисович:
http://shumilov.kiev.ua/geofizika/teplo-kory.html
Радиоактивность материковой коры и граница Мохо
Опубликовано 7 января, 2010
--- Цитировать ---Генерация тепла в материковой коре приводит к тому, что, по мере углубления в неё, поток тепла из глубин наверх будет уменьшаться со скоростью до 2.5 (мВт/м2)/1км, поскольку часть тепла производится выше рассматриваемой глубины. А ГТГ (при постоянной теплопроводности коры) уменьшался бы с глубиной со скоростью порядка 0.75°С/1км. Так что на глубине 40 километров ГТГ обратился бы в 0, а ниже стал бы отрицательным. То есть, поток тепла был бы направлен не вверх, а вниз. Конечно же, в целом, тепло, так или иначе генерируемое в недрах Земли, движется из недр к земной поверхности, и далее, в космос. Поэтому, чем глубже, тем выше температура. Но, в принципе, поток тепла возможен и вниз через относительно небольшие по площади поверхности — границы сравнительно небольших объёмов мощных урановых месторождений, генерирующих тепло, как это, например, имеет место в Габоне, Окло (http://wsyachina.narod.ru/earth_sciences/oklo_3.html, www.computerra.ru/xterra/37626/). Такое инверсное распределение температуры возможно даже под обычной компостной ямой, в которой тепло выделяется достаточно интенсивно за счёт гниения органических веществ. Поэтому под ямой температура, в принципе, может быть ниже, чем в самой яме.
--- Конец цитаты ---
Тимофеев Дмитрий Николаевич:
Добрый день Ахмет Иссакович. Несколько слов о кислороде, горении, природы взрывов в мантии и земной коре.
Мы здесь на поверхности Земли находимся в других условиях, чем в глубине. В глубине другой мир, другие давления, другие температуры, и поэтому вещества другие. Из тех же элементов должны быть другие соединения. Многие нам известны, поскольку легко синтезируются. Ряд соединений могут существовать исключительно в тех, глубинных условиях и трансформируются при поднятии. Например, керны с глубины 12 км невозможно было поднять целыми. Они рассыпались при снижении давления. В ходе исследований мы как будто смотрим в дуло пушки, анализируем вылетающие газы и пытаемся понять, что там так бабахает. Вулканологи до сих пор считают, что вулканические газы в глубине растворены в лаве. Я на симпозиуме по вулканологии на примерах химических реакций объяснял, что такого быть не может. Что вулканические газы под давлением взаимодействуют между собой и дают другие вещества и это реакции, которые в химии работают на предприятиях уже много лет. Сомнений быть не может. Под давлением, при высокой температуре рождаются соединения с высокой внутренней энергией. Энергия аккумулируется из двух источников. Первый это тепло. Среда охлаждается реакцией, и это тепло аккумулируется в новом химическом веществе. Второй это гравитация (давление). При сжатии вещества производится работа химической реакции, которая также аккумулируется в получившемся веществе. Вы правы. Многие (но не все) реакции взрывов связаны с кислородом. Но вот насчёт того, что среда в глубине восстановительная это не совсем так. Да, где нефть, где газ она восстановительная, однако в вулканических газах часто присутствует чистый кислород. В газах вулкана Везувий 11,5 %, Мон-Пеле 13,67%, нашего Шевелуча на Камчатке 10,05-16,5%. Есть там и азот Везувий 48%, Мон-Пеле 55,65%, Шевелуч 39,5-62,01% (краткая химическая энциклопедия. М, изд.«Советская энциклопедия». 1961. С 769). Похоже, в активных районах, где трясёт и извергает среда окислительная. Однако в качестве окислителя может выступать не только кислород, но и окислы азота. Окислы азота как раз и образуются из кислорода и азота при высоком давлении. И они также обнаруживаются при вулканических процессах. Например на фото вулкана Эяфьятлайякудль это видно NO2 , газ бурого цвета. А где окислы азота и любые органические вещества, там всегда получаются нитросоединения. Литературы об этом много. Например Е.Ю. Орлова. «химия и технология бризантных взрывчатых веществ» Л. Химия, 1973г. Отсюда выводы о существовании нитронефти в глубинах земли. Ну, а нитросоединения и взрываются. Была у меня мысль попробовать получить на это свидетельство как на открытие, подать заявку в РАЕН. Думаю, не поймут. Как Вы Ахмет Иссакович думаете?
Там где есть нефть и метан кислород не обнаруживается, поскольку эта система не стабильна при низких давлениях. Кислород окисляет углеводороды и израсходовался с образованием воды и углекислого газа. Углекислый газ трансформировался в известняки. Кислорода здесь не хватило, чтоб окислить все углеводороды. Нефть осталась. Глубже, где давление больше, система с кислородом стабильна. Здесь не стабильна вода и СО2. На большей глубине углеводороды и кислород сосуществуют с образованием различных соединений (нитронефть) не разлагаясь, поскольку такое их состояние в этих условиях наиболее стабильно. И ещё. Есть много соединений без кислорода способных взрываться, например ацетилен С2Н2. Энергия взрыва ацетилена в два раза больше чем у тротила. Б.А. Иванов Физика взрыва ацетилена. М., Химия 1969. Ацетилен также есть в составе нитронефти.
Навигация
Перейти к полной версии