Физические основы геологических процессов

[Симонян Геворг Саркисович]

Российские геологи получили уникальные пробы из Антарктиды

    Антарктический сезон – 2015 принес российским учёным надежды на получение уникальных результатов о геологии «шестого континента». Впервые были получены обрезки ледовых кернов с крупными минеральными включениями, которые, возможно, приоткроют тайны, скрываемые под четырёхкилометровой толщей вечной мерзлоты. О самых «холодных» расчётах и прогнозах в интервью журналисту STRF.ru рассказал заведующий отделом геологии и минеральных ресурсов Антарктики Всероссийского научно-исследовательского института геологии и минеральных ресурсов Мирового Океана имени академика И.С. Грамберга Герман Лейченков.
Герман_Лейченков Герман Лейченков: Опираясь на результаты изучения уникальных проб кернов с минеральными включениями, впервые можно хоть что-то сказать о строении центральной
       Антарктики, которая закрыта 4-х километровой толщей льда Герман Леонидович, можно ли считать успешным с точки зрения геологии Антарктическое лето 2015 года?
– Считаю, что сезон прошёл достаточно успешно. В этом году всё складывалось непросто, потому что геологические исследования проводились в очень труднодоступной области – в южной части гор Принс-Чарльз, а это примерно 1000 км от побережья. Последний раз в этом районе наши геологи работали более 30 лет назад, и вот, наконец, получены новые результаты, которые мы только начинаем обрабатывать.
     Что Вы подразумеваете под новыми результатами?
– Выполнено так называемое геологическое картирование, построены геологические разрезы и выявлены новые геологические объекты, в том числе осадочные породы в керне с возрастом более 3 млрд лет, а также магматические породы. Нам предстоит изучить все собранные данные и по ним восстановить геодинамическую обстановку, возможно, даже обнаружить её связь с палеоклиматом. Помимо этого были проведены гляциологические работы на станции Восток. Там было повторное вскрытие озера Восток, и для нас, геологов, были собраны образцы керна льда с довольно крупными, в 7–8 мм, минеральными включениями. Мы их собираемся изучать совместно с Институтом геологии и минералогии СО РАН, СПбГУ, и Всероссийским научно-исследовательским геологическим институтом имени А. П. Карпинского, надеемся получить новые уникальные результаты. Потому что до сих пор было собрано очень мало образцов с минеральными включениями, и по сути на сегодня это единственная информация о геологическом строении центральной Антарктики.
      В прошлом году Ваши коллеги, работавшие на озере Восток, уже привозили пробы керна с включениями осадочных пород. Удалось ли получить какие-то новые данные по этим образцам?
– Действительно, в прошлом году микробиологи передали нам довольно крупный обломок, размером примерно 8 мм, который мы потом изучали со всех сторон. Это оказался песчаник, точнее, алевролит, порода мелкой фракции. Сейчас мы дополнительно исследуем этот шлиф. Пока однозначных результатов нет. Но можем точно сказать, что эти породы были снесены с западного побережья озера Восток.
На основании этих данных, а также данных геофизических исследований, которые выполняла полярная экспедиция, можем утверждать, что западное побережье озера Восток сложено достаточно древними, с возрастом примерно 500 млн лет осадочными породами.
Это первый уникальный результат. Опираясь на него, впервые можно хоть что-то сказать о строении центральной Антарктики, которая закрыта 4-х километровой толщей льда.
     Можно ли будет использовать полученные вами данные для моделирования климата в Антарктиде?
– Можно, но косвенно. Если мы будем знать, чем сложена подледная среда Антарктики, – допустим, осадочными породами, кристаллическими породами гранитного состава, – сможем рассчитать и динамику ледника. Понимание, из чего сложено коренное ложе, находящееся подо льдом, может дать более точные представления о том, как движется ледник сейчас, и как он двигался раньше.
    Насколько продвинулись современные представления о геологическом строении центральной Антарктиды?
– Недавно мы издали тектоническую карту Антарктики, которую представляли в Париже геологической комиссии ЮНЕСКО. Эта карта представляет результаты, дающие понимание того, как развивалась земная кора, литосфера Антарктиды на протяжении 4 млрд лет. Несколько человек от нашего института собираются ехать на очередной симпозиум по геологическим наукам Антарктики, который проходит раз в четыре года. Там будем докладывать наши новые результаты, а их много не только по Антарктиде, но и в том числе по окраинным морям, и они предполагают некоторый выход на палеоклимат. Всё же в Южном океане накопление осадков напрямую зависело от динамики ледового покрова в прошлом, а эта динамика в свою очередь зависела от климата прошлого. Представляя, как менялся климат в прошлом, мы можем в какой-то степени прогнозировать и будущие его изменения.
     Какие это могут быть прогнозы?
– Климат, действительно, становится теплее. Уровень мирового океана ежегодно поднимается на 3 мм, что частично связывают и с таянием западной Антарктиды. Антарктида, как вы знаете, делится на Восточную и Западную. Если Восточный покров находится в более-менее стабильном состоянии – выпадение осадков и таяние ледников находятся примерно в равновесии, то в Западной Антарктиде – это та часть, которая смотрит на Тихий океан, – происходит уменьшение объёма ледника, оно реально зафиксировано, и оно вносит вклад в повышение уровня мирового океана. Нельзя сказать, что это большой вклад, потому что большая его часть связана с термальным расширением, но свою лепту в 10–15% он вносит.
     Каковы ваши цели на следующий антарктический сезон?
– К сожалению, в следующем сезоне мы будем ограничены в средствах по части организации работ. Сезонные работы будут сокращены, но, тем не менее, в Антарктиду идут два судна, правда, с сокращенной научной программой, – «Академик Фёдоров» и «Академик Трёшников». Геологические и геофизические работы предполагается проводить в восточной части моря Уэдделла, то есть в самой южной части Атлантики, биологические работы будут проходить недалеко от нашей станции «Прогресс». Далеко углубиться в Антарктиду не сможем. Сезонные работы на станции Восток вообще, к сожалению, отменены. Но, насколько известно, предполагается возобновление ФЦП «Мировой океан», в которой раньше была подпрограмма «Исследование Арктики и Антарктики». Если так и произойдёт, то фундаментальные исследования в нашей области получат существенную помощь.

Источник -  Электронное издание «Наука и технологии России»
http://hge.spbu.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=5068:rossijskie-geologi-poluchili-unikalnye-proby-iz-antarktidy&catid=40&Itemid=88

[Карпов Валерий Александрович]

Из http://geolib.ru/Oil...09/content.html
НЕФТЕГАЗОНОСНЫЕ КОЛЬЦЕВЫЕ СТРУКТУРЫ И НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИХ ИЗУЧЕНИЯ
 
 
 
М. Н. Смирнова
 
Цитата: "Сравнение размеров кольцевых структур, выделенных космическими и наземными методами, свидетельствует о том, что размеры кольцевых структур на космофотоснимках в 5-10 раз превышают таковые, выделенные методами разведочной геофизики."
 
И где истина?

[Карпов Валерий Александрович]

 
Новости oilru.com

 
Геология
Геологи пришли к выводу о распространенности образования алмазов в природе
Размер шрифта: 1 2 3 4   
«Нефть России», 05.11.15, Москва, 11:37   
Американские ученые разработали новую модель образования алмазов в литосфере Земли, согласно которой эти процессы могут оказаться гораздо более распространенными, чем считалось ранее, сообщает N+1 со ссылкой на журнал Nature Communications.
 
Как предсказывает теория, формирование может быть запущено простым изменением кислотности воды при ее соприкосновении с породами в толще литосферы.
 
Авторы работы использовали современную компьютерную модель, описывающую химические процессы окисления-восстановления в основаниях литосферных плит (крупный стабильный участок земной коры - ИФ). В этой модели, по сравнению с классическими, описываемая система состоит не только из нейтральных газов, растворенных в глубинных жидкостях (метана, диоксида углерода и так далее), но также включает в себя различные ионы, комплексы металлов и органические соединения, которые могут существовать в гидротермальных условиях. Ученые расширили ее, добавив в систему взаимодействие между подземными жидкостями и эклогитом - породой, которую эти воды омывают.
 
Оказалось, что запуск реакций восстановления карбонатов и анионов органических кислот, согласно модели, мог происходить благодаря естественному увеличению кислотности воды. Причины этого увеличения - химические превращения эклогита, протекающие при взаимодействии с глубинными жидкостями. Смоделировать необратимые реакции, в которых происходит осаждение алмазов, ученым удалось при температуре 900 °C и давлении 50 тысяч атмосфер.
 
Ключевым выводом, который следует из новой модели, является то, что формирование алмазов возможно и без существенных изменений в количестве окислителей и восстановителей в растворах. Авторы считают, что этот факт может свидетельствовать о том, что образование алмазов является гораздо более распространенным в природе процессом, чем считалось ранее. Однако условия их протекания - давления и температуры - соответствуют глубинам от 40 до 250 км, что не позволяет напрямую проверить выводы авторов.
 
Ранее ученые считали, что алмазы преимущественно образуются за счет окислительно-восстановительных реакций в процессе осаждения из жидкостей или расплавов на больших глубинах. Примерами таких реакций являются окисление метана и восстановление углекислого газа. Эти модели чрезвычайно просты, они описывали глубинные жидкости как смесь нейтральных молекул газов - метана, диоксида углерода, водорода и воды (COH-модели). При этом они практически не учитывали влияние омываемых силикатных пород на свойства жидкости, например, на ее кислотность и, соответственно, на процессы формирования алмазов.
Источник: Interfax
К генезису УВ имеет отношение?

[Шевченко Николай Борисович]

К генезису УВ имеет отношение?

Валерий Александрович, взгляните на рисунок фракционирования изотопного состава углерода в алмазах и нефти


Из него видно следующее - алмаз изотопно более тяжёлый чем нефть и газ (~ С¹³ -7 и -30 ⁰/₀₀ соответственно).
Отсюда  если алмаз образовался в мантии, то в окислительной среде. В такой среде перенасыщенной кислородом просто нет места для  нефти и метану. Что такое запрещённый парагенезис надеюсь объяснять не надо.

Поэтому решение вопроса образования нефти напрямую связано с вопросами образования алмазов в природе.
 

[Карпов Валерий Александрович]

А как же:http://scientificrussia.ru/articles/oil-non-organic-genesis

"Учёные нашли тяжёлые углеводороды, смесью которых является нефть, в мантии Земли и алмазах, а также получили их в лабораторных условиях, что поставило под сомнение теорию исключительно органического происхождения «чёрного золота», сообщил РИА Новости директор Института геологии и минералогии (ИГМ) Сибирского отделения РАН академик Николай Похиленко."

[Тимурзиев Ахмет Иссакович]

Валерий Александрович, эти факты известны давно, об этом пишет еще Н.А.Кудрявцев в своих работах (см. в журнале Глубинная нефть). Некоторую подборку по фактам обнаружения УВ в алмазах и мантийных ксенолитах можно посмотреть в моем докладе на 1-х КЧ (http://journal.deepoil.ru/images/stories/docs/DO-1-1-2013/4_Timurziev_1-1-2013.pdf).

Наличие тяжелых УВ в продуктах мантийного генезиса позволяет утверждать, что там есть и исходное вещество (С-H-S-N-O) и катализаторы, и термабарические условия нефтеобразования, и сами процессы нефтеобразования осуществляются там, в мантийных условиях. Иначе как можно представить наличие тяжелых УВ в вакуолях алмазных кристаллов (алмаз же не кристаллизуется в приповерхностных условиях)?

[Шевченко Николай Борисович]

А как же:http://scientificrussia.ru/articles/oil-non-organic-genesis

"Учёные нашли тяжёлые углеводороды, смесью которых является нефть, в мантии Земли и алмазах, а также получили их в лабораторных условиях, что поставило под сомнение теорию исключительно органического происхождения «чёрного золота», сообщил РИА Новости директор Института геологии и минералогии (ИГМ) Сибирского отделения РАН академик Николай Похиленко."

Валерий Александрович, насколько знаком с результатами экспериментов на установках при статических сверхвысоких РТ, то там в зависимости от исходно материала получают или алмазы или простейшие углеводороды.
Включения УВ не характерны для природных алмазов и их обнаружение носит редкий характер.
Отсюда, надо тщательнее относится к такого рода обобщающим высказываниям.
  

[Тимурзиев Ахмет Иссакович]

Николай Борисович, это не совсем так, как следует, например из обобщений В.А.Краюшкина, приведенных в моем докладе (http://journal.deepoil.ru/images/stories/docs/DO-1-1-2013/4_Timurziev_1-1-2013.pdf):

10. По данным обобщений В.А.Краюшкина [9] состав первичных флюидных включений, изученных в 227 образцах мантийных перидотитовых ксенолитов в щелочных базальтах, перидотитов из офиолитовых толщ, перидотитовых кумулятов, серпентинизированных тектонитов, базальтов, габбро и гранитов, отобранных в 50 регионах и разных частях мира, содержит метан (CH4), этан (C2H6), про-пан (С3H8), бутан (С4Н10), тяжелые алканы группы н-С14 – н-С33, а из изопреноидного ряда – пристан и фитан. Величина изотопа δ13С (возле -27‰) у всех выделенных УВ надежно свидетельствует, что они не являются биологическим загрязнением из окружающей среды. Концентрации СН4, С2Н4, С3Н8, С4Н10 в составе первичных флюидных включений достигают от 200-300 г/т до 400-500 г/т.

11. По данным обобщений В.А.Краюшкина [9] в составе первичных флюидных включений по результатам изучения 53 алмазов из кимберлитовых трубок Азии, Африки, Северной и Южной Америки идентифицированы Н2О, Н2, СО, СО2, СН4, С2Н4, С3Н8, С4Н10, СН3ОН, С2Н5ОН и твердые УВ. Эти алмазы имеют возраст 3,1 млрд.лет и глубину образования 400-500 км. Концентрация УВ в алмазах измеряется 30-35 г/т. В их кимберлитах же содержание УВ ряда СnН2n+1 и СnН2n+2 на 1-2 порядка больше. Например, концентрация этих УВ в составе первичных флюидных включений арканзаского и навахского кимберлитов (США) соответствует 4456 и 4653 г/т, а африканского - 7087 г/т.

Другим важным аргументом в пользу мантийного генезиса нефти являются факты обнаружения группой ученых Chevron-Texaco под руководством Джереми Дала (Jeremy Dhala) в нефтях Мексиканского залива нанокристаллов алмаза (алмазоиды, состоящие из нескольких (до 11) молекул адамантана), а также экспериментальное подтверждение (устное сообщение В.А.Алексеева) образования УВ вместе с алмазами при термобарических условиях верхней мантии.

Думаю, наши знания по этому вопросу ограничены в силу отсутствия специальной программы по массовому изучению нефтепроявлений в магматических породах и алмазах.

Следует также напомнить (Термодинамический критерий метастабильного состояния углеводородов в земной коре и верхней мантии // Карпов И.К., Зубков В.С., Степанов А.Н. и др. Геология и геофизика, 1998, т.39, №11, с.15-28):

Термодинамическое обоснование существования метастабильного равновесного состояния С-Н-системы и определение граничных условий для различных фазовых состояний УВ позволило доказать, что при низких давлениях тяжелые УВ нестабильны по отношению к метану и с увеличением давления количество синтезируемых тяжелых УВ возрастает. Метан не полимеризуется в тяжелые УВ при низких давлениях и любых температурах. Превращение тяжелых УВ в метан совпадает с фазовым переходом алмаз-графит.

[Шевченко Николай Борисович]

Ахмет Иссакович, в год мировая добыча алмазов составляет около 10т.

Поэтому 53 алмаза с включениями в т.ч. УВ можно рассматривать как исключение из общего правила, чем его подтверждение.

 

[Тимурзиев Ахмет Иссакович]

Думаю, все таки это вопрос изученности проблемы.

[Шевченко Николай Борисович]

Думаю, все таки это вопрос изученности проблемы.

Скорее всего так и есть. Это вопрос, характеристики системи С-Н-О в условиях мантии, надо уточнять у последователей Чекалюка и Карпова.

 

[Тимурзиев Ахмет Иссакович]

Сейчас обсуждаю с руководством Института геологии и минералогии (ИГМ) Сибирского отделения РАН (ПОХИЛЕНКО Н.П., ТОМИЛЕНКО А.А., ЧЕПУРОВ А.И.) их участие в проекте монографии Глубинная нефть (условное название) в части экспериментальных работ и термодинамического моделирования. Надеюсь они возьмутся за объединение усилий и обобщение выполненных работ по этой тематике. Есть еще Иркутская школа (Зубковская), может кто еще присоединится.

[Шевченко Николай Борисович]

https://www.google.com.ua/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=17&cad=rja&uact=8&ved=0CDYQFjAGOApqFQoTCJqy__frhckCFUkJLAodUNAEog&url=http%3A%2F%2Firbis-nbuv.gov.ua%2Fcgi-bin%2Firbis_nbuv%2Fcgiirbis_64.exe%3FC21COM%3D2%26I21DBN%3DUJRN%26P21DBN%3DUJRN%26IMAGE_FILE_DOWNLOAD%3D1%26Image_file_name%3DPDF%2Fgfj_2013_35_6_3.pdf&usg=AFQjCNEF0qyi-XcaQCPz6Q6pCadBfIOl0A

Геофизический журнал № 6, Т. 35, 2013

Минеральные сферулы — индикаторы специфического
флюидного режима рудообразования и нафтидогенеза
© А. Е. Лукин, 2013

Присутствие С_сферул (и самородно-металлических частиц) в различных вторичных коллекторах нафтидов может рассматриваться как «улика» (пользуясь известной метафорой Н.Б. Вассоевича применительно к биомаркерам в нефтях) участия глубинных флюидов в их формировании.

Рис. 20. Сферулы сложного состава (основное по объему ядро состоит из алюмосиликатного стекла и углерода с периферическим обрастанием Fe, FeS2, KCl и NaCl) и их агрегаты во вторично-трещинно-кавернозном коллекторе-метасоматите (на гранитном субстрате) нефтяного месторождения Белый Тигр (Южно-Вьетнамский шельф). По данным электронной
микроскопии (РЭМ-106 с рентгеноспектральным зондом) (по А.Е. Лукину).

[Карпов Валерий Александрович]

Из http://www.angi.ru/n...tml?oid=2832845
 
- Оптимизм официальных лиц основан на уверенности, что замещать падающую добычу нефти из действующих месторождений, будут шельф, ТРИЗы и новые месторождения. Так ли это?
- Согласно официальной точки зрения наших стратегов, вышеназванная триада действительно должна ежегодно обеспечивать воспроизводство запасов. Рассмотрим каждый источник в отдельности.
Шельф. Текущая ситуация на нефтяном рынке (низкая цена и неблагоприятное соотношение спрос/предложение) снизили актуальность разработки шельфовых месторождений. Вероятность запуска глобальных проектов на Арктическом шельфе в ближайшей и среднесрочной перспективе крайне мала. Следует сказать, что и раньше, в лучшие времена, труднодоступный и экологически опасный шельф воспринимался экспертами весьма сдержано и способным восполнить не более 10% всей необходимой стране добычи лишь в далеком 2050-м году. Остается шельф Сахалина, который традицинно держит добычу нефти 12-13 млн.т. в год.
ТРИЗы. Доля «трудноизвлекаемых запасов» нефти в общем балансе запасов страны постоянно увеличиваться по мере истощения и выработки действующих месторождений. Сейчас, в условиях провала нефтяных цен, доля нерентабельных запасов приобретает угрожающие размеры, хотя еще вчера эти запасы были выгодными для их извлечения. Продолжение рентабельной разработки месторождений возможно только в случае получения налоговых преференций от государства. И чем хуже экономическая конъюнктура, тем больше необходимо налоговых льгот. Критерии, по которым получают преференции – выработка запасов, стратиграфическая приуроченность, проницаемость и толщина коллектора, вязкость нефти, географическое расположение месторождения, позволяют существенно улучшить экономику проектов. Однако наивно ожидать, что сейчас, когда бюджет государства испытывает определенные трудности, все истощенные месторождения попадут в «налоговый рай».
Остаются «новые месторождения». И опять обратимся за примером к лидеру нефтедобычи - ХМАО-Югре. Что же там открывалось и какая эффективность? За постсоветский период (1994-2014 гг.) были достигнуты следующие показатели: средний размер открытия 3,3 млн.т.; среднемноголетний удельный прирост запасов С1+С2 на метр проходки поискового бурения 72 т/м; накопленный прирост запасов С1+С2 новых месторождений =0,7 млрд.т при том, что суммарная добыча составила 4,7 млрд.т. Таким образом, мы видим, что за последние 20 лет, среднемноголетнее воспроизводство за счет новых месторождений, составило не более 15%. Остальные 85% воспроизводства были достигнуты за счет геологоразведки на действующих месторождениях. И как было сказано ранее, это в основном приросты за счет низкодебитных и обводенных запасов периферийных зон, небольшие пропущенные или же возвратные объекты.
В текущем, 2015 году из 38 нефтяных месторождений, открытых в стране, только 2 месторождения открыты в ХМАО-Югре с запасами С1+С2 7,5 млн. т., причем одно из них, вытащено из «нафталина» «… за счет пробуренной в 2000 году скважины…». При ожидаемой годовой добыче нефти около 242 млн.т. воспроизводство запасов за счет открытия новых месторождений составит 0,03%. Это же катастрофа! Такая же тревожная картина наблюдается и для остальных нефтегазоносных провинций РФ (в целом Западная Сибирь, Волго-Урал, Тимано-Печора, Восточная Сибирь). Доля прироста запасов за счет открытий новых месторождений не превышает 5%. Остальные 95% годовых приростов приходятся за счет проведения ГРР на открытых и разрабатываемых месторождениях.
 
В чем же главные причины этой КАТАСТРОФЫ?
Вариант первый: в неадекватности методики ГРР реальным геологическим процессам, контролирующим нефтегазонакопление.

[Тимурзиев Ахмет Иссакович]

Из http://www.angi.ru/n...tml?oid=2832845
 
В чем же главные причины этой КАТАСТРОФЫ?
Вариант первый: в неадекватности методики ГРР реальным геологическим процессам, контролирующим нефтегазонакопление.

Причина КАТАСТРОФЫ в выстроенной за время либеральных перемен (за время государственного переворота, приведшего к уничтожению нашей Родины СССР) преступной системы тотальной коррупции, безответственности и полной деградации реального сектора экономики (на фоне распродажи его наиболее привлекательных активов западным инвесторам), которым либеральные политики и экономисты не могут (или не хотят) заниматься в угоду построенной ими виртуальной денежно-спекулятивной экономики, основанной, правда, на ветхозаветных времен схеме товарно-денежного обмена: доллары в обмен на ресурсы.

Без смены порочной системы хозяйствования, у страны нет альтернативы скорому разрушению ее системных элементов и безвозвратной утери ни только экономической, но и политической независимости. Думаю, власть и нефть предержащие, прекрасно все это понимают, но полагают, что на их век стабильности хватит, а после них - хоть потоп. Хотелось бы ошибаться в своих прогнозах.