Л.С.Кондратов (Геоинформсистем), В.И.Старостин, Д.М.Воинков (Геоинформсистем)
В литосфере присутствуют газы подземной атмосферы (свободная форма) и гидросферы (растворенная форма), а также газы пород в адсорбированной, абсорбированной и вакуольно-капиллярно-конденсированной формах.
В нашей стране и за рубежом газовое поле земли исследуется, главным образом, по свободной форме газа, что не дает истинного представления о газовом поле земли.
Разработанная нами методика извлечения из пород адсорбированной формы газа существенным образом увеличивает возможность получения более естественного представления о газовом поле земли. В эксперименте по обоснованию метода извлечения из пород адсорбированной формы газа исходная порода прокаливалась при 600°С, затем через неё пропускали углеводородный газ (УВГ) определенного состава (С1-С3-С4). После чего эта порода нагревалась с шагом 50°С от 100 до 350°С и наблюдался выделяемый термодесорбированный газ. При нагреве породы в 200-250°С из неё выделялся экспериментальный метан-пропан-бутановый газ. Это позволило принять режим нагрева пород до 225°С для извлечения из различных пород газы адсорбированной формы.
Проведенные наблюдения проявления разных видов полезных ископаемых по газам адсорбированной формы пород указывали на их высокую информативность.
Для каждого типа минерального сырья (нефть, газ, алмазы, золото, уран, уголь и др.) отмечалась своя специфика структуры газового поля и состава адсорбированных углеводородных газов (УВГадс) и соотношений СО2, О2, Н2 и других газов. Основной опорный показатель оппонентов - непредельные УВГ - был преодолён после исследования УВГадс в пеплах современного извержения вулкана <Горелый> на Камчатке, где при отсутствии в пеплах углерода органического происхождения (Сорг) в УВГадс содержались (до 70%) непредельные компоненты.
Методика опробована при производственных нефте-газопоисковых работах в Мордовии, Калмыкии, Кировской области и Каспийском море. В Мордовии выделено два объекта с возможными нефтегазовыми скоплениями, по одному - в Калмыкии и Кировской области, а в Каспийском море - два объекта. Бурением подтверждены два объекта, где открыты нефтегазовые месторождения.
Всё это указывает на высокие возможности исследования газового поля по адсорбированной форме газа пород. Однако, в породах существуют и другие формы газа (абсорбированная и вакуольно-капиллярно-конденсированная). При исследовании газового поля кимберлитовых трубок нами была поставлена задача исследования газов пород и этих форм газа. По разным типам пород - оолитовые известняки Восточной Сибири, дуниты Полярного Урала и кимберлиты трубок Таежная (Т-8), Мир (М-1, М-13) в Якутии - исследованы уровни концентраций и состав газов, выделяющихся из них при нагреве от 100 до 900°С. При этом обнаружилось, что при температурах термодесорбции в 200-250°С выделяются газы среднего уровня концентраций со специфическим составом газа, который соответствует газам адсорбированной формы. При температурах нагрева пород до 400-500°С выделяются наиболее высокие уровни концентраций газов с наиболее легким составом УВГ ( 90% СН2). Они соответствуют абсорбированной форме газа. При температурах термодесорбции 700-8000С выделяются средние уровни концентраций УВГ облегченного состава ( 80% СН4) и высокой доли СnН2n , при наиболее высоких уровнях концентраций СО2 и Н2. Эти газы мы относим к вакуольно-капиллярно-конденсированным.
Сравнение газов разных форм в кимберлитах с газами условного фона позволили выявить, что специфический состав УВГ кимберлитов наиболее рельефно проявляется по газам адсорбированной формы. Это позволяет рекомендовать поиски кимберлитовых трубок по адсорбированной форме газа пород приповерхностных отложений.
Органическое вещество (ОВ) пород при газо-геохимических поисках по адсорбированным газам не оказывает заметного влияния на газовое поле, т.к. образование газа из ОВ пород несравнимо мало по уровню концентраций с газами пород адсорбированной и абсорбированной форм. Образование из ОВ сингенетичных газов в адсорбированной форме при диагенезе осадка на 99,6% состоит из СО2 , на 0,3% из УВГ (специфического состава) и на 0,1% из Н2. Это наиболее высокие уровни концентраций газов, образующихся из ОВ осадка. В породах при мезо-катагенезе образование УВГ и сохранение его в породе в адсорбированной форме весьма незначительны (0,1-0,3 см3/кг), что не позволяет опасаться искажения информации по адсорбированным газам при исследовании газов литосферы. В адсорбированной и абсорбированной форме УВГ пород на несколько порядков выше концентраций сингенетичных УВГ, например, в кимберлитах трубки Мир они достигают 65 см3/кг.
Все это позволяет с уверенностью рекомендовать поиск кимберлитовых трубок с применением газо-геохимических съемок по адсорбированным газам приповерхностных отложений.
Основными источниками газов, формирующих газовое поле литосферы, являются флюиды мантии, газы термодесорбции пород на глубинах с критическими Р и Т°С и газы мезо-катагенетического преобразования ОВ пород, которые захватываются газами (флюидами мантии и газами термодесорбции пород) с больших глубин и переносят их вверх по разрезу, вплоть до дневной поверхности.
| 