Все о геологии :: на главную страницу! Геовикипедия 
wiki.web.ru 
Поиск  
  Rambler's Top100 Service
 Главная страница  Конференции: Календарь / Материалы  Каталог ссылок    Словарь       Форумы        В помощь студенту     Последние поступления
   Геология >> Геокриология (мерзлотоведение) | Тезисы
 Обсудить в форуме  Добавить новое сообщение

Ломоносовские чтения - 2010. Секция "Геология"


ВРЕМЕННЫЕ И ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВЫДЕЛЕНИЯ СВОБОДНОГО ВОДОРОДА НА ХИБИНСКОМ ЩЕЛОЧНОМ МАССИВЕ.

В.Л.Сывороткин

Необычно высокие для магматических образований концентрации водородно-углеводородных газов были обнаружены на гигантских нефелин-сиенитовых интрузивных массивах Кольского полуострова (Хибинский и Ловозерский) в середине прошлого века [2]. Главным компонентом газовой фазы здесь является метан. В подчиненных количествах присутствуют водород (в некоторых случаях он преобладает), этан и более тяжелые гомологи метана, аргон и гелий. Иногда обнаруживаются оксид и диоксид углерода, азот и радиоактивные эманации, представленные изотопами радона [1].

Мониторинг выделения водорода на Хибинском массиве начат нами 19 апреля 2005г. с целью экспериментальной проверки <водородной> концепции разрушения озонового слоя [5], основная идея которой состоит в том, что озоновый слой планеты разрушается выбросами глубинного водорода. Суть проверки - выявление временной корреляции между выделением водорода и появлением отрицательных озоновых аномалий над данной территорией.

Для измерения концентрации подпочвенного водорода используется газоанализатор ВГ-3, разработанный в МИФИ. Он состоит из чувствительного элемента (МДП-мембрана) с выносным преобразователем и электронного блока, преобразующий изменение электроемкости чувствительного элемента в аналоговый сигнал, который регистрируется вольтметром на базе жидкого кристалла. Диапазон измерений концентрации водорода в воздухе от 0,00001 -0,01об.% (0,1-100ppm). Разрешающая способность 0,00001 об.%. Предел допустимой погрешности составляет ?10% от номинального значения. Время реагирования, ?0,9 - не более 3 мин при концентрации водорода выше 5ppm. Условия эксплуатации прибора: температура окружающей среды от -20 до +30oС; относительная влажность при 30?С до 90%; давление воздуха от 720 до 780 мм.рт.ст. Прибор имеет индивидуальный калибровочный график, который периодически поверятся на искусственных смесях водорода с воздухом.

Прибор установлен в полуподвальном помещении сейсмостанции на руднике Кукисвумчорр, что обеспечивает стабильный режим температуры и влажности, устойчивое питание и сохранность. Место выбрано с учетом данных о дегазации Хибинского массива, полученных нами в результате водородной съемки [3]. Сейсмостанция находится в зоне пересечения Центральной кольцевой структуры - <апатитовой дуги> и радиального разлома, что обеспечивает здесь наиболее интенсивную дегазацию.

В полнолуние 26-27 апреля 2005г. датчик показал пики (50 ppm) концентрации водорода. В эти же дни значимое (до 375 Д.Е.) снижение ОСО было зафиксировано озонометрической станцией Мурманск и американским космическим спутником , осуществляющий глобальный мониторинг ОСО. Таким образом, <водородная> гипотеза разрушения озонового слоя в апреле 2005г. стала теорией [4].

К началу апреля 2010г. на Хибинах нами получен 5-и летний ряд практически непрерывных наблюдений с 5-и минутными интервалами записи. Для статистической обработки полученных данных использован метод фликкер - шумовой спектроскопии [6]. Сущность ее состоит в придании информационной значимости корреляционным взаимосвязям, которые реализуются в последовательности нерегулярностей хаотических составляющих исследуемых сигналов - всплесков, скачков, изломов производных различных порядков. Анализ спектров мощности полученных сигналов в низкочастотном интервале выявил следующие периоды всплесков концентрации: 60.9, 34.7, 13.9, 8.5, 7.2, 6.1, 4.9, 3.1, 2.9, 1.37 суток, 24.1 часа (основной), 12 час. Очевидны космические ритмы, связанные с характером движением Земли в околосолнечном пространстве - суточный и полусуточный (вращение Земли вокруг собственной оси); (7.2 и 13.9, 34,7 суток) - лунные фазы. Объясняются они гравитационным воздействием Луны на главный резервуар планетарного водорода - земное ядро.

С помощью переносной модификации данного прибора в 2003-2004г.г. нами были проведены полевые работы по изучению пространственной структуры водородного поля Хибинского массива. Измерения концентрации подпочвенного водорода проводились по 4 детальным профилям, пересекающим границу Хибинского массива и вмещающих пород протерозоя на юге и западе; по 3 детальным профилям, пересекающим Центральную кольцевую структуру. Частота отбора проб по детальным профилям 50-100м. Кроме того, пройден генеральный <трансхибинский> профиль протяженностью 45км, состоящий из двух частей - восточной (побережье оз.Умбозера- долина р.Кунийок) и западной (долина р.Вудьяврйок - АНОФ-2). Интервал опробования - 500м. Всего выполнено - 233 измерения водорода. На генеральном профиле 174 измерения. Размах концентраций Н2 - 1ppm. Максимальные значения превышают средние на 0,4ppm, минимальные - ниже средних на 0,6ppm.

Выявлено, что все пики концентраций подпочвенного водорода на Хибинском массиве связаны с тектоническими нарушениями. В поле водорода отчетливо выделяются границы массива и вмещающих его пород протерозоя, в пределах которых отмечается относительно пониженный фон водорода. Очень четко выделяется <апатитовая дуга>. Максимальные (0,6ppm выше среднего) концентрации водорода привязаны к двум узлам тектонических нарушений, приуроченных к сквозной грабенообразной структуре северо-восточного простирания. Восточный участок повышенных значений выделен в нижнем течении р.Тульйок , в зоне сочленения данной структуры с субширотным грабеном. Западный участок - котловина оз.Малый Вудьявр, в зоне пересечения северо- восточного грабена и <апатитовой дуги>. Полученные нами результаты подверждают реальность существования северо-восточного грабена. Ранее он выделялся только по аэрофотоснимкам. Корреляции концентрации водорода с петрографическими типами пород не выявлено. Полученные данные позволяют утверждать, что источником повышенного потока газов на Хибинском массиве является жидкое ядро Земли, но не палеозойские интрузивные породы.

Автор благодарит ст.н.с. Геологического ин-та КНЦ РАН В.А. Нивина, при организационной поддержке которого выполнялись газовая съемка и мониторинг выделения водорода на Хибинском массиве; руководство и сотрудников Центра геофизического мониторинга ОАО <Апатит> за предоставленное помещение для пункта наблюдений; С.Ф.Тимашева - профессора Института физической химии РАН им. Л.Я. Карпова за помощь в мат. обработке временных рядов. Полевые работы проводились в рамках ИНТАС - проекта 01-0244.
1. Икорский С.В., Нивин В.А., Припачкин В.А. Геохимия газов эндогенных образований. С.-Пб.: Наука, 1992. 179с. 2. Петерсилье И.А. Геология и геохимия природных газов и дисперсных битумов некоторых геологических формаций Кольского полуострова. М.-Л.: Наука, 1964. 171с.
3. Сывороткин В.Л. Водородная съемка на щелочных массивах Кольского полуострова / Дегазация Земли: геофлюиды, нефть и газ, парагенезы в системе горючих ископаемых. Тезисы докладов Международной конференции, Москва 30, 31 мая-1 июня 2006г. М.: ГЕОС, 2006. С.253-254.
4. Сывороткин В.Л. Экспериментальное подтверждение водородной концепции разрушения озонового слоя Земли / Система планета Земля (Нетрадиционные вопросы геологии). Материалы ХШ- научного семинара. М., 2005. С.265-267.
5. Сывороткин В.Л. Глубинная дегазация и глобальные катастрофы. М.: ЗАО <Геоинформмарк>, 2002. 250с.
6. Тимашев С.Ф. Фликкер-шумовая спектроскопия: информация в хаотических сигналах. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007. 248с.


Проект осуществляется при поддержке:
Геологического факультета МГУ,
РФФИ
   
TopList Rambler's Top100