Tectono-magmatogenering structures in zones of increased geodynamic instability as priority objects for exploration of hydrogen fields

Tectono-magmatogenering structures in zones of increased geodynamic instability as priority objects for exploration of hydrogen fields

Based on comparison of the migration activity of hydrocarbons, helium and hydrogen, the paper substantiates the types of cap rocks for hydrogen accumulations (pools), which most of all contributes to its partial shieldingat steady feed. Such cap rocks are represented by predominantly smectite clay,...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2021
Автори: Lukin, A.E., Shestopalov, V.M.
Формат: Стаття
Мова:rus
Опубліковано: Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine 2021
Онлайн доступ:https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/239953
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Geofizicheskiy Zhurnal

Репозитарії

Geofizicheskiy Zhurnal
id journalsuranua-geofizicheskiy-article-239953
record_format ojs
institution Geofizicheskiy Zhurnal
collection OJS
language rus
format Article
author Lukin, A.E.
Shestopalov, V.M.
spellingShingle Lukin, A.E.
Shestopalov, V.M.
Tectono-magmatogenering structures in zones of increased geodynamic instability as priority objects for exploration of hydrogen fields
author_facet Lukin, A.E.
Shestopalov, V.M.
author_sort Lukin, A.E.
title Tectono-magmatogenering structures in zones of increased geodynamic instability as priority objects for exploration of hydrogen fields
title_short Tectono-magmatogenering structures in zones of increased geodynamic instability as priority objects for exploration of hydrogen fields
title_full Tectono-magmatogenering structures in zones of increased geodynamic instability as priority objects for exploration of hydrogen fields
title_fullStr Tectono-magmatogenering structures in zones of increased geodynamic instability as priority objects for exploration of hydrogen fields
title_full_unstemmed Tectono-magmatogenering structures in zones of increased geodynamic instability as priority objects for exploration of hydrogen fields
title_sort tectono-magmatogenering structures in zones of increased geodynamic instability as priority objects for exploration of hydrogen fields
title_alt Кольцевые тектономагматогенные структуры в зонах повышенной геодинамической нестабильности — первоочередные объекты поисков месторождений водорода
Кільцеві тектономагматогенні структури в зонах підвищеної геодинамічної нестабільності — першочергові об’єкти пошуків родовищ водню
description Based on comparison of the migration activity of hydrocarbons, helium and hydrogen, the paper substantiates the types of cap rocks for hydrogen accumulations (pools), which most of all contributes to its partial shieldingat steady feed. Such cap rocks are represented by predominantly smectite clay, pure (without inclusions) salt at depths over 1—2 km, non-fractured quartz sandstone at depths over 4 km, effusive and hypabissal intrusive rocks, as well as basement rocks undisturbed by metamorphic decomposition processes. Endogenous hydrogen isconsidered as the main factor of dissipative structures formation. Occurrence of hydrogen, hydrocarbon and ore macro accumulations is a kind of energy, information-geochemical fluctuations, which are intermediate states of dissipative structures subordinated to the planetary heat and mass transfer processes caused by the deep Earth degassing. In this context, the nature of geodynamic instability (activation of vertical movements, shifts, tensile and compressive stresses) can be considered as a growing sequence of dissipative processes associated with the energy percolation role of endogenous hydrogen. In the hierarchy of ring structures (RS) (from minor depressions to large structures of dozens kilometres in diameter) special attention should be paid to Sribne RS within the Dnieper-Donets Basin and Kaluga RS within the SW part of the Voronezh anteclisepericline. These ring structuresare genetically related to explosion or volcanic calderas, and characterized by ancient origin (Proterozoic) and long-term development, including neo- and actuotectonic stages. Intensity of hydrogen degassing in the Sribne RSis confirmed by micro- and nano-inclusions in the black-shale domanicoid rocks of the productive horizons in the form of particles of native metals(including oxyphile elements Al, Zn, W and others), natural alloys and intermetallids, which are tracers of ascending flows of deep reduced fluids. It is reasonable to assume the occurrence of a large hydrogen or helium-hydrogen field (group of fields) within the Sribne RS in the Lower Visean, Lower Bashkirian and Lower Permian aged rocks, which are shielded by the Lower Permian salt deposits.
publisher Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine
publishDate 2021
url https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/239953
work_keys_str_mv AT lukinae tectonomagmatogeneringstructuresinzonesofincreasedgeodynamicinstabilityaspriorityobjectsforexplorationofhydrogenfields
AT shestopalovvm tectonomagmatogeneringstructuresinzonesofincreasedgeodynamicinstabilityaspriorityobjectsforexplorationofhydrogenfields
AT lukinae kolʹcevyetektonomagmatogennyestrukturyvzonahpovyšennojgeodinamičeskojnestabilʹnostipervoočerednyeobʺektypoiskovmestoroždenijvodoroda
AT shestopalovvm kolʹcevyetektonomagmatogennyestrukturyvzonahpovyšennojgeodinamičeskojnestabilʹnostipervoočerednyeobʺektypoiskovmestoroždenijvodoroda
AT lukinae kílʹcevítektonomagmatogennístrukturivzonahpídviŝenoígeodinamíčnoínestabílʹnostíperšočergovíobêktipošukívrodoviŝvodnû
AT shestopalovvm kílʹcevítektonomagmatogennístrukturivzonahpídviŝenoígeodinamíčnoínestabílʹnostíperšočergovíobêktipošukívrodoviŝvodnû
first_indexed 2024-04-21T19:43:25Z
last_indexed 2024-04-21T19:43:25Z
_version_ 1796974686572118016
spelling journalsuranua-geofizicheskiy-article-2399532021-10-05T12:32:26Z Tectono-magmatogenering structures in zones of increased geodynamic instability as priority objects for exploration of hydrogen fields Кольцевые тектономагматогенные структуры в зонах повышенной геодинамической нестабильности — первоочередные объекты поисков месторождений водорода Кільцеві тектономагматогенні структури в зонах підвищеної геодинамічної нестабільності — першочергові об’єкти пошуків родовищ водню Lukin, A.E. Shestopalov, V.M. Based on comparison of the migration activity of hydrocarbons, helium and hydrogen, the paper substantiates the types of cap rocks for hydrogen accumulations (pools), which most of all contributes to its partial shieldingat steady feed. Such cap rocks are represented by predominantly smectite clay, pure (without inclusions) salt at depths over 1—2 km, non-fractured quartz sandstone at depths over 4 km, effusive and hypabissal intrusive rocks, as well as basement rocks undisturbed by metamorphic decomposition processes. Endogenous hydrogen isconsidered as the main factor of dissipative structures formation. Occurrence of hydrogen, hydrocarbon and ore macro accumulations is a kind of energy, information-geochemical fluctuations, which are intermediate states of dissipative structures subordinated to the planetary heat and mass transfer processes caused by the deep Earth degassing. In this context, the nature of geodynamic instability (activation of vertical movements, shifts, tensile and compressive stresses) can be considered as a growing sequence of dissipative processes associated with the energy percolation role of endogenous hydrogen. In the hierarchy of ring structures (RS) (from minor depressions to large structures of dozens kilometres in diameter) special attention should be paid to Sribne RS within the Dnieper-Donets Basin and Kaluga RS within the SW part of the Voronezh anteclisepericline. These ring structuresare genetically related to explosion or volcanic calderas, and characterized by ancient origin (Proterozoic) and long-term development, including neo- and actuotectonic stages. Intensity of hydrogen degassing in the Sribne RSis confirmed by micro- and nano-inclusions in the black-shale domanicoid rocks of the productive horizons in the form of particles of native metals(including oxyphile elements Al, Zn, W and others), natural alloys and intermetallids, which are tracers of ascending flows of deep reduced fluids. It is reasonable to assume the occurrence of a large hydrogen or helium-hydrogen field (group of fields) within the Sribne RS in the Lower Visean, Lower Bashkirian and Lower Permian aged rocks, which are shielded by the Lower Permian salt deposits. На основе сопоставления миграционной активности углеводородов, гелия и водо- рода обоснованы типы пород-покрышек для скоплений (залежей) водорода, которые наиболее способствуют его частичному экранированию при устойчивой подпитке. Такими породами-покрышками являются существенно смектитовые глины, чистая (без включений) соль на глубинах более 1—2 км, нетрещиноватые песчаники на глубинах более 4 км, эффузивы и гипабиссальные интрузивные породы, а также породы фундамента, не охваченные процессами разуплотнения. Эндогенный водород рассматривается в качестве главного фактора формирования диссипативных структур. Возникновение водородных, углеводородных и рудных макроскоплений представляет собой своего рода энергетические, информационно-геохимические флуктуации — промежуточные состояния диссипативных структур, подчиненные планетарным процессам тепломассопереноса, что обусловлено глубинной дегазацией Земли. В этой связи природу геодинамической неустойчивости (активизации верти- кальных движений, сдвиговых смещений, растягивающих и сжимающих напряжений) можно рассматривать как нарастающую последовательность диссипативных процессов, связанных с энергетической перколяционной ролью эндогенного водо- рода. В иерархии кольцевых структур (КС) от элементарных (западинных до крупных — в десятки километров в диаметре) особое внимание заслуживают структуры типа Сребненской в Днепровско-Донецкой впадине и Калужской в северо-западной части периклинали Воронежской антеклизы, генетически связанные со взрывными или вулканическими кальдерами и характеризующиеся древним заложением (протерозой) и длительным развитием (вплоть до нео- и актуотектонических этапов). На интенсивную водородную дегазацию в Сребненской КС указывает наличие микро- и нановключений в черносланцевых доминикоидных породах продуктивных горизонтов в виде частиц самородных металлов, включая оксифильные элементы Al, Zn, W и др., природных сплавов и интерметаллидов — трассеров восходящих потоков глубинных восстановленных флюидов. Есть основание предполагать существование в пределах Сребненской КС крупного водородного либо гибридного гелиево-водородного месторождения (группы месторождений) в породах нижнего визе, нижнего башкира и нижней перми, экранированного нижнепермскими соленосными отложениями. У статті на підставі зіставлення міграційної активності вуглеводнів, гелію і водню обґрунтовано типи порід-покришок для скупчень (покладів) водню, які найбільше сприяють його частковому екрануванню за стійкого підживлення. Такими породами-покришками є суттєво смектитові глини, чиста (без включень) сіль на глибинах більш як 1—2 км, нетріщинуваті кварцові пісковики на глибинах понад 4 км, ефузиви і гіпабісальні інтрузивні породи, а також породи фундаменту, не зачеплені метаморфічними процесами розущільнення. Ендогенний водень розглянуто як головний чинник формування дисипативних структур. Виникнення водневих, вуглеводневих і рудних макроскупчень є свого роду енергетичними, інформаційно-геохімічними флуктуаціями — проміжними станами дисипативних структур, підпорядкованими планетарним процесам тепломасоперенесення, зумовленими глибинною дегазацією Землі. У цьому зв’язку природу геодинамічної нестійкості (активізації вертикальних рухів, зсувів, розтяжних і стискувальних напружень) можна розглядати як наростаючу послідовність дисипативних процесів, які пов’язані із енергетичною перколяційною роллю ендогенного водню. В ієрархії кільцевих структур (КС) (від елементарних западинних до великих — десятки кілометрів у діаметрі) особливої уваги заслуговують КС типу Срібненської в Дніпровсько-Донецькій западині і Ка- лузької у північно-західній частині перикліналі Воронезької антеклізи, які генетично пов’язані з вибуховими або вулканічними кальдерами, характеризуються древнім закладанням (протерозой) і тривалим розвитком, включаючи нео- та актуотектонічні етапи. Інтенсивність водневої дегазації Срібненської КС підтверджується наявністю мікро- і нановключень у чорносланцевих доманікоїдних породах продуктивних горизонтів у вигляді частинок самородних металів, зокрема оксифільних елементів Al, Zn, W та ін., природних сплавів та інтерметалідів, які є трасерами висхідних по- токів глибинних відновлюваних флюїдів. Є підстави припускати наявність у межах Срібненської КС великого водневого або гелієво-водневого родовища (групи родовищ) у породах нижнього візе, нижнього башкиру і нижньої пермі, які екрануються нижньопермськими соленосними відкладами. Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine 2021-10-05 Article Article application/pdf https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/239953 10.24028/gzh.v43i4.239953 Geofizicheskiy Zhurnal; Vol. 43 No. 4 (2021); 3-41 Геофизический журнал; Том 43 № 4 (2021); 3-41 Геофізичний журнал; Том 43 № 4 (2021); 3-41 2524-1052 0203-3100 rus https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/239953/239618 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0

Схожі ресурси