Самородный алюминий в коллекторах нефти и газа
The presence of morphologically various aluminum particles of assorted sizes within different-aged and petrographically diversified petroliferous reservoirs is established. It has been proposed that chemically active native Al has great role as a catalyst of the petroleum origin.
Збережено в:
| Дата: | 2008 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2008
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7515 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Самородный алюминий в коллекторах нефти и газа / А.Е. Лукин // Доп. НАН України. — 2008. — № 12. — С. 100-107. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860246462784339968 |
|---|---|
| author | Лукин, А.Е. |
| author_facet | Лукин, А.Е. |
| citation_txt | Самородный алюминий в коллекторах нефти и газа / А.Е. Лукин // Доп. НАН України. — 2008. — № 12. — С. 100-107. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| description | The presence of morphologically various aluminum particles of assorted sizes within different-aged and petrographically diversified petroliferous reservoirs is established. It has been proposed that chemically active native Al has great role as a catalyst of the petroleum origin.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:37:08Z |
| format | Article |
| fulltext |
после азимутальной селекции (см. рис. 3, а). При этом соотношение амплитуд максимумов
в спектре кривой землетрясений близко к соотношению амплитуд максимумов в спектре
кривой приливных касательных напряжений.
Таким образом, выявленные закономерности позволяют утверждать о существенном
влиянии приливного вибровоздействия как триггерного механизма при возникновении зем-
летрясения. Кроме того, выполненные исследования позволяют утверждать о необходимо-
сти учета особенностей тектонического строения территории исследования, для которой
выполняется анализ взаимосвязи геодинамических процессов с лунно-солнечными прили-
вами.
1. Николаев В.А. Исследование напряженного состояния литосферы на основе анализа связи земных
приливов и сейсмичности. – Москва: Наука, 2003. – 236 с.
2. Довбнич М.М. Оценка влияния космогонических факторов на напряженное состояние тектоносфе-
ры // Наук. вiсн. НГУ. – 2007. – № 4. – С. 34–42.
3. Довбнич М.М. Влияние вариаций ротационного режима Земли и лунно-солнечных приливов на на-
пряженное состояние тектоносферы // Доп. НАН України. – 2007. – № 11. – С. 105–112.
4. Шило Н.А., Ващилов Ю.Я. Земные приливы как тектонический насос и вибратор // Докл. АН
СССР. – 1989. – 307, № 4. – С. 833–836.
5. Мельхиор П. Земные приливы. – Москва: Мир, 1968. – 482 с.
6. Абалакин В.К. Астрономический календарь. Постоянная часть. – Москва: Наука, 1981. – 704 с.
Поступило в редакцию 26.03.2008Национальный горный университет, Днепропетровск
УДК 553.98:550.4:551.21:549.214
© 2008
Член-корреспондент НАН Украины А.Е. Лукин
Самородный алюминий в коллекторах нефти и газа
The presence of morphologically various aluminum particles of assorted sizes within different-
aged and petrographically diversified petroliferous reservoirs is established. It has been proposed
that chemically active native Al has great role as a catalyst of the petroleum origin.
Целенаправленное изучение обширной коллекции пород продуктивных горизонтов нефтя-
ных и газовых месторождений различных регионов в широком стратиграфическом (докемб-
рий — кайнозой), формационном (все основные формации осадочного чехла и кристалли-
ческого фундамента), фазово-геохимическом (нефть и битумы, газоконденсатные системы,
жирные и сухие газы) диапазонах с применением сканирующей электронной микроскопии
и рентгеноспектрального зондирования1 позволило открыть важное природное явление.
Суть его заключается в том, что коллекторы нефти и газа, сформированные на самом
разнообразном породном субстрате (терригенные, карбонатные, кристаллические породы),
“заражены” дисперсными частицами самородных металлов [1]. При этом, наряду с желе-
зом, медью, цинком, свинцом и их природными сплавами (интерметаллидами, твердыми
1Нами была использована ранее разработанная М. И. Новгородовой и другими исследователями сис-
тема критериев, позволяющих отличать природные самородно-металлические частицы и их агрегаты от
техногенных образований [2].
100 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2008, №12
растворами) с другими металлами, установлено присутствие в самородном состоянии хро-
ма, никеля, олова, сурьмы, цинка, свинца, титана, индия, серебра и др.
Важно отметить наличие в самородном состоянии оксифильных металлов, открытие
которых в восстановленной форме в свое время внесло существенные коррективы в тради-
ционные представления о минералообразующих флюидных системах [2]. В первую очередь
это относится к алюминию, самородное состояние которого в земной коре (и в значитель-
ной мере — в мантии) при соответствующих термодинамических параметрах (температура,
давление, фугитивность кислорода и т. д.) и химическом составе ранее казалось невероят-
ным. Напомним, что первые находки самородного алюминия (СА) были сделаны в конце
70-х — начале 80-х годов прошлого века в траппах Сибирской платформы [3], золотоносных
гидротермальных жилах на Южном Урале [4], кимберлитах Якутии [5], в гидротермаль-
ных рудах Никитовского ртутного месторождения [6], а также в океанических осадках [7].
Знаменательно, что и в лунном грунте частицы СА были установлены [8] практически
одновременно с первыми находками его на Земле.
В последующие годы географический и геологический диапазоны находок СА сущест-
венно увеличились. Они были обнаружены рядом исследователей в разнообразных магма-
тических породах (габбро-базальты, диабазы, лампроиты, пикриты, липариты и др.), рудо-
носных скарнах, березитах и пропилитах, разнообразных трубках взрыва, в вулканических
эксгаляциях, продуктах грязевого вулканизма и т. п. Обзоры этих находок даны в публи-
кациях [2, 9], а также в [10].
Во всех указанных земных объектах условия и механизмы образования СА неясны и на-
ходятся в противоречии с термодинамикой и химизмом магматических, гидротермальных
процессов. Это относится к цинку, хрому и некоторым другим элементам, которые, подобно
алюминию, “не могут быть осаждены и закристаллизованы в присутствии воды и углекисло-
ты” [2, с. 5 ]. Вероятно, образование СА и в магматических породах, и в гидротермальных
жилах связано с безводными трансмагматическими (трансгидротермальными) суперглу-
бинными водородно-углеводородными флюидами, а его длительная сохранность в различ-
ных неблагоприятных условиях обусловлена образованием пассивирующей оксидной плен-
ки и минеральным запечатыванием. О принципиальной возможности образования СА из
таких флюидов свидетельствует его присутствие в шунгитах [11]. Кстати, наличие сферул
Аl (рис. 1) в шунгите Кызыловской зоны глубинных разломов (Восточный Казахстан) сви-
детельствует о том, что аналогичные и пластинчатые формы частиц Аl в лунном реголите
могут быть связаны не с импактнообусловленной сегрегацией атомов Аl, предварительно
восстановленных при действии на алюмосиликаты солнечного ветра и жесткого космическо-
го излучения [8], а с эндогенными процессами, о чем свидетельствуют новейшие данные [12].
По-видимому, такова же природа СА, обнаруженного во вторичных порах пород-кол-
лекторов, к которым приурочены нефтяные залежи таких месторождений, как Леляковское
и Гнединцевское (Днепровско-Донецкая впадина), Куюмбинское (Восточная Сибирь), Та-
линское (Западная Сибирь, Среднеширотное Приобье).
Основная часть самой крупной в Украине нефтяной залежи Леляковского месторож-
дения приурочена к карбонатному резервуару, который представляет метасоматически до-
ломитизированную нижнепермскую рифовую постройку. Биоморфные известняки замеще-
ны здесь кавернозно-пористыми кристаллически-зернистыми доломитами с разнообразной
(пирит, галенит и др.) сульфидной минерализацией. Изотопно-геохимические данные сви-
детельствуют об участии в процессах вторичной доломитизации глубинных флюидов (ким-
мерийская фаза тектонотермальной активизации) [13]. СА приурочен здесь к вторичным
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2008, №12 101
Рис. 1. Сферулы самородного Al и Fe (с примесями) в шунгите Кызыловской зоны (Восточный Казахстан)
микропустотам (порам, кавернам, кавернам-трещинам). Характерны разнообразные дефор-
мации алюминиевых включений как сингенетичные их обособлению (рис. 2, а), так и обус-
ловленные последующими тектоническими напряжениями и скольжением по поверхности
диаклазов (см. рис. рис. 2, б ). В целом для них характерна столь же сложная морфология,
что и для включений СА в габбро-долеритах траппов Сибирской платформы [3] и золото-
носных гидротермальных жилах Южного Урала [2]. Неровные (“изъеденные”) очертания
(см. рис. 2, а) свидетельствуют об агрессивном влиянии щелочной среды (pH поровых ра-
створов в доломите достигает 8–9) в момент формирования (микро)включений самород-
ного Аl (элемента с резко выраженной амфотерностью) до формирования пассивирующей
оксидной пленки. В отдельных пробах присутствие СА фиксируется по данным рентгено-
структурного анализа. Как и для Al из гидротермальных руд [2], наиболее интенсивным
на дифрактограмме Al-содержащего нефтеносного вторичного доломита Леляковского мес-
торождения является рефлекс 0,235–0,236 нм (для Al из габбро-долеритов и океанических
осадков наиболее сильная линия, как указано в соответствующих работах, — 0,232 нм).
102 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2008, №12
Рис. 2. Самородный Al в нефтеносных доломитах Леляковского (а, б : скв. 301, гл. 1945,5–1950 м) и Гне-
динцевского (в: скв. 212, гл. 1788–1793 м) месторождений Днепровско-Донецкой впадины
На крупном Гнединцевском месторождении, расположенном, как и Леляковское
месторождение, на южном обрамлении Сребненской нижнепермской соленосной депрессии
Днепровско-Донецкой впадины, резервуар массивно-пластовой нефтяной залежи сложен
преимущественно песчаниками нижней перми — верхнего карбона и лишь на юго-восточ-
ном крыле Гнединцевской брахиантиклинали недавно были вскрыты нижнепермские неф-
тенасыщенные вторичные доломиты. Как и на Леляковском месторождении, в них по
элект-ронно-микроскопическим и рентгеноструктурным данным, наряду с беспримесным
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2008, №12 103
Рис. 3. Самородный Al во вторичной поре (каверне) нефтеносного коллектора Талинского месторождения
(Западная Сибирь)
самородным железом, а также медью, свинцом, цинком и др., установлено присутствие СА.
Особый интерес представляют его агрегаты с галитом, в которых присутствуют зерна желе-
за и других самородных металлов (см. рис. 2, в). По данным М.И. Новгородовой [2, с. 237 ],
“включения галита и сильвина обнаруживаются практически во всех зернах алюминия; на-
леты этих же минералов установлены также на поверхности лунных частичек алюминия”.
Коллекторы гигантского нефтяного Талинского месторождения в Среднеширот-
ном Приобье представляют собой трещинно-кавернозно-вторичнопоровые метасоматиты,
связанные с гипогенно-аллогенетическими преобразованиями катагенетически окварцован-
ных нижнеюрских песчано-грубообломочных пород с редуцированной первичной пористос-
тью [13]. Наряду с железом, никелем, цинком, внутри вторичных пор (каверн) установлены
разнообразные по морфологии включения СА. Отмечены, в частности, агрегаты его волок-
нистых и пластинчатых частиц (рис. 3).
Разнообразные проявления СА установлены в нефтегазоносных трещинно-кавернозных
рифейских доломитах гигантского Куюмбинского месторождения в Восточной Сибири.
Наряду с включениями пластинок и гранул здесь также обнаружены гранулярно-волокни-
стые агрегаты (рис. 4, а) и пленки (рис. 4, б ).
Несмотря на стохастический характер распределения самородно-металлических частиц
и ограниченность наблюдений, приведенные выше данные позволяют вполне определен-
но выделить нефтегазоносные коллекторы как новый тип природных объектов,
содержащих СА. По химическому составу (содержание Аl свыше 95%) и морфологиче-
ским особенностям он близок к включениям СА в основных магматических породах и Au,
Hg-носных гидротермальных жилах. Более того, приведенные данные позволяют предпо-
104 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2008, №12
Рис. 4. Игольчато-пластинчатый агрегат (а) и пленка (б ) самородного Al в нефтеносном доломите Куюм-
бинского месторождения (Восточная Сибирь) (скв. К-220, гл. 2527,2–2533,3 м)
ложить, что его морфологическое разнообразие в нефтегазоносных коллекторах гораздо
выше. Вместе с тем следует отметить, что частота встречаемости в них алюминия, по срав-
нению со многими другими самородными металлами, существенно ниже. Это относится не
только к железу, меди, а также серебру, олову, свинцу, цинку, но и к гораздо более редким
металлам. В этом отношении показательны данные изучения включений самородных ме-
таллов в коллекторах уникального нефтяного месторождения Белый Тигр (Южно-Вьет-
намский шельф), основная массивная залежь которого связана с разуплотненными мета-
соматически преобразованными магматическими породами. По сравнению с другими изу-
ченными автором объектами они характеризуются наибольшим разнообразием дисперсных
металлических частиц, представленных железом, цинкистой медью (латунью), хромферри-
дом, а также медью, свинцом, цинком, серебром, никелем, хромом и др. Здесь в самородном
состоянии установлены титан, индий и некоторые неизвестные ранее интерметаллические
соединения [14]. На некоторых рентгенограммах, помимо самородного железа, цинка, свин-
ца, цинкистой меди, отмечены также линии, характерные для СА. Однако по электрон-
но-микроскопическим данным его частицы здесь пока не обнаружены. Наряду со стохасти-
ческим характером распределения дисперсных самородно-металлических частиц, особенно
ярко выраженным в данном случае (эксплозивные факторы разуплотнения гранитного мас-
сива), это отражает неравномерность его распределения в нефтегазоносных коллекторах.
Разумеется, в какой-то мере это связано с химическими особенностями Аl как р-метал-
ла (подавляющее большинство природных самородных металлов, как известно, относится
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2008, №12 105
к d-элементам). Однако, по-видимому, не это главное, поскольку в (супер)глубинных безвод-
ных водородно-углеводородных флюидах в самородное состояние могут переходить и такие
элементы, которые в условиях земной коры и верхней мантии сразу же окисляются.
Вообще говоря, самородное состояние любого элемента в присутствии кислорода, воды,
углекислого газа является метастабильным. Однако степень этой метастабильности варьи-
рует в очень широких пределах. Есть все основания полагать, что при взаимодействии
суперглубинных высокоэнтальпийных сухих водородно-углеводородных флюидов с поро-
дами литосферы возможно появление в самородном состоянии гораздо более широкого ди-
апазона элементов, включая кремний, щелочноземельные и щелочные металлы. Несмотря
на эфемерность существования, они могут играть важную каталитическую роль в процес-
сах эндогенного минералообразования и органического синтеза. По-видимому, масштабы
образования самородных металлов, связанного с трансмагматическими (и трансгидротер-
мальными) флюидными потоками, были гораздо больше, а мы при изучении пород и про-
чих минеральных агрегатов земной коры имеем дело лишь с сохранившимися, благодаря
оксидной пассивирующей пленке и (поли)минеральной изолирующей оболочке, их реликта-
ми. К алюминию это относится в полной мере. Масштабы его образования при указанном
взаимодействии, вероятно, особенно велики, о чем свидетельствует морфологическое много-
образие его реликтовых включений и широта геологического диапазона их встречаемости.
Однако осажденная при этом основная масса СА обладает высокой реакционной особенно-
стью, свойственной алюминию без пассивирующей оксидной пленки. Этот химически актив-
ный Аl, взаимодействуя с водой в присутствии других металлов, образует разнообразные
соединения с большой каталитической активностью. Метод синтеза дисперсных пористых
термостойких материалов с разнообразными каталитическими свойствами при взаимодей-
ствии активированного Аl с водой и другими соединениями применяется для производ-
ства алюмооксидных и алюмохлоридных катализаторов, широко используемых при синтезе
разнообразных углеводородов [15]. Таким образом, есть основания предполагать большую
роль дисперсного химически активного Аl (в коллекторах сохраняется лишь ничтожная
его часть) как катализатора природных процессов изомеризации, олигомеризации и алки-
лирования углеводородов.
1. Лукин А.Е. Частицы самородных металлов, карбидов и силицидов во вторичных коллекторах нефти
и газа – трассеры суперглубинных флюидов // Дегазация Земли: геодинамика, геофлюиды, нефть,
газ и их парагенезы : Материалы Всерос. совещ. – Москва: ГЕОС, 2008. – С. 293–296.
2. Новгородова М.И. Самородные металлы в гидротермальных рудах. – Москва: Наука, 1983. – 287 с.
3. Олейников Б. В., Округин А. В, Лескова Н.В. Петрологическое значение находок самородного алю-
миния в базитах // Докл. АН СССР. – 1978. – 243, № 1. – С. 425–432.
4. Новгородова М.И. Находка самородного алюминия в кварцевых жилах // Там же. – 1979. – 248,
№ 4. – С. 965–968.
5. Самородное минералообразование в магматическом процессе // Тез. докл. – Якутск: Якут. фил. СО
АН СССР, 1981. – 120 с.
6. Купенко В.И., Осадчий Е.Г. Самородный алюминий в рудах Никитовского рудного месторожде-
ния // Самородное минералообразование в магматическом процессе // Тез. докл. – Якутск: Якут.
фил. СО АН СССР, 1981. – С. 87–90.
7. Штеренберг Л. Е., Васильева Г.Л. Самородные металлы и интерметаллические соединения в осадках
северо-восточной части Тихого океана // Литология и полезн. ископаемые, 1979. – № 2. – С. 185–191.
8. Ашихмина Н.А., Богатиков О.А., Горшков А.И. и др. Первая находка частиц металлического алю-
миния в лунном грунте // Докл. АН СССР. – 1979. – 246, № 4. – С. 203–209.
9. Новгородова М.И. Самородные металлы. – Москва: Знание, 1987. – 47 с.
10. Байраков В.В. Самородный алюминий в терригенных отложениях Крыма // Доп. НАН України. –
2005. – № 9. – С. 102–106.
106 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2008, №12
11. Лукин А.Е. О происхождении шунгитов // Геол. журн. – 2005. – № 4. – С. 28–47.
12. Богатиков О.А., Мохов А.В., Карташов П.М. и др. Микрочастицы рудных минералов в лунном
реголите из Моря Изобилия // Докл. АН. – 2004. – 395, № 6. – С. 803–807.
13. Лукин А. Е. Литогеодинамические факторы нефтегазонакопления в авлакогенных бассейнах. – Киев:
Наук. думка, 1997. – 225 с.
14. Лукин А., Савиных Ю., Донцов В. О самородных металлах в нефтегазоносных кристаллических
породах месторождения Белый Тигр (Вьетнам) // Геолог Украины – 2007. – № 2. – С. 30–42.
15. Тренихин М.В., Козлов А.Г., Низовский А.И. и др. Активированный алюминий: особенности полу-
чения и применения в синтезе катализаторов нефтехимии и нефтепереработки // Рос. хим. журн. –
2007. – 5, № 4. – С. 126–131.
Поступило в редакцию 16.06.2008Институт геологических наук НАН Украины, Киев
УДК 553.452:551.735.1(477.6)
© 2008
С.А. Мачулина
Геологические условия формирования “черного
курильщика” в Донбассе
(Представлено членом-корреспондентом НАН Украины А.Ю. Митропольским)
For the first time in Ukraine in the southwest part of the Donbas in Lower Tournaisian sedi-
ments, a “black smoker” sulfide hydrothermal formation, is found. The discovery of the “black
smoker” and the large sulfide show of ores in the Stila quarry testify to the development of
a paleohydrothermal field, which allows us to assume the presence of a deposit of pyrite-
polymetallic ores in depth.
Во время полевых исследований, которые проводились в юго-западной части Складчатого
Донбасса, в нижнетурнейских карбонатных отложениях Стыльского карьера была обна-
ружена сульфидная постройка гидротермального типа — “черный курильщик” (рис. 1).
В Украине — это первая находка древнего “черного курильщика”. Интерес геологов к подоб-
ным сульфидным образованиям обусловлен открытием на дне океанов современных “чер-
ных курильщиков” и связанных с ними залежей массивных медно-цинковых колчеданных
руд. Последние характерны также для древних осадочно-метаморфических комплексов,
поэтому исследование современных и древних “черных курильщиков” имеет большое на-
учное и прикладное значение, позволяющее глубже изучить процессы гидротермального
рудообразования и определить критерии прогнозирования месторождений колчеданно-по-
лиметаллических руд.
Современные “черные курильщики” — это сульфидные постройки на дне океанов, кото-
рые имеют вид конусов или труб, достигающих в высоту нескольких десятков метров. Над
ними поднимаются клубы черного “дыма”, представляющие собой потоки горячего гид-
ротермального флюида, насыщенного газами и сульфидами металлов. Температуры этих
потоков над жерлами “курильщиков” составляют 300–400 ◦С. Несмотря на это, вокруг гид-
ротермальных источников наблюдаются оазисы подводной жизни. Сульфидные трубы “ку-
рильщиков” снаружи окутаны скоплениями бактерий, которые могут выживать при 120 ◦С
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2008, №12 107
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-7515 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1025-6415 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:37:08Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Лукин, А.Е. 2010-03-31T17:01:29Z 2010-03-31T17:01:29Z 2008 Самородный алюминий в коллекторах нефти и газа / А.Е. Лукин // Доп. НАН України. — 2008. — № 12. — С. 100-107. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7515 553.98:550.4:551.21:549.214 The presence of morphologically various aluminum particles of assorted sizes within different-aged and petrographically diversified petroliferous reservoirs is established. It has been proposed that chemically active native Al has great role as a catalyst of the petroleum origin. ru Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Науки про Землю Самородный алюминий в коллекторах нефти и газа Article published earlier |
| spellingShingle | Самородный алюминий в коллекторах нефти и газа Лукин, А.Е. Науки про Землю |
| title | Самородный алюминий в коллекторах нефти и газа |
| title_full | Самородный алюминий в коллекторах нефти и газа |
| title_fullStr | Самородный алюминий в коллекторах нефти и газа |
| title_full_unstemmed | Самородный алюминий в коллекторах нефти и газа |
| title_short | Самородный алюминий в коллекторах нефти и газа |
| title_sort | самородный алюминий в коллекторах нефти и газа |
| topic | Науки про Землю |
| topic_facet | Науки про Землю |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7515 |
| work_keys_str_mv | AT lukinae samorodnyialûminiivkollektorahneftiigaza |