И.Д. Тимошина, А.Н. Фомин, А.Э. Конторович
Геохимия органического вещества бурых углей Барзасского месторождения Кузбасса
DOI 10.47148/0016-7894-2024-2-73-86
Ключевые слова: девон; бурые угли; органический углерод; пиролиз; углеводороды-биомаркеры.
Для цитирования: Тимошина И.Д., Фомин А.Н., Конторович А.Э. Геохимия органического вещества бурых углей Барзасского месторождения Кузбасса // Геология нефти и газа. – 2024. – № 2. – С. 73–86. DOI: 10.47148/0016-7894-2024-2-73-86.
Финансирование: Работа выполнена при поддержке проекта ФНИ № FWZZ-2022-0011.
В статье приведены результаты изучения девонских бурых углей (Rovt = 0,48–0,49 %, градация ПК3) барзасской свиты Барзасского месторождения Кузнецкого бассейна. По изотопному составу органического углерода (δ13С изменяется от −24 до −18 ‰) угли относятся к керогену III типа, состоящему из остатков высшей наземной растительности. Пиролитические параметры углей не согласуются с этим выводом – высокий водородный индекс HI (в среднем около 450 мг УВ/г Сорг) отвечает в основном керогену II типа морского генезиса. Элементный состав керогена (содержание водорода — 8–8,5 %) углей также характерен слабозрелому аквагенному органическому веществу. Примерно в половине образцов углей об этом же свидетельствуют и другие геохимические данные: n-алканы в битумоидах имеют n-C27/n-C17 < 1; в ациклических углеводородах Paq> 0,5, Pr/Ph в основном < 1; в ароматической фракции ТАС/МАС > 5. При этом угли имеют свойственные террагенному органическому веществу распределения стеранов (C29/C27 >> 1) и трицикланов (2C19–20/C23–26 > 1), содержат биомаркеры хвойных растений филлокладаны и каураны. Геохимические данные демонстрируют противоречивые результаты о генетической природе этих углей. Но на основании сочетания изотопных и пиролитических характеристик, элементного состава керогена, мацерального состава угля, барзасситы можно отнести к кутикуловым липтобиолитам, исходным материалом которых служили первые примитивные высшие растения.
Тимошина Ирина Дмитриевна ORCiD
Кандидат геолого-минералогических наук,
старший научный сотрудник
ФГБУН «Институт нефтегазовой геологии и геофизики
им. А.А. Трофимука СО РАН»,
630090 Новосибирск, пр-кт Коптюга, д. 3
e-mail: TimoshinaID@ipgg.sbras.ru
Фомин Александр Николаевич ORCiD
Доктор геолого-минералогических наук,
главный научный сотрудник
ФГБУН «Институт нефтегазовой геологии и геофизики
им. А.А. Трофимука СО РАН»,
630090 Новосибирск, пр-кт Коптюга, д. 3
e-mail: FominAN@ipgg.sbras.ru
Конторович Алексей Эмильевич ORCiD
Доктор геолого-минералогических наук,
академик РАН,
главный научный сотрудник
ФГБУН «Институт нефтегазовой геологии и геофизики
им. А.А. Трофимука СО РАН»,
630090 Новосибирск, пр-кт Коптюга, д. 3
1. Тыжнов А.В. Геологический очерк Барзасского района Кузнецкого бассейна // Материалы по геологии Западной Сибири. – Томск, 1938 – Т. 45. – № 3. – С. 91–131.
2. Залесский М.Д. О генезисе барзасских сапромикситов // Изв. АН СССР: Сер. Отд. матем. и естеств. наук. – 1931. – Т. VII. – № 3. – С. 401–402.
3. Ергольская З.В. Петрографическое изучение барзасских углей. – Л. : ОНТИНКТП, 1936. – С. 5–54.
4. Фомин А.Н. Об исходном материале барзасских углей Кузбасса // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Сибири. – 2023. – Т. 56. – № 4–2. – С. 179–185. DOI: 10.20403/2078-0575-2023-4b-179-185.
5. Каширцев В.А., Москвин В.И., Фомин А.Н., Чалая О.Н. Терпановые и стерановые углеводороды в углях различных генетических типов Сибири // Геология и геофизика. – 2010. – Т. 51. – № 4. – С. 516–524.
6. Меленевский В.Н., Конторович А.Э., Каширцев В.А., Фомин А.Н. Молекулярная геохимия процессов раннекатагенетического преобразования органического вещества барзассита // Геология нефти и газа. – 2011. – № 5. – С. 39–47.
7. Лопатин Н.В., Емец Т.П. Пиролиз в нефтегазовой геохимии. – М.: Наука, 1987. – 144 с.
8. Борисова Л.С., Фурсенко Е.А., Костырева Е.А., Тимошина И.Д. Комплекс химических и физических методов получения и исследования компонентов органического вещества пород и нафтидов: Учебно-методическое пособие. – Новосибирск: ИПЦ НГУ, 2019. – 84 с.
9. Богородская Л.И., Конторович А.Э., Ларичев А.И. Кероген: Методы изучения, геохимическая интерпретация. – Новосибирск : Гео, 2005. – 254 с.
10. Конторович А.Э., Верховская Н.А., Тимошина И.Д., Фомичев А.С. Изотопный состав углерода рассеянного органического вещества и битумоидов и некоторые спорные вопросы теории образования нефти // Геология и геофизика. – 1986. – № 5. – С. 3–12.
11. Борисова Л.С., Тимошина И.Д., Бурухина А.И. Состав и структура керогенов горючих сланцев и бурых углей Кузбасса // Геохимия и петрография угля, горючих сланцев и битуминозных пород : мат-лы Российской научной конф-ции (Сыктывкар, 02–05 октября 2023 г.). – Сыктывкар : Геопринт, 2023. – С. 14–15.
12. Грицко Г.И., Каширцев В.А., Кузнецов Б.Н., Кочетков В.Н., Москвин В.И., Пармон В.Н., Старцев А.Н., Федорин В.А. Сапропелиты Барзасского месторождения Кузбасса. – Новосибирск : ИНГГ СО РАН, 2011. – 126 с.
13. Ficken K.J., Li B., Swain D.L., Eglinton G. An n-alkane proxy for the sedimentary input of submerged/floating freshwater aquatic macrophytes // Organic geochemistry. – 2000. – V. 31. – pp. 745–749. DOI: 10.1016/S0146-6380(00)00081-4.
14. Zheng Y., Zhou W., Meyers P.A., Xie S. Lipid biomarkers in the Zoigê-Hongyuan peat deposit: indicators of Holocene climate changes in West China // Organic Geochemistry. – 2007. – № 38. – pp. 1927–1940. DOI: 10.1016/j.orggeochem.2007.06.012.
15. Coolen M.J.L., Orsi W.D. The transcriptional response of microbial communities in thawing Alaskan permafrost soils // Frontiers in Microbiology. – 2015. – Т. 6. – С. 1–14. DOI: 10.3389/fmicb.2015.00197.
16. Бушнев Д.А., Бурдельная Н.С., Рябинкин С.В., Кузьмин Д.В., Мокеев М.В. Уголь Воркутского района: состав углеводородов биомаркеров, возможности получения обеззоленного концентрата // Вестник ИГ Коми НЦ УрО РАН. – 2017. – № 9. – С. 3–11. DOI: 10.19110/2221-1381-2017-9-3-11.
17. Meyers P.A., Ishiwatari R. Lacustrine organic geochemistry — an overview of indicators of organic matter sources and diagenesis in lake sediments // Organic geochemistry. – 1993. – Т. 20. – № 7. – С. 867–900. DOI: 10.1016/0146-6380(93)90100-P.
18. Affouri H., Sahraoui O. The sedimentary organic matter from a Lake Ichkeul core (far northern Tunisia): Rock-Eval and biomarker approach // Journal of African Earth Scien-Ces. – 2017. – Т. 129. – С. 248–259. DOI: 10.1016/j.jafrearsci.2017.01.017.
19. Petеrs K.E., Moldowan J.M. The biomarker guide: interpreting molecular fossils in petroleum and an-Cient sediments. – New Jersey: Prentice Hall, Englwood Cliffs, 1993. – 363 p.
20. Петров А.А. Геохимическая типизация нефтей // Геохимия. – 1994. – № 6. – С. 876–891.
21. Конторович А.Э. Эволюция нафтидогенеза в истории Земли // Геология и геофизика. – 2004. – Т. 45. – № 7. – С. 784–802.
22. Бушнев Д.А., Бурдельная Н.С., Снигиревский С.М., Безносов П.А., Котик О.С., Пронина Н.В., Гринько А.А. Геолого-геохимические особенности верхнедевонских углей Северного Тимана (углепроявление по р. Суле) // Геология и геофизика. – 2024. – Т. 65. – № 1. – С. 516– 524. DOI: 10.15372/GiG2023139.
23. Конторович А.Э., Бахтуров С.Ф., Башарин А.К., Беляев С.Ю., Бурштейн Л.М., Конторович А.А., Кринин В.А., Ларичев А.И., Году Л., Меленевский В.Н., Тимошина И.Д., Фрадкин Г.С., Хоменко А.В. Разновозрастные очаги нафтидообразования и нафтидонакопления на Северо-Азиатском кратоне // Геология и геофизика. – 1999. – Т. 40. – № 11. – С. 1676–1693.
24. Конторович А.Э., Меленевский В.Н., Иванова Е.Н., Фомин А.Н. Фенантрены, ароматические стераны и дибензотиофены в юрских отложениях Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна и их значение для органической геохимии // Геология и геофизика. – 2004. – Т. 45. – № 7. – С. 873–883. DOI: 10.15372/GiG20181013.
25. Чахмахчев В.А., Карцев А.А., Прасолов Э.М. Геохимические показатели биогенной природы нафтидов // Геология нефти и газа. – 2005. – № 1. – С. 47–52.
26. Radke M., Welte D.H., Willsch H. Distribution of alkylated aromatic hydrocarbons and dibenzothiophenes in rocks of the Upper Rhine Graben // Chemical Geology. – 1991. – Т. 93. – № 3–4. – С. 325–41. DOI: 10.1016/0009-2541(91)90122-8.
27. Чахмахчев А.В., Виноградова T.Л., Агафонова З.Г., Гордадзе Т.И., Чахмахчев В.А. Бензотиофены – высокомолекулярные показатели катагенеза углеводородных систем // Геология нефти и газа. – 1995. – № 7. – С. 32–37.
Рубрика: Геохимические исследования