Расширенный поиск
О ВОЗМОЖНОСТИ ЛАБОРАТОРНОГО ВЫДЕЛЕНИЯ СТАДИЙ И УСЛОВИЙ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ОБЖИГА СОПОЧНОЙ БРЕКЧИИ ПРИ ПОМОЩИ МЕТОДА АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ
1 Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
2 Геофизическая обсерватория “Борок” - филиал Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
Журнал: Наука и технологические разработки
Том: 98
Номер: 2
Год: 2019
Страницы: 5-24
УДК: 550.83+620.179
DOI: 10.21455/std2019.2-1
Ключевые слова: грязевые вулканы, углеводороды, сопочная брекчия, обжиг, акустическая эмиссия, потеря воды
Аннотация: Исследовался процесс лабораторного высокотемпературного воздействия на образец сопочной брекчии Булганакского грязевулканического сопочного поля с отслеживанием акустической эмиссии (АЭ). Целью лабораторного исследования было моделирование обжига брекчии в естественных условиях при “огненном” извержении грязевых вулканов, связанном с воспламенением сопутствующих летучих углеводородов. Образец подвергался нескольким циклам нагрев-охлаждение до разных температур (максимально до ~750 °C). По анализу изменения активности АЭ в процессе нагрева было выделено несколько характерных этапов, которые предположительно сопоставлены с характерными физико-химическими изменениями. При обжиге одновременно развиваются два процесса, определяющих изменение активности АЭ, - активизация трещинообразования из-за термического расширения с одновременным увеличением хрупкости вещества и уменьшение затухания упругих волн. Предполагается, что основные изменения связаны с потерей связанной воды и окислительными процессами. При обсуждении результатов проведено их сопоставление с данными структурно-химического анализа образца. Зафиксирована неоднородность физико-химических изменений по срезу образца, что связывается с неоднородностью окислительно-восстановительных условий. Результаты говорят о влиянии на физико-химические превращения в брекчии как температуры, так и окислительно-восстановительных условий. Это может позволить оценить условия обжига и состав сопутствующих углеводородов при “огненных” извержениях грязевых вулканов.
Список литературы: Белобородов Д.Е., Егоров Н.А., Краснова М.А., Афиногенова Н.А. Некоторые особенности изменения скоростей продольной волны в сопочной брекчии (Керченско-Таманская грязевулканическая область) при воздействии высоких температур // Матер. XX междунар. конф. “Физико-химические и петрофизические исследования в науках о Земле”. М.: ИГЕМ РАН, 2019а.
Белобородов Д. Е., Егоров Н.А., Тверитинова Т.Ю., Краснова М.А. Петрофизические методы в тектонических исследованиях на примере изучения сопочной брекчии грязевых вулканов ультразвуковым просвечиванием // Матер. 19-й Всеросс. конф. “Геодинамика, геомеханика и геофизика”. Новосибирск: ИНГГ СО РАН, 2019б.
Белоусов В.В., Яроцкий Л.А. Грязевые сопки Керченско-Таманской области. Условия их возникновения и деятельности. Л.; М.: ОНТИ, 1936. 154 с.
Гримм Р.Е. Минералогия глин. М.: Изд-во иностр. лит., 1959. 452 с.
Зайцев А.В. Грязевые вулканы Приазовья и их связь с нефтегазоносностью: Автореф. дис. … канд. геол.-мин. наук. Ростов-на-Дону, 1965. 17 с.
Казначеев П.А., Майбук З.Ю., Пономарев А.В. Оборудование и методика исследования термоакустоэмиссионных эффектов памяти в горных породах // Сейсмические приборы. 2019. Т. 55, № 1. С.29-45. https://doi.org/10.21455/si2019.1-2
Калинко М.К. Основные закономерности распределения нефти и газов в земной коре. М.: Недра, 1964. 275 с.
Кудрявцев Н.А. О количественных соотношениях между углеводородами осадочных пород и нефти // Геология нефти и газа. 1963. № 9. С.45-49.
Максимов Е.П. Мезозойские рудоносные магматогенные системы Алдано-Станового щита: Автореф. дис. … докт. геол.-мин. наук. Новосибирск, 2003. 44 с.
Науменко П.И. Геология вдавленных синклиналей Керченского полуострова: Автореф. дис. … канд. геол.-мин. наук. Одесса, 1967. 28 с.
Шкуратник В.Л., Вознесенский А.С., Винников В.А. Термостимулированная акустическая эмиссия в геоматериалах. М.: Изд-во “Горная книга”, 2015. 241 с.
Шкуратник В.Л., Новиков Е.А., Ошкин Р.О., Зайцев М.Г. Оценка влияния циклического криотермического воздействия на структуру и свойства углей методом термостимулированной акустической эмиссии // Горный журнал. 2017. № 10. С.16-21. https://doi.org/10.17580/ gzh.2017.10.04
Шнюков Е.Ф., Науменко П.И., Лебедев Ю.С., Усенко В.П., Гордиевич В.А., Юханов И.С., Щирица А.С. Грязевой вулканизм и рудообразование. Киев: Наукова думка, 1971. 330 с.
Шнюков Е.Ф., Шереметьев В.М., Маслаков Н.А., Кутний В.А., Гусаков И.Н., Трофимов В.В. Грязевые вулканы Керченско-Таманского региона. Краснодар: Главмедиа, 2006. 176 с.
Штернов А.Г. Геологические условия формирования залежей природного газа в Керченском грязевулканическом районе // Тез. докл. IV научн. конф. по изучению полезных ископаемых отложений осадочного чехла юга Украины. Киев: Изд-во Киев. унив., 1968. С.112-117.
Amitrano D., Gruber S., Girard L. Evidence of frost-cracking inferred from acoustic emissions in a high-alpine rock-wall // Earth and Planetary Science Letters. 2012. V. 341-344. P.86-93. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2012.06.014
Etiope G., Feyzullayev A., Baciu C.L., Milkov A.V. Methane emission from mud volcanoes in eastern Azerbaijan // Geology. 2004. V. 32, N 6. P.465-468. https://doi.org/10.1130/G20320.1
Herbin J.P., Saint-Germès M., Maslakov N., Shnyukov E.F., Vially R. Oil seeps from the “Boulganack” mud volcano in the Kerch peninsula (Ukraine - Crimea), study of the mud and the gas: inferences for the petroleum potential // Oil & Gas Science and Technology - Rev. IFP. 2008. V. 63, N 5. P.609-628. https://doi.org/10.2516/ogst:2008008
Isaksen G.H., Aliyev A., Barboza S.A., Puls D., Guliyev I. Regional evaluation of source rock quality in Azerbaijan from the geochemistry of organic-rich rocks in mud-volcano eject / Eds. P.O. Yilmaz, G.H. Isaksen // Oil and gas of the Greater Caspian area: AAPG Studies in Geology. 2007. V. 55. P.51-64. https://doi.org/10.1306/1205839St551436.
Kokh S.N., Sokol E.V., Dekterev A.A., Kokh K.A., Rashidov T.M., Tomilenko A.A., Bul’bakl T.A., Khasaeva A., Guseinov A. The 2011 strong fire eruption of Shikhzarli mud volcano, Azerbaijan: a case study with implications for methane flux estimation // Environmental Earth Sciences. 2017. V. 76. P.701. https://doi.org/10.1007/s12665-017-7043-5
Koster van Groos A.F., Wyllie P.J. Liquid immiscibility in the join NaAlSi3O8-CaAl2Si2O8-Na2CO3-H2O // American Journal of Science. 1973. V. 273. P.465-487.
Sobolev G.A., Ponomarev A.V., Nikitin A.N., Balagurov A.M., Vasin R.N. Dynamics of the polymorphic a-b-transition in quartzite from data of neutron diffractometry and acoustic emission // Izvestiya. Physics of the Solid Earth. 2004. V. 40, N 10. P.788-797.
Sokol E., Novikov I., Vapnik Ye., Sharygin V. Gas fire from mud volcanoes as a trigger for the appearance of high-temperature pyrometamorphic rocks of the Hatrurim Formation (Dead Sea area) // Doklady Earth Sciences. 2007. V. 413. P.474-480. https://doi.org/10.1134/S1028334X07030348
Tuttle O.F., Bowen N.L. Origin of granite in the light of experimental studies in the system NaAlSi3O8-KAlSi3O8-SiO2-H2O // Geological Society of America Memoirs. 1958. V. 74. P.1-146.
Белобородов Д. Е., Егоров Н.А., Тверитинова Т.Ю., Краснова М.А. Петрофизические методы в тектонических исследованиях на примере изучения сопочной брекчии грязевых вулканов ультразвуковым просвечиванием // Матер. 19-й Всеросс. конф. “Геодинамика, геомеханика и геофизика”. Новосибирск: ИНГГ СО РАН, 2019б.
Белоусов В.В., Яроцкий Л.А. Грязевые сопки Керченско-Таманской области. Условия их возникновения и деятельности. Л.; М.: ОНТИ, 1936. 154 с.
Гримм Р.Е. Минералогия глин. М.: Изд-во иностр. лит., 1959. 452 с.
Зайцев А.В. Грязевые вулканы Приазовья и их связь с нефтегазоносностью: Автореф. дис. … канд. геол.-мин. наук. Ростов-на-Дону, 1965. 17 с.
Казначеев П.А., Майбук З.Ю., Пономарев А.В. Оборудование и методика исследования термоакустоэмиссионных эффектов памяти в горных породах // Сейсмические приборы. 2019. Т. 55, № 1. С.29-45. https://doi.org/10.21455/si2019.1-2
Калинко М.К. Основные закономерности распределения нефти и газов в земной коре. М.: Недра, 1964. 275 с.
Кудрявцев Н.А. О количественных соотношениях между углеводородами осадочных пород и нефти // Геология нефти и газа. 1963. № 9. С.45-49.
Максимов Е.П. Мезозойские рудоносные магматогенные системы Алдано-Станового щита: Автореф. дис. … докт. геол.-мин. наук. Новосибирск, 2003. 44 с.
Науменко П.И. Геология вдавленных синклиналей Керченского полуострова: Автореф. дис. … канд. геол.-мин. наук. Одесса, 1967. 28 с.
Шкуратник В.Л., Вознесенский А.С., Винников В.А. Термостимулированная акустическая эмиссия в геоматериалах. М.: Изд-во “Горная книга”, 2015. 241 с.
Шкуратник В.Л., Новиков Е.А., Ошкин Р.О., Зайцев М.Г. Оценка влияния циклического криотермического воздействия на структуру и свойства углей методом термостимулированной акустической эмиссии // Горный журнал. 2017. № 10. С.16-21. https://doi.org/10.17580/ gzh.2017.10.04
Шнюков Е.Ф., Науменко П.И., Лебедев Ю.С., Усенко В.П., Гордиевич В.А., Юханов И.С., Щирица А.С. Грязевой вулканизм и рудообразование. Киев: Наукова думка, 1971. 330 с.
Шнюков Е.Ф., Шереметьев В.М., Маслаков Н.А., Кутний В.А., Гусаков И.Н., Трофимов В.В. Грязевые вулканы Керченско-Таманского региона. Краснодар: Главмедиа, 2006. 176 с.
Штернов А.Г. Геологические условия формирования залежей природного газа в Керченском грязевулканическом районе // Тез. докл. IV научн. конф. по изучению полезных ископаемых отложений осадочного чехла юга Украины. Киев: Изд-во Киев. унив., 1968. С.112-117.
Amitrano D., Gruber S., Girard L. Evidence of frost-cracking inferred from acoustic emissions in a high-alpine rock-wall // Earth and Planetary Science Letters. 2012. V. 341-344. P.86-93. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2012.06.014
Etiope G., Feyzullayev A., Baciu C.L., Milkov A.V. Methane emission from mud volcanoes in eastern Azerbaijan // Geology. 2004. V. 32, N 6. P.465-468. https://doi.org/10.1130/G20320.1
Herbin J.P., Saint-Germès M., Maslakov N., Shnyukov E.F., Vially R. Oil seeps from the “Boulganack” mud volcano in the Kerch peninsula (Ukraine - Crimea), study of the mud and the gas: inferences for the petroleum potential // Oil & Gas Science and Technology - Rev. IFP. 2008. V. 63, N 5. P.609-628. https://doi.org/10.2516/ogst:2008008
Isaksen G.H., Aliyev A., Barboza S.A., Puls D., Guliyev I. Regional evaluation of source rock quality in Azerbaijan from the geochemistry of organic-rich rocks in mud-volcano eject / Eds. P.O. Yilmaz, G.H. Isaksen // Oil and gas of the Greater Caspian area: AAPG Studies in Geology. 2007. V. 55. P.51-64. https://doi.org/10.1306/1205839St551436.
Kokh S.N., Sokol E.V., Dekterev A.A., Kokh K.A., Rashidov T.M., Tomilenko A.A., Bul’bakl T.A., Khasaeva A., Guseinov A. The 2011 strong fire eruption of Shikhzarli mud volcano, Azerbaijan: a case study with implications for methane flux estimation // Environmental Earth Sciences. 2017. V. 76. P.701. https://doi.org/10.1007/s12665-017-7043-5
Koster van Groos A.F., Wyllie P.J. Liquid immiscibility in the join NaAlSi3O8-CaAl2Si2O8-Na2CO3-H2O // American Journal of Science. 1973. V. 273. P.465-487.
Sobolev G.A., Ponomarev A.V., Nikitin A.N., Balagurov A.M., Vasin R.N. Dynamics of the polymorphic a-b-transition in quartzite from data of neutron diffractometry and acoustic emission // Izvestiya. Physics of the Solid Earth. 2004. V. 40, N 10. P.788-797.
Sokol E., Novikov I., Vapnik Ye., Sharygin V. Gas fire from mud volcanoes as a trigger for the appearance of high-temperature pyrometamorphic rocks of the Hatrurim Formation (Dead Sea area) // Doklady Earth Sciences. 2007. V. 413. P.474-480. https://doi.org/10.1134/S1028334X07030348
Tuttle O.F., Bowen N.L. Origin of granite in the light of experimental studies in the system NaAlSi3O8-KAlSi3O8-SiO2-H2O // Geological Society of America Memoirs. 1958. V. 74. P.1-146.
