CC BY
64
УДК 550.4:552.578.061.32(571.5-18)
геохимия серы и сернистых соединений куонамского комплекса нижнего и среднего кембрия (восток сибирской платформы)
Т.М. Парфенова
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука Сибирского отделения РАН, Новосибирск, Россия
В работе представлены новые результаты геохимического исследования серы пород и органического вещества (ОВ) куонамского комплекса нижнего и среднего кембрия востока Сибирской платформы. Показано, что в породах, обогащенных ОВ, количество органического углерода контролирует не только общее содержание серы и серы сульфидной, но и содержание серы сульфатной. Установлено, что в битумоидах черных сланцев кембрия на северо-востоке Сибирской платформы с увеличением углерода и водорода уменьшается содержание серы. Высказана гипотеза, что в диагенезе внедрение серы в структуру ОВ приводило к дегидрированию и декарбоксилированию. Интенсивность этих процессов не связана ни с минеральным составом осадка, ни с его обогащенностью ОВ. Обсуждаются состав и закономерности распределения сернистых соединений битумоидов ОВ в породах куонамского комплекса опорных разрезов северо- и юго-востока Сибирской платформы.
Ключевые слова: геохимия, битумоид, сера, сернистые соединения, диагенез, катагенез, куонамский комплекс, кембрий, Сибирская платформа
DOI: http://doi.Org/10.18599/grs.19.1.8
для цитирования: Парфенова Т.М. Геохимия серы и сернистых соединений куонамского комплекса нижнего и среднего кембрия (восток Сибирской платформы). Георесурсы. 2017. Т. 19. № 1. С. 45-51. DOI: http://doi. org/10.18599/grs.19.1.8
введение
Черносланцевый куонамский комплекс (формация) нижнего и среднего кембрия (Бахтуров и др., 1988; Конторович, Савицкий, 1970 и др.), широко распространенный на севере и востоке Сибирской платформы, рассматривается геологами как один из главных возможных источников, производивших нефть и газ (Геохимия нефтегазоносных..., 1972; Савицкий и др., 1972; Баженова и др., 1981 и др.), а также ресурс горючих сланцев (Геология месторождений., 1968; Гурари и др., 1987; Каширцев, 2003 и др.) и продуктов химической их переработки. Изучение серы в породах и органическом веществе (ОВ) необходимо для понимания условий формирования обогащенных ОВ пород кембрия, состава генерированных ими нефтяных и газовых компонентов.
Согласно методическим рекомендациям по технико-экологическому обоснованию кондиций для подсчета запасов месторождений углей и горючих сланцев (утверждено РСО №37-р МПР России от 05.06.2007), разрабатывая основные параметры кондиций, следует учитывать попутные компоненты, связанные с качеством горючих сланцев (выход смолы, содержание серы и др.). Таким образом, изучение серы в породах и ОВ необходимо для оценки качества черных сланцев и «синтетических» нефтепродуктов, для разработки эффективных и экологически безопасных технологий добычи и переработки нетрадиционного углеводородного сырья.
Цель настоящей работы - выявить закономерности формирования и распространения серы и сернистых соединений в породах и компонентах ОВ куонамского комплекса на востоке Сибирской платформы.
материалы и методы исследования
Материалами для анализа послужили коллекции образцов пород из обнажений на р. Молодо (29 обр.), скв. Хоточу-7 (43 обр. из интервалов 309-332, 339-346 и 354-388 м). Схема отбора образцов представлена на рисунке 1.
Рис. 1. Схема отбора образцов пород куонамского комплекса на востоке Сибирской платформы. 1 - восточная граница Сибирской платформы; 2 - местоположение изученных разрезов (1 - р. Молодо, 2 - скв. Хоточу-7).
Анализ общего содержания серы (S^), серы сульфидной и сульфатной ^сульфат) в породах выполнен в аналитическом центре Института геологии и минералогии им. В.С. Соболева Сибирского отделения РАН.
Комплексное исследование компонентов ОВ проведено в лаборатории геохимии нефти и газа Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука Сибирского отделения РАН. Содержание органического углерода (Сорг) в породах определяли на экспресс-анализаторе АН-7529 методом сожжения в кислороде предварительно декарбонатизированных 10 % соляной кислотой проб нерастворимого остатка (НО). Битумоид экстрагировали из 50 граммовых навесок хлороформом при комнатной температуре с использованием цетрифу-ги. Очистку экстракта от элементарной серы проводили ртутью. Для определения элементного состава битумоида использовали прибор EA1110 - CHNS-анализатор (28 обр. из обнажения на р. Молодо). Определяли групповой состав битумоидов. Для этого избытком петролейного эфира из битумоидов выделяли асфальтены. Далее мальтены делили на фракции насыщенных углеводородов (УВ), ароматических соединений и смол. Сернистые соединения и высокомолекулярные УВ ароматических фракций (29 обр. из обнажения на р. Молодо, 22 обр. - скв. Хоточу-7) изучали на хромато-масс-спектрометрической системе Agilent 5973N (газовый хроматограф 6890 с высокоэффективным масс-селективным детектором и компьютерной
системой регистрации) при температуре от 100 до 320оС. Хроматограф снабжен кварцевой капиллярной колонкой длиной 30 м, диаметром 0,25 мм с импрегнированной фазой HP-5MS. Скорость потока газа-носителя гелия -1 мл/мин. Идентификация соединений осуществлялась по времени удерживания путем сравнения с уже известными соединениями и опубликованными данными.
Результаты и их обсуждение
Сера в породах. По содержанию Сорг, литологии, структурным особенностям в куонамском комплексе р. Молодо выделены группы и подгруппы высокоуглеродистых и углеродистых пород (Парфенова и др., 2004), скв. Хоточу-7 - углеродистых и низкоуглеродистых пород (Парфенова и др., 2009). Установлено, что общее содержание серы ^о6щ) в породах изученной коллекции р. Молодо изменяется от 0,3 до 2,7 %, Sо6щ в породах скв. Хоточу-7 варьирует от 0,02 до 2,6 % (Табл. 1, 2). Следует обратить внимание, что Sо6щ достигает значений более 1 % в породах из скв. Хоточу-7 уже при содержании Сорг меньше 5 %.
Известно, что по сравнению с обедненными ОВ отложениями Сибирской платформы породы куонамского комплекса обогащены серой (Савицкий и др., 1972 и др.). Новые и опубликованные материалы (Баженова и др., 1981; Бахтуров и др., 1988; Савицкий и др., 1972; Конторович и др., 2005) показывают, что в северо- и юго-восточных разрезах куонамского комплекса наблюдается
Группа Подгруппа Литология Кол-во образцов Содержание в породе Элементный состав битумоидов, в % Содержание дибензотиофенов* *
Сорт, % S общ» % С Н S N О ОмДБТ, %
I 1а высокоуглеродистые аргиллиты, глинисто-кремнистые породы 7 12.1-20.9 15,3 1,2-2,7 1,8 86.4-87.1 86,7 9.4-10.0 9,7 2,5-3,2 3,1 0,4-0,6 0,5 5.6-10.1 7,3 32.7-48.5 43,2
16 породы глинисто-карбонатно-кремнистого составов 4 6.7-17.4 11,2 1.1-1.7 1,4 86.4-88.0 87,0 9.7-10.3 10,0 1.6-3.1 2,4 0.4-0.7 0,6 4.0-6.2 5Д 29.1-42.9 38,5
П Па углеродистые породы глинисто-карбонатно-кремнистого составов 11 3.1-9.2(14.21* 6,9 0.6-1.5 0,9 85.7-87.4 86,8 9.9-11.3 10,7 1,2-3,4 2,0 0,3-0,7 0,5 1,4-5,1 3,0 6.7-44.4 22,6
Пб доломитовые известняки 3 2,9-5,0 3,8 0.3-0.5 0,4 85.9-86.4 86,2 9.2-10.1 9,8 2,7-3,8 ЗД 0,5-1,2 0,9 2,0-5,1 3,3 14.8-43.3 26,8
11в кремни 4 1.5-5.1 3,2 0,4-0,6 0,5 86.1-87.2 86,6 10.2-10.8 10,5 1,5-3,0 2,1 0,6-0,9 0,7 1,7-3,6 2,9 9.4-18.9 15,8
Табл. 1. Геохимические характеристики пород и битумоидов куонамского комплекса (р. Молодо, северо-восток Сибирской платформы). Примечание. Над чертой - разброс значений, под чертой - среднее. * Обр. 9 - единственный образец из подгруппы 11а с Сорг > 10 %. ** - количественная оценка по (Конторович и др., 2004).
Группа Подгруппа Литология Количество образцов Сорг? % &общ> % Количество образцов ОмДБТ, %
I 1а углеродистые и низкоуглеродистые глинисто - кремневые породы, кремни 13 2,2-7.5 4,5 0,7-2,6 1,4 7 17.4-71.7 45,3
16 известняки 8 0,3-2,9 1,4 0.02-0.5 0,3 6 19.2-66.1 39,4
II кремнистые известняки, силицыты, известняки 22 0,6-4,1 1,6 0,4-2,0 1,0 9 3.3-35.5 18,7
Табл. 2. Геохимические характеристики пород и битумоидов куонамского комплекса (скв. Хоточу-7, юго-восток Сибирской платформы)
ЗС1Е14Т1Р1СЛ№7ЕСН1Ч1СА1..Юи1*М1.
известная для черносланцевых отложений закономерность: с увеличением содержания Сорг растет концентрация Sо6щ и серы сульфидной в породах. Это, как известно, является косвенным свидетельством генезиса серы за счет микробиологической редукции сульфата, растворенного в морской воде.
Анализ минерального вещества образцов из обнажения р. Молодо и керна скв. Хоточу-7 показал, что связей общего содержания серы в породах с НО, кремнистой и карбонатной составляющими по отдельности не наблюдается. Закономерное увеличение Sо6щ, как и Сорг, происходит с уменьшением суммарного содержания кремнистого и карбонатного вещества. В большинстве проб определено содержание серы сульфатной ^ фт). Оно изменяется от 0 % (в единичных образцах) и следовых количеств до 0,92 % в породах р. Молодо и до 0,12 % - скв. Хоточу-7 (Рис. 2). Как правило, содержание S , больше в вы-
4 ' г 7 г сульфат
сокоуглеродистых породах с Сорг > 10 % по сравнению с породами, содержащими Сорг < 10 %.
В тонкодисперсной фракции куонамских пород из разреза р. Молодо методом рентгено-структурного анализа обнаружены вторичные содержащие серу минералы (гипс и ярозит). Выявлено, что в основном они сопутствуют породам с Сорг > 10 %. Только в четырех образцах коллекции, охарактеризованных Сорг < 10 %, идентифицированы эти минералы в малых и следовых количествах. Гипс и ярозит, по всей видимости, являются продуктами разрушения неорганических сульфидов и сернистых компонентов ОВ в зоне гипергенеза. Вторичная минерализация пород куо-намского комплекса наблюдается на обнажениях (Рис. 3). Природа арктического гипергенеза черных сланцев изучена для районов Пай-Хоя (Юшкин, 1980; Юдович и др., 1998). Исследователями показана последовательность процессов серно-кислого низкотемпературного окисления пирита и других минералов. По-видимому, в районах вечной мерзлоты на Сибирской платформе черные сланцы куонамского комплекса в приповерхностных условиях подвержены такому же криогенному выветриванию.
Сера в керогенах. Анализ элементного состава ке-рогенов коллекции р. Молодо показал, что содержание
серы в нем изменяется от 0,5 до 6,4 % (Парфенова и др., 2010). Оно не зависит от содержания Sо6щ и Сорг в породах, а также от содержания углерода, водорода, кислорода и азота в керогене. Это подтверждает известное наблюдение исследователей ВНИГРИ об отсутствии прямой связи между осерненностью нерастворимого ОВ, достигающей 10-15 % (с. 39-40, Баженова и др., 1981), и каким-либо геохимическим параметром пород или ОВ. Выполненное обобщение и анализ опубликованных материалов по элементному составу керогенов (Парфенова и др., 2010) куонамского комплекса востока Сибирской платформы показали, что содержание Sкероген лежит в пределах 1,03-3,29 % в разрезах р. Оленек, р. Некекит, междуречья р. Маиында и Сенкю. Кероген пород из обнажения на р. Синей отличается аномально высокой концентрацией серы ^ = 6,8 %).
А у кероген ^ '
Исследование керогенов р. Молодо позволило выявить несколько закономерностей (Парфенова и др., 2010). В связи с изучением геохимии серы куонамского комплекса отметим несколько из них. Во-первых, влажность кероге-нов куонамских отложений из разреза на р. Молодо, как правило, повышается с ростом содержания вторичной сульфатной серы в породах, которая образовалась при окислении сульфидов серы. Во-вторых, с увеличением содержания $сульфат в породах повышается концентрация кислорода в керогенах. Следовательно, высокая влажность керогенов, изменяющаяся от 3,5 до 5,0 %, а также повышенные концентрации кислорода в пробах высокоуглеродистых пород, указывают на экзогенное окисление ОВ. Высказано предположение, что степень вторичного преобразования в зоне гипергенеза обусловлена структурой пород. Органическое вещество легких, рыхлых тонкослоистых горючих сланцев и трещиноватого силицита сильнее окислено в гипергенезе, чем других глинисто-кремнистых, карбонатных или кремневых более плотных пород куонамского комплекса нижнего и среднего кембрия.
Сера в битумоидах. Исследование элементного состава автохтонных (сингенетических) битумоидов ОВ из обнажения на р. Молодо показало, что, как правило, в высокоуглеродистых породах содержание $битумоид изменяется от 1,57 до 3,25 % (Табл. 1), в углеродистых - от 1,24 до 3,75 %. Зависимость осерненности битумоида от состава пород и обогащенности их Сорг не наблюдается.
с концен-
Рис. 2. Зависимость содержания серы сульфатной от концентрации органического углерода в породах куонамского комплекса Сибирской платформы: 1 -р. Молодо, 2 - скв. Хоточу-7.
Попытка сопоставить содержание S.
А битумоид
трацией в битумоиде углерода и водорода, показала наличие обратных связей с высокими коэффициентами корреляции (Рис. 4а, 5а). Зависимость между содержанием 8Г и кислорода в би-
битумоид
тумоиде (О ) отсутствует.
битумоид
По-видимому, концентрация кислорода связана с содержанием Сорг в породах. В высокоуглеродистых сланцах (С > 10 %) значения О
орг битумоид
изменяются от 4,02 до 10,14 %, в породах с Сорг < 10 % значение О, обычно лежит в интер-
битумоид
вале 1,37-4,34 %, а в двух образцах повышается до 5,13 %.
Рис. 3. Вторичная минерализация пород куонамской свиты в обнажении на р. Молодо (фото автора, 2008).
Рис. 4. Связь между содержанием серы и водорода в битумоидах пород куонамского комплекса на востоке Сибирской платформы: А - материалы, представленные впервые (1 - р. Молодо); Б - обобщение опубликованной фактуры (2 - р. Оленек, водораздел рр. Маиынды и Сенкю (Бо-городицкая, 1966), 3 - р. Оленек по данным К.К. Макарова (1969) (Савицкий и др., 1972), 4 -р. Оленек, (Биккенина, 1964), 5 - р. Мая (Неволин и др., 1974)).
Рис. 5. Связь между содержанием серы и углерода в битумоидах пород куонамского комплекса на востоке Сибирской платформы: А - материалы, представленные впервые (1 - р. Молодо); Б - обобщение опубликованной фактуры (2 - р. Оленек, водораздел рр. Маиынды и Сенкю (Бо-городицкая, 1966), 3 - р. Оленек по данным К.К. Макарова (1969) (Савицкий и др., 1972), 4 -р. Оленек, (Биккенина, 1964), 5 - р. Мая (Неволин и др., 1974)).
Изучение автором настоящей работы элементного состава битумоидов, представленного в научных публикациях (Биккенина, 1964; 1966; Богородицкая, 1966; Неволин и др., 1974; Савицкий и др., 1972) подтвердило наличие связи S6 (jhj( с содержанием водорода и углерода в битумоидах из разрезов востока Сибирской платформы (Рис. 4б, 5б).
Сернистые соединения
Применение количественной оценки относительных концентраций отдельных соединений по высоте пиков, когда за 100 % принимают сумму всех идентифицированных соединений (Конторович и др., 2004), позволило установить ряд закономерностей для ОВ куонамского комплекса из разреза на р. Молодо (Конторович и др., 2005). На масс-хроматограммах по m/z 184 и m/z 198 идентифицированы дибензотиофен (С0ДБТ) и метилдибензо-тиофены (С1ДБТ) (Рис. 6А). Установлено, что содержание дибензотиофенов (С0ДБТ+С1ДБТ) на сумму идентифицированных ароматических соединений увеличивается по мере роста в породах Сорг и Sq6i (Табл. 1). Аналогичный подход к количественному анализу ароматических компонентов скв. Хоточу № 7 применен в настоящей работе.
Он также показал, что суммарное содержание дибензотиофе-нов растет по мере увеличения обогащенности пород Сорг и Sо6щ (Табл. 2). Но аномально высокие значения дибензотиофенов (до 50-70 %) зафиксированы не только для пород с Сорг больше 5 %, но и для кремней и известняков с низким содержанием С (на уровне 1 %) и ^
орг 4 ^ А ' общ
(0,02-0,4 %). Вероятно, накопление больших концентраций ди-бензотиофенов в сравнительно слабо обогащенных ОВ осадках происходило в диагенезе при избытке сероводорода в водах и осадках кембрийского моря.
Содержание изомеров ме-тилдибензотиофена в пробах из коллекции р. Молодо увеличивается в ряду (2-3)-С1ДБТ < 1-^ДБТ < 4-С1ДБТ (Рис. 6А). Это характерно для морского аквагенного ОВ (кероген типа II) (Radke et а1., 1982; 1986: Sсhou et а1., 1988). Средние отношения 4-С1ДБТ/1-С1ДБТ в высокоуглеродистых и углеродистых породах изменяются в интервале 1,6-2,3. Распределения метил-дибензотиофенов автохтонных битумоидов ОВ скв. Хоточу-7, как правило, такое же как этих соединений из коллекции р. Молодо (Рис. 6А), но иногда отличается. Соотношение изомеров С1ДБТ относительно друг друга изменяются в породах независимо от содержания Сорг, Sо6щ и литологии. Преобладание 4-С1ДБТ и 1-С1ДБТ над суммой (2+3)-С1ДБТ, как правило, характеризуют исследованные пробы куонамского комплекса юго-востока Сибирской платформы и подтверждают аквагенное ОВ (или ОВ II типа). Эмпирически установлено и для осадочных бассейнов мира показано ^Лои, МуИг, 1988), что пониженные концентрации 1- С1ДБТ относительно содержания 4-С1МДБТ и (2+3)-СДБТ указывают на высокий уровень термического преобразования ОВ или террагенный тип ОВ, источником которого была высшая наземная растительность. В изученной коллекции скв. Хоточу-7 ароматических фракций встречены образцы с такими значениями соотношений изомеров метилди-бензотиофенов. Обычно коэффициент 4-С1ДБТ/1-С1ДБТ варьирует от 0,5 до 2. Низкие менее 1 значения этого параметра интерпретируют как свидетельство незрелого ОВ ^Лои, МуЫ; 1988). Превосходство 1-С1ДБТ над 4-С1ДБТ отмечено в единичных образцах скв. Хоточу-7. Чем контролируются в данном случае вариации распределений метилдибензотиофенов еще предстоит выяснить. В основном, значения соотношения метилдибензотиофенов подтверждают (Парфенова и др., 2009), что породы
SCIENTIFIC AND TECHNICAL JOURNAL
4Ж GEDRESURSY
Рис. 6. Типовые хроматограммы: А - дибензотиофена (С0ДБТ) по m/z 184, метилдибензотиофенов (С1ДБТ) по m/z 198 (подпись пиков: 1-4 - метилдибензотиофен; 2 - сумма (2+3)-ме-тилдибензотиофенов; 3 - 1-метилдибензотиофен), этил- и диметилдибензотиофенов (С2 ДБТ) по m/z 212, количество углерода в заместителе изменяется от 0 до 2 (С0-С2); Б -4-алкилдибензотиофенов по m/z 197 (1-13 - количествоуглеро-дов в заместителе (R)); В - нафтобензотиофенов по m/z 234 (4-6 - изомеры и их структурные формулы) ароматических фракций битумоидов куонамского комплекса (восток Сибирской платформы)
куонамского комплекса на юго-востоке Сибирской платформы достигли уровня мезокатагенеза, главной зоны нефтеобразования и могли генерировать нефтяные компоненты. Последнее дополняет выводы, полученные предыдущими исследованиями ОВ этой толщи (Баженова и др., 1981; Геохимия нефтегазоносных ..., 1972; Каширцев, 2003; Савицкий и др., 1972 и др.).
Сегодня активно продолжается идентификация сернистых соединений ОВ куонамского комплекса. Без применения специальных методик по выделению из ОВ пород концентратов, обогащенных сернистыми соединениями, в ароматических фракциях из коллекций р. Молодо и скв. Хоточу-7 удалось выявить этилдибензотиофены и диметилдибензотиофены (С2ДБТ по m/z 212, Рис. 6А). Их суммарное содержание сопоставимо с концентрацией метилдибензотиофенов (С1ДБТ по m/z 198).
Выявлено, что уменьшение содержания гомологов 4-алкилдибензотиофенов для коллекции р. Молодо и
скв. Хоточу-7 происходит с увеличением их молекулярной массы. Это отражается на хроматограммах по m/z 197 (Рис. 6Б). Изучение ароматических молекул позволило установить среди сернистых соединений куонамского комплекса двух разрезов нафтобензотиофены по m/z 234 с близким распределением изомеров (Рис. 6В).
Детальное изучение методом хромато-масс-спектрометрии гетероорганических соединений масляных фракций битумоидов из пород куонамской свиты р. Молодо показало, что содержание сернистых соединений преобладает над идентифицированными в маслах азот- и кислородсодержащими структурами (Мин и др., 2009). Среди сернистых соединений в минимальных количествах распознаются бензотиофены, преобладают дибензотиофены и нафтобензотиофены. Авторы приходят к выводу, что с ростом Сорг как правило, увеличивается содержание дибензотиофенов и уменьшается концентрация нафтобензотиофенов, возрастает содержание более алкилированных бензотиофенов и снижается доля алки-лированных дибензо- и нафтобензотиофенов. В маслах куонамской свиты установлено присутствие метил-, этил-, диметилэтил- и тетраметилзамещенных гомологов бензо-тиофенов, С1-С5-дибензотиофены и другие алкилгомологи дибензотиофена, а также гомологи тетрагидронафтобензо-тиофена и тетрациклических нафтобензотиофенов (Мин и др., 2009; Каширцев и др., 2011).
Заключение
Новые результаты исследования серы и сернистых соединений куонамского комплекса и опубликованные материалы позволяют сделать следующие выводы.
На северо- и юго-востоке Сибирской платформы по степени обогащенности ОВ и серой породы куонамского комплекса неоднородны. Количество Сорг контролирует не только общее содержание серы и серы сульфидной, но и содержание серы сульфатной.
Установленное закономерное увеличение содержания серы в битумоидах с уменьшением в них углерода и водорода наводят на мысль о декарбонизации и дегидрировании химической структуры ОВ на этапе диагенеза. Интенсивность этих процессов, по-видимому, не контролируется содержанием минерального и органического вещества осадка.
Изменение содержаний серы и сернистых соединений в кембрийских отложениях свидетельствует, что исследуемые породы на этапах осадконакопления и диагенеза формировались в разных окислительно-восстановительных условиях.
Увеличение содержания сернистых соединений с ростом концентрации Сорг и Sq6i характерно для пород куонамской свиты. При отклонении от этой закономерности следует рассматривать гипотезы о сероводородном заражении вод и осадков морского бассейна, гипергенном разрушении компонентов ОВ.
Состав и распределение сернистых соединений ароматических и масляных фракций могут быть использованы для установления связей в системе «нефтепроизводящая порода - нафтид» на Сибирской платформе. Вероятно, битумы и нефти, генетически связанные с ОВ куонам-ского комплекса, будут обогащены серой и сернистыми соединениями.
Известно, что сера ухудшает качество горючих сланцев, разработка месторождений этого сырья может вызвать негативные последствия для окружающей среды. В свою очередь, сернистые соединения являются ценными продуктами, их применяют в промышленности, сельском хозяйстве и медицине. Рассматривая породы куонамского комплекса на востоке Сибирской платформы в качестве нетрадиционного источника промышленной энергетики и нефтехимии, для успешной добычи и переработки горючих сланцев необходимо учитывать результаты изучения содержания и состава серы и сернистых соединений ОВ.
финансирование
Работа выполнена в рамках проекта № УШ.73.4.3, программы ОНЗ-1 РАН.
литература
Баженова Т.К., Белецкая С.Н., Беляева Л.С., Биккенина Д.А., Гурко Н.Н., Ивановская А.В., Ипатов Ю.И., Кичуева У О., Макаров К.К., Неручев С.Г., Парпарова Г.М., Рогозина Е.А., Рудавская В.А., Соловьева И.Л., Файзулина Е.М., Шапиро А.И., Шиманский В.К., Шуменкова Ю.М., Арефьев О.А., Гуляева Н.Д., Кулибакина И.Б., Работнов В.Т., Прохоров В.С., Шадский И.П. Органическая геохимия палеозоя и допалеозоя Сибирской платформы и прогноз нефтегазонос-ности. Л: Недра. 1981. 211 с.
Бахтуров С.Ф., Евтушенко В.М., Переладов В.С. Куонамская битуминозная карбонатно-сланцевая формация. Новосибирск: Наука. 1988. 160 с.
Биккенина Д.А. Битумы куонамской (битуминозной) свиты южного склона Анабарской антеклизы Якутии. Геология и геофизика. 1964. № 12. С. 38-43.
Биккенина Д.А. О некоторых результатах изучения органического вещества пород и битумов куонамской свиты южного склона Анабарской антеклизы. Геология и нефтегазоносность Западной Якутии. Труды ВНИГРИ. Л: Недра. 1966. Вып. 249. С. 264-279.
Богородицкая Н.И. К вопросу о составе органического вещества и происхождении битума в отложениях куонамской свиты южного склона Анабарской антеклизы. Геология и нефтегазоносность Западной Якутии. Труды ВНИГРИ. 1966. Вып. 249. С. 280-290.
Геология месторождений угля и горючих сланцев СССР. Горючие сланцы СССР. М: Недра. 1968. Т. 11. 607 с.
Геохимия нефтегазоносных толщ кембрия Сибирской платформы. Под ред. А.Э. Конторовича. Новосибирск. Труды СНИИГГиМС. Вып. 139. 1972. 112 с.
Гурари Ф.Г., Матвиенко Н.И., Москвин В.И., Юзвицкий А.З. Горючесланцевые формации Сибири. Геология угленосных и горючеслан-цевых формаций Сибири. Новосибирск: СНИИГГиМС. 1987. С. 45-49.
Каширцев В.А. Органическая геохимия нафтидов востока Сибирской платформы. Якутск: ЯФ Изд-ва СО РАН. 2003. 159 с.
Каширцев В.А., Коваленко Е.Ю., Мин Р.С., Сагаченко Т.А. Состав серо- и азоторганических соединений горючего сланца Якутии. Химия в интересах устойчивого развития. 2011. Т. 19. С. 157-164.
Конторович А.Э., Меленевский В.Н., Иванова Е.Н., Фомин А.Н. Фенантрены, ароматические стераны и дибензтиофены в юрских отложениях Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна и их значение
для органической геохимии. Геология и геофизика. 2004. Т. 5. № 7. С. 873-883.
Конторович А.Э., Парфенова Т.М., Иванова Е.Н. Ароматические углеводороды-биомаркеры и дибензотиофены в битумоидах куонамской свиты (северо-восток Сибирской платформы). ДАН. 2005. Т. 402. № 6. С. 804-806.
Конторович А.Э., Савицкий В.Е. К палеографии Сибирской платформы в раннюю и среднюю кембрийские эпохи. Вопросы литологии и палеографии Сибири. Труды СНИИГГиМСа. Новосибирск. 1970. Вып. 106. С. 95-108.
Мин Р.С., Сагаченко Т. А., Каширцев В.А., Чалая О.Н., Кучкина А.Ю. Гетероароматические соединения битумоидов горючесланцевой формации кембрия (восток Сибирской платформы). Нефтехимия. 2009. Т. 49. № 6. С. 469-472.
Неволин Б.С., Потапов С.В., Гудзенко В.Т., Каминской Ф.В. Кембрийские отложения доманикового типа востока Алданского щита. Советская геология. 1974. № 3. С. 83-94.
Парфенова Т.М., Бахтуров С.Ф., Шабанов Ю.Я. Органическая геохимия нефтепроизводящих пород куонамской свиты кембрия (восток Сибирской платформы). Геология и геофизика. 2004. Т. 45. № 7. С. 911-923.
Парфенова Т.М., Конторович А.Э., Борисова Л.С., Меленевский В.Н. Кероген куонамской свиты кембрия (северо-восток Сибирской платформы). Геология и геофизика. 2010. № 3. С. 357-367.
Парфенова Т.М., Коровников И.В., Меленевский В.Н., Эдер В.Г. Геохимические предпосылки нефтеносности кембрийских отложений Лено-Амгинского междуречья (юго-восток Сибирской платформы). Геология нефти и газа. 2009. № 1. С. 87-91.
Савицкий В.Е., Евтушенко В.М., Егорова Л.И. Конторович А.Э., Шабанов Ю.Я. Кембрий Сибирской платформы (Юдомо-Оленекский тип разреза. Куонамский комплекс отложений). Труды СНИИГГиМСа. М: Недра. 1972. Вып. 130. 200 с.
Юдович Я.Э., Беляев А.А., Кетрис М.П. Геохимия и рудогенез черных сланцев Пай-Хоя. СПб.: Наука. 1998. 366 с.
Юшкин Н.П. Опыт среднемасштабной топоминералогии. Пайхойско-Южновоземельская минералогическая провинция. Л: Наука. 1980. 376 с.
Radke M., Welte D.H., Willsch H. Maturity parameters based on aromatic hydrocarbons: Influens of the organic matter type. Org. Geochem. 1986. V. 10. Pp. 51-63.
Radke M., Willsch H., Leuthaeuser D., Teichmuller M. Aromatic components of coal: relation of distribution pattern to rank. Geochim. et Cosmochim. Acta. 1982. V. 46. Pp. 1831-1848.
S^ou L., Myhr M.B. Sulfur aromatic compounds as maturity parameters. Org. Geochemistry. 1988. V. 13. Pp. 61-66.
сведения об авторе
Татьяна Михайловна Парфенова - канд. геол.-мин. наук, старший научный сотрудник лаборатории геохимии нефти и газа, Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука Сибирского отделения РАН Россия, 630090, Новосибирск, пр-кт Ак. Коптюга, 3 Тел: +7 (383) 333-11-24 e-mail: [email protected]
Статья поступила в редакцию 09.09.2016; Принята к публикации 02.12.2016; Опубликована 30.03.2017
Geochemistry of Sulfur and Sulfur Compounds of the Cambrian Kuonamka Complex (Eastern Siberian Platform)
T.M. Parfenova
Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Novosibirsk, Russia
Abstract. New results of research of sulfur from rocks and organic matter (OM) for the Kuonamka complex of the Lower and Middle Cambrian in the eastern Siberian platform have been demonstrated. It has been shown that in the rocks
enriched in organic matter the amount of organic carbon controls not only the total content of sulfur and sulfide sulfur, but also the content of sulphate sulfur. It has been revealed that the sulfur content in bitumen extracts of Cambrian
P^H SCIENTIFIC AND TECHNICAL JOURNAL
Ш GEDRESURSY
black shales in the northeastern Siberian platform decreases with increasing carbon and hydrogen. It was hypothesized that during diagenesis the introduction of sulfur in the OM structure led to dehydrogenation and decarboxylation. The intensity of these processes is associated neither with the mineral composition of the sediment nor with its enrichment in OM. The paper discusses the structure and patterns of distribution of OM sulfur compounds in the rocks of the Kuonamka complex in the sections of the northern and southeastern Siberian platform.
Keywords: geochemistry, bitumen extract, sulfur, sulfur compounds, diagenesis, catagenesis, Kuonamka complex, Cambrian, Siberian platform
Acknowledgements
The work is performed in the framework of project No. VIII.73.4.3. of the Programm ONZ-1 of the Russian Academy of Sciences.
References
Bakhturov S.F., Evtushenko V.M., Pereladov V.S. Kuonamskaya bituminoznaya karbonatno-slantsevaya formatsiya [Kuonamka bituminous carbonate-shale formation]. Novosibirsk: Nauka. 1988. 160 p. (In Russ.)
Bazhenova T.K., Beletskaya S.N., Belyaeva L.S., Bikkenina D.A., Gurko N.N., Ivanovskaya A.V., Ipatov Yu.I., Kichueva U.O., Makarov K.K., Neruchev S.G., Parparova G.M., Rogozina E.A., Rudavskaya V.A., Solov'eva I.L., Faizulina E.M., Shapiro A.I., Shimanskii V.K., Shumenkova Yu.M., Aref'ev O.A., Gulyaeva N.D., Kulibakina I.B., Rabotnov V.T., Prokhorov V.S., Shadskii I.P. Organicheskaya geokhimiya paleozoya i dopaleozoya Sibirskoi platformy i prognoz neftegazonosnosti [Organic geochemistry of Paleozoic and pre-Paleozoic of the Siberian platform and forecast of oil and gas potential]. Leningrad: Nedra. 1981. 211 p. (In Russ.)
Bikkenina D.A. Bitumens of the Kuonamka (bituminous) suite of the southern slope of the Anabar anteclise of Yakutia. Geologiya i geofizika = Russian Geology and geophysics. 1964. No. 12. Pp. 38-43. (In Russ.)
Bikkenina D.A. On some results of the study of the organic matter of rocks and bitumens of the Kuonamka suite of the southern slope of Anabar anteclise. Geology and oil and gas potential of Western Yakutia: Trudy VNIGRI. Leningrad: Nedra. 1966. Vol. 249. Pp. 264-279. (In Russ.)
Bogoroditskaya N.I. On the composition of organic matter and the origin of bitumen in the sediments of the Kuonamka suite of the southern slope of Anabar anteclise. Geology and oil and gas content of Western Yakutia: Trudy VNIGRI. 1966. Vol. 249. Pp. 280-290. (In Russ.)
Geochemistry of the oil and gas bearing sequences of the Cambrian of Siberian Platform. Ed. A.E. Kontorovich. Novosibirsk. Trudy SNIIGGiMS. 1972. Vol. 139. 112 p. (In Russ.)
Geology of coal deposits and oil shale of the USSR. Oil shale of the USSR. Moscow: Nedra. 1968. Vol. 11. 607 p. (In Russ.)
Gurari F.G., Matvienko N.I., Moskvin V.I., Yuzvitskii A.Z. Goryucheslantsevye formatsii Sibiri [Oil shale formations of Siberia]. Geologiya uglenosnykh i goryucheslantsevykh formatsii Sibiri. Novosibirsk: SNIIGGiMS. 1987. Pp. 45-49. (In Russ.)
Kashirtsev V. A. Organicheskaya geokhimiya naftidov vostoka Sibirskoi platformy [Organic geochemistry of naphthydides in the east of the Siberian platform]. Yakutsk: YaF SO RAN Publ. 2003. 159 p. (In Russ.)
Kashirtsev V.A., Kovalenko E.Yu., Min R.S., Sagachenko T.A. Composition of sulfur and nitrogen-organic compounds of the oil shale of Yakutia. Khimiya v interesakh ustoichivogo razvitiya. 2011. Vol. 19. Pp. 157-164. (In Russ.)
Kontorovich A.E., Melenevskii V.N., Ivanova E.N., Fomin A.N. Phenanthrenes, Aromatic Steranes, and Dibenzothiophenes in Jurassic Deposits of the West Siberian Petroleum Province: Implications for Organic Geochemistry. Geologiya i geofizika = Russian Geology and Geophysics. 2004. No. 7. Pp. 873-883. (In Russ.)
Kontorovich A.E., Parfenova T.M., Ivanova E.N. Aromatic biomarker-hydrocarbons and dibenzothiophenes in bitumens of the Kuonamka Formation Northeastern Siberian Platform. Doklady Earth Sciences. 2005. V. 402. No. 6. Pp. 804-806. (In Russ.)
Kontorovich A.E., Savitskiy V.E. Paleogeography of the Siberian platform in the early and middle Cambrian. Questions of lithology and paleogeography of Siberia. Proc. SNIIGGiMS. Series: Lithology and paleogeography. Novosibirsk. 1970. Is. 106. Pp. 95-108. (In Russ.)
Min R.S., Sagachenko T.A., Kashirtsev V.A., Chalaya O.N., Kuchkina A. Yu. Heteroaromatic compounds of bitumenoids from the Cambrian oil shale formation. Neftekhimiya = Petroleum chemistry. 2009. V. 49. No. 6. Pp. 469-472.
Nevolin B.S., Potapov S.V., Gudzenko V.T., Kaminskoi F.V. Cambrian deposits of the domanic type of the east of the Aldan Shield. Sovetskaya geologiya = Soviet geology. 1974. No. 3. Pp. 83-94. (In Russ.)
Parfenova T.M., Bakhturov S.F., Shabanov Yu.Ya. Organic Geochemistry of Oil-Producing Rocks of the Cambrian Kuonamka Formation (Eastern Siberian Platform). Geologiya i geofizika = Russian Geology and Geophysics. 2004. No. 7. Pp. 911-923. (In Russ.)
Parfenova T.M., Kontorovich A.E., Borisova L.S., Melenevskii V.N. Kerogen from the Cambrian Deposits of the Kuonamka Formation (Northeastern Siberian Platform). Geologiya i geofizika = Russian Geology and Geophysics. 2010. No. 3. Pp. 357-367. (In Russ.)
Parfenova T.M., Korovnikov I.V., Melenevskii V.N., Eder V.G. Geochemical preconditions for the oil potential of the Cambrian Leno-Amginsky interfluve (the southeast of the Siberian platform). Geologiya nefti i gaza = The geology of oil and gas. 2009. No. 1. Pp. 87-91. (In Russ.)
Radke M., Welte D.H., Willsch H. Maturity parameters based on aromatic hydrocarbons: Influens of the organic matter type. Org. Geochem. 1986. V. 10. Pp. 51-63.
Radke M., Willsch H., Leuthaeuser D., Teichmuller M. Aromatic components of coal: relation of distribution pattern to rank. Geochim. et Cosmochim. Acta. 1982. V. 46. Pp. 1831-1848.
Savitskii V.E., Evtushenko V.M., Egorova L.I. Kontorovich A.E., Shabanov Yu.Ya. Cambrian ofthe Siberian platform (the Yudomo-Olenek type of the section, the Kuonamka sedimentation complex). Trudy SNIIGGiMSa. Moscow: Nedra. 1972. V. 130. 200 p. (In Russ.)
Sshou L., Myhr M.B. Sulfur aromatic compounds as maturity parameters. Org. Geochemistry. 1988. V. 13. Pp. 61-66.
Yudovich Ya.E., Belyaev A.A., Ketris M.P. Geokhimiya i rudogenez chernykh slantsev Pai-Khoya [Geochemistry and ore genesis of the black shales of Pai-Khoi]. St.Petersburg: Nauka. 1998. 366 p. (In Russ.)
Yushkin N.P. Opyt srednemasshtabnoi topomineralogii. Paikhoisko-Yuzhnovozemel'skaya mineralogicheskaya provintsiya [Experience of medium-scale topomineralogy. Paihoy-Yuzhnovozemelsky mineralogical province]. Leningrad: Nauka. 1980. 376 p. (In Russ.)
For citation: Parfenova T.M. Geochemistry of Sulfur and Sulfur Compounds of the Cambrian Kuonamka Complex (Eastern Siberian Platform). Georesursy = Georesources. 2017. V. 19. No. 1. Pp. 45-51. DOI: http://doi.org/10.18599/ grs.19.1.8
About the Author
Tatyana M. Parfenova - PhD in Geology and Mineralogy, Senior researcher of the Laboratory of Geochemistry of Oil and Gas, Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences
Russia, 630090, Novosibirsk, Ak. Koptug ave., 3
Phone: +7 (383) 333-11-24
e-mail: [email protected]
Manuscript received 9 September 2016; Accepted 2 December 2016;
Published 30March 2017
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ
ГЕйРЕСУРСЫ
