Состав и распределение предельных углеводородов в термальных водах и пароводяной смеси Мутновского геотермального района и кальдеры Узон (Камчатка)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Исследованы состав и молекулярно-массовое распределение предельных углеводородов в стерильной пароводяной смеси из скважин и в высокотемпературных источниках Мутновского геотермального района и кальдеры Узон. В конденсате пароводяной смеси и термальных водах Мутновского района установлены низкомолекулярные н-алканы, образованные в результате термогенных процессов. Для кипящего грязевого котла в Донном фумарольном поле характерны углеводороды, происхождение которых связано, вероятно, с термокаталитическими превращениями биомассы термофилов. Отдельным типом молекулярно-массового распределения углеводородов характеризуется гейзер в кальдере вулкана Узон. Здесь установлены высокомолекулярные н-алканы, образование которых связано с двумя процессами: химическим ре-синтезом органических остатков растительного происхождения и биогенным синтезом при возможном участии бактерий и водорослей.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. А. Потурай

Институт комплексного анализа региональных проблем ДВО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: poturay85@yandex.ru
Россия, 679016, Биробиджан, ул. Шолом-Алейхема, 4

В. Н. Компаниченко

Институт комплексного анализа региональных проблем ДВО РАН

Email: kompanv@yandex.ru
Россия, 679016, Биробиджан, ул. Шолом-Алейхема, 4

Список литературы

  1. Барсуков В.Л., Рыженко Б.Н. (2001) Температурная эволюция поровых растворов, равновесных с породами разной основности. Геол. рудных месторожд. (3), 208–226.
  2. Бескровный Н.С., Лебедев Б.А. (1971) Нефтепроявление в кальдере вулкана Узон. ДАН СССР 201(4), 953–956.
  3. Варфоломеев С.Д., Карпов Г.А., Синал Г.А., Ломакин С.М., Николаев Е.Н. (2011) Самая молодая нефть Земли. ДАН 438(3), 345–347.
  4. Галимов Э.М., Севастьянов В.С., Карпов Г.А., Камалеева А.И., Кузнецова О.В., Коноплева И.В., Власова Л.Н. (2015) Углеводороды из вулканического района. Нефтепроявления в кальдере вулкана Узон на Камчатке. Геохимия (12), 1059–1068.
  5. Galimov E.M., Sevast’yanov V.S., Kamaleeva A.I., Kuznetsova O.V., Konopleva I.V., Vlasova L.N., Karpov G.A. (2015) Hydrocarbons from a volcanic area. Oil seeps in the Uzon caldera, Kamchatka. Geochem. Int. 53(12), 1019–1027.
  6. Гаретова Л.А. (2013) Углеводороды в лагунном эстуарии татарского пролива. Известия ТИНРО 172, 196–207.
  7. Глебов Л.С., Клигер Г.А. (1994) Молекулярно-массовое распределение продуктов синтеза Фишера-Тропша. Усп. хим. 63(2), 192–202.
  8. Ефимова М.В. (2005) Синезеленые водоросли (цианобактерии) поверхностных термопроявлений Камчатки и возможности их использования в биотехнологии. Автореф. дис. … канд. биол. наук. Владивосток: ТИБОХ ДВО РАН, 26 с.
  9. Заварзин Г.А., Карпов Г.А., Горленко В.М., Головачева Р.С., Герасименко Л.М., Бонч-Осмоловская Е.А., Орлеанский В.К. (1989) Кальдерные микроорганизмы. М.: Наука, 120 с.
  10. Зеленский М.Е., Таран Ю.А., Дубинина Е.О., Шапарь В.Н., Полынцева Е.А. (2012) Источники летучих компонентов для вулкана зоны субдукции: Мутновский вулкан, Камчатка. Геохимия (6), 555–575.
  11. Zelenski M.E., Taran Y.A., Dubinina E.O., Shapar’ V.N., Polyntseva E.A. (2012) Sources of volatiles for a subduction zone volcano: Mutnovsky volcano, Kamchatka. Geochem. Int. 50(6), 502–521.
  12. Исидоров В.А., Зенкевич И.Г., Карпов Г.А. (1991) Летучие органические соединения в парогазовых выходах некоторых вулканов и гидротермальных систем Камчатки. Вулканология и сейсмология (3), 19–25.
  13. Карпов Г.А. (1988) Современные гидротермы и ртутно-сурьмяно-мышьяковое оруденение. М.: Наука, 183 с.
  14. Компаниченко В.Н., Потурай В.А. (2015) Вариации состава органического вещества в водах Кульдурского геотермального месторождения. Тихоокеан. геология 34(4), 96–107.
  15. Компаниченко В.Н., Потурай В.А., Карпов Г.А. (2016) Органические соединения в термальных водах Мутновского района и кальдеры Узон. Вулканология и сейсмология (5), 35–50.
  16. Конторович А.Э., Бортникова С.Б., Карпов Г.А., Каширцев В.А., Костырева Е.А., Фомин А.Н. (2011) Кальдера вулкана Узон (Камчатка) – уникальная природная лаборатория современного нафтидогенеза. Геология и геофизика 52(8), 986–990.
  17. Лаверов Н.П., Барсуков В.Л., Рыженко Б.Н. (1996) Некоторые особенности буферных редокси-реакций в системах порода–вода. ДАН (3), 381–384.
  18. Мухин Л.М., Бондарев В.Б., Вакин Е.А. Ильюхина И.И., Калиниченко В.И., Милехина Е.И., Сафонова Э.Н. (1979) Аминокислоты в гидротермах Южной Камчатки. ДАН СССР 244(4), 974–977.
  19. Немировская И.А. (2008) Содержание и состав углеводородов в донных осадках Сахалинского шельфа. Геохимия (4), 414–421. Nemirovskaya I.A. (2008) Concentration and composition of hydrocarbons in bottom sediments from the Sakhalin shelf. Geochem. Int. 46(4), 378–385.
  20. Потурай В.А. (2017а) Органическое вещество в подземных и поверхностных водах района Анненского геотермального месторождения (Дальний Восток). Геохимия (4), 372–380.
  21. Poturay V.A. (2017a) Organic matter in ground- and surface waters in the area of the Annenskii geothermal field, Russian Far East. Geochem. Int. 55(4), 393–400.
  22. Потурай В.А. (2017б) Состав и распределение н-алканов в азотных термах Дальнего Востока России. Тихоокеан. геология 36(4), 109–119.
  23. Пошибаева А.Р. (2015) Биомасса бактерий как источник углеводородов нефти. дис. … канд. хим. наук. М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 124 с.
  24. Рыженко Б.Н., Барсуков В.Л., Князева С.Н. (1996) Химические характеристики (состав, pH, Eh) систем порода–вода. Геохимия (5), 436–454.
  25. Ryzhenko B.N., Barsukov V.L., Knyazeva S.N. (1996) Chemical characteristics (composition, pH, and Eh) of a rock-water system: 1. the granitoids-water system. Geochem. Int. 34(5), 390–407.
  26. Рыженко Б.Н., Сидкина Е.С., Черкасова Е.В. (2015) Термодинамическое моделирование систем «порода–вода» с целью оценки их способности к генерации углеводородов. Геохимия (9), 842–854.
  27. Ryzhenko B.N., Sidkina E.S., Cherkasova E.V. (2015) Thermodynamic modeling of water-rock systems to evaluate their generative potential for hydrocarbons. Geochem. Int. 53(9), 825–837.
  28. Симонейт Б.Р.Т. (1986) Созревание органического вещества и образование нефти: гидротермальный аспект. Геохимия (2), 236–254.
  29. Чудаев О.В., Чудаева В.А., Карпов Г.А., Эдмундс У.М., Шанд П. (2000) Геохимия вод основных геотермальных раонов Камчатки. Владивосток: Дальнаука, 162 с.
  30. Шульга Н.А., Пересыпкин В.И., Ревельский И.А. (2010) Изучение состава н-алканов в образцах гидротермальных отложений Срединно-Атлантического хребта с помощью метода газовой хроматографии/масс-спектрометрии. Океанология 50(4), 515–523.
  31. Aubrey A., Cleaves H., Bada J. (2009) The role of submarine hydrothermal systems in the synthesis of amino acids. Origins Life Evol. Biosphere 39, 91–108.
  32. Bazhenova O.K., Arefiev O.A., Frolov E.B. (1998) Oil of the volcano Uzon caldera, Kamchatka. Org. Geochem. 29(1–3), 421–428.
  33. Bray E.E., Evans E.D. (1961) Distribution of n-paraffines as a clue to recognition of source beds. Geochim. Cosmochim. Acta 22(1), 2–15.
  34. Cleaves H.J., Aubrey A.D., Bada J.L. (2009) An evaluation of critical parameters for abiotic peptide synthesis in submarine hydrothermal systems. Origins Life Evol. Biosphere 39, 109–126.
  35. Fiebig J., Woodland A.B., Spangenberg J., Oschmann W. (2007) Natural evidence for rapid abiogenic hydrothermal generation of CH4. Geochim. Cosmochim. Acta 71, 3028–3039.
  36. Fu Q., Sherwood L.B., Horita J., Lacrampe-Couloume G., Seyfried J.W.E., (2007) Abiotic formation of hydrocarbons under hydrothermal conditions: constraints from chemical and isotope data. Geochim. Cosmochim. Acta 71, 1982–1998.
  37. Holm N.G., Charlou J.L. (2001) Initial indications of abiotic formation of hydrocarbons in the Rainbow ultramafic hydrothermal system, Mid-Atlantic Ridge. Earth. Planet. Sci. Lett. 191, 1–8.
  38. Holm N.G., Andersson E. (2005) Hydrothermal simulation experiments as a tool for studies for the origin of life on Earth and other terrestrial planets: a review. Astrobiology 5(4), 444–460.
  39. Hunt J.M. (1979) Petroleum geochemistry and geology. San Francisco: W.H. Freeman and Company, 617 p.
  40. Kompanichenko V.N., Poturay V.A., Shlufman K.V. (2015) Hydrothermal systems of Kamchatka as the model for prebiotic environment. Origins Life Evol. Biosphere 45(1–2), 93–103.
  41. Konn C., Charlou J.L., Holm N.G., Mousis O. (2015) The production of methane, hydrogen, and organic compounds in ultramafic-hosted hydrothermal vents of the Mid-Atlantic Ridge. Astrobiology. 15(5), 381–399.
  42. McCollom T.M. (2013) Laboratory simulations of abiotic hydrocarbon formation in Earth’s deep subsurface. Rev. Mineral. Geochem. 75, 467–494.
  43. Rushdi A.I., Simoneit B.R.T. (2001) Lipid formation by aqueous Fischer-Tropsch-type synthesis over a temperature range of 100 to 400 °C. Origins Life Evol. Biosphere 31, 103–118.
  44. Shock E., Canovas P. (2010) The potential for abiotic organic synthesis and biosynthesis at seafloor hydrothermal systems. Geofluids. 10, 161–192.
  45. Simoneit B.R.T. (2004) Prebiotic organic synthesis under hydrothermal conditions: an overview. Adv. Space Res. 33(1), 88–94.
  46. Simoneit B.R.T., Deamer D.W., Kompanichenko V.N. (2009) Characterization of hydrothermally generated oil from the Uzon caldera, Kamchatka. Appl. Geochem. 24, 303–309.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Обзорная карта с местом расположения исследуемых геотермальных месторождений.

Скачать (188KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Графики распределения н-алканов в исследуемых термальных водах и пароводяной смеси и характеристика термической зрелости углеводородов: конденсат пароводяной смеси скважины № 4-Э Мутновской ГЕОТЭС (а); конденсат пароводяной смеси скважины № 3 Северо-Мутновских источников (б); кипящий водяной котел 1 Дачных источников (в); кипящий водяной котел 2 Дачных источников (г); кипящий водяной котел 1 Донного фумарольного поля (д); большой кипящий грязевой котел 2 Донного фумарольного поля (е); гейзер «Шаман» кальдеры Узон (ж); характеристика термической зрелости углеводородов смеси из скважины № 4-Э (3). Зоны термической зрелости: I – аномально высокая; II – высокая; III – умеренная; IV – средняя (низкая).

Скачать (175KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2019