pdf № 263, ноябрь

В статье представлены результаты углепетрографических и пиролитических исследований казанско-татарских отложений севера Предуральского краевого прогиба, что весьма актуально для оценки нефтегазоносности региона. Основными компонентами в составе органического вещества являются микрокомпоненты группы витринита. Увеличение (до 30 %) липтинитовых компонентов связано с отложениями лагунных и озерно-болотных обстановок осадконакопления и отмечается локально на юго-востоке Коротаихинской впадины и области сочленения гряды Чернышева с Косью-Роговской впадиной. По данным углепетрографии, на большей части исследуемой территории катагенез органического вещества казанско-татарских отложений достигает градаций ПК₃ — МК₁ (R_o < 0.5). Нарастание уровня зрелости органического вещества происходит в северо-восточном направлении до стадии МК₃ (R_o > 0.85) в пределах Коротаихинской впадины. Пиролитическим методом установлено повсеместное распространение пород, характеризующихся низким углеводородным потенциалом (HI < 100 мг УВ/г С_орг). Повышение значений этого показателя (HI > 150 мг УВ/г С_орг) зафиксировано локально в пределах Коротаихинской впадины и зоны сочленения гряды Чернышева с Косью-Роговской впадиной и связано с более высоким содержанием в составе органического вещества липтинитовых компонентов.

Ключевые слова: верхнепермские угленосные отложения, органическое вещество, углепетрография, катагенез, водородный индекс, генерационный потенциал.

The article presents the results of coal petrological and pyrolytic (Rock-Eval) research of Kazan-Tatar deposits in north of the Pre-Ural foredeep which is very important to evaluate the oil and gas potential of the region. The main components in the composition of organic matter are macerals component of vitrinite group. The high content (up to 30%) of liptinite components is in the deposits of lagoon and lake-swamp depositional environments which are located in the southeast of Korotaikhinskaya depression and connection area of Chernyshev ridge with Kosyu-Rogovskaya depression. According to coal petrography the catagenesis transformation of organic matter in Kazan-Tatar deposits has gradation PC₃ — MC₁ (R_o < 0.5) in the largest part of the study area. The maturity level of organic matter increases to gradations MC3 (R_o > 0.85) within Korotaikhinskaya depression. Pyrolytic method established that deposits with low hydrocarbon potential (HI < 100 mg HC / g _TOC) were prevalent in the territory. High values of hydrogen index (HI > 150 mg HC / g _TOC) are locally in the Korotaikhinskaya depression and connection zone of Chernyshev ridge with Kosyu-Rogovskaya depression, which is associated with an increase of liptinite components in organic matter.

Keywords: Permian coal-bearing deposits, organic matter, coal petrography, catagenesis, hydrogen index, generation potential.

DOI: 10.19110/2221-1381-2016-11-3-9

Скачать полный текст / Download full text

Результаты палеонтологических, биохемостратиграфических и седиментологических исследований силурийских отложений на западном склоне Приполярного Урала и поднятии Чернышева показали ошибочность отнесения маршрутнинского горизонта и нижней части устьдурнаюского горизонта к венлоку, как это принято в существующей стратиграфической схеме Урала. Граница лландовери и венлока установлена нами в средней части устьдурнаюского горизонта по исчезновению конодонтов рода Apsidognathus и появлению брахиопод рода Spirinella. Сравнение данных по фаунистической и литологической последовательности в пограничных толщах лландовери и венлока на Приполярном Урале, в Эстонии и Северной Земле свидетельствуют о том, что на исследуемой территории нижняя часть венлока отсутствует и значительный перерыв разделяет устьдурнаюский горизонт на две толщи, нижняя из которых заключает лландоверийские, а верхняя — венлокские остатки фауны. В связи с этим предлагается нижнюю часть устьдурнаюского горизонта (нижнюю подсвиту устьдурнаюской свиты) с конодонтами Apsidognathus включить в состав маршрутнинского горизонта лландоверийского яруса, верхнюю часть устьдурнаюского горизонта (верхнюю подсвиту устьдурнаюской свиты) выделить в новый горизонт с названием «войвывский» в составе венлокского яруса и название «устьдурнаюский горизонт» в дальнейшем не использовать.

Ключевые слова: стратиграфическая схема, лландовери, венлок, войвывский горизонт, брахиоподы, конодонты.

Results of palaeontological, biogeochemical and sedimentological studies of Silurian strata in the western Subpolar Urals and on the Chernyshev Swell revealed that assignment of the Marshrut Regional Stage and the lower part of the UstDurnayu Regional Stage to Wenlock, as it is indicated in the latest stratigraphical scheme, is not correct. Disappearance of the conodont Apsidognathus and appearance of brachiopod Spirinella nordensis indicate that the Llandovery—Wenlock boundary lies in the middle part of the UstDurnayu Regional Stage. Comparative analysis of palaeontological and lithological data from the Subpolar Urals, Estonia and Severnaya Zemlya suggest that the strata corresponding to the lowermost Wenlock are missing in the study region. The gap recognized divides the UstDurnayu Region Stage in two, lower and upper parts. Here, we propose to include the lower part of the stage into the Marshrut Regional Stage (as its upper part), to rename the upper part of it as Vojvyv Regional Stage, and not to use the name UstDurnayu for a regional stage in future.

Keywords: stratigraphical scheme, Llandovery, Wenlock, Vojvyv Regional Stage, brachiopod, conodont.

DOI: 10.19110/2221-1381-2016-11-10-14

Скачать полный текст / Download full text

Представлены результаты литологических и геохимических исследований силурийских отложений Тальбейского блока гряды Чернышева, актуальность изучения которых связана с высокими перспективами на поиски в них залежей углеводородов. По особенностям строения и литологического состава в разрезах скважин выделены три толщи: сульфатно-карбонатная, карбонатная и глинисто-карбонатная. В сульфатно-карбонатной и карбонатной толщах нижнего силура развиты преимущественно бедные нефтегазоматеринские породы (С_орг < 0.3 %, HI — 4—173 мг УВ / г С_орг). Породы со средним и богатым генерационным потенциалом (С_орг 0.5—6 %, HI — 224—580 мг УВ / г С_орг) выделены в глинисто-карбонатной толще верхнего силура. Содержание битумоидов увеличивается от карбонатных к глинисто-карбонатным разностям пород, составляя 0.01—0.02 % и 0.03—0.16 % соответственно. Распределение н-алканов и изопреноидов в углеводородной фракции битумоидов отражает участие морского сапропелевого органического вещества в составе исходной биомассы. Степень зрелости органического вещества силурийских отложений отвечает главной зоне нефтегенерации и изменяется по площади, достигая градаций МК_1-2 в северной и МК_2-3 в южной частях Тальбейского блока.

Ключевые слова: силурийские отложения, органическое вещество, генерационный потенциал, битумоиды, н-алканы.

The article presents the results of lithological and geochemical research of Silurian deposits in the Talbeysky block of Chernyshev ridge, which are one of the important objects to exploration for hydrocarbon deposits. Based on the structure and lithological composition of the deposits three series were defined in wells section: sulphate-carbonate, carbonate and argillo-carbonate. The Lower Silurian sulphate-carbonate and carbonate series contain mostly poor source rocks (TOC < 0.3 %, HI — 4—173 mg HC/g TOC). The Upper Silurian argillo-carbonate series contain the source rock with fair and good petroleum potential (TOC — 0.5—6 %, HI — 224—580 mg HC / g TOC). The bitumen contents increases from carbonate to argillo-carbonate rocks and varies 0.01—0.02 % and 0.03—0.16 %, respectively. The distributions of n-alkanes and isoprenoids in the hydrocarbon fraction of the studied bitumens show a marine sapropel organic matter in the initial biomass. The maturity of organic matter in Silurian deposits is main oil generation zone and varies on the studied area, ranging from gradations MK_1-2 in the north to MK_2-3 in the southern part of Talbeysky block.

Keywords: Silurian deposits, organic matter, generation potential, bitumens, n-alkanes.

DOI: 10.19110/2221-1381-2016-11-15-22

Скачать полный текст / Download full text

Исследована и подтверждена возможность получения обеззоленных углей (гиперуглей) из сырья шахты Интинская. Для изучения условий образования исходных углей методами газовой хроматографии и хромато-масс-спектрометрии был изучен состав углеводородов биомаркеров насыщенной фракции битумоида. Присутствие высоких концентраций стеранов состава С₂₉, н-алканов состава С₂₇—С₂₉ указывает на значительный вклад терригенной растительности в состав исходной биомассы. Для ряда образцов наличие высоких концентраций н-алканов состава С₂₃—С₂₅ может являться признаком вклада водной растительности в состав исходной биомассы. Для получения гиперугля концентраты исходного угля были проэкстрагированы N-метилпирролидоном при кипячении. Для характеристики полученного после отгонки растворителя продукта была использована спектроскопия ЯМР в твёрдом теле. Анализ спектров CP/MAS, а также результаты редактирования спектров показали, что полученные гиперугли по структуре органического вещества мало отличны от исходных углей. При этом для них характерно незначительное увеличение алифатической составляющей и наличие амидных групп, обусловленное взаимодействием с растворителем.

Ключевые слова: каменный уголь, шахта Интинская, биомаркеры, гиперуголь, ¹³C ЯМР в твёрдом теле.

We studied the possibility of production of ashless coals (hypercoals) from raw of Intinskaya mine. To study the formation conditions of the initial coals by gas chromatography and gas chromatography-mass spectrometry we studied the composition of biomarkers hydrocarbons of saturated fraction of bitumen. The presence of high concentrations of C₂₉ steranes, C₂₇—C₂₉ n-alkanes indicates a significant contribution of terrigenous vegetation in the initial biomass composition; for a number of samples the presence of high concentrations of C₂₃—C₂₅ n-alkanes can be an attribute of the contribution of aquatic vegetation in the initial biomass composition. To produce hypercoals the initial coal concentrates were extracted with N-methylpyrrolidone at boiling. To characterize the product, obtained after distillation of the solvent, we used solid state NMR spectroscopy. The analysis of CP/MAS spectra, and also the results of the editing of the spectra showed that the obtained hypercoals are little different from the initial coals by their organic matter structure. At that they are characterized by an insignificant increase of aliphatic component and presence of amido groups conditioned by the interaction with the solvent.

Keywords: coal, Intinskaya mine, biomarkers, hypercoal, solid state ¹³C NMR.

DOI: 10.19110/2221-1381-2016-11-23-30

Скачать полный текст / Download full text

Проведен анализ состояния минерально-сырьевой базы Арктической зоны Тимано-Североуральского региона, включая Воркутинский район Республики Коми, Ненецкий автономный округ, о. Вайгач, архипелаг Новая Земля. Представлены сведения о ресурсах основных полезных ископаемых — нефти и газа, энергетических и коксующихся углей, свинцово-цинковых, марганцевых, медных хромовых, баритовых руд, золота, флюорита. Показано, что наряду с нефтегазовыми и угольными месторождениями в разработку могут быть вовлечены Хойлинское баритовое, Павловское свинцово-цинковое, Амдерминское флюоритовое месторождения. Выделены перспективные, но еще слабо изученные площади, представляющие интерес в отношении различных полезных ископаемых. Впервые выполнена стоимостная оценка полезных ископаемых. Согласно проведенным расчетам, наибольшую стоимость имеют ресурсы и запасы нефти и газа, угля, свинцово-цинковых, марганцевых и хромовых руд. Арктическая зона Тимано-Североуральского региона характеризуется значительным ресурсным и стоимостным потенциалом и заслуживает большого внимания при освоении Российской Арктики и Субарктики.

Ключевые слова: Арктика, Северный Тиман, Полярный Урал, Пай-Хой, Новая Земля, о. Вайгач, нефть, газ, уголь, рудные месторождения, стоимостная оценка.

We analyzed the mineral resource base of the Arctic zone of the Timan-Northern Ural region, including Vorkuta area, Komi Republic, Nenets Autonomous District, Vaygach Island, Novaya Zemlya archipelago. We presented data on the main mineral resources — oil and gas, energy and coking coals, lead-zinc, manganese, copper, chromium, barite ores, gold, fluorite. We showed that together with oil, gas and coal deposits the Khoylinskoe barite, Pavlovskoe lead-zinc, Amderminskoe fluorite deposits could be involved into the development. We determined promising, but still poorly studied areas, which are interesting for different minerals. For the first time we carried out the evaluation of minerals. The resources and reserves of oil and gas, coal, lead, zinc, manganese and chrome ores were the most valuable. The arctic zone of the Timan-Northern Ural region is characterized by considerable resource and value potential and deserves a great attention during the development of Russian Arctic and Subarctic regions.

Keywords: Arctic, Northern Timan, Polar Urals, Pay-Khoy, Novaya Zemlya, Vaygach Island, oil, gas, coal, ore deposits, evaluation.

DOI: 10.19110/2221-1381-2016-11-31-39

Скачать полный текст / Download full text

Статья посвящена проблеме поиска и создания новых функциональных материалов на основе природных компонентов. Проведен синтез титаносиликата со структурой натисита Na2TiSiO5, который занимает особое место как материал с Na+-ионной проводимостью, пригодный для получения высокотехнологичной керамики. В качестве основного метода синтеза натисита был выбран гидротермальный автоклавный синтез с применением в качестве исходного компонента отходов фторидного обогащения лейкоксенового концентрата Ярегского месторождения, что позволяет в будущем решать проблемы комплексной переработки важного для республики минерального сырья.

Установлено, что увеличение времени синтеза с 6 до 24 часов приводит к формированию чистой фазы натисита через фазу паранатисита. С помощью метода атомно-силовой микроскопии (АСМ) впервые получены наноразмерные морфологические характеристики всех синтезированных порошков. Показано, что образцы с 6-часовой выдержкой являются шероховатыми не только в микро-, но и в наноразмерном масштабе. Возможно, эти порошки найдут свое применение в качестве сорбентов как имеющие наибольшую площадь поверхности слагающих частиц. По данным АСМ, образцы с 24-часовой выдержкой представляют собой хорошо сформированные кристаллические двойники прорастания типа «крест», поверхности пинакоида которых практически гладкие, на них редко встречаются микроразмерные включения. Шероховатости в наноразмерном масштабе на плоских участках для образцов данного порошка не обнаружено. Керамика, полученная спеканием таких частиц, должна обладать наиболее высокими ионопроводящими свойствами.

Ключевые слова: лейкоксен, титаносиликаты, наноморфология поверхности.

The article is devoted to obtaining of the new information in the development nanomineralogy ideas for functional materials. We performed the synthesis of the titanosilicate natisite Na2TiSiO5, which was special as material with Na+-ion conductivity suitable for preparing hi-tec ceramics. As the main synthesis method was chosen natisite autoclave hydrothermal synthesis, using as precursors the products of ammonium fluoride processing of the leucoxene Yarega deposit, allowing in the future to solve the problem of complex processing of mineral raw materials is important for the Komi republic. We found out that increasing synthesis time from six to twenty-four hours results in a pure natisite phase after a paranatisite phase. Nanoscale morphological characteristics for all powders were defined by the method of atomic force microscopy (AFM). We showed that the samples after six hours exposition are rough not only at micro-, but also at nanoscale. It is possible that these powders will be used as sorbents with the maximal surface area of composing particles. According to AFM the samples after twenty-four hours exposition represented well formed crystalline growth twins of cross type with practically smooth pinacoid surfaces and rare microscale inclusions. Nanoscale roughness on the flat areas was not determined for the samples of this powder. The ceramics, produced from such particles, should possess the highest ion-conductive characteristics.

Keywords: leucoxene, titanosilicates, surface nanomorphology.

DOI: 10.19110/2221-1381-2016-11-40-45

Скачать полный текст / Download full text

We conducted statistical estimation of difference in amino acid composition of natural carbonaceous materials, previously divided on the basis of physical and chemical features into groups according to Uspensky classification, by discriminant analysis. The samples of natural solid bitumens from a carbonization sequence (asphaltites — kerites — anthraxolites), natural graphites, and carbon black samples were used as objects of the research. It was shown that the samples within each group had similar amino acid composition and the correctness of an initial distribution of the samples into groups was confirmed. In addition, we found individual samples, which had been incorrectly classified as a result of inaccurate physical-chemical diagnostics, and also slightly different from the samples of their group by the geological and geochemical characteristics. This indicates possibility of using discriminant analysis for the comparative grouping of natural carbonaceous substances by amino acid composition.

Keywords: discriminant analysis, discriminant variables, canonical discriminant functions, natural carbonaceous substances, amino acids.

Методом дискриминантного анализа (ДА) проведена статистическая оценка различия аминокислотного состава природных углеродистых веществ (УВ), предварительно разделенных по физико-химическим признакам на группы в соответствии с классификацией Успенского. Объектами исследований послужили образцы природных твердых битумов из ряда карбонизации (асфальтиты — кериты — антраксолиты), природные графиты, а также образцы технического углерода (сажи). ДА в целом подтвердил правильность первоначального распределения образцов по группам, указав на схожесть аминокислотного состава образцов в каждой из групп. Кроме того, с помощью ДА выявлены единичные образцы, ошибочно отнесённые не к своей группе в результате недостоверной физико-химической диагностики, а также незначительно отличающиеся от образцов своей группы по геолого-геохимическим признакам. Это свидетельствует о возможности применения такого анализа для сравнительного группирования природных УВ.

Ключевые слова: дискриминантный анализ, дискриминантные переменные, канонические дискриминантные функции, природные углеродистые вещества, аминокислоты.

DOI: 10.19110/2221-1381-2016-11-46-53

Скачать полный текст / Download full text