Позначка: катагенез

Головна > Архів > № 3–4 (191–192) 2023 > 105–121

---

Geology & Geochemistry of Combustible Minerals No. 3–4 (191–192) 2023, 105–121

https://doi.org/10.15407/ggcm2023.191-192.105

Марта МОРОЗ

Інститут геології і геохімії горючих копалин НАН України, Львів, Україна, e-mail: martamgv69@gmail.com

---

Анотація

Розглянуто геолого- та біолого-палеоокеанографічні умови седиментогенезу в межах Карпатського сегмента Мезотетису (Зовнішня зона Передкарпатського прогину) упродовж титонського часу. Встановлено породотворні організми із карбонатною функцією (флора і фауна), що складають основні літологічні типи карбонатних порід.

Розроблено структурну класифікацію пізньоюрських карбонатних осадів дослідженого регіону. За структурою серед пізньоюрських карбонатних осадів Зовнішньої зони Передкарпатського прогину виокремлено: пелітові, алевритові, псамітові та рудитові осадові утворення.

Наведено геолого-палеоокеанографічну модель поширення осадів титонського віку в межах Карпатського сегмента океану Тетис.

На основі мікроскопічного вивчення верхньоюрських карбонатних порід Зовнішньої зони Передкарпатського прогину визначено їхні діагенетичні та катагенетичні зміни. З’ясовано, що в структурному відношенні процеси діагенезу відобразилися в перекристалізації, мікритизації та цементації, у мінералогічному – у перетворенні первинно арагонітових і магнезіально кальцитових скелетних решток організмів у кальцитові, а також у процесах доломітизації, озалізнення та скременіння. До аутигенних новоутворень стадії діагенезу належать мінерали заліза, а саме: глауконіт і пірит. Катагенетичні перетворення згаданих порід проявилися в розчиненні решток організмів, зерен карбонатного цементу та в пізній цементації пор і мікротріщин. Зміни карбонатних порід пов’язані головним чином із привнесенням речовин в осад (сульфатизація, целестинізація) чи винесенням їх (дедоломітизація, децементація). Новоутворені мінерали стадії катагенезу – ангідрит і целестин. Постседиментаційне розчинення карбонатного матеріалу по-різному впливає на колекторські властивості відкладів: аутигенне мінералоутворення (за винятком доломітизації) призводить до їхнього погіршення, а перекристалізація – до покращення.

Ключові слова

карбонатні породи, седиментогенез, діагенез, катагенез, аутигенне мінералоутворення, колекторські властивості, верхня юра, Передкарпатський прогин

Використані літературні джерела

Вильямс, Х., Тернер, Ф., & Гилберт, Ч. (1985). Петрография (Т. 2). Москва: Мир.

Гаврилишин, В. І., & Граб, М. В. (1996). Про знахідку юрських рифогенних утворень в автохтоні піднасуву Карпат (район Лопушна). Геологія і геохімія горючих копалин, 3–4, 125–131.

Гарецкий, Р. Г. (Ред.). (1985). Осадконакопление и палеогеография запада Восточно-Европейской платформы в мезозое. Минск: Наука и техника.

Градзиньский, Р., Костецкая, А., Радомский, А., & Унруг, Р. (1980). Седиментология (Р. Е. Мельцер & Н. П. Григорьев, Пер.; Н. Б. Вассоевич & М. Г. Бергер, Ред.). Москва: Недра.

Дегенс, Э. Т. (1967). Геохимия осадочных образований. Москва: Мир.

Каледа, Г. А., & Калистова, Е. А. (1970). Перекристаллизация карбонатных пород палеозоя Русской платформы. Литология и полезные ископаемые, 6, 50–73.

Мороз, М. В. (2012). Літологія верхньоюрських відкладів Зовнішньої зони Передкарпатського прогину [Дис. канд. геол. наук]. Інститут геології і геохімії горючих копалин НАН України. Львів.

Сандлер, Я. М. (1969). Стратиграфія юрських відкладів УРСР: Передкарпаття і прилеглі частини Руської платформи. У Стратиграфія УРСР: Т. 7. Юра (с. 144–163). Київ.

Сеньковський, Ю., Григорчук, К., Гнідець, В., Колтун, Ю., & Попп, І. Т. (2004). Геологічна палеоокеанографія океану Тетіс. Київ: Наукова думка.

Сеньковський, Ю. М., Григорчук, К. Г., Колтун, Ю. В., Гнідець, В. П., Радковець, Н. Я., Попп, І. Т., Мороз, М. В., Мороз, П. В., Ревер, А. О., Гавришків, Г. Я., Гаєвська, Ю. П., Кохан, О. М., & Кошіль, Л. Б. (2018). Літогенез осадових комплексів океану Тетіс. Київ: Наукова думка.

Сеньковський, Ю. М., Колтун, Ю. М., Григорчук, К. Г., Гнідець, В. П., Попп, І. Т., & Радковець, Н. Я. (2012). Безкисневі події океану Тетіс. Київ: Наукова думка.

Cтрахов, Н. М. (1962). Основы теории литогенеза (Т. 1). Москва.

Уилсон, Дж. Л. (1980). Карбонатные фации в геологической истории. Москва: Недра.

Dragastan, O., Gielisch, H., Richter, D.K., Grewer, T., Kaziur, T., Cube, B., & Radusch, C.(1994). Jurassic algae of the Perachora – Peninsula: Biostratigraphical and paleoecological implications. Beitrage zur palaontologie, 19, 49−80.

Golonka, J., & Krobicki, M. (2001). Upwelling regime in the Carpathian Tethys: a Jurassic − Cretaceous paleogeographic and paleoclimatic perspective. Geologogical Quarterly, 45(1), 15–32.

Golonka, J., Ross, M. I., & Scotese, C. R. (1994). Phanerozoic paleogeographic and paleoclimatic modeling maps. In A. F. Embry, B. Beachamp & D. J. Glass (Eds.), Pangea: Global Environments and Resources: Canadian Society of Petroleum Geologists, Memoirs 17, 1–47.

Haczewski, G. (Red.). (2008). Wyksztalcenie wapieni skalistych Bramy Bolechowickiej: przewodnik sesji terenowych: Pierwszy Polski Kongres Geologiczny (26–28 czerwca 2008, Krakow). Polskie Towarzystwo Geologiczne.

---

Головна > Архів > № 3–4 (191–192) 2023 > 74–85

---

Geology & Geochemistry of Combustible Minerals No. 3–4 (191–192) 2023, 74–85

https://doi.org/10.15407/ggcm2023.191-192.074

Володимир ГНІДЕЦЬ¹, Костянтин ГРИГОРЧУК², Ліна БАЛАНДЮК

Інститут геології і геохімії горючих копалин НАН України, Львів, Україна, e-mail: ¹vgnidets53@gmail.com; ²kosagri@ukr.net

---

Анотація

Розглянуто особливості літолого-літмологічної будови та режиму катагенезу силурійських відкладів Ліщинської та Рава-Руської ділянок Волино-Поділля. Показано, що з південного заходу на північний схід у складі товщі зростає роль карбонатних порід, що пов’язане зі встановленою фаціальною зональністю. Утім структура розрізу в цих ділянках відрізняється: у Рава-Руській – вона є більш тонкошаруватою. Відклади також характеризуються просторово-віковою гетерогенністю поширення карбонатних літмітів: у першому випадку вони тяжіють до границі верхнього і нижнього та середини верхнього силуру, а в другому – розвинені у верхах нижнього, у нижній, середній та горішній частинах верхнього силуру. Встановлено циклічний характер силурійського осадонагромадження. При цьому в Ліщинській ділянці фіксується чотири регресивні епізоди, а в Рава-Руській – п’ять, що може вказувати на певну специфіку умов седиментації в різних частинах басейну. Останнє безпосередньо впливає на своєрідність просторово-вікового поширення порід-колекторів та флюїдотривів. Показано, що післяседиментаційні перетворення пов’язані головно з розвитком аутигенного кремнезему та кальциту, що виявлено як в глинистих, так і карбонатних породах. Встановлено, що історія формування нафтогазових систем Ліщинської та Рава-Руської ділянок суттєво відрізняється. Це дає змогу по-різному оцінити їхні перспективи. Так, у першому випадку генераційний потенціал органічної речовини відкладів силуру був значно вичерпаний до кінця мезозою, у другому – лише у палеоген-неогеновий час розпочалися масштабні процеси генерації та міграції вуглеводневих флюїдів.

Ключові слова

Волино-Поділля, силурійські відклади, літологічна будова, циклічність, катагенез

Використані літературні джерела

Баженова, Т. К., & Шиманский, В. К. (2007). Исследование онтогенеза углеводородных систем как основа реального прогноза нефте- и газоносности осадочных бассейнов. Нефтегазовая геология. Теория и практика, 2. http://www.ngtp.ru/rub/1/008.pdf

Григорчук, К. Г. (2010). Особливості літофлюїдодинаміки ексфільтраційного катагенезу. Геологія і геохімія горючих копалин, 1, 60–68.

Григорчук, К. Г. (2012). Динаміка катагенезу порід осадових комплексів нафтогазоносних басейнів [Автореф. дис. д-ра геол. наук, Інститут геології і геохімії горючих копалин НАН України]. Львів.

Дригант, Д. М. (2000). Нижній і середній палеозой Волино-Подільської окраїни Східно-Європейської платформи та Передкарпатського прогину. Наукові записки Державного природознавчого музею НАН України, 15, 24–129.

Иванова, А. В. (2016). Влияние геотектонических условий на формирование угленосных формаций Львовского и Преддобруджинского прогибов. Геологічний журнал, 1(354), 36–50.

Карогодин, Ю. Н. (1980). Седиментационная цикличность. Москва: Недра.

Крупський, Ю. З., Куровець, І. М., Сеньковський, Ю. М., Михайлов, В. А., Дригант, Д. М., Шлапінський, В. Є., Колтун, Ю. В., Чепіль, В. П., Харченко, М. В., & Куровець, С. С. (2013). Нетрадиційні джерела вуглеводнів України: Кн. 2. Західний нафтогазоносний регіон. Київ: Ніка-Центр.

Кудельский, А. В. (1982). Литогенез, проблемы гидрогеохимии и энергетики нефтегазоносных бассейнов. Литология и полезные ископаемые, 5, 101–116.

Сеньковський, Ю. М., & Павлюк, М. І. (2006). Встановлення умов міграції і акумуляції природних вуглеводнів Півдня України, визначення динаміки літогенезу та формування колекторів крейди північно-західного шельфу Чорного моря та уточнення перспектив нафтогазоносності силурійських рифів Волино-Поділля і Придобруджя [Звіт]. Львів.

Леонов, Ю. Г., & Волож, Ю. А. (Ред.). (2004). Осадочные бассейны: методика изучения, строение и эволюция. Москва: Научный мир.

Johnson, M. E. (2006). Relationship of Silurian sea-level fluctuations to oceanic episodes and events. GFF, 128(2), 115–121. https://doi.org/10.1080/11035890601282115

Środon, J., Paszkowsky, M., Drygant, D., Anczkiewicz, A., & Banaś, M. (2013). Thermal history of Lower Paleozoic rocks on the Peri-Tornquist margin of the East European craton (Podolia, Ukraine) inferred from combined XRD, K-Ar and AFT data. Clays and Clay Minerals, 61(2), 107–132. https://doi.org/10.1346/CCMN.2013.0610209

---

Головна > Архів > №3 180 (2019) > 25-40

---

Geology & Geochemistry of Combustible Minerals No. 3 (180) 2019, 25-40.

https://doi.org/10.15407/ggcm2019.03.025

Юрій Хоха, Олександр Любчак, Мирослава Яковенко

Інститут геології і геохімії горючих копалин НАН України, Львів,
e-mail: igggk@mail.lviv.ua

---

Анотація

Розглянуто погляди на хімічну будову керогену ІІ типу та проведено оцінку змін його структури при проходженні через стадії катагенезу від незрілого до пост-зрілого. Наведено структурні моделі керогену ІІ типу на різних стадіях катагенезу: як одержані емпіричним шляхом після вивчення структури фізико-хімічними методами, так і за результатами моделювання методами молекулярної динаміки. Методами рівноважної термодинаміки розрахований склад системи кероген–гази для ділянок земної кори в діапазоні 1–20 км із тепловим потоком від 40 до 100 мВт/м². Показано, що концепція «метаново-графітної смерті», яка має місце в стані термодинамічної рівноваги при перетворенні органічної речовини, є помилковою. Встановлено характер змін концентрацій вуглеводневих газів у рівновазі з керогеном ІІ типу, що свідчить про наявність «нафтового вікна» у слабкопрогрітих зонах у межах глибин 2–4 км.

Ключові слова

кероген ІІ типу, катагенез, «нафтове вікно», рівноважна термодинаміка, формалізм Джейнса.

Використані літературні джерела

Любчак, О. В., Хоха, Ю. В., Яковенко, М. Б. (2018). Співвідношення структурних елементів вуглеводневої складової аргілітів східних карпат за формалізмом Джейнса. Вісник Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна, сер. «Геологія. Географія. Екологія», 49, 83–94.

Никонов, В. Н. (1961). Тяжелые углеводороды и их соотношение в газах нефтяных и газовых залежей. Геология нефти и газа, 8, 15–21.

Тиссо, Б., Вельте, Д. (1981). Образование и распространение нефти. Москва: Мир.

Хоха, Ю. В. (2014). Термодинаміка глибинних вуглеводнів у прогнозуванні регіональної нафтогазоносності. Київ: Наукова думка.

Хоха, Ю. В., Любчак, О. В., Яковенко, М. Б. (2018). Вплив температурного режиму на газогенераційний потенціал гумінових кислот органічної речовини. Геологія і геохімія горючих копалин, 3–4 (176–177), 49–63.

Хоха, Ю. В., Любчак, О. В., Яковенко, М. Б. (2019). Енергія Гіббса утворення компонентів природного газу в осадових товщах. Геологія і геохімія горючих копалин, 2 (179), 37–47.

Behar, F., & Vandenbroucke, M. (1987). Chemical modelling of kerogens. Organic Geochemistry, 11, 15–24.

Behar, F., Kressmann, S., Rudkiewicz, J. L., & Vandenbroucke, M. (1992). Experimental simulation in a confined system and kinetic modelling of kerogen and oil cracking. Organic Geochemistry, 19 (1–3), 173–189.

Behar, F., Roy, S., & Jarvie, D. (2010). Artificial maturation of a Type I kerogen in closed system: Mass balance and kinetic modelling. Organic Geochemistry, 41, 1235–1247.

Bell, I. H., Wronski, J., Quoilin, S., & Lemort, V. (2014). Pure and Pseudo-pure Fluid Thermophysical Property Evaluation and the Open-Source Thermophysical Property Library CoolProp. Industrial & Engineering Chemistry Research, 53 (6), 2498–2508.

Durand, B. (1980). Sedimentary organic matter and kerogen. Definition and quantitative importance of kerogen. In B. Durand (Ed.), Kerogen, Insoluble Organic Matter from Sedimentary Rocks (pp. 13–34). Paris: Editions Technip.

Forsman, J. P., & Hunt, J. M. (1958). Insoluble organic matter (kerogen) in sedimentary rocks. Geochimica et Cosmochimica Acta, 15, 170–182.

Helgeson, H., Richard, L., McKenzie, W., Norton, D., & Schmitt, A. (2009). A chemical and thermodynamic model of oil generation in hydrocarbon source rocks. Geochimica et Cosmochimica Acta, 73 (3), 594–695.

Kelemen, S. R., Afeworki, M., Gorbaty, M. L., Sansone, M., Kwiatek, P. J., Walters, C. C., … Behar, F. (2007). Direct Characterization of Kerogen by X-ray and SolidState ¹³C Nuclear Magnetic Resonance Methods. Energy Fuels, 21 (3), 1548−1561.

Lindsey, A. S., & Jeskey, H. (1957). The Kolbe-Schmitt Reaction. Chemical Reviews, 57 (4), 583–620.

Planche, H. (1996). Finite time thermodynamics and the quasi-stability of closed-systems of natural hydrocarbon mixtures. Geochimica et Cosmochimica Acta, 22 (60), 4447–4465.

Stuermer, D. H., Peters, K. E., & Kaplan, I. R. (1978). Source indicators of humic substances and proto-kerogen. Stable isotope ratios, elemental compositions and electron spin resonance spectra. Geochimica et Cosmochimica Acta, 42 (7), 989–997.

Tomic, J., Behar, F., Vandenbroucke, M., & Tang, Y. (1995). Artificial maturation of Monterey kerogen (Type II-S) in a closed system and comparison with Type II kerogen: implications on the fate of sulfur. Organic Geochemistry, 23 (7), 647–660.

Ungerer, P., Collell, J., & Yiannourakou, M. (2015). Molecular Modeling of the Volumetric and Thermodynamic Properties of Kerogen: Influence of Organic Type and Maturity. Energy Fuels, 29 (1), 91–105.

Van Krevelen, D. W., & Chermin, H. A. G. (1951). Estimation of the free enthalpy (Gibbs free energy) of formation of organic compounds from group contributions. Chemical Engineering Science, 1 (2), 66–80.

Vandenbroucke, M., & Largeau, C. (2007). Kerogen origin, evolution and structure. Organic Geochemistry, 38, 719–833

Zhao, T., Li, X., Zhao, H., Li, M. (2017). Molecular simulation of adsorption and thermodynamic properties on type II kerogen: Influence of maturity and moisture content. Fuel, 190 (15), 198–207.

Головна > Архів > № 3-4 (176-177) 2018 > 49-62

---

Geology & Geochemistry of Combustible Minerals No. 3-4 (176-177) 2018, 49-62.

Юрій ХОХА, Олександр ЛЮБЧАК, Мирослава ЯКОВЕНКО

Інститут геології і геохімії горючих копалин НАН України, Львів, e-mail: igggk@mail.lviv.ua

---

Анотація

Розглянутo експерименти зі штучного «дозрівання» гумінових кислот, керогену, модельних сумішей органічних сполук та окремих вуглеводнів тривалістю до 4000 год, проведені в широкому діапазоні тисків та температур. Проаналізовано тенденції в зміні складу газів, утворених під час дослідів упродовж певного часу. Встановлено, що в розглянутих експериментах не досягається стан термодинамічної рівноваги; вони показують лише тенденції в змінах твердої, рідкої та газової фаз. Розроблена методика термодинамічного моделювання штучного дозрівання органічних сполук у процесі катагенезу, яка базується на формалізмі Джйнеса. Проведено розрахунок рівноважної концентрації газів у контакті з гуміновою речовиною, залежно від температури. Результати розрахунку добре узгоджуються із тенденціями, показаними експериментальними дослідженнями.

Ключові слова

газогенерація, гумінові кислоти, катагенез, формалізм Джйнеса, рівноважна термодинаміка.

Використані літературні джерела

Лазаров Л., Ангелова Г. Структура и реакции углей. – София : Изд-во Болгар. АН, 1990. – 231 с.

Любчак О. В., Хоха Ю. В., Яковенко М. Б. Співвідношення структурних елементів вуглеводневої складової аргілітів східних Карпат за формалізмом Джейнса // Вісн. Харків. нац. ун-ту ім. В. Н. Каразіна. Сер. Геологія. Географія. Екологія. – 2018. – № 49. – C. 15–23.

Сталл Д., Вестрам Э., Зинке Г. Химическая термодинамика органических соединений. – М. : Мир, 1971. – 807 с.

Трайбус М. Термостатика и термодинамика. – М. : Энергия, 1970. – 504 с.

Хоха Ю., Любчак О., Храмов В. Термодинамічна модель будови органічної речовини вугілля за його елементним складом // Геологія і геохімія горючих копалин. – 2013. – № 1–2 (162–163). – С. 71–78.

A chemical and thermodynamic model of oil generation in hydrocarbon source rocks / H. Helgeson, L. Richard, W. McKenzie et al. // Geochimica et Cosmochimica Acta. – 2009. – N 73 (3). – P. 594–695.

Behar F., Roy S. , Jarvie D. Artificial maturation of a Type I kerogen in closed system: Mass balance and modelling // Organic Geochemistry. – 2010. – N 41. – P. 1235–1247.

Domini F. High pressure pyrolysis of n-hexane, 2,4-dimethylpentane and l-phenyl-butane. Is pressure an important geochemical parameter? // Organic Geochemistry. – 1991. – N 5 (17). – P. 619–634.

Experimental simulation of gas generation from coals and a marine kerogen / F. Behar, M. Vandenbroucke, S. C. Teermann et al. // Chemical Geology. – 1995. – N 126. – P. 247–260.

Hasterok D., Chapman D. S. Heat production and geotherms for the continental lithosphere // Earth and Planetary Science Letters. – 2011. – N 307. – P. 59–70.

Influence of Pressure and the Presence of Water on the Evolution of the Residual Kerogen during Confined, Hydrous, and High-pressure Hydrous Pyrolysis of Woodford Shale / R. Michels, P. Landais, R. P. Philp, B. E. Torkelson // Energy & Fuels. – 1995. – N 9. – P. 204–215.

Insights into the functional group transformation of a chinese brown coal during slow pyrolysis by combining various experiments / X. Lin, C. Wang, K. Ideta et al. // Fuel. – 2014. – N 118. – P. 257–264.

van Krevelen D., Chermin H. Estimation of the free enthalpy (Gibbs free energy) of formation of organic compounds from group contributions // Chemical Engineering Science. – 1951. – N 1 (2). – P. 66–80.

Landais P., Michels R., Elie M. Are time and temperature the only constraints to the simulation of organic matter maturation? // Organic Geochemistry. – 1994. – N 22. – P. 617–630.

Monthioux M., Landais P., Monin J.-C. Comparison between natural and artificial maturation series of humic coals from the Mahakam delta, Indonesia // Organic Geochemistry. – 1985. – N 4 (8). – P. 275–292.

Pearson D. B., III. Experimental simulation of thermal maturation in sedimentary organic matter (vol. I and II) : Diss. [Електр. ресурс] / Rice University. – Houston, 1981. – Режим доступу : https://scholarship.rice.edu/handle/1911/15638

Planche H. Finite time thermodynamics and the quasi-stability of closed-systems of natural hydrocarbon mixtures // Geochimica et Cosmochimica Acta. – 1996. – N 22 (60). – P. 4447–4465.

Price L. C., Wenger L. M. The influence of pressure on petroleum generation and maturation as suggested by aqueous pyrolysis // Organic Geochemistry. – 1992. – N 19. – P. 141–159.

Rice J., MacCarthy P. Statistical evaluation of the elemental composition of humic substances // Organic Geochemistry. – 1991. – N 5 (17). – P. 635–648.

Stalker L., Farrimond P., Larter S. Water as an oxygen source for the production of oxygenated compounds (including CO₂ precursors) during kerogen maturation // Organic Geochemistry. – 1994. – N 3–5 (22). – P. 477–486.

Structural characteristics of coal functional groups using quantum chemistry for quantification of infrared spectra / H. Xin, D. Wang, X. Qi et al. // Fuel Processing Technology. – 2014. – N 118. – P. 287–295.

Study on occurrence of sulfur in different group components of Xinyu clean coking coal / Z. Qin, H. Zhang, D. Dai et al. // Journ. of Fuel Chemistry and Technology. – 2014. – N 42 (11). – P. 1286–1294.

Sulfur and nitrogen in the high-sulfur coals of the Late Paleozoic from China / W. Li, Y. Tang, Q. Zhao, Q. Wei // Fuel. – 2015. – N 155. – P. 115–121.

The effect of water pressure on hydrocarbon generation reactions: some inferences from laboratory experiments / A. D. Carrl, C. E. Snape, W. Meredithet al. // Petroleum Geoscience. – 2009. – N 15. – P. 17–26.

Tissot B. P., Welte D. H. Petroleum Formation and Occurrence. – Springer-Verlag, 1984. – 720 p.

Tsutsuki K., Kuwatsuka S. Chemical studies on soil humic acids // Soil Science and Plant Nutrition. – 1978. – N 24 (4). – P. 547–560.

Wuu-Liang H. Experimental study of vitrinite maturation: effects of temperature, time, pressure, water, and hydrogen index // Organic Geochemistry. – 1996. – N 2 (24). – P. 233–241.

Yonebayashi K., Hattori T. Chemical and biological studies on environmental humic acids // Soil Science and Plant Nutrition. – 1988. – N 34 (4). – P. 571–584.

Zixiang W. Hydrocarbon gas generation from pyrolysis of extracts and residues of low maturity solid bitumens from the Sichuan Basin, China / W. Zixiang, W. Yongli, W. Baoxiang et al. // Organic Geochemistry. – 2017. – N 103. – P. 51–62.

---