органічна речовина – Геологія і геохімія горючих копалин

Опубліковано Квітень 2026Квітень 2026 від GGCMJournal

ОБЧИСЛЕННЯ МЕТАНОГЕНЕРАЦІЙНОЇ ЗДАТНОСТІ ВИКОПНОЇ ОРГАНІЧНОЇ РЕЧОВИНИ

Головна > Архів > № 1 (201) 2026 > 51–62

Geology & Geochemistry of Combustible Minerals No. 1 (201) 2026, 51–62

ISSN 0869-0774 (Print), ISSN 2786-8621 (Online)

https://doi.org/10.15407/ggcm2026.201.051

Юрій ХОХА^a, Олександр ЛЮБЧАК^b, Мирослава ЯКОВЕНКО^c
Інститут геології і геохімії горючих копалин НАН України, Львів, Україна

^аe-mail: khoha_yury@ukr.net, https://orcid.org/0000-0002-8997-9766
^be-mail: oleksandr.lyubchak@gmail.com, https://orcid.org/0000-0002-0700-6929
^ce-mail: myroslavakoshil@ukr.net, https://orcid.org/0000-0001-8967-0489

Анотація

Оцінювання здатності викопної органічної речовини до генерування метану є важливим завданням нафтогазової геохімії, оскільки метан становить значну частку природного газу, газоконденсату та присутній у розчиненій формі в нафті. У роботі обґрунтовано спрощений підхід до кількісного опису утворення CH₄ у системі «тверда органічна матриця – флюїд», який поєднує структурну оцінку запасу метильних фрагментів –CH₃ у матриці керогену/вугілля/торфу та кінетичний контроль виходу метану. Показано, що термодинамічні моделі рівноваги коректно визначають верхню межу потенційного виходу метану, однак у природних умовах процес є переважно кінетично контрольованим; тому доцільним є введення інтегрального кінетичного параметра – характеристичного часу τ, який визначають з початкового нахилу кінетичної кривої CH₄(t). Запропоновано узагальнену стехіометрично коректну кінетичну схему для радикального утворення CH₄, введено коефіцієнт реакційної доступності метильного пулу α ≤ 1 та описано експериментально-аналітичний протокол для визначення метаногенераційної здатності. Методологія сумісна з сучасними підходами (FTIR із деконволюцією смуг, кількісний твердофазний ¹³C MAS ЯМР, піроліз-GC/GC-MS, Rock-Eval) і придатна для порівняльних досліджень органічної речовини різного походження та ступеня зрілості.

Повний текст

Ключові слова

органічна речовина, кероген, метан, метаногенерація, кінетика, FTIR, ¹³C MAS ЯМР, програмований піроліз

Використані літературні джерела

Вергельська, Н. В. (2016). Теоретичні основи перервно-неперервного формування вугільно-вуглеводневих формацій [Автореф. дис. д-ра геол. наук, НАН України, Інститут геологічних наук]. Київ.

Жеребецька, Л., Хоха, Ю., Любчак, О., & Храмов, В. (2011). Механізм генерації метану з органічної частини вугілля. Геологія і геохімія горючих копалин, 1–2(154–155), 56–57.

Хоха, Ю., Любчак, О., & Яковенко, М. (2019). Термодинаміка трансформації керогену ІІ типу. Геологія і геохімія горючих копалин, 3(180), 25–40. https://doi.org/10.15407/ggcm2019.03.025

Хоха, Ю. В., Павлюк, М. І., Яковенко, М. Б., & Любчак, О. В. (2020). Термодинамічна реконструкція режимів еволюції органічної речовини Дніпровсько-Донецької западини. Збірник наукових праць Інституту геологічних наук НАН України, 13, 3–13. https://doi.org/10.30836/igs.2522-9753.2020.215156

Храмов, В., & Любчак, О. (2009). Механізм генерації метану в поровому просторі вугілля. Геологія і геохімія горючих копалин, 3–4(148–149), 44–54.

Behar, F., Beaumont, V., & Penteado, H. L. de B. (2001). Rock-Eval 6 technology: performances and developments. Oil & Gas Science and Technology, 56(2), 111–134. https://doi.org/10.2516/ogst:2001013

Galimov, E. M. (1988). Sources and mechanisms of formation of gaseous hydrocarbons in sedimentary rocks. Chemical Geology, 71(1–3), 77–95. https://doi.org/10.1016/0009-2541(88)90107-6

Henry, A. A., & Lewan, M. D. (1999). Comparison of kinetic-model predictions of deep gas generation (No. 99-326). U.S. Department of the Interior, U.S. Geological Survey. https://doi.org/10.3133/ofr99326

Ibarra, J. V., Muñoz, E., & Moliner, R. (1996). FTIR study of the evolution of coal structure during the coalification process. Organic Geochemistry, 24(6–7), 725–735. https://doi.org/10.1016/0146-6380(96)00063-0

Johnson, R. L., & Schmidt-Rohr, K. (2014). Quantitative solid-state ¹³C NMR with signal enhancement by multiple cross polarization. Journal of Magnetic Resonance, 239, 44–49. https://doi.org/10.1016/j.jmr.2013.11.009

Kenney, J. F., Kutcherov, V. A., Bendeliani, N. A., & Alekseev, V. A. (2002). The evolution of multicomponent systems at high pressures: VI. The thermodynamic stability of the hydrogen–carbon system: The genesis of hydrocarbons and the origin of petroleum. Proceedings of the National Academy of Sciences, 99(17), 10976–10981. https://doi.org/10.1073/pnas.172376899

Khokha, Yu. V., Yakovenko, M. B., & Lyubchak, O. V. (2020). Entropy maximization method in thermodynamic modelling of organic matter evolution at geodynamic regime changing. Geodynamics, 2(29), 79–88. https://doi.org/10.23939/jgd2020.02.079

Kuwatsuka, S., Tsutsuki, K., & Kumada, K. (1978). Chemical studies on soil humic acids: 1. Elementary composition of humic acids. Soil Science and Plant Nutrition, 24(3), 337–347. https://doi.org/10.1080/00380768.1978.10433113

Lai, D., Zhan, J. H., Tian, Y., Gao, S., & Xu, G. (2017). Mechanism of kerogen pyrolysis in terms of chemical structure transformation. Fuel, 199, 504–511. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2017.03.013

Sweeney, J. J., & Burnham, A. K. (1990). Evaluation of a simple model of vitrinite reflectance based on chemical kinetics. AAPG Bulletin, 74(10), 1559–1570. https://doi.org/10.1306/0C9B251F-1710-11D7-8645000102C1865D

Tissot, B. P., & Welte, D. H. (2013). Petroleum formation and occurrence. Springer Science & Business Media.

Wei, L., Yin, J., Li, J., Zhang, K., Li, C., & Cheng, X. (2022). Mechanism and controlling factors on methane yields catalytically generated from low-mature source rocks at low temperatures (60–140 °C) in laboratory and sedimentary basins. Frontiers in Earth Science, 10, 889302. https://doi.org/10.3389/feart.2022.889302

Надійшла до редакції: 25.01.2026 р.
Прийнята до друку: 20.02.2026 р.
Опублікована: 21.04.2026 р.

Опубліковано Грудень 2019Травень 2021 від GGCMJournal

ЛІТОЛОГО-ГЕОХІМІЧНІ ТИПИ КРЕЙДОВО-ПАЛЕОГЕНОВИХ ВІДКЛАДІВ УКРАЇНСЬКИХ КАРПАТ ТА УМОВИ ЇХНЬОГО ФОРМУВАННЯ

Головна > Архів > №4 181 (2019) > 116-133

Geology & Geochemistry of Combustible Minerals No. 4 (181) 2019, 116-133.

https://doi.org/10.15407/ggcm2019.04.116

Ігор Попп, Петро Мороз, Михайло Шаповалов
Інститут геології і геохімії горючих копалин НАН України, Львів,
e-mail: igggk@mail.lviv.ua

Анотація

Наведено результати літологічних, мінералогічних і геохімічних досліджень відкладів крейдово-палеогенового флішу Українських Карпат. Виокремлено три головні літолого-геохімічні типи цих відкладів: сірі вапняковисто-глинисто-теригенні (І тип), невапняковисті або слабковапняковисті глинисто-теригенні (ІІ тип) і чорні вуглецьвмісні скременілі теригенно-глинисті (ІІІ тип) товщі, що відрізняються за вмістом органічної речовини, кремнезему і карбонатів. Відклади першого типу належать до лужно-окисних (окисної кальцитової), другого – до кислих і слабколужних окисних (окисної з перевідкладеним глауконітом), третього – до відновних (сидеритової, доломітової або ферродоломітової та слабковідновної кальцитової) і сильновідновних (первинно-сульфідної або сірководневої) мінералого-геохімічних фацій. Формування баррем-альбських (шипотська, спаська світи) та олігоценових (менілітова, дусинська світи) ми пов’язуємо з фазами океанічних безкисневих подій ОАЕ-1 та ОАЕ-4 у Карпатському сегменті Тетису, під час яких анаеробне відновне середовище сприяло фосилізації величезної кількості розсіяної органічної речовини. Структурно-текстурні ознаки і речовинний склад окремих літологічних типів силіцитів та діагенетичних конкрецій нижньої крейди й олігоцену Українських Карпат вказують на те, що їхній седименто- та діагенез відбувалися в умовах сильного дефіциту кисню. Досліджені кременисті породи можна вважати індикаторами безкисневих подій у Карпатському сегменті океану Тетис. Показано, що лужно-відновні умови, які є найбільш сприятливими для діагенетичної трансформації седиментогенної органічної речовини в нафтові вуглеводні, переважали у вуглецьвмісних відкладах олігоценового віку.

Повний текст

Ключові слова

седиментогенез, діагенез, кремнезем, карбонати, сульфіди, органічна речовина, мінералого-геохімічні фації, крейдово-палеогеновий фліш, Українські Карпати.

Використані літературні джерела

Афанасьева, И. М. (1983). Литогенез и геохимия флишевой формации северного склона Советских Карпат. Киев: Наукова думка.

Волков, И. И. (1984). Геохимия серы в осадках океана. Москва: Наука.

Вялов, О. С., Гавура, С. П., Даныш, В. В. и др. (1981). История геологического развития Украинских Карпат. Киев: Наукова думка.

Вялов, О. С., Гавура, С. П., Даныш, В. В. и др. (1988). Стратотипы меловых и палеогеновых отложений Украинских Карпат. Киев: Наукова думка.

Габинет, М. П. (1985). Постседиментационные преобразования флиша Украинских Карпат. Киев: Наукова думка.

Габинет, М. П., Габинет, Л. М. (1991). К геохимии органического вещества битуминозных аргиллитов флишевой формации Карпат. Геология и геохимия горючих ископаемых, 76, 23–31.

Габинет, М. П., Кульчицкий, Я. О., Матковский, О. И. (1976). Геология и полезные ископаемые Украинских Карпат (Ч. 1). Львов: Издательство Львовского университета.

Кеннет, Дж. (1987). Морская геология (Т. 2). Москва: Мир.

Колтун, Ю. В. (2000). Генерація вуглеводнів у флішових відкладах Внутрішньої зони Передкарпатського прогину. Геологія і геохімія горючих копалин, 4, 26–33.

Конюхов, А. И. (1987). Осадочные формации в зонах перехода от континента к океану. Москва: Недра.

Маслакова, Н. И. (1986). Планктонные фораминиферы опорного разреза головнинской свиты Советских Карпат. Палеонтологический сборник, 23, 5–11.

Мороз, П. В. (2003). Особливості розподілу мікроелементів у бітумінозних крейдових відкладах шипотської світи Українських Карпат. Геологія і геохімія горючих копалин, 3–4, 83–89.

Найдин, Д. П., Похпалайнен, В. П., Кац, Ю. И., Красилов, В. А. (1986). Меловой период. Палеогеография и палеоокеанология. Москва: Наука.

Попп, І. (2012а). Геохемічні умови седиментогенезу і діягенезу крейдово-палеогенових відкладів Українських Карпат. Праці Наукового товариства ім. Шевченка. Геологічний збірник, 30, 162–182.

Попп, І. (2012б). Мінералого-геохімічні фації відкладів крейдово-палеогенового флішу Українських Карпат. Мінералогічний збірник, 2 (62), 206–215.

Попп, І. Т., Сеньковський, Ю. М. (2003). Біогенні вуглецьвмісні силіцити баррем-альбу і олігоцену Українських Карпат – свідчення океанічних безкисневих подій. Частина 1. Петрографія і стадійні перетворення. Геологія і геохімія горючих копалин, 3–4, 65–82.

Попп, І. Т., Сеньковський, Ю. М., Гаєвська, Ю. П. (2004). Біогенні вуглецьвмісні силіцити баррем-альбу і олігоцену Українських Карпат – свідчення океанічних безкисневих подій. Частина 2. Палеоокеанографічні умови кремненагромадження. Геологія і геохімія горючих копалин, 2, 95–107.

Попп, І. Т., Сеньковський, Ю. М., Гаєвська, Ю. П., Семенюк, М. В. (2004). Геолого-палеоокеанографічні і геохімічні аспекти літогенезу еоцен-олігоценових відкладів Українських Карпат (у контексті проблеми “oceanic anoxic events”). Геологія і геохімія горючих копалин, 1, 41–56.

Розанов, А. Г., Волков, И. И., Соколов, В. С. и др. (1976). Окислительно-восстановительные процессы в осадках Калифорнийского залива и прилегающей части Тихого океана. В Биогеохимия диагенеза осадков океана (с. 96–135). Москва: Наука.

Сеньковський, Ю. М., Григорчук, К. Г., Колтун, Ю. В., Гнідець, В. П., Радковець, Н. Я. (2018). Літогенез осадових комплексів океану Тетіс. Карпато-Чорноморський сегмент. Київ: Наукова думка.

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

Сеньковський, Ю. М., Попп, І. Т., Мороз, П. В. (2001). Геохімічні умови утворення сульфідно-кременисто-карбонатних конкрецій у бітумінозних нижньокрейдових і олігоценових відкладах Українських Карпат. Праці Наукового товариства ім. Шевченка. Геологічний збірник, 5, 71–76.

Тищенко, П. Я., Павлова, Г. Ю., Зюсс, Е. и др. (2001). Щелочной резерв поровых вод Охотского моря в местах выделения метана. Геохимия, 6, 658–664.

Холодов, Н. М., Недумов, Р. И. (1991). О геохимических критериях появления сероводного заражения в водах древних водоемов. Известия АН СССР, сер. геологическая, 12, 74–82.

Koltun, Y. V. (1993). Source rock potential of the black shale formations of the Ukrainian Carpathians. Acta Geologica Hungarica, 3 (36), 251–261.

Olszewska, B., & Szydło, A. (2017). Environmental stress in the northern Tethys during the Paleogene: a review of foraminiferal and geochemical records from the Polish Outer Carpathians. Geological Quarterly, 3 (61), 682‒695.

Pearson, P. N., McMillan, I. K., Wade, B. S., Jones, T. D., Coxall, H. K., Bown, P. R., & Lear, C. H. (2008). Extinction and environmental change across the Eocene-Oligocene boundary in Tanzania. Geology, 2 (36), 179–182.

Schlanger, S. O., & Jenkyns, H. C. (1976). Cretaceous oceanic anoxic events: causes and consequences. Geologie en Mijnbouw, 55 (3‒4), 179–184.