ПАРАГЕНЕТИЧНІ ЗВ’ЯЗКИ ВУГЛЕНОСНИХ ТА НАФТОГАЗОНОСНИХ ФОРМАЦІЙ (НА ПРИКЛАДІ ДОНО-ДНІПРОВСЬКОГО ПРОГИНУ)
DOI:
https://doi.org/10.30836/igs.1025-6814.2024.2.300093Ключові слова:
вугленосність, нафтогазоносність, парагенетичні зв’язки, вітриніт, ліптиніт, вуглеводніАнотація
Висвітлено взаємозв’язок вугленосних і нафтогазоносних формацій, що є однією з фундаментальних проблем геології. Мета роботи – з’ясувати наявність парагенетичних зв’язків вуглеводневих родовищ з вугленосними відкладами на підставі аналізу складу вуглеводнів, характеру розподілу їх покладів і сполученості з петрографічними типами та ступенем вуглефікації вугілля Доно-Дніпровського прогину. Розглянуті питання залежності вуглеводневої генерації від ступеня катагенезу органічної речовини та від петрографічного складу вугілля. Наведені численні приклади співіснування та палеогеографічної сполученості вугленосних та нафтогазоносних формацій, що характерне для багатьох басейнів світу. Вперше відмічено, що Доно-Дніпровський прогин, як під час торфонакопичення, так і після перетворення органічної речовини торфу на вугілля (від буровугільної стадії до антрациту), знаходився в приекваторіальному діапазоні палеоширот. Надана характеристика концентрованої та розсіяної вугільної органіки Доно-Дніпровського прогину з точки зору її петрографічного складу та ступеня вуглефікації, що обумовлює утворення рідких і газоподібних вуглеводнів. З урахуванням розподілу на території Доно-Дніпровського прогину вуглеводневих покладів, їх узгодженості з петрографічними типами вугілля та ступенем його вуглефікації відклади карбону підрозділяються на вугленосні, газовугленосні, вуглегазоносні, газоносні, нафтогазоносні, газонафтоносні та нафтоносні. Визначено, що наявність рідких і газових вуглеводнів узгоджується з розподілом кам’яновугільних відкладів певного віку, ступенем вуглефікації та складом органічної речовини. Отримані додаткові дані є вагомими аргументами на користь концепції парагенетичного зв’язку вугленосних та вуглеводневовмісних формацій.
Посилання
Ahlbrandt T.S., Schmoker J.W. (Eds.). 2000. U.S. Geological Survey world petroleum assessment 2000. Description and results: DDS-60, 4 CD-ROMs. https://doi.org/10.3133/ds60
Ammosov I.I., Gorshkov V.I., Grechishnikov N.P., Eremin I.V., Pryanishnikov V.K., Stepanov Yu.V. 1987. Petrology of organic substances in the geology of fossil fuels. Moscow: Nauka (in Russian).
Antsiferov A.V., Tirkel M.G., Khokhlov M.T., Privalov V.A., Golubev A.A., Mayboroda A.A., Antsiferov V.A. 2004. Gas occurrence in the Donbas coal deposits. Kyiv: Naukova Dumka (in Russian).
Arkhipov A.Ya., Golitsin M.V., Pronina N.V. 2003. Coalbed methane is an unconventional source of energy. In: Sokolov B.A. (Ed.), Geology and geochemistry of fossil fuels. Moscow: GEOS (in Russian).
Bartoshinska E.S., Uziyuk V.I., Byk S.I., Ilchyshchyn A.V. 2002. The Role of Genetic Factors in the Formation of Gas Capacity of Coal Deposits. Geology and geochemistry of fossil fuels, 4: 46-50 (in Ukrainian).
Biletsky V.S. (Ed.). 2004. Mining encyclopedic dictionary in 3 volumes. 3. Donetsk: Eastern Publishing House (in Ukrainian).
Bird K.J., Brownfield M.E., Charpentier R.R. 2013. Supporting data for the U.S. Geological Survey 2012 world assessment of undiscovered oil and gas resources: DDS–69–FF. Reston, VA: U.S. Geological Survey. https://doi.org/10.3133/ds69FF
Brizhanev A.M., Buryachenko R.A., Galazov R.A., Kiryukov V.V., KraschenkoS.D., Ksenda I.M., Kushch O.A., Savitskaya V.N. 1990. Forecast of Mining and Geological Conditions of Mining Operations in the Donetsk Basin. Review inf. / TSNIEIugol, 4: 1–53 (in Russian).
Brizhanev A.M., Galazov R.I. 1983. Metamorphism as the main factor of methane content in coal deposits. Sov. geologiya, 3: 19–22 (in Russian).
Charpentier R.R., Klett T.R., Attanasi E.D. 2008. Database for Assessment Unit-scale Analogs (exclusive of the United States). Version 1.0: U.S. Geological Survey Open-File Report 2007-1404. https://pubs.usgs.gov/of/2007/1404/
Egorov A.I. 1975. Paleogeographical proximity of Carboniferous coal-bearing and oil-and-gas-bearing areas. Carboniferous stratigraphy and geology of coal-bearing formations of the USSR. Moscow: Nedra (in Russian).
Eremin I.V., Gagarin I.V. 1998. Influence of Maceral Type on the Release Kinetics of Low-Molecular Compounds during Coal Metamorphism. Khim. Tverd. Topl., 5: 9–20 (in Russian).
Ermakov V.I., Skorobogatov V.A. 1984. Genesis of hydrocarbon gases in coal-bearing and subcarbon-bearing formations. Moscow: Nedra (in Russian).
Ettinger I.L., Eremin I.V. 1980. Porosity and voidness of hard coals. Izv. AN SSSR. Ser. geol., 5: 124–129 (in Russian).
Flores R.M. 1998. Coalbed methane: From hazard to resource. Int. J. Coal Geol., 35 (1–4): 3–26. https://doi.org/10.1016/S0166-5162(97)00043-8
Golitsyn M.V., Dumler L.F., Orlov I.V. (Eds.). 1973. Geology of coal and oil shale deposits of the USSR in 12 volumes. Vol. 5. Coal basins and deposits of Kazakhstan. Book 2. Basins and deposits of Mesozoic-Cenozoic age. Moscow: Nedra (in Russian).
Gordienko V.V., Gordienko I.V., Zavhorodnya O.V., Kovachikova S., Logvinov I.M., Pek Y., Tarasov V.M., Usenko O.V. 2006. Dnipro-Donets depression (geophysics, deep processes). Kyiv: Korvin Press (in Ukrainian).
Gordienko V.V., Usenko O.V. 2003. Deep processes in the Ukrain’s tectonosphere. Kyiv: IGF NANU Publishing House (in Russian).
Grinberg I.V., Petrikovskaya M.E. 1965. Investigation of the isotopic composition of organic matter of fossil fuels. Kyiv: Naukova Dumka (in Russian).
Gürdal G., Yalçın M.N. 2000. Gas adsorption capacity of Carboniferous coals in the Zonguldak basin (NW Turkey) and its controlling factors. Fuel, 79: 1913–1924. https://doi.org/10.1016/S0016-2361(00)00050-8
Ignatchenko N.A., Zaitseva L.B., Ivanova A.V. 1979. Petrology of carboniferous coals of the Dnieper-Donets depression. Kyiv: Naukova Dumka (in Russian).
Irving E., North E.K., Couillard R. 1974. Oil, climate and tectonics. Can. J. Earth. Sci., 11 (1): 1–17.
Ishchenko A.M. 1952. Sapropelite of the Donets basin. Kyiv: Publishing House of the AN USSR (in Russian).
Ivanova A.V. 2001. Determining of gassiness factors of coal seams of Donbas. Geologičnij žurnal, 1 (295): 54–60 (in Ukrainian).
Ivanova A.V. 2006. The gas content of the Carboniferous coal-bearing formation of Donbas. Geologičnij žurnal, 4 (317): 82–86 (in Ukrainian).
Ivanova A.V. 2012. Catalog of vitrinite reflection indicators of coal organic matter in sedimentary strata of the Don-Dnieper and Pre-Dobrudzha troughs with established paleogeothermal gradients and amplitudes of vertical movements of tectonic structures. Kyiv: IGN NANU (in Russian).
Ivanova A.V. 2016. Genesis and evolution of high-chlorine coals of Ukraine and use problems: Author's abstract. dis. ... Doct. Geol. Sci. Kyiv: IGN NANU (in Ukrainian).
Ivanova A.V., Gavryltsev V.B. 2021. Paleogeothermal and paleotectonic reconstructions based on vitrinite thermometry data (on the example of the upper Paleozoic deposits of the Dnieper-Donets depression and adjacent areas of Donbass). Geofizicheskiy Zhurnal, 43 (3): 82–105. https://doi.org/10.24028/gzh.v43i3.236382 (in Russian).
Ivanova A.V., Gavryltsev V.B. 2022. Paleotemperature reconstructions based on vitrinite thermometry data (on the example of the Upper Paleozoic deposits of the Dnieper-Donets depression and the adjacent margins of the Donbas). Geofizicheskiy Zhurnal, 44 (5): 143–150. https://doi.org/10.24028/gzh.v43i3.236382.
Ivanova A.V., Zaitseva L.B. 2012. Geological Factors of the Gas Content in Carboniferous Deposits of the Kalmius-Toretsk Kettlehole. Tektonika i stratyhrafiya, 39: 21–29 (in Ukrainian).
Ivanova A.V., Zaitseva L.B. 2018. Gassiness factors in Lower Carboniferous Sediments of the Western Donbas (on the Example of the Pavlograd-Petropavlivsk Coal-Bearing Area). Naftohazova haluz’ Ukrayiny, 5: 14–18 (in Ukrainian).
Ivanova A.V., Zaitseva L.B. 2022. Tonsteins and their role in the formation of the petrographic composition of coals. Geologičnij žurnal, 380 (3): 57–66. http://dx.doi.org/10.30836/igs.1025-6814.2022.3.257499
Ivanova A.V., Zaitseva L.B., Spirina O.I. 2018. Geotectonic regime of formation of the coal-bearing deposits in the Western Donets Basin (Ukraine). Geologičnij žurnal, 1 (362): 66–79. https://doi.org/10.30836/igs.1025-6814.2018.1.126569
Ivanyuta M.M. (Ed.). 1998. Atlas of Oil and Gas Fields of Ukraine in 6 volumes. 1–3: Eastern oil and gas-bearing region. Lviv: UNGA (in Ukrainian).
Kalinowski A.A., Gurba L.W. 2020. Interpretation of vitrinite reflectance-depth profiles in the Northern Denison Trough, Bowen Basin, Australia. Int. J. Coal Geol., 219: 103367. https://doi.org/10.1016/j.coal.2019.103367
Kasyanov V.V., Terdovidov A.S. Dzhamalova Kh.F., Lakoba M.V. 1999. Composition and Types of Liquid Hydrocarbons in Donbass. Ugol’ Ukrainy, 10: 50–51 (in Russian).
Koeverden van J.H., Karlsen D.A., Schwark L., Chpitsglouz A., Backer-Owe K. 2010. Оil-prone lower carboniferous coals in the Norwegian Barents Sea: implications for a Paleozoic petroleum system. Journal of Petroleum Geology, 33 (2): 155–182. https://doi.org/10.1111/j.1747-5457.2010.00471.x
Kosenko B.M., Levenshtein M.L. 1968. On the Possibility of Formation of Industrial Deposits due to Metamorphogenic Gases in Coal-Bearing Strata (Using the Example of the East Ukrainian gas- and oil-bearing basin). In: Materials on the geology of the Donetsk basin. Moscow: Nedra (in Russian).
Kravtsov A.I. (Ed.). 1979. Gas-bearing Properties of the USSR Coal Basins and Deposits in 3 volumes. 1. Coal basins and deposits of the European part of the USSR. Moscow: Nedra (in Russian).
Kuznetsov I.A. (Ed.). 1963. Geology of coal and oil shale deposits of the USSR in 12 volumes. 1. Coal basins and deposits of the south of the European part of the USSR. Moscow: Gosgeoltekhizdat (in Russian).
Kuznetsov I.G. 1951. Tectonics, volcanism and stages of formation of the Central Caucasus structure. Tr. IGN AN SSSR. Geologicheskaya seriya, No. 131. Moscow, 118 p. (in Russian).
Lapchinsky Yu.G., Nesterenko S.P. 1984. The scale of gas formation and gas accumulation in the Dnieper-Donets depression. Neftyanaya i gazovaya promyshlennost, 3: 9–12 (in Russian).
Levenshtein M.L., Spirina O.I., Nosova K.B., Dedov V.S. 1991. Set of maps of Coal Metamorphism in the Donets Basin (on the Paleozoic surface, on the levels: –400 m, –1000 m, –1600 m, and on the structural plans of coal seams c16 and k5) at 1:500,000. Kyiv: Ministry of Geology of the USSR (in Russian).
Littke R., Lo ten Haven H. 1989. Palaoecologic trends and petroleum potential of Upper Carboniferous coal seams of Western Germany as revealed by their petrographic and organic geochemical characteristics. Int. J. Coal Geol., 13 (1): 529–574. https://doi.org/10.1016/0166-5162(89)90106-7
Lukin A.E., Shestopalov V.M. 2018. From new geological paradigm to the problems of regional geological-geophysical survey. Geofizicheskiy Zhurnal, 40 (4): 3–72. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v40i4.2018.140610 (in Russian).
Maksimov S.P. (Ed.). 1987. Oil and Gas Fields of the USSR: in 2 volumes. Moscow: Nedra (in Russian).
Matveev A.K. 1979. Coal basins and deposits of foreign countries. Moscow: MGU Publishing House (in Russian).
Maydanovich I.A., Radzivill A.Ya. 1984. Features of tectonics of coal basins of Ukraine. Kyiv: Naukova Dumka (in Russian).
Maydanovich I.A., Shulga V.F. 1990. Carboniferous coal-bearing formation. In: Coal-bearing formations and material composition of coals of the Dnieper-Donets depression. Kyiv: Naukova Dumka, pp. 91–113 (in Russian).
Mukhopadhyay P.K., Hatcher P.G., Calder J.H. 1991. Hydrocarbon generation from deltaic and intermontane fluviodeltaic coal and coaly shale from the Tertiary of Texas and Carboniferous of Nova Scotia. Organic Geochemistry, 17: 765–783. https://doi.org/10.1016/0146-6380(91)90020-K
Neruchev S.G., Rogozina E.A. 1992. Common Model of Oil and Gas Generation in Sedimentary Rocks. In: Modeling of oil and gas generation. Moscow: Nauka (in Russian).
Opluštil S., Schneider J. 2023. Middle-Late Pennsylvanian tectono-sedimentary, climatic and biotic records in basins of Europe, NW Turkey and North Africa – an overview. Geological Society, Special Publications, 535: 225–291. https://doi.org/10.1144/SP535-2022-215
Orda V.Ya. 1968. Main features of the gas regime in the middle part of Donbass. In: Materials on the geology of the Donets Basin. Moscow: Nedra (in Russian).
Petersen Henrik I. 2006. The petroleum generation potential and effective oil window of humic coals related to coal composition and age. Int. J. Coal Geol., 67: 221–248. https://doi.org/10.1016/j.coal.2006.01.005
Petrov O.V. (Ed.). 2006. Petrological Atlas of Fossil Organic Matter in Russia. St.-Petersburg: VSEGEI (in Russian).
Pogrebnov N.I., Tyazhnov A.V., Shabarov N.V. (Eds.). 1978. Geology of coal and oil shale deposits of the USSR in 12 volumes. 12. General data on coal basins and deposits of the USSR. Moscow: Nedra (in Russian).
Popov V.S., Dzhamalova Kh.F., Ivanov G.P., Lapchinsky Yu.G., Malykhin M.Ya., Trushin Yu.I. 1970. On the prospects for industrial gas content in the Kalmius-Toretsk and Bakhmut Kettleholes. In: Development of the gas industry of the Ukrainian SSR. Tr. UkrNIIGAZa, 5: 26–36 (in Russian).
Privalov V.A., Sachsenhofer R.F., Izar A. 2004. Genetic identification of methane and geological nature of coal-and-gas outbursts in coal seams of the Donbas. Naukovi pratsí DonNTU: Seríya gírn.-geolog., 72: 175–184 (in Russian).
Pryvalov V.O., Panova O.A., Izar A., Alsaab D. 2010. Parameterization of thermal regimes, generation and mass transfer of hydrocarbon gases during the history of geological development of Donbas. Naukovi pratsi UkrNDMI NAN Ukrayiny, 6: 95–123 (in Ukrainian).
Scotese C.R. 2016. PALEOMAP PaleoAtlas for GPlates and the PaleoData Plotter Program, PALEOMAP Project. https://www.earthbyte.org/paleomap-paleoatlas-for-gplate.
Shao L., Wang X., Wang D., Li M., Wang S., Li Y., Shao K., Zhang C., Gao C., Dong D., Cheng A., Lu J., Ji C., Gao D. 2020. Sequence stratigraphy, paleogeography, and coal accumulation regularity of major coal-accumulating periods in China. Int J Coal Sci Technol., 7 (2): 240–262. https://doi.org/10.1007/s40789-020-00341-0
Shirokov A.3., Zabigailo V.E., Kondratyuk I.T. 1969. On the problem of hydrocarbon migration within the southeastern part of the Dnieper-Donets depression. Geologiya i geokhimiya goryuchikh iskopayemykh, 18: 29–35 (in Russian).
Shpak P.F. (Ed.). 1989. Geology and oil and gas potential of the Dnieper-Donets depression. Oil and gas potential. Kyiv: Naukova Dumka (in Russian).
Shpak P.F., Lukin A.E. 1986. Conditions of oil and gas generation and the formation of hydrocarbon fields in Paleozoic deposits of the Dnieper-Donets depression. In: Evolution of oil and gas formation in the history of the Earth. Moscow: Nauka (in Russian).
Skorobogatov V.A. 2019. Paragenesis of fossil fuels in sedimentary basins and rocks of various types and ages. Vesti gazovoy nauki, 41 (4): 4–17 (in Russian).
Stach E., Mackowsky M.-Th., Teichmüller M., Taylor G.H., Chandra D., Teichmüller R. 1978. Coal Petrology: Translated from English under the title Petrologiya uglei. Moscow: Mir (in Russian).
Sykes R., Volk H., George S.C., Ahmed M., Higgs K.E., Johansen P.E., Snowdon L.R. 2014. Marine influence helps preserve the oil potential of coaly source rocks: Eocene Mangahewa Formation, Taranaki Basin, New Zealand. Organic Geochemistry, 66: 140–163. https://doi.org/10.1016/j.orggeochem.2013.11.005
Tewalt S.J., Kinney S.A., Merrill M.D. 2008. GIS representation of coal-bearing areas in North, Central, and South America: U.S. Geological Survey Open-File Report 2008-1257. Available online at https://pubs.usgs.gov/of/2008/125.
Timofeev A.A., Timofeev V.A. 2004. Genetic relations of coal-bearing strata and oil source suites in coal-oil-gas-bearing basins. Geologiya ugol’nykh mestorozhdeniy, 14: 61–72 (in Russian).
Tissot B., Welte D. 1981. Formation and distribution of oil: Translated from English under the title Obrazovaniye i rasprostraneniye nefti. Moscow: Mir (in Russian).
Tovstyuk Z. (Ed.). 2009. Improvement of satellite technologies for the search and forecast of hydrocarbon deposits on the example of promising objects of the Azov-Black Sea region and the Dnieper-Donets basin. Research report. Part 2. State registration number 0105U000926. Kyiv: TSAKDZ IHN NAN Ukrayiny (in Ukrainian).
Vassoevich N.B. 1977. The formation of hydrocarbon gases in the process of lithogenesis. In: Genesis of Hydrocarbon Gases and the Formation of Fields. Moscow: Nauka (in Russian).
Vysotsky І.V., Vysotsky V.I., Olenin V.B. 1990. Oil and gas basins of foreign countries. Moscow: Nedra (in Russian).
Wilkins R.W.T., George S.C. 2002. Coal as a source rock for oil: a review. Int. J. Coal Geol., 50: 317–361. https://doi.org/10.1016/S0166-5162(02)00134-9
Yalçin M., Sedat I., Gürdal G., Mann U., Schaefer R.G. 2002. Carboniferous coals of the Zonguldak basin (northwest Turkey): Implications for coalbed methane potential. AAPG Bulletin, 86 (7): 1305–1328. https://doi.org/10.1306/61EEDC88-173E-11D7-8645000102C1865D
Zabigailo V.E., Shirokov A.Z. 1972. Problems of geology of gases of coal deposits. Kyiv: Naukova Dumka (in Russian).
Zhang G., Jin L., Lan L., Zhao Z. 2015. Analysis of the orderly distribution of oil and gas fields in China based on the theory of co-control of source and heat. Natural Gas Industry B, 2 (1): 49–76. http://dx.doi.org/10.1016/j.ngib.2015.02.005
Zhikalyak M.V., Nashkersky L.A. 2009. Justification for the Development of Complex Coal Deposit Degassing in Donbas. Ukrainian Geologist, 3: 108–114 (in Ukrainian).
Zhikalyak N.V., Shaidorova I.M., Sverbikhin Yu.G. 2012. Extracting Methane Gas from Coal Deposits and Mines in Western Donbass: Mining and Geological Conditions. Geotekhnicheskaya mekhanika, 102: 93–102 (in Russian).
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 A.V. Ivanova, V.B. Gavryltsev
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та безоплатно передають журналу невиключне право публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License (CC BY-NC 4.0), котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з некомерційними цілями, з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
