C.В. Рассказов1,2, Т.А. Ясныгина1, И.С. Чувашова1,
К.В. Колотилина2, А.А. Куроленко2, Т.В. Носкова2,
В.О. Тукалова2, А.П. Опенышев2, С.М. Хромова2, Д.И. Парфенов1,2
1Институт земной коры СО РАН, г. Иркутск, Россия
2Иркутский государственный университет, г. Иркутск, Россия
Рассказов Сергей Васильевич, доктор геолого-минералогических наук, профессор,
664025, г. Иркутск, ул. Ленина, д. 3,
Иркутский государственный университет, геологический факультет,
заведующий кафедрой динамической геологии,
664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, д. 128,
Институт земной коры СО РАН,
заведующий лабораторией изотопии и геохронологии,
тел.: (3952) 51–16–59,
электронная почта: rassk@crust.irk.ru.
Чувашова Ирина Сергеевна,
кандидат геолого-минералогических наук,
664033, Иркутск, ул. Лермонтова, д. 128,
Институт земной коры СО РАН,
старший научный сотрудник,
тел.: (3952) 51–16–59,
еmail: chuvashova@crust.irk.ru.
Колотилина Карина Владимировна,
664025, Иркутск, ул. Ленина, д. 3,
Иркутский государственный университет, геологический факультет,
магистрант второго курса,
Куроленко Анатолий Александрович,
664025, Иркутск, ул. Ленина, д. 3,
Иркутский государственный университет, геологический факультет,
магистрант второго курса,
email: KUrolenko.01@mail.ru.
Носкова Татьяна Васильевна,
664025, Иркутск, ул. Ленина, д. 3,
Иркутский государственный университет, геологический факультет,
магистрант второго курса,
email: t.noskova141@gmail.com.
Тукалова Виктория Олеговна,
664025, Иркутск, ул. Ленина, д. 3,
Иркутский государственный университет, геологический факультет,
магистрант второго курса.
Опенышев Артем Петрович,
664025, Иркутск, ул. Ленина, д. 3,
Иркутский государственный университет, геологический факультет,
магистрант второго курса,
email: openyshev.artem@mail.ru.
Хромова Софья Михайловна,
664025, Иркутск, ул. Ленина, д. 3,
Иркутский государственный университет, геологический факультет,
магистрант второго курса,
email: Us1999@icloud.com.
Парфенов Даниил Игоревич,
664025, Иркутск, ул. Ленина, д. 3,
Иркутский государственный университет, геологический факультет,
студент второго курса бакалавриата,
email: parff0315@mail.ru.
Аннотация. Приводится обзор Pb-изотопных данных по битумам, керогенам и нефтям. На диаграммах изотопов Pb различаются изохронные семейства, дискретные кластеры и непрерывные протяженные тренды фигуративных точек. Приводятся аргументы, свидетельствующие в пользу изотопной гомогенизации Pb с выходом на изохронные Pb-Pb датировки в гидротермальных условиях при отделении свинца от урана в рудные минералы одновременно с обогащением ураном битумов. По семействам фигуративных точек нефтей и керогена на диаграммах изотопов Pb выявляется дискретность компонентов источников, не претерпевших общую изотопную гомогенизацию Pb в условиях катагенеза. Определяются непрерывные протяженные тренды изотопов Pb, которые интерпретируются в терминах глобальной эволюции мантии и коры Земли. Для нефтей Европы и сопредельных морских акваторий определяется смешение Pb-изотопных компонентов. На примере углеводородов Северного моря устанавливается протяженный тренд смешения изотопов Pb докембрийских пород фундамента и юрских черных сланцев, которые дают общий европейский компонент нефтей (CEOC) с высоким μ (238U/204Pb) – HIMU и существенно отличающийся от общего мантийного резервуара (СMR) внутриплитных вулканических пород Европы с сопредельной Африкой и Аравией. В отличие от такого соотношения компонентов, протяженные тренды нефтей поля Ляохе Северо-Востока Китая сопоставляются с трендами компонентов ELMU и LOMU кайнозойских вулканических пород Азии. Предполагается образование битумов, керогенов и нефтей этого поля под воздействием глубинных мантийных флюидных потоков. Обзор выполнен в рамках интерактивной подготовки статьи с магистрантами геологического факультета ИГУ.
Ключевые слова: битум, кероген, нефть, 206Pb/204Pb, 207Pb/204Pb
С. 165–199
Баженова О.К., Бурлин Ю.К., Соколов Б.А., Хаин В.Е. Геология и геохимия нефти и газа. М.: Изд-во МГУ, 2012. 432 с.
Германов А.И. Геохимическое значение органического вещества в гидротермальном процессе // Геохимия. 1965. № 7. С. 834–843.
Готтих Р.П., Писоцкий Б.И., Журавлев Д.З. Геохимические особенности пород, битумов и нефтей некоторых нефтегазоносных провинций: изотопные соотношения Nd и Sr // Доклады РАН. 2000. Т. 375. № 1. С. 85–88.
Готтих Р.П., Писоцкий Б.И., Пушкарев Ю.Д. Возможность использования U-Th-Pb и Pb-Pb систем для исследования нафтидов // Материалы 5-й Российской конференции по изотопной геохронологии «Геохронометрические изотопные системы, методы их изучения, хронология геологических процессов», 4–6 июня 2012 г. Москва: ИГЕМ РАН. С. 112–114.
Готтих Р.П., Писоцкий Б.И., Нургалиев Д.К., Журавлев Д.З. Некоторые генетические аспекты формирования Ромашкинского нефтяного м/р и его сателлитов // Отечественная геология. 2005. № 3. С. 3–11.
Добрецов Н.Л., Лазарева Е.В., Жмодик С.М., Брянская А.В., Морозова В.В., Тикунова Н.В., Пельтек С.Е., Карпов Г.А., Таран О.П., Огородникова О.Л., Кириченко И.С., Розанов А.С., Бабкин И.В., Шуваева О.В., Чебыкин Е.П. Геологические, гидрогеохимические и микробиологические особенности нефтяной площадки кальдеры Узон (Камчатка) // Геология и геофизика. 2015. Т. 56, № 1–2. С. 56–88. doi: 10.15372/GiG20150103
Зубков В.С. Закономерности распределения и гипотезы происхождения конденсированных нафтидов в магматических породах различных геодинамических обстановок // Геохимия. 2009. № 8. С. 787–804.
Ксанфомалити Л. Экспедиция "Гюйгенс" к Титану, спутнику Сатурна // Наука и жизнь. 2005. № 3. https://www.nkj.ru/archive/articles/827/
Монгуш А.Р., Коваленко С.Н., Ясныгина Т.А., Чувашова И.С., Саранина Е.В., Рассказов С.В. Сходство и различие состава среднеюрских и нижнеплиоценовых отложений на северо-западном берегу Байкала: Оценка вклада обломочного материала Приморского хребта в аллювий средней части долины Пра-Манзурки // Геология и окружающая среда. 2023. Т. 3, № 4. С. 51–81. doi: 10.26516/2541-9641.2023.4.51
Олиферовский Р.В., Седунова Е.А., Шаметова И.Б., Башкирцев А.В., Данилин Д.А., Монгуш А.Р., Коваленко С.Н., Ясныгина Т.А., Чувашова И.С., Саранина Е.В., Рассказов С.В. Источник трахидацит-риолитовых галек среднеюрских конгломератов на северо-западном берегу Байкала: сопоставление галек с породами магматических комплексов верхнего палеозоя и мезозоя Забайкалья // Геология и окружающая среда. 2022. Т. 2, № 4. С. 53–79. doi: 10.26516/2541-9641.2022.4.53
Рассказов С.В., Чувашова И.С. Радиоизотопные методы хронологии геологических процессов. Иркутск: Изд-во ИГУ, 2012. 300 с.
Рокосова Н.Н., Рокосов Ю.В., Усков С.И., Бодоев Н.В. Состав и образование гидротермальной нефти (обзор) // Нефтехимия. 2001. Т. 41, № 1. С. 3–16.
Сорохтин О.Г., Леин А.Ю., Баланюк И.Е. Термодинамика океанических гидротермальных систем и абиогенная генерация метана // Океанология. 2001. Т. 41. № 6. С. 898–909.
Фор Г. Основы изотопной геологии. М: Мир, 1989. 590 с.
Холмогоров А.О., Сырбу Н.С., Шакиров Р.Б. Исследование изменчивости концентраций метана в поверхностном слое вод Японского моря в контексте сейсмических событий (по результатам экспедиционных исследований 2017–2018 гг.) // Геодинамика и тектонофизика. Т. 13, №. 3. 0642. doi: 10.5800/GT-2022-13-3-0642
Чувашова И.С., Рассказов С.В., Ясныгина Т.А., Саранина Е.В., Фефелов Н.Н. Голоценовый вулканизм в Центральной Монголии и Северо-Восточном Китае: асинхронное декомпрессионное и флюидное плавление мантии // Вулканология и сейсмология. 2007. № 6. С. 19–45.
Чувашова И.С., Рассказов С.В., Ясныгина Т.А., Саранина Е.В. Радиоизотопные исследования позднекайнозойских вулканических пород Азии и Северной Америки: источники вулканизма глобального, регионального и локального значения // Геология и окружающая среда. 2022. Т. 2, № 3. С. 64–102. doi: 10.26516/2541-9641.2022.3.64
Шакиров Р.Б. Особенности химического и изотопного состава углеводородных газов вулканов Менделеева и Головнина (о. Кунашир) // Геохимия. 2014. № 3. С. 267–279.
Albarède F., Desaulty A.-M., Blichert-Toft J. A geological perspective on the use of Pb isotopes in archaeometry // Archaeometry. 2012. Vol. 54. P. 853–867.
Alldrick D.J., Godwin C.I., Sinclair A.J. An exploration application for lead isotopes ratios, Stewart Mining Camp, northwestern British Columbia // Exploration and Mining Geology. 1993. Vol. 2. P. 121–128.
Allègre C.J. Isotope geology; Second edition. Cambridge University Press, Cambridge, 2008. 512 p.
Bazhenova K.O., Arefiev A.O., Frolov B.E. Oil of the volcano Uzon caldera, Kamchatka // Organic Geochemistry. 1998. Vol. 29. P. 421–428.
Dickin A.P. Radiogenic isotope geology. Second edition. Cambridge University Press, Cambridge, 2005. 492 p.
DiMarzio J.M., Georgiev S.V., Stein H.J., Hannah J.L. Residency of rhenium and osmium in heavy crude oil // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2018. Vol. 220. P. 180–220. doi: 10.1016/j.gca.2017.09.038
Doe B.R. Lead isotopes. Springer-Verlag Berlin-Heidelberg-New York. 1970. 137 p.
Dreyfus S., Pécheyran C., Lienemann C.P., Magnier C., Prinzhofer A., Donard O.F.X. Determination of lead isotope ratios in crude oils with Q-ICP/MS // Journal of Analytic Atomic Spectrometry. 2007. Vol. 22. P. 351–360.
Fetter N., Blichert-Toft J., Ludden J., Lepland A., Borque J.S., Greenhalgh E., Garcia B., Edwards D., Tèlouk Ph., Albaréde F. Lead iotopes as tracers of crude oil migration within deep crustal fluid systems // Earth and Planetary Science Letters. 2019. Vol. 525. P. 115747. doi: 10.1016/j.epsl.2019.115747
Geyh M.A., Schleicher H. Absolute age determination. Springer–Verlag, Berlin Heidelberg, 1990. 503 p.
Giggenbach W.F. Geothermal solute equilibria: derivation of Na-K-Mg-Ca geoindicators // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1988. Vol. 52. P. 2749–2765.
Gürgey K., Simoneit B.R.T., Batı Z, Karamanderesi I.H., Varol B. Origin of petroliferous bitumen from the Büyük Menderes–Gediz geothermal graben system, Denizli – Sarayköy, western Turkey // Applied Geochemistry. 2007. Vol. 22. P. 1393–1415. doi: 10.1016/j.apgeochem.2007.01.006
Hart S.R., Gaetani G.A. Mantle Pb paradoxes: the sulfide solution // Contribution to mineralogy and petrology. 2006. Vol. 152. P. 295–308 doi: 10.1007/s00410-006-0108-1
Hemming S.R., McLennan S.M. Pb isotope compositions of modern deep sea turbidites // Earth and Planetary Science Letters. 2001. Vol. 184. P. 489–503.
Hurst R.W. Lead isotopes as age-sensitive, genetic markers in hydrocarbons: 2. Kerogens, crude oils, and unleaded gasoline // Environmental Geosciences. 2002. Vol. 9. P. 1–7.
Hurtig N.C., Georgiev S.V., Stein H.J., Hannah J.L. Re-Os systematics in petroleum during water-oil interaction: The effects of oil chemistry // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2019. Vol. 247. P. 142–161. https://doi.org/10.1016/j.gca.2018.12.021
Jackson M.G., Becker T.W., Konter J.G. Evidence for a deep mantle source for EM and HIMU domains from integrated geochemical and geophysical constraints // Earth and Planetary Science Letters. 2018. V. 484. P. 154–167.
Kiyosu Y., Asada N. Light hydrocarbons in volcanic gases from Japanese island Arc // Geochemical Journal. 1995. Vol. 29. P. 231–242.
Kvenvolden K.A. Simoneit B.R.T. Hydrothermally derived petroleum: examples from Guaymas Basin, Gulf of California, and Escanaba Through, Northeast Pacific Ocean // Bull. Amer. Assoc. Petrol. Geol. 1990. Vol. 74. P. 223–237.
Lewan M.D. Experiments on the role of water in petroleum formation // Geochimica et Cosmochirnica Acta. 1997. Vol. 61, No. 17, P. 3691–3723.
Lustrino M., Wilson M. The circum-Mediterranean anorogenic Cenozoic igneous province // Earth-Science Reviews. 2007. Vol. 81 P. 1–65. doi: 10.1016/j.earscirev.2006.09.002
Maczyński A., Wiśniewska-Gocłowska B., Góral M. Recommended liquid–liquid equilibrium data, part 1: binary alkane–water systems // Journal of Physical and Chemical Reference Data. 2004. Vol. 33. P. 549–577.
Mahdaoui F., Reisberg L., Michels R., Hautevelle Y., Poirier Y., Girard J.-P. Effect of the progressive precipitation of petroleum asphaltenes on the Re-Os radioisotope system // Chemical Geology. 2013. Vol. 358. P. 90–100.
Ortega G.S., Pécheyran Ch., Bérail S., Donard O.F.X. A fit-for purpose procedure for lead isotopic ratio determination in crude oil, asphaltene and kerogen samples by MC-ICPMS // Journal of Analytic Atomic Spectrometry. 2012. Vol. 27. P. 1447–1456. doi: 10.1039/c2ja30143a
Paradis, S.; Hannigan, P.; Dewing, K. Mississippi Valley-type lead-zinc deposits // Geol. Assoc. Can. Miner. Depos. Div. Spec. Publ. 2007. Vol. 5. P. 185–203.
Parnell J., Swainbank I. Pb-Pb dating of hydrocarbon migration into a bitumen-bearing ore deposit, North Wales // Geology. 1990. Vol. 18, No. 10. P. 1028–1030.
Paul D., White W.M., Turcotte D.L. Modelling the isotopic evolution of the Earth // Philosophical Transactions: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 2002. Vol. 360, No. 1800. P. 2433–2474. doi: 10.1098/rsta.2002.1076
Rasskazov S.V., Brandt S.B., Brandt I.S. Radiogenic isotopes in geologic processes. Springer, 2010. 306 p.
Rasskazov S., Chuvashova I., Yasnygina T., Saranina E. Mantle evolution of Asia inferred from Pb isotopic signatures of sources for Late Phanerozoic volcanic rocks // Minerals 2020. Vol. 10, No. 9. P. 739; doi:10.3390/min10090739
Rasskazov S.V., Chuvashova I.S., Yasnygina T.A., Saranina E.V. Late Cenozoic high and low temperature magma generation from primordial and age-modified mantle materials beneath Dariganga in Southeast Mongolia: Factors of mantle degassing and adiabatic upwelling // Geosystems and Geoenvironment. 2024. Vol. 3, No. 1. 100295. doi: 10.1016/j.geogeo.2024.100295
Saintilan N.J., Spangenberg J.E., Chiaradia M., Chelle-Michou C., Stephens M.B., Fontboté L. Petroleum as source and carrier of metals in epigenetic sedimenthosted mineralization // Scientific Reports. 2019. Vol. 9. P. 8283. doi.org/10.1038/s41598-019-44770-7
Selby D., Creaser R.A., Dewing K., Fowler M.G. Evaluation of bitumen as a 187Re–187Os geochronometer for hydrocarbon maturation and migration: A test case from the Polaris MVT deposit, Canada // Earth and Planetary Science Letters. 2005. Vol. 235. P. 1–15.
Selby D., Creaser R.A., Fowler M.G. Re–Os elemental and isotopic systematics in crude oils // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2007. Vol. 71. P. 378–386.
Simoneit B.R.T. Hydrothermal petroleum: genesis, migration, and deposition in Guaymas Basin, Gulf of California // Can. J. Earth Sci. 1985. Vol. 22. P. 1919–1929.
Simoneit B.R.T., Lonsdale P.F. Hydrothermal petroleum in mineralized mounds at the seabed of Guaymas Basin // Nature. 1982. Vol. 295. P. 198–202.
Smith P.E., Farquhar R.M. Direct dating of Phanerozoic sediments by the 238U–206Pb method // Nature. 1989. Vol. 341. P. 518–521.
Stasey J.S., Kramers J.D. Approximation of terrestrial lead isotope evolution by a two-stage model // Earth and Planetary Science Letters. 1975. Vol. 26. P. 207–221.
Staudigel H., Park K.H., Pringle M., Rubenstone J.L., Smith W.H.F., Zindler A. The longevity of the South Pacific isotopic and thermal anomaly // Earth and Planetary Science Letters. 1991. Vol. 102. P. 24–44.
Syrbu N.S., Shakirov R.B., Anh Le Duc, Kholmogorov A.O., Iakimov T.S., Kalgin V.Yu. Formation of abnormal gas-geochemical fields of methane, helium, and hydrogen in Northern Vietnam and its coastal and adjacent water areas // Lithology and Mineral Resources. 2020. Vol. 55, No. 6. P. 512–527. doi: 10.1134/S0024490220060097
Thomas C.P., Walter B., Doughty T.C., Hite D.M. Alaska North Slope oil and gas a promising future or an area in decline? // DOE/NETL-2009/1385 Addendum Report, 2009. 112 p.
Ventura G.T., Gall L., Siebert C., Prytulak J., Szatmari P., Hürlimann M., Halliday A.N. The stable isotope composition of vanadium, nickel, and molybdenum in crude oils // Applied Geochemistry. 2015. Vol. 59. P. 104–117.
Vervoort J.D., White W.M., Thorpe R.I., Franklin J.M. Postmagmatic thermal activity in the Abitibi Greenstone Belt, Noranda and Matagami Districts: evidence from whole rock Pb isotope data // Economic Geology. 1993. Vol. 88. P. 1598–1614.
White W.M. Isotope geochemistry. Wiley Blackwell, 2015. 495 p.
Yuan M-W., Li L., Li S-R., Santosh M., Li C-L., Alam M., Hou Z-Q. Bitumen Sm-Nd, pyrite Rb-Sr and zircon U-Pb isotopes constrain timing of ore formation and hydrocarbon deposition in the Erdaokan Ag-Pb-Zn deposit, NE China // Ore Geology Reviews. 2021. Vol. 134. P. 104161. doi: 10.1016/j.oregeorev.2021.104161
Zartman R.E., Doe B.R. Plumbotectonics – the model // Tectonophysics. 1981. Vol. 75. P. 135–162.
Zhang J., Zhu B., Cheng Y., Tu X., Chao Zh., Zhang Ch., Xiao Q., Li J., Piao M. Pb, Sr isotopes in organic matter of Lower Tertiary hydrocarbon source rocks in Liaohe Fault Depression // Chinese Science Bulletin. 1999. Vol. 44, No. 23. P. 2192–2196.
Zhu B.-Q., Zhang J.-L., Tu X.-L., Chang X.-Y., Fan C.-Y., Liu Y., Liu J.-Y. Pb, Sr, and Nd isotopic features in organic matter from China and their implications for petroleum generation and migration // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2001. Vol. 65, No. 15. P. 2555–2570.
Zindler A., Hart S.R. Chemical geodynamics // Annual Review of Earth and Planetary Sciences. 1986. Vol. 14. P. 493–571.
Рассказов С.В., Ясныгина Т.А., Чувашова И.С., Колотилина К.В., Куроленко А.А., Носкова Т.В., Тукалова В.О., Опенышев А.П., Хромова С.М., Парфенов Д.И. Pb-изотопная систематика битумов, керогенов и нефтей: от изохронных и дискретных источников до протяженных трендов глобальных компонентов // Геология и окружающая среда. 2024. Т. 4, № 4. С. 165–199. DOI 10.26516/2541-9641.2024.4.165
Послать письмо-отзыв С. Рассказову
