Санкт-Петербургское отделение института геоэкологии им. Е.М. Сергеева

Учёные оценили, подходят ли подземные воды арктических районов России для питьевых нужд

Работу выполнили в Институте нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН. Сотрудники лаборатории гидрогеологии осадочных бассейнов Сибири исследовали подземные воды арктических районов, находящихся в пределах Ямало-Ненецкого автономного округа и Красноярского края.

По словам специалистов, на данной территории практически повсеместно распространены многолетнемёрзлые породы. Химический состав и загрязнённость подземных вод во многом зависят от того, где именно находится водоносный горизонт по отношению к криогенной толще. Негативное влияние на качество воды оказывает и добыча полезных ископаемых в этих районах.

С чем именно работали учёные?

В лаборатории использовали материалы тематических исследований концерна «Главтюменьгеология» и его дочерних структур. Сотрудники ИНГГ СО РАН проанализировали данные по более чем 200 скважинам глубиной от 7 до 150 метров, пробуренным для целей водоснабжения.

В частности, были изучены воды из скважин в пределах крупных нефтегазовых и нефтегазоконденсатных месторождений; посёлков Тазовский, Красноселькуп и Сидоровск (ЯНАО); сёл Горошиха и Фарково, а также города Игарка (Красноярский край).

В Институте исследовали три типа подземных вод. Первый тип – надмерзлотные воды, которые находятся над кровлей криогенной толщи и наиболее близки к поверхности. Второй тип – межмерзлотные воды. Они образуются в местах, где талые породы перекрыты слоем криогенной толщи, а ниже бурением вскрыты мёрзлые породы. Третий тип – подмерзлотные контактирующие воды (водоносный горизонт залегает непосредственно под подошвой криогенной толщи).

К каким выводам пришли в ИНГГ СО РАН?

По словам сотрудников Института, для всех типов подземных вод в исследуемых районах характерен пёстрый химический состав. Концентрации марганца, алюминия и кремния существенно превышены – а содержание железа и вовсе в десятки раз выше нормы. Также во всех типах вод превышена предельно допустимая концентрация аммония и нефтепродуктов, что объясняется техногенным загрязнением.

В надмерзлотных водах содержится много загрязняющих веществ (свинец, хром, фтор, ртуть, мышьяк, селен, бензапирен, которые относятся к первому и второму классам опасности). В межмерзлотных и подмерзлотных водах по сравнению с надмерзлотными выше средние показатели окисляемости, минерализации, жёсткости, железа, алюминия и марганца. При этом, число загрязняющих элементов уменьшается, что свидетельствует о большей закрытости этих горизонтов от поверхностного загрязнения.

– В районах исследования пресные подземные воды криолитозоны практически повсеместно не соответствуют российским нормам питьевого водоснабжения, – подчеркнули в Институте.

Источник – ipgg.sbras.ru

Заброшенный тоннель. Геологический эксперимент в Кемеровской области

В Кемеровской области заброшенный тоннель стал площадкой для уникального эксперимента. Сибирские ученые проверили метод, который способен выявлять скрытые пустоты и зоны разуплотнения в горных породах — и всё это без вскрытия конструкций. Впервые технология, давно применяемая на поверхности, была протестирована в подземных условиях.

При проектировании и эксплуатации тоннелей важна не только прочность самой конструкции, но и состояние горного массива вокруг неё. Однако данные буровых исследований не всегда дают полную картину. В результате опасные участки с трещинами или повышенной обводнённостью могут остаться незамеченными, а это создаёт угрозу при проходке и эксплуатации.

Чтобы проверить возможности нового подхода, специалисты Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН, Института горного дела СО РАН и ООО НИЦ «Бамтоннель» провели исследования на неиспользуемом железнодорожном тоннеле участка Артышта – Томусинская. Построенный в 1967 году объект был законсервирован из-за проблем с обводнением, а всего в 30 метрах от него работает новый тоннель.

Ученые применили метод многоканального анализа поверхностных сейсмических волн (MASW), адаптировав его для подземных условий. В качестве источника колебаний использовался вибрационный генератор с диапазоном 5–500 Гц, а обработка велась с помощью наклонного f-k преобразования (SFK).

Результаты оказались показательными: на одном из участков отсутствует плотный контакт между бетонной обделкой и породой. Возможные причины — пустоты или зоны разуплотнения, образовавшиеся из-за трещин, через которые может просачиваться вода.

«Под землей успешно применимы аппаратура, а также методики наблюдения и обработки данных, используемые в наземной инженерной сейсморазведке» — участники проекта

Теперь отработанный метод можно применять и на действующих тоннелях, чтобы выявлять проблемные зоны до того, как они станут причиной аварии.

Источник – ПОИСК

Уникальное открытие в Японском море: редкоземельные элементы раскрывают тайны гидротермальной активности

Сотрудник Тихоокеанского океанологического института им. В.И. Ильичева ДВО РАН, кандидат геолого-минералогических наук, Надежда Астахова исследовала уникальные железомарганцевые отложения в Центральной котловине Японского моря. В ходе анализа образцов, поднятых с глубины более 3000 метров, она обнаружила редкие минералы — пиролюзит, тодорокит и бернессит, — содержащие ценные редкоземельные элементы. Эти находки, возраст которых оценивается в миллионы лет, проливают новый свет на процессы формирования глубоководных месторождений и гидротермальной активности в регионе.

Особый интерес представляет аномалия европия, которая свидетельствует о низких температурах гидротермальных растворов — менее 250°C. Это открытие меняет представления о условиях, при которых образуются подобные месторождения. Кроме того, в некоторых образцах обнаружены необычные распределения церия, что может быть связано с его накоплением на поверхности минералов при контакте с морской водой.

Источником редкоземельных элементов, по мнению исследователя, стали базальты, слагающие подводные возвышенности Японского моря. Гидротермальные растворы, взаимодействуя с этими породами, выносили металлы на поверхность, где они осаждались в виде рудных образований. Этот процесс сопровождался образованием комплексных соединений с хлором, фтором и сульфатами.

Открытие также подчеркивает уникальность Японского моря как региона с длительной и пульсирующей вулканической активностью. Некоторые различия в составе местных отложений по сравнению с другими районами Мирового океана могут быть связаны с геохимическими особенностями местных базальтов.

Исследование имеет не только научное, но и практическое значение. Редкоземельные элементы широко используются в высокотехнологичных отраслях, включая электронику и возобновляемую энергетику. Понимание их распределения и условий образования поможет в поиске новых месторождений. Работа выполнена при поддержке Министерства науки и высшего образования, что подчёркивает её важность для будущих геологоразведочных проектов.

Исследование опубликовано в журнале «Вестник КРАУНЦ. Науки о земле».
Источник – ПОИСК

Ученые раскрыли секрет ускоренного рождения нефти.

В природе нефть формируется миллионы лет. Но российские ученые утверждают, что нашли способ ускорить этот процесс в миллионы раз — превратив кероген в нефть всего за несколько часов. Разработка Сколковского института науки и технологий обещает изменить не только нефтедобычу, но и отношение к трудноизвлекаемым запасам.

Запасы легкодоступной нефти постепенно иссякают, а мировой спрос остается на прежнем уровне. Особенно это заметно в России: крупнейшие месторождения в ХМАО уже пережили пик добычи. Но в недрах всё ещё скрыты колоссальные резервы — в сланцевых породах, богатых керогеном. Проблема в том, что кероген — это не нефть, а ее «сырье», которое в естественных условиях превращается в черное золото лишь через миллионы лет.

Исследователи из Сколтеха предложили радикальное решение: использовать сверхкритическую воду, нагретую до 350–380 °C и закачанную под давлением 200–300 атмосфер. Такой «жидкий пар» запускает химическую реакцию, при которой твердый кероген быстро расщепляется на более простые молекулы и превращается в жидкую нефть.
«Поскольку миллионов лет у нас нет, а нефть нужна сейчас, наша задача — искусственно ускорить природный процесс, сохранив его суть»
— Елена Дмитриевна Мухина, ведущий научный сотрудник Сколтеха

Эксперименты показали: при температуре 350 °C значительная часть керогена переходит в нефть уже в первые часы, а при 380 °C процесс завершается за несколько суток. При этом пористость породы увеличивается с 0,1% до 30%, что облегчает отбор ископаемого.

Технология безопаснее традиционных методов: используется только чистая вода без химических добавок, которую можно очищать и возвращать в цикл. В перспективе метод позволит добывать нефть из глубин около 3 км, где до сих пор запасы считались недосягаемыми.

Сейчас разработка готовится к испытаниям на реальных месторождениях, а ученые уже размышляют о ее будущем — от замены воды другими теплоносителями до применения подхода для генерации водорода прямо в газовых пластах.
Источник – ПОИСК