Про водневу дегазацію в зонах сучасної активізації України
DOI:
https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v41i5.2019.183617Ключові слова:
hydrogen degassing, search criteria for deposits, zone of recent activationАнотація
У районах Землі з активними ендогенними режимами часто спостерігається дегазація надр, зазвичай поблизу глибинних розломів. Серед газів, що надходять на поверхню, найбільші концентрації мають водяна пара, вуглекислий газ, азот, сірководень, вуглеводні (переважно метан). Водень поширений значно менше. Однак воднева дегазація Землі може становити практичний інтерес, слугувати джерелом формування родовищ екологічно чистого палива. Таких родовищ поки відомо мало, і відкрито їх випадково. На території України, як і в багатьох інших країнах, виявлено морфологічні ознаки (овальні западини), можливо, пов'язані з виходами водню на поверхню. Вони розміщуються всередині більших зон сучасної активізації, які діагностують за даними комплексу геолого-геофізичних методів. Утім способи визначення найперспективніших ділянок поки не ясні. Розглянуто нечисленні дані щодо поширення глибинного водню в різних регіонах України. Наведено попередні міркування з приводу можливих шляхів конкретизації пошукових критеріїв у платформній частині території країни, у Донбасі, Криму та Карпатах. Становить інтерес вивчення винесення водню термальними водами Закарпаття. В такому випадку можлива експлуатація комбінованого родовища — геотермально-водневого. Проте викладені міркування є попередніми, ґрунтуються на дуже обмеженій інформації. Передусім необхідне нагромадження експериментальних даних щодо потоків водню на відносно невеликих глибинах у підґрунтовому шарі зон сучасної активізації поблизу розломів. Інтерес можуть являти собою постгеосинклінальні зони та розташовані на платформі.Посилання
Aleksandrov, A.L., Gordienko, V.V., Derevskaya, E.I., Zemskov, G.A., Ivanov, A.P., Panov, B.S., Shumlyansky, V.A., & Epov, O.G. (1996). Deep structure, evolution of fluid-igneous systems and prospects for the endogenous gold-bearing capacity of the south-eastern part of the Ukrainian Donbass. Kiev: IFI UNA Publ., 74 p. (in Russian).
Vovk, I.F. (1982). Brines of crystalline basement shields. Kiev: Naukova Dumka, 163 p. (in Russian).
Voytov, G.I. (1974). To assess the intensity of gas on the shields (on the butt of the Ukrainian shield). Geologicheskiy zhurnal, (2), 68—82 (in Ukrainian).
Voytov, G.I. (1971). On the chemical composition of gases Krivoy Rog. Geokhimiya, (11), 1324—1331 (in Russian).
Voytov, G.I., & Rudakov, V.P. (2000). Hydrogen of the atmosphere of subsurface sediments, its monitoring and application possibilities. Fizika Zemli, (6), 83—91 (in Russian).
Gordienko, V.V. (2019). About degassing of the Earth. Geofizicheskiy zhurnal, 41(3), 18―45. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v41i3.2019.172420 (in Russian).
Gordienko, V.V., Gordienko, I.V., Zavgorodnyaya, OV, Logvinov, I.M., & Tarasov, V.N. (2015). Donbass (geophysics, deep-seated processes). Kiev: Logos, 123 p. (in Russian).
Gordienko, V.V., & Tarasov, V.N. (2001). Recent activation and helium isotopy on the territory of Ukraine. Kiev: Znannya, 102 p. (in Russian).
Dmitriev, L.V., Bazylev, B.A., Borisov, M.B., Bugo, A,, Silantyev, S., & Sokolov, S. (2000). Formation of hydrogen and methane during oceanic serpentinization of mantle hyperbasites and the origin of oil. Rossiyskiy zhurnal nauk o Zemle, 1(6), 511―519 (in Russian).
Zavaritsky, A.N. (1961). Igneous rocks. Moscow: Moscow: Publishing House of the USSR Academy of Sciences, 480 p. (in Russian).
Zatsikha, B.V. (1989). Crystallogenesis and typomorphic features of the minerals of mercury and fluorite mineralization of Ukraine. Kiev: Naukova Dumka, 192 p. (in Russian).
Gordienko, V.V., & Moiseenko, U.I. (Eds.). (1987). Heat flow map of the European part of the USSR. 1: 5000000. Moscow: Publ. House of the Ministry of Geology of the USSR (in Russian).
Gordienko, V.V., & Moiseenko, U.I. (Eds.). (1991). Map of the heat flow of the USSR. 1:5000000. Moscow: Publ. House of the Ministry of Geology of the USSR (in Russian).
Kozlovsky, E.A. (Ed.). (1984). Kola superdeep. Moscow: Nedra, 492 p. (in Russian).
Kurilo, M.V. (1980). The conditions for the formation of polymetallic mineralization of the Nagolny ridge in the Donbass. Extended abstract of candidate’s thesis. Kiev, Kiev State University, 25 p. (in Russian).
Kurilo, V.M. (2005). Staging of the rock evolution and mineralogical mercury ore of the Donbas. Visnyk KNU. Heologiya, (33), 30—33 (in Ukrainian).
Larin, V.N., & Larin, N.V. (2008). Hydrogen degassing on the Russian platform. In The Earth degassing: geodynamics, geofluids, oil, gas and their parageneses (pp. 267—269). Moscow: GEOS (in Russian).
Larin, N.V., Larin, V.N., & Zgonnik, V.A. (2015). Depth hydrogen and hydrogenation products ― oil and gas: Proc. of 4 Kudryavtsev readings. All-Russian Conference on the Deep Genesis of Oil. Moscow, Central Geophysical Expedition, October 19―21, 2015.
Murich, A.T., Reznikov, A.L., Abrazhevich, E.V., & Serdyukov, V.V. (1975). The results of deep drilling in the central part of the Donbass. Sovetskaya geologiya, (8), 125—131 (in Russian).
Nadezhka, L.I., Genshaft, Yu.S., Saltykovsky, A.Ya., Semenov, A.E., Ippolitov, OM, Pivovarov, S.P., & Safronich, I.N. (2008). Some deep inhomogeneities of the lithosphere and modern seismicity of the Voronezh crystalline massif: Proc. of the XIV Int. Conf. “Communication of the surface structures of the crust with the deep”, Petrozavodsk, October 27―31, 2008 (pp. 70—73). Petrozavodsk: Publ. House Karelian Science Center RAS (in Russian).
Shestopalov, V.M. (Ed.). (2018). Essays degassing the Earth. Kiev: Іtек sеrvіs, 632 p. (in Russian).
Perevozchikov, G.V. (2012). Geochemical research on hydrogen accumulation in the Gazli gas field. Oil and gas geology. Neftegazovaya geologiya. Teoriya i praktika, 7(1), 1—13 (in Russian).
Yakutseni, V.P. (Ed.). (1978). Natural gases sedimentary strata. Leningrad: Nedra, 344 p. (in Rusian).
Semenov, S. (2015). Prospects for hydrogen energy. Elektrik, (12), 20―25. http://electrician.com.ua/files/1452871190.pdf.
Sokolov, V.A. (1966). Geochemistry of the Earth's crust and atmosphere gases. Moscow: Nedra, 297 p. (in Russian).
Tsilmak, O.V. (2016). Mineral-geochemical model of the Bobrikivsky gold-bearing deposit: Candidate’s thesis. Ivan Franko National University of Lviv, 217 p. (in Ukrainian).
Shumlyansky, V.A., Demikhov, Yu.N., Derevskaya, E.I., Dudar, T.V., Zelensky, S.A., Zinchuk, I.N., Ivantishina, O.I., Kurilo, M.V., & Syngaevsky, E.D. (1994). Geological and genetic model of the Bobrikovsky gold-polymetallic deposit. Geologicheskiy zhurnal, (3), 95—106 (in Russian).
Abrajano, T., Sturchio, N., Kennedy, B., & Lyon, G. (1990). Geochemistry of reduced gas related to serpentinization of the Zambales ophiolite, Philippines. Applied Geochemistry, 5(5-6), 625—630. doi: 10.1016/0883-2927(90)90060-I.
Allen, D., & Seyfried, W. (2003). Compositional controls on vent fluids from ultramafic—hosted hydrothermal systems at mid-ocean ridges: An experimental study at 400°C, 500 bars. Geochimica et Cosmochimica Acta, 67(8), 1531—1542. doi: 10.1016/S0016-7037(02)01173-0.
Bonatti, E. (1976). Serpentinite protrusions in the oceanic crust. Earth and Planetary Science Letters, 32(2), 107—113. https://doi.org/10.1016/0012-821X%2876%2990048-0" target="_blank">https://doi.org/10.1016/0012-821X(76)90048-0.
Coveney, R., Goebel, E., Zeller, E., & Dreschhoff, G. (1987). Serpentinization and the Origin of Hydrogen Gas in Kansas. AAPG Bulletin, 71(1). doi: 10.1306/94886D3F-1704-11D7-8645000102C1865D.
Eschenbach, W. (2013). Drilling For Hydrogen. Watts Up With That? The world's most viewed site on global warming and climate change. Retrieved from https://wattsupwiththat.com/2013/07/01/drilling-for-hydrogen/.
Gordienko, V. (2018). Gold-bearing sulphide deposits associated with deep-seated processes. NCGT Journal, (2), 254—270.
Guélard, J., Beaumont, V., Rouchon, V., Guyot, F., Pillot, D., Jézéquel, D., Ader, M., Newell, D., & Deville, E. (2017). Natural H2 in Kansas: deep or shallow origin? Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 18(5), 1841―1865. https://doi.org/10.1002/2016GC006544.
Hartenergy. (2019). Retrieved from https://www.hartenergy.com/activity-highlights.
Hydrogen economy. From Wikipedia. (2019). Retrieved from https://en.wikipedia.org/wiki/Hydrogen_economy.
Janecky, D., & Seyfried, W. (1986). Hydrothermal serpentinization of peridotite within the oceanic crust: Experimental investigations of mineralogy and major element chemistry. Geochimica et Cosmochimica Acta, 50(7), 1357—1378. doi: 10.1016/0016-7037(86)90311-X.
Marcaillou, C., Munoz, M., & Vidal, O. (2011). Mineralogical evidence for H2 degassing during serpentinization at 300°C/300bar. Earth and Planetary Science Letters, 303(3-4), 281—290. doi: 10.1016/j.epsl.2011.01.006.
Matthews, R. (2002). Hydrogen found in Earth's crust is 'limitless fuel supply. Retrieved from https://www.telegraph.co.uk/news/science/science-news/3293426/Hydrogen-found-in-Earths-crust-is-limitless-fuel-supply.html.
Montañez, I.P., Tabor, N.J., Niemeier, D., DiMichele, W.A., Frank, T.D., Fielding, C.R., Isbell, J., Birgenheier, L., & Rygel, M. (2007). CO2-Forced Climate and Vegetation Instability During Late Paleozoic Deglaciation. Science, 315(5808), 87—91. doi: 10.1126/science.1134207.
Natural hydrogen start up is looking for investors to extract geological carbon-free H2. (2018). Retrieved from https://www.h2euro.org/latest-news/natural-hydrogen-start-up-is-looking-for-investors-to-extract-geological-carbon-free-h2/.
Neal, C., & Stanger, G. (1983). Hydrogen generation from mantle source rocks in Oman. Earth and Planetary Science Letters, 66, 315—320. https://doi.org/10.1016/0012-821X%2883%2990144-9" target="_blank">https://doi.org/10.1016/0012-821X(83)90144-9.
Parnell, J., & Blamey, N. (2017). Global hydrogen reservoirs in basement and basins. Geochemical transactions, 18, 2. doi: 10.1186/s12932-017-0041-4.
Romm, J. (2004). The Hype about Hydrogen. Island Press, 215 p.
Scelli, G. (2019). Natural Hydrogen Energy drilling in Fillmore County. The Nebraska signal. http://thenebraskasignal.com/index.php?option=com_content&view=article&id=4524:natural-hydrogen-energy-drilling-in-fillmore-county&catid=35&Itemid=54.
Wetzel, L., & Shock, E. (2000). Distinguishing ultramafic-from basalt-hosted submarine hydrothermal systems by comparing calculated vent fluid compositions. Journal of Geophysical Research Atmospheres, 105(B4), 8319—8340. https://doi.org/10.1029/1999JB900382.
Zgonnik, V., Beaumont, V., Deville, E., Larin, N., Pillot, D., & Farrell, K. (2015). Evidence for natural molecular hydrogen seepage associated with Carolina bays (surficial, ovoid depressions on the Atlantic Coastal Plain, Province of the USA). Progress in Earth and Planetary Science, 2(31). https://doi.org/10.1186/s40645-015-0062-5.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Геофізичний журнал
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
1. Автори зберігають за собою авторські права на роботу і передають журналу право першої публікації разом з роботою, одночасно ліцензуючи її на умовах Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим поширювати дану роботу з обов'язковим зазначенням авторства даної роботи і посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі .
2. Автори зберігають право укладати окремі, додаткові контрактні угоди на не ексклюзивне поширення версії роботи, опублікованої цим журналом (наприклад, розмістити її в університетському сховищі або опублікувати її в книзі), з посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі.
3. Авторам дозволяється розміщувати їх роботу в мережі Інтернет (наприклад, в університетському сховище або на їх персональному веб-сайті) до і під час процесу розгляду її даними журналом, так як це може привести до продуктивної обговоренню, а також до більшої кількості посилань на дану опубліковану роботу (Дивись The Effect of Open Access).
