On the volumes of deep carbon — the initial donor of hydrocarbons on the Earth
Existing notions on the distribution of carbon on the Earth have been considered in the article. By the example of the data on carbon content in the upper mantle of the Earth obtained in the west of the USA by deep seismic tomography method the appraisal of the resource potential of the interior has...
Gespeichert in:
| Datum: | 2021 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | rus |
| Veröffentlicht: |
Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine
2021
|
| Online Zugang: | https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/225552 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Geofizicheskiy Zhurnal |
Institution
Geofizicheskiy Zhurnal| id |
journalsuranua-geofizicheskiy-article-225552 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Geofizicheskiy Zhurnal |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2021-03-13T07:23:36Z |
| collection |
OJS |
| language |
rus |
| format |
Article |
| author |
Timursiev, A.I. |
| spellingShingle |
Timursiev, A.I. On the volumes of deep carbon — the initial donor of hydrocarbons on the Earth |
| author_facet |
Timursiev, A.I. |
| author_sort |
Timursiev, A.I. |
| title |
On the volumes of deep carbon — the initial donor of hydrocarbons on the Earth |
| title_short |
On the volumes of deep carbon — the initial donor of hydrocarbons on the Earth |
| title_full |
On the volumes of deep carbon — the initial donor of hydrocarbons on the Earth |
| title_fullStr |
On the volumes of deep carbon — the initial donor of hydrocarbons on the Earth |
| title_full_unstemmed |
On the volumes of deep carbon — the initial donor of hydrocarbons on the Earth |
| title_sort |
on the volumes of deep carbon — the initial donor of hydrocarbons on the earth |
| title_alt |
Об объемах глубинного углерода — первичного донора углеводородов на Земле Про обсяги глибинного вуглецю — первинного донора вуглеводнів на Землі |
| description |
Existing notions on the distribution of carbon on the Earth have been considered in the article. By the example of the data on carbon content in the upper mantle of the Earth obtained in the west of the USA by deep seismic tomography method the appraisal of the resource potential of the interior has been made within the limits of the theory of the deep abiogenous-mantle origin of oil and gas. According to the given appraisal, the partly melted zone (reservoir) contains not less than 1.2·1017 kg of volatiles (Q, kg), such as H or C. Calculation by carbon (С) taking into account the initial data demonstrated that the weight content (concentration) of carbon per unit volume of the Earth crust and upper mantle for which the appraisals of carbon content were completed will be 1 333.3 kg/m3 or 1.3 t/m3 (1.3 g/cm3).
With average amount of melt of the rocks of the upper mantle 0.5±0.2 % (per volume), the volume of the area of melting of the Earth crust (deep carbon reservoir), containing the appraised volume of volatiles, will be: 4.5·1011 m3. In such a notion the weight content (concentration) of carbon per unit volume of partly melted zone of deep carbon reservoir will be: 2.67·105 kg/m3 or 266.67 t/m3 (266.67 g/cm3). These are very high figures if not to say fantastically high, characterizing not only high content of carbon and hydrogen as the main donors of hydrocarbons but also characterizing concentration of these elements within definite zones of the upper mantle of the Earth (asthenospheric layer) by all components (composition, concentration, phase state, PT-conditions), which is referred by our opinion to the sources of deep oil and gas formation.
The data presented allow us to affirm that the problem of donors of HC of deep, abiogenous-mantle genesis has been resolved in our concept, and the source has been determined with high probability of the primary donors of HC in the section of the mantle and iron-carbon core of the Earth having inexhaustible resources of primary carbon, with its phase composition depending on PT conditions of the terrestrial envelopes might be crystalline (diamond phase, iron and nickel compounds (Fen+Nin)+Cn, iron carbides, for example — FeC, Fe2C, Fe3C (cementite) et al.), liquid (for example, the melt with admixture of sulfur and other volatiles H-N-F-O-Cl) and gaseous (СО2 gaseous only in the mantle, higher than D″ layer). In this case HC synthesis in industrial volumes is realized in the process of hydrogenation of deep carbon on the ascending hydrogen streams within the limits of asthenospheric lenses favoured by the presence of reaction volume here, catalysts and the necessary PT-conditions for polymerization of hydrocarbon radicals. |
| publisher |
Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine |
| publishDate |
2021 |
| url |
https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/225552 |
| work_keys_str_mv |
AT timursievai onthevolumesofdeepcarbontheinitialdonorofhydrocarbonsontheearth AT timursievai obobʺemahglubinnogouglerodapervičnogodonorauglevodorodovnazemle AT timursievai proobsâgiglibinnogovuglecûpervinnogodonoravuglevodnívnazemlí |
| first_indexed |
2025-07-17T11:11:57Z |
| last_indexed |
2025-07-17T11:11:57Z |
| _version_ |
1837892336500080640 |
| spelling |
journalsuranua-geofizicheskiy-article-2255522021-03-13T07:23:36Z On the volumes of deep carbon — the initial donor of hydrocarbons on the Earth Об объемах глубинного углерода — первичного донора углеводородов на Земле Про обсяги глибинного вуглецю — первинного донора вуглеводнів на Землі Timursiev, A.I. Existing notions on the distribution of carbon on the Earth have been considered in the article. By the example of the data on carbon content in the upper mantle of the Earth obtained in the west of the USA by deep seismic tomography method the appraisal of the resource potential of the interior has been made within the limits of the theory of the deep abiogenous-mantle origin of oil and gas. According to the given appraisal, the partly melted zone (reservoir) contains not less than 1.2·1017 kg of volatiles (Q, kg), such as H or C. Calculation by carbon (С) taking into account the initial data demonstrated that the weight content (concentration) of carbon per unit volume of the Earth crust and upper mantle for which the appraisals of carbon content were completed will be 1 333.3 kg/m3 or 1.3 t/m3 (1.3 g/cm3). With average amount of melt of the rocks of the upper mantle 0.5±0.2 % (per volume), the volume of the area of melting of the Earth crust (deep carbon reservoir), containing the appraised volume of volatiles, will be: 4.5·1011 m3. In such a notion the weight content (concentration) of carbon per unit volume of partly melted zone of deep carbon reservoir will be: 2.67·105 kg/m3 or 266.67 t/m3 (266.67 g/cm3). These are very high figures if not to say fantastically high, characterizing not only high content of carbon and hydrogen as the main donors of hydrocarbons but also characterizing concentration of these elements within definite zones of the upper mantle of the Earth (asthenospheric layer) by all components (composition, concentration, phase state, PT-conditions), which is referred by our opinion to the sources of deep oil and gas formation. The data presented allow us to affirm that the problem of donors of HC of deep, abiogenous-mantle genesis has been resolved in our concept, and the source has been determined with high probability of the primary donors of HC in the section of the mantle and iron-carbon core of the Earth having inexhaustible resources of primary carbon, with its phase composition depending on PT conditions of the terrestrial envelopes might be crystalline (diamond phase, iron and nickel compounds (Fen+Nin)+Cn, iron carbides, for example — FeC, Fe2C, Fe3C (cementite) et al.), liquid (for example, the melt with admixture of sulfur and other volatiles H-N-F-O-Cl) and gaseous (СО2 gaseous only in the mantle, higher than D″ layer). In this case HC synthesis in industrial volumes is realized in the process of hydrogenation of deep carbon on the ascending hydrogen streams within the limits of asthenospheric lenses favoured by the presence of reaction volume here, catalysts and the necessary PT-conditions for polymerization of hydrocarbon radicals. Рассмотрены существующие представления о распространенности углерода на Земле. На примере данных о содержании углерода в верхней мантии Земли, полученных на западе США методом глубинной сейсмической томографии, выполнена оценка ресурсного потенциала недр в рамках теории глубинного, абиогенно-мантийного происхождения нефти и газа. Согласно приведенной оценке, частично расплавленная зона (резервуар) содержит не менее 1,2·1017 кг летучих (Q, кг), таких как водород или углерод. Расчет по углероду (С) с учетом исходных данных показал, что массовое содержание (концентрация) углерода на единицу объема земной коры и верхней мантии, для которого выполнены оценки содержания углерода, составит 1 333,3 кг/м3 или 1,3 тн/м3 (1,3 г/см3). При средней величине расплава пород верхней мантии 0,5±0,2 % (на объем), объем области плавления земной коры (глубинного углеродного резервуара), содержащей оцененный объем летучих, составит 4,5·1011 м3. В таком представлении массовое содержание (концентрация) углерода на единицу объема частично расплавленной зоны глубинного углеродного резервуара составит 2,67·105 кг/м3, или 266,67 тн/м3 (266,67 г/см3). Это очень высокие значения, если не фантастически высокие, характеризующие не просто высокое содержание углерода и водорода как основных доноров углеводородов, а концентрацию этих элементов в пределах определенных зон верхней мантии Земли (астеносферный слой) на основании состава, концентрации, фазового состояния, РТ-условий, относимую нами к очагам глубинного нефтегазообразования. Приведенные данные позволяют утверждать, что проблема доноров углеводородов глубинного, абиогенно-мантийного генезиса в нашем представлении снята, и с высокой долей вероятности определен источник первичных доноров углеводородов в разрезе мантии и железоуглеродного ядра Земли, обладающий неисчерпаемыми ресурсами первичного углерода, фазовый состав которого, в зависимости от РТ-условий земных оболочек, может быть кристаллическим (алмазная фаза, соединения с железом и никелем (Fen+Nin)+Cn, например, карбиды железа — FeC, Fe2C, Fe3C (цементит) и др.), жидким (например, расплав с примесью серы или другими летучими H-N-F-O-Cl) и газообразным (СО2 газообразный только в мантии, выше слоя D″). При этом синтез углеводородов в промышленных масштабах осуществляется в процессе гидрогенезации глубинного углерода на восходящих водородных струях в пределах астеносферных линз, чему благоприятствуют реакционный объем катализаторов и необходимые РТ-условия полимеризации углеводородных радикалов. Розглянуто існуючі уявлення про поширеність вуглецю на Землі. На прикладі даних щодо вмісту вуглецю у верхній мантії Землі, отриманих на заході США методом глибинної сейсмічної томографії, оцінено ресурсний потенціал надр у межах рамках теорії глибинного, абіогенно-мантійного походження нафти і газу. Згідно з наведеним оцінюванням, частково розплавлена зона (резервуар) містить не менше 1,2·1017 кг летючих (Q, кг), таких як водень або вуглець. Розрахунок по вуглецю (С) з урахуванням вихідних даних показав, що масовий вміст (концентрація) вуглецю на одиницю об’єму земної кори і верхньої мантії, для якого оцінено вміст вуглецю, становитиме 1 333,3 кг/м3,або 1,3 т/м3 (1,3 г/см3). За середньої величини розплаву порід верхньої мантії 0,5±0,2 % (на об’єм), об’єм зони плавлення земної кори (глибинного вуглецевого резервуара), що містить оцінений об’єм летких, становитиме 4,5·1011 м3. У такому поданні масовий вміст (концентрація) вуглецю на одиницю об’єму частково розплавленої зони глибинного вуглецевого резервуара дорівнюватиме 2,67·105, або 266,67 тн/м3 (266,67 г/см3). Це дуже високі значення, якщо не сказати фантастично високі, що не характеризують високий вміст вуглецю і водню, як основних донорів вуглеводнів, а й концентрацію цих елементів у межах певних зон верхньої мантії Землі (астеносферний шар), по всіх підставах (склад, концентрація, фазовий стан, РТ-умови) относимую нами до середовищ глибинного нафтогазоутворення. Відповідно до наведених даних, можна стверджувати, що проблема донорів вуглеводнів глибинного, абіогенно-мантійного генезису в нашій уяві знята, і з високою часткою ймовірності визначено джерело первинних донорів вуглеводнів у розрізі мантії і залізовуглецевого ядра Землі, що має невичерпні ресурси первинного вуглецю, фазовий склад якого залежно від РТ-умов земних оболонок може бути кристалічним (алмазна фаза, сполуки із залізом і нікелем (Fen+Nin)+Cn, наприклад, карбіди заліза — FeC, Fe2C, Fe3C (цементит) та ін.), рідким (наприклад, розплав з домішкою сірки або іншими леткими H-N-F-O-Cl) і газоподібним (СО2 газоподібний тільки в мантії, вище шару D″). При цьому синтез вуглеводнів у промислових масштабах здійснюється в процесі гідрогенезації глибинного вуглецю на висхідних водневих струменях у межах астеносферних лінз, чому сприяє наявність тут реакційного об’єму, каталізаторів та необхідні РТ-умови полімеризації вуглеводневих радикалів. Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine 2021-03-13 Article Article application/pdf https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/225552 10.24028/gzh.0203-3100.v43i1.2021.225552 Geofizicheskiy Zhurnal; Vol. 43 No. 1 (2021); 251-265 Геофизический журнал; Том 43 № 1 (2021); 251-265 Геофізичний журнал; Том 43 № 1 (2021); 251-265 2524-1052 0203-3100 rus https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/225552/226243 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |