georesГеоресурсыGeoresources1608-50431608-5078Georesursy LLC10.18599/grs.2021.1.2geores-212Research ArticleГЕОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯGEOCHEMICAL STUDIESПрименение методов гамма-спектроскопии и ИК-спектроскопии для целей поисковой геологии в Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции (на примере Ухтинского района)Application of gamma-ray spectroscopy and IR-spectroscopy methods for the purposes of ore geology in the Timan-Pechora Oil and Gas Province (the case of Ukhta Region)МакароваИ. Р.MakarovaI. R.

Ирина Ральфовна Макарова – кандидат геол.-мин. наук, ведущий геолог

169347, Ухта, пгт Ярега, пос. Нижний Доманик, ул. Шевченко, д. 5

Irina R. Makarova – Cand. Sci. (Geology and Mineralogy), Leading Geologist

5, Shevchenko st., Nizhnii Domanik vill., pgt Yarega, Ukhta, 169347

makarova_i_r@mail.ruЛаптевН. Н.LaptevN. N.

Николай Николаевич Лаптев – директор

169347, Ухта, пгт Ярега, пос. Нижний Доманик, ул. Шевченко, д. 5

Nikolay N. Laptev – Director

5, Shevchenko st., Nizhnii Domanik vill., pgt Yarega, Ukhta, 169347

ГоробецС. А.GorobetsS. A.

Семен Алексеевич Горобец – заместитель директора

169347, Ухта, пгт Ярега, пос. Нижний Доманик, ул. Шевченко, д. 5

Semen A. Gorobets – Deputy Director

5, Shevchenko st., Nizhnii Domanik vill., pgt Yarega, Ukhta, 169347

ВалиевФ. Ф.ValievF. F.

Фархат Фагимович Валиев – доктор физ.-мат. наук, профессор кафедры ядерно-физических методов исследования, НИИ физики им. В.А. Фока

198504, Санкт-Петербург, Старый Петергоф, ул. Ульяновская, д. 1

Farhat F. Valiev – Dr. Sci. (Physics and Mathematics), Professor of the Department of Nuclear Physics Research Methods

1, Ulyanovskaya st., Saint Petersburg, 198504

ЯфясовА. М.YafyasovA. M.

Адиль Маликович Яфясов – доктор физ.-мат. наук, профессор кафедры электроники твердого тела, НИИ физики им. В.А. Фока

198504, Санкт-Петербург, Старый Петергоф, ул. Ульяновская, д. 1

Adil M. Yafyasov – Dr. Sci. (Physics and Mathematics), Professor of the Department of Solid State Electronics

1, Ulyanovskaya st., Saint Petersburg, 198504

СергеевВ. О.SergeevV. O.

Виктор Олегович Сергеев – кандидат физ.-мат. наук, научный консультант

169347, Ухта, пгт Ярега, пос. Нижний Доманик, ул. Шевченко, д. 5

Viktor O. Sergeev – Cand. Sci. (Physics and Mathematics), Scientific Advisor

5, Shevchenko st., Nizhnii Domanik vill., pgt Yarega, Ukhta, 169347

ЗиппаА. И.ZippaA. I.

Андрей Иванович Зиппа – инженер кафедры ядерно-физических методов исследования, НИИ физики им. В.А. Фока

198504, Санкт-Петербург, Старый Петергоф, ул. Ульяновская, д. 1

Andrey I. Zippa – Engineer, Department of Nuclear Physics Research Methods

1, Ulyanovskaya st., Saint Petersburg, 198504

СухановН. А.SukhanovN. A.

Никита Алексеевич Суханов – инженер

169347, Ухта, пгт Ярега, пос. Нижний Доманик, ул. Шевченко, д. 5

Nikita A. Sukhanov – Engineer

5, Shevchenko st., Nizhnii Domanik vill., pgt Yarega, Ukhta, 169347

МакаровД. К.MakarovD. K.

Дмитрий Константинович Макаров – аспирант кафедры геологии и геоэкологии

191186, Санкт-Петербург, наб. р. Мойки, д. 48

Dmitry K. Makarov – Postgraduate student of the Department of Geology and Geoecology

48, riv. Moika emb., Saint Petersburg, 191186

ГришканичА. С.GrishkanichA. S.

Александр Сергеевич Гришканич – канд. техн. наук, зам. Директора

192171, Санкт-Петербург, ул. Бабушкина, д.36, корп.1

Aleksandr S. Grishkanich – Cand. Sci. (Engineering), Deputy Director

36, build. 1, Babushkina st., Saint Petersburg, 192171

ООО «Петрофизик»РоссияPetrophysic LLCRussian FederationСанкт-Петербургский государственный университетРоссияSaint Petersburg State UniversityRussian FederationРоссийский государственный педагогический университет им. А.И. ГерценаРоссияHerzen UniversityRussian FederationООО «Системы фотоники»РоссияPhotonics systems LLCRussian Federation2021200420242311729Copyright © Макарова И.Р., Лаптев Н.Н., Горобец С.А., Валиев Ф.Ф., Яфясов А.М., Сергеев В.О., Зиппа А.И., Суханов Н.А., Макаров Д.К., Гришканич А.С., 20242024Макарова И.Р., Лаптев Н.Н., Горобец С.А., Валиев Ф.Ф., Яфясов А.М., Сергеев В.О., Зиппа А.И., Суханов Н.А., Макаров Д.К., Гришканич А.С.Makarova I.R., Laptev N.N., Gorobets S.A., Valiev F.F., Yafyasov A.M., Sergeev V.O., Zippa A.I., Sukhanov N.A., Makarov D.K., Grishkanich A.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.geors.ru/jour/article/view/212

В настоящей работе представлены два экспрессных метода. Первый метод – гамма-спектроскопический с высоким разрешением на основе германиевого детектора, второй метод – ИК-спектроскопический. Применяемый комплекс методов позволяет: определять источники поступления урана и тория; выявлять ритмы накопления урана, связанные с событиями регионального характера; выявлять области с повышенным содержанием урана, обусловленные влиянием локальных источников (разломов, гидротерм и др.); определять количество аутигенного урана в составе общего урана; определять степень преобразованности органического вещества в сланцах без их предварительной деминерализации. Для выявления уровней повышенной интенсивности урана в высокоуглеродистых толщах предложен комплекс показателей, в который входят как применяющиеся показатели в практике геологических работ, так и новые показатели.Новые показатели апробированы на коллекции реперных образцов сланцев. Для них установлены значения, характеризующие процессы накопления урана и его выноса. На примере Ухтинского района по предложенным показателям проинтерпретированы разрезы от венд-рифея до доманика включительно.Проведенные работы показали возможность сопоставления расчетных гамма-спектроскопических данных с данными других методов. Это открывает более широкую перспективу для применения экспрессного неразрушающего гамма-спектроскопического метода для выявления уровней с повышенным содержанием урана в сланцах, к которым приурочены также рудогенные концентрации ряда металлов.

Two express methods are presented in this paper. The first method is a high-resolution gamma-spectroscopic method based on a germanium detector, the second method is an IR-spectroscopic method. The applied complex of methods allows to determine the sources of uranium and thorium, identify the rhythms of uranium accumulation associated with regional events; identify areas with a high content of uranium due to the influence of local sources (faults, hydrothermal, etc.); determine the amount of authigenous uranium in the composition of total uranium; determine thermal maturity of organic matter in shales without their preliminary demineralization. To identify levels of increased uranium intensity in the high-carbon strata, a set of indicators has been proposed, which includes both applied indicators in practice of geological work and new indicators.New indicators have been tested on the collection of shale reference samples. For them, values were established that characterize the processes of uranium accumulation and uranium removal. On the example of Ukhta Region according to the proposed indicators, the sections from the VendianRiphean to Domanic inclusive were interpreted.The performed work showed the possibility of comparing the calculated gamma-spectroscopic data with the data of other methods. This opens up a broader perspective for the use of express non-destructive gamma-spectroscopic method for detecting levels with a high content of uranium in the shale rocks, to which ore-bearing concentrations of a number of metals are also confined.

уранторийдоманиковая свитасланцыкаолинитовые глиныгамма-спектроскопияинфракрасная спектроскопиянейтронно-активационный методметод хромато-масс-спектрометрии со связанной плазмойuraniumthoriumdomanic suiteshalekaolinite claysgamma-spectroscopyIR-spectroscopyneutron activation methodmethod of chromatography-massspectrometry data with inductively coupled plasma (ICP MS)Данная работа подготовлена при финансовой поддержке ООО «ПЕТРОФИЗИК» в рамках выполнения договора по теме «Обработка и интерпретация оптимизированного комплекса изучения полезных ископаемых (и рудных залежей) с применением экспрессного метода инфракрасной спектроскопии».This work was prepared with the financial support of Petrophysic LLC within the framework of the contract, topic “Processing and interpretation of an optimized complex for the study of minerals (and ore deposits) using the express method of infrared spectroscopy”.ReferencesБерг Н.В., Сиваш Н.С., Богданов Б.П. (2012). Взаимосвязь сульфидной минерализации и скоплений углеводородов на примере отдельных районов Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции. Нефтегазовая геология. Теория и практика, 7(3). http://www.ngtp.ru/rub/4/49_2012.pdfBerg N.V., Sivash N.S., Bogdanov B.P. (2012). Interrelation of sulphide mineralization and hydrocarbon accumulations - evidence from TimanPechora areas. Neftegazovaya Geologiya. Teoriya I Praktika, 7(3). http://www.ngtp.ru/rub/4/49_2012.pdf (In Russ.)Геологический словарь. (1973). Под редакцией К.Н. Паффенгольца и др. Москва: Недра.Chernov M.S., Krupskaya V.V., Kuznetsov R.A., Rychagov S.N., Sokolov V.N. (2019). Kaolinite of hydrothermal clays of the Pauzhetsko-KambalnoKoshelevsky geothermal Region (Southern Kamchatka). Proc. XXII All-Russ. Sci. Conf.: Volcanism and the related processes. Petropavlovsk-Kamchatsky: Institute of Volcanology and Seismology DVO RAN, pp. 240–243. (In Russ.)Горобец С.А., Макарова И. Р., Сиваш Н. С., Лаптев Н. Н., Валиев Ф. Ф., Яфясов А. М., Соколов М.А., Зиппа А. И., Сергеев В.О., Суханов Н.А., Макаров Д. К., Михайловский В.Ю. (2018). Способ определения металлов в породах и флюидах зон трещиноватости. Патент РФ RU 2659109 от 28.06.2018.Dyatlova E.M., Bobkova N.M., Sergievich O.A. (2019). IR-spectroscopic study of kaolin raw materials from Belorussian deposits. problemy nedropolzovaniya, 2, pp. 143–149. (In Russ.)Григорьев Н.А. (2003). Среднее содержание химических элементов в горных породах, слагающих верхнюю часть континентальной коры. Геохимия, 7, с. 785–792.Geological dictionary (1973). Ed. K.N. Paffenholz et al. Moscow: Nedra. (In Russ.)Дятлова Е.М., Бобкова Н.М., Сергиевич О.А. (2019). ИКспектроскопическое исследование каолинового сырья Белорусских месторождений. Проблемы недропользования, 2, с. 143–149.Gorobets S.A., Makarova I.R., Sivash N.S., Laptev N.N., Valiev F.F., Yafyasov A.M., Sokolov M.A., Zippa A.I., Sergeev V.O., Sukhanov N.A., Makarov D.K., Mikhailovsky V.Y. (2018). Method for determining metals in rocks and fluids of fracture zones. Patent RF. RU 2659109. (In Russ.)Евтушенко Е. И., Сыса О. К., Ляшенко О. В., Новоселов А. Г. (2012). Комплексный анализ структурных изменений гидротермально-стабилизированных каолинов. Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова, 3, с. 150–154.Grigoriev N.A. (2003). Average content of chemical elements in rocks composing the upper part of the continental crust. Geokhimiya, 7, pp. 785–792. (In Russ.)Завьялов В.А. (1966). Геохимия и микроэлементы доманиковых отложений Южного Притиманья. М.: Наука, 156 с.Ivanov V.P. (2016). Integrated assessment of Carboniferous-Permian coal-bearing deposits and development of industrial-and-energy classification of fossil coals. Abstract Dr. geol. and min. sci. diss. Tomsk, 43 p. (In Russ.)Захаров В.Д., Козулин A.H. (1979) Нефть и газ Коми АССР: Сборник документов и материалов. Сыктывкар: Коми книжное издательство, 44 с.Laptev N.N., Chalov D.Y., Chalov Y.V., Turtsevich K.G., Zubov A.A., Gorobets S.A., Goldobin A.Y., Milyaev V.L., Sivash N.S., Sergeev V.O., Valiev F.F., Zippa A.I., Sukhanov N.A., Makarov D.K., Makarova I.R. (2017). Method for determining the content of vanadium and rare-earth elements using gamma activity of sedimentary rocks. Patent RF. RU 2636401. (In Russ.)Иванов В.П. (2016). Комплексная оценка каменноугольно-пермских угленосных отложений и разработка промышленно-энергетической классификации ископаемых углей. Автореф. дисс. доктора геол.-мин. наук. Томск, 43 с.Makarova I. R., Sukhanov A. A., Chelyshev S. S., Valiev F. F., Sergeev V. O., Zippa A.I. (2015). Physical and geophysical methods for prompt determination of hydrocarbon generation and migration zones in the domanicoid rocks. Proc. Int. Conf.: Hard-to-recover reserves and unconventional sources of hydrocarbons. Saint Petersburg: VNIGRI, 8 p. (In Russ.)Лаптев Н.Н, Чалов Д.Ю., Чалов Ю.В, Турцевич К.Г., Зубов А.А., Горобец С.А., Голдобин А.Я., Миляев В.Л., Сиваш Н. С., Сергеев В.О., Валиев Ф. Ф., Зиппа А.И., Суханов Н.А., Макаров Д.К., Макарова И. Р. (2017). Способ определения содержания ванадия и редкоземельных элементов по гамма-активности осадочных пород. Патент РФ RU 2636401 от 23.11.2017.Makarova I.R. (2017). The Integrated Study of the Elements Geofluid System in the South Timan-Pechora Oil and Gas Region by Complex Physical Methods. 3-rd World Congress on Materials Science, Engineering, Oil, Gas and Petrochemistry. Spain, Barcelona, р. 94.Макарова И.Р., Суханов А.А., Челышев С.С., Валиев Ф.Ф., Сергеев В.О., Зиппа А.И. (2015). Физические и геофизические методы оперативного определения зон генерации и миграции углеводородов в доманикоидных породах. Сб. докл. Междун. конф. «Трудноизвлекаемые запасы и нетрадиционные источники углеводородного сырья». СанктПетербург: ВНИГРИ, 8 с.Makarova I.R., Grokhotov E.I. (2017). The determination of domanicits types as the elements of geofluid system. EAGE/SPE: The science of shale. Problems of exploration and development. Moscow, 4 p. (In Russ.)Макарова И.Р., Грохотов Е.И. (2017). Определение типов доманикитов как элементов геофлюидальной системы. Совместный семинар EAGE/SPE: Наука о сланцах. Проблемы разведки и разработки. Москва, 2017, 4 c.Neruchev S.G. (1982). Uranus and Life in the history of Earth. Leningrad: Nedra, 208 p. (In Russ.)Неручев С.Г., Рогозина Е.К. (1986). Нефтегазообразование в отложениях доманикового типа. Л.: Недра, 247 с.Neruchev S.G., Rogozina E.K. (1986). Oil-and-gas formation in the sediments of domanic type. Leningrad: Nedra, 247 p. (In Russ.)Неручев С.Г. (1982). Уран и жизнь в истории Земли. Л.: Недра, 208 с.Parmuzin N.M., Yakobson K.E., Vovshina A.Yu., Voinova O.A. et al. (2016). State geological map of the Russian Federation. Scale 1:1,000,000 (third generation). Mezenskaya series - Sheet Р-39 (Syktyvkar). St.Petersburg: VSEGEI, 478 p. (In Russ.)Пармузин Н.М., Якобсон К.Э., Вовшина А.Ю., Воинова О.А. и др. (2016). Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1:1 000 000 (третье поколение). Мезенская серия – Лист Р-39 (Сыктывкар). Объяснительная записка. СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 478 с.Perelman A.I., Kasimov N.S. (2000). Geochemistry of the landscape. Moscow: Astreya-2000. 763 p. (In Russ.)Перельман А.И., Касимов Н.С. (1999). Геохимия ландшфта. М.: Астрея-2000, 763 с.Plyusnina I.I. (1967). Infrared spectra of silicates. Moscow: MSU, 189 p. (In Russ.)Плюснина И.И. (1967). Инфракрасные спектры силикатов. М.: МГУ, 189 с.Plyusnina I.I. (1977). Infrared spectra of minerals. Moscow: MSU, 175 p. (In Russ.)Плюснина И.И. (1977). Инфракрасные спектры минералов. М.: МГУ, 175 с.Prishchepa O.M., Sukhanov A.A., Makarova I.R. (2014). Approaches to the estimation of domanic deposits of Timan-Pechora oil-and-gas province as unconventional sources of hydrocarbons. Neftegazovaya Geologiya. Teoriya I Praktika, 9(4). https://doi.org/10.17353/2070-5379/46_2014 (In Russ.)Прищепа О.М., Суханов А.А., Макарова И.Р. (2014). Подходы к оценке доманиковых отложений Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции как нетрадиционных источников углеводородов. Нефтегазовая геология. Теория и практика, 9(4). https://doi.org/10.17353/2070-5379/46_2014Rumi M.Kh., Irmatova Sh.K., Zufarov M.A., Fayziev Sh.A., Mansurova E.P., Urazaeva E.M., Nurmatov P.R., Provotorov D.A. (2018). The study of compositions based on parkent kaolin clay. Novye Ogneupory (New Refractories), 11, pp. 29–33. (In Russ.)Руми М.Х., Ирматова Ш.К., Зуфаров М.А., Файзиев Ш.А., Мансурова Э. П., Уразаева Э. М., Нурматов П. Р., Провоторов Д.А. (2018). Исследование композиций на основе паркентской каолинитовой глины. Новые огнеупоры, 11, с. 29–33.Sergeeva A.V. (2018). Dikkit from Verkhne-Koshelevskaya thermal anomaly (Southern Kamchatka). Proc. XXI Regional Sci. Conf. PetropavlovskKamchatsky: Institute of Volcanology and Seismology DVO RAN, pp. 204–206. (In Russ.)Сергеева А. В. (2018). Диккит Верхне-Кошелевской термоаномалии (Южная Камчатка). Мат. XXI региональной научной конф., посв. Дню вулканолога. Петропавловск-Камчатский: Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, с. 204–206.Sidorova E.Yu., Sitdikova L.M. (2013). The clay mineral associations of ancient weathering crusts - potential reservoir zones of the crystalline basement of the Tatar Arch. Georesursy=Georesources, 5, pp. 3–7. http://dx.doi.org/10.18599/grs.55.5.1 (In Russ.)Сиваш Н.С., Берг Н.В. (2010). Минералогия полиметаллических рудопроявлений Ухтинской площади. Межд. научная конф. XI Съезд РМО «Современная минералогия: от теории к практике». СанктПетербург: РМО, с. 19–21.Sivash N.S., Berg N.V. (2010). Mineralogy of polymetallic ore occurrences of the Ukhta area. Proc. Russian Mineralogical Society: Modern Mineralogy: from theory to practice. Saint-Petersburg: RMO, pp. 19–21. (In Russ.)Сиваш Н.С., Макарова И.Р., Муравьева М.К. (2016). Модель распределения углеводородной и рудной составляющих геофлюидальных систем в осадочном чехле Ухтинского района. V Кудрявцевские Чтения. Всеросс. конф. по глубинному генезису нефти и газа: Тезисы докладов. М.: ЦГЭ. http://conference.deepoil.ru/index.php/abstracts?start=4Sivash N.S., Makarova I.R., Muravieva M.K. (2016). Model of distribution of hydrocarbon and ore components of geofluidic systems in the sedimentary cover of the Ukhta District. Proc. V Kudryavtsev’s Readings. AllRussian Conference on the deep genesis of oil and gas. Moscow, 4 p. (In Russ.)Сидорова Е.Ю., Ситдикова Л.М. (2013). Ассоциации глинистых минералов древних кор выветривания – потенциальных коллекторских зон кристаллического фундамента Татарского свода. Георесурсы, 5, с. 3–7. http://dx.doi.org/10.18599/grs.55.5.1Sukhanov A.A., Sergeev V.O., Valiev F.F., Makarova I.R., Yafyasov A.M. (2014). Application of physical methods to characterize the organic matter of dictionem shales in the Leningrad Region. Bulletin of Saint Petersburg University, Series 4, 1, pp. 32–36. (In Russ.)Суханов А.А., Сергеев В.О., Валиев Ф.Ф. , Макарова И.Р., Яфясов А.М. (2014). Применение физических методов для характеристики органического вещества диктионемовых сланцев Ленинградской области Вестник СПбГУ, сер. 4, 1, с. 32–36.Tarasevich B.N. (2012). IR-spectra of the main classes of organic compounds. Reference materials. Moscow: MSU, 55 p. (In Russ.)Тарасевич Б.Н. (2012) ИК-спектры основных классов органических соединений. Справочные материалы. М.: МГУ, 55 с.Yevtushenko E.I., Sysa O.K., Lyashenko O.V., Novoselov A.G. (2012). Integrated analysis of structural changes in hydrothermal-stabilized kaolins. Vestnik BGTU im. V.G. Shukhova, 3, pp. 150–154. (In Russ.)Чернов. М.С., Крупская В.В., Кузнецов Р.А., Рычагов С.Н., Соколов В.Н. (2019). Каолинит гидротермальных глин Паужетско-КамбальноКошелевского геотермального района (Южная Камчатка). Мат. XXII Всеросс. научной конф. «Вулканизм и связанные с ним процессы». Петропавловск-Камчатский: Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, с. 240–243.Yukhtanov P.P., Antoshkina A.I., Saldin V.A., Tsyganko V.S., Burtsev I.N. (2008). Geological heritage of the Komi Republic. Syktyvkar: Institute of Geology, UB RAS, 358 p. (In Russ.)Юманов Ф. Л., Сиваш Н. С., Иванов Н. Ф. и др. (2013). Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1 : 200 000. Серия Тиманская. Лист P-39-VI (Ухта). Объяснительная записка. М.: МФ ВСЕГЕИ, 251 с.Yumanov F.L., Sivash N.S., Ivanov N.F. and others (2013). State geological map of the Russian Federation. Scale 1 : 200 000. Timanskaya Series. Sheet P-39-VI (Ukhta). Moscow: VSEGEI, 251 p. (In Russ.)Юричев А.Н. (2015). Метасоматизм (основные аспекты). Томск: Изд. Дом ТГУ, 116 с.Yurichev A.N. (2015). Metasomatism (main aspects). Tomsk: TGU Publ., 116 p. (In Russ.)Юхтанов П.П., Антошкина А.И., Салдин В.А., Цыганко В.С., Бурцев И.Н. (2008). Геологическое наследие Республики Коми. Сыктывкар: Институт Геологии УрО РАН, 358 с.Zakharov V.D., Kozulin A.H. (1979). Oil and gas of the Komi ASSR:. Syktyvkar: Komi book publ., 44 p. (In Russ.)Makarova I.R. (2017). The Integrated Study of the Elements Geofluid System in the South Timan-Pechora Oil and Gas Region by Complex Physical Methods. 3-rd World Congress on Materials Science, Engineering, Oil, Gas and Petrochemistry. Spain, Barcelona, р. 94.Zavyalov V.A. (1966). Geochemistry and trace elements of domanic formations of South Pritimanye. Moscow: Nauka, 156 p. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.