georesГеоресурсыGeoresources1608-50431608-5078Georesursy LLC10.18599/grs.2025.2.6geores-544Research ArticleСТАТЬИRESEARCH ARTICLESЗакономерности изменения изотопного состава углерода битумоидов как индикатор условий осадконакопленияPatterns of Carbon Isotope Composition Variation of Organic Matter as an Indicator of Sedimentation ConditionsКрасноваЕ. А.KrasnovaE. A.

Елизавета Андреевна Краснова – кандидат геол.-мин. наук, старший научный сотрудник кафедры геологии и геохимии горючих ископаемых; старший научный сотрудник

119234, Москва, Ленинские горы, 1

Elizaveta A. Krasnova – Cand. Sci. (Geology and Mineralogy), Senior Researcher, Petroleum Geology Department; Senior Researcher

1, Leninskie gory, Moscow, 119234

e.krasnova@oilmsu.ruСтупаковаА. В.StoupakovaA. V.

Антонина Васильевна Ступакова – доктор геол.-мин. наук, заведующий кафедрой геологии и геохимии горючих ископаемых, директор Института перспективных исследований нефти и газа

119234, Москва, Ленинские горы, 1 

 

Antonina V. Stoupakova – Dr. Sci. (Geology and Mineralogy), Professor, Head of the Petroleum Geology Department, Head of the Petroleum Research Institute

1, Leninskie gory, Moscow, 119234

ЗавьяловаА. П.ZavyalovaA. P.

Анна Петровна Завьялова – кандидат геол.-мин. наук, старший научный сотрудник, кафедра геологии и геохимии горючих ископаемых

119234, Москва, Ленинские горы, 1 

Anna P. Zavyalova – Cand. Sci. (Geology and Mineralogy), Senior Researcher, Petroleum Geology Department

1, Leninskie gory, Moscow, 119234

СауткинР. С.SautkinR. S.

Роман Сергеевич Сауткин – кандидат геол.-мин. наук, старший научный сотрудник кафедры геологии и геохимии горючих ископаемых

119234, Москва, Ленинские горы, 1

Roman S. Sautkin – Cand. Sci. (Geology and Mineralogy), Senior Researcher, Petroleum Geology Department

1, Leninskie gory, Moscow, 119234

СусловаА. А.SuslovaA. A.

Анна Анатольевна Суслова – кандидат геол.-мин. наук, ведущий научный сотрудник кафедры геологии и геохимии горючих ископаемых

119234, Москва, Ленинские горы, 1

Anna A. Suslova – Cand. Sci. (Geology and Mineralogy), Leading Researcher, Petroleum Geology Department

1, Leninskie gory, Moscow, 119234

КолесниковаТ. О.KolesnikovaT. O.

Татьяна Олеговна Колесникова – инженер кафедры геологии и геохимии горючих ископаемых

119234, Москва, Ленинские горы, 1 

Tatiana O. Kolesnikova – Postgraduate Stident, Petroleum Geology Department

1, Leninskie gory, Moscow, 119234

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова; Институт геохимии и аналитической химии имени В.И. Вернадского РАН РоссияРоссияLomonosov Moscow State University; Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry of the Russian Academy of SciencesRussian FederationМосковский государственный университет имени М.В. ЛомоносоваРоссияLomonosov Moscow State UniversityRussian Federation20251507202527264–73Copyright © Краснова Е.А., Ступакова А.В., Завьялова А.П., Сауткин Р.С., Суслова А.А., Колесникова Т.О., 20252025Краснова Е.А., Ступакова А.В., Завьялова А.П., Сауткин Р.С., Суслова А.А., Колесникова Т.О.Krasnova E.A., Stoupakova A.V., Zavyalova A.P., Sautkin R.S., Suslova A.A., Kolesnikova T.O.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/544

Данная статья посвящена исследованию изотопных характеристик органического вещества верхнетриасовых-юрских отложений Западно-сибирского нефтегазоносного бассейна, имеющих ключевое значение для понимания процессов нефтегазообразования в регионе. На основе детальных изотопных исследований битумоидов показана картина изменения изотопных характеристик, обусловленная влиянием фациальных условий осадконакопления. Целью работы являлось выявление и систематизация закономерностей распределения изотопов углерода в автохтонном органическом веществе для создания генетической картины его формирования в различных палеогеографических обстановках юрского времени. Изотопно-фракционный анализ битумоидов позволил выделить пять групп, отражающих связь изотопного состава органического вещества и условия осадконакопления в пределах Фроловско-Шаимского, Ямало-Гыданского и уренгойского фациальных районов. Полученные результаты имеют важное значение для региональной геологии и нефтегазовой геологии, способствуя оптимизации стратегий поисков и разведки углеводородов в Западно-сибирском бассейне и предоставляя новые инструменты для оценки нефтегазоносного потенциала осадочных бассейнов в целом.

This paper presents an investigation of the isotopic characteristics of organic matter in Upper TriassicJurassic sediments of the West Siberian Basin, which are crucial for understanding the processes of oil and gas formation in the region. Based on detailed isotopic studies of bitumoids, a pattern of isotopic characteristic changes is demonstrated, driven by the influence of facies conditions of sedimentation. The aim of the study was to identify and systematize the regularities of carbon isotope distribution in autochthonous organic matter to create a genetic picture of its formation in various paleogeographic settings of the Jurassic period. Isotope-fractionation analysis of bitumoids allowed us to identify five groups, reflecting the link between the isotopic composition of organic matter and sedimentation conditions within the Frolovsko-Shaimsky, Yamalo-Gydansky, and Urengoy facies regions. The obtained results are of great importance for regional geology and petroleum geology, contributing to the optimization of hydrocarbon exploration and development strategies in the West Siberian Basin and providing new tools for assessing the hydrocarbon potential of sedimentary basins in general.

геохимические исследованияизотопный состав углеродапалеогеографические реконструкциинефтегазоносностьЗападная сибирьюрские отложенияgeochemical researchcarbon isotope compositionpaleogeographic reconstructionsoil and gas potentialWestern SiberiaJurassic sedimentsАвторы выражают благодарность рецензенту за ценные замечания и предложения, которые способствовали улучшению работы.The authors would like to thank the reviewers for their valuable comments and suggestions, which helped to enhance the work.ReferencesГалимов Э.М. (1973). Изотопы углерода в нефтегазовой геологии. Недра, 384 с.Bokhovenly C., Theeuwen H.I. (1966). Determination of the abundance of carbon and nitrogen isotopes in dutch coals and natural gas. Nature, 21(5052).Галимов Э.М. (1981). Природа биологического фракционирования изотопов. М.: Наука, 247 с.Franks S.G., Dias R.F., Freeman K.H., Boles J.R. Holbal, A., Fincannon, A. L., Jordanl, E. D. (2001) Carbon isotopic composition of organic acids in oil field waters, San Joaquin Basin, CA, USA. Geochimica et Cosmochimica Acta, 65, рр. 1301–1310. https://doi.org/10.1016/S0016-7037(00)00606-2Галимов Э.М. (1986). Геохимия стабильных изотопов углерода. Москва: Недра, 268 с.Frik M.G. (1984). Geochemistry of Hydrocarbons in Oil in Connection with the Prospects of Oil Potential in the Pre-Urals. Cand. Geol. and Min. Sci. Diss. Moscow, 380 p. (In Russ.)Гончаров, И.В., Обласов, Н.В., Самойленко, А.В., Фадеева, С.В., Кринин, В.А., Волков, В.А. (2010). Нефтематеринские породы и нефти восточной части Западной Сибири. Нефтяное хозяйство, (8), с. 24–28.Fursenko E.A., Burukhina A.I., Kim N.S., Rodchenko A.P. (2021). Modern concepts of the geochemistry of organic matter and naphthides of Mesozoic deposits of the Arctic regions of Western Siberia. Geochemistry, 66(12), pp. 1077–1105. (In Russ.) https://doi.org/10.31857/S0016752521120025Гончаров И.В., Обласов Н.В., Сметанин А.В., Самойленко В.В., Фадеева С.В., Журова Е.Л. (2012). Генетические типы и природа флюидов углеводородных залежей юго-востока Западной Сибири. Нефтяное хозяйство, (11), с. 8–13.Galimov E.M. (1973). Carbon Isotopes in Petroleum Geology. Moscow: Nedra, 384 pp. (In Russ.)Григорьев Н.К., Ефремов В.М., Кокунов В.Л., Кумыков В.Х., Конторович А.Э. (1971). Некоторые результаты определения изотопного состава углерода нефтей, газов, конденсатов и рассеянного органического вещества Западной Сибири. Вопросы геологии и освоения нефтяных и газовых месторождений Томской области. Томск: Изд-во ТГУ, с. 9–15.Galimov E.M. (1981). The Nature of Biological Isotope Fractionation. Moscow: Nauka, 247 pp. (In Russ.)Катченков С.М. (1970). О возможности использования изотопного состава углерода битумоидов и органического вещества осадочных пород для выявления газопроизводящих свит. Докл. АН БССР, 14(9).Galimov E.M. (1986). Geochemistry of Stable Carbon Isotopes. Moscow: Nedra, 268 pp. (In Russ.)Кодина Л.А., Галимов Э.М. (1984). Формирование изотопного состава углерода органического вещества гумусового и сапропелевого типов в морских отложениях. Геохимия, 11, с. 1742–1756.Goncharov I.V., Oblasov N.V., Samoylenko A.V., Fadeeva S.V., Krinin V.A., Volkov V.A. (2010). Oil-source rocks and oils in the eastern part of Western Siberia. Neftyanoe Khozyaystvo = Oil Industry, (8), pp. 24–28. (In Russ.)Конторович А.Э., Богородская Л.И., Голышев С.И. (1985). Закономерности фракционирования изотопов углерода в седикахитах. Геология и геофизика, 9, с. 34–42.Goncharov I.V., Oblasov N.V., Smetanin A.V., Samoylenko V.V., Fadeeva S.V., Zhurova E.L. (2012). Genetic types and nature of fluids in hydrocarbon deposits in the southeast of Western Siberia. Neftyanoe Khozyaystvo = Oil Industry, (11), pp. 8–13. (In Russ.)Конторович А.Э., Верховская Н.А., Тимошина И.Д., Фомичев А.С. (1986). Изотопный состав углерода рассеянного органического вещества и битумоидов и некоторые спорные вопросы теории образования нефти. Геология и геофизика, 5, c. 3-12.Grigoriev N.K., Efremov V.M., Kokunov V.L., Kumykov V.Kh., Kontorovich,A.E. (1971). Some results of determining the isotopic composition of carbon in oils, gases, condensates, and dispersed organic matter of Western Siberia. Issues of Geology and Development of Oil and Gas Fields in Tomsk Region. Tomsk: Tomsk State University, pp. 9–15. (In Russ.)Конторович А.Э., Конторович В.А., Рыжкова С.В. и др. (2013). Палеогеография Западно-сибирского осадочного бассейна в юрском периоде. Геология и геофизика, 54(8), с. 972–1012.Hayes J.M., Strauss H., Kaufman A.J. (1999) The abundance of 13C in marine organic matter and isotopic fractionation in the global biogeochemical cycle of carbon during the past 800 Ma. Chemical Geology, 161, pp. 103–125. https://doi.org/10.1016/S0009-2541(99)00083-2Краснова Е.А., Ступакова А.В., Сауткин Р.С., Корзун А.В., Большакова М.А., Суслова А.А. (2024). Использование соотношений стабильных изотопов δ18О, δ13С в задачах нефтяной геологии. Георесурсы, 26(3), c. 22–35. https://doi.org/10.18599/grs.2024.3.2Katchenkov S.M. (1970). On the possibility of using the isotopic composition of carbon in bitumoids and organic matter of sedimentary rocks to identify gas-producing formations. Dokl. AN BSSR, 14(9). (In Russ.)Ступакова А.В., Поляков А.А., Малышев Н.А., Сауткин Р.С., Вержбицкий В.Е., Комиссаров Д.К., Волянская В.В., Осипов С.В., Большакова М.А., Суслова А.А., Калмыков А.Г., Ситар К.А., Воронин М.Е., Карпушин М.Ю., Мордасова А.В., Коробова Н.И. (2023). Критерии нефтегазоносности осадочного бассейна. Георесурсы, 25(2), c. 5–21. https://doi.org/10.18599/grs.2023.2.1Kodina L.A., Galimov E.M. (1984). Formation of the isotopic composition of carbon in organic matter of humus and sapropel types in marine sediments. Geokhimiya (Geochemistry), 11, pp. 1742–1756. (In Russ.)Ступакова А.В., Коробова Н.И., Мордасова А.В., Сауткин Р.С., Сивкова Е.Д., Большакова М.А., Воронин М.Е., Суслова А.А., Карпушин М.Ю., Кожанов Д.Д., Махнутина М.Л., Шевчук Н.С., Богатырева И.Я., Чупахина В.В. (2023). Обстановки осадконакопления как основа генетической типизации базовых критериев нефтегазоносности. Георесурсы, 25(2), c. 75–88. https://doi.org/10.18599/grs.2023.2.6Kontorovich A. E., Bogorodskaya L.I., Golyshev S.I. (1985). Carbon isotope fractionation patterns in sedicahites. Geologiya i geofizika (Geology and Geophysics), 9, pp. 34–42. (In Russ.)Ступакова А. В., Бакуев О.В., Завьялова А.П., Суслова А.А., Никишин В.А., Коробова Н.И., Волянская В.В., Чупахина В. В., Желанова О.В., Сауткин Р.С., Гилаев Р.М., Агаян А.С., Колесникова Т.О., Большакова М.А., Курдина Н.С., Краснова Е.А. (2024). Палеобассейны. История развития осадочных бассейнов и их нефтегазоносность. М.: Издательский дом Недра, 220 с.Kontorovich A.E., Verkhovskaya N.A., Timoshina I.D., Fomichev A.S. (1986). Carbon isotope composition of dispersed organic matter and bitumoids and some controversial issues in the theory of oil formation. Geologiya i geofizika (Geology and Geophysics), 5, pp. 3–12. (In Russ.)Фрик М.Г. (1984). Геохимия углеводородов нефти в связи с перспективами нефтеносности Прикамья. Дисс. канд. геол.-минерал. наук. М., 380 с.Kontorovich A.E., Kontorovich V.A., Ryzhkova S.V. et al. (2013). Paleogeography of the West Siberian Sedimentary Basin in the Jurassic Period. Russian Geology and Geophysics, 54(8), pp. 747–779. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2013.07.002Фурсенко Е.А., Бурухина А.И., Ким Н.С., Родченко А.П. (2021). Современные представления о геохимии органического вещества и нафтидов мезозойских отложений арктических районов Западной Сибири. Геохимия, 66(12), с. 1077–1105. https://doi.org/10.31857/S0016752521120025Krasnova E.A., Stupakova A.V., Sautkin R.S., Korzun A.V., Bolshakova, M.A., Suslova, A.A. (2024). Use of stable isotope ratios δ18O, δ13C in petroleum geology tasks. Georesursy = Georesources, 26(3), pp. 22–35. (In Russ.) https://doi.org/10.18599/grs.2024.3.2Bokhovenly C., Theeuwen H.I. (1966). Determination of the abundance of carbon and nitrogen isotopes in dutch coals and natural gas. Nature, 21(5052).Schoell M. (1983). Genetic characterization of Natural Gases. The American Association of Petroleum Geologists Bulletin, 67, pp. 2225–2238. https://doi.org/10.1306/AD46094A-16F7-11D7-8645000102C1865DFranks S.G., Dias R.F., Freeman K.H., Boles J.R. Holbal, A., Fincannon, A. L., Jordanl, E. D. (2001) Carbon isotopic composition of organic acids in oil field waters, San Joaquin Basin, CA, USA. Geochimica et Cosmochimica Acta, 65, рр. 1301–1310. https://doi.org/10.1016/S0016-7037(00)00606-2Silverman S.R., Epstein S. (1958). Carbon isotopic composition of petroleum and other sedimentary organic materials. Bull.Amer.Ass.Petrol.Geol., 42, pp. 998. https://doi.org/10.1306/0BDA5AEC-16BD-11D7-8645000102C1865DHayes J.M., Strauss H., Kaufman A.J. (1999) The abundance of 13C in marine organic matter and isotopic fractionation in the global biogeochemical cycle of carbon during the past 800 Ma. Chemical Geology, 161, pp. 103–125. https://doi.org/10.1016/S0009-2541(99)00083-2Stoupakova A.V., Korobova N.I., Mordasova A.V., Sautkin R.S., Sivkova E.D., Bolshakova M.A., Voronin M.E., Suslova A.A., Karpushin M.Yu., Kozhanov D.D., Makhmutina M.L., Shevchuk N.S., Bogatyreva I.Ya., Chupakhina V.V. (2023). Sedimentation environments as the basis for genetic typing of key criteria for oil and gas potential. Georesursy = Georesources, 25(2), pp. 75–88. (In Russ.) https://doi.org/10.18599/grs.2023.2.6Schoell M. (1983). Genetic characterization of Natural Gases. The American Association of Petroleum Geologists Bulletin, 67, pp. 2225–2238. https://doi.org/10.1306/AD46094A-16F7-11D7-8645000102C1865DStoupakova A.V., Polyakov A.A., Malyshev N.A., Sautkin R.S., Verzhbitsky V.E., Komissarov D.K., Volyanskaya V.V., Osipov S.V., Bolshakova M.A., Suslova A.A., Kalmykov, A.G., Sitar K.A., Voronin M.E., Karpushin M.Yu., Mordasova A.V., Korobova N.I. (2023). Criteria for the oil and gas potential of a sedimentary basin. Georesursy = Georesources, 25(2), pp. 5–21. (In Russ.) https://doi.org/10.18599/grs.2023.2.1Silverman S.R., Epstein S. (1958). Carbon isotopic composition of petroleum and other sedimentary organic materials. Bull.Amer.Ass.Petrol.Geol., 42, pp. 998. https://doi.org/10.1306/0BDA5AEC-16BD-11D7-8645000102C1865DStoupakova A.V., Bakuev O.V., Zavyalova A.P., Suslova A.A., Nikishin V.A., Korobova N.I., Volyanskaya V.V., Chupakhina V.V., Zhelanova O.V., Sautkin R.S., Gilaev R.M., Agayan A.S., Kolesnikova T.O., Bolshakova M.A., Kurdina N.S., Krasnova E.A. (2024). Paleobasins. History of the development of sedimentary basins and their oil and gas potential. Moscow: Nedra, 220 pp. (In Russ.)Whiticar M.J. (1994). Correlation of natural gases with their sources: Chapter 16: Part IV. Identification and Characterization. The AAPG special Volumes, The Petroleum System-From Source to Trap, pp. 261–283. https://doi.org/10.1306/M60585C16Whiticar M.J. (1994). Correlation of natural gases with their sources: Chapter 16: Part IV. Identification and Characterization. The AAPG special Volumes, The Petroleum System-From Source to Trap, pp. 261–283. https://doi.org/10.1306/M60585C16

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