nznistuНауки о Земле и недропользованиеEarth sciences and subsoil use2686-99932686-7931Federal State Budget Educational Institution of Higher Education "Irkutsk National Research Technical University"10.21285/2686-9993-2021-44-3-285-292nznistu-164Research ArticleРазведка и разработка месторождений полезных ископаемыхExploration and Development of Mineral DepositsНаходки углей Танхойского поля в донных отложениях Южного БайкалаOccurrence of Tankhoy field coals in South Baikal bottom sedimentshttps://orcid.org/0000-0002-6128-708XХлыстовО. М.KhlystovO. M.

Хлыстов Олег Михайлович, заведующий Лабораторией геологии озера Байкал, старший научный сотрудник

Иркутск

Oleg M. Khlystov, Head of the Laboratory of Lake Baikal Geology, Senior Researcher

Irkutsk

khloleg45@yandex.ruВайнер-КротовА. В.Vainer-KrotovA. V.

Вайнер-Кротов Андрей Владимирович, старший преподаватель кафедры физической культуры

Иркутск

Andrey V. Vainer-Krotov, Senior Lecturer of the Department of Physical Education

Irkutsk

vainierkrotov@mail.ruКитаевА. В.KitaevA. V.

Китаев Алексей Валерьевич, начальник научного отдела

Танхой

Aleksey V. Kitaev, Head of the Science Division

Tankhoy

kitav1986@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4596-671XПогодаеваТ. В.PogodaevaT. V.

Погодаева Татьяна Владимировна, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник Лаборатории гидрохимии и химии атмосферы

Иркутск

 

Tatiana V. Pogodaeva, Cand. Sci. (Geol. & Mineral.), Senior Researcher of the Laboratory of Hydrochemistry and Atmospheric Chemistry

Irkutsk

tatyana@lin.irk.ruЛимнологический институт СО РАНРоссияLimnological Institute, Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesRussian FederationИркутский национальный исследовательский технический университетРоссияIrkutsk National Research Technical UniversityRussian FederationБайкальский государственный заповедникРоссияBaikal State Nature ReserveRussian Federation202129102021443285292Copyright © Хлыстов О.М., Вайнер-Кротов А.В., Китаев А.В., Погодаева Т.В., 20212021Хлыстов О.М., Вайнер-Кротов А.В., Китаев А.В., Погодаева Т.В.Khlystov O.M., Vainer-Krotov A.V., Kitaev A.V., Pogodaeva T.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.nznj.ru/jour/article/view/164

Целью данного исследования было охарактеризовать первые находки угленосных глин и углей в донных отложениях Южного Байкала и провести их сопоставление с угленосными наземными отложениями Танхойского поля. Сравнительный анализ литологического состава и цвета донных отложений и наземных разрезов, а также содержание органического углерода и палинологический анализ позволили провести их корреляцию. На 900-метровой глубине озера авторами было обнаружено залегание угленосной толщи в in situ (st56), после чего проведена их стратиграфическая корреляция с наземной частью угленосной танхойской свиты. Обнаруженные обломки углей в донных отложениях практически по всей линии распространения Танхойского поля, особенно угли в коренном залегании на подводном склоне южной котловины на глубинах озера до 1300 м, доказывают распространение угленосной области танхойской свиты в подводной части озера на протяжении всего склона (5–15 км от берега) и подтверждают площадь распространения Танхойского палеоозера на значительной области контура современного Южного Байкала. Находки угленосной толщи на этих, а также разных поддоных глубинах, то есть при различных условиях по давлению и температуре, позволяют предположить, что сами угли и угленосные аргиллиты могут являться объектом генерации вторично-микробного метана. Это необходимо учитывать при поисках скоплений газовых углеводородов и газовых гидратов, а также в оценках цикла метана в озере Байкал.

The purpose of the study is to describe the first finds of coal-bearing clays and coals in the bottom sediments of the southern basin of Lake Baikal and compare them with terrestrial coal-bearing deposits of the Tankhoy field. Comparative analysis of the lithological composition and colour of bottom sediments and terrestrial sections, as well as the concentration of organic carbon and conducted palynological analysis allowed their correlation. At the lake’s depth of 900 m the authors discovered a coal-bearing strata in situ (st 56), which later was stratigraphically correlated with the terrestrial coalbearing part of the Tankhoy suite. The fragments of coal found in bottom sediments basically along the entire Tankhoy field, especially bedrock coals on the underwater slope in South Baikal up to 1300 m deep prove the distribution of the coal-bearing part of the Tankhoy suite in the sublacustrine part of the lake throughout the entire slope (from 5 to 10 km offshore) and confirm the distribution area of the Tankhoy paleolake over a significant area of the contour of modern southern basin of Lake Baikal. The finds of coal-bearing strata on these and other various sub-bottom depths, i.e. under various pressure and temperature conditions, suggest that coals themselves and coal-bearing mudstones may be a generation facility of secondary microbial methane. This should be taken into account when searching for gas hydrocarbon and gas hydrate accumulations as well as assessing methane cycles in Lake Baikal.

углиметаннеогеновая танхойская свитаЮжный БайкалcoalsmethaneNeogene Tankhoy suiteSouthern BaikalРабота выполнена при поддержке гранта РНФ 19-17-00226 «Реконструкция механизмов формирования проблематичных аутигенных карбонатов в обстановках диагенеза и катагенеза, связанных с генерацией / окислением углеводородов»This work was supported by the Russian Science Foundation grant 19-17-00226 “Reconstruction of formation mechanisms of problematic authigenic carbonates in diagenesis and catagenesis settings associated with hydrocarbon generation / oxidation”ReferencesЛитология третичных отложений юго-западной части Байкальской рифтовой зоны / отв. ред. Н. А. Логачев. М.: Наука, 1972. 120 с.Logachev N. A. Lithology of Tertiary sediments in the south-western part of the Baikal rift zone. Moscow: Nauka; 1972. 120 p. (In Russ).Мащук И. М., Акулов Н. И. Олигоценовые отложения байкальской рифтовой впадины // Геология и геофизика. 2012. Т. 53. № 4. С. 461–475.Mashchuk I. M., Akulov N. I. Oligocene deposits of the Baikal Rift Valley. Geologiya i geofizika. 2012;53(4):461-475. (In Russ).Рассказов С. В., Лямина Н. А., Лузина И. В., Черняева Г. П., Чувашова И. С., Усольцева М. В. Отложения Танхойского третичного поля, Южно-Байкальская впадина: стратиграфия, корреляции и структурные перестройки в Байкальском регионе // Геодинамика и тектонофизика. 2014. Т. 5. № 4. С. 993–1032. https://doi.org/10.5800/GT-2014-5-4-0165.Rasskazov S. V., Lyamina N. A., Luzina I. V., Chernyaeva G. P., Chuvashova I. S., Usoltseva M. V. Sediments in the tertiary Tankhoi field, South Baikal basin: stratigraphy, correlation and structural transformations in the Baikal region. Geodinamika i tektonofizika = Geodynamics & Tectonophysics. 2014;5(4):993–1032. (In Russ.). https://doi.org/10.5800/GT-2014-5-4-0165.Аль Хамуд А., Рассказов С. В., Чувашова И. С., Трегуб Т. Ф., Волков М. А., Кулагина Н. В. [и др.]. Временные вариации состава кайнозойских отложений на Танхойской тектонической ступени Южного Байкала // Известия Иркутского государственного университета. Серия «Науки о Земле». 2019. Т. 30. С. 108–129. https://doi.org/10.26516/2073-3402.2019.30.108.Al Hamoud A., Rasskazov S. V., Chuvashova I. S., Tregub T. F., Volkov M. An., Kulagina N. V., et al. Temporal compositional variations of Cenozoic sediments on the Tankhoi tectonic step, the Southern Baikal. Izvestiya Irkutskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya “Nauki o Zemle” = Bulletin of Irkutsk State University. Series “Earth Sciences”. 2019;30:108-129. (In Russ). https://doi.org/10.26516/2073-3402.2019.30.108.Аль Хамуд А., Рассказов С. В., Чувашова И. С., Трегуб Т. Ф., Рубцова М. Н., Коломиец В. Л. [и др.]. Опрокинутая эоцен-нижнеплиоценовая аллювиальная толща на южном берегу оз. Байкал и ее неотектоническое значение // Геодинамика и тектонофизика. 2021. Т. 12. № 1. С. 139–156. https://doi.org/10.5800/GT-2021-12-1-0518.Al Hamoud A., Rasskazov S. V., Chuvashova I. S., Tregub T. F., Rubtsova M. N., Kolomiyets V. L., et al. Overturned Eocene – Lower Pliocene alluvial stratum on the southern coast of Lake Baikal and its neotectonic significance. Geodinamika i tektonofizika = Geodynamics & Tectonophysics. 2021;12(1):139-156. (In Russ.). https://doi.org/10.5800/GT-2021-12-1-0518.Hutchinson D. R., Golmshtok A. Y., Zonenshain L. P., Moore T. C., Scholz C. A., Klitgord K. D. Depositional and tectonic framework of the rift basins of Lake Baikal from multichannel seismic data // Geology. 1992. Vol. 20. Iss. 7. P. 589–592. https://doi.org/10.1130/0091-7613(1992)020<0589:DATFOT>2.3.CO;2.Hutchinson D. R., Golmshtok A. Y., Zonenshain L. P., Moore T. C., Scholz C. A., Klitgord K. D. Depositional and tectonic framework of the rift basins of Lake Baikal from multichannel seismic data. Geology. 1992;20(7):589- 592. (In Russ). https://doi.org/10.1130/0091-7613(1992)020<0589:DATFOT>2.3.CO;2.Мац В. Д., Уфимцев Г. Ф., Мандельбаум М. М., Алакшин А. М., Поспеев А. В., Шимараев М. Н. [и др.]. Кайнозой Байкальской рифтовой впадины: строение и геологическая история. Новосибирск: Гео, 2001. 249 c.Mats V. D., Ufimtsev G. F., Mandel'baum M. M., Alakshin A. M., Pospeev A. V., Shimaraev M. N., et al. The Baikal basin in the Cenozoic: structure and geologic history. Novosibirsk: Geo; 2001. 249 p. (In Russ).Хлыстов О. М., Кононов Е. Е., Минами Х., Казаков А. В., Хабуев А. В., Губин Н. А. [и др.]. О рельефе и генезисе подводной возвышенности Муринская банка (Южный Байкал) // География и природные ресурсы. 2016. № 5. С. 109–116. https://doi.org/10.21782/GIPR0206-1619-2016-5(109-116).Khlystov O. M., Kononov E. E., Minami H., Kazakov A. V., Khabuev A. V., Gubin N. A., et al. Topography and genesis of the Murinskaya Banka underwater upland (Southern Baikal). Geografiya i prirodnye resursy. 2016;5:109-116. (In Russ). https://doi.org/10.21782/GIPR0206-1619-2016-5(109-116).Khlystov O. M., De Batist M., Shoji H., Hachikubo A., Nishio S., Naudts N., et al. Gas hydrate of Lake Baikal: discovery and varieties // Journal of Asian Earth Sciences. 2013. Vol. 62. P. 162–166. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2012.03.009.Khlystov O. M., De Batist M., Shoji H., Hachikubo A., Nishio S., Naudts N., et al. Gas hydrate of Lake Baikal: discovery and varieties. Journal of Asian Earth Sciences. 2013; 62:162-166. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2012.03.009.Конторович А. Э., Каширцев В. А., Москвин В. И., Бурштейн Л. М., Земская Т. И., Костырева Е. А. [и др.]. Нефтегазоносность отложений озера Байкал // Геология и геофизика. 2007. Т. 48. № 12. С. 1346–1356.Kontorovich A. E., Kashirtsev V. A., Moskvin V. I., Burshtein L. M., Zemskaya T. I., Kostyreva E. A., et al. Petroleum potential of Baikal deposits. Geologiya i geofizika. 2007;48(12):1346-1356. (In Russ).Khlystov O. M., Khabuev A. V., Minami H., Hachikubo A., Krylov A. A. Gas hydrates in Lake Baikal // Limnology and Freshwater Biology. 2018. Vol. 1. P. 66–70. https://doi.org/10.31951/2658-3518-2018-A-1-66.Khlystov O. M., Khabuev A. V., Minami H., Hachikubo A., Krylov A. A. Gas hydrates in Lake Baikal. Limnology and Freshwater Biology. 2018;1:66-70. https://doi.org/10.31951/2658-3518-2018-A-1-66.Калмычков Г. В., Покровский Б. Г., Хачикубо А., Хлыстов О. М. Геохимические характеристики метана из осадков подводной возвышенности Посольская банка (озеро Байкал) // Литология и полезные ископаемые. 2017. № 2. C. 121–129. https://doi.org/10.7868/S0024497X17020057.Kalmychkov G. V., Pokrovsky B. G., Hachikubo A., Khlystov O. M. Geochemical characteristics of methane from sediments of the underwater high Posolskaya Bank (Lake Baikal). Litologiya i poleznye iskopaemye. 2017;2:121–129. (In Russ). https://doi.org/10.7868/S0024497X17020057.Hachikubo A., Minami H., Yamashita S., Khabuev A., Krylov A., Kalmychkov G. [et al.]. Characteristics of hydrate-bound gas retrieved at the Kedr mud volcano (southern Lake Baikal) // Scientific Reports. 2020. Vol. 10. P. 14747. https://doi.org/10.1038/s41598-020-71410-2.Hachikubo A., Minami H., Yamashita S., Khabuev A., Krylov A., Kalmychkov G., et al. Characteristics of hydrate-bound gas retrieved at the Kedr mud volcano (southern Lake Baikal). Scientific Reports. 2020;10:14747. https://doi.org/10.1038/s41598-020-71410-2.Калмычков Г. В., Егоров А. В., Хачикубо А., Хлыстов О. М. Углеводородные газы подводного нефтегазового проявления Горевой утес (оз. Байкал, Россия) // Геология и геофизика. 2019. Т. 60. № 10. С. 1488–1495. https://doi.org/10.15372/GiG2019110.Kalmychkov G. V., Egorov A. V., Hachikubo A., Khlystov O. M. Hydrocarbon gases of the Gorevoi Utes underwater oil-gas seep (Lake Baikal, Russia). Geologiya i geofizika. 2019;60(10):1488-1495. (In Russ). https://doi.org/10.15372/GiG2019110.Lorenson T. D., Collett T. S., Hunter R. B. Gas geochemistry of the Mount Elbert Gas Hydrate Stratigraphic Test Well, Alaska North Slope: implications for gas hydrate exploration in the Arctic // Marine and Petroleum Geology. 2011. Vol. 28. Iss. 2. P. 343–360. https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2010.02.007.Lorenson T. D., Collett T. S., Hunter R. B. Gas geochemistry of the Mount Elbert Gas Hydrate Stratigraphic Test Well, Alaska North Slope: implications for gas hydrate exploration in the Arctic. Marine and Petroleum Geology. 2011;28(2):343-360. https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2010.02.007.Milkov A. V. Worldwide distribution and significance of secondary microbial methane formed during petroleum biodegradation in conventional reservoirs // Organic Geochemistry. 2011. Vol. 42. Iss. 2. P. 184–207. https://doi.org/10.1016/j.orggeochem.2010.12.003.Milkov A. V. Worldwide distribution and significance of secondary microbial methane formed during petroleum biodegradation in conventional reservoirs. Organic Geochemistry. 2011;42(2):184-207. https://doi.org/10.1016/j.orggeochem.2010.12.003.Безрукова Е. В., Тарасов П. Е., Кулагина Н. В., Абзаева А. А., Летунова П. П., Кострова С. С. Палинологическое исследование донных отложений озера Котокель (район озера Байкал) // Геология и геофизика. 2011. Т. 52. № 4. С. 586–595.Bezrukova E. V., Tarasov P. E., Kulagina N. V., Abzaeva A. A., Letunova P. P., Kostrova S. S. Palynological study of Lake Kotokel' bottom sediments (Lake Baikal region). Geologiya i geofizika. 2011;52(4):586-595. (In Russ).Погодаева Т. В., Ходжер Т. В., Жученко Н. А., Григорьев М. Н., Панов В. С., Максимов Г. Т. Поступление органического вещества в залив Буор-Хая (море Лаптевых) // Геология и геофизика. 2017. Т. 58. № 5. С. 739–752. https://doi.org/10.15372/GiG20170505.Pogodaeva T. V., Khodzher T. V., Zhuchenko N. A., Grigoriev M. N., Panov V. S., Maksimov G. T. Input of organic matter to the Buor-Khaya Gulf (Laptev Sea). Geologiya i geofizika. 2017;58(5):739-752. (In Russ). https://doi.org/10.15372/GiG20170505.Выхристюк Л. А. Органическое вещество донных осадков Байкала. Новосибирск: Наука, 1980. 80 с.Vykhristyuk L. A. Organic matter of Lake Baikal bottom sediments. Novosibirsk: Nauka; 1980. 80 p. (In Russ.).Хлыстов О. М., Кононов Е. Е., Минами Х., Казаков А. В., Хабуев А. В., Губин Н. А. [и др.]. Новые данные о рельефе подводного южного склона Южно-Байкальской котловины // География и природные ресурсы. 2018. № 1. С. 59–65. https://doi.org/10.21782/GIPR0206-1619-2018-1(59-65).Khlystov O. M., Kononov E. E., Minami H., Kazakov A. V., Khabuev A. V., Gubin N. A., et al. New evidence on the relief of the southern underwater slope in the South Baikal basin. Geografiya i prirodnye resursy. 2018;1:59-65. (In Russ.). https://doi.org/10.21782/GIPR0206-1619-2018-1(59-65).

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