nznistuНауки о Земле и недропользованиеEarth sciences and subsoil use2686-99932686-7931Federal State Budget Educational Institution of Higher Education "Irkutsk National Research Technical University"10.21285/2686-9993-2024-47-1-17-34MFIMTQnznistu-329Research ArticleГеология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагенияGeology, prospecting and exploration of solid minerals, mineragenyПрименение изотопно-геохимических критериев при диагностике генезиса газовых систем Олимпиадинского золоторудного месторожденияUsing isotope-geochemical criteria for Olympiadinskoye gold deposit gas system genesis diagnosishttps://orcid.org/0009-0008-5748-5762КовалевА. А.KovalevA. A.

Артем Андреевич Ковалев, инженер-геолог

Красноярск

Artem A. Kovalev, Geologist Engineer

Krasnoyarsk

kovalevartom@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0005-9981-3750КарповВ. А.KarpovV. A.

Виктор Александрович Карпов, главный горняк

Красноярск

Victor A. Karpov, Chief Miner

Krasnoyarsk

karpovv159@yandex.ruhttps://orcid.org/0009-0005-5971-8070МакаровВ. А.MakarovV. А.

Владимир Александрович Макаров, доктор геолого-минералогических наук, профессор, заведующий кафедрой

Институт цветных металлов; кафедра геологии месторождений и методики разведки

Красноярск

Vladimir А. Makarov, Dr. Sci. (Geol. & Mineral.), Professor,Head of the Department

School of Non-Ferrous Metals; Department of Deposit Geology and Exploration Methods

Krasnoyarsk

VMakarov@sfu-kras.ruhttps://orcid.org/0009-0002-6440-2036ПадалкоН. Л.PadalkoN. L.

Томский филиал

Наталия Львовна Падалко, кандидат химических наук, научный сотрудник

Томск

Nataliya L. Padalko, Cand. Sci. (Chem.), Researcher

Tomsk branch

Tomsk

isotopnata@mail.ruООО Центр геотехнологических исследований «Прогноз»РоссияLLC CGI “Prognoz”Russian FederationАО «Полюс Красноярск»РоссияJSC “Polyus Krasnoyarsk”Russian FederationСибирский федеральный университетРоссияSiberian Federal UniversityRussian FederationАО «Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья»РоссияJSC “SNIGG and MS”Russian Federation2024280420244711734Copyright © Ковалев А.А., Карпов В.А., Макаров В.А., Падалко Н.Л., 20242024Ковалев А.А., Карпов В.А., Макаров В.А., Падалко Н.Л.Kovalev A.A., Karpov V.A., Makarov V.А., Padalko N.L.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/329

   Авторами исследованы современные газопроявления, пространственно сопряженные с рудными месторождениями Каитьбинской литолого-фациальной зоны Енисейского кряжа.

   Цель данного исследования заключалась в получении научно обоснованных данных о генезисе газообразных и парообразных флюидов различных природных сред опробования карьера «Восточный» Олимпиадинского золоторудного месторождения: горных пород, природных вод, газов свободного выделения из буровзрывных скважин и воздуха приземной атмосферы.

   Выполнен комплекс полевых и аналитических работ: дегазация, газовая хроматография, пиролиз органического вещества литифицированных и метаморфизованных отложений, анализ изотопного состава углерода углекислого газа и метана флюидальных систем. Для изучения нормального газо-геохимического поля (естественного фона) района работ проведена атмо-геохимическая съемка на эталонном участке, экологически «чистом» полигоне с минимальным влиянием техногенных факторов. Установлено, что приземная атмосфера полигона обязана своим формированием ландшафтным и геоморфологическим условиям участка Каитьбинской литолого-фациальной зоны, флюидальным системам глубоких горизонтов, которые благодаря наличию разветвленной сети дизъюнктивных нарушений и диффузионно-фильтрационным процессам массопереноса достигли зоны поискового геохимического зондирования. В результате пиролитических исследований пород доказано, что в пределах вскрытого разреза карьера «Восточный» органическое вещество отложений кординской свиты нижнего рифея реализовало свой нефтегазогенерационный потенциал и не может служить источником формирования аномальных газовых полей Олимпиадинского месторождения. Изученные газовые системы имеют полигенную природу, являются аллохтонными по отношению к вмещающим отложениям, сформированы без участия газов верхней газогенерирующей (био)зоны, по изотопно-геохимическим критериям это главным образом эндогенные и нафтидогенные флюиды, идентичные газоконденсатным скоплениям Юрубчено-Тохомской зоны нефтегазонакопления.

   The authors studied modern gas manifestations spatially associated with the ore deposits in the Kaitbinskaya lithological-facies zone of the Yenisei Ridge.

   The purpose of the research is to obtain scientifically based data on the genesis of gaseous and vaporous fluids in various sampling environments of the Vostochny open-pit mine of the Olympiadinskoye gold deposit: rocks, natural waters, free-flowing gases from blastholes and air of the surface atmosphere.

   It has been conducted a complex of field and analytical works including degassing, gas chromatography, pyrolysis of the organic substance of lithified and metamorphosed deposits, analysis of carbon isotopic composition in carbon dioxide and methane in fluidal systems. In order to study normal gas-geochemical field (natural background) of the work area an atmospheric geochemical survey was carried out at the reference site – an “environmentally friendly” site with the minimal influence of technogenic factors. It has been determined that the surface atmosphere of the site had been formed due to the landscape and geomorphological conditions of the Kaitbinskaya lithological-facies zone as well as fluidal systems of deep horizons. The latter, due to the presence of an extensive network of disruptive disturbances and diffusion-filtration processes of mass transfer reached the zone of exploratory geochemical sounding. The conducted pyrolytic studies of rocks have proved that within the open section of the Vostochny open-pit mine the organic substance of the Kordinskaya series of the lower Riphean deposits has implemented its oil and gas generation potential and cannot serve the formation source of abnormal gas fields of the Olympiadinskoye gold deposit. The studied gas systems are polygenic in nature and, being allochthonous to the host sediments, are formed without the participation of gases from the upper generating (bio) zone. According to isotope-geochemical criteria, these are mainly endogenous and naphthidogenic fluids identical to the gas condensate accumulations of the Yurubcheno-Tokhomskaya oil and gas accumulation zone.

газовые системыгазопроявлениягенезисЕнисейский кряжизотопные исследованиянефтегазогенерационный потенциалорганическое вещество породОлимпиадинское месторождениеgas systemsgas manifestationsgenesisYenisei Ridgeisotope studiesoil and gas generation potentialorganic substance of rocksOlympiadinskoye depositReferencesСазонов А.М., Звягина Е.А., Сильянов С.А., Лобанов К.В., Леонтьев С.И., Калинин Ю.А. [и др.]. Рудогенез месторождения золота Олимпиада (Енисейский кряж, Россия) // Геосферные исследования. 2019. № 1. С. 17–43. doi: 10.17223/25421379/9/2. EDN: WLSEZA.Sazonov A.M., Zvyagina Ye.A., Silyanov S.A., Lobanov K.V., Leontyev S.I., Kalinin Yu.A., et al. Ore genesis of the Olimpiada gold deposit (Yenisei ridge, Russia). Geosfernye issledovaniya. 2019;(2):17-43. (In Russ.). doi: 10.17223/25421379/10/2. EDN: WLSEZA.Гибшер Н.А., Томиленко А.А., Сазонов А.М., Бульбак Т.А., Рябуха М.А., Сильянов С.А. [и др.]. Олимпиадинское золоторудное месторождение (Енисейский кряж): температура, давление, состав рудообразующих флюидов, δ34S сульфидов, 3He/4He флюидов, Ar-Ar возраст и продолжительность формирования // Геология и геофизика. 2019. Т. 60. № 9. С. 1310–1329. doi: 10.15372/GiG2019073. EDN: TPYKPU.Gibsher N.A., Tomilenko A.А., Bul’bak T.A., Ryabukha M.A., Khomenko M.O., Shaparenko E.O., et al. The Olimpiadinskoe gold deposit (Yenisei ridge): temperature, pressure, composition of ore-forming fluids, δ34S in sulfides, 3He/4He of fluids, Ar–Ar age, and duration of formation. Geologiya i geofizika = Geology and Geophysics. 2019;60(9):1310-1329. (In Russ.). doi: 10.15372/GiG2019073. EDN: TPYKPU.Петрова М.А., Шапаренко Е.О., Хоменко М.О. Метан-азот-углекислотный состав газовой фазы флюидных включений в кварце с глубоких горизонтов месторождения Олимпиада по данным рамановской спектроскопии // Геология : материалы 58-й Междунар. науч.-студ. конф. (г. Новосибирск,10–13 апреля 2020 г.). Новосибирск, 2020. C. 81. EDN: GQUIKF.Petrova M.A., Shaparenko E.O., Khomenko M.O. Methane-nitrogen-carbon dioxide composition of the gas phase of fluid inclusions in quartz from deep horizons of the Olympiada deposit according to Raman spectroscopy data. In: Geologiya: Materialy 58-i Mezhdunar. nauch.-stud. konf. = Geology: Materials of the 58<sup>th</sup> International scientific and student conference. 10–13 April 2020, Novosibirsk. Novosibirsk; 2020, p. 81. (In Russ.). EDN: GQUIKF.Фридман А.И. Природные газы рудных месторождений. М.: Недра, 1970. 192 с.Fridman A.I. Natural gases of ore deposits. Moscow: Nedra; 1970, 192 p. (In Russ.).Матвиенко Н.Г. Выделение природных газов при освоении рудных месторождений. М.: Недра, 1988. 229 с.Matvienko N.G. The release of natural gases during the development of ore deposits. Moscow: Nedra; 1988, 229 p. (In Russ.).Behar F., Beaumont V., Penteado H.L.D.B. Rock-Eval 6 technology: performances and developments // Oil & Gas Science and Technology. 2001. Vol. 56. Iss. 2. P. 111–134. URL: https://ifp.hal.science/hal-02053894/document.Behar F., Beaumont V., Penteado H.L.D.B. Rock-Eval 6 technology: performances and developments. Oil & Gas Science and Technology. 2001;56(2):111-134. URL: https://ifp.hal.science/hal-02053894/document..Старобинец И.С., Калинко М.К. Отбор проб и анализ природных газов нефтегазоносных бассейнов. М.: Недра, 1985. 239 с.Starobinets I.S., Kalinko M.K. Sampling and analysis of natural gases of oil and gas basins. Moscow: Nedra; 1985, 239 p. (In Russ.).Галимов Э.М. Изотопы углерода в нефтегазовой геологии: монография. М.: Недра, 1973. 379 c.Galimov Eh.M. Carbon isotopes in oil and gas geology. Moscow: Nedra; 1973, 379 p. (In Russ.).Кузовкин В.В., Семенов С.М. Метан в приповерхностном слое атмосферы: современное содержание, многолетние тренды и внутригодовая изменчивость // Фундаментальная и прикладная климатология. 2020. Т. 3. С. 5–21. doi: 10.21513/2410-8758-2020-3-05-21. EDN: LLQIDM.Kuzovkin V.V., Semenov S.M. Methane in the surface layer of the atmosphere: current content, long-term trends and intra-annual variability. Fundamentalnaya i prikladnaya klimatologiya. 2020;3:5-21. (In Russ.). doi: 10.21513/2410-8758-2020-3-05-21. EDN: LLQIDM.Рытькова Е.И., Якунина И.И., Блохина Г.Г. Изотопный состав углерода метана поверхностных газопроявлений // Изотопные и битуминологические методы при поисках нефти и газа : сб. науч. тр. / под ред. Л.М. Зорькина. М.: Изд-во ВНИИгеоинформсистем, 1988. С. 42–49.Rytkova E.I., Yakunina I.I., Blokhina G.G. Isotopic composition of carbon methane of surface gas occurrences. In: Zorkin L.M. (ed.). Izotopnye i bituminologicheskie metody pri poiskakh nefti i gaza = Isotopic and bituminological methods in the search for oil and gas. Moscow: All-Russian Research Institute of Geological, Geophysical and Geochemical Systems; 1988, p. 42-49. (In Russ.).Дахнова М.В., Баженова Т.К., Лебедев В.С., Киселев С.М. Изотопные критерии прогноза фазового состава углеводородов в рифейских и венд-кембрийских отложениях Леноунгусской нефтегазоносной провинции // Геология и геофизика. 2011. Т. 52. № 8. С. 1199–1209. EDN: NYJKNF.Dakhnova M.V., Kiselev S.M., Bazhenova T.K., Lebedev V.S. Isotopic criteria for predicting the phase composition of hydrocarbons in Riphean and Vendian deposits of the Lena-Tunguska petroleum province. Geologiya i geofizika = Russian Geology and Geophysics. 2011;52(8):1199-1209. EDN: NYJKNF.Дэвис Дж.С. Статистический анализ в геологии. Кн. 1. / пер. с англ. М.: Недра, 1990. 319 с.Davis J.C. Statistics and data analysis in geology; 1973, 584 p. (Russ. ed.: Statisticheskii analiz v geologii. Book 1. Moscow: Mir; 1990, 319 p.).Старобинец И.С. Газогеохимические показатели нефтегазоносности и прогноз состава углеводородных скоплений. М.: Недра, 1986. 198 с.Starobinets I.S. Gas-geochemical indicators of oil and gas potential and the forecast of the composition of hydrocarbon accumulations. Moscow: Nedra; 1986, 198 p. (In Russ.).Шакиров Р.Б. Газогеохимические поля окраинных морей Восточной Азии : монография. М.: ГЕОС, 2018. 341 с. EDN: XXTSYR.Shakirov R.B. Gasgeochemical fields of the Eastern Asia marginal seas. Monograph. Moscow: GEOS; 2018, 341 p. (In Russ.). EDN: XXTSYR.Алексеев Ф.А., Войтов Г.И., Лебедев В.С., Несмелова З.Н. Метан. М.: Недра, 1978. 310 с.Alekseev F.A., Voitov G.I., Lebedev V.S., Nesmelova Z.N. Methane. Moscow: Nedra; 1978, 310 p. (In Russ.).Голышев С.И., Падалко Н.Л., Соболев П.Н., Дыхан С.В., Праздничных М.И., Черников Е.В. [и др.]. Поверхностная геохимическая съемка, сопровождающая региональные сейсмические исследования Тегульдетской впадины (юго-восток Томской области) // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Сибири. 2012. № S. С. 94–101. EDN: PIDGHP.Golyshev S.I., Padalko N.L., Sobolev P.N., Dykhan S.V., Prazdnichnykh M.I., Chernikov E.V., et al. Surface geochemical survey attendant on regional seismic investigations of the Teguldetskya depression (the south-east of the Tomsk region). Geologiya i mineralno-syrevye resursy Sibiri = Geology and Mineral Resources of Siberia. 2012;(S): 94-101. (In Russ.). EDN: PIDGHP.Матвиенко Н.Г., Воронюк А.С. Основы обеспечения безопасности освоения газоносных и склонных к самовозгоранию рудных месторождений // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2012. № S1. С. 160–171. EDN: QCLETH.Matvienko N.G., Voronyuk A.S. Fundamentals of ensuring development safety of gas-bearing and spontaneous combustion-prone ore deposits. Gornyi informatsionno-analiticheskii byulleten (nauchno-tekhnicheskii zhurnal) = Mining Informational and Analytical Bulletin (scientific and technical journal). 2012;(S1):160-171. (In Russ.). EDN: QCLETH.Пинкевич М.Н., Дворецкая Ю.Б. Оценка естественных ресурсов подземных вод в пределах Олимпиадинской площади (Енисейский кряж) // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Геология. 2016. № 1. С. 144–149. EDN: VVSIZV.Pinkevich M.N., Dvoretskaya J.B. Using the hydrometer method for Olympiadinskoye area zoning by exceedance probability of natural groundwater resources. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Geologiya = Proceedings of Voronezh State University. Series: Geology. 2016;(1):144-149. (In Russ.). EDN: VVSIZV.Соболев В.С., Полякова Л.Л. Некоторые особенности размещения и формирования крупнейших газосодержащих месторождений мира // Нефтегазовая геология. Теория и практика. 2009. Т. 4. № 4. С. 8. Режим доступа: https://ngtp.ru/rub/6/41_2009.pdf (дата обращения 01. 04. 2024). EDN: KXSTTP.Sobolev V.S., Polyakova L.L. Some peculiarities of distribution and formation of the world’s largest gas fields. Neftegazovaya geologiya. Teoriya i praktika = Petroleum Geology – Theoretical and Applied Studies. 2009;4(4):8. Available from: https://ngtp.ru/rub/6/41_2009.pdf [Accessed 1<sup>st</sup> March 2024]. (In Russ.). EDN: KXSTTP.Зорькин Л.М., Крылова Т.А. Использование изотопного состава углерода метана при геохимических поисках залежей нефти и газа // Изотопные и битуминологические методы при поисках нефти и газа : сб. науч. тр. / под ред. Л.М. Зорькина. М.: Изд-во ВНИИгеоинформсистем, 1988. С. 3–15.Zorkin L.M., Krylova T.A. Using carbon isotopic composition of methane in geochemical prospecting for oil and gas. In: Zorkin L.M. (ed.). Izotopnye i bituminologicheskie metody pri poiskakh nefti i gaza = Isotopic and bituminological methods in oil and gas exploration. Moscow: All-Russian Research Institute of Geological, Geophysical and Geochemical Systems; 1988. p. 3-15. (In Russ.). doi: 10.1306/94885688-1704-11D7-8645000102C1865D.Тиссо Б., Вельте Д. Образование и распространение нефти / пер. с англ. М.: Мир, 1981. 503 с.Tissot B.P., Welte D.H. Petroleum formation and occurrence: a new approach to oil and gas exploration; 1978, 702 p. (Russ. ed.: Obrazovaniye i rasprostraneniye nefti. Moscow: Mir; 1981, 503 p.).Peters K.E. Guidelines for evaluating petroleum source rock using programmed pyrolysis // AAPG Bulletin. 1986. Vol. 70. Iss. 3. P. 318–329. doi: 10.1306/94885688-1704-11D7-8645000102C1865D.Peters K.E. Guidelines for evaluating petroleum source rock using programmed pyrolysis. AAPG Bulletin. 1986;70(3):318-329. doi: 10.1306/94885688-1704-11D7-8645000102C1865D.

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