Помощь студентам в учебе
Литологические особенности и органическое вещество отложений моря Лаптевых
|
Введение 13
1 Обзор литературы 15
2 Объект и методы исследования 17
3 Геологическая часть 23
3.1 Физико-географическая характеристика района 23
3.2 Геолого-геофизическая изученность 24
3.2 Главные особенности строения и морфологии Лаптевского бассейна 27
3.3 Стратиграфия 30
3.4 Тектоника 34
3.5 Особенности криолитогенеза моря Лаптевых 36
3.7 Нефтегазоносность 42
3.8 Другие полезные ископаемые 45
4 Литологические особенности и органическое вещество отложений моря
Лаптевых 48
4.1 Литологические особенности и органическое вещество северной части
моря Лаптевых 50
4.2 Литологические особенности и органическое вещество осадочных
отложений мыса Муостах (полуостров Быковский) 55
5 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 66
5.1 Технико-экономическое обоснование продолжительности и объема работ 66
5.1.1 Лабораторные работы 66
5.1.2 Камеральные работы 67
5.2 Расчет затрат времени и труда по видам работ 67
5.3 Расчет материальных затрат на лабораторные работы 70
5.3.1 Расчет заработной платы 70
5.3.2 Расчет страховых взносов в социальные внебюджетные фонды 70
5.3.3 Расчет затрат на материалы 71
5.3.4 Амортизация 73
5.3.5 Накладные расходы 73
5.4 Общая стоимость работ 74
6 Социальная ответственность при изучении особенностей литологического состава отложений моря Лаптевых 75
6.1 Производственная безопасность в компьютерном помещении 76
6.1.1 Анализ вредных производственных факторов и обоснование
мероприятий по их устранению (производственная санитария) 76
6.1.2 Анализ опасных производственных факторов и обоснование
мероприятий по их устранению (техника безопасности) 82
6.2 Экологическая безопасность 83
6.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 85
6.4 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 86
Заключение 89
Список публикаций студента 91
Список использованных источников 93
Приложение А
1 Обзор литературы 15
2 Объект и методы исследования 17
3 Геологическая часть 23
3.1 Физико-географическая характеристика района 23
3.2 Геолого-геофизическая изученность 24
3.2 Главные особенности строения и морфологии Лаптевского бассейна 27
3.3 Стратиграфия 30
3.4 Тектоника 34
3.5 Особенности криолитогенеза моря Лаптевых 36
3.7 Нефтегазоносность 42
3.8 Другие полезные ископаемые 45
4 Литологические особенности и органическое вещество отложений моря
Лаптевых 48
4.1 Литологические особенности и органическое вещество северной части
моря Лаптевых 50
4.2 Литологические особенности и органическое вещество осадочных
отложений мыса Муостах (полуостров Быковский) 55
5 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 66
5.1 Технико-экономическое обоснование продолжительности и объема работ 66
5.1.1 Лабораторные работы 66
5.1.2 Камеральные работы 67
5.2 Расчет затрат времени и труда по видам работ 67
5.3 Расчет материальных затрат на лабораторные работы 70
5.3.1 Расчет заработной платы 70
5.3.2 Расчет страховых взносов в социальные внебюджетные фонды 70
5.3.3 Расчет затрат на материалы 71
5.3.4 Амортизация 73
5.3.5 Накладные расходы 73
5.4 Общая стоимость работ 74
6 Социальная ответственность при изучении особенностей литологического состава отложений моря Лаптевых 75
6.1 Производственная безопасность в компьютерном помещении 76
6.1.1 Анализ вредных производственных факторов и обоснование
мероприятий по их устранению (производственная санитария) 76
6.1.2 Анализ опасных производственных факторов и обоснование
мероприятий по их устранению (техника безопасности) 82
6.2 Экологическая безопасность 83
6.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 85
6.4 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 86
Заключение 89
Список публикаций студента 91
Список использованных источников 93
Приложение А
Реферат
Магистерская диссертационная работа состоит из 115 страниц, 33 рисунков, 19 таблиц, 73 источников литературы.
Объект исследования и предмет - 24 поверхностные пробы (0-5 см) донных осадков северной части моря Лаптевых и 7 образцов осадочного материала клифа мыса Муостах, полуострова Быковский.
Цель работы - изучение литологического состава, распределения
13
органического вещества (Сорг) и изотопного состава углерода (5 C) в отложениях моря Лаптевых.
Методы исследования - комплексное литологическое, геохимическое изучение отложений, интерпретация полученных лабораторно-аналитических данных.
Актуальность исследований продиктована необходимостью детального и разностороннего изучения восточно-арктического шельфа, разработкой оборонительной доктрины, перспективами круглогодичного и безопасного судоходства по Северному морскому пути и климатическими проблемами.
Основные результаты и новизна. На основе комплексной интерпретации лабораторно-аналитических исследований изучены особенности литологического состава и органического вещества отложений моря Лаптевых.
Степень внедрения. Результаты исследования могут быть использованы при геохимических поисках стратегических сырьевых ресурсов в северных регионах.
Область применения. Нефтегазопромысловая геология.
Ключевые слова: органическое вещество, метан, газогидраты, литологический состав, море Лаптевых, мерзлота, донные отложения, термоабразия.
В данной работе использованы следующие термины и сокращения с соответствующими определениями:
Аласы - это плоские округлые просадочные понижения, встречающиеся в районах развития многолетнемерзлых горных пород и образующиеся при потеплении климата и таянии подземных льдов. Диаметр аласов может составлять от десятков метров до нескольких километров, глубина - до 30 метров. Аласы покрыты лугово-степной растительностью, в них часто имеются остаточные озера.
Газовые гидраты - это скопления газа (чаще метана) в особом,
связанном на молекулярном уровне с водой, состоянии. В процессе
формирования этих соединений при низких температурах в условиях
повышенного давления молекулы метана преобразуются в кристаллы гидратов
с образованием твердого вещества, по консистенции похожего на рыхлый лед.
В результате молекулярного уплотнения один кубометр природного метан-5
гидрата в твердом состоянии содержит около 164 м метана в газовой фазе и 0,87 м воды.
Едома (едомный комплекс) - элемент рельефа субарктических равнин Восточной Сибири — небольшие возвышенности (большой обычно каменный холм), содержащие погребённый ископаемый лёд и имеющие мелкобугристую поверхность; также собственно вечная мерзлота этого типа рельефа.
Криолитозона - хасть земной коры, имеющая отрицательную температуру.
Криолитоморфогенез - совокупность взаимодействующих и взаимосвязанных природных процессов формирования рельефа и осадков в высокоширотных низкотемпературных районах под влиянием экзогенных процессов, ход которых, в свою очередь, контролируется воздействием различных зональных и азональных факторов.
Криотекстура — система ледяных включений в мерзлом грунте.
Ледовый комплекс (ЛК) - совокупность закономерно расположенных ледниковых форм рельефа и отложений, образовавшихся во время относительно продолжительной остановки, или осцилляции, края ледника.
Многолетнемерзлые породы (ММП) - это породы, которые постоянно находятся в условиях отрицательных температур.
Моря Восточной Арктики (МВА) - Лаптевых, Восточно-Сибирское и Чукотское - это преимущественно шельфовые акватории в пределах окраинноматериковой эпимезозойской плиты.
Общий органический углерод (Сорг, ТОС) — количество углерода, присутствующее в воде в той части органического вещества, которая растворена или взвешена в воде.
Северный ледовитый океан (СЛО) - наименьший по площади и глубине океан Земли, расположенный полностью в северном полушарии, между Евразией и Северной Америкой.
Термоабразия - процесс разрушения подводного берегового склона и надводного берегового уступа, заключающегося в выработке ниши размыва или волноприбойной ниши в основании берега, мгновенном обрушении или скольжении блоков грунта к подножию и их оттаивания под тепловым воздействием воздуха и морской воды, полном их размыве при волнении моря и вовлечение материала во вдольбереговой поток наносов.
Термоэрозия - термин, использующийся для обозначения эрозии в области многолетней (вечной) мерзлоты. Своеобразие процесса термоэрозии заключается в сочетании теплового и механического воздействия текущей воды на многолетнемёрзлые горные породы. Определяющими факторами развития термоэрозии являются важнейшие характеристики многолетнемёрзлых пород: температура, литологический состав, льдистость грунтов, форма залегания подземного льда, особенности криотекстуры и пр.
Территория восточно-арктического шельфа России представляет интерес с разных позиций. Особенности геологического строения и структурно- тектонического положения создают предпосылки для многообразия его ресурсного потенциала. Так, согласно проведенным исследованиям, в регионе обнаружены промышленные запасы углеводородного сырья и твердых полезных ископаемых.
Актуальность работы продиктована необходимостью детального и разностороннего изучения восточно-арктического шельфа, разработкой оборонительной доктрины, перспективами круглогодичного и безопасного судоходства по Северному морскому пути и климатическими проблемами.
Целью работы является изучение литологического состава, распределения органического вещества (Сорг) и изотопного состава углерода (5 C) в отложениях моря Лаптевых.
Предметом исследования послужили 24 поверхностные пробы (0-5 см) донных осадков северной части моря Лаптевых и 7 образцов осадочного материала клифа мыса Муостах, полуострова Быковский, отобранные в ходе экспедиции 2011 и 2015 гг. на борту флагмана научно-исследовательского флота ДВО РАН НИС «Академик М.А. Лаврентьев».
В связи с данной целью были поставлены следующие задачи:
1. Проведение гранулометрического анализа отложений моря Лаптевых ситовым;
2. Проведение минералогического анализа исследуемых образцов под бинокулярным микроскопом;
3. Проведение рентгенофазового анализа;
4. Определение общего содержания органического углерода, легколетучих органических соединений в осадках;
5. Хромато-масс-спектрометрические исследования;
6. Интерпретация полученных данных.
Научная и практическая новизна исследования заключается в том, что к настоящему времени вопросы состояния береговой зоны мелководного Восточно-Арктического шельфа изучены еще крайне недостаточно. До сих пор слабо затронутыми исследованиями остаются закономерности пространственной структуры распределения донных отложений, взвеси и элементно-изотопного состава их органического вещества.
Практическая значимость результатов диссертации. Изучение литологического состава и органического вещества отложений моря Лаптевых может быть использовано как геохимический критерий поиска при проведении геологоразведочных работ на стратегические сырьевые ресурсы в других северных регионах.
Реализация и апробация работы. Результаты работы магистерской диссертации представлялись в материалах российских и международных конференций и симпозиумов: Всероссийская научная конференция имени М.К. Коровина «Творчество юных - шаг в будущее» (г. Томск, 2015 и 2016 гг.); Всероссийский молодежный форум «Нефтегазовое и горное дело» (г. Пермь, 2016 г.); Всероссийская научно-практическая молодежная конференция «Современные исследования в геологии» (г. Санкт-Петербург, 2016 г.); Международный симпозиуме имени академика М.А. Усова студентов и молодых ученых (г. Томск, 2016 и 2017 гг.); Международная научнопрактическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых (г. Пермь, 2016 и 2017 гг.); Всероссийский конкурс-конференция студентов выпускного курса (г. Санкт-Петербург, 2017 г.). Перечень опубликованных на всех конференциях тезисов докладов включает 8 наименований.
Магистерская диссертационная работа состоит из 115 страниц, 33 рисунков, 19 таблиц, 73 источников литературы.
Объект исследования и предмет - 24 поверхностные пробы (0-5 см) донных осадков северной части моря Лаптевых и 7 образцов осадочного материала клифа мыса Муостах, полуострова Быковский.
Цель работы - изучение литологического состава, распределения
13
органического вещества (Сорг) и изотопного состава углерода (5 C) в отложениях моря Лаптевых.
Методы исследования - комплексное литологическое, геохимическое изучение отложений, интерпретация полученных лабораторно-аналитических данных.
Актуальность исследований продиктована необходимостью детального и разностороннего изучения восточно-арктического шельфа, разработкой оборонительной доктрины, перспективами круглогодичного и безопасного судоходства по Северному морскому пути и климатическими проблемами.
Основные результаты и новизна. На основе комплексной интерпретации лабораторно-аналитических исследований изучены особенности литологического состава и органического вещества отложений моря Лаптевых.
Степень внедрения. Результаты исследования могут быть использованы при геохимических поисках стратегических сырьевых ресурсов в северных регионах.
Область применения. Нефтегазопромысловая геология.
Ключевые слова: органическое вещество, метан, газогидраты, литологический состав, море Лаптевых, мерзлота, донные отложения, термоабразия.
В данной работе использованы следующие термины и сокращения с соответствующими определениями:
Аласы - это плоские округлые просадочные понижения, встречающиеся в районах развития многолетнемерзлых горных пород и образующиеся при потеплении климата и таянии подземных льдов. Диаметр аласов может составлять от десятков метров до нескольких километров, глубина - до 30 метров. Аласы покрыты лугово-степной растительностью, в них часто имеются остаточные озера.
Газовые гидраты - это скопления газа (чаще метана) в особом,
связанном на молекулярном уровне с водой, состоянии. В процессе
формирования этих соединений при низких температурах в условиях
повышенного давления молекулы метана преобразуются в кристаллы гидратов
с образованием твердого вещества, по консистенции похожего на рыхлый лед.
В результате молекулярного уплотнения один кубометр природного метан-5
гидрата в твердом состоянии содержит около 164 м метана в газовой фазе и 0,87 м воды.
Едома (едомный комплекс) - элемент рельефа субарктических равнин Восточной Сибири — небольшие возвышенности (большой обычно каменный холм), содержащие погребённый ископаемый лёд и имеющие мелкобугристую поверхность; также собственно вечная мерзлота этого типа рельефа.
Криолитозона - хасть земной коры, имеющая отрицательную температуру.
Криолитоморфогенез - совокупность взаимодействующих и взаимосвязанных природных процессов формирования рельефа и осадков в высокоширотных низкотемпературных районах под влиянием экзогенных процессов, ход которых, в свою очередь, контролируется воздействием различных зональных и азональных факторов.
Криотекстура — система ледяных включений в мерзлом грунте.
Ледовый комплекс (ЛК) - совокупность закономерно расположенных ледниковых форм рельефа и отложений, образовавшихся во время относительно продолжительной остановки, или осцилляции, края ледника.
Многолетнемерзлые породы (ММП) - это породы, которые постоянно находятся в условиях отрицательных температур.
Моря Восточной Арктики (МВА) - Лаптевых, Восточно-Сибирское и Чукотское - это преимущественно шельфовые акватории в пределах окраинноматериковой эпимезозойской плиты.
Общий органический углерод (Сорг, ТОС) — количество углерода, присутствующее в воде в той части органического вещества, которая растворена или взвешена в воде.
Северный ледовитый океан (СЛО) - наименьший по площади и глубине океан Земли, расположенный полностью в северном полушарии, между Евразией и Северной Америкой.
Термоабразия - процесс разрушения подводного берегового склона и надводного берегового уступа, заключающегося в выработке ниши размыва или волноприбойной ниши в основании берега, мгновенном обрушении или скольжении блоков грунта к подножию и их оттаивания под тепловым воздействием воздуха и морской воды, полном их размыве при волнении моря и вовлечение материала во вдольбереговой поток наносов.
Термоэрозия - термин, использующийся для обозначения эрозии в области многолетней (вечной) мерзлоты. Своеобразие процесса термоэрозии заключается в сочетании теплового и механического воздействия текущей воды на многолетнемёрзлые горные породы. Определяющими факторами развития термоэрозии являются важнейшие характеристики многолетнемёрзлых пород: температура, литологический состав, льдистость грунтов, форма залегания подземного льда, особенности криотекстуры и пр.
Территория восточно-арктического шельфа России представляет интерес с разных позиций. Особенности геологического строения и структурно- тектонического положения создают предпосылки для многообразия его ресурсного потенциала. Так, согласно проведенным исследованиям, в регионе обнаружены промышленные запасы углеводородного сырья и твердых полезных ископаемых.
Актуальность работы продиктована необходимостью детального и разностороннего изучения восточно-арктического шельфа, разработкой оборонительной доктрины, перспективами круглогодичного и безопасного судоходства по Северному морскому пути и климатическими проблемами.
Целью работы является изучение литологического состава, распределения органического вещества (Сорг) и изотопного состава углерода (5 C) в отложениях моря Лаптевых.
Предметом исследования послужили 24 поверхностные пробы (0-5 см) донных осадков северной части моря Лаптевых и 7 образцов осадочного материала клифа мыса Муостах, полуострова Быковский, отобранные в ходе экспедиции 2011 и 2015 гг. на борту флагмана научно-исследовательского флота ДВО РАН НИС «Академик М.А. Лаврентьев».
В связи с данной целью были поставлены следующие задачи:
1. Проведение гранулометрического анализа отложений моря Лаптевых ситовым;
2. Проведение минералогического анализа исследуемых образцов под бинокулярным микроскопом;
3. Проведение рентгенофазового анализа;
4. Определение общего содержания органического углерода, легколетучих органических соединений в осадках;
5. Хромато-масс-спектрометрические исследования;
6. Интерпретация полученных данных.
Научная и практическая новизна исследования заключается в том, что к настоящему времени вопросы состояния береговой зоны мелководного Восточно-Арктического шельфа изучены еще крайне недостаточно. До сих пор слабо затронутыми исследованиями остаются закономерности пространственной структуры распределения донных отложений, взвеси и элементно-изотопного состава их органического вещества.
Практическая значимость результатов диссертации. Изучение литологического состава и органического вещества отложений моря Лаптевых может быть использовано как геохимический критерий поиска при проведении геологоразведочных работ на стратегические сырьевые ресурсы в других северных регионах.
Реализация и апробация работы. Результаты работы магистерской диссертации представлялись в материалах российских и международных конференций и симпозиумов: Всероссийская научная конференция имени М.К. Коровина «Творчество юных - шаг в будущее» (г. Томск, 2015 и 2016 гг.); Всероссийский молодежный форум «Нефтегазовое и горное дело» (г. Пермь, 2016 г.); Всероссийская научно-практическая молодежная конференция «Современные исследования в геологии» (г. Санкт-Петербург, 2016 г.); Международный симпозиуме имени академика М.А. Усова студентов и молодых ученых (г. Томск, 2016 и 2017 гг.); Международная научнопрактическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых (г. Пермь, 2016 и 2017 гг.); Всероссийский конкурс-конференция студентов выпускного курса (г. Санкт-Петербург, 2017 г.). Перечень опубликованных на всех конференциях тезисов докладов включает 8 наименований.
Для изучения особенностей литологического состава и органического вещества отложений моря Лаптевых был проведен ряд лабораторно- аналитических исследований, по результатам которых установлено следующее:
- Минералогический состав песков и алевритов донных отложений северной части моря Лаптевых полевошпат-кварцевый с содержанием обломков пород от 5 до 20 %.
- Закономерность распределения гранулометрического состава отложений от поверхности рельефа морского дна: отложения пелитовых осадков тяготеют к наиболее пониженным участкам, а псаммитовые осадки, наоборот, приурочены к мелководным частям.
- Относительное обогащение органическим углеродом пелитовых осадков северной части моря Лаптевых. Причиной этого является повышенная сорбция Сорг тонкой пелитовой фракцией.
- Согласно классификации осадочных обломочных горных пород, осадочный материал мыса Муостах, полуострова Быковский, представлен преимущественно крупнозернистыми песками, реже глинами.
- По минералогическому составу отложения разреза относятся к аркозовым грауваккам. В качестве породообразующих компонентов в них отмечаются зерна кварца, плагиоклазов, обломки горных пород.
- Отложения клифа, залегающие на абсолютной высоте от 5 до 15 м, обладают более тяжелым изотопным составом. Наиболее низкие значения характерны для образцов, обладающих наиболее высоким содержанием Сорг.
- Зональность распределения глинистых минералов осадочного материала мыса Муостах подтверждающая континентальные условия осадконакопления.
- Максимальные концентрации органического вещества и органических соединений приходятся на верхние горизонты мыса, второй максимум отмечен в конусе выноса и волноприбойной нише, накопившиеся в результате сноса материала с более молодых, верхних горизонтов разреза вследствие процессов эоловой эрозии и термоабразии.
- Корреляционный анализ коэффициентов, полученных по данным пиролиза и ХМС (зависимость коэффициентов Pr/Phy, OI и A/B, HI и 5 C) показывает хорошую сопоставимость результатов полученных разными методами.
- Вниз по разрезу происходит преобразование исходного вещества под действием различных биохимических процессов.
Выявленные результаты позволяют расширить представления об особенностях и закономерностях восточно-арктического литогенеза, выявить закономерности пространственной структуры распределения донных отложений, взвеси и элементно-изотопного состава их органического вещества.
- Минералогический состав песков и алевритов донных отложений северной части моря Лаптевых полевошпат-кварцевый с содержанием обломков пород от 5 до 20 %.
- Закономерность распределения гранулометрического состава отложений от поверхности рельефа морского дна: отложения пелитовых осадков тяготеют к наиболее пониженным участкам, а псаммитовые осадки, наоборот, приурочены к мелководным частям.
- Относительное обогащение органическим углеродом пелитовых осадков северной части моря Лаптевых. Причиной этого является повышенная сорбция Сорг тонкой пелитовой фракцией.
- Согласно классификации осадочных обломочных горных пород, осадочный материал мыса Муостах, полуострова Быковский, представлен преимущественно крупнозернистыми песками, реже глинами.
- По минералогическому составу отложения разреза относятся к аркозовым грауваккам. В качестве породообразующих компонентов в них отмечаются зерна кварца, плагиоклазов, обломки горных пород.
- Отложения клифа, залегающие на абсолютной высоте от 5 до 15 м, обладают более тяжелым изотопным составом. Наиболее низкие значения характерны для образцов, обладающих наиболее высоким содержанием Сорг.
- Зональность распределения глинистых минералов осадочного материала мыса Муостах подтверждающая континентальные условия осадконакопления.
- Максимальные концентрации органического вещества и органических соединений приходятся на верхние горизонты мыса, второй максимум отмечен в конусе выноса и волноприбойной нише, накопившиеся в результате сноса материала с более молодых, верхних горизонтов разреза вследствие процессов эоловой эрозии и термоабразии.
- Корреляционный анализ коэффициентов, полученных по данным пиролиза и ХМС (зависимость коэффициентов Pr/Phy, OI и A/B, HI и 5 C) показывает хорошую сопоставимость результатов полученных разными методами.
- Вниз по разрезу происходит преобразование исходного вещества под действием различных биохимических процессов.
Выявленные результаты позволяют расширить представления об особенностях и закономерностях восточно-арктического литогенеза, выявить закономерности пространственной структуры распределения донных отложений, взвеси и элементно-изотопного состава их органического вещества.