Зональность и связь радонометрической активности разломов и газоносности углей Донбасса

Андрей Вадимович Анциферов; Леонид Анатольевич Иванов; Иван Юрьевич Николаев

doi:10.17308/geology/1609-0691/2024/4/4-16

Андрей Вадимович Анциферов ФГБНУ РАНИМИ, Донецк https://orcid.org/0009-0005-6660-2332
Леонид Анатольевич Иванов ФГБНУ РАНИМИ, Донецк https://orcid.org/0009-0006-8341-8235
Иван Юрьевич Николаев ФГБНУ РАНИМИ, Донецк https://orcid.org/0000-0003-2208-0032

DOI: https://doi.org/10.17308/geology/1609-0691/2024/4/4-16

Ключевые слова: радонометрия, газоносность, аномальные скопления метана, эманации, разломы

Аннотация

Bведение: вблизи разломов, по которым проводятся границы полей угольных шахт, формируются мощные, незначительные по протяженности и относительно изолированные газосодержащие коллекторы, которые по своим фильтрационным свойствам приближаются, а иногда и превосходят коллекторы известных газовых месторождений. Дегазация метана в них компенсируется глубинным подтоком газа по геодинамически активным фрагментам разломов. Такие образования рассматриваются как аномальные скопления метана, приуроченные к зонам динамического влияния разломов. Изучение подобных скоплений в межскважинном пространстве, а также текущего напряженно-деформированного состояния верхнего горизонта массива горных пород, выявление геодинамически активных зон возможно с применением радонометрических исследований.

Методика: на поле шахты «Калиновская-Восточная» Донецко-Макеевского угленосного района проведена профильная эманационная съемка для изучения текущего напряженно-деформированного состояния верхнего горизонта массива горных пород и выявления геодинамических зон влияния разломов. Исследовалось раздельное содержание радона и торона в почвенном воздухе с помощью сцинтилляционного эманометра «Радон» на участке сопряжения надвигов Тимошенко и Французского. Рассчитаны значения концентрации радона и торона в почвенном воздухе, радон-торонового отношения и коэффициента контрастности аномалий. Проведено попластовое выделение аномалий газоносности углей.

Результаты и обсуждение: построены графики изменения значений концентрации радона и торона, радон-торонового отношения по профилям. Выделены участки повышенных и пониженных значений концентрации радона и торона. Построены карты распределения значений концентрации радона и торона, радон-торонового отношения и коэффициента контрастности аномалий. Выделены зоны сжатия с низкой активностью разлома, которые характеризуются низкими значениями содержания радона, радон-торонового отношения, коэффициента контрастности аномалий и высоким значением содержания торона. Условие сжатия подтверждается повышенной газоносностью угольных пластов, обусловленной аномально высоким пластовым давлением в углепородном массиве.

Заключение: на территории исследований выделяются участки высоких значений концентрации радона в совокупности с низким содержанием торона, высокими значениями радон-торонового отношения и высоким коэффициентом контрастности аномалии, которые являются геодинамическими зонами растяжения активного крупного разрывного нарушения. Участки низких значений концентрации радона, радон-торонового отношения и коэффициента контрастности в совокупности с высокими значениями концентрации торона соответствуют зонам сжатия с низкой геодинамической

активностью. Зона положительных аномалий газоносности в районе смыкания на земной поверхности Французского надвига и надвига Тимошенко сочетается с радонометрической зоной сжатия. Аномально высокое давление газа в угольных пластах, определяемое по уровню газоносности углей, связано с областью сжатия, выделяемой по данным радонометрии.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Андрей Вадимович Анциферов, ФГБНУ РАНИМИ, Донецк

член-корр. НАНУ, д.т.н., профессор, науч. руководитель, ФГБНУ РАНИМИ, Донецк, РФ

Леонид Анатольевич Иванов, ФГБНУ РАНИМИ, Донецк

к.г.-м.н., доцент, в.н.с., ФГБНУ РАНИМИ, Донецк, РФ

Иван Юрьевич Николаев, ФГБНУ РАНИМИ, Донецк

к.г.н., в.н.с., ФГБНУ РАНИМИ, Донецк, РФ

Литература

1. Ivanov L. A. Geologicheskie pokazateli modeli anoma-l'nogo skopleniya metana [Geological indicators of the model of abnormal accumulation of methane]. Trudy RANIMI ‒ Transactions of RANIMI, 2023, vol. 22 (37), pp. 9–18 (In Russ).
2. Vozzhenikov G. S., Belyshev Yu. V. Radiometriya i yadernaya geofizika [Radiometry and nuclear geophysics]. Ekaterinburg, Izd-vo UrO RAN publ., 2000, 305 p. (In Russ).
3. Ryaboshtan Yu. S. Metodicheskie rekomendatsii po strukturno-geodinamicheskomu kartirovaniyu [Methodologi-cal recommendations on structural-geodynamic mapping]. Donetsk, MUP SSSR, PO «Ukruglegeologiya» publ., 1988, 204 p. (In Russ).
4. Seminskii K. Zh., Bobrov A. A. Sootnoshenie radonovoi i seismicheskoi aktivnosti v Baikal'skoi riftovoi zone po dannym emanatsionnogo monitoringa [Correlation of radon and seismic activity in the Baikal rift zone according to ema-nation monitoring data]. Geodinamika i tektonofizika ‒ Geo-dynamics & Tectonophysics, 2024, vol. 15 (1), pp. 1–14 (In Russ). DOI: https://doi.org/10.5800/GT-2024-15-1-0744.
5. Andreev A. I., Kovkin A. A., Medvedeva M. B. Radon kak indikator seismogeodinamicheskoi aktivnosti [Radon as an indicator of seismogeodynamic activity]. Bezopasnost' v tekhnosfere ‒ Safety in technosphere, 2011, vol. 5. pp. 8–14 (In Russ).
6. Tumanov V. V., Ivanov L. A., Savchenko A. V., Martynov G. P., Bogak M. Yu., Yalputa E. A. Geodinamicheskie, gorno-geologicheskie i inzhenerno-geologicheskie issledovaniya geofizicheskimi metodami, provodimye v RANIMI [Geody-namic, Mining-and-Geological and Geotechnical Surveys Conducted in RANIMI Using Geophysical Methods]. Trudy RANIMI ‒ Transactions of RANIMI, 2019, vol. 8 (23/2). pp. 75–84 (In Russ).
7. Utkin V. I., Yurkov A. K. Radon – nadezhnyi indikator geodinamicheskikh protsessov [Radon is a reliable indicator of geodynamic processes]. Vestnik KRAUNTs. Nauki o Zemle ‒ Bulletin of Kamchatka Regional Association «Educational-Scientific Center». Earth Sciences, 2009, vol. 13, no. 1, pp. 165–169 (In Russ).
8. Ivanov L. A. Geologo-geofizicheskaya sistema otsenki gazonosnosti ugol'nykh mestorozhdenii po svyazannomu gazu [Geological and Geophysical System for Estimating Gas Content of Coal Deposits by Tight Gas]. Trudy RANIMI ‒ Transactions of RANIMI, 2020, vol. 10–11 (25–26), pp. 157–172 (In Russ).
9. Antsiferov A. V., Tumanov V. V., Ivanov L. A., Savchen-ko A. V., Antsiferov V. A. Prakticheskaya proverka pogresh-nosti geologo-geofizicheskoi sistemy otsenki gazonosnosti uglei [Practical Verification of Geological and Geophysical System Error for Estimating Gas Content of Coals]. Trudy RANIMI ‒ Transactions of RANIMI, 2020, vol. 10–11 (25–26), pp. 125–132 (In Russ).
10. Ivanov L. A. Geneticheskaya model' gazonosnosti uglei [Genetic Model of Coal Gas Content]. Trudy RANIMI ‒ Transactions of RANIMI, 2019, vol. 8 (23/2), pp. 132–146 (In Russ).
11. Levenshtein M. L., Spirina O. I. Komplekt kart meta-morfizma uglei Donetskogo basseina [Set of maps of coal metamorphism in the Donetsk Basin]. Kiev, TsTE publ., 1991, 104 p. (In Russ).
12. Ivanov L. A. Glubina kak faktor gazonosnosti uglei [Depth as a Factor of Coal Gas Content]. Trudy RANIMI ‒ Transactions of RANIMI, 2020, vol. 9 (24), p. 48–54 (In Russ).
13. Antsiferov A. V., Tirkel' M. G., Khokhlov M. T., Privalov V. A., Golubev A. A., Maiboroda A. A., Antsiferov V. A. Gazonosnost' ugol'nykh mestorozhdenii Donbassa [Gas con-tent of Donbass coal deposits]. Kiev, Naukova dumka publ., 2004, 231 p. (In Russ).
14. Kuz'min Yu. O. Sovremennaya geodinamika razlomnykh zon [Recent geodynamics of fault zones]. Fizika Zemli ‒ Physics of the Solid Earth, 2004, vol. 10, pp. 95–111 (In Russ).
15. Seminskii K. Zh., Borov A. A., Demberel S. Radonovaya i tektonicheskaya aktivnost' razlomov zemnoi kory (na primere Tsentral'noi Mongolii) [Radon and tectonic activities of crustal faults: the case of Central Mongolia]. Geologiya i geofizika ‒ Russian Geology and Geophysics, 2019, vol. 60, no. 2, pp. 243–255 (In Russ). DOI: https://doi.org/10.15372/GiG2019016.
16. Korchemagin V. A. Geologicheskaya struktura i polya napryazhenii v svyazi s evolyutsiei endogennykh rezhimov Donbassa: dis. dr. geol. min. nauk [Geological structure and stress fields in connection with the evolution of endogenous regimes in Donbass. PhD diss]. Moscow publ., 1984, 380 p. (In Russ).
17. Ivanov L. A., Tumanov V. V., Savchenko A. V. Strukturno-geodinamicheskie predposylki ispol'zovaniya mikroseism dlya poiska anomal'nykh skoplenii metana [Struc-tural and geodynamic prerequisites for using microseisms to search for anomalous methane accumulations]. Trudy RANI-MI ‒ Transactions of RANIMI, 2022, vol. 16–17 (31–32), pp. 46–59 (In Russ).