Газы земной коры
Гаpan>зы земноpan>й корыpan>, газы, встречающиеся в земной коре в свободном состоянии, в виде раствора в воде и нефти и в состоянии, сорбированном породами, особенно ископаемыми углями. Количество газов в геосферах Земли возрастает в глубь планеты (табл. 1). В зависимости от существа газообразующих процессов различают до 9 генетических групп Г. з. к., из которых важнейшими являются газы катагенетические, метаморфические, вулканические, биохимические, радиоактивного и воздушного происхождения; остальные группы газов (газы ядерных реакций, газы радиохимического происхождения и газы подкоровых глубин) имеют в условиях земной коры второстепенное значение.
Газы катагенетического происхождения (см. Катагенез в литологии) возникают в результате преобразования органического вещества, заключённого в осадочных породах, при их погружении на глубины и одновременном увеличении давления от 10 до 200—250 мн/м2 (от 100 до 2000—2500 атм) и температуры (от 25—30 °С до 250—300 °C). К катагенетическим газам относится основная масса горючих газов (см. Газы природные горючие).
При дальнейшем повышении температуры и давления породы дают начало газам метаморфизма, а при расплавлении пород — газам возрождения. Основной состав газов: пары воды, двуокись углерода, окись углерода, водород, сера, двуокись серы, метан, азот, редко инертные газы и летучие хлориды.
Вулканические газы в основном идут из глубин Земли и связаны с дегазацией мантии (см. Вулканические газы).
Биохимические газы образуются при бактериальном разложении органических веществ и реже при восстановлении минеральных солей. К ним относятся метан и его гомологи (этан и др.), двуокись углерода, сероводород, азот, кислород, редко водород и др. Эта группа охватывает большую часть газов, выделяющихся в атмосферу или образующих скопления в самых верхних частях земной коры.
Радиоактивные газы возникают в процессе распада радиоактивных элементов. К ним относятся гелий, недолговечные эманации радия, тория и др. Самостоятельных скоплений газы этой группы не образуют (см. Гелий).
Газы воздушного происхождения представляют собой газы атмосферы, проникшие в глубь земной коры главным образом в форме водных растворов. Они состоят из азота, кислорода и инертных газов (аргон, криптон и ксенон).
По химическому составу выделяются три основных группы Г. з. к.: углеводородные, азотные и углекислотные. Особые свойства газов — их большая способность мигрировать как в свободном, так и водорастворённом состоянии — обусловливают смешивание газов разного происхождения и вместе с тем их широкое распространение в природе (табл. 2).
Огромная масса горючих (углеводородных) газов находится в растворённом состоянии в подземных водах. Среднее содержание метана в подземных водах Западно-Кубанского прогиба колеблется от 1 м3\м3 до 10 м3/м3. Общее количество метана, растворённого в пластовых водах, во много раз превышает все его запасы в газовых и нефтяных месторождениях и составляет, по Л. М. Зорькину, n · 1016 м3
Значительное количество углеводородных газов связано с органическими веществами, как рассеянными в осадочных породах, так и образующими ископаемые угли, которые содержат много метана (до 50 и более м3/т). Газы могут выделяться из подземных вод и создавать самостоятельные сухие скопления лишь в тех случаях, когда упругость растворённых газов превышает давление воды на соответствующей глубине. Поэтому все залежи свободного газа образованы в основном газами катагенетического происхождения.
Табл. 1 - Количество и общий состав газов в геосферах Земли (по В.А. Соколову)
| Геосфера | Масса геосферы (в 1018 т) | Общая масса газов (в 1015 т) | Среднее содержа- | Масса отдельных компонентов (в 1012 т) | O2 | N2 | CO2 | CH4 | H2 | H2S+ SO2 | HCl+ HF | He | Ar | Осадочный слой | 2,5 | 0,214 | 0,0097 | 2 | 76 | 92 | 43 | 0,2 | 0,8 | _ | 28 | 600 | "Гранитный" и "базальто- | 26 | 7,8 | 0,03 | _ | 500 | 6300 | 15 | 115 | 200 | 600 | 28 | 600 | Верхняя мантия | _ | 435,0 | _ | _ | 13000 | 210000 | _ | 8600 | 210000 | 83000 | 28 | 600 |
*Приведён состав газов, извлечённых из породы при её дроблении.
Табл. 2. – Химический состав газов различного генезиса (в %)
| Местонахождение | CO2 | CO | CH4 | C2H6 и выше | H2 | SO2 | N2 | Ar | H2S | Вулкан Этна | 28,8 | 0,5 | 1,0 | - | 16,5 | 34,5 | 18,7 | - | Кисловодск, Нарзан | 92,13 | 0,37 | - | - | - | - | 7,3 | 0,129 | - | Норильск, габбродиазбаз* | 34,2 | - | 30,7 | - | - | - | 35,1 | - | - | Норильск, порфириты | 23,6 | - | 8,9 | - | 51,3 | - | 16,2 | - | - | Грязевой вулкан Бог-Бога (Апшеронский полуостров) | 1,6 | 0,4 | 94,7 | 0,29 | 0,3 | - | 2,7 | - | - | Газовое месторождение Карадаг (пласт VII-а) (Азербайджан) | 0,19 | - | 97,72 | 2,09 | - | - | - | - | - | Газовое месторождение Лак (Франция) | 9 | - | 74 | 2 | - | - | - | - | 15 | Нефтяной попутный газ из мезозойских отложений Западного Предкавказья | 7,68 | - | 84,57 | 6,54 | - | - | 1,2 | 0,52 | 0,01 |
Лит.: Козлов А. Л., Проблемы геохимии природных газов, М. — Л., 1950; Соколов В. А., Геохимия газов земной коры и атмосферы, М., 1966.
Н. Б. Вассоевич.
Следующие
Газы крови, газы, содержащиеся в крови животных и человека в растворённом состоянии и в химически связанном виде. Полное исследо… читать дальше
Газы нефтепереработки, смеси газов, состоящие в основном из низкомолекулярных углеводородов, образующихся на нефтеперегонных уст… читать дальше
Газы нефтяные попутные, углеводородные газы, сопутствующие нефти и выделяющиеся из неё при сепарации. Количество газов (в м3), п… читать дальше
