СПОСОБ ЛЮМИНЕСЦЕНТНО-БИТУМИНОЛОГИЧЕСКОЙ Советский патент 1973 года по МПК G01V11/00 

Изобретение относится к технике геохимических и геофизических поисков полезных ископаемых и исследований земной коры и может быть «оиользовано при поисках месторождений нефти и газа, некоторых рудных залежей, выявлении разрывных нарушений земной «оры, новейших локальных поднятий и т. д.

Изаестен способ люминеоцентно-битуминологичес1.ой съемки, основанный на фиксации в горных породах люминесцентными методами устойчивых битуминозных веществ, возникших в результате подтока углеводородов к земной поверхности или поверхности дна моря из более глубоких слоев земной коры. Этот опособ заключается в массовом отборе проб горных пород из мелких скважи.н, шурфов или канав на какой-либо плош,ади земной поверхности или морского дна, определении в этих пробах содержания и типа битуминозных веш,еств путем сравнения люминесцентных свойств этих вещеста в породе, растворе нелюминёсцирующего растворителя и на капиллярной вытяжке с люминесцентными свойствами специально подобранных эталонов и выявлении битумных аномалий на 11лош,иди съеМКи. Такой способ дает (ВОЗМОЖНОСТЬ изучать количественно только люминесцируюш,ие компоненты битуминозных веш.вств и получать лишь суммарную качественную характеристику или битуминозного веш,ества в целом, или отдельных групп соединений, входяш,их в их состав. При этом не учитываются количественно самые легкие битуминозные компоненты, очень слабо люминесцирующие в растворе. Все это не всегда позволяет различить битумные аномалии, обусловленные различными процессами, отличить истинные аномалии от ложных, вызванных повышением фоновых содержаний органических вещесга. Кроме того, при очень низкой контрастности

аномалий последние сливаются с фоном настолько, что становится очень трудно обосновать их выделение.

Цель изобретения - получение в ходе проведения работ данных об относительном содержании в битуминозном веществе легких слаболюмннесцирующйх (компонентов, индивидуальных углеводородов, люминесдирунэщих и видимой области, установлении качественных различий между разными битуминозными веществами на молекулярном уровне. Это достигается тем, что содержание битуминозных веществ в Породе определяют по яркости лю инесц,11ЦИИ раствора и ширине люмлнесцирующей зоны Капиллярной вытяжки, а разность

между этими определениями используют в качестве параметра битумных аномалий. Полученную в ходе предыдущих операций капиллярную вытяжку битуминозного вещества растворяют в гексане или другом нормальном парафиновом углеводороде, р,створ замораживают

в пробирке при 77° К, помещаяее в прозрачный сосуд Дьюара с жидким азотом, возбуждают люминесценцию замороженного раствора, сломощью спектрографа получают и фотоГ|рафируют квазилннейчатый спектр люминесценции, 5 по которому идентифицируют индивидуальные полициклические ароматические углеводороды и оценивают их относительное содержание. По полученным параметрам выявляют и дифференцируют битуМНые аномалии и аномалии по 10 полицикличёским ароматическим углеводородам, которые используют для установления подтока углеводородов, дли привноса энергии из более глубоких слоев земной коры.

Сущность способа заключается в следую- 15 щем.

- Выбранную для люминесцеатно-битуминологической съемки территорию размечают в зависимости от ландшафтных и геологических услбёий сетью пикетов с инструментальной или 20 глазомвр,ной привязкой их к плану. На этих пикетах производят отбор проб. Если съемку ; проводят в комплексе ; сейсмическими работами или иоследованиями «орских осадков с судов, то используют для Oi). проб одни и 25 те же точки наблюдения (./рофили, ста«ции и т. д,),. Расстояния между тгчками отбора проб зависят от задач съемки ::. масштаба работ и составляют, как правил .% 01-1,0 км. При региональных исследова.,:; больших террито- 30 рай эти расстояния могут большими.

Отбор Проб производят ii3 (подпо шенных рыхлых рли кореиных пород путем бурения мелких скважин (механически или рунным способом), проходки шурфов или канав. В виде 35 ис1(:лючейия при отсутствий техническ 1х С едста или условий пробы берут из закопушек или обнажений горных пород. Глубина отбора проб в среднем составляет 1-10 ж. При наличии технических сред(;тв пробы берут в интер- 40 вале от 5 до 30 м. Для характеристики каждой toHKH отбора используется от 3 до 15 спроб.

„ При исследовании площади морского дна пробы отбирают из колонок морских осадков, .с

;Необходимые требования к отбору проб: otcyTCTBHe растительных остатков « каких-либо Посторонних загрязнений ири взятии пробы. Вес пробы а среднем 50-100 г. Пробы отбирают в чистые бандси, пробирку или плотную 50 бумагу. Исключаются резиновая тара, резиновые пробки и крышки.

Вблиаи райоиа съемки разворачивают люминесцентно-битумкнологическую лабораторию,.где пробы обрабатывают.55

Перед началом работ готовят эталонные жидкостные и капиллярные коллекции, с помощью которых производят количественные и качественные определения. Для этого из будущих объектов исследования отбирают пробы 60 пород, содержащие разные типы битуминозных веществ. Каждую пробу растдрают и обрабатывают без подогрева чистым «елюмииесцирующим хлороформом. Вес пробы и колиестБО растворителя берут таковыми, чтобы получить раствор максимально возможной концентрации объемом ке менее 40 мл. После этого из половины объема раствора в отдельном сосуде отгоняют растворитель « весовым методом рассчитывают концентрацию битуминозных веществ в растворе. Оставшийся раствор лутем разбавления или упаривания доводят до одной из следующих ближайших концентраций, г{мл: 0.0100; 0.0050; 0.0025; 0.0012; 0.0006;,0.0003. В случае упаривания оставшийся объем раствора не должен стать меньше 20 мл. После этого из каждых 10 мл раствора готовят жидкостную и капиллярную коллекцию.

При приготовлении жидкостной коллекции готовят серию растворов -по 5 мл различных концеитраций. Для этого отливают о .ид раствора известной концентрации и разбавляют его в два раза, проделывая ту же операцию с каждым доследующим раствором, пока концеитрация не достигнет по расчету 0,000 000 6 г/мл. Все приготовленные растворы запаивают в стеклянные ампулы.

Приготовление «апиллярной коллекции происходит аналогичным путем с тем отличием, что ра.сшоры 1не запаивают в ампулы, а опускают в них полоски фильтровальной или хроматографической бумаги размером 7x200 мм и оставляют стоять до полного естественного испарения растворителя. Затем «а полосках бумаги замеряют ширину люминесцирующей зоны (капиллярной вытяжки битуминозного-вещества), соответствующую определенным концентрациям. Вытяжки наклеивают на бланк в порядке убывания концштрвций и помещают для сохранности между двумя стеклянными пластинками.

Эталонные коллекции готовят из разЛИЧНЫХ типов битуминозных веществ.

Для всех жидкостных коллекций при помощи фотометра строят график зависимости между концентрацией расгвора и яркостью люминесценции. Для использоваяия в работе составляют эталоны только с теми концентрациями, в пределах которых укаэан ная зависимость, является прямой.

Отобранные пробы лосле естественной сушки просматривают в ультрафиолетовых лучах отмечают .воз.можные загрязнения н калнчие битуминозных веществ. Затем пробу растирают до размера частиц не более 0,25 мм, квартуют и берут навеску весом 2,0 или 4,0 г. Навеску настаивают вместе с 10 мл хлороформа в течение суток в пробирке с т} итвртой пробкой, предварительно встряхнув. Хлороформ должен быть тщательно очищел от люминесцирующих примесей. После этого из 5 мл яолученного раствора приготовляют одну капиллярную вытяжку битуминозного вещества операциями, а-налогичиыми при изготовлении капиллярной эталонной -коллекции. По цвету люминесценции вытяжки -подбирают близкую эталонную коллекцию. С «помощью капиллярной коллекции по ширине люмиыесцирующей золы определяют концентрацию битуминозных веществ в растворе (/Ci). Оставшиеся 5 жл раствора сравнивают в ультрафиолетовых лучах с соответствующей жидкостной эталонной коллекцией по яркости люминесценции. По наиболее близкому по яркости эталону определяют г нцентрацию раствора (). Если яркость люминесценции раствора больше самого яркого эталона, раствор разбавляют чистым хлороформом. Содержанке битуминозных вещеста в породе вычисляют по формулам где Ki и Kz-вычисленные концентрации в е/лм, b - количество взятого растворителя в мл, п - навеска иороды в г. Количественную оценку легких слаболюминесцирующих компонентов в битуминозном веществе определяют но формуле AC CI-Са (при у|Словии, что ). По цвету люминесценции капиллярной вытяЖКЗ определяют тил битуминозного вещества, пользуясь следующей ш калой. Цвета люминесцен-Тил битуминоэноции капиллярныхго вещества вытяжекБеловато-голубыеЛегкий (ЛБА) Белые, голубовато- Маслянистый желтые, беловато-жел- (МБА) тые Желтые, оранжево- Масляяисто-смоЖ лтые до светло-ко- листьш (МСВА) ричневых Оранжево-коричне- Смолистый (СБА) вые, светло-коричневые коричневые Темно-корйчевыеСмолисто-асфальтеновый (САБА) По цвету люминесценции капилляриых вытяжек устанавливают таюке загрязнение проб поч:венньшй, торфяными и другими веществами Поверхностного происхождения. Полученную а ходе иредьщущих операций из растворенного в хлороформе-бнтумЕнозного вещества капиллярную вытяжку подвергают дальнейшим исследованиям при температуре жидкого азота (). Если сблиз-и района, где идет Первнч-ная обработка проб, , производства жидкого азота, то вытяжки и а клена ают на специальные бланки, лроклад шают для предохранения алюминиевой фольгой и пересылают в ПОЧТОВЫХ конвертах -в специальную лабораторию. Капиллярную -вытян ку битуминозного вещества освобождают от пустых частей бумажной HOJTOCKH, Ломещают в лробйр:ку с притертой пробкой и заливают 2 мл гексана. Пробирку с раствором помещают в прозрачный сосуд Дьюара, «аполненный жидким азотом. Сосуд Дьюара устанавливают на штатше Протйв щели спектрографа (примешш, например, двухйризменный С-пекг-рограф ИСП-73). Светом ipTyTHO-кварцевой лампы типа ДРП с фильтром УФС-3 возбуждают флуоресцейцию раствора. С помощью фотокассеты, установленной на спектрографе, фотографаруется 5шазилинейчатый спектр флуоресдендии. В полученном спектре идентифицируются лкиик инднвидуальлых полнциклических ароматических углеводородо-в. Иденткф|гкацню-Яраиз-Боднт лугем; сравизеяия длин волн в КБпзила-ггцчаПйх спект&ах растворой эталонных аромагл-зесках уулеаодородов или путем iieaoepe;i.c-fiemiGro. соиоставлеыая СО Спектрами люьплвесгшпдии рпстзоров , эталонных органичешйй соединенней. Если требуется обратить втылшм ае я яроцессе проведения на ка аш-либо опреде-. ленные индиЕидуальиые соединопня, то Е качестве ра створителя применяют Г;ОМ};мо гексана и другие жпдкяе аюрмальные еарафш-шаые углезодороды, а -полпино cneicrpa флуореи енцки регистрируют так:-ке с-кектры фосфоресиендни/Для этих целей Сосуд Дыоар;:;-с ир;х;пркои помещают iiaj tpfc вращатощегос; фи:; Ьороскапа. Количествекиые соотношения iiesjiv luxeHтифиинрсзаиныии углеводородами ул;га}1аалквают по степени почернения главных аналитических линий. По измеренный к ходе обработок лроб -иара:метрам бнтумкиозных веществ йкделлют битум ше акомолии, раз,вдля1от зК, аномалии на группы по типу -бптуыинознык вца1,есгаз наличию легких битуминозных ком1Ю:|(еитоз, i iacгфостраианию глднвпдуальных полиидии-ичеС сих ароматических углеводородоп. Эта дан.пые «{отюльзуют для уста-козлелпя .по;ттока yrjieHo;i.opoji,;ii из болеа глубоких сл;5ев зеяпюй. коры. Выделяют также зчастхи анод ального распрострапепня щкдиБ здуалы1Ых полнцкклич ск;;х аромат 1ческпх углеводородов, определягат ( TuiiJix ytiaciKOis н элементов залеvaiiUK. Эти данные используют для устаиовле- кил участков лзивнсса к поверхности тепловой и других ферм знергни, так как такие явления, могут фикслрсБатьея в твиенсйнп органичсско-, го вешесгйа гоплых iioijo;i. Предмет изобретения Спос-об люмипесцешлю-битумПНологической съемки, заключающийся Б отборе проб горных пород, определен-КН в этих, «робах содержания и Типа битуминозных вегцеств путем сравнеаня их люминесцентных Сиойств в ;noporj,e, (растворе хлороформа или другого .нeлi0 ulнecцeнт;нoгo раетзсрителя п на KaniuiJiiipHbix вытяжках С

люминесцентными свойствами эталонов, выявлении битумных аномалий на площади съемки, отличающийся тем, что, с целью апределения в битуминозном веществе относительного содержания наиболее легких слаболюминесцирующих компонентов и индивидуальных углеводородов, а также установления качественных различий между битуминозными веществами на молекулярном уровне, определяют содержание битуминозных веществ в пробе по яркости люминесценции раствора и по ширине капяллярной зойы, используя в качестве параметра разность между этими определениями, а полученную капиллярную вытяжку битуминозного

вещества растворяют в каком-либо нормальном парафиновом углеводороде, например гексане, помещают в прозрачный сосуд Дьюара, наполненный жидким азотом, и возбуждают люми несценцию замороженного раствора, по которой идентифицируют индивидуальные полицикличеокие ароматические углеводороды и их относительное содержание, после чего по полученным параметрам выявляют и дифференцируют битумные аномалии и аномалии по индивидуальным полициклическим ароматическим углеводородам, с помощью которых судят с наличии подтока углеводородов из более глубоких слоев земной коры.