Газы земной коры

Определение «Газы земной коры» по БСЭ:
Газы земной коры - 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/мІ (от 100 до 2000-2500 атм) и температуры (от 25-30°C 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 мімі до 10 мі/мі. 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 мі
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 мі/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)

Геосферы Масса геосферы в 10¹⁸т общая масса газов в 10¹⁵т среднее сод. газов в % Масса отдельных компонентов (в 10¹²т)
O₂ N₂ CO₂ СН₄ Н₂ H₂S+ +SO₂ НСl+ +HF He Ar
Осадочный слой 2,5 0,214 0,0097 2 76 92 43 0,2 0,8 - 28 600
«Гранитный» и «базальтовый» слои 26 7,8 0,03 - 500 6300 15 115 200 600
Верхняя мантия - 435,0 - - 13000 210000 - 8600 210000 83000

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 1,6 0,4 94,7 0,29 0,3 - 2,7 - -
полуостров)
Газовое месторождение Карадаг (пласт VII-а) 0,19 - 97,72 2,09 - - - - -
(Азербайджан)
Газовое месторождение Лак (Франция) 9 - 74 2 - - - - 15
Нефтяной попутный газ из мезозойских 7,68 - 84,57 6,54 - - 1,2 0,52 0,01
отложений Западного Предкавказья

* Приведён состав газов, извлечённых из породы при её дроблении.
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.

Газы горючие Газы земной коры Газы нефтепереработки