Структура тепловой конвекции в мантии и образование глубинных нефти и газа Алексеев В.А. ГНЦ РФ ТРИНИТИ (Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований), г.Троицк, МО

Известно, что от распределения вязкости жидкости по высоте зависит не только вертикальная структура конвективных течений, но и их планформа – форма в плане. Если жидкость однородна, то в широком диапазоне значений числа Рэлея R основным типом конвективных структур являются валы, близкие к двумерным (рис. 1а). Если же вязкость существенно меняется с высотой, типичной формой течения оказываются шестиугольные ячейки (рис. 1б). Рис. 1. Схематическое изображение структур конвекции. а) двумерные валы, б) шестиугольные ячейки l- и q- типа, отличающиеся направлением циркуляции.

Расчеты показали, что в мантии Земли двухмерные ячейки имеют размер примерно 100 км. В контактном слое с более глубинными трехмерными ячейками может возникнуть сверхпластичный слой [1-4] с резко пониженной вязкостью и отличающийся мелкодисперсионной структурой. На наш взгляд это область аномального образования нефти и газа и именно в этой области мы провели эксперименты по генерации нефти и газа.

При генерации нефти в породах Земли образуется свободный газ из легких углеводородов, который мигрирует в земную кору во многих местах подпитывая месторождения нефти и газа (рис. 2) Рис. 2. Результаты масс-спектроскопии при 723 К. nCaCO 3 +(9n+3)FeO+(2n+1)H 2 O nCa(OH) 2 + +(3n+1)Fe 3 O 4 +C n H 2n+2 +C.

Дегазация Земли имеет две ветки – углеродную и углеводородную. На рис. 3 представлены результаты начальных членов гомологического ряда полученные при давлении 40 кбар.

В последнее время возник интерес к аморфному кремнию, который может содержать 50% ат. водорода. Представляет интерес изучить это явление под давлением с целью выяснения признаков, позволяющих оценить наличие водорода в коре и мантии. Одним из таких признаков может быть зависимость электросопротивления вещества от степени насыщения водородом. Известно, что сопротивление аморфного кремния уменьшается на 1.5 порядка в интервале от до 80 кбар. Наши измерения электропроводности аморфного кремния с 10-15% содержанием водорода при тех же параметрах ( кбар, 300 К) дают уменьшение электросопротивления соответственно на 3 порядка и составляют около 5× Ом см. Таким образом, можно предположить, что наличие большого количества Н 2 в минералах может существенно изменять электросопротивление среды.

За глубинную нефть Ямала СПАСИБО.