Мегионское месторождение. Курсовая работа Исследование изотопного состава углерода пород и нефти скважин Мегионского месторождения
 Скачать 19.77 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Институт геологии и нефтегазовых технологий Кафедра геологии и геохимии горючих ископаемых Курсовая работа «Исследование изотопного состава углерода пород и нефти скважин Мегионского месторождения» Выполнил: Студент гр. 03-801 Саитов Илья Казань—2020 ВведениеИзотопный анализ – это количественное определение содержания изотопов вещества в исследуемом объекте, являющемся специально подготовленным химическим соединением анализируемого элемента. Анализ изотопного состава элементов осуществляется на масс – спектрометре, основанном на принципе разделения ионов по массе в электромагнитном поле. Существует большое количество масс-спектрометров, которые отличаются характером анализирующего поля (неоднородное и однородное магнитное поле, радиочастотное поле, квадрупольное поле, различные пространственные комбинации магнитного и электрического полей), а также конструкцией ионного источник, способом регистрации ионов и т. д. Изотопы углеродаИзвестно шесть изотопов углерода, из них четыре радиоактивны (Табл. 1).
Табл.1. Изотопы углерода. Легкие радиоактивные изотопы углерода С10 и С11 быстро распадаются с испусканием позитрона, поэтому в природе они отсутствуют. Изотоп углерода С14, называемый также радиоуглеродом, является р-излучателе и распадается с периодом полураспада 5568±30 лет. Изотоп С14 широко применяется в качестве индикатора при исследовании биологических, биохимических и некоторых технологических процессов. Одна из ядерных реакций, идущих с образованием С14, а именно 7N14 + 0n1 →6C14 + 1p1, как было установлено, в значительных масштабах протекает в природе. Нейтроны образуются в верхних слоях атмосферы в результате взаимодействия атмосферных газов с первичным космическим излучением. После замедления нейтронов до тепловых энергий воздушный азот поглощает их, порождая радиоуглерод. Последний быстро окисляется до С14О2 и смешивается с углекислотой атмосферы. Определение возраста по радиоуглероду основано на том, что растения в процесс е фотосинтеза поглощают атмосферную углекислоту, поэтому при жизни они всегда содержат определенное количество С14. После отмирания организма новые порции радиогенного углерода в него не поступают; относительное содержание его в захороненном органическом веществе сокращается со скоростью, определяемой периодом полураспада. Геохимия С14, вовлекаемого через биосферу в круговорот углерода в природе, подчиняется тем же законам, что и геохимия стабильных изотопов углерода. Данные о разделении изотопов С12 и С13 и их относительном содержании (С13 / С12) в природных объектах могут быть экстраполированы с учетом распада С14 и на отношения С14 / С12. Но слишком короткое время жизни С14 исключает возможность использования радиоуглерода для решения основных геологических и геохимических задач. Углерод имеет два стабильных изотопа — С12 и С13. Атомное ядро является стабильным, иначе говоря, устойчивым к спонтанному распаду, если его масса меньше суммарной массы любых ядер и частиц, на которые можно разделить это ядро. Химические свойства изотопов, обусловленные зарядом ядра и соответственно числом электронов в атомных оболочках, идентичны. Стабильные изотопы углерода отличаются лишь массой и значением ядерного спина. Основное различие изотопов проявляется в свойствах, функционально связанных с массой. Масса входит в выражение для целого ряда термодинамических и физических констант, контролирующих поведение изотопов в физико-химических системах. Хотя эти различия очень невелики, они в определенных условиях приводят к заметному разделению изотопов. Углерод относится к числу легких элементов. Относительная разница в массах его изотопных ядер значительна по сравнению с большей частью других химических элементов. Это преимущество до некоторой степени условно, поскольку фракционирование изотопов в природе происходит в составе различных химических соединений и зависит от относительной разницы масс изотопных молекул. Более важно то, что углерод образует в природе легкие и легкоподвижные соединения, такие как СО2, СН4, карбонат-ион и т. п. Подвижность, интенсивный круговорот в геосферах, участие в многообразных химических превращениях — отличительная черта углерода. Это делает его геохимическую историю чрезвычайно насыщенной и создает благоприятные предпосылки для разделения изотопов в естественных условиях. |