Geochemical Significance of Bicyclic Sesquiterpanes in Hydrothermal Oil of the Uzon Volcano Caldera (Kamchatka)

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The composition and relative content of C14-C16 bicyclic sesquiterpanes in oil seeps from thermal springs of the Uzon Caldera have been studied by GC-MS technique. It is shown that C16 homodrimanes prevail in oil composition, C15 drimane content is insignificant, and C14 nordrimanes are present in trace amounts. Homodrimane with biological configuration 8α(H) was detected. Bicyclic sesquiterpanes of Uzon oil are probably its derivatives. It has been revealed that the relative content of C15 drimanes increases with the oil maturity. A sesquiterpane maturity index, which has not been used previously in organic geochemistry, is proposed.

About the authors

I. V. Konopleva

Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: konopleva@geokhi.ru
Russia 119991 Moscow, Kosygin Str, 19

V. S. Sevastianov

Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: konopleva@geokhi.ru
Russia 119991 Moscow, Kosygin Str, 19

References

  1. Бескровный Н.С., Богомолов А.И., Гурко Н.Н., Григорьева В.П., Степина Л.Ф., Щелованов Ю.С., Шиманский В.К., Филиппов В.П. (1974) Геохимические особенности состава нефти из кальдеры вулкана Узон на Восточной Камчатке. Советская геология. 10, 56-63.
  2. Воробьева Н.С., Земскова З.К., Петров Ал.А. (1978) Полициклические нафтены состава С14–С26 в нефти месторождения Сива. Нефтехимия. 18(6), 855-863.
  3. Ву Ван Хай. (2012) Особенности состава углеводородов в связи с генезисом нефтей и битумов в кристаллических породах на шельфе Вьетнама и севере Хакасии. Автореф. дис. канд. хим. наук. Томск: ИХН СО РАН, 24 с.
  4. Ву В.Х., Серебренникова О.В. (2012) Состав насыщенных углеводородов битумов Северной Хакасии. Известия Томского политехнического университета. 321(3),161-165.
  5. Галимов Э.М., Севастьянов В.С., Карпов Г.А., Камалеева А.И., Кузнецова О.И., Коноплева И.В., Власова Л.Н. (2015) Углеводороды из вулканического района. Нефтепроявления в кальдере вулкана Узон на Камчатке. Геохимия. (12), 1059-1069.
  6. Galimov E.M., Sevast’yanov V.S., Karpov G.A., Kamaleeva A.I., Kuznetsova O.V., Konopleva I.V., Vlasova L.N. (2015) Hydrocarbons from volcanic area. Oil seepages in the caldera Uzon, Kamchatka. Geochem. Int. 53(12), 1019-1027.
  7. Гаськова О.Л., Манштейн А.К. (ред). (2013) Газогидротермы активных вулканов Камчатки и Курильских островов: состав, строение, генезис. Новосибирск: ИНГГ СО РАН, 282 с.
  8. Гордадзе Г.Н., Окунова Т.В., Гируц М.В, Эрдниева О.Г., Кошелев В.Н. (2011) Нефтяные полиалкилзамещенные бицикло[4.4.0]деканы (сесквитерпаны) C15 – индикаторы степени созревания нефтей. Нефтехимия. 51(2), 128-133.
  9. Гордадзе Г.Н., Окунова Т.В., Гируц М.В., Эрдниева О.Г., Kошелев В.Н. (2012) Термодинамическая устойчивость нефтяных полиалкилзамещенных бицикло[4.4.0] деканов С15 при 500 и 600 К. Нефтехимия. 52(1), 3-6.
  10. Гумеров В.М., Марданов А.В., Белецкий А.В., Бонч–Осмоловская Е.А., Равин Н.В. (2011) Молекулярный анализ биоразнообразия микроорганизмов в источнике Заварзина, кальдера Узон, Камчатка. Микробиология. 80(2), 258-265.
  11. Каграманова Г.Р., Пустильникова С.Д., Пекх Т.И., Денисов Ю.В., Петров Ал.А. (1976) Сесквитерпановые углеводороды в нефтях. Нефтехимия. 16(1), 18-22.
  12. Каширцев В.А., Конторович А.Э., Москвин В.И., Данилова В.П., Меленевский В.Н. (2006) Терпаны нефтепроявлений озера Байкал. Нефтехимия. 46(4), 243-250.
  13. Коноплева И.В., Власова Л.Н., Немченко Т.Н. (2018) Исследование генезиса нефтей Восточной Камчатки по углеводородам-биомаркерам. Геохимия. (7), 709-717.
  14. Konopleva I.V., Vlasova L.N, Nemchenko T.N. (2018) Genesis of Oils in Eastern Kamchatka: Evidence from Hydrocarbon Biomarkers. Geochem. Int. 56(7), 734-741.
  15. Конторович А.Э., Бортникова С.Б., Карпов Г.А., Каширцев В.А., Костырева Е.А., Фомин А.Н. (2011) Кальдера вулкана Узон – уникальная природная лаборатория современного нафтидогенеза. Геология и геофизика. 52(8), 986-990.
  16. Петров Ал.А. (1984) Углеводороды нефти. М.: Наука, 264 с.
  17. Симонейт Б.Р.Т. (1986) Созревание органического вещества и образование нефти: гидротермальный аспект. Геохимия. (2), 236-254.
  18. Стуканова Л.Н., Шаньгина Т.Н., Петров Ал.А. (1969) Стереохимия и относительная термодинамическая устойчивость метилбицикло[4.4.0]деканов. Нефтехимия. 9(2), 196-200.
  19. Юсупова А.А., Гируц М.В., Гордадзе Г.Н. (2021) Прокариоты как источник нефтяных углеводородов – биомаркеров. ДАН. Науки о Земле. 497(1), 30-36.
  20. Alexander R., Kagi R.I., Noble R. (1983) Identification of the bicyclic sesquiterpenes drimane and eudesmane in petroleum. J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1, 226-228.
  21. Alexander R., Kagi R.I., Noble R., Volkman J.K. (1984) Identification of some bicyclic alkanes in petroleum. Org. Geochem. 6, 63-70.
  22. Bazhenova O.K., Arefiev O.F., Frolov E.B. (1998) Oil of the volcano Uzon caldera, Kamchatka. Org. Geochem. 29, 421-428.
  23. Cesar J., Grice K. (2018) Drimane-type compounds in source rocks and fluids from fluvial-deltaic depositional settings in the North-West Shelf of Australia. Org. Geochem. 116, 103-112.
  24. Noble R.A., (1986) A geochemical study of bicyclic alkanes and diterpenoid hydrocarbons in crude oils, sediments and coals. Ph. D. Thesis. Australia, Perth, University of Western Australia, Department of Organic Chemistry, 365 p.
  25. Noble R.A., Alexander R., Kagi, R.I. (1987) Configurational isomerization in sedimentary bicyclic alkanes. Org. Geochem. 11, 151-156.
  26. Peltek S.E., Bryanskaya A.V., Uvarova Y.E., Rozanov A.S., Ivanisenko T.V., Ivanisenko V.A., Lazareva E.V., Saik O.V., Efimov V.M., Zhmodik S.M., Taran O.P., Slynko N.M., Shekhovtsov S.V., Parmon V.N., Dobretsov N.L., Kolchanov N.A. (2020) Young “oil site” of the Uzon Caldera as a habitat for unique microbial life. BMC Microbiol, 20, 349. https://doi.org/10.1186/s12866-020-02012-1
  27. Peters K. E., Moldowan J.M. (1993) The biomarker guide: interpreting molecular fossils in petroleum and ancient sediments. NJ (United States): Prentice-Hall, Inc, 363 p.
  28. Puttmann W., Villar H. (1987) Occurrence and geochemical significance of 1,2,5,6-tetramethylnaphthalene. Geochim. Cosmochim. Acta. 51(11), 3023-3029.
  29. Simoneit B.R., Deamer D.W., Kompanichenko V.N. (2009) Characterization of hydrothermally generated oil from the Uzon caldera, Kamchatka. Appl. Geochem. 24(2), 303-309.
  30. Yan G., Xu Y.H., Liu Y., Tang P.H., Liu W.B. (2019) Evolution and organic geochemical significance of bicyclic sesquiterpanes in pyrolysis simulation experiments on immature organic-rich mudstone. Pet. Sci. 16, 502-512.
  31. Yang C., Wang Z., Hollebone B.P, Brown C.E., Landriauld M. (2009) Characteristics of bicyclic sesquiterpanes in crude oils and petroleum products. J Chromatogr A. 1216, 4475-4484.
  32. Wang T.G., Simoneit B.R.T., Philp R.P., Yu C.P. (1990) Extended 8β(H)-drimane and 8,14-secohopane series in a Chinese boghead coal. Energy & Fuels, 4(2), 177-183.
  33. Wang Z., Yang C., Fingas M., Hollebone B., Peng X., Hansen A.B., Christensen J.H. (2005) Characterization, weathering, and application of sesquiterpanes to source of spilled lighter petroleum products. Environ. Sci. Techn. 39, 8700-8707.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2.

Download (123KB)
Indexing metadata
3.

Download (419KB)
Indexing metadata
4.

Download (178KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 И.В. Коноплева, В.С. Севастьянов

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».