Литология. Кн. 2 - Фролов В.Т.
ISBN 5—211—02383—8
Скачать (прямая ссылка):
Унаследованы в нафтидах от живых организмов и коэффициент нечеткости (см. 11.3.1), и изотопный состав С. Из двух стабильных изотопов 12C и 13C в результате фракционирования, главным образом при фотосинтезе, в морских карбонатах больше тяжелого изотопа, а в органическом углероде его содержание снижено: 613C в морском планктоне —13--28%. На этом
основании финн К. Ранкама пришел к выводу, что С, рассеянный в докембрийских сланцах с возрастом 2,5•1O9 лет, является биогенным, так как 613C для него составило —28°/0о по шкале PDB. Биогенное фракционирование изотопов углерода началось еще в раннем докембрии, примерно 3,Ы09 лет назад (Хант, 1982, с. 45).
Слои, пачки, толщи, свиты, в которых рождается нефть, называются нефтематеринскими (нефтепроизводящими, нефтега-зопроизводившимися и т. д.) (Вебер, 1973; Жабрев, 1964; Лар-ская, 1983; Накопление..., 1990; Неручев, 1969; Нефтематерин-ские..., 1979; Минский, 1975; Природа,.., 1973; Седикахиты..., 1982). В них содержание OB редко поднимается до 15%. Чаще оно находится на кларковом или низком сверхкларковом уровне: 0,5—5%, в среднем 1,5%. Необязательны и бескислородные воды, у дна (как в Черном море), так как восстановительные условия создаются в осадке уже на глубине первых сантиметров — дециметров от дна.
На стадии сингенеза «под совокупным действием агентов выветривания и микробов (это тоже выветривание. — В. Ф.) большая часть OB превращается в газы (CO2, CH4 и др.), которые рассеиваются... или растворяются» в иловых водах (Хант, 1982, с. 129). В аэробной зоне и в верхней части анаэробной зоны осадков происходит микробное разложение первичных биополимеров на биомономеры (сахара, аминокислоты, жирные кислоты, фенолы) и гидролиз веществ, унаследованных от живых организмов: углеводов, белков, липидов, лигнина, хитина, восков, смол, гликозидов, пигментов, жиров и эфирных масел. Часть их поедается илоедами, другая часть образует комплексы с минеральными веществами, третья — микробами с помощью ферментов — генерирует мономерные OB, особенно метан, который может называться биогенным. Это первая фаза газообразования (ПФГ, см. рис. 11.9).
В более глубоких горизонтах, в диагенезе, т. е. в условиях существенно закрытой системы, мономеры конденсируются с образованием многочисленных высокомолекулярных геополимеров — предшественников керогена. Эта сложная смесь мономе-
Литья дуба. Фитотткш .Зоопланктон Споры
,Каспийское море
Белое морі
Впадина Сан-Диего
ЛоЩ прерий
ММа^кай-
Черное море
флоридский залив
Рис. 11.8. Состав органического вещества организмов (а) и осадков (б), из
Ханта (1982, с. 138). Резкое уменьшение содержания углеводов и увеличение роли лигнин-гумуса я азотсодержащих соединений в осадках — результат микробной активности и химических превращений: гидролиз до Сахаров и других простых соединений, которые затем полимеризуются с образованием лигнин-гумуса и азотистых соединений — предшественников керогена
ров, гео- и биополимеров испытывает низкотемпературные (ниже 500C) трансформации (конденсацию, дезаминирование, восстановление, циклизацию, полимеризацию) с потерей О, N и S и превращается в более углеродистые соединения, включая азотсодержащие и гуминовые комплексы (рис. 11.8). Живые организмы синтезируют единственный порфирин — хлорофилл, а на глубине он теряет фитольную цепь, порождает многочисленные (тысячи) красные порфирины, а из фитольной цепочки образуются пристан, фитан и другие производные — хемофос-
силии: Относительно простой набор УВ водорослей (3 или 4 вида) в диагенезе сильно усложняется.
Катагенез — в основном термическое преобразование OB: термокаталитический крекинг, термолиз, декарбоксилирование, диспропорционирование водорода и т. д. Н. Б. Вассоевич (1974, 1986) выделяет верхнюю катагенетическую зону газообразования.
20
Диагенез
50
Сапропелевое 06 Гумусовое OB
§; 1°°
Рис. 11.9. Кривые образования ^Катагем газов в зависимости от глубины ^ в осадочном разрезе (Хант, 1982, *Ь . с. 200). . I
Сг+ — гомологи метана в газовой (? фазе. Азот первоначально присутствует в форме NH4. Стрелки — увеличение относительного выхода газа из OB тонкозернистых отложений .. ZOO
150
Метаморфизм
Наибольшее количество УВ образуется при температурах примерно 60—15O0C, что позволило по этим параметрам установить (рис. 11.9) главную фазу нефтеобразовшия (ГФЗ) и отвечающую ей главную зону нефтеобразования (ГЗН). Доминирует деструкция органического матрикса (керогена; рис. 11.10) и образуются сотни более простых УВ — геомономеров-, «которые разбавляют исходную смесь УВ» (Хант, 1982, с. 130). В этой зоне особенно увеличивается скорость многих реакций — «в логарифмической прогрессии» (там же), хотя температура повышается линейно. Все это выражается в образовании нефти — микронефти, т. е. рассеянных капелек жидких УВ. Жидкая фаза образуется дополнительно в результате растворения некоторой части органических соединений осадков, усиливающегося при высокой температуре, и перехода твердых веществ в жидкое состояние (а жидкостей — в газовое). Высокие температуры позднего катагенеза и начального метагенеза — около 2000C и выше — способствуют термическому крекингу УВ и образованию метана. Это позволяет выделять главную фазу газообразования (ГФГ) и отвечающую ей главную зону газообразования (ГЗГ), которая по отношению к ГЗН смещена в более высокотемпературные условия (максимум приходится на 150— 170°С, тогда как максимум в ГЗН — ПО— 130 °С, см. рис. 11.9). При более высоком, чем 3°/100 м, геотер-
