Литология. Кн. 2 - Фролов В.Т.
ISBN 5—211—02383—8
Скачать (прямая ссылка):
Н. Б. Вассоевич (1981 и др.) развивал практически параллельную систему терминов. Исходный — «кахины» — аббревиатура из слов «carbon» — углерод, С (ка) и «hydrogen» — водород, H (ха) — синоним «органических соединений», т. е. углеводородов (УВ) и их производных, поскольку всегда В ИХ составе есть С и Н. Новое название лишено многозначности
•слова «органический», употребляемого то в биологическом, то в химическом, то в переносном смысле. Природные смеси чкахи-нов в осадках, породах, водах, почвах названы кахитами, которые, вероятно, можно уподобить минералам, если они рассеяны. Их синоним «органическое вещество» (вероятно, в основном углеводородное). Кахиты в седиментах, т. е. в осадках и осадочных породах (=ископаемых осадках), называются седи-кахитами. Они большей частью выступают как аналоги пород органического состава, объединяют все каустобиолиты, хотя се-дикахитами могут называться и рассеянные их компоненты в других породах.
11.3.1. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ
Нафтиды — углеводородные химические вещества в целом довольно простого и маловариабельного качественного элементного состава. По числу атомов их основным элементом является водород — «царь вселенной, самый распространенный в космосе, составляющий более 70% массы Солнца и звезд, господствующий в межзвездной среде, преобладающий в живом веществе биосферы, отличающийся высокой калорийностью; при сгорании дающий воду и называемый топливом будущего» (Вассоевич, 1981, с. 11). На втором месте — углерод (по числу атомов его почти в 2 раза меньше H) — носитель жизни, по массе составляющий основную часть нафтидов (табл. 11.9) и всех каустобиолитов.
Таблица 11.9
Элементный состав нефти, %
Зодород (H)
Углерод (С)
Гетероэ пементы (О, N, S)
весовой
атомный
весовой
атомный
весовой
атомный
- 12—14,5
60—65
83—87
34—38
0,5—8*
0,1-3
* Весовое содержание за счет серы в сернистых нефтях.
Из гетероэлементов, т. е. других, разных, преобладают кислород, азот, сера, в сумме не часто превышающие 1%, иногда отсутствующих (О). Из-за них помимо УВ присутствуют и неуглеводородные соединения, в которых, однако, обычно преобладают H и С, что позволяет такие соединения назвать углево-дородистыми (в отличие от углеводородных, лишенных гетероэлементов) .
В составе многих нефтей есть фосфор (до 0,1%), связанный как с S, так и с H и С, а также разнообразные микроэлементы: V, Mo, Br, Hg (выше кларка в осадочных породах), Zn, Ni, Cu, As, Ag (порядка кларка), Со, Ga, В, Cr, Fe, Mn, Ca, Pb, Ba, Be,
Sr, Si, Al, Ti, Na, Sn и др. Состав их сходен с микроэлементами в организмах — еще одно свидетельство органического происхождения нефти (Ботнева, 1987, с. 13). Содержание всех микроэлементов редко превышает 0,02—0,03% от массы нефти.
Таблица 11.10 Элементный состав некоторых нафтидов
Элемент
Нефть
Асфальт
Кероген
с
84,5
84
79
H
13
10
6
S
1,5
3
5
N
0,5
1
2
о
0,5
2
8
Сумма
100
100
J00
Преобразование рассеянного органического вещества (керо-гена) седиментитов выражается (табл. 11.10; Хант, 1982, с. 47) больше, чем в двухкратном увеличении самого легкого элемента H (и поэтому обогащенные им нефти самые легкие), некотором увеличении С и значительном уменьшении гетероэлемен-тов, особенно кислорода (в 16 раз).
Групповой (углеводородный) состав (рис. 11.6), являющийся молекулярным, в отличие от рассмотренного элементного, более вариабелен и используется для классификации нафтидов и как технический показатель. УВ нафтидов составляют более десятка рядов или серий, их можно представить в такой классификации:
I. Цепочечные, или ациклические, алифатические (жирного ряда).
1. Насыщенные, или алканы, — C„H2,i+2:
1) нормальные (н-алканы) — цепь без ответвлений, например гексан (C6H14) — 6-й член метанового ряда — это цепь CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-Ch3;
2) разветвленные (изо-алканы), например 2-метилпентан
CH3
і
CH3-CH-CH2-CH2-CH3 или CH3-C-CH2-CH,
і 1
CH3 CH3
(2,2-диметилбутан).
2. Ненасыщенные (непредельные):
1) олефиновые, или этиленовые, — алкены;
2) ацетиленовые — алкины и др. П. Циклические.
190
Точна кипения,0С гоо зов 400
П-Г"
500
600
Нормальные парафины
Нафтены (имклопарафины)
го
Бензин, с4~ ^tO
Керосин, Ш&кшь 'голливо
Содержание 6 нефти, о§.X
Рис. 11.6. Химический состав нефти (Хант, 1982, с. 66) — по группам углеводородов (групповой, или молекулярный, состав) и продукты их разгонки — температурные фракции (внизу)
1. Циклановые (полиметиленовые, или циклопарафиновые), или нафтеновые, — С„Н2„, в нефтях чаще всего встречаются пяти- и шестичленные кольца — циклопентан (С5Н10) и циклогексан (C6Hi2). Звеньями колец является метилен (CH2).
2. Ареновые, или ароматические: бензол C6H6, нафталин C]0H8 и т. д.: отношение Н/С убывает от моно- (бензол) к би-, три-, тетра- и полициклическим.
Гомологический ряд «-алканов называется еще метановым — по метану CH4, начальному члену ряда, или парафиновым (нормально-парафиновым) — по одному из высокомолекуляр-
