Генетические типы ОВ-керогена (продолжение)

ИНЕРТИНИТА ГРУППА

ВИТРИНИТА ГРУППА

ВИТРИНИТ — гелифицированный компонент ископаемых углей, характеризующийся п. м. красным цветом в проходящем свете и светло- серым в отраженном,.

ВИТРИНИТА ГРУППА —включающая коллинит и телинит.

КОЛЛИНИТ [κόλλα (κолля) — клей], Stopes, 1935, — микрокомпонент углей из витринита. Бесструктурный элемент. Образуется из гумусового геля

ТЕЛИНИТ [tela — растительная ткань], Jongmans, Koopmans, Roos, 1938, — Ячеистая структура из стволов, корней, листьев.

ИНЕРТИНИТА ГРУППА, включающая микринит, семифюзенит, фюзинит и склеротинит.

-МИКРИНИТ [μίκρός (микрос) — малый].Полупрозрачный или непрозрачный бесструктурный микрокомпонент, обычно имеющий плавные очертания и размеры от долей μ до нескольких сот μ. В отр. свете серо-белого и белого цвета.

ФЮЗИНИТА ГРУППА

-ФЮЗИНИТА ГРУППА [по ингредиенту фюзен] — по ГОСТ 9414 — 60, гр. микрокомпонентов ископаемых углей, включающая семифюзинит, фюзинит, микринит и склеретинит;

-СЕМИФЮЗИНИТ [по ингредиенту семифюзен], Йонгмансон, 1935, — микрокомпонент ископаемых углей. Гр. инертинита с ясновыраженной структурой древесины и склеренхимы.

-ФЮЗИНИТ— это непрозрачный микрокомпонент с растительной структурой (т. е. фитерал), образовавшийся из древесины, склеренхимы или др. тканей в результате процессов фюзенизации.

ФЮЗЕНИЗАЦИЯ — процесс окислительного превращения остатков лигнины, целлюлозных тканей растений, выражающийся в их обуглероживании и почернении, при одновременной сохранности деталей исходного анатомического строения.

Генетический тип ОВ определяется главным образом на основе химической и углепетрографической характеристики керогена, с использованием других, в том числе геологических (литофациальных) показателей.

Согласно результатам элементного анализа углерод и водо­род являются главнейшими составляющими керогена любого типа. Их соотношение изменяется довольно резко (С 48—92; Н 3,2— 8,9) в зависимости от исходного ОВ и уровня диакатагенетичес-кой преобразованности. В зависимости от этих факторов изменя­ется и мацеральный состав керогена, который наравне с элемен­тным составом определяет молекулярную структуру ОВ.

- Автором первой классификации РОВ был Г. Потонье, кото­рый предложил выделять два основных фациально-генетических типа ОВ — сапропелевое и гумусовое, понимая под этими типа­ми соответственно ОВ низших и высших растений. Эти два типа долгое время считались «фациальными антиподами». В связи с совершенствованием методов исследования стало очевидным, что понятия о «гумусовом» и «сапропелевом» веществе общие и не­конкретные. Зачастую «гумусовое», т.е. вещество высших расте­ний, по генетической природе и составу генерированных продук­тов больше отвечает «сапропелевому» и наоборот.

- В.А. Успенский и О.А. Радченко также обратили внимание
на то, что сапропелевое ОВ имеет сложный состав и его надо
рассматривать даже при полном отсутствии гумусового материа­
ла как двухкомпонентное, состоящее из липидной и углеводно-
белковой (гумоидной) частей. Наиболее характерными парамет­
рами каждой части является соответственно содержание Н и N.
Они предложили классифицировать ОВ сапропелевого типа на
четыре подкласса по содержанию водорода:

липидный 9—9,5%
водорода;

гумоидно-липидный 7,5—9,5%;

липидно-гумоидный- 6—8%;

гумоидный < 6—6,5

- Сотрудниками кафедры геологии и геохимии горючих иско­паемых МГУ во главе с Н.Б. Вассоевичем для обозначения типов ОВ была рекомендована терминклатура, основанная на преобла­дающем типе структур, включенных в макромолекулу, без учета других структур.

Согласно этой терминклатуре ОВ «сапропеле­вого» типа, содержащее в основном алициклические и алифати­ческие структуры, предложено называть алиновым. Для него характерно резкое преобладание коломорфных и сорбированных форм ОВ и почти полное отсутствие структур, сохранивших мор­фологию исходных гидробионтов.

Органическое вещество с по­вышенным содержанием азота и гидроароматических структур выделяется как амикагиновое.

Несколько другие обозначения подтипов алинового ОВ были предложены Н.Б. Вассоевичем, А.И. Конюховым и Н.В. Лопати­ным (1976).

Согласно их взглядам, в различных седиментационных обстановках основой для формирования ОВ служат два раз­личных комплекса биополимеров.

I комплекс протеинполимер-липоидного состава (элементы
клеточных мембран и жировые компоненты клеток), ОВ характе­
ризуется длинными алифатическими цепями. Такие ОВ предло­
жено называть алфиновыми и обозначать СКалф. В исходном
ОВ этого типа большую роль играют ненасыщенные структуры,
эфирные группы. Отношение Н/С в нем составляет 1,5—1,8, со­
держание азота не более 2—3%. Такое ОВ типично для многих
групп горючих сланцев.

II комплекс углеводно-белковые соединения (ядерно-цито-
плазматические составляющие клеток и тканей различного проис­
хождения) дает основу для ОВ, характеризующегося присутствием
алициклических структур, амидных группировок, кетонных групп
и отсутствием конденсированной а роматики. Такое ОВ названо
алциновым и обозначается CK^. Ему свойственны также по­
вышенные концентрации азота (5,5-6,5%), Н/С= 1,2-1,4.

«Гумусовому» типу ОВ свойственны поликонденсированные ареновые структуры, обозначается ОВ этого типа СК_ар — ареновое, или арконовое. В его основе лежат лигнин-целлю­лозные биополимерные комплексы — высококонденсированные структуры циклического строения и ароматические структуры. Для СК_ар характерно невысокое содержание водорода (С/Н < 1), высокое содержание фенольных групп, невысокое (2—3%) содер­жание азота.

Чистые генетические типы ОВ в природе крайне редки, обыч­но приходится сталкиваться с ОВ смешанного состава. В таких случаях вводятся и соответствующие обозначения CKa„._ap, СК^^ц и т.д.

Эта классификация, основанная на элементном составе керогена, информативна, но, к сожалению, в настоящее время мало используется из-за чрезвычайно трудоемкого процесса получения керогена.

Принципиальная близость концентрированного и рассеян­ного ОВ по исходному веществу и процессам его последующего преобразования позволяет с определенной долей условности пе­ренести основные черты классификации углей на РОВ с учетом некоторых особенностей последнего. Такая классификация РОВ, так же как и классификация углей, строится на основе микро­компонентного состава ОВ, причем расчленялись лишь компо­ненты, установленные для гумусовых углей; сапропелевый ма­териал учитывался как единый компонент — альгинит (табл. 2.3).

Группа	Класс	Тип
Гумолиты	Фюзенолиты (А)
Гелитолиты (В)
Липоидолиты (С)
Сапропелито-гумиты (СГ)	Сапропелито-гумиты(Д)
Сапропелиты (С)	Гумито-сапропелиты (Е)
Собственно сапропелиты(F)

Характерным для РОВ является присутствие в больших количе­ствах микстинитовых форм; в РОВ под микстинитами понимают сорбированные на глинистом субстрате разности гумусового, сап­ропелевого или смешанного характера. В соответствии с этим вы­деляются гумо-, сапро- и гумосапромикстиниты.

Сапропелевым ОВ называют кероген^ в котором в проходящем свете можно видеть аморфные облаковидные образования.

Опре­деленный таким образом как сапропелевый генетический тип не всегда соответствует таковому по результатам физико-химических исследований. Концентраты РОВ сапропелевого ОВ незначитель­ной степени преобразованное™ в УФ лучах ярко люминесцируют.

Гумусовое ОВ содержит большое количество форменных ос­татков высших растений и его, как правило, в проходящем свете определить возможно более точно.

Есть и другие классификации керогенов, в основу которых так­же положен элементный и мацеральный состав исходного ОВ, так­же учитывается и состав генерируемых продуктов.

КАТАГЕНЕЗ

Катагенез является ведущим процессом в преобразовании РОВ, генерации нефти и газа и в изменении свойств самих пород неф­тегазоносных отложений, что в совокупности во многом опреде­ляет закономерности распределения нефти и газа в земной коре.

Катагенез — направленный по действию комплекс постдиагенетических процессов, протекающих в осадочных породах вплоть до их превращения в метаморфические. Катагенетические изменения пород и, соответственно, заключенного в них ОВ обусловлены действием ряда взаимосвязанных факторов, глав­ными из которых являются температура и давление. В то же вре­мя катагенетические изменения пород зависят от длительности воздействия этих факторов, конкретные же значения температу­ры и давления и их изменения во многом определяются особен­ностями геологического развития региона.

Главный источник тепла в недрах — эндогенное тепло Зем­ли, проявление которого в целом отражается в геотемпературных полях и геотермических градиентах. Характер распределения тем­ператур в недрах, геотемпературные поля, зависят как от величи­ны теплового потока, так и от теплофизических свойств различ­ных типов пород, тектонического развития, подвижности и мощ­ности земной коры, динамики подземных вод, геохимической обстановки, магматической активности, наличия мерзлоты и т.д.

Значения тепловых потоков, как и геотермических градиен­тов, не постоянны, а меняются во времени и пространстве.

Со­временные представления о распределении температуры в оса­дочной толще основаны на признании ведущей роли глубин­ного теплового потока, усиления его за счет радиоактивных процессов, за счет некоторых экзотермических реакций, сопро­вождающих преобразование ОВ и минеральной части пород оса­дочной оболочки, и перераспределения в ней тепла.

Давление обычно действует в непрерывной связи с темпера­турным фактором. Большинство исследователей считают, что дав­ление в пределах температур, обычных для осадочного чехла, не оказывает существенного влияния на процессы преобразования ОВ, а значительно больше влияет на минеральную часть пород, и преж­де всего на физические свойства пород: плотность, пористость и т.д.

Известно, что увеличение давления за счет замедленного от­тока образовавшихся газообразных продуктов способно затормо­зить процессы преобразования ОВ. Многочисленные эксперимен­ты по преобразованию ОВ при разных давлениях подтвердили этот факт. Так, при низкотемпературном термолизе жирных кислот при значительном увеличении давления при той же температуре из них образовывались жидкие и газообразные углеводороды. Суммируя экспериментальные исследования по влиянию давле­ния на ход преобразований, можно заключить, что давление без изменения объема затрудняет катагенез, а односторонее давле­ние способствует преобразованию ОВ.

До сих пор дискуссионным остается вопрос о роли времени при катагенезе ОВ. Одни исследователи считают, что катагенетическое воздействие — процесс относительно кратковременный, и геологическое время в преобразовании ОВ роли не играет, что даже 2 0—40-кратная разница в длительности процесса не создает ощути­мых различий в результирующем итоге метаморфизма (Генера­ция..., 1972). Согласно другой точке зрения, геологическое время играет вполне определенную роль в ходе катагенетических про­цессов — оно компенсирует в той или иной степени температу­ру, необходимую для превращения ОВ.

Вопрос о роли геологического времени в катагенетических процессах детально был разработан Н.В.Лопатиным. Для опре­деления всего количества тепла, воздействующего на ОВ в тече­ние всей геологической истории, им были введены понятия — элементарный импульс тепла т, и суммарный импульс тепла (СИТ).

Для определения т Н.В. Лопатин использовал допущение, вытекающее из правила Вант-Гоффа, что повышение температу­ры на 10° увеличивает скорость химической реакции в два раза, таким образом, представляет собой произведение коэффициен­та скорости реакции на промежуток времени, в течение которо­го ОВ находилось в данных геотермических условиях. СИТ пред­ставляет сумму элементарных импульсов: СИТ = Ет, это безраз­мерная величина, изменяющаяся в зоне мезокатагенеза более чем в 10 раз. Впоследствии метод был усовершенствован, в расчет СИТ были внесены поправки, после чего он получил широкое рас­пространение у нас и за рубежом.

В то же время ряд исследова­телей (В.Н. и Ю.Г. Нагорные, Y. Karweil и др.) показали, что ме­тод далеко не универсален. Исследования двух последних деся­тилетий катагенетической зональности осадочных бассейнов разных типов, в том числе докембрийских отложений Русской плиты, где степень катагенеза ОВ сравнительно невысокая, по­казали, что связь степени катагенеза и времени воздействия тем­ператур, если и существует, то не прямая.

Во-первых, вопрос о длительности воздействия температур на ОВ нельзя рассматри­вать в отрыве от величин самих температур, причем это касается в основном высоких температур. Во-вторых, влияние фактора времени проявляется в разрезах с невысокими скоростями накоп­ления осадков. В пределах осадочного разреза действие этого фак­тора незначительно — уровень преобразованности ОВ не превышает полградации при различии длительности воздействия тем­пературы в несколько сотен миллионов лет. В-третьих, аномаль­но низкая степень катагенеза ОВ в условиях воздействия повы­шенных температур и глубин, наблюдаемая в разрезах молодых (кайнозойских) прогибов и впадин, обусловлена, видимо, не столько недостаточным временем воздействия повышенных тем­ператур, сколько избыточным давлением, возникающим в ре­зультате повышенных скоростей осадконакопления, и отсутстви­ем в связи с этим условий эмиграции флюидов, и, естественно, тормозящим ход катагенетических превращений ОВ.

Влияние литологического состава пород на ход катагенетичес-кого преобразования содержащегося в них ОВ неоднократно об­суждалось в литературе. Обычно отмечалось уменьшение катаге-нетической превращенности в ряду уголь—аргиллит—песчаник. Казалось бы, именно такой характер связи уровня катагенеза с литологией и должен быть, поскольку геотермический градиент обратно пропорционален теплопроводности пород. Наибольшей теплопроводностью обладает соль, затем песчаники, наимень­шей — угли. Однако в природе, как правило, очень редки мощ­ные разрезы, сложенные одним типом пород, поэтому четкого влияния литологического состава на зональность катагенеза РОВ не наблюдается. Исключением являются галогенные толщи, осо­бенно в районах интенсивного развития соленой тектоники.

Дата добавления: 2015-04-24