Каустобиолиты

После отмирания высших растений их остатки могут накапливаться двумя способами: на месте произрастания (автохтонно) или путем переноса и вторичного отложения

Каустобиолиты

Информация

Геодезия и Геология

Другие материалы по предмету

Геодезия и Геология

Сдать работу со 100% гаранией

Министерство образования РФ

Томский политехнический университет

Институт геологии и нефтегазового дела

Кафедра геологии и разработки нефтяных и газовых месторождений

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат по теме:

Каустобиолиты

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Томск 2004

Каустобиолиты

 

Каустобиолиты - это горные горючие ископаемые, обогащенные органическим веществом (Потонье 1908 г.) При этом под органическим веществом понимается вещество, сложенное органическими компонентами в форме мономеров или полимеров, которые прямо или косвенно возникли из живого вещества. Минеральные компоненты: раковины, кости, зубы не входят в его состав.

 

Схема образования битумов (по Успенскому, Радченко, Козлову, Токареву, Карцеву)

 

ПроцессНазвание битумовГруппыСепарацияГазОзокеритСепарационныеМальта Окисление, микробиальные процессыОксибитумыХорсанный озокеритАсфальт Нефть не парафинистаяпарафинистая Асфальтит АльгаритОксикерит Гуминокерит ЭлатеритРегиональный метаморфизм ПиробитумыКерит Газы ГатчетитАнтраксолит Шунгит Континентальный и гидротермальный метаморфизм Уголь, горючие сланцы α-нафтиды γ-нафтиды β-нафтидыЧерные смолистые сланцы ХризматидыКертизиды Олефиниты

Исходный материал каустобиолитов

 

Органические соединения в земной коре могут возникать из различных источников и различными путями. В настоящее время можно указать следующие достоверные и предполагаемые источники образования каустобиолитов.

Остатки отмерших растительных и животных организмов и органических продуктов их жизнедеятельности.

Абиогенные реакции в литосфере, дающие продукты органического состава.

Магматический синтез.

Преобладающим является первый из указанных источников. Основная масса каустобиолитов (во всяком случае, все ископаемые угли и, по всей вероятности, основная масса нефти) имеют своим исходным материалом отмершие организмы. В настоящее время известны лишь единичные случаи нахождения органических продуктов абиогенных реакций в литосфере. Нет оснований отрицать широкое распространение таких реакций, однако возможно, что продукты их недостаточно устойчивы в земной коре.

Что касается третьего источника - синтеза органических соединений в магме, то вопрос о нем в настоящее время является предметом оживленных дискуссий. Накопленный материал не оставляет места для сомнений в том, что на определенной стадии остывания магмы в ней происходят реакции синтеза водорода и углерода с образованием простейших углеводородов. В результате различных процессов молекулы их усложняются и дают начало образованиям, па составу и свойствам вполне аналогичным нефтяным каустобиолитам. Разногласия касаются лишь масштабов магматического нефтеобразования. Существуют две крайние точки зрения. Одни исследователи, во главе с автором магматической гипотезы Н. А. Кудрявцевым, все запасы нефтяных каустобиолитов, заключенные в недрах нашей планеты, приписывают магматическому генезису; другие (большинство геологов-нефтяников), допуская (или не допуская) в незначительных масштабах магматическое нефтеобразование, приводящее лишь к минералогическим скоплениям, считают, что все запасы нефтяных каустобиолитов имеют биогенное происхождение. Ниже мы рассмотрим различные гипотезы нефтеобразования, а сейчас остановимся подробнее на главнейшем источнике подавляющего большинства каустобиолитов - остатках отмерших организмов.

Биосфера, т.е. оболочка Земли, населенная организмами, охватывает часть атмосферы, гидросферу и поверхностные слои литосферы. Верхний предел биосферы ограничен тропосферой; в гидросфере организмы распространены до самых больших океанических глубин. Нижний предел обитания организмов в литосфере оценивается различно, но, во всяком случае, не глубже 3000 м, причем уже на небольших сравнительно глубинах становится возможным существование только анаэробных организмов. По Вернадскому, общий вес биомассы достигает 1014 т. Наибольшую количественную роль в биомассе играют простейшие, обладающие колоссальной быстротой размножения. Преобладающая часть живых организмов обитает в водной среде. Так как доля животных организмов в биомассе по сравнению с растительными ничтожна, то последние являются главнейший исходным материалом каустобиолитов. Главными компонентами, из которых состоят живые растительные организмы, являются: клетчатка (целлюлоза), легнин, белки, жнры, воски, кутин, споронины, полленины, суберин, смолы. По степени химической устойчивости их можно разбить на две группы: относительно малоустойчивые (целлюлоза, лигнин, белки, жиры) и высокоустойчивые.

 

Общая направленность преобразования остатков растительных организмов

 

Общую направленность этих преобразований можно уяснить, сравнивая средний элементарный состав живых организмов и остатков после их отмирания. Главными элементами, из которых состоят те и другие, являются углерод, водород, кислород, сера и азот, организмы очень богаты кислородом.

 

Таблица 1 - Средний элементарный состав живых организмов и каустобиолитов разной степени преобразования

ВЕЩЕСТВОЭлементарный состав, %СРNSOЖИВЫЕ ОРГАНИЗМЫ Высшие растения 49,76,1--44,2 Планктон50,087,328,291,2233,09ИСКОПАЕМЫЕ УГЛИ, ПРОИСХОДЯЩИЕ ИЗ ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ Торф57,486,141,550,234,63Гумиты: Бурый уголь71,645,331,570,3819,59 Каменный уголь83,715,121,680,5210,52 Антрацит94,372,190,60,253,32 Липтиты81,570,9150,451,088,35ИСКОПАЕМЫЕ УГЛИ, ПРОИСХОДЯЩИЕ ИЗ ПЛАНКТОНА Сапропель59,077,843,612,6330,55 Сапропелит72,318,870,822,1417,21НАФТИДЫ, ПРОИСХОДЯЩИЕ ИЗ ПЛАНКТОНА Нефть85,412,810,221,160,7Ряд метаморфизма нафтидов: керит84,227,651,261,525,15 антраксолит91,682,580,973,062,07 шунгит97,320,440,740,370,97

В табл. 1 приведен средний элементарный состав высших растений (древесина) и низших планктонных организмов (фито- и зоопланктона). Далее приведен средний элементарный состав каустобиолитов различного происхождения:

) ископаемых углей, образовавшихся из высших растений

) ископаемых углей, образовавшихся из планктона

) нафтидов, исходным материалом которых также является планктон.

В каждой из этих рубрик каустобиолиты расположены в порядке, отвечающем степени их преобразования. Из данных таблицы видно, что по мере преобразования падает содержание кислорода и водорода и возрастает содержание углерода. С несколько меньшей отчетливостью эта закономерность видна в ряде метаморфизма нафтидов. Элементарный состав нефти по сравнению с элементарным составом исходного планктона характеризуется значительно повышенным содержанием водорода и очень низким содержанием кислорода, т.е. высокой степенью восстановленности, что резко отличает ее от других каустобиолитов. Процесс постепенно обогащения каустобиолитов углеродом называется карбонатизацией.

В биосфере непрерывно происходят два противоположных процесса: рост растительных и животных организмов, накопление громадных масс органических остатков после их отмирания и непрерывное разложение отмерших организмов кислородом воздуха и воды, микробами и т. п. Для нас достаточно сосредоточить свое внимание на растительном веществе, так как именно оно составляет подавляющую часть биомассы, по сравнению с которой доля животных организмов исчезающе мала. Нарастание живого растительного вещества происходит за счет усвоения углерода из углекислоты воздуха. Это усвоение совершается благодаря способности хлорофилла, содержащегося в зеленых частях растений, ассимилировать углерод под действием солнечного света (реакции фотосинтеза).

После отмирания высших растений их остатки могут накапливаться двумя способами: на месте произрастания (автохтонно) или путем переноса и вторичного отложения (аллохтонно). Способ накопления влияет на некоторые свойства углей (например, на их зольность, т.е. содержание в них минеральных примесей). Как увидим ниже, для превращения любых растительных остатков в каустобиолиты необходимым условием является погружение их на ту или иную глубину. Остатки высших растений проходят при этом следующие стадии превращения: торфяную, буроугольную, каменноугольную и антрацитовую. Конечным продуктом превращения, как сказано выше, является графит. Остатки планктонных организмов проходят стадии органического ила - сапропеля и сапропелита (сапропелевого угля); при дальнейшем преобразовании, как увидим ниже, сапропелит может перейти в каменный уголь, антрацит и графит. Таким образом, на крайних стадиях превращения обе генетические линии, идущие от высших растений и от планктона, сближаются и полностью сливаются в графите. В иных условиях преобразование остатков планктона может привести к возникновению нефти, а из последней - всего ряда нафтидов. И здесь превращение нафтидов, связанное с погружением земной коры, состоит в карбонатизации, приводящей на конечных стадиях к высокоуглеродистым каустобиолитам и, наконец, к графиту.

 

Транспортировка и накопление органического вещества

 

Отмирающий органический материал транспортируется в почвенные слои и в осадок водных потоков, морей и океанов. На пути к месту захоронения он разлагается химически, подвергается микробиальному воздействию, частично окисляется, растворяется, переходит в сложные органические кислоты, отлагается и накапливается.

Транспортировка органического материала осуществляется в основном в виде двух форм: детритной и растворенной. Детритная форма - это живые и отмершие орган

Похожие работы

1 2 3 > >>