Осадочные породы, богатые органическими веществами, представляют собой особый тип осадочных пород, которые содержат значительные количества (> 3%) органического углерода. [1] К наиболее распространенным типам относятся уголь , лигнит , горючий сланец или черный сланец . Органический материал может быть распределен по породе, придавая ему однородный темный цвет, и / или он может присутствовать в виде отдельных включений гудрона , битума , асфальта , нефти , угля или углеродистого материала. Осадочные породы, богатые органическими веществами, могут выступать в качестве нефтематеринских пород.которые производят углеводороды, которые накапливаются в других осадочных породах-коллекторах (см. нефтеносные пески и нефтяная геология ). Потенциальные нефтематеринские породы - это осадочные породы любого типа, способные рассеивать доступный углерод изнутри ( известняк - классический пример материнской породы). Хорошие породы-коллекторы - это любые осадочные породы с высокой доступностью порового пространства. Это позволяет углеводородам накапливаться в породе и храниться в течение длительных периодов времени ( песчаникобычно делает хорошую материнскую породу). Высокопроницаемые породы-коллекторы также представляют интерес для профессионалов отрасли, поскольку они позволяют легко извлекать углеводороды из них. Однако система коллектора углеводородов не является полной без «покрывающей породы». Покрывающие породы - это горные породы с очень низкой пористостью и проницаемостью, которые удерживают углеводороды внутри расположенных ниже пластов, когда они пытаются мигрировать вверх.
Ископаемый органический углерод [ править ]
Органический углерод образуется в результате древнего биологического отложения вещества (кероген - это название, данное геологами), и это органическое вещество погребено вместе с минералами и фрагментами горных пород в осадочных породах. [2]Температура и давление условий захоронения будут влиять на диагенетические процессы материала и определять, будет ли материал превращаться в нефть. Ископаемый органический углерод также может быть переработан в результате тектонических процессов и возвращен на континентальную поверхность в виде обнажения. Эрозия и химическое выветривание могут вызвать перенос органических углеродных материалов в современной окружающей среде, в реках, почвах и, в конечном итоге, в океанах. Этот процесс происходит в очень большом временном масштабе и действует как один из основных механизмов выброса ископаемого органического углерода обратно в окружающую среду.
Производство органических осадков [ править ]
В течение десятилетий считалось, что большая часть богатых органическими веществами осадочных отложений, отложившихся на дне океана, была побочным продуктом трех переменных окружающей среды: поступления органического материала, скорости осаждения и степени насыщения кислородом глубинных вод. Эти переменные связаны в пространственном и временном масштабах климатом, океанскими течениями и уровнем моря во время осаждения. [3]Любые изменения переменных или параметров, которые их связывают, приведут к появлению различных осадочных отложений, как это видно сегодня на поверхности. Знание этой информации ценится среди коммерческих компаний, поскольку ее применение позволяет определить, какие осадочные отложения могут быть экономически продуктивными для эксплуатации. Используя метод, обратный предыдущей методологии, эти отложения можно использовать в качестве заместителей для вывода такой информации, как палеоклимат, предыдущие циклы циркуляции океана, прошлые уровни моря, а также соотношение переменных по отношению друг к другу, которые вызвали образование Депозит. Эта информация может быть очень ценной для геофизиков, поскольку она может помочь им реконструировать прошлые процессы, которые в конечном итоге сформировали Землю, чтобы сформировать ее нынешнее состояние.
Однако, основываясь на более поздних исследованиях, эти результаты больше не являются полностью жизнеспособными. Например: в тематических исследованиях Черного моря, современной бескислородной среды, было показано, что кислородное голодание в нижних слоях водной толщи само по себе не приводит к образованию значительного количества богатых органическими веществами отложений, даже если было поставлено достаточное количество органического материала. в регион в голоцене. Следовательно, новая теория состоит в том, что «первичные продуценты», расположенные выше в толще воды, ответственны за большую часть отложений богатых углеродом отложений в окружающей среде континентальной окраины. На основании исследования, проведенного с использованием моделей циркуляции океана в меловом периоде, было обнаружено, что, хотя условия были относительно схожими с нынешними, в океанах были гораздо более сильные течения, которые влияли на толщу воды. [4]Новая мысль состоит в том, что эти океанические течения были замедлены цветением микроскопических морских первичных продуцентов, которые позволили оседать богатые органическими веществами отложения на морском дне, создавая многие из экономически продуктивных пластов черных сланцев, которые присутствуют сегодня. По сей день он остается предметом интенсивных исследований как ученых, так и коммерческих компаний.
Роль бактерий в осадочных породах, богатых органическими веществами [ править ]
Считается, что бактерии вносят важный вклад в создание нефтематеринской породы. Однако исследования показали, что количество бактериальных биомаркеров не всегда отражает относительный вклад в осадочный органический углерод. [5] В настоящее время считается, что бактерии в осадочных породах вносят лишь незначительный вклад в производство ископаемого топлива, такого как нефть. Поскольку бактериальная переработка осадочного мусора чрезвычайно важна, ее значение нельзя игнорировать. Некоторые бактерии могут способствовать разложению органического материала на ранних этапах осадочных процессов, хотя сама бактериальная биомасса может составлять лишь незначительный компонент общего органического углерода.в углеродистых породах. Многие идеи о минимальном вкладе бактерий можно отнести к изотопным исследованиям углерода в некоторых осадочных породах. [ необходима цитата ] Чтобы прийти к таким выводам, необходимы исследования многих и разнообразных осадочных мест; существует множество видов бактерий, и каждая органическая материнская порода может по-разному взаимодействовать с этими бактериями. Вот почему не все добавки углерода в осадочные породы под влиянием бактерий можно исключить: каждая ситуация уникальна, с различными бактериями и различными условиями. Комбинация микроскопических и молекулярных исследований должна рассматриваться при интерпретации количества бактериальных биомаркеров, присутствующих в источнике нефти, и его влияния на общий органический углерод.
Ссылки [ править ]
- ↑ Boggs, S., 2006, Принципы седиментологии и стратиграфии (4-е), Pearson Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ, p. 662
- ^ Копард, Ю., Амиотт-Суше, П., Ди-Джованни, К., (2007) Хранение и выделение ископаемого органического углерода, связанного с выветриванием осадочных пород. Земля и планетология. Vol. 258. С. 345–357.
- ↑ Arthur, MA, Dean, WE, Stow, DAV, 1984, Модели для отложения мезозойско-кайнозойских мелкозернистых отложений, богатых органическим углеродом, в глубоком море, Геологическое общество, 15, стр. 527–560
- ^ Педерсен TF, Калверт, SE, 1990, Аноксия против производительности: Что управления образованием органических-богатых углеродом осадков и осадочных пород ?, Американской ассоциации геологовнефтяников Bulletin, 74 (4), стр 454-466.
- ^ Hartgers, WA, Damste, JSS, Requejo А.Г., Аллан, J., Hayes, JM, де Леу, JW (1994). Доказательства лишь незначительного вклада бактерий в осажденный органический углерод. Природа. Vol. 369. стр. 224.
- ^ Бушнев, Д.А., Щепетова, Е.В., Льюров, С.В., (2005) Органическая геохимия оксфордских углеродистых осадочных пород Русской плиты. Литология и минеральные ресурсы. Vol. 41. С. 423–434.
- ^ Akinlua, A. Torto, N. (2010) Геохимическая оценка осадочных органических пород в дельте Нигера: новое понимание. Международный журнал наук о Земле. Vol. 100. С. 1401–1410.
- ^ Раннегар, Б., 1991, Уровни кислорода в докембрии, оцененные на основе биохимии и физиологии ранних эукариот, стр. 97, 97–111
- ^ Гамильтон Т.Л., Брайант Д.А., Macalady ДЛ, 2016, Роль биологии в планетарной эволюции: цианобактерий первичной продукции внизким содержанием кислорода протерозойскими океанов, Environmental Microbiology, 18 (2), стр. 325–340
- ^ Sancetta, К., 1992, Первичное производство в ледниковых Северной Атлантике и северной части Тихого океана, Природа, 360, стр. 249-251
