Основные классификации каустобиолитов. Нефть и газ в ряду каустобиолитов.

Нефть и газ относятся к горючим полезным ископае­мым, которые называются также каустобиолитами. Помимо не­фти и газа, к каустобиолитам относятся: торф, различные виды углей, горючие углистые сланцы, а также битумы. К горючим ископаемым относят и группу липтобиолитов, представляющих собой янтарь и его производные (древние смолы, отложившиеся в морском иле).В химическом отношении каустобиолиты относятся к угле­водородам (УВ), так как углерод и водород являются основными элементами горючих ископаемых.Существуют различные классификации каустобиолитов, на­пример, по физическому состоянию (жидкие, твёрдые и газооб­разные). Некоторые исследователи делили каустобиолиты на две большие группы — угли и битумы, другие подразделяли их на продукты, связанные с сапропелем (органический ил от разло­жившихся животных организмов) или гумусом (тоже ил, но из растительных остатков).Рассмотрим упрощённый вариант упомянутой классифика­ции основных групп каустобиолитов — угольного и нефтяного рядов по стадиям преобразования различных видов УВ.По исходным органическим остаткам, которые стали источ­ником первичных продуктов угольного и нефтяного рядов, есть существенное различие. Ещё больше различий отмечено по ус­ловиям образования торфа, с одной стороны, нефти и природ­ного газа, с другой.Торф и угли образуются за счет отмирания высших растений и низших организмов в пресноводных (континентальных) бас­сейнах (озёра и болота), реже — в морских условиях (морском иле). При разложении растительных остатков в приповерхност­ных условиях при некотором доступе кислорода воздуха образу­ется торф — первый продукт угольного ряда, который обычно бывает рыхлым и насыщенным водой до 85—95%.Источником образованием нефти и природного газа является преимущественно органическое вещество морей и крупных внут-риматериковых водоёмов. Эти полезные ископаемые образуют­ся в условиях погружения первоначальных осадков, богатых орга­ническим веществом (ОВ), на большую глубину, где происходит преобразование ОВ в УВ нефтяного ряда под влиянием высоких температуры и давления. Количество УВ возрастает при погру­жении на глубину более 600 м в прямом соответствии с нараста­нием пластовых температуры и давления.К горючим сланцам относятся глинистые, песчанистые, известковистые осадочные породы, обогащенные органическим веществом как гумусового, так и сапропелевого типа.На первой стадии метаморфизации (буроугольной) из нефти образуются вначале мальты, затем асфальты, а далее асфальтиты. В отличие от углей, где метаморфизм связан с дальнейшим уп­лотнением и углублением продуктов угольного ряда, превраще­ние нефтей в битумы, наоборот, происходит при подъёме нефтя­ных пластов под действием тектонических сил в приповерхнос­тные условия, вплоть до полного их подъёма на дневную повер­хность. В указанных условиях нефть окисляется и теряет свою лёгкую часть, становится более плотной и вязкой. Мальты явля­ются продуктами первой стадии окисления нефтей и имеют мяг­кую консистенцию. Плотность мальт составляет 0,96 г/см³.Асфальты являются продуктом окисления мальт и в отличие от мальт характеризуются более твёрдой консистенцией.Асфальтиты в химическом отношении имеют более высокую обогащённость асфальтово-смолистыми веществами, а по физи­ческому состоянию — это вёрдые хрупкие битумы. Перечис­ленные продукты, образованные на буроугольной стадии мета­морфизации нефтей, как и нефти, растворяются в органических растворителях и плавятся при Т = 90—100°С.На аналогичной стадии метаморфизма в нефтяном ряду из керитов образуются антраксолиты — продукты высшей степени карбонизации нефтяных битумов. К ним относятся: высшие и низшие антраксолиты и шунгиты — это твердые неплавкие и не­растворимые вещества. Они практически полностью состоят из углерода. Так, шунгит имеет состав: С — 96—98,7%, Н = 0,25— 1,4%, N = 0,15-1,06%, S = 0,31—0,47%, 0= 1,2-1,78%.Конечный продукт метаморфизма углей и битумов представ­ляет собой графит, который состоит на 100% из углерода. Он как бы соединяет обе ветви каустобиолитов, хотя генезис их суще­ственно различается. Графит не является каустобиолитом, т.к. он не горит, однако он генетически связан с двумя рядами кау­стобиолитов. Следовательно, залежи графита, встречающиеся в земной коре, могут представлять собой конечный продукт пре­образования как углей, так и битумов.

КАУСТОБИОЛИТЫНефть и газ в ряду каустобиолитов

Горючие ископаемые нефтяного ряда, к которым относятся нефти и их производные, а также горючие газы называются каустобиолиты.Слово каустобиолит происходит от нескольких греческих слов: «каустос» – горючий, «литос» – камень, «биос» – жизнь, т.е. горючий камень биогенного генезиса. Автор термина «каустобиолиты» немецкий ученый Г. Потонье (1908 г.).

Возникли каустобиолиты в результате преобразований органического вещества, первоисточником которого являлись остатки живых организмов. Общая направленность этих преобразований следующая:

Преобразование органического вещества на земной поверхности или на дне водоёмов.

Накопление отмерших организмов.

Погружение в недра земной коры.

Обогащение органического вещества углеродом.

Все горючие полезные ископаемые делятся на:

каустобиолиты нефтяного, или битумного ряда. К ним относятся нефти, горючие углеводородные газы, асфальты, озокериты и др.;

каустобиолиты угольного, или гумусового ряда. К ним относятся сингенетичные поро­ды и минералы (торфы, угли, антрациты и др.);

липтобиолиты. К липтобиолитам относятся некоторые органи­ческие соединения растительного происхождения (ископаемые смолы, воски, янтарь и др.).

Основное химическое различие членов нефтяного и угольно­го ряда состоит в соотношении углерода и водорода C/H, которое в нефтях варьирует незначительно – от 5,5 до 11,5, а в горючих ископаемых угольного ряда вариации значительно выше – от 9,4 до 45 .