Неорганическое происхождение нефти

Сторонники неорганического происхождения нефти заявили о себе в XVIII в. Начиная с А.Гумбольда основным доводом в пользу неорганического происхождения нефти была связь нефтепроявлений с деятельностью вулканов (вулканическая гипотеза). До середины XIX в. использовалась только нефть естественных выходов, распространенная в тектонически активных областях – Средиземноморье, Венесуэла, Калифорния и др. Поэтому нефтепроявления (и генезис нефти!) связывались с эндогенными процессами [13, 37].

Научные концепции неорганического происхождения нефти возникли во второй половине XIX в. К этому времени относятся успешные эксперименты по неорганическому синтезу сложных органических соединений, в т.ч. углеродистых (М. Бертло, С. Клоэц /1877-1878/), позволившие высказать идею о минеральном синтезе нефти.

В конце XIX в. появились гипотезы Д.И.Менделеева о неорганическом происхождении нефти и В.Д.Соколова о космическом происхождении нефти [13, 37].

15 октября 1876 г. на заседании Русского химического общества Д.И.Менделеев изложил свою неорганическую гипотезу происхождения нефти, названную карбидной. Он считал, что внутри Земля состоит из расплавленных металлов (преимущественно железа), содержащих углерод (карбиды). Расплавленное металлическое ядро земного шара (барисфера) покрыто сравнительно тонкой твердой корой (литосфера). В литосфере также должны содержаться карбиды металлов (FeC и др.) в твердом и жидком состоянии. С ними он и связывает образование нефти. Во время горообразования по трещинам (разломам) поверхностная вода просачивалась вглубь Земли к металлическим массам. Взаимодействие с карбидами железа приводило к образованию окислов металла и УВ.

Согласно реакции Энглера: 2FeC + 3H₂O = Fe₂O₃ + C₂H₆

УВ по трещинам поднимались в верхние холодные слои земной коры, где они конденсировались и накапливались в пористых породах, образуя залежи. Этот процесс, по мнению Д.И.Менделеева, наблюдался не только в прошлом геологической истории, но происходит и сейчас (залежи пополняются по мере их истощения – Шебелинское газовое месторождение и др.). От геолога-нефтяника Г.В.Абиха он узнал, что часто месторождения нефти и газа территориально приурочены к сбросам. В этом Д.И.Менделеев видел неоспоримое доказательство своих воззрений. Позднее выяснилось, что его гипотеза не выдерживает критики. Но заслуга Д.И.Менделеева в том, что он привлек внимание ученых к проблеме происхождения нефти и газа и правильно оценивал практическое значение вопросов о природе нефти [13].

Заслуживает внимания космическая гипотеза В.Д.Соколова, выдвинутая им в 1892 г. По его мнению в составе первичного газопылевого облака, из которого образовалась ЗЕМЛЯ и другие планеты находилсь углеводороды. По мере формирования ЗЕМЛИ они оказались в ее глубинном веществе, составляющем вторую оболочку планеты – мантию. В дальнейшем при остывании мантии УВ начали выделяться из нее и проникать по трещинам в рыхлые породы земной коры. Это гипотеза В.Д Соколова - одна из разновидностей представлений о глубинном происхождении нефти.

Как показало время, в работе, опубликованной более чем на 100 дет раньше, М.В.Ломоносов оказался многократно ближе к истине [31].

В Москве в 1968 г. на Международном симпозиуме по происхождению нефти выступил Н.А.Кудрявцев – лидер сторонников абиогенного синтеза, доклад которого был освистан … [37]. Несмотря на это теория абиогенного синтеза в СССР продолжала развиваться трудами Н.А.Кудрявцева, Н.С.Бескровного, А.Е.Лукина, П.Н.Кропоткина, В.Б.Порфирьева [49¹], Ф.А.Летникова, А.А.Маркушева, В.А.Жарикова, Б.М.Валиева, В.А.Краюшкина, М.Г.Гринберг, Г.Н.Доленко[30, 30¹], Э.Б.Чекалюк и другие очень крупные ученые. Большой вклад в это направление внесла украинская школа геологов во главе с В.Б.Порфирьевым. На Украине в этом направлении продолжают плодотворно работать его последователи В.А.Краюшкин, А.Е.Лукин, В.И.Созанский и другие. Большой вклад в изучение абиогенного синтеза нефти в формировании и переформировании нефтяных месторождений внесли ученые-геологи Республики Татарстана (РТ) [37].

Сторонники неорганического происхождения нефти, обладавшие острым критическим умом, великолепно владевшие достижениями современной геологии и геохимии, видя слабые стороны органической теории образования нефти и газа, какой она была в начале второй половины XX столетия, указывали «органикам» не нерешенные вопросы и тем самым активизировали исследования по многим направленям. Они, «неорганики», выдвинули несколько положений, которые по их мнению, невозможно объяснить с позиций органической гипотезы. Основные из них следующие: существование в природе огромных скоплений нефти, часто наблюдаемая приуроченность месторождений нефти и газа к зонам разломов, нахождение включений нефти и газа в магматических породах, образование которых связано с остыванием магмы, нахождение нефти в кратерах вулканов, кимберлитовых трубках и в вулканических газах.

Н.А.Кудрявцев[33, 34]: нефть и газ образуются из реакционных смесей Н, СО₂, СН₄ и других простейших углеродистых соединений в результате осуществления реакций типа: СО + 3Н₂ = СН₄ + Н₂О.

Сторонники эндогенного синтеза, связывая процессы нефтегазообразования с глубинной дегазацией, приводят новые факты, свидетельствующие о «несостоятельности» биогенного происхождения нефти: присутствие углеводородных газов, главным образом, метана в вулканических эманациях, изверженных породах фундамента; повышенная металлоносность твердых нафтидов, обогащенность их ураном, редкими и редкоземельными элементами; результаты эксперементов по абиогенному синтезу УВ.

Они объясняют абиогенное происхождение нефти путем синтеза УВ из оксидов углерода и водорода (реакция Фишера – Тропша). Каталитический синтез УВ давно освоен химической промышленностью. Его осуществляют при t = 150-300^оС, в качестве катализаторов используют Co, Ni, Pt и элементы VIII группы.

Общий вид реакции Фишера – Тропша: nCO+(2n+1)H₂→C_nH_2n+2+nH₂O

Согласно данной реакции при разных условиях могут быть образованы н-алканы, изопреноиды, ни нафтены, широко распространенные во всех природных нефтях … [42].

В пользу эндогенного происхождения УВ газов часто приводится повышенная концентрация в них гелия (He) и водорода (Н). В качестве критерия генезиса газов используется их изотопный состав.

Единственным газом, изотопный состав которого в мантийном и коровом резервуарах резко различен, является He. Наличие ювенильной примеси гелия позволяет оценить и возможную долю УВ-газов и прежде всего метана, мантийного генезиса (в современной мантии СН₄/³Не = 10^-6 [37].

В СССР создана теория абиогенного синтеза нефти [37]:

1) В её основе лежат процессы дегазации глубинных сфер земли, являющиеся основным процессом развития нашей планеты, одной из проявления которых являются глубинные восстановительные флюиды, контролирующие процессы метасоматоза, литогенеза, образования нефтяных и рудных месторождений.

2) Существование в глубокопогруженных осадочных бассейнах и их кристаллическом фундаменте путей миграции глубинных флюидов через глубинные разломы, дизъюнктивные узлы – места сопряжения зон глубинных разломов на границах крупных блоков земной коры, которые рассматриваются как дискретные каналы, наиболее благоприятные для миграции больших масс флюидов и переноса эндогенной энергии, в т.ч. тепла, в верхние геосферы.

3) Существование в осадочных бассейнах узлов нефтегазонакопления, а в их кристаллическом основании разуплотненных зон, надежно перекрытых плотными породами-покрышками.

Сторонники неорганического синтеза для объяснения нефтегазообразования привлекают как эндогенный генезис УВ флюидов, так и метасоматический [32²]. В 2000 г. появились публикации снова привлекающие космос для образования УВ нефти /Ю.Р.Каграманов, А.Г.Егикян, 2000/ [37].

Вопрос о происхождении нефти до настоящего времени остается открытым – дискуссионным. В последние годы появляются теории, пытающиеся связать воедино органическую и неорганическую гипотезы, например, осадочно-неорганическая теория И.И.Чебаненко, В.П.Клочко и др. [41].