Осадочные породы, богатые органическими веществами - Organic-rich sedimentary rocks

Осадочные породы, богатые органическими веществами, представляют собой особый тип осадочных пород, которые содержат значительные количества (> 3%) органического углерода. Наиболее распространенные типы включают 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. Богатые органическими веществами осадочные породы могут действовать как нефтематеринские породы, которые генерируют углеводороды, которые накапливаются в других осадочных породах-резервуарах (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 ( песчаник обычно является хорошей материнской породой). 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

Органический углерод образуется в результате древнего биологического осаждения вещества (кероген - это название, данное геологами), и это органическое вещество погребено вместе с минералами и фрагментами горных пород в осадочных породах. Температура и давление условий захоронения будут влиять на диагенетические процессы материала и определять, будет ли материал превращаться в нефть. Ископаемый органический углерод может ВСЕГО БЫТЬ распространен 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

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. Любые изменения переменных или параметров, которые их связывают, приведут к появлению различных осадочных отложений, которые мы видим 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. Новая мысль заключается в том, что эти океанические течения были замедлены цветением микроскопических морских первичных продуцентов, что позволило оседать на морском дне богатые органическими веществами отложения, 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

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. 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. Чтобы прийти к таким выводам, необходимы исследования многих и разнообразных осадочных комплексов; 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.

использованная литература