Органические гипотезы

Биогенная концепция происхождения нефти объясняет основные особенности распространения и состава нефти: более 99 % месторождений нефти и газа сосредоточено в осадочных горных породах, т. е. в породах, образовавшихся из донных отложений древних водных бассейнов, в которых развивалась жизнь; осадочные породы (глины, песчаники, известняки и др.) характеризуются широким распространением дисперсных битуминозных веществ («диффузнорассеянной нефти»), близких по составу к обычной нефти.

Общее количество рассеянной нефти в осадочной оболочке Земли намного превышает общее количество нефти в месторождениях; в нефтегазоносных регионах залежи нефти и газа стратифицированы, т. е. в каждом регионе приурочены в основном к пластам горных пород определенного возраста; химический состав нефти в месторождениях и состав рассеянной нефти в горных породах имеют много сходных черт с составом живого вещества: в них присутствуют биомолекулы или их фрагменты (изопреноиды, порфирины и др.), часть которых обусловливает оптическую активность нефти, присущую живому, и т. д. Биогенная концепция происхождения нефти не представляет собой в настоящее
время единую законченную теорию. В ее рамках остаются дискуссионными наиболее принципиальные вопросы: стадии литогенеза, с которыми связано, в основном, нефтеобразование; источники энергии для синтеза нефтяных УВ из керогена; механизм собирания рассеянных углеводородов в скопления; формы и энергия миграции нефти в горных породах; происхождение типов нефтей и другие. На все эти вопросы биогенная концепция пока не дает однозначных ответов: большинство решений имеют альтернативы.
Значительная часть сторонников биогенной концепции разделяет осадочномиграционную теорию. Согласно этой теории, главный фактор нефтеобразования - тепловая деструкция созревшего керогена при достижении породами в процессе погружения зоны температур 110-165 °С на глубинах от 1,5 до 7,5 км.
Другие исследователи считают эти положения неприемлемыми, отводя главное место в нефтеобразовании биохимическим процессам, происходящим на самых ранних стадиях литогенеза в определенных благоприятных условиях морских донных осадков.
Третья группа исследователей исходит из того, что превращение многих биогенных соединений, характеризующихся низкими величинами свободной энергии (жирные кислоты, аминокислоты, спирты, сахара и т. д.), в углеводороды-соединения с относительно высоким уровнем свободной энергии, часто оказывается термодинамически запрещенным в условиях осадочной толщи. Источником энергии для нефтеобразования они считают не столько теплоту, сколько упругие деформации горных пород под воздействием сейсмических процессов, в результате этого повышается поверхностная энергия зерен минералов, за счет чего могут происходить процессы синтеза углеводородов.
Среди современных гипотез нефтеобразования, развиваемых в рамках биогенной концепции, появляются разнообразные представления, признающие необходимость учитывать большую роль вещества и энергии глубоких зон Земли: гипотезы гидрогенизации биогенного вещества осадочных пород глубинным водородом; гипотеза очагов-реакторов, образующихся в зонах глубинных разломов среди осадочных пород или ниже их в связи с подъемом из глубин высокотемпературного вещества, активизирующего процессы нефтеобразования; общая теория нефтегазоносности, создаваемая на базе биогенной концепции, согласно которой потоки глубинных флюидов активизируют процесс нефтегазообразования в осадочных породах и извлекают из них УВ, участвуя тем самым в формировании месторождений; гипотеза субдукции, согласно которой морские осадки, содержащие биогенное ОВ, затягиваются по крупному разлому под литосферную плиту в зону мантии Земли. По другим представлениям, процесс биогенного нефтеобразования продолжался также
и в зоне метаморфизма, т. е. глубокого химического и физического изменения горных пород в области высоких температур, давлений и интенсивных деформаций горных пород.
Разноречивость представлений о процессах образования нефти из остатков отмерших организмов не мешает сторонникам биогенной концепции считать ее в принципе правильной. Все разногласия объясняются сложностью самой проблемы и многообразием нефтеобразовательных процессов т основным вопросом биогенной концепции нефтеобразования является вопрос об источнике исходного ОВ.

Признание, что нефтеобразующие химические элементы проходили в своей истории биологическую стадию и были первоначально рассеяны в осадочных породах, объединяет разнообразные гипотезы и теории в рамках биогенной концепции.
Основной вывод, вытекающий из органической теории происхождения нефти и углеводородного газа, заключается в том, что их поиски следует производить в осадочных породах.
Основные геологические аргументы в пользу
органического происхождения УВ Доказательством генетической связи УВ, содержащихся в осадочных породах, с последними являются: 1) наличие УВ на всех стадиях формирования этих пород: седиментогенеза, диагенеза и катагенеза; 2) связь между содержанием УВ и фациально-литологическим составом заключающих их отложений и в первую очередь с геохимической обстановкой осадконакопления; 3) увеличение количества, УВ в породах в центральных частях впадин. Характер залегания залежей нефти и газа является свидетельством органического происхождения этих веществ. Выявленные закономерности в распределении залежей нефти и газа подтверждают правильность указанной гипотезы: Первая закономерность - наличие в пределах одной пли группы смежных впадин регионально-нефтегазоносных толщ, постоянно или почти постоянно содержащих в благоприятных структурных условиях залежи нефти или газа. Вторая закономерность - наличие продуктивных горизонтов в пачках осадочных пород, залегающих среди непроницаемых разностей. Третья закономерность - в распределении запасов нефти по стратиграфическим комплексам, согласно которым максимальные запасы не приурочены к наиболее древним отложениям (Калинко, 1943). Между тем, при поступлении УВ снизу - максимальными запасами должны были бы обладать наиболее древние отложения. Наличие залежей нефти во всех седиментационных бассейнах, причем характер распределения залежей и запасов нефти и газа во впадинах зависит от их принадлежности к определенным типам, возрасту и продолжительности формирования, мощности осадочного чехла в них. УВ в залежах составляют небольшую часть, на несколько порядков меньше количества УВ, содержащихся в осадочных породах в рассеянном состоянии. Химический состав нефтей, представляющих сложные смеси многих УВ в гомологических рядах, а также других соединений, большей частью характерных для биогенных веществ. Сходство состава УВ нефтей с составом синбитумоидов, содержащихся в тех же стратиграфических комплексах. Это сходство касается распределения УВ как по группам (метановых, нафтеновых и ароматических), так и по структуре отдельных групп по преобладанию четырехкольчатых циклопарафинов среди других нафтенов, присутствию гибридных УВ, индивидуальных УВ (нормальных алканов, изоалканов, циклопентанов и циклогексанов) и т. п. Наличие определенных генетических типов нефтей, характерных для конкретных стратиграфо-литологических комплексов. Присутствие в нефтях веществ, имеющих явно биогенное происхождение, таких как порфирины, пристан и др. При этом, как установлено, порфирины образуются различными путями, но обязательно из биогенных веществ - бакте- риохлорофилла и хлорофилла. Первый характерен для примитивных организмов и является предшественником хлорофилла. Оптическая активность нефтей и микронефтей. Оптическая асимметрия органических молекул служит необходимым и достаточным основанием для утверждения вывода о наличии живого вещества или продуктов его посмертного разложения. С этих позиций оптически активная нефть может быть только продуктом биосферы, а не результатом неорганического синтеза. Различия в изотопном составе углерода и серы нефтей различных стратиграфических комплексов в пределах отдельных месторождений и районов. Зависимость изотопного состава углерода от фациальной обстановки и отличие его от изотопного состава углерода космических тел и других веществ неорганического происхождения. Изотопный состав серы нефтей свидетельствует, с одной стороны, о ее биогенном происхождении, с другой - о связи с изотопным составом серы океанов. Несмотря на то, что органическое происхождение нефти подтверждается широкими комплексами геологических, физических, химических и геохимических данных, не все проблемы органических гипотез нашли свое решение. ОВ в земной коре и пути его преобразования в УВ нефтяного ряда

<< | >>

↑

Источник: Чернова О.С.. Основы геологии нефти и газа: учебное пособие. 2008

Еще по теме Органические гипотезы:

- Историческая геология, палеонтология - Геодезия - Геология -