Состав преобразованного органического вещества
В областях морского осадконакопления, при преобладании восстановительных геохимических условий, формируется ОВ сапропелевого типа, состоящее из трех фракций: битумоидов, сапропелевых кислот и сапрогуминов.
В областях континентального осадконакопления образуется ОВ гумусового типа, состоящее из четырех фракций: битумоидов, фульвовых кислот (ФК), гуминовых кислот (ГК) и гуминов.
Битумоидыпредставляют собой вещества, которые извлекаются из осадков и осадочных пород органическими растворителями. Иногда их называют геолипидами или битуминозными веществами (БВ). Состоят они из асфальтенов, смол и УВ масляной фракции. Главной фракцией являютсяасфальтены. Их количество составляет 60–70 %.
Фульвовые кислоты (ФК)– высокомолекулярные азотсодержащие органические кислоты, растворимые в воде, минеральных кислотах, слабых растворах щелочей и органических растворителях. Воду они окрашивают в желтый или бурый цвет. Образуются ФК в результате полимеризации промежуточных продуктов разложения растительности. Их молекулярная структура состоит из алифатических и ароматических группировок, являющихся остатками углеводных и аминокислотных компонентов ОВ. Кислотная природа ФК обусловлена наличием карбоксильных и фенолгидроксильных функциональных групп. Молекулярный вес фульвокислот колеблется от 200 до 50'000.
Гуминовые кислоты (ГК)– темноокрашенные высокомолекулярные азотсодержащие органические кислоты циклического строения. Они являются продуктом конденсации фульвокислот, которые можно рассматривать как незрелые ГК. Молекулярный вес ГК лежит в пределах от 1'000 до 100'000. Они очень слабо растворяются в воде и не растворяются в минеральных кислотах, но хорошо растворяются в слабых растворах щелочей. Основу ГК составляют разнообразные ароматические, гетероциклические и алифатические группировки, а также до 15 видов функциональных групп, среди которых выделяются кислые: карбоксильные (–СООН) и фенолгидроксильные (–ОН) группы.
ГК широко распространены в ОВ осадков и молодых осадочных пород континентального происхождения, торфах и бурых углях. В землистых разностях бурых углей их содержание достигает 80 и более %, а в блестящих разностях, по мере развития процесса углефикации их содержание снижается уже до 10 %. ГК составляют основу почвенного гумуса, и тем самым обуславливают плодородие почв. ФК и ГК содержатся в морских осадках, куда они поступают с речным стоком.
Сапропелевые кислоты (сапрогуминовые кислоты)– аналоги гуминовых кислот, образующиеся в морских осадках при преобразовании остатков планктона.В отличие от ГК, сапропелевые кислоты имеют в основном алициклическое строение, повышенное содержание водорода, а также – азота и летучих веществ.
Гумины и сапрогумины– фракции соответственно ГК и сапрогуминовых кислот. Они нерастворимы в воде, водном растворе щелочей и минеральных кислот и занимают промежуточное положение между гуминовыми и сапрогуминовыми кислотами и нерастворимым ОВ. Это продукты конденсации соответственно ГК и сапрогуминовых кислот.
Таким образом, ОВ преобразуемое на разных подстадиях диагенеза, отличается степенью конденсации и ароматизации молекулярных структур и, следовательно, насыщенностью их водородом, а также отличается количеством кислородсодержащих и других функциональных групп. Пути преобразования ОВ в процессе седиментогенеза и диагенеза показаны на рисунке 10.
Рисунок . Пути преобразования органического вещества в процессе
Генетические и геохимические типы нерастворимого органического вещества
На подстадии протокатагенеза, которая развивается после диагенеза и предшествует катагенезу, происходит конденсация и укрупнение молекул гуминовых и сапрогуминовых кислот и веществ. В результате они переходят в новую форму ОВ – кероген, или нерастворимое ОВ(НОВ).
Кероген – нерастворимая в органических растворителях, кислотах и щелочах, фракция ОВ. Её доля в ОВ осадочных пород составляет 80–90 %. Другая часть ОВ осадочных пород приходится на битумоиды.
Рассеянные формы керогена, или НОВ, прочно связаны с минеральной частью породы и отделяются последовательно растворением в соляной и плавиковой кислоте. Классификации НОВ. НОВ, или кероген, классифицируется:1) по условиям седиментации; 2) по фациально-генетическим признакам; 3) в зависимости от вклада в состав ОВ различных исходных молекулярных структур живого вещества (ЖВ); 4) в зависимости от изменения атомных отношений водорода к углероду (Н/С) и кислорода к углероду (О/С) и другим принципам.
1. В классификации ОВ по условиям седиментации выделяется автохтонное и аллохтонное ОВ. Автохтонное ОВ образуется за счет биопродукции живого вещества той же среды, в которой формируется осадок, а аллохтонное ОВ формируется за счет биопродукции, поступающей в бассейн седиментации из другой среды. Например, в морских бассейнах аллохтонным является гумусовое ОВ, которое поступает с континентов с речным стоком и эоловыми выносами.