3. Горючие Сланцы

Горючими ископаемыми являются и неорганические по пре­ имущественному составу горные породы — горючие сланцы (ГС), которыми считаются чаще всего глинистые, карбонатные или кремневые пелитоморфные горные породы, обогащенные ор­ ганическим, в основном сапропелевым, веществом на 15—40% или более строго литологически — до 50%. Органическое вещество (ОВ) сланцев обычно называется керогеном, т. е. «воск рождающим» (с греческого). Так профессор Крум-Броун в 1912 г. предложил называть ОВ в шотландских горючих сланцах. ГС называют также битуминозными сланцами, хотя битумоидов в них мало (от долей процента до 2—3%, иногда больше), и лишь при нагревании до 500 °С они могут давать нефтеподобную жидкость (сланцевую нефть, или сланцевую смолу), а основная часть их органического вещества нерастворима в органических растворителях — это кероген в узком смысле слова (Голицын, Прокофьева, 1990). В нем повышенные кон­ центрации урана, железа, ванадия, никеля и молибдена

Мацеральный, или микрокомпонентный, состав ОВ ГС до­ вольно вариабелен: это прежде всего альгинит — остатки

планктонных водорослей в виде таломоальгинита, если оно со­ хранило клеточную структуру, и коллоальгинита — при утра­ те этой структуры и превращении в бесструктурную массу; сор- бомикстинит — тонкая бесструктурная смесь ОВ с глинистым веществом, в некоторых сланцах преобладающая; витринит раз­ ной структуры, липтинит, фюзинит и другие микрокомпоненты углей. М. В,-Голицын и Л. М. Прокофьева (1990) указывают ОВ неясной природы, условно названное псевдовитринитом и предположительно образовавшееся из фитобентоса и морской травы.

3. Жидкие каустобиолиты:

классификация, номенклатура

Жидкие и газовые горючие ископаемые, или нефть и газ, — самые важные в настоящее время полезные ископаемые, игра­ ющие решающую роль в экономике и политике государств. Это своеобразные каустобиолиты, большей частью встречающиеся не в твердом состоянии. Поэтому отнесение их к «-литам» до­ вольно условно, хотя в принципе правильно. Их чаще всего на­ зывали «битумами», «битумными образованиями», что подчер­ кивало их общее свойство — поведение как битумного вещест­ ва, т. е. растворимость в органических растворителях — хлороформе и спиртобензольной смеси. Узкое понятие «битумы» не включает углеводородные газы, так как это «жидкие (нефти), полужидкие (мальта) и твердые их производные (асфальт, асфальтит, озокерит и т. д.)» (Вассоевич, 1981, с. 40). Термин «битумоиды», обозначающий «углеводородистые вещества, со­ держащиеся в осадках и породах и обладающие способностью, как и нефть, растворяться в органических растворителях» (там ж е), по сути, не включает битумы, а только другие битумоподобные вещества и потому не является общим. В последнее время входит в употребление хороший термин «нафтиды» (Мура­ тов, 1954) — «общее название для нефтей и их природных дериватов» (там ж е), постепенно вытесняющий термин «биту­ мы». «Под термином «нафтиды» объединяются природные ор­ ганические'вещества (за исключением ископаемых углей), на­ ходящиеся в недрах в различных физических состояниях: га­ зообразном, жидком, твердом, растворенном или сорбирован­ ном. К ним относятся: углеводородные газы, газоконденсаты, нефти, природные битумы и газогидраты»

3.1. Углеводородные газы

Углеводородные, или горючие, газы — метан, этан, пропан и бутан — имеют огромное промышленное значение, как в ос­ новном положительное, так и отрицательное (взрывы в уголь­ ных шахтах), широко используются как лучшее топливо и сырье для производства пластмасс, искусственных волокон и многих других искусственных материалов «Породообразующим» газом является практически только- метан СН4, а его гомологи содержатся в нем редко в количе­ стве больше 20%. По этому признаку помимо чисто метановых различают газы сухие (примесей 1—5%), легкие (5—10%), тя­ желые (10—15%) и весьма тяжелые (>15% ). Тяжелые газы называются также жирными, а содержание в них тяжелых уг­ леводородов (ТУ) называется жирностью. Последняя умень­ шается в направлении миграции газов — происходит дифферен­ циация по весу (массе), а состав газов закрытых пор как бы фиксирует время закрытия пор. Чем тяжелее в залежах нефти», тем легче газы в их газовых шапках (меньше в них ТУ), т. е. зависимость обратная. УВ-газы смешиваются с азотом, диоксидом С и сероводоро- дом — до их преобладания, а также с водородом, содержание которого редко превышает 30%. Выделяются соответствующие градации (Калинко, 1987, с. 12) по сернистости — до семи, в немалой степени из-за ее вредности (отравляет природу и людей). Классифицируют газы и по содержанию газоконденсата — паров жидких УВ, содержание которых в газовой зале­ жи достигает 400—1000 г/м3 (знаменитые месторождения Кара- чаганакское, Астраханское и Уренгойское), а иногда до 1460— 1700 г/м3. По существу, все газовые залежи являются газоконденсатными, тем более что УВ-газы не только растворяются в нефти, но и сами могут ее растворять — до 1,65 кг/м2, а при 150 °С и 39 МПа — 36 кг. И многие нефтяные залежи в действительности нефтегазоконденсатные. Формы нахождения УВ-газов очень разнообразны — ведь это самый подвижный флюид Земли. М. К. Калинко делит их на свободные, растворенные и сорбированные. В первых различают газы в открытых и закрытых порах. В открытых порах встречаются не только «обыкновенные газы», но и газогидраты (ГГ) — кристаллические га зова- водные соединения, твердые, похожие на мокрый снег или лед, существующие не толь­ ко при температуре около точки замерзания воды (выше и ни­ же ее), но, в зависимости от давления, и при более высоких температурах.

3.2. Нефти

«Нефтями называют природные горючие гидрофобные бес­ цветные, коричневые, реже зеленоватые, прозрачные и непрозрачные жидкости с плотностью 0,75—1,10 г/см3 (в США — до 1 г/см3, что принято за границу между нефтью и природным битумом) — смеси и сложные растворы УВ, сернистых,, азотистых, кислородных, металлоорганических соединений (пор- фиринов и др.), смолистых, асфальтеновых веществ и приме­ сей элементов серы, евцнца, железа и др.» (Калинко, 1987, с. 28). Различают легкие (до 0,810 г/см3), средние (0,811 — 0,870), тяжелые (0,870—0,90) и очень тяжелые (>0,900 г/см3). Одно из важнейших свойств нефтей — способность растворять* УВ-газы (до 650 м3/м3), поэтому в недрах их плотность меньше: обычно 0,741—0,844 г/см3, но при разгазировании нефтей возрастает до 0,835—0,884 г/см3. Среднее содержание газа в нефтях в 50% залежей 26—86 м3/м3, содержание порфирина достигает 28—30% (месторождения Узень, Колодезное; Калин­ ко, 1987, с. 29). Наличие УВ в нефтях впервые было установле но в 1725 г., и к настоящему времени определено свыше ,700 индивидуальных УВ состава Q —С40. Нефть (греч. «нафта» — жидкий каустобиолит) и газ известны с древнейших времен. На берегах Евфрата существовал нефтяной промысел 6000—4000 лет до н. э., и нефть использовали как топливо, а битумы — в строительном и дорожном деле. В Древнем Египте нефть применяли для бальзамирования, в Древней Греции — в качестве топлива (Кравцов, 1982, с. 126). В 600 г. до н.э. Конфуций упомянул о скважинах на нефть глубиной в сотни метров, хотя часто получали ее как побочный продукт при бурении на соль (Хант, 1982, с. 16). И горючий газ использовался для выпаривания соли из рассолов. В Китае было создано буровое оборудование, позволившее уже в 1132 г. достичь глубины около 1000 м. Около 2000 лет назад была известна нефть в Сураханах около Баку, а в XVI в. при Борисе Годунове была привезена в Москву нефть («горячая вода густа») с Ухты. В конце XVIII в. на месторождении нефти в Бирме было пробурено свыше 500 скважин и добывалось около 40 000 т нефти ежегодно. В XIX и XX вв. добыча возрастала в геометрической прогрессии

3.3. Природные битумы

Под названием «природные битумы» (лат. «битум» — «вспыхивающая смола») — понимается большая группа при­ родных ОВ, образующих с нефтью непрерывные ряды переходов по составу и генезису, а также и по физическому состоянию (от жидкого к твердому). Многозначный термин «битумы» (Словарь..., 1968) отвечает ОВ с преобладанием смолистых компонентов над масляными, а И. С. Гольдберг (1981, с. 9—10) дал, может быть, наиболее развернутое определение: «Битумы — природные органические соединения с первичной углеводородной основой от высокомолекулярных минералов до веществ, состоящих из высокомолекулярных углеводородов и гетероатомных соединений и представляющих собой коллоидально-дисперсные растворы асфальтенов и смол в углеводородной масляной фазе». По элементному составу классы битумов сходны или мало различаются (Клубов, 1983; Козлов, Токарев, 1957; Орлов, Успенский, 1936; Преображенский, Саркисян, 1954; и др.). Более четко разделяются по групповому составу, в первую очередь по содержанию масел, асфальтенов и карбоидов, и некоторым физическим свойствам

Заключение

На заключение можно скачать что каустобиолитами или горючими, а также органическими породами, называются геологические образования, больше чем наполовину состоящие из органических «минералов», или компонентов. Это особая группа горных пород, наиболее специфичная для нашей планеты включающая наряду с твердыми также и жидкие горные «породы»

Каустобиолиты относятся к органогенным горным породам - биолитам среди которых имеются и негорючие породы (акаустобиолиты), например, рифогенные известняки и другие образования, состоящие из скелетов различных организмов

Органические «минералы» сложны, изучены недостаточно и трудно диагностируются. Поэтому каустобиолиты классифицируются в основном по химическим особенностям, агрегатному или физическому состоянию и по более сложным, чем минералы, компонентам. С первыми классификациями, еще в рамках еди­ ной минералогии, и с самим понятием «органический минерал» можно познакомиться в книге Н. А. Орлова и В. А. Успенского (1936): «Выделение органических («горючих») минералов в са­ мостоятельную группу восходит еще ко времени раннего сред­ невековья, когда лишь в неясных и подчас странных формах выкристаллизовывались первые линии деления минеральных веществ на отдельные классы и группы.

Твердые горючие ископаемые представлены гумолитами, сапропелитами и органофлюидолитами. Вместе с ними удобно рассмотреть и горючие сланцы (ГС), в которых органическое вещество хотя и не преобладает, но как полезные ископаемые, т. е. как «руды», ГС тяготеют к каустобиолитам, и с ними они могут быть лучше поняты и описаны.

Жидкие и газовые горючие ископаемые,— самые важные в настоящее время полезные ископаемые, игра­ ющие решающую роль в экономике и политике государств. Это своеобразные каустобиолиты, большей частью встречающиеся не в твердом состоянии. Поэтому отнесение их к «-литам» до­ вольно условно, хотя в принципе правильно. Их чаще всего на­ зывали «битумами», «битумными образованиями», что подчер­ кивало их общее свойство — поведение как битумного вещест­ ва, т. е. растворимость в органических растворителях — хлороформе и спиртобензольной смеси. Узкое понятие «битумы» не включает углеводородные газы, так как это «жидкие (нефти), полужидкие (мальта) и твердые их производные

ЛИТЕРАТУРА

1. Геология и геохимия нефти и газа: Учебник для вузов / А.А. Бакиров и др. - М.: Недра, 1993. - 288 с.

2. Основы геологии горючих ископаемых: Учебник для вузов / В.В. Семенович и др. - М.: Недра, 1987. - 397 с.

3. Литология: книга 2/В.Т. Фролов .: 1993.-429с

14