основн.дисциплины / литология-Колосова / Лекция-8-породы

Лекция 8.

Каустобиолиты.

Каустобиолитами называют горючие минералы и породы органического происхождения. Они могут быть: твердыми (уголь, торф, горючие сланцы, асфальт и озокерит), жидкими (нефти) и газообразными (горючие газы).

Основные типы пород.

Угли имеют твердо установленное растительное происхождение. Они содержат те же составляющие, что и торф. В кровле и подошве пластов угля часто встречаются остатки растений: корни, кора, стволы, листья.

Образование углей - процесс длительный и подразделяется на несколько стадий.

1 стадия. Накопление и разложение больших масс растительных остатков. Накопление может происходить на месте произрастания (автохтонный уголь), или приносится ветром, или водой (аллохтонный уголь).

Накопившийся растительный материал подвергается разложению. Если разложение идет со свободным доступом кислорода, то происходит полное окисление органических остатков - такой процесс называется тлением. Он приводит к полному уничтожению углеродистых соединений.

Если разложение идет с ограниченным доступом кислорода, или совсем без него (например: на дне застойных озер, в торфяниках и пр.), то за счет растительного вещества образуются твердые органические вещества, богатые углеродом. Эти вещества носят названия гумусовых и являются основной составной частью торфов.

Торф образуется в результате накопления и разложения растительного материала.

Сырой торф представляет собой полужидкую кашеобразную массу, содержащую до 85-90% воды. Сырой торф сушат, доводя содержание влаги до 25%.

2 стадия - заключается в обуглероживании торфов с образованием различных ископаемых углей. Она сопровождается уплотнением торфа и дальнейшим изменением органических (гумусовых) веществ под действием главным образом биохимических процессов с участием бактерий. Если эти процессы шли при небольших температурах (не > 60-70⁰С) и давлении, то образуются бурые угли.

Бурый уголь отличается от торфа большей плотностью, значительно меньшей влажностью и почти полным отсутствием неразложившихся частей растений (за исключением смол, восков, спор, и пр.).

Химизм процесса обуглероживания сводится к увеличению содержания в буром угле углерода и уменьшению - кислорода.

	Углерод	Кислород
Древесина	50	43
Торф	59	33
Бурый уголь	69	25
Каменный уголь	82	13
Антрацит	95	2,5

Для образования каменного угля из бурого требуется большое давление и температура ~ 800⁰С. Поэтому каменный уголь образуется обычно при наличии мощной (в сотни метров и более) кровли пород. Каменный уголь отличается от бурого еще более плотным сложением, отсутствием рыхлых или землистых разностей, черным цветом и отсутствием макроскопически различимых растительных остатков.

Наиболее углефицированной разностью ископаемых углей является антрацит, обладающий значительной твердостью (2-2,5), сильным металловидным блеском и однородностью строения. По химическому составу он более богат углеродом, чем каменный уголь, и содержит незначительное количество кислорода.

Угли залегают среди осадочных пород в виде пластов или пластообразных тел мощностью от нескольких сантиметров до десятков метров. Осадочные породы, включающие угольные пласты, носят название угленосных свит или толщ. Это преимущественно глины и пески или глинистые сланцы и песчаники.

Горючие сланцы.

Это сланцеватые глинистые или мергелистые породы, загорающиеся в тонких пластинках и горящие коптящим пламенем с характерным запахом битумов (нефти или керосина).

Залегают среди осадочных пород в виде пластов мощностью до нескольких метров и протяженностью на десятки километров. Они обладают теплотворной способностью от 2000 до 3500 ккал. Главная ценность в том, что при нагревании до нескольких 100⁰, они выделяют жидкие и газообразные летучие вещества (деготь и газы) из которых получают нефтепродукты, а также ихтиол, тиокреолин и пр.

Нефть.

Процесс образования нефти непрерывный. Начинается он в органогенных или биогенных илах, не прекращаясь, совершался во все времена диагенетических изменений, как самой прослойки, так и вмещающих пород. Протекает он при не очень высокой температуре, при все нарастающем давлении и при участии анаэробных бактерий.

Важным условием образования нефтяных залежей являются литологические свойства пород. Для концентрации нефти необходимо присутствие коллекторов - т.е. пород, обладающих большой эффективной пористостью, а для сохранения возникающей нефтяной залежи - наличие кровли сложенной из плотных, непроницаемых для нефти пород. Экранирующая способность определяется маленьким размером пор, через которые не возможна или затруднена фильтрация. Такие экранирующие толщи возникают за счет хемогенных пород - каменных солей, ангидритов, некоторых известняков (с существенным содержанием глинистых минералов - всех).

Состоит нефть из углеводородов метанового, нафтенового и ароматического рядов с примесью сернистых, азотистых и кислородных соединений. Свойства нефти широко варьируют: удельный вес от 0,75 до 0,97 , содержание серы то 0,1 до 5%, парафина до 10% и т.д.

По форме образования резервуары нефти бывают: пластовые, массивные и литологически ограниченные резервуары неправильной формы.

По составу выделяют: газово-нефтяные, нефтяные и газовые.

Асфальт.

Асфальт и озокерит связаны генетически и пространственно с нефтью. Асфальт - аморфное вещество черно-бурого или черного цвета, с удельным весом ~ 1. Он представляет собой смесь смол (до 40-50%), масел (до 40%) и асфальтенов (до 70%). Кроме углерода (до 80-85%) в его состав входят Н (до 12%), S, O₂ и N (в сумме до 2-19%). Асфальт твердый, но очень вязкий. Цвет – черный, излом раковистый, блестящий, твердость до 3.Образуется чаще всего в трещинах, в виде жильных и натечных образований в карбонатных породах.

Озокерит или горный воск - продукт изменения нефти в поверхностной части земной коры. Он напоминает по внешнему виду пчелиный воск, но более темный. В зависимости от содержания жидких масел и смолистых веществ, цвет варьирует от светло желтого, зеленовато-желтого, бурого до черного, а консистенция от мягкой, пластичной до твердой, хрустящей. Удельный вес 0,85-0,87, температура плавления 50-85^оС, излом плотных разностей – плоскораковистый, иногда занозистый.

По составу озокерит близок к нефти и содержит твердые, жидкие и газообразные углеводороды с преобладанием твердых.