По данным Тода, Монстера, Данфорда(1958).
8 По данным ВНИГНИ.
виду, физическим и химическим свойствам на нефть. Н. Д. Зелинский отметил, что «химику удается, таким образом, природный органический материал превратить в нефтяные горючие масла, причем можно констатировать, что в зависимости от состава и строения природных веществ разложением их образуется определенная смесь нефтяных углеводородов, в которых имеются все типичные представители углеводородов нефти, но в различном соотношении».
Опыты по воздействию бентонитовой глины, песка и мела на органические вещества (хлопковое масло, олеиновая кислота, темный ил) при 88—98° С, повторенные А. К. Каримовым (1967), показали, что процесс превращения органического вещества пород идет достаточно интенсивно уже при температуре около 100° С; образование нефти происходит в глинистых породах и менее интенсивно в известняках; одновременно с образованием происходит миграция части углеводородов из глинистых пропластков в песчаные. Материнскую глину покидают прежде всего метаново-нафтеновые углеводороды. Арены, особенно полициклические, прочнее удерживаются глинистой материнской породой.
А. И. Богомолов (1966) поставил опыты по низкотемпературному катализу с различными жирными кислотами. Во всех случаях выделялась смесь метановых, нафтеновых и ароматических углеводородов
Нефть и природные горючие газы через переходные формы тесно взаимосвязаны с другими горючими ископаемыми (углем, сланцами), органическое происхождение которых не вызывает
сомнения.
Интересная связь между различными каустобиолитами может быть выявлена и по условиям их залегания в земной коре (рис. 138). Кривые на рис. 138 отражают наблюдаемую в природе закономерность лишь приближенно. Тем не менее они отчетливо показывают генетическую связь процессов углеобразова-
ния и нефтеобразования с накоплением органического вещества в осадках соответствующего периода. Параллелизм в распространении горючих ископаемых по разрезу земной коры тесно связан с их пространственным распространением в той или иной толще. Одни и те же толщи, как отмечает И. М. Губкин, по простиранию переходят из угленосных в нефтеносные. Если залежи угля приурочены к континентальным толщам или к области их перехода в прибрежно-морские отложения, то залежи нефти и газа оказываются связанными по возрасту с теми же отложениями, но с их морскими или прибрежными фациями. В условиях прибрежных фаций области распространения залежей угля и нефти перекрывают друг друга, однако ни те, ни другие в этих условиях не образуют крупных скоплений. Совместное нахождение угля и нефти отмечается во многих районах (Западный Сахалин, Минусинская котловина, Волго-Ураль-ская область и др.). .
Рис. 138. Распределение известных мировых запасов горючих ископаемых по стратиграфическим комплексам (по И. -С. Мустафинову). 1 — нефть; 2 — сланцы; 3 — каменный уголь. |
В 1934 г. Т. Л. Гинзбург-Карагичева и К. Ф. Родионова обнаружили углеводороды в современных осадках Черного моря. Этому открытию в свое время не придали должного значения. Позднее В. В. Вебер совместно с А. И. Горской и П. Смит в США детально изучили современные осадки в морских бассейнах. Работы В. В. Ве-бера и А. И. Горской дали принципиально новые данные о составе и преобразовании органического вещества в современных и четвертичных морских осадках. В условиях преобразования в восстановительной среде осадка были обнаружены существенные признаки восстановления битумной части органического вещества с изменением ее компонентного и элементарного состава в сторону нефти. В итоге наибелее восстановленные битумы отложений древнего Каспия приобретают следующий элементарный состав (в %)
С. Н 0+N
Глины ......... 80,0 10,0 9,5
Алевролиты ...... 80,0 10,9 9,1
Этим битумам остается потерять около 5—7% кислорода, чтобы достигнуть элементарного состава нефти. Однако полное совпадение показателей битумов четвертичных морских осадков и нефтей вообще маловероятно, так как трудно допустить, что весь битум целиком перешел бы в нефть. Полученные новые данные показывают, что в процессе преобразования органического вещества осадков содержание углеводородов в нем увеличивается в несколько раз, считая на битум, органическое вещество и на сухой вес осадка. Происходит явное новообразование углеводородов. Одновременно изменяется и их состав. В них уменьшается относительное содержание нафтеново-метановых фракций и увеличивается содержание ароматических фракций (до 40% от общего содержания углеводородов в отложениях бакинского яруса). Сами углеводороды при этом приобретают вид подвижно-маслянистой жидкости. Молекулярный вес их снижается до 202,4; 198,7.
Инфракрасный спектр поглощения испытавших преобразование углеводородов четвертичных отложений и нефтей весьма близок. По полученным данным эти углеводороды постепенно приобретают все большее и большее качественное сходство о углеводородами нефтей.
Более низкомолекулярные углеводородыбыли обнаружены В. В. Вебером совместно с Н. М. Туркельтаубом в свободной газовой фазе опресненных фаций современных осадков, а именно тех фаций, в которых наблюдается и новообразование углеводородов твердой фазы осадка.
Е. Н. Боковой и Б. М. Накашидзе были поставлены экспериментальные работы по получению газообразных углеводородов микро-биальным путем в анаэробной обстановке. Помимо метана и других неуглеводородных газов, установлена генерация этана, пропана и бутана. Концентрация тяжелых газообразных углеводородов достигает l.lO^—l.lO-^/o.
Новообразования веществ битуминозного характера и гуминовых кислот экспериментально изучались в течение нескольких лет М. А. Мессиневой. Эксперименты проводились над современными осадками непосредственно в природных условиях путем погружения опытных сосудов в осадок или придонные слои воды. Во многих опытах (более 300), продолжавшихся от 6 месяцев до 5 лет, установлено новообразование веществ битуминозного характера (хлоро-форменного битума А) и гуминовых кислот в количествах, существенно превышающих исходное содержание этих веществ в изучаемых породах.
Если отмеченные явления представляют собой начальную стадию процессов нефтегазообразования, то между нефтями и соответствующими фракциями битумов, рассеянных в породах, должно наблюдаться значительное сходство. Действительно, такое сходство было
отмечено многими учеными как в нашей стране (Н. Б. Вас-соевич, Э. Д. Гимпелевич, Ю. Н. Петрова, Е. А. Глебовская, Н. А. Еременко и многие другие), так и за рубежом.
О близости их химического состава свидетельствует однотипность физико-химических констант этих соединений. Особенно это заметно при сравнении нафте-ново-метановых групп углеводородов. Не менее отчетливо сходство парафино-нафтеновых фракций рассеянных битумов и нефтей отмечается по данным инфракрасной спектрометрии (рис. 139).
В нескольких районах мира удалось проследить закономерное изменение углеводородов от современных осадков до миоценовых пород и тем самым доказать унаследованность в них рассеянного органического
Рис. 139. Инфракрасные спектры пара-фшю-нафтеновых фракций рассеянных битумов и нефтей (по Е. Б. Проскуряковой):
а — парафино-нафтеновая фракция рассеянных битумов из майкопских отложений (Датых, скв. 1); б — парафино-нафтеновая фракция рассеянных битумов из майкопских отложений (скв. 2); в — парафино-нафтеновая фракция нефти из хадумского горизонта (скв. Прасковейская);
г — парафино-нафтеновая фракция нефтиизхадумского горизонта (скв. Ачикулак),
вещества. Можно считать установленным, что битумы изменяются согласованно с вмещающими их породами. Ряд важных их свойств хорошо коррелируется с глубиной максимального захоронения отложений. (Н. А. Еременко, Э. Д. Гимпелевич, А. А. Ильина, 1961; А. Э. Конторович, 1965; Дж. Филиппи, 1965) со степенью их катагенетической изменчивости. Определение органического происхождения горючих ископаемых еще не является решением всей проблемы их генезиса. Для ее решения необходимо определить:
1) исходный органический материал, послуживший источником для образования угля, нефти и других горючих ископаемых; 2) условия накопления и характер среды, в которой происходило накопление органического материала; 3) совокупность условий, требуемых для дальнейшего преобразования органического вещества в битумы, угли и другие горючие ископаемые.