Условия накопления органического вещества в природе и пути его преобразования

07.11.2020

Способность каустобиолитов гореть определяется содержанием в их составе преобразованного в соответствующих условиях органического вещества, количество которого колеблется в весьма широких пределах (от 3 до 95—100%). Остальная часть горючих ископаемых состоит из неорганического минерального вещества. В зависимости от состава и характера горючей органической части горючие ископаемые могут быть подразделены на угли и битумы. Такое подразделение на две группы определяется биохимическими и геохимическими процессами.

Независимо от того, принадлежит ли горючая составная часть горючих ископаемых к углям или битумам, в ней всегда содержится определенное количество углерода. Углерод встречается в природе в свободном состояния в виде алмаза и графита, незначительно шире распространен в виде различных соединений. Входит он и в соединения, образующие нефть и все ее производные.

В связи с тем, что условия накопления и последующее преобразование органического материала в природе весьма различны образующиеся горючие ископаемые также отличаются большим разнообразием, составляя между крайними своими членами — антрацитами (группа углей) и нефтями (группа битумов) — ряд переходящих типов, что показано в табл. 5.

Горючие ископаемые образуют как бы два ряда, в каждом из которых содержание кислорода постепенно уменьшается, а содержание углерода возрастает. В средине, между этими двумя рядами, стоит торф. Состав его наиболее близок к составу растительных остатков, из которых образовались многие горючие ископаемые. На концах ряда находятся антрацит и нефть. Эти вещества почти одинаково бедны кислородом и богаты углеродом, но по содержанию водорода она резко отличаются друг от друга.

Eще M.В. Ломоносовым была высказана гипотеза, получившая широкое признание под названием «теория превращения». Суть ее в том, что торф, бурый уголь, каменный уголь и антрацит произошли из одного и того же исходного материала растительных остатков и представляют собой различные стадии превращения последних.

Происхождение же асфальтов и нефтей до сих пор еще не установлено. В этом вопросе нет единого мнения. Если допустить, что исходный материал углей и нефтей был один и тот же, то тогда несомненно, что превращения, которым он подвергался, резко различны.

Превращения растительного материала, приводящие к образованию углей, в основном достаточно изучены. В каких бы условиях не происходили превращение вещества при образовании углей, последние частично сохраняют структуру исходного растительного материала и содержат форменные элементы (скопления спор смоляных тел и т. д.). Ни в асфальтах, ни тем более в нефтях нет никаких признаков структуры исходного вещества.

Химический состав ископаемых углей чрезвычайно сложен Лишь очень небольшая часть входящих в их состав соединений выделена в виде смесей сплошного состава, полученных экстрагированием теми или иными растворителями. Вещество углей состоит в основном из высокомолекулярных обычно крайне нестойких к нагреванию веществ, поэтому более детальная химическая дифференцировка для них пока невозможна. Высокая чувствительность вещества углей свидетельствует о том, что, во-первых, образование и сохранение угольных пластов в недрах земли происходило при невысоких температурах и, во-вторых, о том, что как бы глубоко ни проходил процесс обуглероживания, вещество ископаемого угля сохранило тесную генетическую связь с химическими соединениями исходного растительного материала.

В нефтях не установлен характер изменения химической природы вещества и состав ее основной массы не дает никаких указаний на первоначальное материнское вещество нефти. В противоположность углям, химическая природа которых чрезвычайно сложна, нефти в химическом отношении более просты. Они состоят в основном из углеводородов. В углях — высокомолекулярные сильно уплотненные молекулы, в то время как углеводороды нефти представляют собой смесь соединений с чрезвычайно широкими пределами изменения молекулярного веса — от простейших до сложных.

Все это говорит о том, что, по-видимому, исходное вещество углей и нефти не было одним и тем же или же следует допустить, что превращение его в нефть было значительно более сложным и условия ее образования резко отличались от условий образования углей.

Вещество углей лабильно (неустойчиво) и легко изменяется под влиянием нагрева даже до относительно невысокой температуры. Нефть же значительно более стабильна. Даже длительный нагрев ее фракций до 300°С обычно не вызывает заметного разложения.

Как в угле, так и в нефти присутствуют битумы. Битумы встречаются в природе в виде газообразных, жидких и твердых веществ как в чистом виде, так и в смеси с другими минералами. В смеси с неорганическим материалом битумы образуют битуминозные породы (битуминозные известняки, битуминозные песчаники и т. д.).

Характерной особенностью твердых и жидких битумов, отличающей их от углей, является их способность растворяться в бензине, скипидаре, бензоле, хлороформе и сероуглероде. Углеводородные вещества, не растворимые в указанных жидкостях и обнаруживающие битуминозность только при сильном прокаливании благодаря выделению при этом летучих битуминозных веществ, называются пиробитумами (антроксолиты, шунгиты, альбертиты и др.)

Пиробитумы в смеси с минералами веществами образуют пиробитуминозные породы, к которым относятся некоторые битуминозные угли, различные горючие сланцы и тому подобные породы.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2020
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна