Органогенные (биогенные) породы

Осадочные органогенные породы образуются в результате жизнедеятельности ор­ганизмов, вследствие накопления органических остатков после отмирания животных и растений. Среди них выделяют: 1) карбонатные породы; 2) кремнистые породы; 3) каустобиолиты.

К карбонатным органогенным породам относятся известняки, кремнистые породы органогенного происхождения и каустобиолиты.

Известняки органогенныеобразуются из скопления раковин моллюсков, построек коралловых полипов, обломков скелетов морских ежей и лилий, простейших. В зави­симости от преобладания остатков тех или иных организмов различают ракушечный из­вестняк, коралловый известняк и т.д. Известняки органогенного происхождения различа­ются по цвету, строению и их не всегда легко отличить от хемогенных. Как и последние они бурно вскипают от соляной кислоты.

Писчий мелпредставляет собой породу, значительную часть которой (60-70%) составляют остатки планктонных животных и растительных организмов. Остальная часть породы (30-40%) - тонкозернистый, порошкообразный кальцит.

Диатомит - это кремнистая порода рыхлого сложения, землистая или слабосцементированная легкая порода, преимущественно белого, желтоватого или светло-серого цвета, состоящая из скопления скелетных остатков, сложенных опалом - остатки диатомовых водорослей.

Диатомит пористый, мягкий, образуется в морях и озерах.

Каустобиолиты в переводе с греческого языка на русский слово «каустобиолиты» означает горючие камни органического происхождения. К этой группе пород относятся горные породы, имеющие большое значение как ценнейшие горючие ископаемые (торф, угли и горючие сланцы). Нефть генетически и геологически связана с каустобиолитами все вместе эти природные продукты обычно рассматриваются как горючие полезные ископаемые.

Особенно велико значение угля и нефти.Они являются основным источником энергии для большинства видов транспорта, для тепловых электростанций, без них невозможна выплавка черных металлов, они являются основным сырьем для многих отраслей химической промышленности и т.д.

Торф представляет собой слабо уплотненную массу желто-бурого, бурого или черно-бурого цвета, состоящую из полуразложившихся растительных остатков, накапливающихся в течение длительного периода в условиях болот и озер (в стоячей воде). Разложение происходило в анаэробных условиях при участии различных микроорганизмов. Текстура однородная, иногда слоистая, листоватая или пористая. Структура обычно волокнистая. Содержание углерода - около 60%, водорода - 20%, зольность до 60-70%, влажность в воздушно-сухом состоянии до 20%. Твердость низкая. Торф обычно кусковатый, слабо связанный, легко ломается руками. В сухом состоянии очень легок. Теплотворная способность кусковатого торфа 2650-3120 ккал/кг. Гигроскопичен. В зависимости от состава растений различают торф: сфагновый, гипновый, осоковый, травянистый, древесный и т.д. Разновидность, богатая железным купоросом, называется купоросным торфом. По структуре и текстуре различают разновидности торфа: бумажный, или листоватый, -тонкослоистый, легко расслаивающийся; волокнистый - сохранивший слабо разложенные волокнистые растительные остатки в однородной массе; смоляной – однородный землистый, тяжелый, черного цвета с восковым или смолистым блеском в изломе, почти лишенный ясно различимых растительных остатков; сланцеватый - с четко выраженной сланцеватостью; грязевой -кашеобразная влагоемкая разновидность, Наиболее благоприятная обстановка для образования мощных накоплений торфа создается в условиях умеренного климата, в районах с избыточным увлажнением.

Торф - это вид топлива местного значения; является сырьем для получения горючего газа, аммиака, уксусной кислоты, дегтя и некоторых других химических продуктов; как удобрение в сельском хозяйстве, как грязелечебное средство и т.д.

Горючие сланцы.Горючими сланцами называют сланцеватые глинистые или мергелистые породы, загорающиеся в тонких пластинках и горящие коптящим пламенем с характерным запахом битумов (нефти или керосина). Горючие сланцы залегают среди осадочных пород в виде пластов от нескольких сантиметров до нескольких метров и прослеживаются на десятки километров. Они обладают теплотворной способностью от 2000 до 3500 ккал и могут быть использованы в качестве топлива на месте разработки, обычно на тепловых электростанциях. Основная ценность горючих сланцев состоит в том, что при нагревании до нескольких сотен градусов они выделяют жидкие и газообразные летучие вещества (деготь и газы), из которых получают нефтепродукты, а также ценные органические соединения, например, ихтиол, тиокреолин и др.

Бурый уголь.Структура аморфная. Отличается хорошей сохранностью фрагментов растений, обычно очень мелких, различимых лишь под микроскопом, но иногда и невооруженным глазом. Текстура однородная либо слоистая, полосчатая. В состав бурых углей входит 67-75% углерода, 5% водорода, 17-30% кислорода и азота. Многие бурые угли сильно битуминозны, иногда они содержат до 40-50% легких углеводородов. Цвет коричневый, от светлого (рыхлые разности) до весьма темного оттенка, нередко черный (плотные разности). Черта светло-бурая до буровато-черной. Блеск тусклый, полуматовый. Бурый уголь рыхлый, землистый, кусковатый (слабо связанный) либо плотный, прочно связанный. Твердость 1-1,5, излом землистый. Горит. Теплотворная способность 5-6 тыс. ккал/кг на горючую массу.

Происхождение биогенное. Залегает слоями, пластами, линзами. В ряду ископаемых углей бурый уголь представляет сравнительно низкую ступень метаморфизма растительных остатков, следующую за образованием торфа. Бурый уголь занимает переходное положение между торфом и каменным углем.

Отличается от каменных углей бурым цветом самого угля и особенно его черты. Используется как энергетическое топливо местного значения и как ценное химическое сырье. При переработке бурых углей методом сухой перегонки получают полукокс, до 20% первичных смол (дегтя), горючий газ.

Каменный уголь.Структура аморфная. Текстура полосчатая, слоистая, часто тонкослоистая, обусловленная многократным чередованием блестящих и матовых разновидностей. Цвет черный, иногда с серовато-стальным оттенком либо темно-серый. Черта черная. Блеск матовый, шелковистый, смолистый (для углей средней степени углефикации) до стеклянного (для средней степени углефикации) и металлического (при высокой, степени углефикации - у антрацита). Плотный, прочно связанный. Нередко хрупок, легко раскалывается по многочисленным трещинам на толстые плитки или прямоугольные бруски. Теплота сгорания 5700 ккал/кг на влажную беззольную массу. Промышленные важные свойства угля - горючесть, калорийность (теплота сгорания), спекаемость, способность к коксованию и др. - в основном определяются степенью их углефикации.

Антрацитсостоит из органического вещества высшей степени углефикации, в котором тонко рассеяны графитовые частицы. Цвет черный со стально-серым, желтоватым (золотистым) или красноватым оттенками.

Блеск сильно металлический. Излом раковистый, полураковистый или неровный. Твердость 2-2,5. Загорается с трудом, горит слабым бездымным пламенем вследствие малого выхода летучих веществ.

Каменные угли образуются из бурых в результате дальнейшего преобразования (метаморфизма) растительных остатков. Дальнейшее изменение углей ведет к образованию графита и представляет уже процесс метаморфизма в обычном (геологическом) понимании этого термина.

По сравнению с бурым углем более крепкий, твердый и тяжелый. Характерны черный цвет и особенно черты, для антрацита - сильный блеск.

Используется в качестве топлива на морском, речном и железнодорожном транспорте, для газификации. Из некоторых видов антрацитов путем обжига без доступа воздуха получают термоантрацит, применяемый в доменной плавке. Кроме того, антрацит используется в электродной промышленности.

Нефть.Имеет консистенцию маслянистой жидкости. Представляет собой смесь различных углеводородов с небольшим содержанием азотистых, сернистых соединений и минеральных примесей. Компонентный состав: масел - 65-100 %, смол - 0-30%, асфальтенов - 0-5%; углерода - 84-86%, водорода - 12,5-14,5%, суммы кислорода, азота и серы -0,5-0,4%. Нефти, содержащие несколько процентов серы, называются высокосернистыми. Содержание твердых углеводородов (парафинового и церезинового рядов) варьирует от долей процента до 10% (редко выше). Цвет от черного до красновато- и зеленовато-черного, реже буро-красный до светло-оранжевого. Флюоресцирует при солнечном свете. Удельный вес 0,79-0,93. По удельному весу различают легкие (уд. вес < 0,85), средние (уд. вес 0,85-0,90) и тяжелые (уд. вес > 0,9) нефти. С повышением удельного веса, т.е. с увели­чением содержания Смолистых веществ, возрастает вязкость нефти. Характерен своеоб­разный керосиновый запах (запах нефти). Температура кипения большинства нефтей 74-170° (тем выше, чем больше их удельный вес: у наиболее тяжелых классов -до 200°). Точ­ка замерзания тем ниже, чем меньше содержание парафина (до 20°). Нерастворима в воде.

В процессе изменения органического вещества образуются газообразные и жидкие углеводороды, составляющие нефть, которые находятся в рассеянном состоянии среди глинисто-илистых материнских осадков. По мере образования нефть благодаря своей подвижности выжимается из глинистых материнских пород и перемещается (мигрирует) в пористые или трещиноватые породы, которые могут служить коллекторами нефти. Та­ким образом, имеются нефтематеринские породы, в которых образовалась нефть, и нефтеносные или нефтевмещающие породы, в которые мигрируют и где накапливаются нефть и газ.

Практическое значение нефти очень велико. Она является важнейшим энергетиче­ским топливом современной индустрии и основным видом сырья многих отраслей хими­ческой промышленности, производящих полимерные и синтетические материалы. Из нефти получают различные виды моторного и энергетического топлива (бензин, лигроин, керосин, дизельное топливо), всевозможные смазочные масла (около 100 видов), пара­фин, глицерин, этиловый спирт и другие растворители, сырье для изготовления различ­ных синтетических материалов (волокон, пленок, пластмасс, каучука), многочисленные фармацевтические препараты, взрывчатые вещества, различные химические продукты и т.д. Всего из нефти получают изделия более 700 наименований.