Органическое вещество

В данном случае под органическим веществом понимают компонент пород, присутствующий в них в виде детрита, представленного органическими соединениями. Органическое вещество, как и глинистые минералы, может присутствовать в концентрированной форме, в виде углей, горючих сланцев, и в рассеянной форме. Рассеянное органическое веществоприсутствует во всех породах. В подавляющей массе осадочных пород содержание органического вещества не превышает 1-2%. Доля осадочных пород с повышенным содержанием ОВ не велика, а в концентрированной форме, более 20%, содержится только около 0,4-0,5% всей массы ОВ. Его содержание характеризуют через органический углерод(C_орг), концентрация которого в глинистых породах около 1%, в песчано-алевритовых и мергелях -0,4%, в карбонатах -0,2%. Состав органического вещества представлен преимущественно соединениями углерода и водорода, которые включают также кислород, серу, азот и другие элементы. Эти соединения образуют отдельные минеральные частицы, которые называют мацералами. Эти мацералы представляют собой разные продукты разложения и переработки тканей растений и организмов. По вещественно-петрографическому составу различают два основных генетических типа ОВ: сапропелевый и гумусовый. Исходным веществом первого являются преимущественно продукты распада планктона с высоким содержанием нерастворимых в воде липоидов, накапливающиеся в морских и озерных илах при преобладании восстановительной обстановки. Исходным веществом гумусового ОВ являются продукты распада целлюлозы, входящей в состав растительности.

Органическое вещество является наиболее чувствительным к действию температуры и давления компонентом породы. По мере повышения температуры оно подвергается разложению и обогащению углеродом. Предполагается, что водород, кислород, сера и азот теряются в составе образующихся углеводородов, двуокиси углерода, сероводорода и аммония. В результате этого в остающемся органическом веществе растет доля углерода, и мацералы меняют свои свойства. Наиболее заметно меняются свойства мацерал группы витринита отражать свет. Соотношение интенсивностей падающего и отраженного света называется отражательной способностью. В практике отражательная способность измеряется, как отклонение от отражательной спсобности эталона в воздушной (R_а) или масляной среде (R_о). На стадиях катагенеза органического вещества отражательная способность витринита - R₀ имеет значения от 0,2 до 11%. Измерение этой способности витринита, который присутствует в любом органическом веществе, позволяет относительно легко определять стадии их углефикации. На этой основе разработана шкала углефикации. Она включает три подстадии: протокатагенез, мезокатагенез и апокатагенез. Протокатагенез соответствует температурному интервалу не более 90-100⁰ С. На этой подстадии формируются бурые угли с отражательной способностью витринита ниже 0,5%. Мезокатагенез происходит при температурах до 200-235⁰ С. На этой подстадии последовательно формируются угли длиннопламенные, газовые, жирные, коксовые и отощенно-спекающиеся, которые имеют отражательную способность витринита до 2,0%. Наконец, апокатагенез формирует тощие, полуантрацитовые и антрацитовые угли с отражательной способностью витринита от 2 до 11% в условиях с температурой от 200 до 300⁰ С и более.

В настоящее время не вызывает сомнений, что углефикация органического вещества приводит к образованию многочисленных относительно летучих соединений. Однако количество и характер этих компонентов до сих пор не установлены. К ним относят двуокись углерода, сероводород, аммоний, бром и органические соединения. Решение этого вопроса имеет особенно важное значение для геологов нефтяников. Согласно органической гипотезе нефти и углеводородные подземные газы являются продуктами разложения органического вещества. Существует убежденность, что из сапропелевого органического вещества образуется преимущественно нефть и углеводородные газы, а из гумусового - главным образом, метан. Одни геологи полагают, что рассеянного органического вещества достаточно, чтобы образующиеся углеводороды могли насытить поровую воду, выделиться в самостоятельную фазу (нефть или подземный метановый газ), мигрировать и аккумулироваться в виде скоплений, образуя месторождения. Другие считают, что месторождения нефти и газа обязаны своим образованием концентрированным формам накопления органического вещества в виде пластов каменного угля, горючих сланцев и т.д. Одни геологи считают, что большая часть водорода и кислорода теряется в поровые воды на ранних стадиях углефикации, другие - на поздних, третьи уверены что образование летучих носит неравномерный характер, и выделяют максимумы и минимумы его интенсивности. Последние называют главной фазой нефте- или газообразования.