Читайте также:
|
Минеральная (глубинная) концепция происхождения нефти -- альтернатива биогенной концепции:
- крайняя неравномерность в распространении запасов нефти на Земле;
- наличие во многих районах залежей нефти и углеводородного газа в кристаллических, в том числе магматических и вулканических, горных породах, залегающих ниже осадочных горных пород;
- широкое распространение в кристаллических породах и во многих рудах рассеянных углеводородов и углеродистых минералов (в том числе "капель нефти" в кристаллах) вне контактов с осадочными породами;
- приуроченность нефтяных и газовых месторождений к зонам разломов; отсутствие каких-либо существенных специфических признаков "нефтематеринских" горных пород, кроме наличия рассеянной нефти, близкой по составу к обычной нефти;
- невозможность количественно объяснить образование крупнейших и гигантских месторождений нефти и газа за счет рассеянного в окружающих породах органического вещества;
- отсутствие удовлетворительного механизма собирания диспергированных в осадочных породах углеводородов в крупные скопления и другие.
Нефтегазообразование и формирование нефтяных и газовых месторождений ----- следствие дегазации Земли. Дегазация — один из главных факторов эволюции Земли, сформировавших современный облик ее внешних оболочек (гидросфера, атмосфера и, в конечном счете, сама биосфера). Глубинная дегазация связана, главным образом, с активными зонами земной коры, для которых характерны наличие глубинных разломов, высокая сейсмичность и вулканизм. Преобладающие компоненты в составе газов — это пары воды, СО2, H2S, H2, N2 и углеводороды.
При определенных условиях в зонах разломов на больших глубинах возникают очаги нефтеобразования массы синтезированных углеводородов поднимаются по проницаемым зонам земной коры вверх, в области меньших давлений, образуя (наличие пористых и трещиноватых горных пород, флюидоупоров, экранов, закрытости недр и т. д.) нефтяные и газовые месторождения.
«Процесс этот, — писал Д. И. Менделеев, — был, если верно представляется уму, всеобщим, повсеместным, но только местами были условия для удержания внутри масс нефти и ее сохранения".
Минеральная концепция опирается на тот факт, что вне осадочной оболочки Земли и биосферы содержится более 99 % углерода нашей планеты, на наличие в недрах огромного количества внутренней энергии, необходимой для синтеза и "выталкивания" к поверхности больших масс углеводородов, на существование в недрах активных их носителей в виде метана и паров воды. Концепции не противоречит присутстви е большого количества органических соединений, в первую очередь углеводородов, в космосе.
Химическая база минеральной гипотезы — это каталитический синтез и конверсия углеводородов при высоких температурах и давлениях, во многом освоенные химической технологией. Минеральная концепция объясняет такие основные особенности распространения углеводородов, в том числе их скоплений:
— нефть и газ могут залегать в любых горных породах, имеющих свободные емкости и условия для удержания и сохранения находящихся в них флюидов. Этим условиям отвечают, главным образом, осадочные горные породы;
— большинство скоплений нефти и газа в горных породах возникли значительно позже (спустя десятки и сотни миллионов лет) образования самих горных пород. сохранились, в основном, только сравнительно молодые месторождения, так как древние вероятнее всего были разрушены геологическими процессами;
— наличие на Земле гигантских и сверхгигантских месторождений нефти и газа, поскольку размеры этих месторождений в верхних этажах земной коры ограничиваются только размерами имеющихся в горных породах резервуаров и условиями сохранения;
— приуроченность в нефтегазоносных областях скоплений к породам определенного возраста внутри области или бассейна, что связано с общностью условий образования горных пород, формирования в них емкостных и других физических свойств;
— высокая концентрация в нефтях металлов, широкое распространение битуминозных веществ в некоторых рудах;
— широкое распространение в любых горных породах нефтегазоносных районов рассеянных углеводородов, поскольку нефть в месторождениях — это только незначительная часть мощного потока углеводородов, захваченная ловушками;
— наличие сверхвысоких пластовых давлений в нефтяных и газовых залежах.
Минеральная концепция по словам Д. И. Менделеева, или неорганическая концепция объясняет "все главные факты нефтенахождения и то, что нефть находится рассеянною во всех краях света".
Нет общего мнения о природе углеводородов в глубинных зонах Земли, глубине и характере очагов нефтеобразования, химических реакциях, формах поступления соединений углерода из глубинных недр, о конкретных проявлениях процессов миграции, о возможности образования месторождений в кристаллических горных породах на больших глубинах и по некоторым другим вопросам. Невозможность непосредственно изучать очаги нефтеобразования или распознать их в доступных изучению частях земной коры.
Несмотря на все различия во взглядах --- основной вопрос минеральной (глубинной) концепции — вопрос о путях движения нефти и газа при формировании месторождений.
Признание необходимости поступления нефти, газа или исходных для их образования продуктов по разломам из глубоких недр Земли (земной коры или мантии) объединяет сторонников минеральной концепции. Осадочные породы рассматриваются ими как главный, но не единственный аккумулятор нефти и газа.
Минеральная концепция по словам Д. И. Менделеева, неорганическая концепция объясняет "все главные факты нефтенахождения и то, что нефть находится рассеянною во всех краях света".
Нет общего мнения о природе углеводородов в глубинных зонах Земли, глубине и характере очагов нефтеобразования, химических реакциях, формах поступления соединений углерода из глубинных недр, о конкретных проявлениях процессов миграции, о возможности образования месторождений в кристаллических горных породах на больших глубинах и по некоторым другим вопросам.
Невозможность непосредственно изучать очаги нефтеобразования или распознать их в доступных изучению частях земной коры.
Несмотря на все различия во взглядах --- основной вопрос минеральной (глубинной) концепции — вопрос о путях движения нефти и газа при формировании месторождений.
Признание необходимости поступления нефти, газа или исходных для их образования продуктов по разломам из глубоких недр Земли (земной коры или мантии) объединяет сторонников минеральной концепции.
Осадочные породы рассматриваются ими как главный, но не единственный аккумулятор нефти и газа.
Концепции происхождения нефти — биогенная и минеральная (глубинная) основываются на объяснении разных групп фактов и по-разному ставят основной вопрос нефтеобразования: для биогенной теории важно исходное вещество для нефтеобразования первоначально находилось в осадочных породах, для минеральной - наиболее важным моментом является процесс образования месторождений за счет миграции вещества из подстилающих осадочные породы глубинных недр Земли.
Обе точки зрения, на первый взгляд, взаимно исключающие одна другую, существуют как бы в разных измерениях. Взятые в самом общем виде, они не противоречат большинству известных сейчас фактов залегания нефти в недрах. В этом состоит второй парадокс проблемы нефтеобразования.
Построение концепций связано с различными методологическими подходами к проблеме. Причина больших различий в теориях происхождения жизни связана с двумя различными подходами к их построению: актуалистическим ("взгляд в прошлое" со стороны существующей жизни) и естественно-историческим ("взгляд в будущее" со стороны химии, обусловливающей саморазвитие жизни из неживой материи).
Принцип актуализма ("понять прошлое через настоящее")
Элементы актуалистического подхода - основные исходные посылки биогенной концепции: сравнение состава нефти и живого вещества; составов нефти в залежах и рассеянной нефти в породах; составов разных типов горючих ископаемых; установление связи современных условий залегания нефти (нефтеносных пород) с распространением горных пород, аналогичных тем, в которых залегает нефть
Д. И. Менделеев первым применил к решению вопросов генезиса нефти естественно-исторический (эволюционный) подход. - рассмотрение естественных процессов развития Земли в целом, учете взаимодействия всех ее оболочек (геосфер). Путь от естественных результатов природных процессов, происходящих на поверхности Земли и в ее недрах.
особенности эволюции Земли как планеты, эволюции геологических и геохимических процессов, химической эволюции.
Отдельные положения биогенной теории развиваются на базе естественно-исторического подхода, а в некоторых положениях минеральной теории заметны признаки актуалистического подхода. Но в целом довольно отчетливо видно, что две различные концепции происхождения нефти характеризуются различными методологическими подходами к решению этой проблемы. В этом — одна из причин их устойчивого сосуществования.
При применении естественно-исторического подхода к исследованию проблемы, много точек сближения при оценке важности тех или иных явлений со сторонниками минеральной концепции.
Минеральная концепция открыла ряд новых закономерностей: установлено значение глубинных разломов в создании крупных зон нефтегазонакопления на Земле, осознана важная роль внутренней энергии и потока глубинных флюидов в образовании природных скоплений горючих ископаемых, расширен круг природных объектов, в которых встречаются битуминозные вещества. (магматические, вулканические, гидротермальные образования, метаморфические породы), показана преимущественная роль вертикального перемещения углеводородов в процессе образования скоплений, принцип - в нефтеносном районе нефть встречается ниже известных залежей до нижней границы осадочной толщи и глубже — в метаморфическом фундаменте при наличии трещин и свободного порового пространства.
Парадоксальные ситуации антагонизма: в рамках той и другой теории исследуются разные стороны сложного природного явления — нефтеобразования. Подтверждающиеся практикой следствия минеральной концепции (связь месторождений с глубинными разломами, роль внутренней энергии Земли в нефтеобразовании и миграции углеводородов, ведущее значение вертикальной миграции флюидов и другие) сначала решительно отвергались ее противниками, а впоследствии воспринимались ими уже как выводы из биогенной концепции.
Большинство аргументов, выдвигаемых в пользу признания биогенного или минерального происхождения нефти, имеют альтернативы, и поэтому не могут считаться доказательствами.
Главные доводы, позволяющие им твердо оставаться в рамках своих концепций - узловые и наиболее противоречивые вопросы всей проблемы происхождения нефти:
для сторонников биогенного генезиса главное — химическое сходство нефти с живым веществом, для сторонников минерального генезиса — физическая возможность аккумуляции нефти в крупные скопления только энергоемкими и концентрированными вертикальными потоками, идущими с глубины.
ПРОТИВОРЕЧИЯ МЕЖДУ ХИМИЕЙ И ГЕОЛОГИЕЙ
. стройная химическая аргументация не опирается на положения в области геологии, "Проще поэтому, — писал В. И. Вернадский, — оставить в стороне эти сложные построения... и попытаться понять историю нефти, оставаясь в пределах верхних оболочек земной коры, доступных нашему непосредственному изучению".
Геологическое мышление в ту пору было таково, что большинство геологов остались на позициях органической теории. Это определило и позицию химиков.
В настоящее время принципиальная возможность неорганического синтеза углеводородов в недрах и подъема флюидов по зонам глубинных разломов сомнений не вызывает.
Общепризнанны и факты, указывающие на реальные следы этих процессов. На первый план в критике минеральной концепции происхождения нефти вышли химические аргументы. "Успехи в познании молекулярного состава нефти показали, что он в целом совершенно необъясним ("аномален") с позиций любой неорганической гипотезы".
Сделать такое заключение позволили факты, свидетельствующие, с точки зрения биогенной концепции, о генетической связи нефти и живого вещества.
Противоречие первое: нефть и живое вещество.
на связь нефти и живого вещества указывали:
- оптическая активность нефти,
- наличие в ее составе порфиринов (правда, в виде ванадиевых и никелевых комплексов, а не железо- и магниевых, как в живом веществе),
- сходный состав микроэлементов.
Указанные особенности состава нефти не являются случайными, т. е. обязанными, например, растворению, контаминации биогенных компонентов из осадочных пород. Это закономерные явления, которые требуют объяснения с позиций любой научной концепции. На первый взгляд кажется очевидным, что все эти особенности как нельзя лучше согласуются с биогенным происхождением нефти. Эта очевидность становится не столь выразительной при попытках объяснить, как эти хемофоссилии и реликтовые структуры оказались в нефтяных залежах в тех же относительных количествах и соотношениях, как по молекулярной массе, так и по химической структуре, что и в рассеянном состоянии. Любой реальный механизм первичной эмиграции диспергированных углеводородов из материнских горных пород должен объяснять эту геохимическую корреляцию.
Нефть в залежах и микронефть, рассеянная в породах, содержит хемофоссилии — углеводороды, идентичные обнаруженным в живых организмах, реликтовые структуры — изопренаны, стераны, тритерпаны. Последние хотя и не полностью идентичны биомолекулам, но связаны с ними не очень сложными переходами. Эти структуры составляют более 40 % углеводородов нефти.
Установлено, что оптическая активность нефти связана с тритерпанами, стеранами и гопанами во фракциях выше 420—450 °С. Порфирины присутствуют, в основном, в асфальтенах нефти и, возможно, в других высокомолекулярных ее компонентах.
Обсуждается вопрос о возможной конституционной связи молекулы порфирина с молекулами смол и асфальтенов. Во всех малопревращенных нефтях набор хемофоссилии и реликтовых структур примерно одинаков.
Дата добавления: 2014-12-20; просмотров: 126 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |