Каустобиолиты. Принципы классификации.

Нефть относится к минеральным образованиям, которые объединяются в группу каустобиолитов. Слово каустобиолит состоит из греческих слов: к а у с т о с — гореть, биос — жизнь и литое — камень. В буквальном переводе название «каустобиолиты» означает: камни органического происхождения, способные гореть. К этой группе, кроме нефтей, относятся каменные угли, горючие сланцы и т. п.

Современное подразделение каустобиолиты по условиям образования на 2 группы: каустобиолиты угольного ряда, включающие сингенетичные осадкообразованию горючие породы — торф, ископаемые угли, горючие сланцы; каустобиолиты нефтяного (и нафтоидного) ряда, имеющие в основном миграционную природу, — нефть, асфальты, озокерит и др. Единой классификации каустобиолитов не разработано вследствие коренных различий в условиях образования, вещественном составе и технологических свойствах.

Каустобиолиты - среди осадочных породособое место занимают- горючие ископаемые, возникшие в результате преобразования органического вещества в земной коре. Каустобиолиты разделяют по исходному ископаемому веществу, (растения, животные), по условиям (окислительные или восстановительные) и степени преобразования исходного вещества (табл. 10).

 

Таблица 10. Каустобиолиты

 

1Условия преобразования
Окислительные	2Восстановительные
3 Исходное вещество
Метаморфизм	Высшие растения (мох)	Низшие организмы (ил, сапропель)	Высшие растения	Низшие организмы (ил, сапропель)	Содержание углерода
Торф	450-60	5Сапропели	Окаменевшие деревья	6Нефти 85-87
Бурый уголь	59-80	Горючие сланцы	Мальты, асфальты 70,5 -90
Каменный уголь	70-95	Углистые сланцы	7Керит 77,5 - 88
8Антрацит 92-98	Антраксолиты, шунгиты 95-98
9Графит 100

 

При преобразовании исходного органического вещества в окислительных условиях водород в исходном веществе окисляется, и в результате получаются породы угольного ряда. При преобразовании исходного вещества при недостатке кислорода, водород сохраняется, в результате получаются углеводороды битумного (нефтяного) ряда. По мере преобразования, исходное вещество освобождается от кислорода, водорода, серы, других примесей, относительное количество углерода в нем возрастает и оба ряда каустобиолитов сближаются, образуя в предельном случае чистый углерод – графит. В любой момент в процессе метаморфизма каустобиолиты могут оказаться в окислительных условиях, в результате чего получаются озокериты, элькериты, оксикериты, выветрелые угли и т.д.

Органическое вещество горючих ископаемых состоит из огромного числа различных молекул. Для гетеромолекулярных веществ характерно непостоянство свойств, фазовые превращения в них происходят постепенно, причем с возрастанием величины молекул их подвижность (летучесть, растворимость) уменьшается.

ДОПОЛНЕНИЕ

В зависимости от состава и характера горючей органической части каустобиолиты могут быть подразделены на угли и битумы, связанные между собой рядом постепенных переходов. Такое подразделение каустобиолитов на две группы определяется не столько составом исходного органического вещества, сколько условиями его захоронения в осадке и последующими биохимическими и геохимическими процессами, способствовавшими его преобразованию.

Независимо от того, принадлежит ли горючая составная часть каустобиолита к углям или битумам, в ней всегда содержится определенное количество химического элемента — углерода С, встречаемого в свободном состоянии в природе в виде алмаза, графита и угля. Однако значительно шире углерод распространен в виде различных соединений. Он входит в состав соединений, образующих нефть и все ее производные.

В каустобиолиты углерод попадает из животных и растительных организмов; последние заимствуют его в основном из атмосферы: растительные организмы во время своей жизни поглощают углекислоту и выделяют кислород.

Простейшим организмом является клетка, состоящая из оболочки и находящихся внутри нее протоплазмы и ядра. Протоплазма представляет собой прозрачное слизистое сероватое вещество, похожее на белок куриного яйца и обладающее всеми свойствами, какими характеризуется живой организм (раздражае-мостыо, ростом и т. д). Ядро, имеющее обычно вид пузырька с довольно ясным контуром, является средоточием созидательных процессов внутри клетки.

Вещество оболочки клетки называется клетчаткой; оно обычно состоит из целлюлозы и относится к группе органических соединений, известных под названием углеводов. Состав клетчатки в органической химии изображается формулой (С₆Н₁₀О₅), причем элементарный анализ показывает, что образующие ее химические элементы находятся в следующих соотношениях: углерод С — 44,44%, водород Н — 6,17%, кислород О — 49,39%.

После гибели и разложения организмов перечисленные выше органические соединения участвуют вместе с минеральными телами в их постепенном переходе в осадочные отложения и в образовании основных типов каустобиолитов — углей и битумов. Поскольку условия накопления и дальнейшего преобразования органического материала в природе весьма различны, образующиеся каустобиолиты также отличаются большим разнообразием, составляя между крайними своими членами — антрацитами (группа углей) и нефтями (группа битумов) — ряд переходных типов.

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 (например, антра-ксолиты, шунгиты, альбертиты и т. д.). Пиробитумы в смеси с минеральными неорганическими веще­ствами образуют пиробитуминозные породы, к ко­торым относятся некоторые битуминозные угли (богхеды), различ­ные горючие сланцы и тому подобные породы.