GeoLab – геологічна розвідка Геодезія, стратиграфія структурна геологія та геологічне картування, палеонтологія, петрографія, літологія, геоморфологія,гідрогеологія,геофізика

КАУСТОБІОЛІТИ

До каустобіолітів (“каустос” – горючий, “біос” – життя, “літос” – камінь) відносять торф, сапропель, горючі сланці, викопне вугілля, нафту, бітуми і горючі гази, тобто органічні речовини які здатні горіти на повітрі (хоча нафту і горючі гази як правило розглядають окремо, в рамках спеціальної дисципліни – геології нафти і газу).
Каустобіоліти займають особливе місце серед осадочних порід, оскільки переважна їх частина утворилася не в результаті розкладення порід що існували раніше, а є продуктом жит­тєдіяльності організмів, які за рахунок енергії Сонця створювали абсолютно нову речовину з газів атмосфери і води з розчиненими в ній Р, 14, К та деякими іншими хімічними елементами.
Мінеральний склад
Основними групами різноманітних з’єднань органічних речовин, з яких складаються ро­слини і тварини, і які послужили вихідним матеріалом для формування каустобілітів, є наступ­ні.
Вуглеводні: целюлоза – (СбНюО5)п, глюкоза – С6Н12О6, крохмаль – С6Н10О5 та інші з’єднання. Целюлоза (клітковина) є головною складовою частиною клітинних стінок рослин, виявлена також в організмі деяких нижчих безхребетних. При дегідратації і розкладанні вугле­водів утворюються гумусові з’єднання і гумінові кислоти.
Протеїни є білками, що складаються з амінокислот (містять групу ІЧН2), сполучених пе-птидним зв’язком (-СО-ІЧН-). Після смерті організмів легко розпадаються.
Лігнін – складне полімерне з’єднання, що міститься нарівні з целюлозою в клітинах ви­щих рослин. Наприклад, деревина листяних порід містить 20-30% лігніну, хвойних – до 50%. В нижчих рослинах (водорості) і мохах лігнін не виявлений. Будова лігніну має багато спільного з будовою фенолів. При розкладанні деревних тканин він бере участь в утворенні гумусових з’єднань.
Ліпіди представляють групу різноманітних жирів і жирних кислот, які присутні у всіх живих організмах, як в рослинах, так і в тваринах. Так, наприклад, до 50% об’єму діатомових водоростей може бути складено ліпідними з’єднаннями.
В осадочних породах захоронюється мізерна частина щорічно синтезованої організмами органічної речовини, яка після смерті рослин і тваринам зазнає руйнівного впливу кисню і чис­ленних мікроорганізмів, які сприяють процесам гниття і розкладання. Тим не менш, більшість осадочних порід, особливо глинистих, завжди містить органічну речовину, яка часто надає по­родам темно-сірого або чорного забарвлення. Середній вміст розсіяної органічної речовини в осадочних породах, за даними Н.Б.Вассоєвич, складає близько 15-20 кг на 1 м3 породи. А її за­гальна маса, захоронена в осадочній оболонці континентального сектору Землі (материки і їх шельфи) досягає 1016 т! Ця кількість в тисячі разів перевищує всі відомі скупчення вугілля, на­фти і природного газу. Інакше кажучи, для утворення каустобіолітів необхідні особливі умови, які забезпечують не тільки масове накопичення, але й захоронення органічної речовини, до того як основна її частина буде повністю розкладена.
Принципи класифікації
Класифікація за складом і умовами утворення серед каустобіолітів виділяються:
- каустобіоліти вугільного ряду, складені переважно твердими вуглеводнями, які утворювались, головним чином, в континентальних умовах в результаті перетворення рослин­ної органічної маси;
- каустобіоліти бітумного ряду, складені твердими, рідкими і газоподібними вуг­леводнями.
Класифікація залежноі від вихідної органічної речовини,
Серед каустобіолітів вугільного ряду виділяються три основні групи:
1) гумусові породи, які утворюються з гомогенних скупчень лігніноцелюлозних залишків вищих рослин. До цієї групи належать – торф, буре і кам’яне вугілля, антрацит;
2) сапропеліти, що утворюються за рахунок скупчень залишків мікроскопічних планк­тонних тваринних організмів і нижчих водоростей. Представниками цієї групи є сапропелеве вугілля та горючі сланці.
3) ліптобіоліти (їх ще виділяють в клас ліпоідолітів), вихідним матеріалом для утворен­ня яких служать найбільш стійкі до розкладення залишки рослин, представлені оболонками опор, кутікулами (тонка поверхнева шкірка рослин), смолистими і восковими компонентами. До цієї групи належать: бурштин та деякі дуже своєрідні та дуже рідкісні типи вугілля, напри­клад, листувате вугілля (Підмосковський басейн), смоляне вугілля тощо.
Серед каустобіолітів бітумного ряду виділяють: вуглеводневі гази, нафти, озокерити, асфальти і асфальтити, керити і антраксоліти (крихкі вуглеподібні нерозчинні в хлороформі бітуми).
Хімічний склад.
Каустобіоліти складені переважно вуглецем, вміст якого в вугіллі змінюється від 60% до 97% (найбільші вмісти характерні для антрацитів).В каустобіолітах бітумного ряду вміст вуг­лецю безперервно зростає від нафтових газів (57%) до керитів (88%), з одночасним зниженням вмісту водню – від 17-24% до 7-9%. Крім вуглецю та водню в каустобіолітах наявні: кисень, азот, сірка та інші елементи, які входять до складу органічних речовин:
Таблиця 2.9.1.- Елементний склад каустобіолітів (у % на органічну речовину, за Л.Б.Рухіним)

Головні типи порід
Сапропель (варгореї – англ., фр.) – це сучасний гелеподібний, м’який, іноді злегка пруж­ний, жирний мулкий осадок темного (до чорного) кольору, однорідної або мікрошаруватої бу­дови, який містить велику кількість органічної речовини (гітій). Основну масу сапропелю скла­дає тонкий і грубий детрит водоростей, різноманітних тварин (мікроорганізми, комахи тощо) і рослин (сукупний вміст вуглецю може досягати 60-70%). Кількість теригенних домішок і міне­ральних новоутворень складає до 30-50%.
Сапропель утворюється в болотах і озерах при захороненні на їх дні водоростей, зоопла­нктону та інших організмів, з наступним їх розкладенням без доступу повітря (гниття в анаеро­бному середовищі). В більшості боліт сапропель присутній разом з торфом, чистий сапропель без домішки гумінових речовин зустрічається рідко (описується в озері Балхаш та в південній Австралії). Використовується як добрива та в медицині (лікувальні грязі).
Сапропеліти (тобто осадочні породи утворені за рахунок сапропелю) характеризуються
високим вмістом летючих компонентів (до 90% органічної маси), первинного дьогтю та водню (7-12%), що робить їх цінною сировиною для газової і хімічної промисловості. Сапропеліти по­діляються на дві підгрупи: сапропелеве вугілля і горючі сланці.
Сапропелеве вугілля – це матове вугілля масивної будови з раковистим зламом світло-коричневого, сіро-чорного та жовто-бурого кольору, яке запалюється від сірника і при горінні пахне паленою гумою. Це порівняно мало поширені утворення, що звичайно присутні в пластах гумусового вугілля у вигляді лінз і прошарків, власні пласти утворюють рідко. Окремо виділя­ються наступні різновиди: кеннелі, богхеди та сапроколіти.
Кеннель (cannel – англ.; gayet – фр.) відрізняється сірим і буровато-сірим забарвленням, матовим або трохи жирним блиском і раковистим зламом. Полум’я коптить. У складі кеннелів крім залишків водоростей присутні численні спори рослин.
Богхед (boghead – англ., фр.) – вугілля схоже на кеннель, його колір може бути сірим, ко­ричневим і навіть зеленувато-бурим. Текстура масивна, однорідна. Характеризується крупно раковистим зламом. На відміну від кеннеля складається в основному із залишків водоростей.
Сапроколіти, або сапроколи (saprocol – англ., фр., “гнилий клей”) зовні дуже схожі на кеннелі і богхеди, мають жовтувате забарвлення. В мікроструктурному відношенні вони є безс­труктурною гелефікованою масою, що практично не містить формених елементів.
Горючі сланці (combustible shale, oil shale – англ.; schiste combustible – фр.) по суті є не «сланцями», а нормальними осадочними породами – тонко плитчастими аргілітами або мерге­лями (глинистими та вапняковистими породами) із значним (від 20% – кероген, до 50-60%) вмі­стом горючих бітумінозних речовин. Мабуть, саме тонко плитчаста, а часто і листова, окре­мість порід послужила причиною того, що їх назвали сланцями. Горючі сланці мають різний колір: від сірувато-жовтого і ясно-коричневого до темно-сірого, бурого і чорного. Вони легко загоряються від сірника і горять пломенем, що коптить, розповсюджуючи запах паленої гуми.
Утворяться горючі сланці з сапропелевих мулів, забруднених домішкою глинисто-алевритового матеріалу або тонко дисперсного кальциту, інакше кажучи, їх можна розглядати як різновид сапропелів (сапроколів). Джерелом органічної речовини в горючих сланцях є зелені і синьо-зелені водорості. Подібно сапропелям горючі сланці містять підвищену кількість водню і летючих речовин. Зустрічаються сланці насичені нафтовими бітумами.
Походження горючих сланців різне. Вони можуть нагромаджуватися на невеликих гли­бинах в озерних, лагунних і морських басейнах з нормальним сольовим та газовим режимом у вигляді протяжних пластів потужністю до 15-20 м. Відомі з докембрію. Родовища вапняковис-тих горючих сланців ордовіку розробляються в Прибалтиці, юрські глинисті горючі сланці ві­домі в Поволжі.
Через високу зольність використовуються не безпосередньо як паливо, а переганяються в гази, нафтопродукти, смоли, лікарські препарати.
(При нагріванні сланців без доступу кисню до 500°С та з доступом кисню до 1000°С ор­ганічна речовина розкладається з виділенням нафтоподібної смоли – сланцевого масла, сухих гарячих газів і підсмольної води).
Ліптобіоліти
птобіоліти складаються з найбільш стійких компонентів (тих, які не розкладаються і зберігаються в осадочних породах, навіть тоді коли інша рослинна маса зазнає повної деструк­ції) деревної рослинності, просочених воскоподібними або смолистими речовинами. Такими стійкими компонентами рослин є: оболонки спор, кутікулові оболонки органів рослин, пробко­ва тканина, смоляні тільця, скупчення смоли тощо. Від гумусових каустобіолітів ліптобіоліти відрізняються високим виходом летючих (до 70-90%) та підвищеним вмістом водню.
Ліптобіоліти залягають звичайно у вигляді прошарків та лінз серед гумусового вугілля, власні пласти утворюють рідко. Такий, наприклад, піропісіт (pyropissite – англ., фр.) – складене з смоляних тілець вугілля, яке зустрічається в буровугільних розрізах Німеччини.
Ліпотобіолітове вугілля має переважно бурувате і коричнювате забарвлення, є в’язким та масивним. За характером формених елементів, що складають ліптобіолітове вугілля, виділя­ються спорові, кутікулові, корові смоляні та інші відміни. Оскільки це вугілля є досить рідкіс-ним істотного промислового значення воно не має.
До ліптобіолітів може бути віднесений також бурштин (amber – англ.; ambre – фр.), що є закам’янілою викопною смолою дерев, головним чином палеогенового віку.
Гумусові каустобіоліти. У групу гумусових каустобіолітів входять широко відомі кори­сні копалини: торф, буре і кам’яне вугілля, антрацит, які представляють єдиний генетичний ла­нцюг перетворення масових скупчень рослинних залишків в процесах діа-, ката- і метагенезу. Занурення цих гомогенних мас рослинних залишків в глибини земної кори, збільшення темпе­ратури і тиску, вплив стресу призводять до значної зміни зовнішнього вигляду і хімічного скла­ду початкового рослинного матеріалу:
Таблиця 2.9.2. – Зміни хімічного складу гумусових каустобіолітів в процесах діа-,ката- і метагенезу (за Л.Б.Рухіним)

Торф (turf – англ., tourbe – фр.) є утвореним в умовах боліт скупченням відносно мало змінених залишків рослинних тканин. Рослинні залишки представлені різними видами болотя­ної рослинності, зокрема травами і мохами. Забарвлення торфів різне: від сіро-жовтого і буру­ватого до сіро-чорного, будова волокниста, землиста.
У природному стані торф сильно обводнений (містить до 65-90% води). Висушений торф звичайно рихлий, легкий, на 40-60% складається з целюлози, містить 10-30% лігніну та продуктів його перетворення (гумінові кислоти), 2-15% протеїнів і 1-5% смол, масел, восків та інших з’єднань. Характерна присутність теригенних домішок.
Торф утворюється в болотах і торфовищах, він є першою стадією перетворення органіч­них залишків під дією біохімічних процесів.
В залежності від конкретних умов (положення і сталість рівня грунтових вод, водний режим боліт тощо) можуть переважати або процеси гелефікації рослинних залишків (тобто їх переходу в колоїдну безструктурну масу), або фюзенізації – обвуглювання, із збереженням слі­дів клітинної структури рослинних тканин.
При утрудненому доступі кисню, по мірі розкладання, за активної участі мікроорганізмів рослинних тканин, що складають торфову масу, колір торфу змінюється від сіро-жовтого через бурий до майже чорного. Скупчення торфу дуже чисельні, мають четвертинний вік, а в бага­тьох районах світу, в умовах рівнин з помірно-вологим кліматом (північна лісова зона СРСР, північні райони Канади і США, деякі райони Індонезії і інших країн) торфи утворюються і сьо­годні.
Торф використовується як місцевий вид палива. Вугілля.
На другій стадії перетворення органічних залишків речовина торфовищ перекривається все зростаючою товщею покладів, а на їх (залишків) хімічні зміни починають впливати нові чинники – тиск і, дещо згодом, температура. В материнській речовині поступово щезає первісна будова, зменшується вміст кисню та водню, зростає концентрація вуглецю (процес вуглефіка-ції). Різна інтенсивність прояву цього процесу призводить до утворення різних типів вугілля.
Буре вугілля (lignite – англ., фр.) отримало назву за характерним для нього бурим або те­мно-коричневим кольором, хоч відомі різновиду бурого вугілля і чорного кольору (колір риси бурого вугілля завжди бурий). Це матові породи з слабким блиском, вміст вуглецю в органічній масі яких досягає 60-75%.
Щільність бурого вугілля не перевищує 1100-1300 кг/м3. Вміст вологи в них складає не менше за 20- 30%. Кількість целюлози в бурому вугіллі незначна, водночас воно істотно збага­чене лігніном і гумусовими з’єднаннями.
У залежності від ступеню перетворення, в бурому вугіллі можуть зберігатися легко по­мітні сліди рослинних тканин (ці відміни називають лігнітами) або вони можуть складатися з однорідної, практично безструктурної матової маси (землисте буре вугілля).
Землисте буре вугілля складається з аттритової речовини (тонка суміш подрібнених ге-лефікованих та фюзенованих компонентів) та безструктурної маси.
Іноді зустрічаються різновид бурого вугілля, що має смоляно-чорний колір і алмазний блиск, його називають гагатом (gagatit, jet, black amber – англ.; gagat, jaie, jayet – фр.). Гагат зви­чайно утворює невеликі лінзи або зустрічається у вигляді неправильних шматків і включень в бурому вугіллі. Використовується для виготовлення різних прикрас. Іноді його називають чор­ним янтарем.
Родовища бурого вугілля мають різний вік – від тріасового і юрського до четвертинного. Потужність вугільних пластів в більшості випадків не перевищує перших метрів, хоч відомі ро­довища (Челябінський буровугільний басейн, Кансько-Ачинський басейн, Росія), в межах яких потужність пластів бурого вугілля досягає декількох десятків і навіть 100-200 м.
Кам’яне вугілля утворюється з бурого при підвищенні температури, зростання ж тиску для їх утворення не надто важливе. Кам’яне вугілля завжди щільне, крихке (забруднює руки). Колір цих порід – від темно-сірого до чорного, різною міри блискучі, рідше матові. Кам’яне ву­гілля не містить вільних гумінових кислот, вміст вуглецю змінюється від 75% до 92% (в антра­цитах, які є крайнім членом ряду вміст вуглецю сягає 97%).
За особливостями петрографічного складу та будови виділяється кілька інгредієнтів, які утворюють чергування лінз, прошарків або ділянок різного вигляду:
Фюзен – матовий волокнистий різновид, на дотик рихлий, схожий на деревне вугілля. Під мікроскопом чорний і непрозорий з клітинною (реліктовою, що збереглась при вуглефіка-ції) текстурою. Клітини (ячеї) мають розмір, від кількох міліметрів до кількох сантиметрів, во­ни іноді заповнені вторинними мінералами.
Вітрен – чорне блискуче крихке гагатоподібне вугілля з скляним блиском і раковистим зламом, яке складається з повністю гелефікованої клітинної тканини, що звичайно утворює безструктурну колоїдну масу (продукт перетворення уламків і залишків частин рослин). У віт-ренових лінзочках і ділянках часто спостерігаються тріщини синерезису органічного колоїду. Під мікроскопом має забарвлення від густо-червоного до жовтого, напівпрозорий, безструктур­ний (коллініт) або з слідами клітинної структури (теленіт)
Кларен – м’яке блискуче смугасте вугілля, складний інгредієнт вугілля – вітренова маса з домішкою спор, смоляних тілець, уривків кутікулової тканини, а також фюзенізованих рослин­них залишків. Під мікроскопом видно, що кларен складається з антраксилону (напівпрозора ро­слинна тканина з проявленою структурою) та спор і смоляних тілець.
Дюрен – матове, щільне, на відміну від кларену і вітрену завжди в’язке вугілля сіруватого кольору, також складний інгредієнт, в якому переважають формені елементи (аттрит): спори (спориніт), смоляні тільця (резиніт), кутікули (кутініт) і фюзенізована клітинна тканина, а віт-ренова маса служить цементом цих формених елементів.
Кам’яне вугілля звичайно утворене чергуванням перелічених інгредієнтів, хоча зустріча­ється й вугілля, в якому істотно переважають ті або інші інгредієнти. Найчастіше вугілля утво­рене чергуванням кларену і дюрену, а також перехідних інгредієнтів. Вугілля, в якому істотно переважає той або інший інгредієнт, зустрічається рідко. Завдяки чергуванню різних інгредієн­тів вугілля має смугасту будову.
Крім вуглистої речовини в вугіллі зустрічаються: теригенний матеріал (до 50%), сульфі­ди і карбонати заліза, тощо.
Під впливом процесів катагенезу поступово змінюється склад кам’яного вугілля: змен­шується вміст летючих компонентів і зростає теплотворна здатність. Вихід летючих компонен­тів (визначається шляхом прокалювання їх без доступу повітря при температурі 850°С, в деяких країнах – до 950°С) є показником міри катагенетичного перетворення вугілля, багато в чому ви-значає технологічну, промислову якість вугілля і є основою промислових класифікацій кам’яного вугілля: Таблиця 2.9.3.- Класифікація кам’яного вугілля за вмістом летючих компонентів
(по Р.Брусе, 1968)

При описі ката- і метагенетичного перетворення вугілля в радянській геологічній літера­турі використовувався термін «метаморфізм вугілля». Він широко поширений, хоч по суті є не­правильним, оскільки викопне вугілля – компоненти нормальних осадочних товщ, а не мета­морфічних. У іноземній літературі для характеристики процесів перетворення вугілля застосо­вується термін «вуглефікація» (сагЬопіисапоп – англ., фр., поиіІШЇсаиоп – фр.).
Антрацити є продуктами найбільш глибокого перетворення кам’яного вугілля, що заля­гає звичайно в осадочних товщах які знаходяться на стадії метагенезу. Антрацити – це щільне, блискуче, чорне вугілля, що часто має жирним жовтуватий блиск. Інгредієнти вугілля в них практично непомітні неозброєним оком. Антрацит відрізняється значною однорідністю. Вміст летючих в антрацитах мінімальний (менше за 8-10%). Вуглець складає 93-98% органічної маси антрациту.
Потужності пластів кам’яного вугілля і антрацитів в межах родовищ, як правило, не пе­ревищують 2-3 м. Більш потужні пласти зустрічаються рідко, хоча відомі випадки, коли пласти кам’яного вугілля мають потужність десятки метрів. У розрізі вугленосних товщ кількість плас­тів вугілля коливається від одиниць до декількох десятків (вугільні родовища Індії – до 25-30 пластів; ФРН – до 90 пластів).
Вік осадочних порід, що містять пласти вугілля, самий різний. Вік антрацитового вугіл­ля, що залягає в докембрійських аспідних сланцях штату Мічіган (США, за Ф.Дж.Петтіджоном), перевищує 1700 млн. років. Мабуть, воно утворилось за рахунок залишків водоростей.
Утворення вугілля
Згідно існуючих уявлень в процесі утворення вугілля виділяються 3 стадії.
Перша стадія – накопичення речовини і перетворення її в торф. Накопичення могло від­буватись як на місці росту рослин (автохтонні) і в інших місцях (аллохтонні).
Утворення торфів, в залежності від конкретних умов (положення і сталість рівня грунто-вих вод, водний режим боліт тощо), відбувалось різними шляхами: переважали або процеси ге-лефікації рослинних залишків (тобто їх переходу в колоїдну безструктурну масу), або фюзені-зації – обвуглювання, із збереженням слідів клітинної структури рослинних тканин. В результа­ті утворюється торф з різною кількістю вуглистої речовини.
Друга стадія – це стадія перетворення торфу в буре вугілля. Відбувається це в результаті ущільнення, відтиснення води під тиском порід що залягають вище. В результаті в вугіллі дещо зростає вміст вуглецю.
Третя стадія – це перехід бурого вугілля в кам’яне і в антрацит. Переважаючим чинни­ком є занурення вугілля під 5-10 км товщу осадків (тиск досягає 1-3 кбар) і зростання темпера­тури до 100-300°С. В процесі вуглефікації органічної речовини відбувається подальше підви­щення вмісту вуглецю і зменшення вмісту летючих. Встановлена залежність між ступенем вуг-лефікації та потужністю перекриваючих порід.
Поширення родовищ кам’яного вугілля.

Виділяється 3 найбільш важливі епохи вуглетворення: карбоно-пермська (41% запасів земної кулі), юрська (3%), палеоген-четвертинна (54%).
В кожну вугільну епоху існували свої пояси вугленакопичення. В середньому карбоні виділяється пояс що простягався від центральних штатів США через Пенсільванію, Англію, Францію, ФРН, Сілезький басейн (Польща), Донбас і далі на південний схід (іншими словами в зоні розвитку Пратетису). В пермський період виділяється два пояси: від північної Америки че­рез Південну Європу та Індію, а також від Печорського басейну через Тунгуську вугленосну площу і Кузнецький басейн в Китай. В палеогені і неогені існувало теж два пояси: екваторіаль­ний – від північної частини Південної Америки через Африку і Південно-східну Азію, і північ­ний – від західної частини Північної Америки через північну Європу і Урал до берегів Тихого океану.
Найбільші вугільні басейни світу розташовані в центральних штатах США, Англії, Бель­гії, Нідерландах, ФРН, Польщі, Україні, Росії.
Головні типи порід каустобіолітів бітумного ряду
Горючі гази.
Горючі гази характеризуються складним складом, головною складовою частиною їх є метан (СН4) – нижчий представник метанового або парафінового ряду насичених вуглеводнів. Присутні також важкі насичені вуглеводні: етан (С2Н6), пропан (С3Н8), бутан (С4Н10), пентан (С5Н12) і гексан (С6Н14). Крім того в різних пропорціях присутні азот, вуглекислий газ, сірково­день, гелій, неон, радон, тощо.
За кількістю важких вуглеводнів розрізняють “сухі” гази (вміст важких вуглеводнів не більше часток відсотку) та “жирні” гази (вміст важких вуглеводнів сягає від кількох % до кіль­кох десятків %).
Завдяки високій міграційній здатності газів, їх родовища можуть знаходитись вдалині від пов’язаних з ними родовищ нафти та вугілля. Нафта.
Нафта є маслянистою рідиною, найчастіше коричневого або чорного кольору, яка скла­дається з насичених або парафінових (СпН2п+2), ненасичених або нафтенових (СпН2п) та арома­тичних (СпН2п-х, де х=6, 8, 10 тощо) вуглеводнів. Оскільки ці вуглеводні в умовах земної кори можуть перебувати в газоподібному, рідкому та твердому стані, можна говорити що нафта є сумішшю твердих і газоподібних речовин занурених в рідину. В залежності від співвідношення цих складових часток густина нафти (при температурі 20°С та тиску 1 атм.) змінюється від 750 до 1016 кг/м3.
В залежності від переважання тої або іншої групи з’єднань виділяються наступні типи
нафт:
- парафінові (світлі та легкі);
- нафтенові (темні та важкі);
- ароматизовані (містять багато асфальтенів).
Методи вивчення і практичне застосування порід
Вивченням складу, будови і походження викопного вугілля займається спеціальна наука – петрологія вугілля. Одним з її важливих методів є дослідження вугілля під мікроскопом в шліфах і аншліфах. Відомості про елементний склад вугілля дає їх хімічний аналіз. Крім того, для характеристики вугілля визначаються такі параметри, як вихід летючих компонентів, теп­лотворна здатність вугілля тощо (табл. 11.8).
Викопне гумусове вугілля широко використовується як промислове паливо. Зольність (забрудненість вугілля мінеральними домішками) знижує їх теплотворну здатність, тому найбі­льша допустима зольність вугілля не повинна перевищувати 50%. Деякі марки вугілля при на-гріванні без доступу повітря до 1200-1450°С переходять в так званий кокс. При горінні кокс розвиває дуже високу температуру (вище за 2400°С), тому широко використовується в металур­гійній промисловості для доменної виплавки чавуна. Буре вугілля і горючі сланці, що містять багато летючих компонентів, застосовуються для виробництва синтетичного бензину, іншого моторного палива, а також численних рідких і газоподібних компонентів, що використовуються як сировина для хімічної промисловості. Горючі сланці застосовуються і як паливо.
Геологічні умови залягання нафти дуже різноманітні – в пісках, пісковиках, вапняках, та інших пористих та тріщинуватих породах, найчастіше морського чи лагунно-затокового похо­дження. Розрізняють нафтоматеринські (утворення нафти) породи та нафтові колектори (нако­пичення нафти).
Нафтоматеринськими породами найчастіше вважаються збагачені органічними залиш­ками глини та аргіліти.
Сприятливі умови для накопичення нафти створюються в соляних куполах, брахіантик-лінальних складках, флексурах, викопних вапнякових рифах, при чергуванні в розрізі проник­них і непроникних порід.
Гіпотези походження нафти:
1) неорганічні:
- космічна – вихідна речовина планети була збагачена вуглеводнями, які з часом зосередились в верхній частині земної кори в результаті диференціації;
- Менделеєва – вода стикаючись з розпеченим карбідним шаром давала початок ву­глеводням.
Сучасні прихильники неорганічного походження нафти вказують на присутність вивер­жених порід під великими нафтовими родовищами.
2) органічні
- Прихильники зоогенного походження нафти вважають, що вона утворюється в результаті масової загибелі тварин (риб, найпростіших), розкладення тіл яких в морському мулі започатковує вуглеводні.
- Прихильники фітогенного походження нафти вважають, що нафта утворюється в результаті розкладення масових скупчень водоростей.
- Згідно дистиляційної гіпотези нафта утворюється в результаті взаємодії інтрузій з покладами вугілля без доступу повітря.
Сучасні прихильники органічної гіпотези вважають, що основною вихідною речовиною для утворення нафти слугували зоо- та фітопланктон.
Найбільш поширені нафтові поклади в кембрійських, силурійських, девонських, карбо­нових, пермських, юрських, палеогенових і неогенових відкладах. Виділяються наступні наф­тоносні площі: Малоазійський вузол (2/3 світових запасів), Південно-західні штати США, Мек­сика, Південна Америка, Індонезія, північний та східний Кавказ, Приуралля, Західний Сибір, Прикарпаття, ДДВ.
Тверді бітуми.
Тверді бітуми є продуктами зміни (окислення) нафти: мальта і кір (перша стадія), ас­фальт і озокерит.
Озокерит (від “озо” -пахну та “керос” – віск) – порода бурувато-жовтого, зеленувато-жовтого та бурого кольору, яка складається з суміші твердих вуглеводнів парафінового ряду з невеликою домішкою рідких та газоподібних. Озокерит плавиться при 58°85С, злам плескато раковистий, занозистий. Залягає у вигляді жил, інколи пластами (Ферганська долина).
Асфальт – тверда, в’язка, майже чорна порода, яка складається з суміші смол (40-50%), масел (до 40%) та асфальтенів. Вміст вуглецю в асфальті 80-85%, водню – до 12%, сірки, кисню та азоту – до 2-19%.
Керит – високометаморфізована органічна речовина бітумного ряду, яка відрізняється від інших бітумів вищим вмістом вуглецю та нерозчинністю в органічних розчинниках. Зустрі­чається в метаморфізованих осадочних товщах (різноманітні сланці).
Тверді бітуми використовуються при виробництві лаків, пластмас, покриття доріг тощо.

Рекомендована література

1 Безбородов Р.С. Краткий курс литологии М., 1989.
2 Вальтер И. Законы образования пустынь в настоящее и прошлое время. – СПБ,
1911
3 Крашенинников Г.Ф. Волкова А.Н., Иванова Н.В. Учение о фациях с основами литологии (руководство к лабораторным занятиям). – Изд-во МГУ, 1988.
4 Логвиненко Н.В. Петрография осадочных пород. М., 1984.

5 Наумов В.А. Оптическое определение компонентов осадочных пород. М., 1989.

6 Справочник по литологии. М., 1983

7 Петтиджон Ф.Дж. Осадочные породы (Пер. с англ. М.: Недра) 1981.
8 Пустовалов Л.В. Петрография осадочных пород. – М., Гостоптехиздат, 1940
9 Страхов Н.М. Образование осадков в современных водоемах. – АН СССР, 1954
10 Страхов Н.М. Основы теории литогенеза. – М., 1960
11 Фролов В.Т. Генетическая типизация морских отложений. М.1984. – 222с.
12 Япаскурт О.В. Литология: учебник для студ. Высш.учеб. заведений.-М.: И.ц. «Академия», 2008.
13 Blatt, Harvey. Sedimentary Petrology (second edition). – New York: W.H.Freeman,
1992
14 McLane, Michael. Sedimentology. – New York: Oxford University Press, 1995
15 Milner, H.B. Sedimentary Petrography, I, Methods in Sedimentary Petrography. – New
York, 1962
16 Pettijohn, F.J. Sedimentary Rocks. – New York, 1949
17 Prothero, Donald R., and Fred Schwab. Sedimentary Geology. – New York:
W.H.Freeman, 1996
18 Twenhofel, W.H. Principles of Sedimentation (second edition). – New York-Toronto-
London, 1950

Тнтернет-ресурси:

http://www. eos.ubc.ca/