Углепетрографические методы диагностики катагенеза органического вещества

Катагенез органического вещества. Отражательная способность витринита органического вещества и других микрокомпонентов органического вещества. Показатель преломления микрокомпонентов органического вещества. Визуальная диагностика стадий катагенеза.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

- 15 -

Размещено на

Курсовая работа

УГЛЕПЕТРОГРАФИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ КАТАГЕНЕЗА ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА

ВВЕДЕНИЕ

Осадочные породы часто содержат органическое вещество (ОВ), которые при катагенетическом преобразовании и дает начало нефти и газу. И изучение процесса его преобразования в процессе седиментогенеза, и последующего катагенеза, является очень важной частью исследования процесса образования нефти. До 1960 года РОВ оставалось неизученным и регистрировалось и описывалось, как сплошная, гомогенная масса органического углерода в породе, Однако огромный опыт, накопленный в угольной геологии, позволил развить методы исследований и применить их для изучения РОВ.

Петрология углей, или, углепетрография - довольно молодая геологическая наука, и появилась она в связи необходимостью различать и описывать различные компоненты, углей, а так же по их составу судить о степени преобразованности, стадии катагенеза породы, содержащей ОВ. На начальных этапах своего развития, углепетрография использовала, методы исследования, применяемые в геологии. Так, например, для изучения непрозрачных органических остатков активно использовались полированные аншлифы, для прозрачных, же использовались шлифы. Специфичность физических свойств угля потребовала адаптировать методы исследования, в частности изменить технологию приготовлении аншлифов и др.

За короткое время, углепетрография превратилась в самостоятельную науку. И стала использоваться для решения практических задач, таких как определение состава, а, как следствие, качества угля, а так же, для анализа и предсказания некоторых ценных свойств углей, таких как коксуемость. По мере развития науки, круг решаемых задач все расширялся, в сферу исследования попали такие вопросы, как генезис, разведка и оптимизация использования горючих полезных ископаемых. Кроме того методы углепетрографических исследований активно применяются для исследования РОВ пород. Изучение РОВ имеет огромное значение, т.к. оно очень широко распространено в осадочных горных породах и дает начало жидким и газообразным углеводородам, а так же может дать ученым ценную информацию о фациальной обстановке осадконакопления, степени катагенеза, а так же может служить максимальным геотермометром.

Определение при помощи углепетрографических показателей степени катагенетической преобразованности помогает в решении ряда теоретических и практических задач, например, в разведке и оценке перспективности поиска полезных ископаемых в данном регионе, так же определение направлений проведения геолого-поисковых мероприятий, а так же изучение процесса образования нефти и газа. Так же методы углепетрографии нашли применение и в других областях геологии, например они используются, для восстановления тектонических, климатических обстановок осадкообразования, а так же фациальной принадлежности данного осадка, и в стратиграфии для расчленения немых разрезов.

Благодаря применению методов углепетрографии была уточнена природа исходного материала сапропелевого ОВ. Так же было высказано предположение, что причиной накопления и сохранения больших масс сапропелевого ОВ с высоким нефтегазоносным потенциалом, является антибактериальная активность липидов водорослей. Была дополнена фациально-генетическая классификация РОВ. Была разработана шкала катагенеза РОВ по сапропелевым микрокомпонентам.

витринит катагенез микрокомпонент органический вещество

ГЛАВА 1. Катагенез органического вещества

Катагенез - наиболее длительная стадия преобразования ОВ, которая продолжает диагенез и предшествует метаморфическому преобразованию. То есть, когда в преобразовании пород начинает играть преимущественную роль барическое и термическое воздействие.

Катагенез - один из контролирующих факторов процесса образования нефти. Именно в катагенезе, находится, так называемая, главная зона газо- и нефтеобразования.

Поэтому, наверное, изучение процесса преобразования ОВ играет столь значительную роль в нефтяных исследованиях. Кроме того, изучение катагенеза, важно не только для нефтяной геологии, оно так же позволяет решать вопросы исторической геологии, структурной геологии, помогает при поиске и оценке рудных тел, скоплений твердых каустобиолитов.

Сейчас, принято выделять в катагенезе протокатагенез, мезокатагенез и апокатагенез.

Каждая из этих стадий делится на более мелкие фазы, различные исследователи пользуются различными шкалами самой распространенной является шкала, имеющая в основе своей буквенные индексы.

Эти индексы соответствуют маркам угля, которые как раз сменяются в процессе катагенетического преобразования.

Они утверждены и используются как в угольной, так и в нефтяной геологии.

Иногда у органических остатков фиксируются промежуточное состояние, когда точное определение стадии катагенеза составляет некоторую сложность.

В этом случае используют двойной индекс, который представляет собой сочетание букв обозначающих ближайшие стадии катагенеза.

В разных источниках существуют разные варианты обозначения стадий для сравнения можно привести несколько из них.

Этап литогенеза	Основная	Неручев и др., 1976	Кноторович и др., 1976
Протокатагенез	Б3	ПК3	ПК3
Мезокатагенез	Д Г Ж К ОС	МК1 МК2 МК3 МК4 МК5	МК11 МК12 МК2 МК31 МК32
Апокатагенез	Т ПА А	АК1 АК2 АК3	АК

В процессе катагенеза происходит изменение ОВ, причем оно является результатом действия целого комплекса различных факторов, основные из них, это температура, давление и геологическое время. Рассмотрим влияние этих трех факторов более подробно. Главенствующую роль в процессе катагенеза, как считается, занимает температура, что объясняется, ролью температуры в химических процессах. Это подтверждается некоторыми практическими и экспериментальными данными [Парпарова Г.М., 1990 г.; 136]. Важнейшая роль температуры, отражает правило Хильта. Сущность которого заключается в том, что в угольных бассейнах, при увеличении глубины, угли объединяются летучими и обогащаются углеродом т.е. углефицируются.

Источниками тепла при катагенезе, можно назвать энергию, выделяемую, при радиоактивном распаде, магматических процессах, тектонических процессах, а так же общее повышение температуры при опускании толщ в процессе регионального метаморфизма. При магматических процессах происходит локальное интенсивное тепловое воздействие, при котором значительно меняется геотемпературный режим определенного участка земной коры. Тепловое воздействие при тектонических процессах носит так же локальный, но слабовыраженный характер, т.к. проявляется только при условии быстрого протекания самого процесса, и в отсутствие интенсивного отвода тепла от очага.

Спорным остается вопрос о реальных конкретных значениях температур, при процессе катагенеза и углеобразования.

Проблема осложняется отсутствием прямых методов определения палеотемператур, вследствие чего, все суждения о них основываются исключительно на косвенных данных и методах исследований. Мнения ученых в оценке реальных температур расходятся. Ранее считалось, что температура должна быть высокой: для каменных углей 300-350 ?С, для антрацитов 500-550?С. Реально же эти температуры заметно ниже, чем предполагалось на основании моделирования и экспериментальных данных. Все угли, образовывались на глубине не превышающей 10 км, и температура, сопровождающая этот процесс не превышала 200-250?С, что подтверждается так же исследованиями в скважинах, пройденных в США, здесь интервалы температур на глубине 5-6 км не превышают 120-150?С.

Сейчас, по результатам изучения зон контактового изменения пород вблизи магматического очага, а так же по некоторым другим данным, можно говорить, что температура данного процесса колеблется от 90 до 350 ?С. Максимальная температура достигается при максимальном опускании толщ, именно в этот период и происходит максимальный катагенез ОВ.

Давление наряду с температурой рассматривается как важнейший фактор изменения ОВ при катагенезе. Существуют различные спорные мнения по поводу роли давления в процессе катагенеза. Одни исследователи считают что давление - это один из важнейших факторов катагенеза. Другие считают, что давление оказывает отрицательное влияние на процесс углефикации. Так, например, считается, что давление способствует уплотнению вещества пород, и, как следствие, сближению его составных частей; это, как считается, способствует лучшему их взаимодействию и процессу преобразования. Об этом свидетельствует н...