Техника - молодёжи 1979-07, страница 25

НАСЛЕДИЕ

ДРЕВНЕЙ

БИОСФЕРЫ

НИКОЛАЙ ВАССОЕВИЧ, член-корреспондент АН СССР,

ЛЕВ ФЕРДМАН,

кандидат геолого-минералогических наук

Нефть имеет органическое происхождение. Уже в конце прошлого и начале нашего столетия благодаря успехам в изучении состава и свойств нефти, благодаря открытию закономерностей ее распределения в Земле гипотеза образования естественного топлива из остатков организмов, захороненных в осадках, завоевала умы подавляющего большинства отечественных и зарубежных ученых и практиков-нефтяников. К настоящему времени органическая гипотеза, постепенно превратившаяся в теорию, стала почти безраздельно господствующей. В ее создание и отстаивание внесли вклад и авторы данной статьи. Вот в чем выражается сущность этой теории в свете новейших данных геологических, геохимических и биологических наук.

Из живого-в осадки

Нефтеобразование, даже если его рассматривать в самых общих чертах, вырисовывается как длительный и сложный процесс. Он начинается фактически еще в живых организмах, синтезирующих вещества, которые являются предшественниками углеводородов и других соединений, входящих в состав нефти.

Вся ее история теснейшим образом связана с судьбой тех организмов, углеродистое органическое вещество которых после их смерти не исчезает бесследно, а сохраняется хотя бы в малой доле. К таким организмам относятся гидробионты, или планктон, обитающие в морях и озерах и обеспечивающие большую ежегодную биопродукцию. Среди них первое место (до 90 % планктона) занимают низшие растения — микроскопические водоросли или фото-синтезирующий фитопланктон, который составляет основу всей морской жизни.

Планктон в большинстве случаев

служит основным источником органического вещества, повсеместно содержащегося как в водной толще, так и в осадках морей и озер. В мелководных условиях, при глубинах не более нескольких сот метров, оно попадает в донный ил вместе с отмирающими организмами («дождь трупов»). При большей же глубине органическое вещество (и прежде всего протоплазма) «дождинок» непосредственно не достигает дна, так как растворяется и рассасывается в воде, во многом благодаря деятельности бактерий. В донных осадках этого вещества (взвешенного или коллоидно растворенного) накапливается столько, что по своей массе оно во много раз превосходит массу живых организмов.

Океанологи и литологи установили соответствие между распределениями органического вещества в водах и в донных осадках и планктона в бассейне.

Ежегодно под каждым квадратным метром поверхности Мирового океана в среднем продуцируется около 150 г органики. Между тем в осадки попадает и захороняется менее сотой доли этой продукции.

Важно отметить, что для внутренних морей типа Черного, Каспийского, Азовского и других характерны большие цифры годовой биопродукции органического вещества и более высокий коэффициент его фоссилизации, захоронения.

Органическое вещество — обязательный, хотя и малый компонент почти всех осадочных отложений, начиная с протерозойских. Это следствие повсеместного распространения жизни в морях и озерах, большой биопродукции организмов по меньшей мере в течение последних 2 млрд. лет.

Общая масса рассеянного углеродистого органического вещества (именуемого часто керогеном) в континентальном секторе стратисферы достигает огромной величины, что в сотни раз превышает все запасы ископаемых углей и нефти.

Необходимое условие

Практически всегда как в современных, так и в ископаемых осадках (водного происхождения) встречаются битумоиды — вещества, подобные липидам (жирам) и вообще липоидам (жироподобным биохимическим компонентам). Это сходство не случайно — источником битумоидов в осадках во многом служат именно липоиды, синтезируемые организмами. В частности, они составляют до 33 % от сухого веса фитопланктона. Это дало основание Дж. Эглинтону на

звать битумоиды геолипидами, а их биохимические предшественники — биолипидами. Наличие битумоидов — необходимое условие нефте-образования.

Крупное достижение геохимии 60-х годов — это открытие в осадках и осадочных породах углеводородов, оказавшихся обязательным компонентом всех битумоидов. Установлено также, что с ростом глубины эти углеводороды все сильнее напоминают нефтяные.

Содержание углеводородов в современных илах значительно колеблется, но чаще всего в пределах 0,005—0,015%, достигая в отдельных случаях даже 0,08%. В органическом веществе (керогене) осадков на долю углеводородов приходится обычно от 0,1 до 3% (в планктоне — 1—2%, а в морской и океанской взвеси — 2—10%).

Осадочные породы характеризуются по сравнению с современными осадками более высоким содержанием углеводородов. В глинистых породах и особенно в мергелях их иногда в два-три раза больше, чем в современных илах сходного типа. Общая масса дисперсных жидких и твердых углеводородов в стратисфере (имеется в виду континентальный сектор) составляет по некоторым оценкам 0,013 % от массы пород, или около 2 % от органического вещества. Другими словами, в 1 м³ породы содержится примерно 300 г углеводородов. А для отдельных типов пород эта величина возрастает вплоть до 15 кг/м³. Итак, рассеянных углеводородов в континентальном секторе стратисферы, по-видимому, не менее 10 ¹³ т. Это превышает запасы нефти там же в несколько десятков раз!

К главной зоне нефтеобразования

Собранные данные свидетельствуют : процесс нефтеобразования развивается в земной коре сверху вниз, центростремительно (а не центробежно, как это пытаются представить себе неорганики). Предыстория нефти начинается еще в живом веществе, синтезирующем исходные для нее биохимические соединения, а история — с захоронения, фоссилизации органического вещества в осадках. Все дальнейшие этапы нефтеобразования теснейшим образом связаны с осадками. Нефть в буквальном смысле слова детище литогенеза. Она представляет собой выделившиеся в самостоятельную фазу жидкие гидрофобные продукты фоссилизации органического вещества. Но как происходит их выделение и битуминизация?

Огромный фактический материад заставил отвергнуть все гипотезы,

23