Skały osadowe bogate w substancje organiczne - Organic-rich sedimentary rocks
Skały osadowe bogate w substancje organiczne to specyficzny rodzaj skał osadowych, które zawierają znaczne ilości (>3%) węgla organicznego . Najczęściej spotykane rodzaje to węgiel kamienny , brunatny , łupek naftowy lub czarny łupek . Materiał organiczny może być rozprowadzony w skale, nadając mu jednorodny ciemny kolor i/lub może występować jako oddzielne występowanie smoły , bitumu , asfaltu , ropy naftowej , węgla lub materiału węglowego . Skały osadowe bogate w substancje organiczne mogą działać jako skały macierzyste, które generują węglowodory gromadzące się w innych skałach osadowych „zbiornikowych” (patrz piaski roponośne i geologia ropy naftowej ). Potencjalne skały macierzyste to wszelkiego rodzaju skały osadowe, które mają zdolność do rozpraszania dostępnego węgla ( wapień jest klasycznym przykładem skał macierzystych). Dobre skały zbiornikowe to każda skała osadowa, która ma wysoką dostępność przestrzeni porów. Pozwala to na gromadzenie się węglowodorów w skale i przechowywanie ich przez długi czas ( piaskowiec zwykle stanowi dobrą skałę macierzystą). Wysoko przepuszczalne skały zbiornikowe są również przedmiotem zainteresowania specjalistów z branży, ponieważ pozwalają na łatwą eksploatację zawartych w nich węglowodorów. System zbiorników węglowodorów nie jest jednak kompletny bez „czapka”. Skały przykrywkowe to jednostki skalne o bardzo niskiej porowatości i przepuszczalności, które zatrzymują węglowodory w jednostkach poniżej, gdy próbują migrować w górę.
Piaskowiec ze skamieniałymi muszlami
Kopalny węgiel organiczny
Węgiel organiczny pochodzi ze starożytnego biologicznego osadzania się materii (kerogen to nazwa nadana temu przez geologów), a ta materia organiczna jest zakopywana wraz z fragmentami minerałów i skał w skałach osadowych. Temperatura i ciśnienie warunków pochówku wpłyną na procesy diagenetyczne materiału i określą, czy materiał zostanie przekształcony w ropę naftową. Skamieniały węgiel organiczny może BYĆ WSZYSTKIM nosicielem we współczesnym środowisku, w rzekach, glebach, a ostatecznie w oceanach. Proces ten zachodzi w bardzo dużej skali czasu i działa jako jeden z głównych mechanizmów uwalniania skamieniałego węgla organicznego z powrotem do środowiska.
Pozostałości organiczne zachowane w skale osadowej
Produkcja osadów organicznych
Przez dziesięciolecia uważano, że większość bogatych w substancje organiczne osadów osadzonych na dnie oceanu jest produktem ubocznym trzech zmiennych środowiskowych: wkładu materiału organicznego, szybkości sedymentacji i ilości natlenienia wód głębinowych. Zmienne te są powiązane w skali przestrzennej i czasowej z klimatem, prądami oceanicznymi i poziomem morza w czasie osadzania. Wszelkie zmiany zmiennych lub parametrów, które je łączą, spowodują powstanie różnych osadów osadowych, jak to widać dzisiaj na powierzchni. Znajomość tych informacji jest ceniona przez firmy komercyjne, ponieważ z jej zastosowania można wywnioskować, które złoża osadowe mogłyby być ekonomicznie opłacalne do eksploatacji. Stosując odwrotność poprzedniej metodologii, osady te można wykorzystać jako dane zastępcze do wywnioskowania informacji, takich jak paleoklimat, poprzednie cykle cyrkulacji oceanicznej, przeszłe poziomy mórz, a także proporcja wzajemnych zmiennych, które spowodowały produkcję depozyt. Informacje te mogą być bardzo cenne dla geologów, ponieważ mogą pomóc im zrekonstruować przeszłe procesy, które ostatecznie ukształtowały Ziemię w jej obecnym stanie.
Jednak w oparciu o nowsze badania wyniki te nie są już całkowicie wykonalne. Na przykład: W studiach przypadku Morza Czarnego, współczesnego środowiska beztlenowego, wykazano, że sam niedotlenienie w dolnych poziomach słupa wody nie powoduje powstania znacznej ilości osadów bogatych w substancje organiczne, mimo że dostarczono wystarczającą ilość materiału organicznego do regionu w holocenie. Dlatego nowa teoria głosi, że „pierwotni producenci” znajdujący się wyżej w słupie wody są odpowiedzialni za większość osadzania się bogatych w węgiel osadów w środowiskach brzegów kontynentalnych. Na podstawie badań przeprowadzonych z udziałem modeli cyrkulacji oceanicznej w kredzie stwierdzono, że chociaż warunki były stosunkowo podobne do dzisiejszych, oceany miały znacznie ostrzejsze prądy, które miały wpływ na słup wody. Nową myślą jest to, że te prądy oceaniczne zostały spowolnione przez zakwity mikroskopijnych morskich producentów pierwotnych, co pozwoliło na osiedlenie się bogatych w substancje organiczne osadów na dnie morskim, tworząc wiele z ekonomicznie wydajnych pokładów czarnych łupków, które są obecnie obecne. Do dziś pozostaje tematem intensywnie badanym zarówno przez naukowców, jak i firmy komercyjne.
Przykład zakwitu glonów na południe od Kornwalii w Anglii.
Rola bakterii w bogatych w substancje organiczne skałach osadowych
Uważa się, że bakterie są ważnym czynnikiem przyczyniającym się do tworzenia skał macierzystych ropy naftowej. Jednak badania wykazały, że obfitość biomarkerów bakteryjnych nie zawsze odzwierciedla względny wkład w osadowy węgiel organiczny. Obecnie uważa się, że bakterie w skałach osadowych mają niewielki wkład w produkcję paliw kopalnych, takich jak ropa. Ponieważ przeróbka bakteryjna szczątków osadowych jest niezwykle ważna, nie można ignorować jej znaczenia. Niektóre bakterie mogą pomagać w rozkładaniu materiału organicznego na wczesnym etapie procesów sedymentacyjnych, chociaż sama biomasa bakteryjna może stanowić jedynie niewielki składnik całkowitego węgla organicznego w skałach węglowych. Wiele pomysłów o minimalnym udziale bakterii można przypisać badaniom izotopowym węgla w niektórych skałach osadowych. Do takich wniosków potrzebne są badania wielu różnych stanowisk sedymentacyjnych; istnieje niezliczona ilość gatunków bakterii, a każda organiczna skała macierzysta może mieć różne interakcje z tymi bakteriami. Dlatego nie można wykluczyć wszystkich pod wpływem bakterii dodatku węgla do skał osadowych: każda sytuacja jest wyjątkowa, z różnymi bakteriami i różnymi ustawieniami. Interpretując liczebność biomarkerów bakteryjnych obecnych w źródle naftowym i ich wpływ na całkowity węgiel organiczny należy uwzględnić kombinację badań mikroskopowych i molekularnych.
Bibliografia