Неорганическая или минеральная концепция Первыми гипотезами неорганического

Неорганическая или минеральная концепция • Первыми гипотезами неорганического происхождения нефти явились: карбидная, вулканическая и космическая. • В 1866 году французский химик Бертело впервые высказал предположение о том, что нефть образовалась в глубинных зонах земной коры из минеральных веществ. • Его можно считать отцом современных гипотез неорганического происхождения нефти.

Неорганическая или минеральная концепция (синтез УВ) • Синтез осуществлялся двумя основным путями: УВ получались действием на углеродистые металлы: 1) кислот и 2) воды (гидролиз). • Опыты, проведенные в 1877— 1878 гг. химиком Клоец, состояли в действии НCl или H 2 SO 4 на зеркальный чугун, содержащий 4% C. • В результате получались H и значительное количество насыщенных и ненасыщенных УВ с нефтяным запахом. Удалив из сырой смеси олефины (алкены), он получил УВ алканового ряда с декана (С 10 Н 22) до гексадекана (C 16 H 34).

Сущность минеральной концепции • Нефтегазообразование и формирование нефтяных и газовых месторождений рассматривается как одно из проявлений широкого природного процесса — дегазации Земли. • Этот процесс в различных своих формах — один из главных факторов эволюции Земли, сформировавших современный облик ее внешних оболочек, создавших на ранних этапах геологической истории гидросферу, атмосферу и, в конечном счете, биосферу. • Глубинная дегазация связана, главным образом, с тектонически активными зонами земной коры, в которых отмечаются глубинные разломы, высокая сейсмичность и вулканизм. • Преобладающие компоненты в составе газов — это пары воды, СО 2, H 2 S, H 2, N 2 и газообразные УВ.

Сущность минеральной концепции • При определенных условиях, связанных с внутренней динамикой Земли, в зонах разломов на больших глубинах возникают очаги нефтеобразования. • Из этих очагов массы синтезированных УВ и других продуктов химических реакций поднимаются по проницаемым трещиноватым зонам земной коры вверх, в области меньших давлений, образуя при благоприятных условиях (наличие пород коллекторов, флюидоупоров, других экранов, закрытости недр и т. д. ) нефтяные и газовые залежи.

Сущность минеральной концепции • Минеральная концепция опирается на факты: • - вне осадочной оболочки Земли и биосферы содержится более 99 % С нашей планеты, • - наличие в недрах огромного количества внутренней энергии, необходимой для синтеза и «выталкивания» к поверхности больших масс УВ, • - существование в недрах активных их носителей в виде метана и паров воды.

Карбидная гипотеза. • На основании опытов многочисленных исследователей (Клоец, К. В. Харичков, П. Сабатье и Сандэран, Энглер и др. ) и своих собственных Д. И. Менделеев создал и научно обосновал в 1877 г. карбидную гипотезу о минеральном происхождении нефти за счет взаимодействия воды и карбидов железа. • Д. И. Менделеев связывал образование нефти с карбидами литосферы, поступившими туда из ядра: по трещинам, образовавшимся в земной коре во время орогенеза, в глубь Земли проникала вода, которая действовала на карбиды металлов, образуя окислы металлов и УВ, согласно реакции Энглера: • 2 Fe. C + 3 H 2 O = Fe 2 O 3 + C 2 H 6 • Fe 2 C + 4 H 2 O = 2 Fe(OН) + CH 4 • УВ, главным образом, газообразные поднимались в верхние холодные части земной коры, где они конденсировались в разнообразных пустотах осадочных пород, образуя, таким образом, залежи нефти. • Этот процесс, по мнению Д. И. Менделеева, наблюдался не только в прошлые геологические периоды, но происходит и сейчас, так что залежи нефти, по предположению Д. И. Менделеева, могут пополняться и возобновляться в случае их истощения. • Карбидная гипотеза с химической точки зрения является наиболее простой и понятной.

Карбидная гипотеза. • Последующие исследования Бергиуса, В. Н. Ипатьева и других ученых показали, что при действии воды на карбиды и в результате последующих реакций полимеризации и гидрогенизации, при наличии катализаторов и/или высокого давления и температуры могла возникнуть сложная смесь УВ, являющихся главнейшей составной частью сырых нефтей. • Однако на основании опытных данных Муассана если не считать А 14 С 3, который с водою дает чистый СН 4, большинство карбидов дают ацетилен, либо смесь последнего с СН 4, либо СН 4 с Н. Кроме того, при очень высоких Т, которые должны господствовать на значительных глубинах в земной коре, проникшая туда вода будет там находиться в виде перегретого пара. • Опытами установлено также, что в результате воздействия перегретого водяного пара на чугун получается свободный Н и незначительные количества олефинов и других непредельных УВ. • Следовательно, помимо прямого и непосредственного воздействия воды на карбиды возникает необходимость допустить и последующие реакции и, в первую очередь, возможность прохождения реакций гидрогенизации и полимеризации УВ в недрах Земли.

Карбидная гипотеза. • Допуская же существование в земных недрах не только карбидных, но и карбонильных соединений Fe, Ni и других металлов, а также нитридов, сульфидов металлов, можно объяснить присутствие в нефти и попутном газе азотистых, сернистых соединений, Н, СО 2, Н 2 S, т. е. всех сопутствующих компонентов современных нефтей и все разнообразие нефтей. • С этой точки зрения карбидная гипотеза как будто представляет довольно стройную и вполне химически обоснованную гипотезу

Карбидная гипотеза • Критика • Все полученные УВ в результате неорганического синтеза нефти являются оптически неактивными, тогда как почти все природные нефти оптически активны. Карбидная гипотеза не могла дать удовлетворительного объяснения этого факта (Вальден). • К 1877 г. был известен всего один природный карбид - когенит –Fe 3 C, открытый в метеоритах, а затем обнаруженный в базальтоидах. Немного позже был открыт в метеоритах муассанит – Si. C, а затем обнаруженный на Земле. За прошедшее время число природных карбидов металлов значительно не увеличилось – Ni. C, WC, Cr 2 C 3 • Современные данные о составе и строении оболочек Земли также входят в противоречие с геологическим обоснованием карбидной гипотезы: вопервых, магматические породы, которые являются продуктом мантии, не содержат карбидов не только Fe, но и других металлов, кроме карбида Si, который, как и карбид Fe, был обнаружен в составе метеоритов, во-вторых, в вулканических областях, где возможна связь с глубокими сферами Земли, не отмечается крупных скоплений нефти, обнаружены лишь незначительные нефтепроявления, в третьих, разломы в литосфере существуют, но они не достигают ядра Земли и многое другое.

Вулканическая гипотеза • Вулканическая гипотеза признает возможность возникновения УВ в магматических очагах, залегающих в основании действующих и потухших вулканов. В газовых эманациях и фумаролах, выделяющихся из магмы, содержатся наряду с не углеводородными газами газовые и легкие жидкие УВ, которые, попадая в верхние части земной коры, конденсируются в трещинах, пустотах и пористых пластах. • Критика этих воззрений переплетается с геологической критикой карбидной гипотезы. • Вулканическая теория не указывает, в результате каких же именно химических реакций, отличных от карбидной теории, возникают УВ в магматических очагах. Если бы вулканические очаги были действительными источниками образования больших скоплений нефти, то большое количество нефтепроявлений и залежи нефти совпадали бы с вулканическими областями как в прошлом, так и в настоящем.

Вулканическая гипотеза • Часто магма, пересекает при своем подъеме битуминозные породы, и тепло, выделяющееся при кристаллизации магмы, является причиной возникновения продуктов преобразования РОВ или КОВ этих пород, при этом образуются разнообразные нафтоиды, по составу близкие к нафтидам катагенетического ряда, но промышленного значения эти продукты не имеют. • Считается, что вода гидротермальных источников, имеющая постоянную Т, выделяется из магмы, т. е. является водой ювенильного происхождения, но в таких горячих источниках, никаких, следов жидких УВ не найдено.

Космическая гипотеза • Гипотеза космического происхождения нефти была выдвинута в 1892 г. русским геологом В. Д. Соколовым. • Учитывая факты нахождения битумов в метеоритах и наличие УВ в хвосте некоторых комет, В. Д. Соколов предположил, что в фазу звездного состояния нашей Земли в ее газовой оболочке находились УВ. По мере охлаждения Земли они поглощались и растворялись в жидкой расплавленной магме. Впоследствии, когда Земля окончательно отвердела и образовалась земная кора, магма, застывая, снова начала выделять УВ, которые по трещинам в земной коре поднимались в верхние ее части, конденсировалась здесь и образовывали нефтяные залежи. • Уже с момента своего рождения космическая гипотеза была признана сугубо умозрительной, не объясняющей многих геологических фактов. • Почему нефтепроявления неравномерно распространены на Земле? • В. А. Краюшкин (1979 -1986 гг. ) поддерживает космохимические критерии абиогенного синтеза нефти и газа. «. . вероятно в первые 500 млн. лет после образования коры Земля получила из космоса за счет аккреции сотни миллионов – десятки тысяч миллионов тонн органического материала, когда Солнечная система прошла через темные облака. »