А Б В Г Д Е Є Ж З І Ї Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ю Я
Катагенез
Катагенез охоплює процеси, що йдуть в уже затверділих, окаменер-ших осадових породах (глинах, пісковиках, вапняках) при зануренні їх на глибину 1 2 км і більше і поступовому збільшенні температури і тиску.
Катагенез - найбільш тривала стадія в геохимической історії перетворення ОВ осадових порід, яка настає після діагенеза і передує метаморфизму. При зануренні опадів на глибину під дією температури і тиску, а також каталітичного впливу вміщають порід змінюється як загальний баланс розсіяного ОВ, так і склад його окремих компонентів. Як вказує В. А. Успенський, процес перетворення ОВ в зоні катагенеза складається тільки у втраті маси без привноса будь-яких елементів ззовні.
Катагенез пов'язаний з поступовим ущільненням осадових порід, перетворенням органічних речовин і подальшим перебігом процесів вуглеутворення.
Катагенез є провідним процесом в перетворенні РОР, генерації нафти і газу і в зміні властивостей самих нафтогазоносних відкладень, що в сукупності багато в чому визначає закономірності розподілу нафти і газу в земній корі.
Катагенез - спрямований за дією комплекс постдіаге-генетичних процесів, що протікають в осадових породах аж до їх перетворення в метаморфічні. Катагенетіческіе зміни порід і відповідно укладеного в них ОВ обумовлені дією ряду взаємопов'язаних факторів, головними з яких є температура і тиск. У той же час катагенетіческіе зміни порід залежать від тривалості впливу цих факторів, конкретні ж значення температури і тиску, їх зміни багато в чому визначаються особливостями геологічного розвитку регіону.
Катагенез порід проявляється повсюдно і постійно. Спрямованість і інтенсивність катагенеза визначаються геоло-обстановкою і в меншій мірі складом і фізичними самих порід. В цілому процеси катагенеза протікають менш інтенсивно, ніж діагенетіческіе. До помітних результатів вони приводять тільки тому, що надзвичайно тривалі і можуть в залежності від історії геологічного розвитку регіону тривати цілі геологічні періоди і епохи.
Будова басейнів Суецької затоки, затоки Акаба і півночі Червоного моря (Томсон, 1976. /- вода. 2 - осадові породи. 3 - докембрийский фундамент. 4 - магма. 5 - астеносфера. Б - розломи. 7 - напрямок рухів. 8 - лінія розрізу. I - Суецький затоку, родовище Ель-Морган, II - затока Акаба, III - Червоне море. Катагенез відкладень пов'язаний з процесом послідовного занурення порід на все більшу глибину і проходженням ними зон з більш високими температурами. Цьому в значній мірі сприяє успадкований в плані характер розташування ванн прогинання різних стадій розвитку басейнів. Зазвичай в басейнах древніх платформ з помірною потужністю опадів переважають нафтові родовища.
Термін катагенез, введений в геологію А. Е. Ферсманом (1922) для позначення хімічних і фізико-хімічних процесів, що відбуваються на етапі проміжному між діагенезом і метаморфізмом, був використаний Н. Б. Вассоевіч (1954 г.) для назви однієї зі стадій літогенезу нефтемате-ринських відкладень.
Стадії катагенеза визначаються глибинами занурення порід, а отже, температурою і тиском. У підстадій раннього катагенеза в залежності в основному від геотермічного градієнта відкладення можуть занурюватися до глибини 1 - 2 км і більше, температура при цьому доходить до 60 С. Тут відбувається інтенсивне ущільнення глинистих відкладень і вижимання з них слабо зв'язаної і сорбційної води в колектори. Мабуть, на цій стадії певну роль грає і вік відкладень.
Стадія катагенеза подразделена на ранню, середню та пізню подстадии. Більш докладний поділ проводиться за показниками измененности органічних компонентів (наприклад, відбивна здатність витринита) і позначено на схемі назвами марок вугілля.
Сутура-мікростілоліто-ше зчленування зерен (контакт між кварцом і облямівкою вторинного плагиоклаза. Пісковик ашіпской свити Північного Уралу (збільшення 200 николи схрещені. Зони катагенеза можуть бути виділені і картіровани. Межі зон січуть стратиграфические кордону і узгоджуються з глибиною занурення. Так, межа між раннім і пізнім катагенез на території Великого Донбасу проходить між середнім і верхнім карбоном в центральному Донбасі піднімається до кордону верхнього карбону і пермі в східному Донбасі і опускається в девонские відкладення на північному заході і в Дніпровсько-Донецькій западині.
При катагенез відбувається подальша диференціація ОВ, що почалася в діагенезе - триває процес ДІСПР-порціонування водню і накопичення, з одного боку, глу-бокоуглефіцірованной матерії (керогена), а з іншого - відновлених бітумоідних компонентів, в тому числі рідких і газоподібних УВ. У той Водночас цей процес супроводжується перерозподілом знову утворюються міграціонноспо-собних компонентів всередині материнської товщі а також еміграцією найбільш рухливих компонентів.
При катагенез відбувається подальше ущільнення вже сформувалася породи, зміна складу порових вод, раскріс-таллізація колоїдів, Аутигенне мінералоутворення. У зв'язку з цим відбувається і зміцнення структурних зв'язків, намічається формування нових текстур. При ламінарною мікрослоістой текстурі відзначається високий ступінь упорядкованості орієнтації складових структурних елементів в площині нашарування, порода характеризується виразною анізотропією. Розміри пір складають перші мікрони, при низькому вмісті алеврітових домішок екранують властивості високі. При вихровому турбулентному розподілі матеріалу лістообразние вигнуті агрегати глинистих частинок як би обтікають дрібні алевритові зерна і інші включення. У глинистих породах турбулентного будови розміри агрегатів можуть досягати 20 мкм, діаметри пір змінюються від 006 до 10 2 мкм.
Наступна підстадій катагенеза охоплює осадочную оболонку на глибинах від 1 - 2 до 5 - 6 км. Для цієї зони за згаданою схем А. А. Карцева та ін. Відповідно до геотермічними градиентами характерні температури 60 - 160 С. Тут процес ущільнення глин сильно сповільнюється, розвиваються процеси перебудови структур глинистих мінералів, а протягом усього середнього катагенеза на відміну від раннього у відкладеннях спостерігаються істотні зміни ОВ, який бере участь в нефтегазообразования.
На стадії катагенеза основним фактором стає температура.
У стадію катагенеза в зв'язку із зануренням відбувається еволюція доломіту, Починається вона з ущільнення, яке протікає дуже енергійно. Надалі відбуваються перекристалізація, укрупнення кристалів, часто купують правильну ромбоедрична форму. У ряді випадків в доломітах зустрічаються новостворені кристали кварцу і виділення халцедону, помітні неозброєним оком.
Про шкалою катагенеза в зв'язку з нафтоутворення //Горючі копалини: Докл.
У стадію катагенеза відбуваються ущільнення порід і різні процеси мінералоутворення: корозія і розчинення, регенерація, утворення нових мінералів з розчинів або шляхом Метас-автоматично заміщення, подальша зміна уламкових зерен, перекристалізація і інші процеси.
В стадії катагенеза можна виділити два етапи: початковий, або ранній, і глибинний, або пізній.
Для стадії катагенеза характерна наявність каолинита і гидрослюд 1М, для стадії метагенезу - гідрослюд 2Mj і серициту, а також поява новоутворень мусковита.
У період пізнього катагенеза на глибинах більше 2 5 - 3 тис. М помітно інтенсифікується процес альбітізаціі плагиоклазов[Копелиович, 1965 ], Що приводить до заміни натрію розчину на кальцій породи. Розвивається вторинна цеолітізація порід, також йде переважно з поглинанням натрію з розчину і виділенням кальцію в розчин.
У стадії пізнього катагенеза і раннього метаморфізму, ймовірно, у зв'язку з розвитком альбітізаціііінших процесів масштаби перетворення розчинів по хлоркальциевого шляху зростають, однак підвищений режим метаморфогенною вуглекислоти може істотно гальмувати цей зсув за рахунок розвитку реакції серіцітізаціі карбонатізаціі епідотізаціі пелітізаціі плагиоклазов (в тому числі і альбіта), що йдуть з виділенням в розчин натрію.
Прогноз стадій катагенеза ОВ (рис. 112) показує хоча і узгоджену в плані але все ж відрізняється від попередніх схем картину.
Вивченням особливостей регіонального катагенеза базальних відкладень займалися А.В.Жуков, С.Г.Неручев, Г.М.Парпарова, ПАТрушков і інші.
Розглянуто особливості регіонального катагенеза органічної речовини (ОВ) базальних відкладень Красноленінського зводу з метою пояснення причин, що викликали його значну варіацію по розрізу і плошали. Аналіз перетворюванності ОВ свідчить, з одного боку, про низького ступеня регіонального катагенеза, а з іншого боку, про прояв процесів гідротермальної опрацювання, значно підвищує ступінь температурного зміни вітреніта ОВ. Підвищені палеогеотерміческіе показники для даного комплексу при невисоких сучасних температурах і палеотемператур регіонального теплового палеопотока є ознаками ( критеріями) появи резервуарів з вторинними породами-колекторами на Красноленінського зводі.
Зі збільшенням ступеня катагенеза має вирівнюватися ставлення нч /год для н-алканів, тобто в конденсаті-1 воно повинно бути мінімальним, а насправді воно тут максимально. У той же час поширення конденсату-1 має перебувати у відповідності зі ступенем катагенеза ОВ, насправді ж воно відображає швидше палеогеографію басейну накопичення опадів.
термічне перетворення НОВ (ТА 1 (по Сташшну, 1969. Для визначення рівня катагенеза також використовується властивість конодонтов змінювати забарвлення залежно від ступеня перетворення вміщають їх порід. Виділяються дев'ять градацій забарвлення конодонтов (ОК) (або індексів забарвлення конодонтов - ІВК); конодонти з ростом катагенеза змінюють забарвлення від блідо-жовтою через чорну до молочно-білою, ІВК добре корре-ліруется з ОС витринита. Цей метод успішно використовується перш за все при вивченні ніжнепалеозойських утворень, позбавлених витринита.
Під дією факторів катагенеза протікають процеси, пов'язані з деструкцією молекул, які призводять до зміни фракційного складу нафти. Нафта може бути зруйнована і перетворена в газ і важкий нерозчинний осад. Тому пояснити перехід від нафтенового типу Bi до метанової Ai за рахунок тільки термічного впливу неможливо.
Саме в стадії катагенеза, коли поряд з метаном утворюються і важчі вуглеводневі ( нафтові) гази і одночасно відбувається дозрівання (по Н. Б. Вассоевіч) розсіяною по всій нафто-материнської товщі микронефтью, починається процес інтенсивного збагачення газу важкими вуглеводнями. У спрямованості цього процесу значну роль відіграють додаткові ресурси вільного газу, що утворюються завдяки десорбції сорбованих вуглеводнів, викликаної зануренням нефтематерінскіх товщі в зону високого тиску і температур.
Зі зростанням ступеня катагенеза нефтевмещающіх порід спостерігається накопичення С у складі нафт. Результати, наведені в табл. 65 демонструють збільшення вмісту С в битумоидов зі зростанням температури процесу.
Спрямованість трансформації в катагенез для різних типів керогеном подібна. З підвищенням рівня катагенетіческой перетворюванності відмінності між сапропелевих і гумусовим ОВ стираються, і кінцевий продукт перетворення будь-якого ОВ - метан і графіт. Динаміка ж перетворення для різних типів ОВ відмінна, так само як різняться за складом генеруються різними типами ОВ продукти.
Говорячи про вплив процесів катагенеза на склад бензинів, необхідно зупинитися на можливості новоутворення бензинових УВ в поклади. Очевидно, внаслідок розведення нафт бензиновими УВ спочатку сформувався склад їх повинен змінюватися. На підставі відомостей, наявних з цього питання в літературі передбачити характер подібних змін не представляється можливим.
Супутні породи на стадіях катагенеза представлені аргілітами, алевролітами і пісковиками.
У стадії діагенеза і катагенеза триває функція гіпер-генезу, хімічного вивітрювання, але в умовах різко зниженою динамічності середовища, в анаеробної обстановці а отже, в обстановці дуже обмеженого виносу лугів і лужних земель.
На стадіях діагенеза, катагенеза і гипергенеза межформенние і внутріформенние порожнечі зазвичай в тій чи іншій мірі виконуються мінеральними новоутвореннями, що і послужило підставою їх об'єднання в підгрупу залишкових. Подібні порожнечі поширені досить широко, зустрічаються на різних глибинах і можуть бути первинними і вторинними. Представлені вони як мікропорами, так і макропор. Їх розміри визначаються структурою вихідних пустот і інтенсивністю процесів мінерального новоутворення.
Поширення уламкових мінералів в пісковиках різного віку Північної Америки (по Петтіджон. Під час діагенеза, катагенеза і метагенезу в осадових породах утворюються нові мінерали. В даний час описані новоутворення сульфідів, сульфатів, оксидів, гидроокислов, силікатів. Широким поширенням, наприклад, користуються вторинний пірит, галеніт, сфалерит, барит, целестин, флюорит, кварц, халцедон, кварцін, анатаз, бру-кит, рутил, гетит, гідрогетит, гематит, гидрогематіт, опал, мінерали групи апатиту, цеоліти, польові шпати, гідрослюд, каолініт, монтморилоніт, кальцит, доломіт, сидерит і багато інших. Відомі також новоутворення циркону, сфена, епідоту, турмаліну і деяких інших мінералів.
У породах високих стадій катагенеза (АКЗ і АЮ) при температурі250і 300 С СН4 стає нестійким, і зона високотемтератур-ного СН4 переходить в зону кислих газів. Тому промислові поклади УВ газів можуть зустрічатися тільки до верхів зони кислих газів, тобто до 9 км.
Наіденную за шкалою градацію низького катагенеза слід вважати скоріше завищеною, ніж заниженою.
Нижня зона (стадія пізнього катагенеза) - завершуються процеси аутигенного освіти глинистих мінералів. Головна особливість цієї зони - перетворення основної маси монтмориллонита вулканогенного походження, смешаннослойних утворень, що містять більше 40% розбухають пакетів, в різниці що містять мономолекулярний шар води. Глинисті породи представлені в основному аргілітами.
Знаходяться на зазначених стадіях катагенеза РОР пермско-тріал-сові відкладення західних районів можуть розглядатися лише як можливо газоматерінскіе товщі зважаючи на низькі значень ОВ (0 1 - 0 3%), його суттєво гумусового характеру і значною мірою окислення на стадії діагенеза. З викладеного випливає ще один важливий висновок про те, що на відміну від інших осадових басейнів, де на глибинах 5 - 7 км спостерігається помітне переважання газоконденсатних скупчень, в соляно-купольних областях високий відсоток становитимуть чисто нафтові і газонафтових поклади.
Оцінку втрат ОВ в катагенез можна проводити за методикою, розробленою В. А. Успенським і розвиненою надалі Е. А. Рогозін і А. Е. Конторович, за формулою QK QocT /(l - х), де х - частка ОВ, витрачена на новоутворення летючих продуктів в катагенез.
Процес зміни битумоидов в катагенез полягає в наступному. У міру занурення осадових порід бітумоїди стають менш кислими, втрачають гетероелементи, в них збільшується вміст масел і зменшується кількість смолисто-асфальтенових речовин. В оліях підвищується вміст УВ.
Механізм хімічних реакцій на стадії катагенеза багато в чому визначається каталітичним впливом глин, тому ці реакції називають термокаталітіческім. У лабораторії змодельовані багато типів реакцій, які можуть привести до утворення компонентів нафти в природних умовах.
Таким чином, нафтова стадія катагенеза відповідає, як уже неодноразово зазначалося, стадіями катагенеза Д - Г кам'яного вугілля. Зміна зазначених вище коефіцієнтів пов'язано не тільки з перетворенням нормальних алканів, наявних у вихідній органічній масі. Велике значення має новоутворення нормальних алканів, що відбувається завдяки деструкції геополімери - керогена.
Газоутворення відбувається на всіх етапах катагенеза і таким чином, передує і завершує нефтеобразованіе. Прийнято вважати, що на глибинах, де температура досягає 374 С (критична для води), навряд чи можливе існування газоподібних УВ і допустимо освіту лише твердих вуглистих (метаморфогенних) утворень. А максимальний температурний межа головної зони газоутворення (ГЗГ) зазвичай прийнято вважати 210 - 220 С.
Органічна речовина на всіх етапах катагенеза віддає в поровое простір гази (С02 СН4 H2S, NH3 та ін.), Органічні кислоти, феноли, а на певних етапах занурення - рідкі вуглеводні.
Освіта цих газів в зоні катагенеза не може викликати сумніву. Важко сумніватися також і в ролі цих газів, яку можна визначити наступним чином: 1) газоподібні продукти метаморфізму, зароджуючись в самій масі органічної речовини, сприяють диференціації його, порушуючи тісні сорбційні зв'язку; 2) газоподібні продукти метаморфізму, що створюють в належних умовах тиску однофазную систему з рухомими компонентами бітумогенов, полегшують переміщення останніх в колектор; 3) газоподібні продукти метаморфізму в материнській породі де концентрація органічної речовини вище, ніж в колекторах, створюють більш високі тиску, що є додатковим стимулом міграції вуглеводнів.
Глини і аргіліти притаманні стадії катагенеза, глинисті аспідні і філлітоподобние сланці характерні для стадії метагенезу.
Освіта цих газів в зоні катагенеза не може викликати сумніву. Важко сумніватися також і в ролі цих газів, яку можна визначити наступним чином: 1) газоподібні продукти метаморфізму, зароджуючись в самій масі органічної речовини, сприяють диференціації його, порушуючи тісні сорбціошшс зв'язку; 2) газоподібні продукти метаморфізму, що створюють в належних умовах тиску однофазную систему з рухомими компонентами бітумогенов, полегшують переміщення останніх в колектор; 3) газоподібні продукти метаморфізму в материнській породі де концентрація органічної речовини вище, ніж в колекторах, створюють більш високі тиску, що є додатковим стимулом міграції вуглеводнів.
Загальною спрямованістю змін ОВ в катагенез є збагачення його вуглецем і перерозподіл водню і особливо гетероелементов - азоту, сірки і кисню. ДІСПР-порционирование водню під впливом температури, тиску і каталізу призводить до збільшення частки битумоидов в розсіяному ОВ осадових порід.
Катагенез - найбільш тривала стадія в геохимической історії перетворення ОВ осадових порід, яка настає після діагенеза і передує метаморфизму. При зануренні опадів на глибину під дією температури і тиску, а також каталітичного впливу вміщають порід змінюється як загальний баланс розсіяного ОВ, так і склад його окремих компонентів. Як вказує В. А. Успенський, процес перетворення ОВ в зоні катагенеза складається тільки у втраті маси без привноса будь-яких елементів ззовні.
Катагенез пов'язаний з поступовим ущільненням осадових порід, перетворенням органічних речовин і подальшим перебігом процесів вуглеутворення.
Катагенез є провідним процесом в перетворенні РОР, генерації нафти і газу і в зміні властивостей самих нафтогазоносних відкладень, що в сукупності багато в чому визначає закономірності розподілу нафти і газу в земній корі.
Катагенез - спрямований за дією комплекс постдіаге-генетичних процесів, що протікають в осадових породах аж до їх перетворення в метаморфічні. Катагенетіческіе зміни порід і відповідно укладеного в них ОВ обумовлені дією ряду взаємопов'язаних факторів, головними з яких є температура і тиск. У той же час катагенетіческіе зміни порід залежать від тривалості впливу цих факторів, конкретні ж значення температури і тиску, їх зміни багато в чому визначаються особливостями геологічного розвитку регіону.
Катагенез порід проявляється повсюдно і постійно. Спрямованість і інтенсивність катагенеза визначаються геоло-обстановкою і в меншій мірі складом і фізичними самих порід. В цілому процеси катагенеза протікають менш інтенсивно, ніж діагенетіческіе. До помітних результатів вони приводять тільки тому, що надзвичайно тривалі і можуть в залежності від історії геологічного розвитку регіону тривати цілі геологічні періоди і епохи.
Будова басейнів Суецької затоки, затоки Акаба і півночі Червоного моря (Томсон, 1976. /- вода. 2 - осадові породи. 3 - докембрийский фундамент. 4 - магма. 5 - астеносфера. Б - розломи. 7 - напрямок рухів. 8 - лінія розрізу. I - Суецький затоку, родовище Ель-Морган, II - затока Акаба, III - Червоне море. Катагенез відкладень пов'язаний з процесом послідовного занурення порід на все більшу глибину і проходженням ними зон з більш високими температурами. Цьому в значній мірі сприяє успадкований в плані характер розташування ванн прогинання різних стадій розвитку басейнів. Зазвичай в басейнах древніх платформ з помірною потужністю опадів переважають нафтові родовища.
Термін катагенез, введений в геологію А. Е. Ферсманом (1922) для позначення хімічних і фізико-хімічних процесів, що відбуваються на етапі проміжному між діагенезом і метаморфізмом, був використаний Н. Б. Вассоевіч (1954 г.) для назви однієї зі стадій літогенезу нефтемате-ринських відкладень.
Стадії катагенеза визначаються глибинами занурення порід, а отже, температурою і тиском. У підстадій раннього катагенеза в залежності в основному від геотермічного градієнта відкладення можуть занурюватися до глибини 1 - 2 км і більше, температура при цьому доходить до 60 С. Тут відбувається інтенсивне ущільнення глинистих відкладень і вижимання з них слабо зв'язаної і сорбційної води в колектори. Мабуть, на цій стадії певну роль грає і вік відкладень.
Стадія катагенеза подразделена на ранню, середню та пізню подстадии. Більш докладний поділ проводиться за показниками измененности органічних компонентів (наприклад, відбивна здатність витринита) і позначено на схемі назвами марок вугілля.
Сутура-мікростілоліто-ше зчленування зерен (контакт між кварцом і облямівкою вторинного плагиоклаза. Пісковик ашіпской свити Північного Уралу (збільшення 200 николи схрещені. Зони катагенеза можуть бути виділені і картіровани. Межі зон січуть стратиграфические кордону і узгоджуються з глибиною занурення. Так, межа між раннім і пізнім катагенез на території Великого Донбасу проходить між середнім і верхнім карбоном в центральному Донбасі піднімається до кордону верхнього карбону і пермі в східному Донбасі і опускається в девонские відкладення на північному заході і в Дніпровсько-Донецькій западині.
При катагенез відбувається подальша диференціація ОВ, що почалася в діагенезе - триває процес ДІСПР-порціонування водню і накопичення, з одного боку, глу-бокоуглефіцірованной матерії (керогена), а з іншого - відновлених бітумоідних компонентів, в тому числі рідких і газоподібних УВ. У той Водночас цей процес супроводжується перерозподілом знову утворюються міграціонноспо-собних компонентів всередині материнської товщі а також еміграцією найбільш рухливих компонентів.
При катагенез відбувається подальше ущільнення вже сформувалася породи, зміна складу порових вод, раскріс-таллізація колоїдів, Аутигенне мінералоутворення. У зв'язку з цим відбувається і зміцнення структурних зв'язків, намічається формування нових текстур. При ламінарною мікрослоістой текстурі відзначається високий ступінь упорядкованості орієнтації складових структурних елементів в площині нашарування, порода характеризується виразною анізотропією. Розміри пір складають перші мікрони, при низькому вмісті алеврітових домішок екранують властивості високі. При вихровому турбулентному розподілі матеріалу лістообразние вигнуті агрегати глинистих частинок як би обтікають дрібні алевритові зерна і інші включення. У глинистих породах турбулентного будови розміри агрегатів можуть досягати 20 мкм, діаметри пір змінюються від 006 до 10 2 мкм.
Наступна підстадій катагенеза охоплює осадочную оболонку на глибинах від 1 - 2 до 5 - 6 км. Для цієї зони за згаданою схем А. А. Карцева та ін. Відповідно до геотермічними градиентами характерні температури 60 - 160 С. Тут процес ущільнення глин сильно сповільнюється, розвиваються процеси перебудови структур глинистих мінералів, а протягом усього середнього катагенеза на відміну від раннього у відкладеннях спостерігаються істотні зміни ОВ, який бере участь в нефтегазообразования.
На стадії катагенеза основним фактором стає температура.
У стадію катагенеза в зв'язку із зануренням відбувається еволюція доломіту, Починається вона з ущільнення, яке протікає дуже енергійно. Надалі відбуваються перекристалізація, укрупнення кристалів, часто купують правильну ромбоедрична форму. У ряді випадків в доломітах зустрічаються новостворені кристали кварцу і виділення халцедону, помітні неозброєним оком.
Про шкалою катагенеза в зв'язку з нафтоутворення //Горючі копалини: Докл.
У стадію катагенеза відбуваються ущільнення порід і різні процеси мінералоутворення: корозія і розчинення, регенерація, утворення нових мінералів з розчинів або шляхом Метас-автоматично заміщення, подальша зміна уламкових зерен, перекристалізація і інші процеси.
В стадії катагенеза можна виділити два етапи: початковий, або ранній, і глибинний, або пізній.
Для стадії катагенеза характерна наявність каолинита і гидрослюд 1М, для стадії метагенезу - гідрослюд 2Mj і серициту, а також поява новоутворень мусковита.
У період пізнього катагенеза на глибинах більше 2 5 - 3 тис. М помітно інтенсифікується процес альбітізаціі плагиоклазов[Копелиович, 1965 ], Що приводить до заміни натрію розчину на кальцій породи. Розвивається вторинна цеолітізація порід, також йде переважно з поглинанням натрію з розчину і виділенням кальцію в розчин.
У стадії пізнього катагенеза і раннього метаморфізму, ймовірно, у зв'язку з розвитком альбітізаціііінших процесів масштаби перетворення розчинів по хлоркальциевого шляху зростають, однак підвищений режим метаморфогенною вуглекислоти може істотно гальмувати цей зсув за рахунок розвитку реакції серіцітізаціі карбонатізаціі епідотізаціі пелітізаціі плагиоклазов (в тому числі і альбіта), що йдуть з виділенням в розчин натрію.
Прогноз стадій катагенеза ОВ (рис. 112) показує хоча і узгоджену в плані але все ж відрізняється від попередніх схем картину.
Вивченням особливостей регіонального катагенеза базальних відкладень займалися А.В.Жуков, С.Г.Неручев, Г.М.Парпарова, ПАТрушков і інші.
Розглянуто особливості регіонального катагенеза органічної речовини (ОВ) базальних відкладень Красноленінського зводу з метою пояснення причин, що викликали його значну варіацію по розрізу і плошали. Аналіз перетворюванності ОВ свідчить, з одного боку, про низького ступеня регіонального катагенеза, а з іншого боку, про прояв процесів гідротермальної опрацювання, значно підвищує ступінь температурного зміни вітреніта ОВ. Підвищені палеогеотерміческіе показники для даного комплексу при невисоких сучасних температурах і палеотемператур регіонального теплового палеопотока є ознаками ( критеріями) появи резервуарів з вторинними породами-колекторами на Красноленінського зводі.
Зі збільшенням ступеня катагенеза має вирівнюватися ставлення нч /год для н-алканів, тобто в конденсаті-1 воно повинно бути мінімальним, а насправді воно тут максимально. У той же час поширення конденсату-1 має перебувати у відповідності зі ступенем катагенеза ОВ, насправді ж воно відображає швидше палеогеографію басейну накопичення опадів.
термічне перетворення НОВ (ТА 1 (по Сташшну, 1969. Для визначення рівня катагенеза також використовується властивість конодонтов змінювати забарвлення залежно від ступеня перетворення вміщають їх порід. Виділяються дев'ять градацій забарвлення конодонтов (ОК) (або індексів забарвлення конодонтов - ІВК); конодонти з ростом катагенеза змінюють забарвлення від блідо-жовтою через чорну до молочно-білою, ІВК добре корре-ліруется з ОС витринита. Цей метод успішно використовується перш за все при вивченні ніжнепалеозойських утворень, позбавлених витринита.
Під дією факторів катагенеза протікають процеси, пов'язані з деструкцією молекул, які призводять до зміни фракційного складу нафти. Нафта може бути зруйнована і перетворена в газ і важкий нерозчинний осад. Тому пояснити перехід від нафтенового типу Bi до метанової Ai за рахунок тільки термічного впливу неможливо.
Саме в стадії катагенеза, коли поряд з метаном утворюються і важчі вуглеводневі ( нафтові) гази і одночасно відбувається дозрівання (по Н. Б. Вассоевіч) розсіяною по всій нафто-материнської товщі микронефтью, починається процес інтенсивного збагачення газу важкими вуглеводнями. У спрямованості цього процесу значну роль відіграють додаткові ресурси вільного газу, що утворюються завдяки десорбції сорбованих вуглеводнів, викликаної зануренням нефтематерінскіх товщі в зону високого тиску і температур.
Зі зростанням ступеня катагенеза нефтевмещающіх порід спостерігається накопичення С у складі нафт. Результати, наведені в табл. 65 демонструють збільшення вмісту С в битумоидов зі зростанням температури процесу.
Спрямованість трансформації в катагенез для різних типів керогеном подібна. З підвищенням рівня катагенетіческой перетворюванності відмінності між сапропелевих і гумусовим ОВ стираються, і кінцевий продукт перетворення будь-якого ОВ - метан і графіт. Динаміка ж перетворення для різних типів ОВ відмінна, так само як різняться за складом генеруються різними типами ОВ продукти.
Говорячи про вплив процесів катагенеза на склад бензинів, необхідно зупинитися на можливості новоутворення бензинових УВ в поклади. Очевидно, внаслідок розведення нафт бензиновими УВ спочатку сформувався склад їх повинен змінюватися. На підставі відомостей, наявних з цього питання в літературі передбачити характер подібних змін не представляється можливим.
Супутні породи на стадіях катагенеза представлені аргілітами, алевролітами і пісковиками.
У стадії діагенеза і катагенеза триває функція гіпер-генезу, хімічного вивітрювання, але в умовах різко зниженою динамічності середовища, в анаеробної обстановці а отже, в обстановці дуже обмеженого виносу лугів і лужних земель.
На стадіях діагенеза, катагенеза і гипергенеза межформенние і внутріформенние порожнечі зазвичай в тій чи іншій мірі виконуються мінеральними новоутвореннями, що і послужило підставою їх об'єднання в підгрупу залишкових. Подібні порожнечі поширені досить широко, зустрічаються на різних глибинах і можуть бути первинними і вторинними. Представлені вони як мікропорами, так і макропор. Їх розміри визначаються структурою вихідних пустот і інтенсивністю процесів мінерального новоутворення.
Поширення уламкових мінералів в пісковиках різного віку Північної Америки (по Петтіджон. Під час діагенеза, катагенеза і метагенезу в осадових породах утворюються нові мінерали. В даний час описані новоутворення сульфідів, сульфатів, оксидів, гидроокислов, силікатів. Широким поширенням, наприклад, користуються вторинний пірит, галеніт, сфалерит, барит, целестин, флюорит, кварц, халцедон, кварцін, анатаз, бру-кит, рутил, гетит, гідрогетит, гематит, гидрогематіт, опал, мінерали групи апатиту, цеоліти, польові шпати, гідрослюд, каолініт, монтморилоніт, кальцит, доломіт, сидерит і багато інших. Відомі також новоутворення циркону, сфена, епідоту, турмаліну і деяких інших мінералів.
У породах високих стадій катагенеза (АКЗ і АЮ) при температурі250і 300 С СН4 стає нестійким, і зона високотемтератур-ного СН4 переходить в зону кислих газів. Тому промислові поклади УВ газів можуть зустрічатися тільки до верхів зони кислих газів, тобто до 9 км.
Наіденную за шкалою градацію низького катагенеза слід вважати скоріше завищеною, ніж заниженою.
Нижня зона (стадія пізнього катагенеза) - завершуються процеси аутигенного освіти глинистих мінералів. Головна особливість цієї зони - перетворення основної маси монтмориллонита вулканогенного походження, смешаннослойних утворень, що містять більше 40% розбухають пакетів, в різниці що містять мономолекулярний шар води. Глинисті породи представлені в основному аргілітами.
Знаходяться на зазначених стадіях катагенеза РОР пермско-тріал-сові відкладення західних районів можуть розглядатися лише як можливо газоматерінскіе товщі зважаючи на низькі значень ОВ (0 1 - 0 3%), його суттєво гумусового характеру і значною мірою окислення на стадії діагенеза. З викладеного випливає ще один важливий висновок про те, що на відміну від інших осадових басейнів, де на глибинах 5 - 7 км спостерігається помітне переважання газоконденсатних скупчень, в соляно-купольних областях високий відсоток становитимуть чисто нафтові і газонафтових поклади.
Оцінку втрат ОВ в катагенез можна проводити за методикою, розробленою В. А. Успенським і розвиненою надалі Е. А. Рогозін і А. Е. Конторович, за формулою QK QocT /(l - х), де х - частка ОВ, витрачена на новоутворення летючих продуктів в катагенез.
Процес зміни битумоидов в катагенез полягає в наступному. У міру занурення осадових порід бітумоїди стають менш кислими, втрачають гетероелементи, в них збільшується вміст масел і зменшується кількість смолисто-асфальтенових речовин. В оліях підвищується вміст УВ.
Механізм хімічних реакцій на стадії катагенеза багато в чому визначається каталітичним впливом глин, тому ці реакції називають термокаталітіческім. У лабораторії змодельовані багато типів реакцій, які можуть привести до утворення компонентів нафти в природних умовах.
Таким чином, нафтова стадія катагенеза відповідає, як уже неодноразово зазначалося, стадіями катагенеза Д - Г кам'яного вугілля. Зміна зазначених вище коефіцієнтів пов'язано не тільки з перетворенням нормальних алканів, наявних у вихідній органічній масі. Велике значення має новоутворення нормальних алканів, що відбувається завдяки деструкції геополімери - керогена.
Газоутворення відбувається на всіх етапах катагенеза і таким чином, передує і завершує нефтеобразованіе. Прийнято вважати, що на глибинах, де температура досягає 374 С (критична для води), навряд чи можливе існування газоподібних УВ і допустимо освіту лише твердих вуглистих (метаморфогенних) утворень. А максимальний температурний межа головної зони газоутворення (ГЗГ) зазвичай прийнято вважати 210 - 220 С.
Органічна речовина на всіх етапах катагенеза віддає в поровое простір гази (С02 СН4 H2S, NH3 та ін.), Органічні кислоти, феноли, а на певних етапах занурення - рідкі вуглеводні.
Освіта цих газів в зоні катагенеза не може викликати сумніву. Важко сумніватися також і в ролі цих газів, яку можна визначити наступним чином: 1) газоподібні продукти метаморфізму, зароджуючись в самій масі органічної речовини, сприяють диференціації його, порушуючи тісні сорбційні зв'язку; 2) газоподібні продукти метаморфізму, що створюють в належних умовах тиску однофазную систему з рухомими компонентами бітумогенов, полегшують переміщення останніх в колектор; 3) газоподібні продукти метаморфізму в материнській породі де концентрація органічної речовини вище, ніж в колекторах, створюють більш високі тиску, що є додатковим стимулом міграції вуглеводнів.
Глини і аргіліти притаманні стадії катагенеза, глинисті аспідні і філлітоподобние сланці характерні для стадії метагенезу.
Освіта цих газів в зоні катагенеза не може викликати сумніву. Важко сумніватися також і в ролі цих газів, яку можна визначити наступним чином: 1) газоподібні продукти метаморфізму, зароджуючись в самій масі органічної речовини, сприяють диференціації його, порушуючи тісні сорбціошшс зв'язку; 2) газоподібні продукти метаморфізму, що створюють в належних умовах тиску однофазную систему з рухомими компонентами бітумогенов, полегшують переміщення останніх в колектор; 3) газоподібні продукти метаморфізму в материнській породі де концентрація органічної речовини вище, ніж в колекторах, створюють більш високі тиску, що є додатковим стимулом міграції вуглеводнів.
Загальною спрямованістю змін ОВ в катагенез є збагачення його вуглецем і перерозподіл водню і особливо гетероелементов - азоту, сірки і кисню. ДІСПР-порционирование водню під впливом температури, тиску і каталізу призводить до збільшення частки битумоидов в розсіяному ОВ осадових порід.