Общая геология и геология нефти и газа

По мере увеличения органических кислот бактерии погибают и процесс распада растительного вещества происходит уже физико-химическим путем: кислород, входящий в состав углеводов (клетчатки), идет на окисление углерода и образование углекислоты; водород углеводов идет на образование метана, или болотного газа (CH₄). Кислорода и водорода все же оказывается недостаточно для превращения всего углерода, имеющегося в отмерших растениях, в углекислоту и метан. Вследствие этого растительная масса на дне болота по сравнению с первоначальным химическим составом растений относительно обогащается углеродом и обедняется кислородом и водородом.

Обогащенная углеродом растительная масса на дне болот называется торфом. Процесс распада растительного вещества (не только упомянутых водных растений, но и древесной растительности) и превращения его в торф называется оторфовыванием или гумификацией. Скорость этого процесса колеблется от 0,5 до 1,7 см в год.

Растительность болот  с течением времени меняется, поэтому  изменяется снизу вверх и характер торфа.

Обычно в верхних слоях  торфяная масса имеет бурый цвет и хорошо сохраняет растительное сложение, а в нижних – приобретает  темный цвет, землистое сложение и  постепенно переходит в бурый уголь, или лигнит.

Если участок земной коры, на котором накапливались залежи торфа и лигнита, под влиянием эпейрогенических нисходящих движений погрузится на некоторую глубину, на нем начнут накапливаться отложения  морского или континентального происхождения. Своим весом они будут давить на слои торфа и лигнита. Последние  по мере погружения будут испытывать всевозрастающее давление и в  условиях повышенной температуры начнут терять кислород и водород и относительно обогащаться углеродом. В результате этого образуется каменный уголь, в  дальнейшем может образоваться и  антрацит, а на еще больших глубинах, возможно, и графит. Таким превращениям способствуют складкообразовательные процессы, происходящие под влиянием бокового (тангенциального) давления.

В преобразовании торфов в  бурый уголь, бурого угля в каменный и т.д. время существенной роли не играет. Основными факторами в этом преобразовании являются давление и температура.

Кроме торфяников и углей  растительного происхождения (гумусовые  угли), известны сапропелевые торфы  и сапропелевые угли, в отличие  от гумусовых обогащенные углеводородами. При перегонке их получаются те же продукты, что и при перегонке нефти.

К сапропелевым углям относятся богхед и кеннельский уголь.

Богхед на 80% состоит из остатков водорослей, сцементированных бурой массой, кеннельский уголь  – в основном из спор, заключенных  в бурую массу. Кроме того в  их образовании участвуют и животные организмы. Из сапропелевых илов, обогащенных  большим количеством глинистого материала, возникают горючие сланцы.

Богхеды, кеннельские угли и горючие сланцы возникают из сапропелевых илов, но в первых двух видах преобладают растительный материал в виде водорослей или спор, а в последних – глинистый материал, дающий при сгорании много золы.

В болотах, кроме торфов, нередко происходит образование  железных руд в виде бурого железняка (лимонита), бобовых руд, сидерита, а  также марганцевых и других руд.

 

В озерах откладываются обломочные, органогенные, химические и смешанные  осадки, особенностью которых очень  часто является их тонкая сезонная слоистость, обусловленная ритмичностью осадконакопления. Такая слоистость нередко позволяет определить число лет, в течение которых накапливались озерные осадки на том или другом участке земной поверхности.

Обломочные осадки приносятся в озера главным образом реками. Они возникают также в результате процессов разрушения берегов озера  прибоем волн. Обломочные осадки представлены галькой, гравием, песками и илами. Из них образуются  конгломераты, брекчии, различные песчаники, глины, глинистые сланцы и др.

Органогенные осадки представлены скоплениями ракуши, органогенными илами, сапропелевым илом, сапропелем. Из них образуются ракушечники, известняки, горючие и битуминозные сланцы и т.д.

Химические осадки складываются главным образом в бессточных озерах. Такие озера бывают солеными, когда в них постепенно увеличивается  концентрация солей, и самосадочными, когда концентрация солей превосходит  предел насыщения и избыток их выделяется из воды и отлагается по берегам или на дне озера в  виде более или менее правильных слоев.

В зависимости от солей, растворенных в воде, соленые озера делятся  на собственно соленые, содовые, борные и др.

На дне озер происходит накопление каменной соли, ангидрида, гипса, глауберовой соли, углекислого  кальция, сидерита, водяной окиси  железа, окиси марганца, водной окиси кремния, доломита и т.д.

В озерах, так же как в  морях и лагунах, откладываются  осадки, представляющие собой смесь  обломочного и органогенного  материала; обломочного и химического; органогенного и химического; обломочного, органогенного и химического. Эти  осадки можно назвать смешанными. Из них возникают такие горные породы, как мергели, доломиты, опоки  и т.д.

Если питающие озеро речные и грунтовые воды обогащены органическими  кислотами и солями железа, то на дне его до глубины до 10 м нередко  откладывается железная руда в форме  буроватого, черноватого или зеленоватого ила или в виде горошин лимонита (бобовая руда). В этом процессе принимают  участие и бактерии.

В некоторых случаях на дне озер происходит накопление сапропелевого (гнилостного) ила. Он образуется из отмирающих растительных осадков, богатых жирами. Сапропелевый ил в дальнейшем в результате диагенеза может превратиться в битуминозные сапропелитовые сланцы (сапропелиты).

При сухой перегонке сапропелевого  ила получаются такие ценные продукты, как ихтиол, бензин, масла и т.д.

 

4. Классификация  складок по различным признакам.

Основной формой пликативных  дислокаций являются складки. Они обычно встречаются в природе группами; одиночные складки наблюдаются  редко.

Каждая складка-выпуклость по простиранию и вкрест простирания обычно переходит в складки-вогнутости. В свою очередь каждая складка-вогнутость по простиранию и вкрест простирания переходит в складки-выпуклости.

1. Сладки бывают двух типов: антиклинальные и синклинальные.

Антиклинальными называются складки, в ядрах (центральных частях) которых находятся наиболее древние породы, а вокруг них по мере удаления от ядра все более молодые.

Рисунок 1. Схема  антиклинальной складки.

Разрезы складки: а – горизонтальный; б –вертикальный поперечный; в – вертикальный продольный.

1 – ядро антиклинальной  складки; 2 – шарниры отдельных  горизонтов; 3 – направление падения  горизонтов.

Синклинальными называются складки, в ядрах которых находятся наиболее молодые породы, а вокруг них по мере удаления от ядра все более древние.

 

Рисунок 2. Схема  синклинальной складки.

Разрезы складки: а – горизонтальный; б –вертикальный поперечный; в – вертикальный продольный.

1 – ядро антиклинальной  складки; 2 – шарниры отдельных  горизонтов; 3 – направление падения  горизонтов.

В большинстве случаев  перегиб слоев у антиклинальных складок выпуклостью обращен  кверху, у синклинальных книзу. Данные складки представляют собой формы залегания осадочных горных пород в недрах земной коры.

В зависимости от положения  осевой плоскости или поверхности  антиклинальные и синклинальные  складки могут быть прямыми, косыми, лежачими и перевернутыми (рис. 3).

Рисунок 3. Типы антиклинальный и синклинальных складок.

Складки: а –  прямые; б – косые (наклонные); в  – лежачие; г –перевернутые

AB – осевая плоскость антиклинальной складки; CD и EF – оевые плоскости синклинальных складок.

2. По очертаниям в плане, кроме антиклинальных и  синклинальных складок, которые называются линейно вытянутыми, выделяют брахиантиклинали и брахисинклинали, купола и мульды (чаши).

Брахиантиклинальными и брахисинклинальными называют складки, у которых отношение длины к ширине (на уровне поверхности Земли) составляет примерно от 7:1 до 3:1.

Купола – антиклинальные складки с отношением длины к ширине на уровне поверхности Земли примерно от 3:1 до 1:1.

Мульдами (чашами) называют синклинальные складки, у которых отношение длины к ширине на уровне поверхности Земли составляет примерно от 3:1 до 1:1.

 

3. По форме и положению  крыльев антиклинальные и синклинальные  складки бывают симметричными,  асимметричными, изоклинальными, веерообразными, сундучными.

Симметричными называют складки, у которых крылья по ширине и наклону примерно одинаковы; ассиметричными – у которых крылья неодинаковы (рис. 4).

Рисунок 4. Схема  симметричной (а) и асимметричной (б) складок.

AB, EF, MN – осевые  поверхности антиклинальных складок;

CD, KL – осевые  поверхности синклинальных складок.

Изоклинальными считают складки, у которых крылья по параллельны одно другому. Эти складки могут быть прямыми, косыми, лежачими и перевернутыми (рис. 5).

 

Рисунок 5. Схема  изоклинальных складок.

Штрих-пунктиром показаны осевые плоскости антиклинальных и синклинальных складок; AB - поверхность размыва.

Веерообразными называют складки, у которых крылья расположены в виде веера. Строение этих складок можно понять по рис. 6, где они изображены в поперечном разрезе. В веерообразных складках нередко наблюдаются так называемые выжатые ядра (рис. 6).

Рисунок 6. Схема  веерообразных складок.

Горизонтальной  штриховкой показаны выжатые ядра; AB – поверхность размыва.

Сундучными (коробчатыми) называют складки с широким сводом или седлом и почти вертикальными крыльями. В сводах антиклинальных и седлах синклинальных складок слои горных пород залегают почти горизонтально, а на крыльях очень круто, под углом, близким к прямому, т.е. поставлены почти «на голову» (рис. 7).

Рисунок 7. Пример коробчатой антиклинали, к своду  которой приурочены нефтяные залежи.

1 – нефть; 2 –  песчаные породы; ff – тектонические разрезы.

Диапировыми (или складками с ядром протыкания) называют складки, в ядре которых расположены очень круто, иногда почти вертикально поставленные слои, как бы протыкающие более молодые слои.

Диапировые складки (рис. 8) имеют следующие характерные особенности: 1) угол наклона горизонтов или отдельных слоев, пластов увеличивается по направлению от крыльев к ядру; 2) мощность горизонтов уменьшается в том же направлении, иногда некоторые горизонты выклиниваются; 3) в ядре горные породы обычно перемяты, раздроблены и поставлены «на голову».

Рисунок 8. Схема  диапировой складки.

AB, CD, EF – поверхности  размыва.