Современные знания в данной области

Гипотезы происхождения нефти

Все гипотезы происхождения нефти можно разделить на две большие группы: гипотезы неорганического происхождения и гипотезы органического происхождения (рис. 1).

Рис. 1. Гипотезы происхождения нефти

В основе большинства этих гипотез лежат материалы, полученные в результате обобщения лабораторных опытов. Процессы, приводящие к получению нефтеподобных продуктов в лаборатории, отождествлялись с процессами природы, то есть считалось, что и в природе нефть образуется в результате таких же реакций, что и в лабораторных условиях. Суть опытов заключалась в получение нефтеподобных продуктов с помощью органических или неорганических синтезов веществ.

В основе гипотезы неорганического происхождения нефти лежат реакции получения углеводорода действием воды или кислот на углеродистые металлы и некоторые другие. Существует несколько гипотез неорганического происхождения.

Одной из гипотез минерального происхождения является карбидная гипотеза. Её создателем был Д. И. Менделеев. Он пришёл к выводу, что внутренность Земли состоит из расплавленных металлов (в большинстве своём железа), содержащих некоторое количество углерода (карбиды). Расплавленное металлическое ядро земного шара (барисфера) покрыто сравнительно тонкой корой (литосферой). В литосфере также должны заключаться карбиды металлов, причём как в твёрдом, так и в жидком состоянии. По трещинам, образовавшимся в земной коре во время горообразовательных процессов, в глубь Земли, к металлическим массам проникала вода, которая действовала на карбидные металлы, в результате чего получались оксиды металлов и углеводороды по реакции: 2FeC+3H₂O=Fe₂O₃+C₂H₆. Углеводороды, возникавшие в газообразном состоянии, поднимались в верхние холодные части земной коры, конденсировались, скапливались в различных пустотах, в конце концов образуя залежи нефти. По мнению Менделеева, подобные процессы могут продолжаться и в современное время, поэтому возможно пополнение и возобновление залежей нефти. Но на основании современных знаний эту гипотезу легко опровергнуть. Доказано, что ядро (барисфера) состоит из тяжёлых металлов, которые находятся не в расплавленном, а в твёрдом состоянии, точно неизвестно присутствуют ли там карбиды. Тем более невозможно проникновение поверхностных вод к ядру, потому что трещины в литосфере не выходят за пределы земной коры.

Ещё одна гипотеза неорганического происхождения нефти — вулканическая гипотеза. Она признаёт возможность возникновения углеводородов в магматических очагах, залегающих в основании действующих и потухших вулканов. В газовых эманациях, выделяющихся из магмы, наряду с другими газами содержатся и углеводороды, которые попадая в верхние части земной коры, конденсируются и скапливаются в трещинах, пустотах и пористых пластах. Эта гипотеза подтверждается связью многих нефтяных месторождений с эффузивными породами и присутствием нефти в самих этих породах. Так же в некоторых нефтяных месторождениях присутствуют воды глубинного происхождения. Однако эта гипотеза также опровержима. Действительно, изверженные породы играли важную роль в образовании нефтяных месторождений, они участвовали в подготовке места для скопления нефти, в образовании путей для её движения, но они не являются породами, образовавшими нефть. Также эта теория не указывает в результате каких именно химических реакциях возникают углеводороды в магматических очагах. Если бы вулканические очаги были источниками образования больших скоплений нефти, то максимальные нефтепроявления и скопления нефти совпадали бы с областями максимального развития вулканической деятельности. Проявлением максимальной вулканической активности являются центральные части горных хребтов. Но как раз здесь и не находят не только значительных скоплений нефти, но и ясно выраженных её внешних проявлений.

Последняя гипотеза неорганического происхождения — космическая гипотеза. Её создателем был русский геолог Н. А. Соколов. Учитывая факты нахождения битумов в составе метеоритов и наличие углеводородов в хвостах комет, он пришёл к выводу, что в фазу звёздного состояния Земли в её газовой оболочке находились углеводороды. По мере охлаждения они поглощались и растворялись в жидкой расплавленной магме. Впоследствии, когда Земля окончательно затвердела и образовалась земная кора, магма, застывая, снова начинала выделять углеводороды, которые по трещинам в земной коре поднимались в верхние её части, сгущались и образовывали нефтяные залежи. Действительно, магма содержит в себе в небольших количествах растворённые углеводороды. Такие углеводороды при определенных условиях выделяются и образуют незначительные скопления нефти, которые встречаются в ряде мест в массивно-кристаллических породах. Это значит, что небольшие скопления нефти, не имеющие никакого практического значения, могли иметь неорганическое происхождение, возникая в результате выделений её из магмы. Но эта гипотеза применима только в частных случаях, она имеет место для незначительных скоплений нефти, то есть не является универсальной, поэтому данную теорию можно также считать несостоявшейся.

Наряду с попытками получения синтетической нефти из неорганических веществ, осуществлялось попытки получения нефти из органических веществ. Исходным материалом для органического синтеза служили жиры растительного и животного происхождения. Основным расхождением всех органических теорий является вопрос, из какого именно органического материала произошла нефть.

Первая гипотеза органического происхождения — гипотеза происхождения нефти из животных остатков. Её основателями стали К. Энглер и Г. Гёфер. Они считали, что нефть возникла из жиров погибших животных, таких как: рыбы, рептилии и низшие организмы (фораминиферы, радиолярии и другие). Растительные организмы участвовали в образовании нефти главным образом своими восками, жирами и смолами. Превращение жиров в нефть совершалось в изменявшихся условиях давления и температуры. Этот процесс в одних случаях происходил быстро, в других медленно. Он имел место во все геологические эпохи, в которые происходило отложение осадков. Но эта теория не удовлетворяет главному условию залегания нефти в земной коре — её региональности.

Следующая органическая гипотеза — гипотеза происхождения нефти из остатков растений. Роль растений в образовании каменных углей в настоящее время является общепризнанной. Установлено, что уголь и нефть являются членами одного и того же генетического ряда. Однако существует несколько видов гипотез происхождения нефти из остатков растений, которые отличаются друг от друга главным образом исходным материнским материалом, из которого произошла нефть. Она могла произойти:

• · Из ископаемых или минеральных углей. Суть этой гипотезы в том, что под влиянием высокой температуры в недрах минеральные угли могут перегоняться и давать продукты перегонки, по своему характеру напоминающие нефть. Однако после перегонки угля должен быть получен угольный остаток, напоминающий собой кокс, но такой угольный остаток не найден ни в одном нефтяном месторождении.
• · Из наземных растений. Эта гипотеза наиболее полно и основательно была развита К. Крэгом. Он считал, что нефть произошла из остатков наземной растительности, скопляющихся в глинах или песках, путём естественных процессов. Дельты больших рек, застойные водоёмы, болота — вот те места, где происходило накопление и последующие погребение растительного материала, который в зависимости от тех или иных условий, превращался в нефть или уголь. непосредственно над нефтеносными песками или несколько выше залегают более или менее значительные толщи непроницаемых глин. Непроницаемость этих слоёв, не позволявшая образующемуся газу уходить из залежи, и давление, которое производилось этими слоями, и создали те условия, при которых растительный материал превратился в нефть. Но химизм данного процесса до конца не ясен.
• · Из диатомовых водорослей. Эта гипотеза имеет сильное фактическое обоснование геологического характера. Диатомеи — микроскопические растения, широко распространенные и геологически и географически. Они содержат кремнистое вещество в виде коробочек, или капсул с крышечкой, содержащих протоплазму, которая очень богата жирами и восками. После погребения эти вещества под влиянием несколько повышенной температуры и высокого давления претерпевают такие же изменения и превращения, как и жиры животного происхождения.

Последняя органическая гипотеза — гипотеза происхождения нефти из растительно-животного материала. Эту гипотезу иначе называют сапропелевой или сапропелитовой. Сапропель и образовавшиеся сапропелиты признаются за материнскую породу, послужившую для образования нефти. В образовании сапропеля принимают участие остатки, как животного, так и растительного происхождения. По вопросу о возможных изменениях и превращениях органического материала выдвигаются два основных предположения: по одной версии, он подвергался сухой перегонке при высоких температурах и давлении и давал продукты дистилляции, которые аккумулировались в определённых пластах; по другой — он подвергался процессу постепенного разложения при сравнительно низкой температуре и высоком давлении. Более верной считается вторая теория.