Характеристика условий окислительно-восстановительной среды раннего диагенеза.

Несмотря на то что анаэробные условия благоприятны для формирования осадка с повышенным содержанием О В, маловероятно отсутствие кислорода на всех стадиях диагенеза. Со временем концентрация кислорода в толще воды может изменяться вместе с границей аэробной и анаэробной зон. С помощью молекул-индикаторов можно получить некоторую информацию об окислительно-восстановительной обстановке в диагенезе.

Фитол является неотъемлемой частью хлорофилла высших растений и фитопланктона (включая сине-зеленые цианобактерии), из которого он высвобождается в водной толще и на начальной стадии диагенеза. Изучение диагенетической истории фитола показало, что при разных окислительно-восстановительных обстановках из него образуются разные соединения.

В относительно окислительных условиях изопреноидный непредельный спирт фитол окисляется главным образом до фитеновой кислоты, которая затем подвергается декарбокси- лированию до пристена с последующим восстановлением до пристана. В случае анаэробной восстановительной среды из фитола образуется дигидрофитол (фитанол), который переходит в фитан путем дегидрирования и последующего восстановления оксигруппы (рис. 3.7). Следовательно, отношение пристана к фитану (П/Ф) позволяет оценить окислительновосстановительную обстановку в раннем диагенезе.

Геохимия фитола довольно сложна, и предложенная схема является несколько упрощенной. Например, хлорофилл может достичь осадка нетронутым, значит, когда вследствие гидролиза в аноксигенную зону высвобождается фитол, вероятной становится только его трансформация до фитана. Кроме того, осталось неучтенным влияние других геологических процессов на окислительно-восстановительные условия — непостоянства толщины слоя кислороднасыщенного осадка, чередования турбидитных и пелагических условий, эффекта микросред (условия в пределах двух смежных микросред могут значительно изменяться) и т.п.

Предшественники и процессы образования пристана и фитана

Рис. 3.7. Предшественники и процессы образования пристана и фитана

Более того, кроме хлорофиллов могут быть и другие источники пристана и фитана — фитанильные эфиры метаногенов или галофилов для фитана и зоопланктон или токоферол для пристана (рис. 3.7). В гиперсоленой обстановке особенно важны бактерии галофилы, так как они содержат больше фита- нильных эфиров, чем метаногены. Следовательно, низкое значение отношения П/Ф в данном случае указывает на увеличение количества солеподчиненных бактерий, а не на снижение кислородности среды.

Несмотря на упомянутые выше ограничения использования, соотношение пристана и фитана успешно работает для большого количества НМП как индикатор окислительно-восстановительных условий среды. Однако во время катагенеза соотношение пристана и фитана имеет тенденцию к увеличению в связи с добавлением дополнительного количества пристана из керогена. Продуцирование дополнительного количества пристана во время катагенеза отражает внедрение фитольных продуктов в кероген на стадии диагенеза (Killops, Killops, 1993).

Гомогопановый индекс (C35/ZC31_35 гомогопаны) используется примерно так же, как и отношение П/Ф. Считается, что повышенные значения индекса указывают на более восстановительные обстановки в раннем диагенезе. При этом данная величина имеет тенденцию к некоторому понижению с возрастанием степени катагенетической преобразованности О В и нефтей.

Взаимодействие ионов металлов с О В — важный аспект диагенеза, зависящий от окислительно-восстановительного потенциала Eh и кислотности pH среды. Эти факторы контролируют состояние оксида иона металла и возможность образования металлоорганических соединений, анионом которых будет порфиновое ядро. Следовательно, соотношение металлов в нефтях указывает на условия седименто- и раннего диагенеза. Наиболее пригодны для этого два металла — никель Ni и ванадий V. Большая часть этих металлов связана с высокомолекулярными компонентами нефти — асфальтенами, причем постдиагенетические процессы не влияют на соотношение никеля и ванадия. Никель и ванадий входят в состав порфиринов, которые с увеличением зрелости подвергаются некоторым изменениям, однако количество порфиринов обычно относительно мало и не влияет на общую интерпретацию соотношения Ni/V.

Содержание ванадия и никеля коррелируется с концентрацией серы в нефти; как правило, повышенные содержания ванадия отмечаются в высокосернистых нефтях.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >