Стадии изменения углей и парагенетические отношения горючих ископаемых

В отдельных структурных образованиях мощности осадочных толщ превышают 15 км. С погружением осадочные породы испытывают воздействие все более и более высоких температур, которые на глубине 15 км местами, вероятно, достигают 600°. При этом под влиянием внутреннего тепла земли и повышенного давления возникают новые термодинамические и физико-химические условия, что приводит к изменениям осадочных пород.

В результате образуются различные новые минералы и их комплексы, причем особенно легко и быстро изменяются органические вещества, находящиеся в осадочных породах в виде угля, нефти и т. п. Молекулы органического вещества нефти подвергаются глубокой перестройке при меньшем давлении и меньшей температуре, чем молекулы органического вещества угля. В свою очередь, последнее подвергается глубоким метаморфическим изменениям раньше, чем метаморфизуется большая часть неорганических минералов.

Неоднородность осадочных пород и неодинаковая устойчивость веществ слагающих их компонентов обусловливают одновременное течение процессов диагенеза, катагенеза и метаморфизма в рядом расположенных компонентах при одной и той же температуре и одинаковом давлении. При этом, когда в неорганических составных частях осадочной толщи протекают процессы катагенеза, в органическом веществе угля и нефти происходят значительно более глубокие превращения молекулярной структуры и изменения химического состава, более соответствующие понятию о процессах метаморфизма [5, 8, 48, 49]. Содержание терминов «диагенез», «эпигенез», «катагенез» и «метаморфизм» неточно отражает неоднородность изменения осадочных пород.

Кроме того, в упомянутые термины разные исследователи вкладывают различное содержание, что всегда вносит путаницу в научные понятия и представления, для устранения которой целесообразно ввести новые термины. Однако введение последних требует предварительного широкого обсуждения. Поэтому в порядке постановки вопроса предлагается различать изменения осадочных пород, происходящие под влиянием температуры и давления, не по характеру процессов и не по глубине превращения осадков, глубина при одних и тех же температурах и давлениях может быть различной, а по последовательности этих явлений во времени: ранние, средние процессы изменения осадочных пород. Основным критерием, определяющим стадии этих процессов, следует принять изменения органических веществ.

Ранние процессы изменения осадочных пород охватывают превращения «сходного органического материала в нефть, бурый уголь и уголь, переходный от бурого к каменному, а также соответствующие этим стадиям изменения в неорганических минералах. Средние процессы охватывают комплекс превращений тяжелых (неокисленных) нефтей в легкие нефти л в метановые газы, изменения каменных углей от длиннопламенных до тощих включительно, превращения угольных битумов и, вероятно, частичную миграцию из углей в породы, а также соответствующие изменения глинистых и других минералов. К поздним процессам относятся превращения каменных углей в полу антрациты и антрациты, а также соответствующие изменения неорганических минералов. Итак, в процессах превращения осадочных пород легче и быстрее изменяются органические вещества. При этом уголь, как правило, в основном залегает на месте его первичного формирования и поэтому является более представительным для характеристики стадии изменения осадочных пород. Органическое вещество угля может быть использовано для этой цели также и потому, что оно довольно широко распространено в осадочных породах различного геологического возраста. <...>