زغال و شیل نفتی

زغال و شیل نفتی:

1- زغال: زغال سنگ از بقایای درختان، بوته‌ها و سایر گیاهان زنده بوجود می‌آید. رشد این گیاهان از دونین پسین به بعد که آب و هوای زمین ملایم و مرطوب بود، صورت گرفته است.  وجود مواد آلی در رسوبات عهد حاضر و قدیمه انعکاسی از ورود مواد آلی اولیه و فرآیندهای دیاژنز و دگرگونی است.  مواد آلی به بهترین نحو در محیطهای احیایی مانند اعماق دریاچه های راکد، حوضه های دریایی، مردابها و باتلاقها و در هر مکانی که شرایط بی هوازی در مراحل اولیه دیاژنز و جود دارد، حفظ می شوند و در حضور اکسیژن تجزیه شده و به دی اکسید کربن و آب تبدیل می شوند. در این میان باکتریها نقش مهمی را ایفا می کنند. رسوبات آلی به دو گروه هومیک، که به واسطه ی رشد آلی در جا، عمدتا در باتلاقها، مردابها و لجنزارها شکل گرفته اند و گروه ساپروپلیک، که از مواد آلی، به شکل معلق حمل یا نهشته شده اند، تقسیم می شود. بیشتر زغالها مربوط به گروه هومیک هستند در صورتیکه شیلهای نفتی منشاء ساپروپلیک دارند. پیت، زغال قهوه ای رنگ ( لیگنیت)، زغال سخت و شیل نفتی نهشته های اصلی آلی هستند. 

• آنتراسیت از ذغالهای گروه هومیک است که بیش از 90 درصد کربن دارد، درخشان و شکست صدفی دارد و با شعله بدون دود می سوزد. cannel و boghead دو نوع ذغال ساپروپلی رایج هستند.

• ماسرال: برای اجزای تشکیل دهنده ی ذغال در مطالعات میکروسکپی استفاده می شود و معادل کانی در سنگهای آذرین است.

• لیتوتایپ و میکرولیتوتایپ: مجموعه های قابل روئیت در نمونه دستی (ماکروسکپی) از ماسرال را لیتوتایپ و به صورت میکروسکپی به صورت نوارهای بیش از 10 میکرون از ماسرالها را میکرولیتوتایپ گویند.

جدول بالا ماسرالهای اصلی در زغالها را نشان می دهد.

جدول بالا لیتوتایپ ها و میکرولیتوتایپهای ذغال به همراه ماسرالهای موجود در میکرولیتوتایپها را نشان می دهد.

نمودار ون کِرولن روند تکامل ذغالهای ساپروپلیک (کانل و باگهد) و هومیک را نشان می دهد. چهار مرحله برای ذغالهای هومیک به ترتیب افزایش درجه به: پیت، ذغال قهوه ای، ذغال سخت بیتومینه و آنتراسیت تفکیک شده است.

نمودار ون کِرولن ماسرالهای ذغالی عمده و خصوصیات دیاژنتیکی و ارتباط تکاملی با مولفه های گوناگون در  بدن موجودات زنده را نشان می دهد.

2- شیل نقتی: شیل های نفتی، سنگهای رسوبی ریز دانه ای هستند که دارای مواد آلی (عمدتا کروژن) و بیتومین بوده و بیشتر در حلالهای آلی نامحلول می باشند، لیکن توسط حرارت دادن آنها (تقطیر) می توان اقدام به استخراج آن نمود. بیشتر مواد آلی در شیل های نفتی به صورت ذرات ریز پراکنده هستند به نحوی که دگرسان شده و موجودات تولید کننده ی آنها قابل تشخیص نیستند. در بسیاری از شیلهای نفتی بقایای جلبک و اسپور های جلبکی فراوانند و فرض بر این است که بیشتر مواد آلی منشاء جلبکی دارند. بنابراین ماسرال متداول در شیلهای نفتی از نوع لیپتنیت ها هستند. شکوفایی فصلی یا سالیانه جلبکهای پلانکتون غالبا علت بوجود آورنده لامیناسیون مکرر در نظر گرفته می شود چون بارزترین ساختی رسوبی که در شیلهای نفتی مشاهده می شود لامیناسیون است. نحوه تشکیل و عوامل تاثیر گذار بر شیلهای نفتی در شکلهای زیر توضیح داده شده اند.

•  شکل بالا تحفیط مواد آلی در رسهای ریز دانه یا گل کربناته را نشان می دهد. آب منفذی در این شرایط یک محیط میکروسکپی کوچک می سازد. این محیط مجددا از اکسیژن پر نشده و شرایط بی هوازی به سرعت غالب می شود که ابتدا به صورت میکروسکپی بوده و سپس در مقیاس ماکروسکپی گسترش می یابد.

•   در این شکل چرخش آزاد آب که محتوی اکسیژن محلول است در منافذ بین دانه های ماسه ها، تحت شرایط هوازی، منجر به تخریب مواد آلی می شود.

•  دو تصویر بالا تشکیل و تخریب سولفید هیدروژن را در رسوب و آبهای کف را نشان می دهد. (a) شرایط دریای باز: تعادل بین تشکیل و تخریب سولفید هیدروژن وجود دارد. (b) چرخش محدود آب در محیط محصور شده: اکسیژن محلول در آبهای کف وجود ندارد. این شرایط موجب به حذف باکتریهای هوازی اکسید کننده ی سولفور می شود. بنابراین تخریب سولفید هیدروژن در آبهای کف که فاقد اکسیژن و محتوی H₂s است، صورت نمی گیرد.

طبقه بندی انواع شیلهای نفتی با توجه به محیط تشکیل آنها

• کروژن: یک ژئو پلیمر بسیار پیچیده با وزن ملکولی بالاست که از دیاژنز مواد آلی ایجاد می شود و بر اساس نسبتهای O/C و H/C سه نوع کروژن تشخیص داده شده است: