Мұнайдың шығу тегі теориялары
Мұнай – құрамында газ тәрізді және қатты заттар еріген табиғи дисперсті сұйық көмірсутектер жүйесі. Мұнайда көмірсутектермен қатар, құрамында көміртек пен сутегіден басқа азот, күкірт, оттегі және басқа да элементтер бар гетероорганикалық гетероатомды қосылыстар кездеседі. Басқаша сөзбен айтқанда, мұнай – бұл газ тәрізді, сұйық жән қатты көмірсутекті қосылыстардың кең кешенін білдіреді.
Мұнайдың шығу тегінің 2 теориясы бар:
- 1. Мұнайдың органикалық – жыныстық – миграциялық түзілу теориясы(биогенді).
- 2. Абиогенді (бейорганикалық) теориясы.
- Мұнайдың шығу тегінің бейорганикалық теориясы (Д.И. Менделеев, А. Гумбольдт, М. Бертло, П.Н. Кропоткин және т.б.). Мұнай жоғары температурада металл карбидтерімен судың әрекеттесуі нәтижесінде түзіледі.
- Мұнайдың шығу тегінің органикалық теориясы (К.Энглер, Н.Д. Зелинский, В.И. Вернадский, И.М. Губкин, А.А. Трофимук және т.б.). Табиғи алюмосиликаттар шөгінді жыныстардың органикалық заттарынан мұнай түзілу реакцияларындағы катализаторлар.
Алғаш рет мұнайдың органикалық шығу тегі туралы гипотезаны М.В. Ломоносов 1763ж айтқан. М.В. Ломоносовтың пікірінше, «мұнай тасты көмірлерге жер асты оттарының әсер етуінен» түзілді, нәтижесінде асфальттар, мұнайлар және «тасты майлар» пайда болды.
Кейіннен осы гипотезаны растайтын көптеген тәжірибелік жұмыстар жүргізілді. 1932 жылы И.М. Губкин мұнайдың биогендік шығу тегі туралы теорияны толық баяндады. Мұнайдың түзілуі үшін бастапқы зат ретінде сапропелді қарастырды. Сапропель – бұл тікелей төмен сатылы балдырлар мен суаттар микроорганизмдерінің шіріген қалдықтарынан тұратын органикалық тұнбалар. Органикалық қалдықтарға бай жер қабатына сапропелді қабат шөккен сайын ондағы қысым мен температура артады. Термокаталитикалық процестер нәтижесінде органикалық зат мұнайға айналады.
- Мұнайдың органикалық – жыныстық – миграциялық түзілу теориясы. Вассаевич мұнайдың түзілу теориясын ұсынған. Бұл теорияда екі аргументация бар:
- 1. Геологиялық аргументация.
- А) көптеген мұнай қорлары жыныстық қорлармен кездеседі. Жер жыныстары мұнай үшін сыйымдылықта және мұнай түзілу ортасы да болады.
- Б) мұнай, көмір, битум түзілуі өзара байланысты .
- В) мұнай түзілу процестері барлық дәуірлерде жүрген. «Мұнай жасы» 500 млн немесе 20-30 млн жыл болуы мүмкін.
- 2. Геохимиялық аргументация.
- А) Мұнайда және жер жыныстарының битумоидтарында (хлороформмен бөлініп алынған бөлігі) биогенді табиғаты бар оптикалық активті заттар бар. Оларды биологиялық маркер деп атайды.
- Б) Жер жыныстарының битумоидтарындағы және мұнайдағы жеке көмірсутектердің мөлшерінің қатынасы ұқсас болады.
Органикалық теория бойынша мұнайдың түзілуінің көзі бұл төмен өсімдіктік және жануарлардың, организмдердің органикалық қалдықтары. Бұлар суда өмір сүрсе планктон, судың түбінде өмір сүрсе бентос деп аталады. Бұл заттарды түзуде бактериялар ролі өте маңызды. Ағзалар ыдырауы кезінде мынадай химиялық заттар түзіледі: гумустық лигнинді, көмірсулар (клетчатка), белоктар (амин қышқылдары), шайырлар (липидтер), стероидтар, шайырлы қышқылдар (янтарь), көмірсутектер (терпендер). Бастапқы түзілген субстрат бактериялар әсерінен бактериялық биомассаға айналады. Осының нәтижесінде белок тәріздес заттар мөлшері 100-200 есе, амин қышқылдары мөлшері 10-20 есе, көмір қышқылдар 12-20 есе, липидтер мөлшері 4-8 есе кемиді. Сондай-ақ, полимерлену мен поликонденсация жүреді. Нәтижесінде хераген түзіледі. Хероген тотыққанда ондағы сутек мөлшері 8-10% → 3-4% кемиді. Күкірт мөлшері 8-10% дейін артады. Хераген жер жынысына сорбцияланып, органо-минералды комплекс түзеді. Осы тұнба 100-200 м тереңдікке түскенде анаэробты, бактериалды немесе диагенетикалық процестер тоқтап, органикалық заттар тотығуы азаяды. Хераген катагенетикалық немесе физика химиялық өзгерістерге жоғары қысым мен температура әсерінен ұшырайды.
Биогенді теориямен қатар, мұнайдың шығуының абиогенді (бейорганикалық) теориясы дамыды. Мұнайдың бейорганикалық түзілуінің үш түрлі гипотезасы:
1) Менделеевтың абиогенді немесе карбидтік гипотезасы (1978ж). Осы теория негізіне металдардың балқыған карбидтерінің сумен әрекеттесіп көмірсутектердің түзілу мүмкіндігі жатыр:
CaC2 + 2H2O → C2H2 + Ca(OH)2
Түзілген көмірсутектер жоғарғы қысым мен температура әсерінен жоғары көтеріліп жердің беткі қабатына келеді. Бұл теория бір кен орнында мұнай құрамының алуан түрлі болуын, сондай-ақ мұнайды құрамында тірі организмдер қалдықтары бар шөгінді жыныстардар табатындығын түсіндіре алмады.
2) 1892 жылы В.Д.Соколов мұнайдың бейорганикалық шығу тегінің «космостық» теориясын ұсынды. Осы гипотезаға сәйкес мұнай Жер мен Күн жүйесінің басқа да планеталары түзілу сатысында космостық материяның басқа түрлерімен Жерге түсуі мүмкін космостың біріншілік көмірсутектерінен түзіледі. Бұған да негіз бар, өйткені кометалар көмірсутекті газдар мен көміртек атомының бар екендігі анықталған, ал сутегі болса космоста кең тараған.
3) 1960 жылы Н.А. Кудрявцев мұнайдың шығу тегінің «магматикалық» гипотезасын ұсынды. Бұл гипотезаға сәйкес мұнай магмада азғана мөлшерде түзіледі, ал сосын кеуек құмдақты толтыра отырып сызаттар мен жыраттар арқылы жоғары көтеріледі. Автор екі түрлі реакцияға сүйенген: 1) Фишер реакциясы (СО және Н арасындағы реакция), 2) көмірсутектердің бос радикалдардан түзілу реакциясы.
Қорытынды
Мұнайдың шығуының теориясының зор тәжірибелік маңызы бар. Ол мұнайшы-геологтарды мұнайдың түзілу жағдайларын анықтау әдісімен таныстырады. Мұнай қалай пайда болатынын білетін кен барлаушылары оны іздеу орындарын тез анықтайды. Геологиялық жағдайларға байланысты мұнайдың болатын жерлерін және оның мүмкін орын ауыстыру жолдарын анықтауға болады.
Мұнай дүние жүзілік жанар-жағар май-энергетикалық балансында орасан зор үлеске ие: оның адамзат пайдаланатын қуат көздері ішінде 48% алады. Болашақта бұл көрсеткіш мұнай өндірудің қиындай беруінен, және атом және басқа қуат көздерін пайдалануының өсуінен кеми береді.