Характер накопления органического вещества в осадках
Роль бактерий. Так как нефть, очевидно, произошла из органического вещества в осадках, то следует рассмотреть, как накапливается это вещество, каков эффект воздействия на него бактерий и какие можно различать типы этого органического вещества. Органическое вещество подвергается воздействию двух групп бактерий: аэробных и анаэробных. Вопрос о взаимоотношении органического вещества и бактерий и о нефтематеринских породах рассматривался Г. Хаммером. Для окисления органического вещества аэробные бактерии используют свободный кислород, растворенный в воде. Они воздействуют на мертвые организмы еще в то время, как последние, опускаясь, проходят толщу воды; если на дне имеется достаточное количество кислорода, то аэробные бактерии продолжат разрушение органического вещества. При достаточном количестве кислорода аэробные бактерии доводят разложение органического вещества до конца. Их роль заключается, таким образом, в уменьшении количества органического вещества, а также, вероятно, в уничтожении некоторых его компонентов, способных быстро разлагаться.
Анаэробные бактерии в процессе своей жизнедеятельности освобождают связанный кислород. Они извлекают его из одних компонентов органического вещества и используют для окисления других компонентов. Хорошо известным примером является выделение метана, или болотного газа, и углекислоты из гниющей растительной массы в болотах и на дне озер. По-видимому, анаэробные бактерии воздействуют на органическое вещество до тех пор, пока не будет исчерпан весь связанный кислород или пока сами бактерии не погибнут в результате отравления токсическими продуктами их жизнедеятельности. Характер образующегося после разложения органического вещества зависит частично от природы первичного органического материала и частично от степени разложения. Там, где разложение оказывается относительно полным, органические структуры и большая часть органического материала окончательно распадается и становится бесструктурной.
Источники органического вещества. Большая часть органического материала в осадках образовалась из морских организмов, обитавших в воде бассейна или занесенных в него течениями, и из веществ, выпавших из раствора. Д. Хейзман описал, каким образом органическое вещество, придающее пресной болотной воде коричневую окраску, переносится реками в океан и там, под влиянием соленой воды, осаждается в виде аморфной массы. Из-за недостатка кислорода и загрязненности воды, бентонные организмы, такие, как брахиоподы, криноиды и кораллы не могут жить там, где накапливаются осадки, богатые органическим веществом. Породы, содержащие в изобилии окаменелости, состоящие из карбоната кальция и кремнезема, иногда называют «органическими» («organic»), так как окаменелости образуются из живых организмов. Необходимо заметить, что такие породы не являются «органическими» в том смысле этого термина, в каком оно употребляется. Совершенно ясно, что чистый карбонат кальция и чистый кремнезем не могут быть источниками материала для образования нефти и газа.
О значении высокого и низкого содержания органического вещества. Процент содержания органики в осадках зависит в значительной степени от соотношения между количеством приносимого в бассейн кластического материала и количеством поступающего органического вещества. Сильные течения могут отлагать в данном месте кластический материал, а мелкие легкие частицы органического вещества уносить дальше. Более того, сильные течения обычно несут большое количество кислорода, необходимого для развития бактерий, окисляющих органическое вещество. Поэтому осадки, отложенные сильными потоками, как правило, характеризуются низким содержанием органики. Наоборот, там, где течения слабы или отсутствуют вовсе, отлагается мало кластического материала, создаются благоприятные условия для накопления органического вещества; последнее при этом почти не подвергается воздействию бактерий из-за отсутствия кислорода. По П. Траску, содержание органики возрастает с уменьшением крупности зерна осадков.
Увеличение количества тонкозернистых и богатых органикой осадков наблюдается во впадинах морского дна. Как правило, чем темнее порода, тем выше содержание в ней органического вещества. Долгое время геологи считали черные сланцы нефтематеринскими породами из-за того, что они обычно содержат много органики. Однако последние исследования П.Д. Траска и Г.У. Патнода показали, что различия в содержании органического вещества в породе мало сказываются на ее способности производить нефть. А если это так, то черные осадки и осадки во впадинах морского дна с высоким содержанием органики могут считаться нефтепроизводящими не более, чем осадки на смежных, более высоких участках дна. Совершенно очевидно, однако, что необходима определенная концентрация органического вещества для того, чтобы порода могла производить нефть в промышленных количествах. Представляется маловероятным, чтобы чистые песчаники могли содержать нефть в таких количествах, чтобы служить материнскими породами. В уплотненных осадках [породах] среднее содержание органического вещества составляет 1—2%. Некоторые породы, как например чистые песчаники, почти не содержат органического вещества; в других породах содержание его может достигать 6—8%.