Organisch reiche Sedimentgesteine ​​- Organic-rich sedimentary rocks

Organisch reiche Sedimentgesteine sind eine spezielle Art von Sedimentgestein , die erhebliche Mengen (>3%) an organischem Kohlenstoff enthalten. Die häufigsten Arten gehören Kohle , Braunkohle , Ölschiefer oder schwarze Schiefer . Das organische Material kann im gesamten Gestein verteilt sein, was ihm eine einheitliche dunkle Farbe verleiht, und/oder es kann als diskretes Vorkommen von Teer , Bitumen , Asphalt , Erdöl , Kohle oder kohlenstoffhaltigem Material vorhanden sein. Organisch reiche Sedimentgesteine ​​können als Quellgesteine fungieren , die Kohlenwasserstoffe erzeugen, die sich in anderen sedimentären "Reservoir"-Gesteinen ansammeln (siehe Ölsande und Erdölgeologie ). Potentielle Quellgesteine ​​sind jede Art von Sedimentgestein, das die Fähigkeit besitzt, verfügbaren Kohlenstoff aus ihm zu entfernen ( Kalkstein ist ein klassisches Beispiel für ein Quellgestein). Gute Reservoirgesteine ​​sind alle Sedimentgesteine, die eine hohe Porenraumverfügbarkeit aufweisen. Dadurch können sich die Kohlenwasserstoffe im Gestein ansammeln und über lange Zeiträume gespeichert werden (ein Sandstein ist normalerweise ein gutes Ausgangsgestein). Hochpermeable Lagerstättengesteine ​​sind auch für Industriefachleute von Interesse, da sie eine einfache Extraktion der darin enthaltenen Kohlenwasserstoffe ermöglichen. Das Kohlenwasserstoff-Lagerstättensystem ist jedoch ohne ein "Deckgestein" nicht vollständig. Deckgesteine ​​sind Gesteinseinheiten mit sehr geringer Porosität und Durchlässigkeit, die die Kohlenwasserstoffe in den darunter liegenden Einheiten einfangen, wenn sie versuchen, nach oben zu wandern.

  • Sandstein mit fossilen Muscheln

Fossiler organischer Kohlenstoff

Organischer Kohlenstoff wird aus uralten biologischen Ablagerungen von Materie gewonnen (Kerogen ist der Name, den die Geologen dafür geben), und diese organische Materie wird mit Mineral- und Gesteinsfragmenten in Sedimentgesteinen vergraben. Die Temperatur und der Druck der Verschüttungsbedingungen beeinflussen die diagenetischen Prozesse des Materials und bestimmen, ob das Material in Erdöl umgewandelt wird oder nicht. Fossiler organischer Kohlenstoff kann überall in der modernen Umwelt, in Flüssen, Böden und schließlich in den Ozeanen vorkommen. Dieser Prozess läuft über einen sehr großen Zeitraum ab und ist einer der Hauptmechanismen für die Freisetzung von fossilem organischem Kohlenstoff in die Umwelt.

  • Organische Reste im Sedimentgestein erhalten

Organische Sedimentproduktion

Jahrzehntelang wurde angenommen, dass die Mehrheit der auf dem Meeresboden abgelagerten Sedimentschichten mit hohem organischem Gehalt ein Nebenprodukt von drei Umweltvariablen ist: dem Eintrag von organischem Material, der Sedimentationsrate und der Menge an Sauerstoff in der Tiefsee. Diese Variablen sind auf räumlicher und zeitlicher Skala durch Klima, Meeresströmungen und Meeresspiegel zum Zeitpunkt der Ablagerung verknüpft. Jede Änderung der Variablen oder der sie verbindenden Parameter führt zu unterschiedlichen Sedimentablagerungen, wie sie heute an der Oberfläche zu sehen sind. Die Kenntnis dieser Informationen wird von kommerziellen Unternehmen geschätzt, da aus ihrer Anwendung abgeleitet werden kann, welche Sedimentablagerungen wirtschaftlich produktiv zu erschließen sind. Durch die Umkehrung der vorherigen Methodik können diese Ablagerungen als Proxy verwendet werden, um Informationen wie das Paläoklima, frühere Ozeanzirkulationszyklen, vergangene Meeresspiegel sowie den Anteil der Variablen zueinander abzuleiten, der die Produktion von die Anzahlung. Diese Informationen können für Geowissenschaftler sehr wertvoll sein, da sie ihnen helfen können, vergangene Prozesse zu rekonstruieren, die letztendlich die Erde zu ihrem gegenwärtigen Zustand geformt haben.

Allerdings sind diese Ergebnisse nach neuerer Forschung nicht mehr vollständig tragfähig. Zum Beispiel: In Fallstudien des Schwarzen Meeres, einer modernen anoxischen Umgebung, wurde gezeigt, dass Anoxie in den unteren Ebenen der Wassersäule allein keine signifikante Menge an organisch-reichen Sedimenten produziert, obwohl ausreichend organisches Material zugeführt wurde in die Region im Holozän. Daher ist die neue Theorie, dass "Primärproduzenten" höher in der Wassersäule für den Großteil der Ablagerung von kohlenstoffreichen Sedimenten in Kontinentalrandumgebungen verantwortlich sind. Basierend auf einer Studie mit Ozeanzirkulationsmodellen in der Kreidezeit wurde festgestellt, dass die Ozeane, obwohl die Bedingungen denen heute relativ ähnlich waren, viel härtere Strömungen aufwiesen, die die Wassersäule beeinflussten. Der neue Gedanke ist, dass diese Meeresströmungen durch Blüten von mikroskopisch kleinen marinen Primärproduzenten verlangsamt wurden , die die Ansiedlung von organischen Sedimenten am Meeresboden ermöglichten und viele der heute wirtschaftlich produktiven Schwarzschieferbetten produzierten. Bis heute ist es ein intensiv erforschtes Thema von Wissenschaftlern und Wirtschaftsunternehmen gleichermaßen.

  • Ein Beispiel für eine Algenblüte südlich von Cornwall, England.

Rolle von Bakterien in organisch-reichen Sedimentgesteinen

Es wird angenommen, dass Bakterien eine wichtige Rolle bei der Bildung von Erdölquellengestein spielen. Studien haben jedoch gezeigt, dass die Häufigkeit bakterieller Biomarker nicht immer den relativen Beitrag zum sedimentären organischen Kohlenstoff widerspiegelt. Es wird angenommen, dass Bakterien in Sedimentgesteinen nur noch einen geringen Beitrag zur Produktion fossiler Brennstoffe wie Öl leisten. Da die bakterielle Aufbereitung von Sedimentablagerungen äußerst wichtig ist, kann ihre Bedeutung nicht ignoriert werden. Bestimmte Bakterien können den Abbau von organischem Material früh in den Sedimentprozessen unterstützen, obwohl die Bakterienbiomasse selbst nur eine untergeordnete Komponente des gesamten organischen Kohlenstoffs in kohlenstoffhaltigem Gestein darstellen kann. Viele der Ideen eines minimalen bakteriellen Beitrags können Isotopenstudien des Kohlenstoffs in einigen Sedimentgesteinen zugeschrieben werden. Studien an vielen und unterschiedlichen Sedimentstandorten sind erforderlich, um zu solchen Schlussfolgerungen zu gelangen; Es gibt unzählige Bakterienarten, und jedes organische Ausgangsgestein kann unterschiedliche Wechselwirkungen mit diesen Bakterien haben. Aus diesem Grund kann nicht jede bakteriell beeinflusste Zugabe von Kohlenstoff zu Sedimentgesteinen ausgeschlossen werden: Jede Situation ist einzigartig, mit unterschiedlichen Bakterien und unterschiedlichen Einstellungen. Die Kombination von mikroskopischen und molekularen Studien sollte bei der Interpretation der Häufigkeit von bakteriellen Biomarkern in einer Erdölquelle und ihres Einflusses auf den gesamten organischen Kohlenstoff berücksichtigt werden.

Verweise