Схарактеризуйте каустобіоліти й бітуми та наведіть їхні класифікації.

Всі горючі корисні копалини часто об'єднують під загальною назвою каустобіоліти (органіти. кахіти). Термін " каустобіоліти" складається з трьох грецьких слів: каусто - горючий, біос - життя, або пов'язаний з життям, літос - камінь. Правда, на сучасному етапі до каустобіолітів відносять і деякі утворення, які практично не горять і яких органічне походження до кінця не з'ясоване. Не створено також і загальновизнаної класифікації каустобіолітів.

Г.Потен'є запропонував поділити всі каустобіоліти на три ряди: сапропеліти, гумусові породи та ліптобіоліти.

Сапропелі (сапрос - гниючий, пелос — мул) - це мули, які багаті органічною речовиною. Вихідним матеріалом для них є залишки та продукти життєдіяльності планктону, водоростей, а також вищих рослин і, звичайно, неорганічний мул. Цей дуже дрібнесенький матеріал може осідати на дно і накопичуватися тільки в застійних водоймищах, де доступ кисню утруднений, що зберігає його від окиснення, тобто повного розкладу.

Сучасні сапропелі - це органомінеральиі утворення переважно озерного характеру. Серед них переважають перетворені органічні рештки тваринного та рослинного світу, що розвивається у водоймищі. Це масляниста маса сіро-коричневого кольору з високим вмістом кисню (20 - 30 %).

Сапропелі широко використовуються в медицині (лікувальні грязі, болота), в агрохімії (стимулятори росту рослин, органічні добрива), у тваринництві (додатки до кормів, стимулятори росту та збільшення ваги).

Сапропеліти - це переважно вугілля мулового походження. У хімічному відношенні вони неоднорідні і можуть належати різним групам від бурого вугілля до антрациту. До них також входить дещо відокремлена група керогенових сапропелітів. Керогенові сапропеліти відрізняються підвищеним вмістом водню (переважно більше 8%) і підвищеним виходом сланцьової смоли (дьогтю) до 75%. До них відносяться деякі горючі сланці, як наприклад, прибалтійські кукерсіти.

Чимало дослідників дотримуються думки, що нафта та природний горючий газ утворились з сапропелів. Тому їх разом з похідними причисляють до сапропелітів, а ряд іменують нафтовим або бітумним. Термін бітум вживається в різних значеннях, але завжди вказує на спорідненість з нафтою або її похідними.

До гумусового (вугільного) ряду відносяться: торф, буре вугілля. кам'яне вугілля, антрацит і навіть графіт. Як бачимо, сюди належать утворення, які мають явно рослинне походження. В цьому ряді відбувається поступовий перехід до практично чистого вуглецю (графіту).

Ліптобіоліти - цс група викопного вугілля з підвищеним вмістом водню. Складаються вони переважно з найбільш стійких частин вищих рослин: оболонок спор, кутикул, смоляних тіл і т.п. До цього ряду каустобіолітів відноситься і такий цікавий мінерал як бурштин (янтар). Бурштин - це викопна смола третинних хвойних дерев. Недавно на Волині відкриті багаті родовища бурштину.

Всі каустобіоліти ділять також на газоподібні, рідкі та тверді. До газоподібних відносять газ чисто газових і газоконденсатних родовищ, вугільний газ, що міститься у вугільних та навколишніх пластах, а також болотний газ. Рідкі - це власне нафти, мальти та асфальти. Тверді - це торф, різне вугілля, асфальтити, озокерит і т.п.

Спроби створення загальної генетичної класифікації всіх природних горючих копалин були неодноразові, але загальновизнаної класифікації так і не створено. Це обумовлено недостатньою вивченістю їх походження.

У природі зустрічається велика група речовин - продуктів зміни нафт та інших каустобіолітів, які об'єднуються під загальною назвою бітуми. Складаються вони переважно з вуглецю і водню. Багато з них не мають постійного хімічного складу. їх фізичні властивості також зазнають великих змін. Генетичні їх взаємозв'язки твердо не встановлені.

Бітуми зустрічаються в земній корі в різних формах: у розсіяному стані в породах, у вигляді невеликих домішок чи гнізд, у жилах, а також просочують породи, утворюючи значні скупчення.Потенційні ресурси бітумів в усьому світі оцінюються в 400-500 млрд. т.

Велика кількість локальних скупчень бітумів зустрічається в аналогічних умовах, як нафта і газ. Це дає підстави частину з них вважати густими чи в'язкими, або перетвореними нафтами. Інша група бітумів зустрічається у тріщинах порід, іноді утворюючи великі жили. Ще одна група утворює скупчення па сучасній денній поверхні за рахунок виливу чи височування нафти з відповідними змінами у зоні гіпергенезу.

Розглянемо найбільш поширені групи бітумів в природі:

Мальти - це густі, в'язкі чорні нафти, часто з запахом сірководню. Густина їх становить 970-1030 кг/м³. Склад: С - 80-86%. Н - 9-10%, N до 0.8%. S 2.5 -10%, О до 3 %. Характерною особливістю для мальт є високий вміст сірки. В їх складі переважають масла (олії) (35-40%) та смоли і асфальтени (до 40- 55%). Легких вуглеводневих сполук вони містять мало. Мальти виникають в результаті вивітрювання нафт переважно нафтено-ароматичною складу. Вони зустрічаються поряд з асфальтами та нафтами в умовах їх приповерхневого залягання. При вивітрюванні та окисленні метанових нафт виникають подібні за зовнішніми ознаками до мальт речовини - кіри, відрізняються вони вмістом кисню та сірки. Зустрічаються кіри переважно у вигляді натічних форм.

У поверхневих та приповерхневих умовах процеси змін нафт прискорюються. Тут протікають процеси дегазації, випаровування, окиснення, бактеріального впливу, впливу сонячного проміння. Як наслідок нафти втрачають свою головну ознаку - істотний вуглеводневий склад.

Асфальти - це високов'язкі еластичні або напівтверді аморфні речовини буро-чорного або чорного кольору з раковистим зломом. Розчиняються повністю чи частково в більшості органічних розчинників. Плавляться (топляться) при температурах до 100°С. Густина їх 1070-1090 кг/м³. За елементним складом вони подібні до мальт. Це суміші поліциклічних вуглеводнів та гетероатомних органічних сполук при дуже низькому вмісті парафінів. Асфальти переважно бідні на кисень. Збагачені киснем асфальти називають оксиасфальтами. Деякі дослідники минулого їх вважали проміжним продуктом між органікою та нафтою.

Асфальти виникають за рахунок втрати летких складників подібно до мальт. Тому вони часто зустрічаються поруч, іноді утворюючи цілі асфальтові озера. Зустрічаються також і жильні асфальти, їх утворення пояснити трудніше.

Асфальтити- тверді, крихкі, плавкі, жильні бітуми (гільсоніти та греєміти). Вони розчинні в багатьох органічних розчинниках, плавляться при температурах 100-300°С. Складаються переважно з смолисто-асфальтенових компонентів (більше 75%) та масел (олій) до 25%. Відношення С/Н становить 9-13 і є вищим, ніж у мальт і асфальтів. Густина в межах 1050-1180 кг/м³. Іноді їх називають асфальтенітами, як похідні від асфальтенів. Залягають у жилах.

Керити. Під цим терміном об'єднані всі продукти метаморфізму нафтових бітумів. Керити практично нерозчинні в органічних розчинниках і неплавкі. Зовні вони подібні до кам'яного вугілля і тому їх часто називають жильним вугіллям. Складені вони нерозчинною вуглистою речовиною з невеликою кількістю асфальтенів і масел (олії). Колір чорний, блискучий, густина 1070-1270 кг/м³, твердість (за Маосом) 2-3, крихкі. Керити залягають у жилах серед метаморфічних та осадових породах біля інтрузій.

Антраксоліти - це продукти вищої карбонізації бітумів асфальтового ряду, що повністю втратили здатність розчинятись в органічних розчинниках. Вони тверді, не плавляться. Зовні майже не відрізняються від антрацитів, але генетично споріднені з нафтовими бітумами. Антраксоліти чорні, крихкі, вигоряють поволі без полум'я, під час нагрівання розтріскуються, але не плавляться. Злом раковистий. Складені майже повністю з вільного вуглецю або карбоїдів.

Шунгіти за складом уже дуже близькі до графіту. Густина їх 1800 - 2000 кг/м, твердість (за Маосом) - 3-4.5. Зустрічаються вони серед вуглистих сланців кембрію та докембрію, в кварцових жилах і пустотах ефузивних порід.

Тухоліти - високометаморфізовані природні бітуми, багаті ураном або рідкоземельними елементами. Мають підвищений вміст кисню та іноді сірки. Зустрічаються тухоліти у пегматитових жилах.

Гунінокерити. Це група нафтових мінералів, які пройшли шляхом дещо нетипового вивітрювання, що веде до утворення гуміноподібних речовин в умовах земної поверхні. Колір їх переважно бурий, зустрічаються різновиди від щільних до пухких, практично нерозчинні в органічних розчинниках. Зустрічаються у вигляді прожилок, витоків та кірки. Для них характерний дуже високий вміст кисню.

Альгарити - це ще одна група мінералів, пов'язаних з вивітрюванням та бактеріальною переробкою високопарафінистих нафт та озокериту. Ця група генетично примикає до бітумів, але фактично вже ними не є. Це вуглеводно-білкова речовина жовтого, бурого або брунатного кольору. Альгарити частково розчинні у воді, набухають. Зустрічаються альгарити поблизу родовищ озокериту.

Озокерит - це природна суміш твердих високомолекулярних вуглеводнів головно парафінового ряду з домішками масел та асфальто-смолистих речовин. Серед вуглеводнів переважають церезини (від С37Н76 до С53Н108). Колір озокериту жовтий, жовго-бурий, зеленкуватий, чорний. Колір залежить від кількості смолистих речовин. У Бориславському родовищі (Прикарпаття) зустрічаються іноді майже білі різновиди, які повністю позбавлені асфальто-смолистих речовин.

Озокерит мас специфічний запах, що дещо нагадує нафтовий. Тверді різновиди є крихкими, що легко розтираються у порошок, злам раковистий та жирний. Озокерити легко загоряються і горять кіптявим полум'ям. Густина 850-950 кг/м. Топиться (плавиться) в межах 50-90 С. Легко розчинний у більшості органічних розчинників.

Озокерити утворюються за рахунок їх випадіння з високопарафінистих нафт і газоконденсатів при зміні термобаричних умов. Це може відбуватися при їх переміщенні до поверхні землі або при виділенні розчиненого газу при зниженні тиску.