Найти в Дзене

Нефть и уголь - продукт химических реакций при расширении планеты. Часть третья.

Предыдущая часть здесь:

Как оказалось, асфальты и битумы близкие родственники каменного  угля.
Как оказалось, асфальты и битумы близкие родственники каменного угля.

Для понимания того, как в недрах Земли рождается нефть и уголь, нужно изучить их химическое строение. (сюда же относятся природный газ, графит и шунгит)

При распаде молекулы метана , в первую очередь образуются радикалы -СН3, -СН2- , =СН3-, т.к. именно такие реакции наиболее энергетически выгодны при пиролизе. Соответственно и элементарную "ячейку" всех нефтяных алканов, нафтенов и циклических углеводородов составляют те же радикалы типа -СН2-, -СН3 и =СН- , которые представляют собой атомы метана в разной степени дегидрирования. Радикалы существуют только в условиях высоких давлений и температуры. Будучи крайне активными веществами, ближе к поверхности Земли они стремяться объединиться в молекулы - от простых "цепочек" алканов до сложных циклических молекул типа циклопентана, циклогексана, бензола и их гомологов. Чем больше радикалов входит в состав молекулы, тем более вязкой будет нефть и возрастает её вес.

-2

Для тяжёлых фракций нефти (асфальтенов и смол) характерно соединение бензольных и пентановых колец в более крупные кластеры:

Углеводородные радикалы при соединении часто захватывают различные "примеси" азот - и серосодержащие.
Углеводородные радикалы при соединении часто захватывают различные "примеси" азот - и серосодержащие.

Получается, что уголь - это дальнейшая полимеризация и дегидрирование таких кластеров и увеличение размеров молекул углеводорода:

Молекула угля сохраняет множество дополнительных элементов: группы  -NH-, ОН-, SH- и т.д. Но по мере полимеризации ароматических колец места для посторонних включений становится всё меньше и меньше.( из "Структура и свойства макромолекулярных фрагментов органического вещества углей" Федяева О.Н., Патраков Ю.Ф., 2004)
Молекула угля сохраняет множество дополнительных элементов: группы -NH-, ОН-, SH- и т.д. Но по мере полимеризации ароматических колец места для посторонних включений становится всё меньше и меньше.( из "Структура и свойства макромолекулярных фрагментов органического вещества углей" Федяева О.Н., Патраков Ю.Ф., 2004)

Крайняя степень такой полимеризации будет графит, состоящий полностью из шестиугольной углеродной "плитки":

В молекуле графита можно разглядеть отдельные бензольные кольца, лишённые водорода.
В молекуле графита можно разглядеть отдельные бензольные кольца, лишённые водорода.

При этом уголь будет представлять собой смесь компонентов разной степени полимеризации, а встречающиеся "отпечатки растений" это либо листья растений, попавшие в застывающий УВ флюид, либо "слепок" с окаменелости, либо растительные узоры при затвердевании этого УВ флюида.

-6

Наличие отпечатков листьев в угле вовсе не доказательство того, что он образовался из растений, как и находки насекомых в янтаре не являются доказательством того, что янтарь произошёл от насекомых.

Наиболее подробно процесс абиогенного происхождения нефти и других углеводородов разобран в монографии "Неизвестный водород" ( Дигонский С.В. и Тен В.В.)

-7
".. анализируя механизм образования графита, мы пришли к выводу, что графит не является аллотропической модификацией углерода, а представляет собой углеводород, содержание водорода в котором сравнительно невелико." ("Неизвестный водород." Дигонский,Тен, 2006)

Схема поликонденсации бензола.
Схема поликонденсации бензола.
"...возможность естественного синтеза графита путем пиролиза ювенильного метана при температурах, начиная с 1000 ⁰С. При этом пиролиз метана, разбавленного водородом, приводит к образованию кристаллического графита, а в результате пиролиза чистого метана образуется "аморфный" графит (сажа)." ("Неизвестный водород." Дигонский,Тен)

При этом ключевую роль имеет размер "плиток". Если у графита размер молекулы доходит до 600 Ангстрем , то сажевая частица только 30. При этом "сажевая микрочастица" также состоит из соединённых бензольных колец. Стоит заметить, что ископаемая "сажа" действительно существует. ("О сажевой модели происхождения Карельских шунгитов" Берёзкин В.И.) Конечно, не в чистом виде, до 40 % в её состав входит кремнезёмные вещества литосферы. Это небезызвестный шунгит. Около 1,5 млрд. лет назад в некоторых участках Земли произошёл выброс метанового флюида с его последующим пиролизом, в результате образовались крупные залежи шунгита в Карелии, Мурманской области и в Башкортостане.

Шунгит как поделочный камень. Наличие большого количества примесей мало влияет на цвет: он всё-равно чёрный, как у графита.
Шунгит как поделочный камень. Наличие большого количества примесей мало влияет на цвет: он всё-равно чёрный, как у графита.

Далее. Антрацит, который в общепризнанной геологии считается глубокой стадией метаморфизма органических останков, в абиогенной версии становиться очень похожим на графит.

По антрациту есть интересная диссертация Вохидова М.М. "Физико- химические и технологические основы использования антрацита месторождения Назарайлок." (2017г) , где отмечается графитоподобное строение антрацита:

"Антрацит рассматривается как высокодисперсная форма графита"

Предложена схема формирования молекул антрацитов:

"При дальнейшей конденсации рассматриваемые молекулы складываются в стопки и при толщине 4-5 атомных слоев формируется рентгенограмма графита. Мицеллы, образованные таким образом называют графитосомами, являющимися переходной формой от ароматических соединений к графитам. Углерод в антраците находится в состоянии графита...Получаемые продукты антрацитов похожи на натуральный графит..."

Ну и наконец, там же:

"С ростом углефикации неароматические мостики исчезают, плоские ароматические комплексы становятся всё шире, вырастая в слоистые образования, параллельные друг другу....Увеличение размеров ароматических слоёв сближает угли с графитом."

Вообще, в этой всей теме с углеводородами следует заменить абстрактные "метаморфоз" и "степень углефикации" на химические реакции дегидрирования и полимеризации.

Ещё одна форма полимера УВ (битумоидов) - камень гагат (он же гишер, джет, черный янтарь). По химическим свойствам он также представляет собой углеводород. Усреднённый элементный состав: 60 – 80% углерода, 6 – 7,5% водорода, плюс примеси. Непрозрачен, блеск матовый, при полировке – смолистый. Легкий и мягкий: удельный вес – 1,3-1,35; твёрдость – 2,5-4. При нагревании до 200⁰С сильно размягчается и гнётся, при резком перепаде температур может трескаться. Горит ярким коптящим пламенем, с особым запахом нефтепродуктов (битумов). 

Пласты, к которым приурочен гагат, сильно битуминизированы, в связи с чем один автор писал следующее: «При выделении битума в промежутки между сланцами при некотором доступе воздуха происходит его затвердение и превращение в гагат. Этот процесс, несомненно, протекает и сейчас». И далее: «Видимо, нет причин связывать образование гагата с древесным материалом».

По общепринятой версии, гагат - это "недоуголь" на стадии между лигнитом и бурыми углями. По абиогенной логике получается, это это одна из форм полимера битумоидов (тяжелой фракции нефти) Причем, довольно плотной структуры, если сравнивать с углями ,они по прочности едва ли достигают трёх единиц по Моосу.

"Таким образом, учитывая признанную роль глубинных газов, а также на основании материала, изложенного в главе 1, покажем генетическую связь естественных углеродистых веществ с ювенильным водородно-метановым флюидом, которую можно описать следующим образом:
 1. Из газофазной системы С-О-Н (метан, водород, диоксид углерода) могут быть синтезированы твердые и жидкие углеродистые вещества – как в искусственных условиях, так и в природе.
 2. Природный алмаз образуется при мгновенном нагреве естественных газообразных соединений углерода.
 3. Пиролиз метана, разбавленного водородом, в искусственных условиях приводит к синтезу пиролитического графита, а в природе – к образованию графита и, скорее всего, всех разновидностей угля.
 4. Пиролиз чистого метана в искусственных условиях приводит к синтезу сажи, а в природе – к образованию шунгита.
 5. Пиролиз метана, разбавленного диоксидом углерода, в искусственных условиях приводит к синтезу жидких и твердых углеводородов, а в природе –к образованию всего генетического ряда битуминозных веществ. 
 6. Образование минералов, генетически связанных с углеродистыми веществами, может осуществляться с участием как водорода, так и его газообразных соединений – хлористого водорода и воды." (Дигонский, Тен "Неизвестный водород" )

Единственное, с чем не согласен, это происхождение алмазов. Я сторонник способа возникновения алмазов из растворенного в породе углерода в ходе взрыва кимберлитового вулкана.(этот способ предложил В.Н. Ларин и для него следует уделить отдельную статью)

"Весьма примечательно, что повсеместное распространение водорода и метана в составе глубинных газов укладывается в концепцию водородной дегазации глубинного вещества Земли, развиваемую В.Н. Лариным". ("Неизвестный водород", Дигонский и Тен)

Если рассмотреть отдельные компоненты ископаемых углей, то можно увидеть весь ряд полимеризации углеводородов:

Фюзен - сажевая компонента (рыхлая, легко сыплется и пачкается - твердость единица по шкале Мооса)

Витрен - графит, такой же блестящий и мягкий (твердость 2 по Моосу)

Дюрен - вязкий затвердевший битумоид или асфальтен, чёрный и относительно твердый (твердость 3)

Кларен - сложный компонент, состоящий из смеси этих полимеров.

Кроме того, фанаты биогенного происхождения углей находят в нём различные сплющенные споры, талломы водорослей и остатки кутикул.

Различные образования, обнаруженные в проходящем свете на микросрезах углей. (из "Петрология углей" (Н.Ф. Столбова))
Различные образования, обнаруженные в проходящем свете на микросрезах углей. (из "Петрология углей" (Н.Ф. Столбова))

Но если убрать буйство фантазии, то такие образования жёлтого цвета вполне могут оказаться каплями низкомолекулярных углеводородов. В проходящем свете жёлтое свечение характерно именно для жидких углеводородов. Возможно, полимеризация в углеводородах не стопроцентная. Отдельные капли низкомолекулярных веществ "сплющиваются" слоями тяжёлых полимеров и так слой за слоем накапливаются угольные залежи.

Угольные шары в углефицированном древесном стволе (из "Новый вид гагата" И.Х. Шумилов, Геология и геофизика, 2015)
Угольные шары в углефицированном древесном стволе (из "Новый вид гагата" И.Х. Шумилов, Геология и геофизика, 2015)

Но в геологии биогенное происхождение углеводородов признано непоколебимой аксиомой. На иллюстрации выше можно только позавидовать бурной фантазии официалов. "Разглядеть" в угольной лепёхе ствол дерева это сильно :)

А вот формирование шаров в породе больше характерно для магматических пород при застывании флюида. Возможно, что шары в угольном флюиде образовывались также как шарообразные конкреции в расплавленной магме.