Kerogen

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm

Kerogen là hỗn hợp của các hợp chất hóa học hữu cơ là thành phần chính của các vật chất hữu cơ trong đá trầm tích.[1] Nó không hòa tan trong dung môi hữu cơ thông thường do trong các hợp chất của nó chứa các phân tử khối lượng lớn (trên 1.000 Daltons). Phần có thể hòa tan được gọi là bitum. Khi bị nung đến nhiệt độ thích hợp bên trong vỏ Trái Đất, (ngưỡng sinh dầu ở khoảng 60°-120 °C, ngưỡng sinh khí ở khoảng 120°-150 °C) một số loại kerogen sinh ra dầu thô hoặc khí thiên nhiên, hay được gọi là các hydrocarbon (nhiên liệu hóa thạch). Khi các kerogen này tập trung với hàm lượng cao trong các đá như đá phiến sét chúng có thể tạo thành các đá mẹ. Các đá phiến sét giàu kerogen mà không được nung nóng đến nhiệt độ sinh hydrocacbon thì có thể tạo thành các mỏ đá phiến sét.

Thuật ngữ "kerogen" được nhà hóa học hữu cơ Alexander Crum Brown người Scot đặt vào năm 1912.[2][3]

Thành phần[sửa | sửa mã nguồn]

Kerogen là một hỗn hợp vật chất hữu cơ hơn là chất hóa học đặc biệt do đó nó không có một công thức hóa học xác định. Thành phần hóa học của kerogen có thể khác nhau ở các mẫu thử. Kerogen trong đá phiến dầu thuộc hệ tầng sông Green, miền tây Bắc Mỹ chứa các nguyên tố có tỷ lệ như sau C 215: H 330: O 12: N 5: S 1.[2]

Phân loại kerogen[sửa | sửa mã nguồn]

Phá hủy kerogen không ổn định tạo ra các hydrocarbon nặng (như dầu thô), loại chịu lửa tạo ra hydrocarbon nhẹ (như các khí), và loại trơ tạo ra than chì.

Biểu đồ Van Krevelen là một ví dụ dùng để phân loại kerogen, theo đó chúng có khuynh hướng tạo thành các nhóm khi so sánh tỷ số H:C và O:C.[4]

Loại I[sửa | sửa mã nguồn]

Loại II[sửa | sửa mã nguồn]

Tất cả chúng đều có khuynh hướng tạo ra dầu khí và được hình thành từ lipid được lắng trong trong các điều kiện khử.

Loại II-lưu huỳnh[sửa | sửa mã nguồn]

  • Tương tự loại II nhưng có hàm lượng lưu huỳnh cao.

Loại III[sửa | sửa mã nguồn]

  • Tỷ số hydro:carbon < 1
  • Tỷ số oxy:carbon từ 0,03 đến 0,3
  • Lớp vậy liệu mỏng, giống với gỗ hoặc than.
  • có khuynh hướng tạo ra than và khí (các nghiên cứu gần đây cho thấy rằng kerogen loại III có thể tạo ra dầu trong các điều kiện khó khăn)
  • Có ít hydro do hệ thống các vòng hydrocacbon thơm và vòng no kéo dài

Kerogen loại III được hình thành từ thực vật lục địa thiếu lipid như cellulose, lignin,và terpen và các hợp chất phenol trong thực vật.

Hầu hết sinh khối biến đổi thành dầu khí đều có sự đóng góp của vi khuẩnprotist, chúng phân hủy các chất nguyên thủy, chứ không phải bản thân sinh vật nguyên thủy. Tuy nhiên, lignin trong kerogen này phân hủy tạo thành các hợp chất phenol gây độc đối với vi khuẩn và protist. Không có nguồn cung cấp vật liệu khổng lồ này thì nó chỉ có thể biến đổi thành mêtan hoặc than.

Loại IV (cặn)[sửa | sửa mã nguồn]

  • Tỷ số hydro:carbon < 0,5

Kerogen loại IV chứa hầu hết các vật chất hữu cơ phân hủy ở dạng hydrocarbon thơm đa vòng. Chúng không có khả năng tạo ra hydrocarbon.

Nguồn gốc vật liệu[sửa | sửa mã nguồn]

Thuộc trái đất[sửa | sửa mã nguồn]

Loại vật liệu này khó xác định nhưng một số loại có thể nhận dạng được.

  • Vật liệu từ đại dương hoặc hồ thường gặp các kerogen loại III hoặc IV.
  • Vật liệu từ đại dương hoặc hồ tích tụ trong các môi trường thiếu ôxy thường tạo thành các kerogen loại I hoặc II.
  • Hầu hết các thực vật đất liền bậc cao hơn tạo ra kerogen loại III hoặc IV.
  • Các loại than chứa kerogen loại II.

Ngoài trái đất[sửa | sửa mã nguồn]

Xem thêm[sửa | sửa mã nguồn]

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ Oilfield Glossary
  2. ^ a ă Teh Fu Yen; Chilingar, George V. (1976). Oil Shale. Amsterdam: Elsevier. tr. 27. ISBN 9780444414083. Truy cập ngày 31 tháng 5 năm 2009. 
  3. ^ Hutton, Adrian C.; Bharati, Sunil; Robl, Thomas (1994). “Chemical and Petrographic Classification of Kerogen/Macerals”. Energy Fuels (Elsevier Science) 8 (6): 1478–1488. doi:10.1021/ef00048a038. 
  4. ^ Example of a Van Krevelen diagram
  5. ^ Nakamura, T. (2005). “Post-hydration thermal metamorphism of carbonaceous chondrites” (pdf). Journal of Mineralogical and Petrological Sciences 100: 268. Truy cập ngày 1 tháng 12 năm 2007. 
  6. ^ Papoular, R. (2000). “The use of kerogen data in understanding the properties and evolution of interstellar carbonaceous dust” (PDF). Astronomy and Astrophysics 378: 597–607. Truy cập ngày 1 tháng 12 năm 2007. 

Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]