Articles

The Summons Lab • Geobiology and Astrobiology at MIT ” Kerogen

Kerogen määritellään suurten kemiallisten aggregaattien fraktioksi sedimentissä orgaanisessa aineessa, joka ei liukene liuottimiin (sitä vastoin orgaanisiin liuottimiin liukenevaa fraktiota kutsutaan bitumiksi). Kerogeeni muodostaa noin 90% sedimenttien orgaanisesta hiilestä. Makromolekyylin orgaanisen aineen kokonaisrakenteista ja biomarkkerin sisällöstä on mahdollista saada tietoa.

Kerogeeni voidaan luokitella lähdeaineiston mukaan:

lähde

Type nimi
I leväkerogeeni pääasiassa leviä
II liptiniittinen kerogeeni pääasiassa planktonia, jonkin verran levien osuutta
III humic pääasiassa korkeampia kasveja

kerogeenin lähteestä ja tyypistä voi päätellä myös näytteen kerogeenimäärän perusteella:

<50%

kerogeenin määrä tärkeimmät kerogeenit esiintymän Tyyppi
~ 1% I, II
I, II öljyliuske
>50% III kivihiili

yksi yleisimmin käytetyistä tekniikoista on niin sanottu kivenheiton pyrolyysi, joka auttaa tunnistamaan kerogeenin tyypin ja kypsyyden. Kallion Eval-pyrolyysimenetelmä koostuu ohjelmoidusta lämpötilalämmityksestä (pyrolyysiuunissa) pienen näytteen inertissä ilmakehässä (helium), jonka avulla määritetään kvantitatiivisesti ja selektiivisesti 1) näytteen sisältämät vapaat hiilivedyt ja 2) hiilivetyjä ja happea sisältävät yhdisteet (CO2), jotka haihtuvat näytteen sisältämättömän orgaanisen aineen (kerogeeni) krakkauksen aikana.

yhteenvetona voidaan todeta, että Kallion Eval-pyrolyysistä saadut tiedot ovat

  • vapaiden hiilivetyjen määrä
  • haihtumattoman orgaanisen aineen lämpökrakkauksessa syntyneiden hiilivetyjen määrä
  • kerogeenin pyrolyysissä syntyneen hiilidioksidin määrä
  • lämpötila, jossa kerogeenin krakkauksesta vapautuu hiilivetyjä eniten pyrolyysin aikana. Tmax on osoitus orgaanisen aineksen kypsymisvaiheesta.

orgaanisen aineksen tyyppi ja kypsyys raakaöljykivissä voidaan määritellä kiviaineksen EVAL-pyrolyysitiedoista seuraavien parametrien avulla:

  • H / C-suhde tämä parametri auttaa meitä kuvaamaan orgaanisen aineksen alkuperää. Meren eliöt ja levät koostuvat yleensä lipidi – ja proteiinipitoisista orgaanisista aineksista, joissa H: n ja C: n suhde on suurempi kuin maakasvien hiilihydraattipitoisissa ainesosissa.
  • O / C-suhde. Tämä parametri on korkea polysakarridipitoisille maakasvien jäännöksille ja inertille orgaaniselle ainekselle (orgaanisen aineksen jäännöksille), joita esiintyy merisedimenttien taustana.

näistä tiedoista voimme sijoittaa otoksemme alla olevaan van Krevelenin diagrammiin, joka on kuvaaja bulkkielementtisuhteista, H/C vs. O / C. yllä olevissa taulukoissa olevat kolme eri kerogeenityyppiä kypsyvät Van Krevelenin diagrammeissa kolmea eri evolutiivista polkua pitkin. Kun tietty sedimenttikivi kypsyy hautaamisen aikana, kerogeeni köyhtyy enemmän vedystä ja hapesta suhteessa hiileen.

muita kerogeenistä saatavia tietoja ovat Toc – % eli orgaanisen hiilen kokonaispitoisuus ja sen suurin isotooppikoostumus. Kerogeenin analysointitekniikat ovat monimutkaisia ja kohdistuvat komponenttien biomolekyylien rakenteisiin käyttäen erilaisia pyrolyysiä, kemiallista hajoamista ja spektroskooppisia menetelmiä.