Рис. 108. Менделеев в рабочем кабинете

Лабораторные исследования, проведенные Менделеевым и некоторыми другими учеными, показывали, что под воздействием водяных паров на карбиды тяжелых металлов выделяются углеводороды, сходные с углеводородами, содержащимися в нефти. Это привело Менделеева к мысли, что в процессе горообразования вода проникает по трещинам земной коры в глубину недр, где взаимодействует с карбидами тяжелых металлов. В результате такого взаимодействия выделяются газообразные углеводороды.

Поднимаясь в силу своей подвижности и давления пластов земной коры в вышележащие пористые слои осадочных пород, часть смеси конденсировалась, давая скопления нефти, а другая часть пропитывала породы и образовывала горючие сланцы, жирные угли и другие битуминозные породы. Некоторая доля смеси окислялась и давала продукты, подобные асфальтам, и, наконец, основная ее часть так или иначе сгорала, образуя углекислоту и воду.

Наиболее благоприятными моментами в истории Земли для образования нефти ученый считал эпохи «подъемов горных кряжей». В такие эпохи, по его мнению, как раз и создавались удобные пути как для проникновения воды в недра планеты, так и для проникновения паров нефти и газов из недр Земли к ее поверхности.

Менделеев, как он сам пишет, был поражен видимой связью выходов нефти и газа с горными хребтами. В то время не было еще известно, что поверхностные нефтепроявления сопровождают лишь очень небольшую часть залежей нефти. И Менделеев принял эту связь за всеобщую закономерность. Он рассматривал разломы, рассекающие земную кору по окраинам горных хребтов, как пути для перемещения океанических и морских вод в недра земли, а нефтяных паров – в обратном направлении, вверх.

Также абиогенную, но иную – космическую теорию происхождения нефти – выдвинул в 1892 году русский геолог Н.Соколов. Он считал, что углеводороды изначально существовали в первозданном веществе Земли или образовались на ранних высокотемпературных стадиях ее формирования. С охлаждением Земли нефть поглощалась и растворялась в жидкой расплавленной магме. Впоследствии, когда возникла земная кора, из магмы выделялись углеводороды, которые по трещинам в земной коре поднимались в верхние части, сгущались и там образовали скопления. В доказательство своей теории Соколов приводил факты обнаружения углеводородов в метеоритах…

Но и биологическая версия не стояла на месте.

В 1888 году немецкие ученые Гефер и Энглер поставили опыты, показавшие принципиальную возможность получения нефти из продуктов животного происхождения. При перегонке рыбьего жира при температуре 4000 ^оС и давлении около 1 МПа они выделили из него предельные углеводороды, парафин и смазочные масла. Но, видимо, находясь под влиянием ветхозаветного сюжета о Всемирном Потопе, они выдвинули гипотезу образования нефти из жиров морских животных, рыб и низших организмов, погибших в результате массовой катастрофы.

В конце XIX – начале XX века русские ученые Н.Андрусов и Г.Михайловский высказали версию, что органические осадки растительного и животного происхождения, накапливаясь в морских илах, постепенно проходят стадию гнилостного разложения, а затем – под влиянием погребения на дне морских водоемов, увеличения давления вышележащих слоев и повышения температуры – переходят в стадию битуминизации (то есть образования тяжелых углеводородов, характерных для нефти).

Позже, в 1919 году, академик Зелинский из органического ила со дна озера Балхаш, преимущественно растительного происхождения, получил при перегонке сырую смолу, кокс и газы – метан СН ₄, окись углерода CO, водород Н ₂и сероводород Н ₂S. Затем из смолы он извлек бензин, керосин и тяжелые масла, опытным путем доказав, что составляющие нефти могут быть получены и из органики растительного происхождения.

Как считают сторонники биологического происхождения нефти, «конец разброду и шатанию» положил выход в 1932 году книги И.Губкина «Учение о нефти», в которой развивалась идея смешанного растительно-животного происхождения нефти. Губкин считал, что нефтеобразование происходило и происходит во все геологические периоды жизни Земли от кембрия до четвертичного периода.

Образуется нефть, по его мнению, из остатков растительных и животных микроорганизмов, обитавших в древних мелководных морях(зоо- и фитопланктона, а также бентоса – мелких обитателей морского дна), остатков более высокоорганизованных видов водной растительности и животных, а также различных органических остатков, приносимых в морские водоемы с суши. В настоящее же время считается, что главная роль в нефтеобразовании из этого списка принадлежит все-таки фитопланктону.

«…мелкие застойные бассейны являются типичными районами отложения органического вещества углеводородного состава. В огромных количествах здесь развиваются сине-зеленые водоросли, мелкие членистоногие и другой планктон. Умирая, последние вместе с остатками других растений падают на дно бассейна, образуя мягкий, иногда мощный слой органического ила, который называется «сапропель» (гнилой ил)» (И.Губкин, «Учение о нефти»).

В дальнейшем под воздействием кислорода и бактерий в этом слое сапропеля происходит разложение органического вещества. По мере его погружения увеличиваются давление вышележащих слоев и температура, которые способствуют преобразованию исходного органического материала в нефть.

Согласно представленной Губкиным и позднее дополненной разными авторами теории, процесс образования нефти проходит несколько стадий:

Стадия осадконакопления – остатки живых организмов выпадают на дно водных бассейнов; Биохимическая стадия – происходят процессы уплотнения, обезвоживания и биохимические процессы в условиях ограниченного доступа кислорода, в результате чего образуется «кероген» – нерастворимое органическое вещество. Протокатагенез – опускание пласта органических остатков на глубину до 1,5-2 километров, при медленном подъеме температуры и давления (катагенез – это изменение осадочных пород в условиях повышенных температур и давлений). Мезокатагенез или главная фаза нефтеобразования – пласт органических остатков опускается на глубину до 3-4 километров, при подъеме температуры до 150°C. Под воздействием температуры и давления «кероген» преобразуется в жидкие углеводороды, составляющие основу нефти. Далее происходит отгонка нефти за счет перепада давления и вынос в песчаные пласты-коллекторы, а по ним в ловушки. Апокатагенез керогена или главная фаза газообразования – пласт органических остатков опускается на глубину более 4,5 километров, при подъеме температуры до 180-250°C. При этом происходит преобразование органического вещества уже не в нефть (т.е. жидкие углеводороды), а в метан (газ).

Примерно в таком виде эта теория, получившая название теории осадочно-миграционного происхождения нефти и углеводородных газов, и получила широкое распространение.

«По мере накопления данных, характеризующих условия образования осадочных пород и связанных с ними следов органической жизни на земле, представление об органическом происхождении горючих ископаемых стало господствующим. Была доказана общность происхождения из органических остатковне только каменного и бурого углей, торфа и различных горючих сланцев, но и подвижных углеводородных соединений – нефти и природного газа. Все горючие ископаемые стали рассматриваться в качестве единой группы веществ, заключенных в земной коре, и получившей наименование каустобиолитов. Термин каустобиолит возник из соединения трех греческих слов: каусто – горючий, биос – жизнь, литос – камень».

К этой «общности происхождения из органических останков» и ее «доказанности» мы еще вернемся, а пока обратим внимание, что в самом введенном термине «каустробилит» уже фактически «намертво зафиксирована» одна-единственная версия – версия биологического происхождения углеводородов, которая в ХХ веке заняла господствующее положение. И как утверждают ее сторонники, ныне она «разделяется в своей основе почти всеми учеными мира»…