Rocas sedimentarias ricas en orgánicos - Organic-rich sedimentary rocks

Las rocas sedimentarias ricas en orgánicos son un tipo específico de roca sedimentaria que contiene cantidades significativas (> 3%) de carbono orgánico . Los tipos más comunes incluyen carbón , lignito , pizarra bituminosa o pizarra negra . El material orgánico puede diseminarse por toda la roca dándole un color oscuro uniforme y / o puede estar presente como ocurrencias discretas de alquitrán , betún , asfalto , petróleo , carbón o material carbonoso . Las rocas sedimentarias ricas en orgánicos pueden actuar como rocas generadoras que generan hidrocarburos que se acumulan en otras rocas sedimentarias "reservorios" (ver arenas petrolíferas y geología del petróleo ). Las rocas generadoras potenciales son cualquier tipo de roca sedimentaria que tenga la capacidad de disipar el carbono disponible en su interior (la piedra caliza es un ejemplo clásico de roca madre). Las rocas de depósito buenas son cualquier roca sedimentaria que tenga una alta disponibilidad de espacio poroso. Esto permite que los hidrocarburos se acumulen dentro de la roca y se almacenen durante largos períodos de tiempo (una arenisca suele ser una buena roca madre). Las rocas de yacimiento altamente permeables también son de interés para los profesionales de la industria, ya que permiten la fácil extracción de los hidrocarburos en su interior. Sin embargo, el sistema de depósito de hidrocarburos no está completo sin una "roca capilar". Las rocas capilares son unidades de roca que tienen una porosidad y permeabilidad muy bajas, que atrapan los hidrocarburos dentro de las unidades de abajo cuando intentan migrar hacia arriba.

  • Piedra arenisca con conchas fósiles

Carbono orgánico fósil

El carbono orgánico se deriva de la deposición biológica antigua de materia (kerógeno es el nombre que le dan los geólogos), y esta materia orgánica está enterrada con fragmentos de minerales y rocas en rocas sedimentarias. La temperatura y la presión de las condiciones de enterramiento afectarán los procesos diagenéticos del material y determinarán si el material se transformará en petróleo o no. El carbono orgánico fosilífero SIEMPRE PUEDE SER transportado por todo el medio ambiente moderno, en ríos, suelos y eventualmente en los océanos. Este proceso ocurre en una escala de tiempo muy grande y actúa como uno de los principales mecanismos para que el carbono orgánico fosilífero sea liberado al medio ambiente.

  • Restos orgánicos conservados en roca sedimentaria

Producción de sedimentos orgánicos

Durante décadas, se pensó que la mayoría de los lechos sedimentarios ricos en orgánicos depositados en el fondo del océano eran un subproducto de tres variables ambientales: la entrada de material orgánico, la velocidad de sedimentación y la cantidad de oxigenación de aguas profundas. Estas variables están vinculadas en escalas espaciales y temporales por el clima, las corrientes oceánicas y el nivel del mar en el momento de la deposición. Cualquier cambio en las variables o los parámetros que las vinculan dará como resultado diferentes depósitos sedimentarios, como se ve hoy en la superficie. El conocimiento de esta información es valorado entre las empresas comerciales, ya que su aplicación permite deducir qué depósitos sedimentarios podrían ser económicamente productivos de explotar. Mediante el uso inverso de la metodología anterior, estos depósitos pueden utilizarse como sustitutos para inferir información como el paleoclima, los ciclos de circulación oceánica anteriores, los niveles del mar pasados, así como la proporción de variables entre sí que causaron la producción de El depósito. Esta información puede ser muy valiosa para los geocientíficos, ya que puede ayudarlos a reconstruir los procesos pasados ​​que finalmente dieron forma a la Tierra para formar su estado actual.

Sin embargo, según investigaciones más recientes, estos resultados ya no son completamente viables. Por ejemplo: En estudios de caso del Mar Negro, un ambiente anóxico moderno, se ha demostrado que la anoxia dentro de los niveles inferiores de la columna de agua por sí sola no produce una cantidad significativa de sedimentos ricos en orgánicos, a pesar de que se suministró suficiente material orgánico. a la región en el Holoceno. Por lo tanto, la nueva teoría es que los "productores primarios" más altos en la columna de agua son responsables de la mayor parte de la deposición de sedimentos ricos en carbono en los ambientes de los márgenes continentales. Basado en un estudio realizado con modelos de circulación oceánica en el Cretácico, se encontró que aunque las condiciones eran relativamente similares a las de hoy, los océanos tenían corrientes mucho más duras que influían en la columna de agua. El nuevo pensamiento es que estas corrientes oceánicas se desaceleraron por las floraciones de productores primarios marinos microscópicos, lo que permitió el asentamiento de sedimentos ricos en orgánicos en el lecho marino, produciendo muchos de los lechos de esquisto negro económicamente productivos que están presentes en la actualidad. Hasta el día de hoy sigue siendo un tema intensamente investigado por académicos y empresas comerciales por igual.

  • Un ejemplo de floración de algas al sur de Cornualles, Inglaterra.

Papel de las bacterias en rocas sedimentarias ricas en materia orgánica

Se cree que las bacterias contribuyen de manera importante a la creación de la roca fuente de petróleo. Sin embargo, los estudios han demostrado que la abundancia de biomarcadores bacterianos no siempre reflejan contribuciones relativas al carbono orgánico sedimentario. Ahora se cree que las bacterias en las rocas sedimentarias solo tienen contribuciones menores a la producción de combustibles fósiles como el petróleo. Dado que la reelaboración bacteriana de los desechos sedimentarios es extremadamente importante, no se puede ignorar su importancia. Ciertas bacterias pueden ayudar a descomponer el material orgánico en las primeras etapas de los procesos sedimentarios, aunque la biomasa bacteriana en sí misma puede representar solo un componente menor del carbono orgánico total en las rocas carbonáceas. Muchas de las ideas de contribución bacteriana mínima pueden atribuirse a estudios isotópicos del carbono en algunas rocas sedimentarias. Se requieren estudios de muchos y variados sitios sedimentarios para llegar a tales conclusiones; Hay una miríada de especies bacterianas y cada roca de origen orgánico puede tener interacciones diferentes con estas bacterias. Esta es la razón por la que no se pueden excluir todas las adiciones de carbono a las rocas sedimentarias influenciadas por bacterias: cada situación es única, con diferentes bacterias y diferentes entornos. La combinación de estudios microscópicos y moleculares debe abordarse al interpretar la abundancia de biomarcadores bacterianos presentes en una fuente de petróleo y su influencia en el carbono orgánico total.

Referencias