Hidrológiai Közlöny 1986 (66. évfolyam)

6. szám - Karácsonyi Sándor: Újabb adatok a vízben levő metán származására

KAR ÁCSON YI S.: Ojabb adatok a vízben levő metán származására 339 szerves anyagok kémiai különbsége is eltűnik. A metagenezis nagy mélységekben (3000—7000 m) megy végbe 250—400 °C hőmérsékleten és szénhidrogénként gyakorlagilag csak metán keletkezik. A metagenezis során a kerogén eredeti (örökölt) struktúráját is elveszíti. A biogén gázképződés a szervesüledék átalakulásának első, kiinduló fázisa, és rendszerint a neogén üledékes medencék negyedkori üledékeiben valósul meg. Az üledékbe zárt szerves-részek biogén bomlásának feltétele: — oxigénmentes zárt környezet, — csekély hőmérséklet- és nyomásemelkedés, — baktériumtevékenység mellett gyakorlatilag megindul. A gázképződés iszapos vizű, szerves üledéket tartalmazó tóban, folyók deltájában, mocsárban — lényegében fedetlen környezetben is — létrejön. Az organikus metamorfázis kezdeti állapotában a szervesüledék típusa szerint a képződő bomlástermék összetétele eltérő. A fehérjegazdag anyagok bomlásából nitrogén, a fehérjeszegény üledékből pedig kőszén jellegű anyagok képződnek (2. ábra) és a sajátos feltételektől függően eltérő arányban jutnak el az átalakulás magasabb stádiumaiba. 2. ábra. Az üledékes szervesanyag átalakulásának kezdeti szakasza A gázképződés éghajlati ós földtörténeti tényezőinek kedvező, ill. szükséges feltételeiből következik, hogy a biogén gázképződésnek azonos földtörténeti időszakban különböző helyeken vagy azonos helyeken, de különböző időszakban változó adottságai teremtődtek meg. A gázképződéshez szükséges volt, hogy az általános feltóteleken túlmenően sajátos helyi körülmények alakuljanak ki, és ott a legvalószínűbb, ahol az éghajlati adottságok kedveztek a dús növényzet kialakulásának ós a tektonikus mozgások — süllyedések, emelkedések — lelassultak, vagy szüneteltek. Az alföldi nagy folyók hatalmas kiterjedésű mély árterein, a folyóvízi kiöntések a negyedidőszak folyamán gyakorta évszázadokon, vagy évezredeken át állandó víz alatt tartották e területet. Ilyen helyeken a rétegsorok sajátságos átmenetet mutatnak a folyó- és állóvízi üledékek között. Ezek a körülmények igen jól kedvezhettek a szerves üledék felhalmozódásának ós a gázképződósi előfeltételek kialakulásának. A termokatalitikus szénhidrogén-képződés során az eltemetett diszperz szerves üledék átalakulása a (környezeti tényezők) hőmérséklet és a nyomás emelkedésével folytatódik megfelelő feltételek esetén. A katagenezis a szénülós olyan közbenső fázisa, amelyben a diagenezis során kerogénné alakult szervesanyag mikroolajat ad le. A hőmérséklet további emelkedése mellett, a termokatalitikus átalakulás a metagenezis fázisába lép. A diszperz szerves üledék termokatalitikus átalakulása olyan genetikai stádiumokra osztható, amelyek üledékes medencékben mélységtartományokat, genetikai zónákat jelentenek. A szénhidrogén-képződés genetikai fázisainak hőmérsékletés mélységtartományait (genetikai zónáit) a hőmérséklet és az idő együttesen mint ,,hőtörténet" határozza meg. A hőtörténet magában foglalja az üledékes kőzet földtani fejlődéstörténetét és a geotermikus viszonyok időbeli változását. A genetikai fázisok szoros kapcsolatban állnak a diszperz szervesüledék átalakultsága mértékével, és adott üledékösszleten belül kijelölhetők azon paraméterek mérése útján, amelyek egyértelmű kapcsolatban vannak a szervesüledék átalakultságának mértékével. A hazai vitrinit-reflexiós és a pirolízis vizsgálatokkal kijelölhetők voltak a termokatalitikus szénhidrogénképződós hőmérsékleti és mélységtartományai. A keletkezett szénhidrogén — meghatározott feltételek mellett — a tárolókőzetbe migrál, amely az elsődleges, az anyakőzetből való kipréselődést, míg a tároló kőzetekben kialakuló másodlagos migráció az ipari felhalmozódást eredményezheti. Megfelelő földtani szerkezetek hiányában a szénhidrogének — vagy egy részük — szétszóródik, eközben a nehezebb komponensek közelebb, a könnyebbek és mozgékonyabbak távolabbra és esetenként a felszínig is eljutnak. A földtörténeti események hatására előfordulhat, a már felhalmozódott szénhidrogének — kéregmozgás következtében — tovább vándorolnak, ezzel harmadlagos migráció alakul ki. A szénhidrogének harmadlagos migrációját és a rétegvizek tározó zónáiban történő diszperziót hazai feltételek mellett is reális lehetőségeknek tekinthetjük. A szénhidrogén-képződés sajátos folyamatának megfelelően a rétegvizek gázai a képződés bármely, elsősorban kezdeti és befejező fázisából származhatnak. Valószínűsíthető ugyanis, hogy a migrációs gázok elsősorban a gázképződés és csak másodlagosan a kőolajképződés zónájából jutottak a rétegvizekbe. Az alföldi rétegvizek metántartalma tehát a szerves üledék három érési zónájának bármelyikéből eredhet. Természetesen minden övezetben elsődlegesen a helyben keletkezett a legfontosabb. A metagenezis zónájában ez maradéktalanul érvényesül, ha kiemelkedés nem történt. A katagenezis zónájában rendszeres feláramlással (migráció) kell számolni a mélyebben fekvő zónából. A diagenezis övezetében a beáramlás már egyaránt jöhet a két mélyebben fekvő övezetből. A migráció történhet gázfázisban vagy valódi oldatban. A migráció fenti két formája tektonikus vonalak, vagy diszkordancia felületek mentén mehet végbe. A metán esetében a földtani idők folyamán egyes területeken a diffúzió is fontos lehet, mint a koncentrációkülönbség hajtóereje az egyéb folyamatok mellett, vagy helyett (3. ábra).