Szerves üledékes kőzetek Ásvány- és kőzettan Rák Levente

MIK AZOK A SZERVES ÜLEDÉKES KŐZETEK? Üledékesnek a természetesen lerakódott üledékből a szárazföldön, a tengerek és óceánok fenekén diagenizált kőzeteket nevezzük. Az átlagosan 36 km vastagnak tekintett földkéreg anyagának mindössze 5%-a üledékes kőzet, ennek mélység szerint megoszlása szélsőségesen egyenlőtlen: üledékes kőzetek (illetve még diagenizálatlan, laza üledékek) borítják a szárazföldek felszínének 75%-át. A szerves eredetű üledékes kőzetek növényi és állati maradványok felhalmozódásával keletkeztek.

KŐSZÉN A kőszén növényi eredetű, szilárd, éghető, fosszílis üledékes kőzet. A kőszénképződés szakaszai: -Biokémiai szénülési folyamatok: kis mélységben huminsavak képződése,ezekből huminanyagok kondenzálódnak. Először baktériumok és gombák, később anaerob körülmények között. -Biokémiai gélképződés: a tőzeg és a lágy barnakőszénre jellemző. -Geokémiai gélképződés: a kemény barnakőszénre jellemző állapot. A lágy barnakőszén huminjából alakul ki a kemény barnakőszén és feketekőszén vitrinitje.

-Geokémiai szénülési folyamatok: nagyobb mélységben történik, hatótényező a hőmérséklet és a folyamat rendelkezésére álló idő. Jellemzők: nedvességtartalom csökkenése; a szerves anyagokban az (OH), (COOH), (CO)- csoportok leszakadása; fokozódó kondenzáció, polimerizáció; csökken a N, O, S, H, illetve nő a C mennyisége.

A SZÉNÜLÉSI FOLYAMATOK SZAKASZAI Meghatározása: optikai tulajdonságok (vitrinitreflexió), illó- szén- és nedvességtartalom, víztartalom és fűtőérték. Tőzeg-barnakőszén átalakulás határértékei: nedvességtartalom 75%; széntartalom 60%; szabad cellulóz van benne / nincs benne; 200-400 m mélységnél. Lignit-szubbitumenes szén átalakulás határértékei: lignin, cellulóz mind huminanyagokká alakul át. Megkezdődik a huminanyagok vitritizációja és a geokémiai gélképződés. Bitumenes szenek képződéséhez min. 1500 m (max. 2000-4000 m mélység) szükséges.

Antracit stádium jellemzői: hidrogéntartalom csökken; széntartalom nő; gyors reflexiónövekedés; optikai anizotrópia növekedés. Bituminizáció: a szénülési folyamat azon része, amikor a liptinitből és vitrinitből kőolajszerű, bitumenes anyag képződik.

A KŐSZENEK ALAPVETŐ ELEGYRÉSZEI: MACERÁLOK A macerálok optikailag homogén, de kémiailag különböző, nem kristályos szerkezetű szerves anyagok. Kémiai összetételük, reflexióképességük, eredetük alapján a következő csoportokra oszthatók: – Vitrinit: huminanyagok gélesedett terméke, növényi sejtfalak lignin- és cellulóztartalmából származik. – Liptinit: spóra- és pollenszemcsék, algák, magasabb rendű növények ellenálló szöveteinek, zsír- és viaszjellegőű vegyületeinek lebontása során képződik. – Inertinit: hasonló anyagokból képződik, mint a vitrinit, de oxidációs úton jön létre. Elsősorban huminanyagok oxidációs terméke.

KŐSZÉNTÍPUSOK

BAUXIT A bauxit heterogén üledékes kőzet, az alumíniumgyártás kiindulási anyaga. A bauxit a timföld, Al2O3 – gyártásának alapanyaga. A timföld az alumíniumgyártás félterméke. A bauxitot felhasználják a vaskohászatban kohóadalékként, valamint a kerámiagyártásban, de a világ bauxittermelésének körülbelül 95%-a alumíniumgyártásra fordítódik. A bauxitot 1821- ben Pierre Berthier francia geológus fedezte föl a provanszi Les Baux település közelében, neve innen ered. Mivel a francia bauxitbányák úgyszólván kimerültek, az ország 1991-ben szinte teljesen beszüntette bányászatát. Jelenleg a világ vezető bauxittermelője Ausztrália, Guinea és Brazília. Az világ éves össztermelése kb. 140 millió tonna. Világpiaci ára 130-170 $/tonna.

LIGNIT A lignit a fosszilis tüzelőanyagok (kőolaj, földgáz, fekete- és barna kőszén, lignit) közé tartozik. Fűtőértéke 10–20 MJ/kg közötti. A lignit felhasználása nagyon hasonlít a szénéhez. A legnagyobb különbség az, hogy a lignit esetében kisebb energiatartalma miatt a nagy távolságra történő szállítás nem gazdaságos, ezért az erőművek közel vannak a lignitbányákhoz. A lignit legtöbbször külszíni fejtésű.

TŐZEG A tőzeg növényi eredetű üledékes talajképző kőzet és talaj, a félig szárazföldi humuszképződés terméke. A tőzeg érett, alacsonyabb szerves anyag tartalmú és erősen átalakult formáját kotu-nak is nevezik. A tőzeg erősen nedves, víz által borított és levegőtől elzárt (anaerob) körülmények között, elhalt növények törmelékéből képződik biológiai, kémiai és fizikai folyamatok révén. A tőzegképződésre alkalmas élőhelyeket tágabb értelemben lápoknak nevezzük. Hazánkban valamennyi láp védett. Tőzegképződésre alkalmas körülmények gyakran lefolyástalan területek, lefűződött holtágak, sekély tavak, patakpartok területén alakulnak ki, ahol az eredetileg szabad vízfelületet részben vagy egészben vízi növényzet, hínár, sás, nád, gyékény, és gyakran mohák, páfrányok nőnek be.

FÖLDGÁZ A földgáz, amely tiszta formájában színtelen, szagtalan és átlátszó gáz, fosszilis tüzelőanyag. A földgáz néhány métertől több mint 5000 méteres mélységig található, nyomása némely esetben meghaladja a 300 bart, hőmérséklete pedig a 180 °C-ot, függően a lelőhely mélységétől. A földgáz szénhidrogén alapú gázok gyúlékony elegye. Szagosítására és ennek köszönhetően könnyű felismerhetőségére a jellegzetesen kellemetlen szagú etil-merkaptánt vagy más nevén etántiolt használják.

KŐOLAJ A kőolaj (más néven ásványolaj) a Föld szilárd kérgében található természetes eredetű, élő szervezetek bomlásával, átalakulásával keletkezett ásványi termék. Fő összetevői folyékony halmazállapotú szénhidrogének, de lelőhelyén, annak földrajzi helyzetétől függően oldatban, nyomás alatt gáznemű, valamint szilárd halmazállapotú szénhidrogéneket is tartalmazhat kisebb- nagyobb mennyiségben. Mivel a kőolaj ezeknek a vegyületeknek a komplex elegye, alkotórészei közé kell sorolnunk a szénhidrogéneknek (a kőolajban kisebb mennyiségben található) számos kénnel, nitrogénnel, oxigénnel (és egyéb kémiai elemekkel) képzett vegyületeit is. Ezeken kívül vizet és szilárd ásványi szennyezőanyagokat is tartalmaz. A kőolaj viszonylag magas fajlagos energiatartalma, könnyű kitermelése, szállítása, tárolása és alkalmazhatósága miatt az egyik legfontosabb, legszélesebb körben alkalmazott ásványi erőforrásunkká vált. „Olaj” szavunk a latin oleumból a szláv „olej” közvetítésével származik. „Olay” alakban először 1604-ben, Szenczi Molnár Albert latin-magyar szótárában tűnt fel („petrólium: kősziklából czöpögő olay”). Előzőleg Károli Gáspár bibliájában a földviaszt enyvnek, a földiszurkot pedig tájékozatlanságból fenyőszuroknak fordította.

OLAJKATASZTRÓFÁK A TERMÉSZETBEN