2- Vùng lắng đọng trầm tích lục địa
3.2 Chuyển hóa vật liệu hữu cơ (mức độ trưởng thành) 1 Quá trình chuyển hóa vật liệu hữu cơ trong giai đoạn
3.2.1 Quá trình chuyển hóa vật liệu hữu cơ trong giai đoạn
tạo đá (diagenes)
Trong giai đoạn này vai trò của vi khuẩn là chủ đạo. Ban đầu xảy ra hiện tượng oxy hóa vật liệu hữu cơ trong trầm tích bởi các
vi thảo mộc ưa khí. Phản ứng oxy hóa dẫn đến tạo thành khí CO2
và nước ở ngay lớp trên cùng của bùn đáy. Lượng vật liệu hữu cơ mất cho quá trình này tới 80-90%. Khi oxy tự do ở lớp trên cùng biến mất thì đồng thời các vi sinh vật ưa khí cũng kết thúc (ở độ sâu 2cm-1m, đôi khi tới 8,4m). Quy trình diễn ra như sau
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O
Xuống sâu hơn (1,5÷2m, có khi sâu hơn) là quá trình khử
sulphat và nitơrat của nước biển và tạo oxyt sắt và tiếp tục tạo các dạng khử của lưu huỳnh, sắt. Do đó, có thể nói quá trình khử sulphat là quá trình khử trong điều kiện yếm khí.
Ví dụ: C6H12O6 + 3SO4 6CO2 + 6H2O + 3S
C6H12O6 + 4NO3 6CO2 + 6H2O + 2N2
Quá trình khử sulphat kết thúc đặc trưng cho điều kiện khử mạnh và giải phóng khí H2S. Vi khuẩn khử sulphat hoạt động
mạnh dẫn đến sinh ra axetat, CO2 và H2. Trên cơ sở đó phát
triển vi khuẩn sinh khí mêtan và khử CO2 để tiến tới hình thành
khí mêtan do tự phân hủy hay do vi khuẩn yếm khí tác động (>2,0m)
C6H12O6 3CH4 + 3CO2
Sự phân hủy vật liệu hữu cơ trong giai đoạn lắng nén tùy thuộc vào sự hoạt động của vi khuẩn yếm khí. Tức là các vi khuẩn tiến hành khử oxy và sulphat cho thành tạo các lipide. Sự phân hủy này trước hết xảy ra đối với các hydratcarbon, albunim,
dẫn đến việc để lại tàn tích lipide tương đối bền vững. Ví dụ,
theo Neruchev S. G, Lopatin N. V và Davitasvili A. S, 1972 thì trong điều kiện yếm khí vật liệu hữu cơ của trầm tích biển nông có thể bị phân hủy bởi vi khuẩn yếm khí từ 10 đến 65%. Trong trầm tích lục địa VLHC bị phân hủy từ 1-2% đến 40% và đối với trầm tích carbonat vật liệu hữu cơ có thể bị phân hủy tới 85%.
Trong trầm tích biển chứa nhiều vật liệu hữu cơ loại sapropel thường xảy ra quá trình lưu huỳnh hóa do có mặt ion sulphat. Do hoạt động vi khuẩn yếm khí mạnh mẽ mà xảy ra sự chuyển hóa hydratcarbon thành các acid béo, lipide tương đối bền vững. Vì lý do trên trong dầu có nguồn gốc sapropel thường phong phú lưu huỳnh. Ngược lại, trong trầm tích lục địa, đặc biệt thực vật bậc cao giảm hẳn quá trình lưu huỳnh hóa các chất hữu cơ humic và hỗn hợp do vắng mặt ion sulphat. Quá trình này dẫn đến nghèo nguyên tố lưu huỳnh trong dầu có nguồn gốc lục địa. Trong giai đoạn tạo đá vật liệu hữu cơ sapropel tái tạo và cho nhiều thành phần metano - naffenic. Còn loại humic và hỗn hợp cho thành phần aromatic tăng cao. Cả hai trường hợp càng chìm xuống sâu càng có khả năng tăng loại hydrocacbon metano - naftenic, còn giảm lượng hydrocacbon aromatic, giảm cả lượng nhựa và asphalten.
Như vậy, quá trình metan hóa trong điều kiện khử mạnh ở
giai đoạn của thời kỳ lắng nén (diagenez) tăng lượng bitum với
hàm lượng tăng cao tới 2-3 lần của hydrocacbon metano - naftenic, giảm hydrocacbon aromatic, chấm dứt quá trình khử sulphat, giảm lượng nhựa và asphalten, giảm hàm lượng của các hợp chất dị nguyên tố (N.O.S). Các sản phẩm khí trong giai đoạn
này thường là CH4, C2H6, CO, CO2, H2S, N2, H2.