phú các cấu tử C26-C30. ở giai đoạn MK1 (41%), giai đoạn MK2 đạt
cực đại C26-C30 (43,1%), tuy nhiên thấy xuất hiện C15-C20 (17,8%),
ở giai đoạn MK3 tăng phần C13-C20 (30,1%), giảm lượng C26-C30.
Chuyển sang giai đoạn MK4 phong phú các cấu tử C21-C25 (50,1%),
lượng hydrocacbon thấp phân tử C13-C20 (8,3%). Chuyển sang giai
đoạn AK1 đạt cực đại các cấu tử C21-C25 (59%) các cấu tử cao hơn
giảm mạnh, các cấu tử C13÷C20 ít thay đổi. Chuyển sang AK2 lại
đột biến lượng cấu tử C26-C35 tăng cực đạt (68,7%), giảm đáng kể
các cấu tử dưới C20 (1,1%). Đến giai đoạn MK3- 4 tăng phần hydrocacbon thấp phân tử (44,5%), giảm các cấu tử cao phân tử C26-C35 (28,6%).
Các đồng phân cũng phát hiện nhưng không ổn định (isoprenoide)
Tóm lại, sự biến đổi của các cấu tử n- alkan và isoprenoide không ổn định mà mang tính đột biến. Các hydrocacbon naftenic hoặc nafteno- aromatic cũng nghiên cứu chưa kỹ. Song trong giai đoạn MK1-2 thường phát hiện các cấu trúc fenantren với tương
quan như sau: Fenantren > naftalen ≥ chrizen. ở các giai đoạn
sau MK3 thành phần nafteno - aromatic tăng tới 70%, xuất hiện aromat 3 vòng và cao hơn trong nhân.
Tương quan thường gặp là fenantren ≥ naftalen > chrizen.
Sang giai đoạn MK4 giảm lượng aromat đa chuỗi, lượng cấu tử
aromat đa chuỗi trong giai đoạn chủ yếu sinh khí (MK5) lại tăng lượng cấu tử đa chuỗi và đặc trưng là 4 vòng benzen. Tương quan
lúc này là: Fenantren > chrizen ≥ naftalen. Sau giai đoạn chủ yếu
sinh khí lượng aromat đa chuỗi lại giảm, giảm lượng naftalen, fenantren và chrizen. Các cấu tử thấp phân tử không còn phát hiện.
* Các thành phần khí
Trong giai đoạn catagenez giữa và muộn và biến chất sinh ra
lượng khí đáng kể mà chủ yếu là CO2, N2, CH4. Có thể phân chia
theo chiều sâu thành 4 đới khí (bảng N: 4.4 và 4.5) - Đới trên là CO2- N2
- Tiếp đến là đới khí N2
- Xuống sâu hơn là N2- CH4
- Cuối cùng là đới khí mêtan
Đương nhiên ngoài các khí metan, còn có các khí hydrocacbon nặng khác như etan, propan và butan.
Khi nghiên cứu than mùn và các loại than ở các cấp biến chất khác nhau, Volte nhận ra rằng:
- Bitum và các loại hydrocacbon có giá trị cao nhất khi đạt
được mức Ro = 0.9%.
- Đồng thời ở mức biến chất thấp Ro = 0.2 ÷ 0.5% phổ biến
HC cao phân tử (C25÷C33) với ưu thế số lẻ. Nhưng khi đạt tới
mức biến chất cao hơn (Ro = 0.5 ÷ 1.3%) lại thấy phổ biến
<C20 và số lẻ mất dần.
- Còn ciclic diterpan của than nâu và than mùn vẫn còn
H.3.8 Mối quan hệ giữa Ro với các cấu tử hydrocarbon
nhưng chuyển lên than đá cũng mất (mức độ biến chất cao hơn).
Như vậy, sơ đồ chung về sự tiến hóa vật liệu hữu cơ từ khi lắng đọng đến giai đoạn biến chất có thể khái quát như sau: vật liệu hữu cơ trải qua ba giai đoạn chính: diagenez, catagenez và metagenez:
a. Giai đoạn diagenez: là giai đoạn tích lũy vật liệu hữu cơ
cùng với vật liệu vụn khóang của sét, bột, cát. Hàm lượng nước chiếm tới 60% trong trầm tích. Sau khi quang hợp bởi động thực vật. Các chất albumin, mỡ, hydratcarbon và lignin chuyển sang các axit amin và đường. Các chất này bao gồm hai phần: phần đầu là nguồn thúc ăn của vi khuẩn, phần còn lại polime hóa, trùng ngưng và chuyển sang các chất màu nâu tựa như axit humic và fulvic. Quá trình này diễn ra ở ranh giới nước và bùn đáy.
Trên cùng xảy ra quá trình khử oxygen. Trong cát kết, VLHC thường bị oxy hóa hòan toàn, còn sét chỉ bị oxy hóa một phần nhỏ. Ở đới này vi khuẩn ưa khí hoạt động mạnh làm giải phóng CO2 và
H2O.
Xuống sâu hơn là đới khử của vi khuẩn yếm khí. Chúng lấy O2
của sulphat và nitrat giải phóng khí H2S, N2, NH4 và CH4. Thực vật
bậc cao nếu được tích lũy ồ ạt, chưa kịp bị vi khuẩn phân hủy thì
được tích lũy chọn lọc thành lớp than mùn tương ứng với R0 = 0,25
%.
Ngay ở đới này xảy ra hình thành và lắng đọng các khóang vật tại sinh như sulfid sắt (pyrit), đồng, kẽm, chì, siderit,…. Ở đây kết thúc quá trình cơ học và sinh hóa. Các chuyên gia địa hóa như Tissot B. P và Velte D.H lại cho rằng đới này phải bao gồm phần sâu hơn, tức là cả phần hóa học của thời kỳ đầu catagenez – tức là phải kết thúc phần phân hủy hòan toàn các gốc hydroxyl (nhóm OH), axit – humic và carbonxyl (COOH). Các lớp trầm tích bắt đầu có sự gắn kết.
Song đa số các chuyên gia địa hóa lại cho rằng ở giai đoạn này đã xảy ra sự đứt vỡ hóa học một số mạch nhánh dưới tác động của nhiệt và các chất xúc tác nên phải đưa vào giai đoạn đầu của pha nhiệt – xúc tác và là giai đoạn đầu protocatagenez.