Природные битумы
ГРУППА ПРИРОДНЫХ БИТУМОВ
Битумами в геологии принято называть природные органические соединения, по происхождению связанные с нефтью. В их состав входят различные компоненты — преимущественно углеводороды, образующиеся при процессах анаэробного изменения содержащихся в органических остатках жиров и жироподобных веществ (т. е. при процессах битуминизации),
а также продукты последующего изменения (окисления, полимеризации) углеводородов. Важнейшие компоненты битумов разделяются на четыре группы: масла (уд. вес <1,0), смолы, асфалътены и карбоиды (уд. вес >1). Масла и смолы хорошо растворимы почти во всех органических растворителях; асфалътены растворимы лишь в сероуглероде — CS2, а карбоиды практически нерастворимы. Смолы — продукты окисления ма-сел; асфалътены содержат кроме кислорода также серу; карбоиды — углеродистые вещества, бедные водородом. Соотношение этих компонентов в битуме определяет видовую принадлежность породы и главные ее свойства.
По своей консистенции природные битумы делятся на твердые (большинство) и жидкие (включая полужидкие). Ниже следует описание некоторых основных типов природных битумов. Малораспространенные жидкие битумы — малъты (продукты окисления нефтей в поверхностных условиях, похожие по внешнему виду и свойствам на тяжелые нефти) здесь не рассматриваются.
Озокерит
Название от греч. о'?со — издаю запах, xripog— воск. Сй- ноним — горный воск.
Характерные признаки. Структура аморфная, текстура однородная. Состоит в основном из твердых углеводородов парафинового и церезинового ряда; в подчиненных количествах (до 40%) могут присутствовать также более легкие масла, смолы и асфалътены. Содержит углерода 84—85%, водорода — 14—15%, суммы кислорода, азота и серы — 1,5—2% и более. Цвет черный, бурый до светло-желтого или зеленовато-белого. Имеет консистенцию твердого тела или пластичен (воскоподоб- ный). Твердость низкая (с трудом, но царапается ногтем). Излом зернистый, иногда занозистый. Уд. вес 0,85—0,97. При 50—100°С плавится на огне, воспламеняется и сгорает без остатка ярким коптящим пламенем. Растворяется в большинстве органических растворителей.
Условия образования и нахождения. Заполняет поры проницаемых пород —. коллекторов (пропитка) или трещины (жильный озокерит). Совместно с озокеритом встречаются парафинис- тые нефти, киры, некоторые асфальты. Образуется в результате кристаллизации из нефти ее тяжелых фракций, что может быть вызвано быстрым удалением (по трещинам) растворенных в нефти газов. Изменения озокерита на поверхности выражаются в его окислении. месторождения озокерита известны в Ср. Азии (Ферганская долина), в Карпатах, на о. Челекен (Каспийское море).
Диагностика. От других сопутствующих битумов и нафтидов отличается по консистенции и отношению к органическим растворителям.
Практическое значение. Применяется в лакокрасочной про-мышленности как заменитель пчелиного воска, в строитель- ве — в качестве гидроизоляционного материала, в медицине — для лечения заболеваний суставов и т. п. Основное применение — для изготовления церезина, обладающего многими ценными свойствами: водонепроницаемостью, кислото- и щелоче- упорностью, пластичностью, высокой электросопротивляемостью, способностью образовывать на поверхности предметов тончайшие защитные пленки и т. д.
Кир
Название тюркского или иранского происхождения.
Характерные признаки. Структура аморфная, текстура однородная; массивная (для твердых разностей породы). Состав: масел — 20—40%, асфальтов и смол — 45—50% и твердых углеводородов — 0—10% (редко до 25%), углерода — 80— 85%, водорода — 10—11%, суммы кислорода, азота и серы — 2—11%. Цвет темно-коричневый до черного. Блеск матовый или смолистый. Консистенция твердая до полужидкой. Излом у «твердых» киров раковистый. Уд. вес около 1 или чуть больше. Температура плавления «твердых» киров часто превышает 100°.
Условия образования и нахождения. Пропитывает пористые горные породы (закированные породы), образует покровы, заполнение трещин, натеки у нефтяных источников и выходов озокерита. Сопровождается парафинистыми нефтями и озокеритом. Является продуктом испарения и окисления (осмо- ления) легких (малосмолистых) нефтей при процессах их выветривания в местах естественных выходов нефтей на поверхность. На дневной поверхности устойчив. Встречается в большинстве нефтеносных районов, где развиты легкие парафинистые нефти (главным образом в Ср. Азии; см. озокерит).
Диагностика. Хорошая растворимость в большинстве органических растворителей, часто полужидкая консистенция, уд. вес около 1, горючесть, условия залегания.
Практическое значение. Не имеет. Появление киров на выходах нефти указывает на нарушение изоляции нефтяной залежи, начинающей вследствие этого портиться.
Асфальт
Название от греч. асгсроЛтод — смола.
Характерные признаки. Структура аморфная; текстура однородная, массивная (для «твердых» разностей). Состав: масла —¦ 30—65%, смолы — 30—50%, асфальтены — 5—40%, углерод— 78—87%, водород—9—11%, сумма кислорода, азота и серы — 3—13%. Цвет черный и темно-коричневый. Блеск тусклый или матовый. Консистенция: густая вязкая жидкость либо почти твердое тело (режется ножом), хрупкое или вязкое (пластичное). Излом (у «твердых» разностей) раковистый или полураковистый, реже неровный. Температура плавления 50— 60°. Горит (до полного сгорания) ярким коптящим пламенем и при этом плавится. Уд. вес 1,0—1,2. Полностью растворяется в большинстве органических растворителей.
Условия образования и нахождения. Залегает в виде асфальтовых озер, натечных покровов, выполнения трещин («жилы») и пор в породах; образует выпоты на естественных выходах нефти. Является продуктом окисления тяжелых (беспарафиновых) нафтеновых нефтей. При окислении переходит в асфальтит — твердую породу, более богатую асфальтенами, содержащую карбоиды. Встречается на Сахалине (Нутово), в Узбекистане (Уч-Кизылское месторождение).
Диагностика. Отличается от других битумов по консистенции, удельному весу, растворимости в органических растворителях.
Практическое значение. Применяется в строительном деле как гидроизоляционный материал, для дорожных покрытий, в лаковой промышленности, в электротехнике (изоляционный материал); заменитель каучука, сырье для изготовления клея и замазки («морской клей»); светочувствительные разности используются для репродуцирования.
