Умумий ва тарихий геология

31-§. ЧЎКИНДИ ЖИНСЛАР ДИАГЕНЕЗИ
Биз юқорида Ер шарида қуруклик ва сувдаги ҳар хил геологик процесслар натижасида хилма - хил чўкинди ётқизиқлар ҳосил бўлишини кўриб чикдик. Бу чўкиндиларни текшириш ва кузатишлар шуни кўрсатадики, улар кучли босим ва юқори температура таъсир этмасада бир неча физик - химиявий процесслар бўлиб туради, натижада, бир турдан иккинчи турга утади, бу д и а г е н е з деб аталади. Маълумки, чўкинди жинсларнинг ҳажми энг майда (коллоид) эритмалардан то энг катта харсанг тошгача бўлади. Яна шуни ҳам айтиш керакки, қуруқликдан сувга келтириб ташланган чўкинди ётқизиқлар орасида сувда яшовчи ҳайвон, ўсимликларнинг қолдиқлари ва бактериялар (гил, ил, чўкинди орасида) ҳамда эриган минераллар, турли газлар бўлиб, улар чўкиндилар билан чамбарчас боғлиқдир. Денгиз-кўл шароитида ҳосил бўлувчи чўкинди ётқизиқлар қатлам- қатлам бўлиб ётади. Ташқи муҳит билан алоқаси бўлмаган денгиз - кўл чўкиндиси қатламлари бир хил шароитда ҳосил бўлса, дарёнинг аллювиал чўкиндилари бошқа хил шароит — қуруқликда хосил бўлади. Диагенез процессида денгиз - кўл чўкиндилари билан уни ўраб олган муҳит ўртасидагн физика - химиявий мувозанат бузилади. Натижада оддий чўкиндидан қаттиқ тоғ жинси ҳосил бўлади. Бу ҳолатда чўкиндн таркибидаги моддалар аввало ўзаро, сўнг ўраб олган муҳит билан химиявий реакцияга киришади.
Н. М. Страховнинг (1948—1951) фикрича, чўкиндиларнинг ўзгариши диагенези қуйидаги процесслардан иборат бўлади: а) чўкиндиларнинг қайта кристалланиши; б) коллоидларнинг ҳосил бўлиши; в) конкрециялар ҳосил бўлиши; г) чидамсиз минераллардан янги физика-химиявий шароитга мослашган минераллар ҳосил бўлиши; д) чўкиндиларнинг таркибий қисмларининг ўзаро химиявий реакцияга киришиши (оксид бирикмаларининг органик моддалар таъсирида қайтарилиши, бикарбонатларнинг карбонатларга айланиши, лимонитнинг сидеритга айланиши ва х,к.). Чўкинди ташқи муҳит билан реакцияга киришиши натижасида: а) чўкинди таркибида чидамсиз минераллар эриб кетади ва улар ўрнини сувда эрувчи тузлар олади; б) янги ҳосил бўлган минераллар чўкинди таркибига ташқи муҳитдан кириб келади; в) дигидратация ёки гидратация (сувланиш) процесси рўй беради; д) чўкинди цементланади.
Денгиз чўкиндилари қанчалик майда заррачалар (ил - гил)дан иборат бўлса, уларда диагенез шунча яхши тарақкий этади. Масалан, биргина кварцдан иборат бўлган денгиз қумида диагенез процесси жуда суст бўлади ва у устки қатламдан ўтувчи эритма ҳисобига уни цементлайди, холос. Карбонатли ил жинсларида СаСО₃ қисман эрийди ва кайта кристалланади. Диагенез процессида денгиз тагида—балчиқ орасида яшовчи бактерияларнинг аҳамияти ҳам катта. Бактериялар таъсирида чўкинди жинслар орасидаги органик моддалар, углеводородлар тез парчаланади ва янги химиявий бирикмалар ҳосил бўлиши учун қулай шароит вужудга келади. Масалан, гил жинсида хальцедон, альцит рудалари ҳосил бўлади.
Чўкинди жинсларда янги минералларнинг ҳосил бўлиши учун кислота, газ (С0₂) ёки ишқорларнинг оз - кўплиги ҳамда унда эркин кислороднинг бўлиш- бўлмаслиги мухим омил ҳисобланади. Эркии кислороднинг чўкиндида бўлиши қуйидаги омилларга: 1) денгиз чўкиндиларида сувнинг юқоридан пастга, пастдан юқорига ҳаракатига; 2) чўкиндида органик моддаларнинг бўлишига; 3) чўкинди жинс синиқларининг катта - кичиклигига боғлиқ. Органик модда кўп бўлганда темир сульфатлари ҳосил бўлади, эркин кислород кўп бўлганда оксидланиш рўй бериб темир оксиди (Ғе₂0₃-2Н₂О), оксидланиш камроқ бўлганда глауконит (тахминий таркиби (К, Са, Nа)<1
(А1,Ғе, Х₃+Ғе²-Ь,Мg)₂-[(ОН₂]Аl₀,₃₅ Si₃,₆₅О₁₀), нейтралда эса сидериг (ҒеСО₃) хосил бўлади.
Демак, диагенез процессида табиий шароит ўзгариши билан бир минерал иккинчи минералга айланади. Бунда чўкиндиларнинг навбатма - навбат тўпланиши ҳам муҳим аҳамиятга эга. Оксидланиш шароитида ётқизилган биринчи қатлам иккинчи устки қатлам остида қолади ва қайтарилиш реакцияси шароитида янги минерал ҳосил бўлади. Бу шароитда олтингугурт карбонат ангидрид газ таъсирида темир ҳамда марганец оксидлари бошқа бирикмага айланади. Диагенез процессининг иккинчи босқичи эпигенез бўлиб, бунда химиявий реакция янада кучлироқ бўлади, натижада яна янги минераллар, масалан, хлориг, эпидот, титанли минераллар ҳосил бўлади. Диаганез ва эпигенез процессинн ўрганиш давом этмоқда. Бу эса ўз навбатида Ер ичида метаморфизм процессига учрагунга қадар ҳосил бўладиган рудали (мис, қўрғошин, рух, уран) ва рудасиз (қаҳрабо (янгарь), нефгь, газ, фосфорит, озокериг) фойдали қазилмалар ҳосил бўлиши процессини олиндан айтиб беришда катта роль ўйнамоқда.
Каустобиолитлар — кўмир ва нефтнинг ҳосил бўлиши. Қуёшдан ер юзасига жуда кўп иссиқлик келиб туради. Бу иссиқлик энергияси бутун дунёдаги ёқилғидан олинадиган иссиқлик энергиясига қараганда 1000 баравар ортиқдир. Шунинг учун ҳам Қуёш энергияси ер юзида асосий ҳаёт манбаи ҳисобланади.
Ер шаридаги физик, химиявий ва биологик процесслар Қуёшдан ер юзасига келадиган иссиқлик энергияси туфайли юз беради. Қуёш энергиясининг бир қисми шу процессларга сарф бўлади, бир қисми бошқа ҳолга ўтиб сақланади. Қуёш энергияси Ер планетасининг тарихида кўмир, нефгь ва газ ҳолида ер бағрида тўпланади. Ер пайдо бўлгандан бери унинг қатламларида жуда кўп кўмир ва нефгь тўпланган. Кўмир конлари бир ёки кўп қатламлн бўлади, қатламларнинг умумий қалинлиги баъзи конларда 100 м дан ошади (Оҳангарон, Шарғун, Донбасс кўмир конлари), баъзиларида бир неча м бўлади.
Кўмир қатламларини ўрганнш шуни кўрсатадики, қадимги дарахтларнинг танаси кўплаб тўплана бориб чўкинди қатламлар орасида қолиб кетади ва улар юқори босимда сиқилиб чала ёниб кўмир ҳамда кўмирли қатламларни ҳосил қилади.
Кўмирни ўрганнш унинг таркибида гоҳо ўсимликларнинг ҳамма қисми—шаббалари, илдизи ҳамда поялари сақланиб қолганини кўрсатади. Бу ўсимлик қолдиқлари гумусли (чириндили) кўмирни ҳосил қилади, Кузбасс ва Донбассдаги кўмир шулар жумласидандир.
Гумусли кўмирдан ташқари, сапропел кўмири деб аталувчи кўмир (богхед, кеннел) ҳам бор. Булар юқорида айтганимиздек, ботқоқлик ва кўлларнинг чуқур ерларида пайдо бўлади. Бу кўмирнинг таркибида қуйи табақа ўсимлик қолдиқлари (сув ўтлари) ва ҳайвон (планктон) қолдиқлари кўп учрайди. Москва ёни ҳавзасидаги сапропел кўмири тошкўмир даврида ҳосил бўлган.
Кўмир конларининг петрографик ва химиявий таркибини ҳамда ер қатламлари орасида ётиш шароитини ўрганиш, Ер шаридаги ҳамма қазилма кўмирлар ботқоқлик ва кўлларда ҳамда денгиз соҳилларидаги эстуарийда тўпланган ўсимлик қолдиқларидан пайдо бўлганлигини кўрсатади.
Нефть кишиларга қадимдан (6000—7000 йил илгари) маълум бўлиб, ундан асфальт, цемент ва ёқилғи сифатида фойдаланиб келинган. Археологлар берган маълумотларга қараганда қадим замонлардан нефтдан деярли яхши фойдаланилмаган. Бу вақтларда нефтни унча чуқур бўлмаган (10 м) қудуқлардан челаклаб олиб мешларга солинган ва керак жойларга олиб борилган. Шунингдек, газ ҳам кишиларга қадимдан маълум бўлган, лекин ундан одамларни динга итоат эттириш мақсадида фойдаланганлар. Бунинг учун тўртбурчакли иморат қуриб, унинг тўрт чеккасига труба қўйиб, газ йиғилган. Бу тўртта трубага олов ёқиб газни кун бўйи ёндириб қўйганлар.
Бу ҳодисани кўрган кўпчилик кишилар илоҳий кучга ишонган. Бу ходиса албатта ёриқлардан газ ер бетига чиқиб турувчи жойлардагина бўлади.
Лекин кишилик жамияти ривожланиб, фан ва техника тараққий этгач, табиатдаги тоғ жинслари, минераллар ва органик дунёни ўрганишга ҳамда ундан фойдаланишга тобора кенг имконият туғилди.
Нефть кўп соҳада ишлатиладиган бўлиб қолди. Шуни ҳам айтиш керакки, агар нефть ва унинг маҳсулотлари тугаб қолгудай бўлса, халқ хўжалигига катта зарар етиши мумкин. Ҳозирги замон илғор фани нефть ва газни ўрганиш сохасида жуда кўп илмий ишлар олиб бориб ниҳоятда қимматли натижаларга эришди. Нефть саноати асосан XIX асрнинг иккинчи ярмидан бошлаб. тез ривожланди. Денгиз ва океан тагидан топилган нефть, газ конлари шулар жумласидандир бу тўғрида олдинги темада батафсил айтилган.
Нефть ва газнинг айрим хусусиятлари. Табиий газ ва нефть таркиби жиҳатидан бир-бирига жуда яқин бўлиб, иккаласи ҳам углерод билан водород бирикмасидан таркиб топган. Лекин уларнинг физик хоссаси ҳар хилдир.
Нефть табиатда суюқ ҳолда учрайди. Нефтнинг ранги қора ёки қўнғир бўлиб, ундан керосин ҳиди келади, нефть сувдан енгил.
Табиий газ кислород билан қўшилса, портлаб кетади. Газнинг керосин ёки бензинга ўхшаш ғалати ҳиди бўлади.
Табиий газ асосан метандан (СН₄) иборат, Метан углеводородларнинг энг оддийси бўлиб, унинг молекуласи бир атом углероддан ва тўрт атом водороддан иборат. Табиий газ рангсиз, ҳаводан енгил, ёнувчандир; 1 м³ газ ёнганда 3000 калория иссиқлик беради.
Табиий газ. таркибида углеводороддан ташқари, турли аралашмалар—азот, карбонат ангидрид ва бошқалар бор. Бу аралашмалар газ сифатини бузади ва унинг иссиқлик бериш қобилиятини пасайтиради. Нефтнинг физик хоссаси газга нисбатан бошқачароқ, у кўп молекулали қуюқ, углеводородлардан.ташкил топган.
Нефть ва газнинг ҳосил бўлиши. Нефть ва газнинг ҳосил бўлиш сабабини аниқлаш фаннинг энг қийин ва муҳим масалаларидан биридир. Бироқ бу проблема фақат илмий аҳамиятгагина эмас, балки бевосита амалий аҳамиятга ҳам эгадир. Бундай қазилмаларнинг пайдо бўлишини билмай туриб, уларнинг ер остида жойлашиш қонуниятларини билиб бўлмайди ва уларни излаб топиш ҳам қийинлашади.
Нефть ва газнинг қандай ҳосил бўлганлигини аниқлаш масаласи қийин бўлганлигидан, бу тўғрида ҳозирча ягона назария йўқ. Бироқ шунга қарамай, кўпгина тадқиқотчиларнинг зўр бериб изланишлари натижасида ҳозирги пайтда нефть ва бошқа қазилмаларнинг ҳосил бўлиши ҳақида бирмунча аниқ ва тўғри назариялар яратилди. Баъзи назарияларга кўра нефтъ ва газ' кўл ҳамда денгиз тагига чўккан тирик организмлар қолдиғидан пайдо бўлган. Олимларнинг кўпчилиги ана шу назария тарафдоридирлар.
Океан ва денгизларда жуда хилма - хил ҳайвон ва ўсимликлар ҳаёт кечиради. Бу хайвонлар орасида улкан кит ва кашалотлардан тортиб кўз илғамайдиган микроорганизмларгача бор. Булар ўзидан жуда кўп органик моддалар ажратади. Сув планктони деб аталувчи микроорганизмлар айникса кўп моддаларни синтез қилади. Олимларнинг ҳисобига кўра, барча шарт - шароитлар мавжуд бўлган тақдирда биргина сув планктонлари 8 кун ичида бугун ер массасига тўғри келадиган насл бериши мумкин.
Бундан ташқари, сувга (анорганик моддалар—қум, гил ва шу кабилар билан бирга) куруқликдан турли органик моддалар тушади ва улар ҳам қисман сув остига чўкади. Сув ва қуруқликдаги тирик организмлардан хосил бўлган бундай органик моддаларнинг бир қисми бошқа жониворларга озуқа бўлади. Бу моддаларнинг яна иккинчи қисми сувдаги эриган кислород билан оксидланади, озроқ қисми сув остига чўкиб, қуруқликдан келган минерал заррачалар билан бирга сув ости лойқасини ҳосил қилади. Бу лойқа кўл остидаги ёки умуман сув тагидаги қорамтир чўкиндининг ўзига ўхшайди.
Гил билан аралашган органик моддалар 6у ердаги кислородсиз шароитда яшовчи анаэроб бакгериялар билан кайта ишлана бошлайди.
Органик моддалар чўкинднларнинг таркибида бир хил бўлмайди. Улар кўпроқ гилдан, озроқ оҳактош ва қумдан иборат бўлади.
Бири иккинчиси устига қатламланиб босилиб ётувчи жинслар кўпайиб борган сари қатламлардаги босим ва температура хам орта боради. Юз ва минглаб м чуқурликда босим юз атмосферагача етади, температура эса бир неча ўн даража кўтарилади.
Гил таркибидаги органик моддалар юқори (60°—100°) температура ва босим таъсирида аралашиб, жуда ўзгариб кетади. Бу процесслар натижасида органик моддаларнинг мураккаб молекулаларидан оддий молекулалар, жумладан углеводород, газсимон суюқ ва каттиқ водород молекулалари ажралиб чиқади.
Баъзи тахминларга кўра, нефть ва газ гилли чўкиндилар орасида вужудга келади.
Нефть ва газ тарқоқ органик моддалардан ҳосил бўлади. Умуман айтганда, нефть билан газни ҳосил қиладиган жинслар таркибида органик моддалар анча кам бўлиб, 1—2% дан ошмайди; жинснинг қолган қисмини эса гил, қум ва шу кабилар ташкил этади. Жинслар таркибидаги органик моддаларнинг ҳаммаси эмас, балки уларнинг фақат бир қисмигина нефть ва газга айланади.
Демак, бундай жинслардан нефть ва газ қидирнш мақсадга мувофиқдир.
Гилда ҳосил бўлган ва ундан тарқоқ ҳолда сийрак жойлашган нефть ва газ кўп йиллар мобайнида сиқилиб, ғовакли жинслар орасига жойлашган. Бу ғовак қатламлар газ ва нефтни йиғувчи қатламлар бўлиб, нефть билан газ ҳосил бўлган жойдан пастда ёки юқорида бўлади.
Нефть ва газ ғовакли ёки дарзли қатламга тушгандан сўнг ҳам бир жойдан иккинчи жойга силжиб харакатланиб туради. Масалан, бирор труба олиб, уни қум билан тўлдириб, унга сув ёки нефть қуйилса, бунда суюқлик қум қатламидан ўтиб, труба тагига оқиб тушади. Бунга сабаб, қумдаги бўшлиқлар бир - бири билан қўшилиб кетади. Суюқлик ёки газ бўшлиқлар орқали қум қатламидан ўтиб кетади. Нефть ва газ бирор тўсиққа ёки тузокқа дуч келгунга қадар ёнлама миграция давом этаверади. Шундай тўсиқларга дуч келгач, шу ерда тўплана бориб кон ҳосил қилади. Шулардан структура тузоқлари кўпроқ учрайди, улар билан кўпгина нефть ва газ конлари боғлиқдир. Худди юқоридаги идишдагидек бу ерда ҳам тузоқнинг юқори қисмида газ, ундан сўнг нефть ва энг пастда сув жойлашади.
Нефть ва газ конида учрайдиган тузоқ ернинг тектоник структураси билан боғлиқ бўлгани учун структура тузоғи дейилади. Табиатда нефть ва газ жойлашган бошқа хил тузоқлар—стратиграфик, литологик ва ҳоказолар хам учрайди.
Нефть конлари ўтмишда тасаввур этилганидек, суюқликнинг ер остидаги дарё ёки кўллари эмас, балки улар билан тўлган ғовакли қатламнинг бир қисмидир. Агар нефть ва газ сақланувчи қаватнинг устидаги қатламларда дарз ғовак бўлса, у вақтда нефть ва газ ер юзасига чиқиб кетиб нефть муми (озокерит), асфальт ва бошқа моддалар ҳосил бўлади.
Нефть ва табиий газ конлари бир қатламли ва кўп қатламли бўлади. Кўп қатламли ерларда 2—3 тадан тортиб ўнлаб нефть ва газли қатламлар бўлиб, улар устма - уст жойлашади ҳамда биридан иккинчисига нефть ва газ ўтмайди. Озарбайжондаги Биби - Эйбет, Фарғона водийсидаги кўп конлар, Қизилқумдаги конлар қатлами конларга мисол бўла олади.
Ўзбекистондаги энг йирик Газли конидаги газ олтита қалин қумли ва қумтош қатламдан чиқади ва айрим қудукларда эса озроқ нефть борлиги ҳам аниқланган. Ўзбекистон жанубида катта газ кони (Жарқоқ) топилди ва фойдаланишга топширилди.
Нефть ва газ конларини қидириш усуллари. Ер пўстида жойлашган нефть ва газ конларини қидириб топиш жуда мураккаб ишдир. Бу ер пўсти тузилишини мукаммал ўрганишни ва ҳозиргн замон илғор фани ва техникасини кенг кўламда кўллашни талаб этади. Бунинг учун геологлар аввало, ер ости сирларини билиб олишга интиладилар, олинган маълумотлар асосида мўлжалланган маълум раёон ёки областнинг ер ости тузилишини ўрганиб унинг қадимий географиясини (палеогеографиясини) тиклайдилар. Бу маълумотларга таяниб, қайси жойда иефть ва газ хосил бўлиши учун қулай шарт - шароит мавжуд бўлганлигини ва хатто, бу шароит ер остининг қайси давр ётқизиқлари билан боғлиқ эканлигини ҳам белгилаб берадилар. Бироқ бу усул билан кадимги геологик даврларда нефть ва газ ҳосил бўлиши мумкин бўлган катта ўлка ёки геологлар тили билан айтганда, нефть ва газ бўлиши мумкин бўлган катта ҳавза белгиланади, холос. Бу нефть ва газ кони топилди, деган сўз эмас. Нефть ва газ конини топиш учун геологлар бу ўлкада кенг масштабда бурғлаш ишларини олиб борадилар.
Геологлар нефть ва газ конларини қидиришнинг «Антиклиналь назариясини» яратдилар. Йирик совет геологи академик И. М. Губкин (1950) антнклиналь назарияни химоя қилган олимлардан биридир. Бу назарияга кўра, нефть сувга нисбатан енгил суюқлик бўлгани учун ғовак қатламнинг юқорироқ қисмида, яъни антиклиналнинг гумбазида жойлашади. Сув оғирроқ бўлгани учун қатламнинг пастки қисмида, яъни синклиналларда жойлашади.
Нефть саноатннинг кейинги йиллардаги тараққиёти бу назариянинг тўғри эканлигини тасдиқлади. Газ ва нефть кўпроқ антиклиналь бурмаларда топилгани учун бундай бурмаларни излаб топиш геолог-нефтчиларнинг асосий вазифаси бўлиб қолди.
Нефть ва газ қидирувчи геологлар қуйидаги уч нарсага эътибор берадилар: а) маълум ўлкада қадимий геологик вақтларда нефть ва газнинг ҳосил бўлиши учун қулай шароит бўлганлигини белгилаш; б) бу ўлканинг ер остида яшириниб ётган, баъзан ер бетига бўртиб чиққан структураларни, яъни антиклиналларни топиш (антиклиналлар баъзан жуда катта бўлади, уларнинг бўйи ва эни бир неча ўн километрга етади; в) зич ётқизиқлар орасидан ғовак қатламларни—коллекторларни топиш.
Мана шу масалалар ҳал бўлгандан сўнг геологлар нефть ва газ бўлиши мумкин бўлган антиклиналларда чуқур бурғу қудуқларни ковлай бошлайдилар.
Ер остидаги ғовак қатламлар ва антиклиналь структуралар геологик съемка, геофизик ва геохимик кидириш усуллар билан аниқланади.
Геологик съёмкада ер ости тузилиши кўпинча ер юзига чиққан ҳар хил жинсларни аниклашдан бошланади. Ер юзасини синчиклаб ўрганиб, қатламларнинг ёши, йўналиши, ётиш бурчаги ва тарқалган майдони аниқланиб топографик картага туширилади. Ернинг ички қисмидаги қатламларнинг геологик тузилишини аниқлаш ва палеотектоник текшириш, қатламлар қалинлигини аниқлаш усуллари, айниқса, геофизик текшириш усуллари кон топишда муҳим роль ўйнайди. Геологик съёмка усулида яхшилаб тузилган геология картаси ҳар қандай геологик қидирув ишларида асосий қўлланма ҳисобланади.
Нефтни излаб топишда кейинги вақтларда Ўзбекистонда академик О. М. Акрамхўжаев (1961—1971) томонидан кашф этилган усул кенг қўлланилмокда. Бунга кўра ер ости сувларидаги эриган органик моддалар—углерод ва фенол миқдорига караб шу қатламларда нефть ва газ конлари бор ёки йўқлиги аниқланади.
Баъзан геологларга табиатнинг ўзи ҳам ёрдам беради. Дарё водийлари ер юзасини чуқур кесиб (емириб) ўтади. Шунда жуда кўп қатламлар очилиб, кўриниб колади. Бу билан геологларнинг шу участка ҳақида тўғри фикр юритиши учун имкон туғилади. Баъзи жойларда шамол ва сув қари тоғ жинс қаватини антиклиналь структураларини емириб ва ювиб кетади, бунинг натижасида структуралардаги қатламлар очилиб қолади. Геологлар бундай участкаларни мукаммал текшириб, қатламларнинг ёши ва характерига қараб антиклиналларнинг қандай жойлашганлигини аниклайдилар, улардаги қатламларнинг йўналиши ва букилган шаклларни белгилайдилар, нефть ҳамда газ конларини излаб топадилар. Кейинги йилларда (1970—1980) нефть ва газ конларини қуйи мезозой қатламларда ҳам борлиги маълум бўлади.
Ўзбекистонда хам қуйи мезозой (триас ва юра), юқори палеозой (карбон ва пермь) ётқизиқларини текшириш бошланди.