Kerógeno
El kerógeno es materia orgánica sólida e insoluble en rocas sedimentarias . Compuesto por un estimado de 10 16 toneladas de carbono, es la fuente más abundante de compuestos orgánicos en la tierra, excediendo el contenido orgánico total de la materia viva en 10,000 veces. Es insoluble en solventes orgánicos normales y no tiene una fórmula química específica . Al calentarse, el querógeno se convierte en parte en hidrocarburos líquidos y gaseosos. El petróleo y el gas natural se forman a partir del querógeno. [1] El kerógeno se puede clasificar según su origen: lacustre (p. ej., algas ), marino (p. ej., planctónico ) yterrestre (p. ej., polen y esporas ). El nombre "kerógeno" fue introducido por el químico orgánico escocés Alexander Crum Brown en 1906, [2] [3] [4] [5] derivado del griego para "nacimiento de cera" (griego: κηρός "cera" y -gen, γένεση "nacimiento").
El aumento de la producción de hidrocarburos a partir de esquisto ha motivado un resurgimiento de la investigación sobre la composición, estructura y propiedades del kerógeno. Muchos estudios han documentado cambios dramáticos y sistemáticos en la composición del kerógeno en el rango de madurez térmica relevante para la industria del petróleo y el gas. Los análisis de kerógeno generalmente se realizan en muestras preparadas por desmineralización ácida con secado en punto crítico , que aísla el kerógeno de la matriz de la roca sin alterar su composición química o microestructura. [6]
El kerógeno se forma durante la diagénesis sedimentaria a partir de la degradación de la materia viva. La materia orgánica original puede comprender algas lacustres y marinas y plancton y plantas terrestres de orden superior. Durante la diagénesis, los biopolímeros grandes de, por ejemplo, proteínas , lípidos y carbohidratos en la materia orgánica original se descomponen parcial o completamente. Este proceso de descomposición puede verse como el reverso de la fotosíntesis . [7] Estas unidades resultantes pueden policondensarse para formar geopolímeros . La formación de geopolímeros de esta manera explica la granpesos moleculares y diversas composiciones químicas asociadas con el kerógeno. Las unidades más pequeñas son los ácidos fúlvicos , las unidades medianas son los ácidos húmicos y las unidades más grandes son las huminas . Esta polimerización generalmente ocurre junto con la formación y/o sedimentación de uno o más componentes minerales que dan como resultado una roca sedimentaria como el esquisto bituminoso .
Cuando el kerógeno se deposita al mismo tiempo que el material geológico, la sedimentación subsiguiente y el enterramiento o sobrecarga progresiva proporcionan presión y temperatura elevadas debido a los gradientes litostático y geotérmico en la corteza terrestre. Los cambios resultantes en las temperaturas y presiones del entierro conducen a cambios adicionales en la composición del kerógeno, incluida la pérdida de hidrógeno , oxígeno , nitrógeno , azufre y sus grupos funcionales asociados , y la subsiguiente isomerización y aromatización .Dichos cambios son indicativos del estado de madurez térmica del kerógeno. La aromatización permite el apilamiento molecular en láminas, lo que a su vez genera cambios en las características físicas del kerógeno, como el aumento de la densidad molecular, la reflectancia de la vitrinita y la coloración de las esporas (de amarillo a naranja, de marrón a negro al aumentar la profundidad/madurez térmica).
