وبلاگ دانشجویان معدن MINING STUDENTS

اين کار در واقع ترکيبي است بين فرآيندهاي ژئوشيمي و هيدرولوژي.
ژئوشيمي آلي علم مطالعه پراکندگي، ترکيب شيميايي و بررسي سرنوشت مواد آلي در تاريخ زمين از حال تا زمان پيدايش حيات در زمين است. اين علم ترکيب مفاهيم زمين شناسي، شيمي و زيست شناسي است. بررسي در اين علم در مقياس بزرگ زماني انجام ميشود. مجموعه اي از شواهد ميکروسکوپي تا مولکولي براي بازسازي حوادث و اکوسيستم گذشته مورد استفاده قرار ميگيرد. در واقع در اين علم انرژي و محيط زيست نيز مورد توجه ميباشد.ژئوشيمي آلي شامل شناسايي و اکتشاف منابع انرژي فسيلي (نفت، گاز، شيل نفتي، ماسه هاي قيري، زغالسنگ)، مطالعه آلودگي وتوضيح آب و هواي حال و گذشته زمين است.
ژئوشيمي آلي مطالعه همزمان کليه فازهاي ژئوشيمي مواد آلي است. طيف وسيعي از موضوعات در علوم زمين شناسي به شيمي آلي وابسته است. اين علوم عبارت هستند از ژئوشيمي مولکولي و ژئوشيمي ايزوتوپي و همچنين علومي که در زمين شناسي با ژئوشيمي آلي مرتبط هستند شامل بيوژئوشيمي، ژئوشيمي زيست محيطي، اقيانوس شناسي شيميايي و آب شناسي ميباشند.
روشها و تکنيکهاي ژئوشيمي آلي اطلاعات ارزشمندي درباره نوع و منبع آلاينده هاي آلي، واکنش پذيري، توزيع و اثر متقابل آنها با مواد آلي طبيعي ميدهد. پارامتر اثر متقابل مواد آلي طبيعي همراه با اطلاعات حاصل از زمين شناسي و ژئوشيمي آب زيست محيطي براي بازسازي محيط زيست طبيعي کاربرد دارند.
با استفاده از ژئوشيمي آلي اطلاعات شيميايي و زمين شناسي براي درک بهتر فرآيندهاي فيزيکي و شيميايي توليد کننده هيدروکربنها، مهاجرت و تجمع آنها به کار ميرود.
ژئوشيمي آلي علم فرآيندهاي ارگانيسمها و ارگانيسمهايي است که مدت زمان کوتاهي در زمين زندگي ميکنند. ژئوشيمي آلي شامل مطالعه رسوبات اخير براي تشخيص چرخه هاي کربن، تغييرات آب و هوا و فرآيندهاي اقيانوسي ميباشد. همچنين اين علم عبارت از مطالعه رسوبات قديمي، براي درک بهتر منشا و منبع ژئوشيمي نفت ميباشد.

ژئوشيمي به مطالعه توزيع و مقدار عناصر شيميايي موجود در سنگها، کانيها، خاکها، سيالات و گازهاي زمين ميپردازد. ژئوشيمي آلي دربرگيرنده شيمي کربن است. شيمي کربن اساس زندگي است. ژئوشيمي معدني شيمي کليه عناصر را شامل ميشود. ارگانيسمهاي زنده ماده اوليه نفت و زغالسنگ (سوختهاي فسيلي) هستند. اين مواد اساساً از کربن و هيدروژن (يعني مولکولهاي هيدروکربني) تشکيل شده اند.

ژئوشيميدانان با مطالعه فاکتورهاي شيميايي که بر منشا، مهاجرت و تجمع مواد هيدروکربني اثر ميگذارد، احتمال وجود مخازن نفتي که در حوضه هاي رسوبي تشکيل ميشوند را تعيين ميکنند. آنها با مطالعه آلتراسيونهاي شيميايي، مانند فرآيندهاي کاني شناسي که طي وکنش متقابل سنگ/آب شکل ميگيرد، خصوصيات سنگهاي مخزني متخلخل را مشخص ميکنند. آنها امکان شرايط محيط زيستي را بررسي ميکنند و اين شرايط را با معدنکاري و احتراق زغالسنگ (با اندازه گيري مقدار، توزيع و تحرک پذيري عناصر زغالسنگ) مورد مقايسه قرار ميدهند. به اين ترتيب ژئوشيميدانان با تعيين تاريخچه دمايي واحدهاي سنگي موجود در حوضه ها، تحول حوضه هاي رسوبي را مشخص ميکنند.
نفت از آلتراسيون پيشرفته مواد آلي به کروژن طي فرآيندهاي زيستي، شيميايي و فيزيکي (دياژنز) تشکيل ميشود و طي مراحل مختلف آلتراسيون دمايي (کاتاژنز و متاژنز) کروژن به نفت تبديل ميشود. زغالسنگ از مواد آلي زميني (گياهان) بوجود مي آيد. نهشته هاي تورب با استفاده از گرما و فشار ايجاد شده با گذشت زمان و با دفن شدن در زير چينه هاي مختلف به زغال تبديل ميشود. متان لايه هاي زغالي در سازندهاي زغالي ، گاز طبيعي توليد ميکند. به اين ترتيب زغالسنگ هم منبع و هم سنگ مخزن است. ويژگيهاي نفت و زغالهاي متفاوت به نوع ماده اوليه آلي، تاريخچه دمايي و فاکتورهاي متفاوت زيستي، اکولوژي و ژئوشيمي بستگي دارد.

ژئوشيمي آلي مطالعه مولکولهاي آلي موجود در محيطهاي طبيعي (مانند آب، خاک، رسوبات)، سنگها و سوختهاي فسيلي (مانند نفت، زغالسنگ و گاز) ميباشد. در اين زمينه بيشتر فرآيندهاي مولکولي مورد توجه قرار ميگيرد و براي حفظ و انتقال مواد آلي زيستي که به طبيعت بازنمي گردند و در ژئوسفر باقي مي مانند، بررسي ميکنند. مفاهيم ژئوشيمي آلي با علوم زمين و زيستي مانند شيمي توليدات زيستي، اقيانوس شناسي، ژئوشيمي ايزوتوپي، علوم خاک و بيوژئوشيمي مرتبط هستند.
اطلاعات ژئوشيمي آلي از تغييرات وزن مولکولي مواد مرکب مانند ليپيدها و پوليمرهاي زيستي با استفاده از ابزارهاي شيميايي آناليزي بدست مي آيد. اين مولکولهاي آلي معمولاً داراي فسيلهاي مولکولي قابل توجهي هستند. با استفاده از خصوصيات اسکلتهاي کربني، حضور گروههاي وابسته به آنها و ترکيب ايزوتوپهاي کربن پايدار، ميتوان اطلاعات لازم درباره محيطها، آب و هواي گذشته، تحولات بيوزيستي و دياژنز پي برد. به عنوان مثال، حضور رنگدانه هاي خاصي (از مشتقات isorenieratane) نشانه زوني است که داراي نور بوده و دچار کمبود اکسيژن شده است وهمچنين اطلاعاتي جزيي درباره شرايط ستون آب در هنگام نهشته شدن در اختيار دانشمندان قرار ميدهد. تغيير ساختماني مولکولهاي آلي بلوغ مواد آلي در سنگ را مشخص ميکند و به اين ترتيب ميتوان ميزان توليد نفت و گاز را پيش بيني کرد.

تاريخچه ژئوشيمي آلي:
ژئوشيمي آلي در علوم زمين شناسي به طور رسمي، حدود 40 سال پيش شناخته شد. ژئوشيمي آلي باعث تولد شاخه جديدي به نام ژئوشيمي نفت شد. اولين همايش ژئوشيمي نفت در ژوئن 1959 در کنفرانس نفت جهان در شهر نيويورک برگزار شد. پس از آن کنفرانس Gordon با عنوان منشا نفت در سال 1963 در مدرسه تيلتون در شهر نيوهمشاير تشکيل شد. درنوامبر سال 1960 بخش ژئوشيمي آلي در دنور کلرادوي آمريکا تشکيل شد. در حدود سال 1961 اين بخش به عنوان يکي از مهمترين قسمتهاي انجمن ژئوشيمي شناخته شد.
در سپتامبر 1962، اولين همايش بين المللي ژئوشيمي آلي در ميلان ايتاليا برگزار شد. تا به حال 20 همايش بين المللي در شهرهاي مختلف دنيا برگزار شده است که آخرين مورد شهر نانسي فرانسه در سپتامبر 2001 بود. کنفرانس Gordon فقط مختص ژئوشيمي آلي است و از سال 1968 آغاز شده است و هر سال در شهر نيوهمشاير تشکيل ميشود. مجله ژئوشيمي آلي در سال 1977 توسط Breger به چاپ رسيد.

ژئوشيمي مواد آلي شاخه اي از ژئوشيمي است كه مواد آلي نقش اساسي را در ان ايفا مي كنند . به طور كلي اين شاخه از علم زمين به شيمي مواد آلي ( شامل ژئوشيمي مولكولي و ايزوتوپي ) زمين شناسي، بيوژئوشيمي ، زمين شناسي زيست محيطي ، اقيانوس شناسي شيميايي و هيدرولوژي مي پردازد

ژئوشيمي مواد آلي همچنين سرنوشت مواد آلي را ( طبيعي و يا مصنوعي ) در زمين مشخص مي سازد .
همچنين به :
•چرخه كربن جهاني وديگر چرخه هاي عناصر
•تاثير تكامل حيات بر روي چرخه كربن
•توليد مواد بيوژنتيكي و تركيب شيميايي آنها
•چينه شناسي ايزوتوپي و مولكولي
•ابقا و نابودي مواد آلي رسوبي در محيط هاي مختلف
•دگرساني حرارتي و بيولوژيكي در رسوبات محيط هاي مختلف
•گازهاي گل خانه اي و تغييرات آب و هوايي
•تاثيرات انسان بر روي چرخه ژئوشيميايي و تغييرات آب و هواي جهاني
•عوامل موثر بر رفتار مواد آلوده كننده در محيط زيست

آزمايشات بسياري از جنيه ژئوشيميايي آلي برروي نفت، زغال سنگ و رسوبات انجام گرفته است و از آزمايشات آنها نتايج زير به دست آمده است .
•مقدار كربن آلي
•مقدار توليد پتانسيل نفت
•بالغ بودن
•محيط رسوب گذاري
•سو ومقدار مهاجرت هيدروكربن
•نوع و منشا انباشته هاي هيدروكربن هاي موجود در رسوبات

 نمونه:

پيروليز و اكسيداسيون توسط دستگاه “Rock-Eval” :

• تعيين پارامترهاي پيروليزي
• تعيين درصد ماده آلي در سنگ (TOC)
• تهيه لاگ ژئوشيميايي
• تعبير و تفسير نتايج بررسي هاي اوليه

سنگ شناسي ميكروسكوپي مواد آلي:

• تخليص کروژن از نمونه هاي رسوبي
•  اندازه گيري درصد انعكاس نور از ماسرال ويترينيت
• طبقه بندي كروژن
• آناليز عنصري كروژن
• تعيين اندكس تحول حرارتي
• مطالعات فلورسانس زايي مواد آلي 

مطالعه ميكروسكوپي سيال هاي حبس شده در سنگ:

• تعيين ميزان دما و فشار در زمان رسوبگذاري مينرال
• تعيين تركيب سيال هاي  قديمه و دياژنتيکي 
• بررسي نحوه مهاجرت نفت و پرشدن مخزن

مطالعات كاني هاي رسي:

• جداسازي کاني هاي رس و انجام Treatment مربوط به آن 
• تشخيص كليه كاني هاي موجود توسط اشعه ايكس
• اندازه گيري ضريب تبلور ايليت و کائو لينيت 
• تعبير و تفسير كاني هاي رسي
• محاسبه مقدار درصد کاني ها و تعيين ميزان بلوغ

شيمي آلي:

• استخراج مواد آلي
• تعيين برشهاي مختلف هيدروکربوري(SARA)
• تعيين ضرايب شيميايي حاصل از کروتوماگرافي گازي
• تعيين پارامترهاي حاصل از آناليز کرماتوگرافي گازي طيف سنجي جرمي
• تطابق نفت با نفت و نفت با سنگ منشأ

آناليز حوضه و مدل سازي:

• مدل سازي حوضه ها بصورت يك بعدي، دوبعدي و سه بعدي
• بازسازي تاريخ حرارتي حوضه ها
• تعيين زمان زايش نفت، مهاجرت و به تله افتادن آن
• بررسي وجود نفت در مناطق نفتي شناخته شده و شناخته نشده