Introducción

• La materia orgánica es un constituyente normal de las rocas sedimentarias.

• Es probable, que solo los sedimentos muy ricos en materia orgánica, hayan sido capaces de generar hidrocarburos.

• Las materias orgánicas se basan en la participación de residuos vegetales o de animales en el proceso químico bacteriano o de descomposición.

• Estos sedimentos cuyo origen fue las rocas organógenas, depositadas en medios donde no solamente existía una vida abundante, sino donde la mayor parte de la materia orgánica sedimentada quedó protegida de las acciones oxidantes y transformada en hidrocarburos, se clasifican en :

Introducción

– Sedimentos marinos ricos en plancton

– Sedimentos deltaicos, ricos en plancton y restos vegetales

– raramente, ciertos sedimentos lacustres

• Se trata de rocas de textura fina.

• Condición de la materia orgánica‾ Cantidad

‾ Calidad y tipo

‾ Madurez y evolución

Materia orgánica

Materia

orgánica Macromoléculas

De organismos

vivos

Pla

nta

s

Anim

ale

s

Contiene

Proviene Carbohidratos

Proteínas

Lípidos

Lignina

Ceras

Resinas

Pigmentos

Bio

polím

ero

s

Bio

monom

ero

s

Geopolim

ero

s

Kero

geno

Petró

leo y

gas n

atu

ral

Meta

genesis

La materia orgánica depositada en esta formada primordialmente por:

Factores

Factores que controlan la productividad de materia

orgánica

TERESTRE ACUATICA

Temperatura

Precipitación

insolación

Temperatura

Insolación (zona fótica)

Nutrientes

Etapas de maduración de la M.O.

Diagénesis

Catagénesis

Metagénesis

Al final de la diagénesis, la materia orgánica consiste, principalmente, en kerógeno

Diagénesis

Catagénesis

Metagenesis

Kerogeno

MEDIO

AMBIENTE

TIPO DE

KEROGEN

KEROGEN

FORM/MACERAL ORIGEN

Acuático

Terrestre

I

II

III

IV

Alginita

Kerogen

Amorfo

Exnita

Vitrinita

Inertinita

PETROLEO

Gas y algo de Petróleo

Principalmente

el Gas

Nada

Cuerpos de Alga

Restos de pequeñas

estructuras de origen algal

Pequeñas estructuras de material

planktónico, principalmente

de origen marino

Cubiertas de esporas y polen,

Cutícula de hojas y plantas

herbáceas

Fragmentos y pequeñas estruc-

turas de plantas fibrosas y le-

ñosas, materia húmeda coloidal

Restos leñosos reciclados y

oxidados

POTENCIAL DE

HIDROCARBURO

TIPOS DE KEROGEN, SU ORIGEN Y

POTENCIAL HIDROCARBURIFERO

Diagrama de Van Krevelen

Evolución y maduración de la M.O.

• Cuando la materia orgánica es sepultada sufre importantes

transformaciones físico-químicas controladas por, las condiciones

de temperatura y presión en el subsuelo hasta convertirse en

hidrocarburo.

• Los siguientes procesos marcan las tres principales etapas de

evolución térmica de la materia orgánica

PRESERVACION DE LA MATERIA ORGANICA

• La materia orgánica depositada en los sedimentos

esta formada primariamente por macromoléculas

provenientes de los organismos vivos:

carbohidratos, proteínas, lípidos, lignina y

subgrupos como ceras, resinas, pigmentos, etc. a

las que se puede llamar genéricamente

biopolímeros.

• La materia orgánica essintetizada por los vegetales,una pequeña parte sepreserva y se introduce en lossedimentos, lo cual es elorigen de los combustiblesfósiles: petróleo, gas natural,carbón, arenas y lutitasbituminosas.

• El aporte orgánico principalocurre en los vegetalessuperiores, regido por lascondiciones geográficas,particularmente por el clima(temperatura, lluvia, etc).

• En el mar el fitoplancton es elproductor primario.Comprende dos principalestipos de algas: las diatomeasy los dinoflagelados.

CONDICIÓN DE LA MATERIA

ORGÁNICA

Cantidad

Calidad y tipo

Madurez y evolución

COMPOSICIÓN DE LOS RESIDUOS

DE LAS PLANTAS

• Los tejidos de las plantas verdes están

constituidos en su mayor parte por agua, el

contenido de humedad varía de 60 a 90%,

siendo 75% un valor típico. Si estos tejidos se

secan, quitándoles toda el agua, el análisis de la

materia seca que queda muestra que, en base a

peso, la mayor parte (al menos 90 a 95 %) está

constituida por carbono, oxígeno e hidrógeno

(Figura 2).

Figura 2: Composición elemental de la materia organica.

Velocidad de

descomposición de los

distintos compuestos de

la materia orgánica

1. Azúcares, almidones

y proteínas simples

2. Proteínas complejas

3. Hemicelulosa

4. Celulosa

5. Grasas y ceras

6. Lignina y compuestos

fenólicos

TRANSFORMACIÓN DE LA MATERIA

ORGÁNICA

• MEDIO AERÓBICO

La descomposición: un proceso de oxidación. En

un suelo bien aireado todos los compuestos que

se encuentran en los residuos vegetales son

sujetos a oxidación. Debido a que la fracción

orgánica de los materiales vegetales está

mayormente compuesta por carbono e hidrógeno,

MEDIO ANAERÓBICO

• Los productos de la descomposición anaeróbica

incluyen una amplia variedad de compuestos orgánicos

parcialmente oxidados, como ácidos orgánicos,

alcoholes y gas metano

FORMACIÓN DE AMBIENTES ANÓXICOS

Balance Hidrológico Negativo

Nutrientes van para afuera del

lago/mar

Agua trae oxigeno de afuera

Mar Rojo, Mediterráneo

Balance Hidrológico Negativo

Entrada de agua dulce por la

superficie y de salada por el

fondo.

Haloclina permanente.

Mar Negro, Mar Báltico

FORMACIÓN DE AMBIENTES ANÓXICOS

ALTERACIÓN DE LA MATERIA ORGÁNICA

1. En la presencia de Oxígeno

Las bacterias aeróbicas usan el O2 para procesar la materia orgánica:

CH2O + O2 → CO2 + H2O

2. En la ausencia de Oxígeno

Para procesar la materia orgánica, las bacterias anaeróbicas usan:

El SO4 2- (Sulfato-reducción.

El O de la misma materia orgánica (Fermentación)

FACTORES QUE CONTROLAN LAS VELOCIDADES DE

DESCOMPOSICIÓN Y MINERALIZACIÓN

El tiempo necesario para completar

los procesos de descomposición y

mineralización (transformación de

sustancias orgánicas en

inorgánicas) puede variar desde

días hasta años, dependiendo

mayormente de dos factores

generales:

1. Las condiciones ambientales del

suelo.

2. La calidad de los residuos

agregados como fuente de alimento

para los organismos

Las condiciones ambientales

que conducen a una rápida

descomposición y

mineralización incluyen un pH

casi neutro, humedad del

suelo suficiente y buena

aireación (alrededor de 60%

del espacio poroso del suelo

lleno con agua) y temperaturas

cálidas (25 a 35ºC).

AMBIENTES FORMADORES DE

AMBIENTES ANÓXICOS

1. Grandes Lagos Anóxicos

2. Cuencas Marinas Restrictas

3. Áreas de Upwelling

4. Depresiones Restrictas en Mar Abierto

5. Océanos Abiertos Anóxicos

AMBIENTES FORMADORES DE

AMBIENTES ANÓXICOS

Lagos Profundos de clima húmedo y caliente.

Tanganika: profundidad máxima de ~1500 m y

condiciones anóxicas desde los 50m de profundidad.

1. GRANDES LAGOS ANÓXICOS

Ejemplo: Lago Tanganika

AMBIENTES FORMADORES DE

AMBIENTES ANÓXICOS

2. CUENCAS MARINAS RESTRICTAS

Ejemplo: Mar Negro

AMBIENTES FORMADORES DE

AMBIENTES ANÓXICOS

Mayores concentraciones de materia orgánica coinciden con áreas

anóxicas y no con áreas de alta bioproductividad

2. CUENCAS MARINAS RESTRICTAS

Ejemplo: Mar Negro

RESUMEN

La composición química del Kerógeno va a depender de la Materia

Orgánica original y de sus cambios durante la diagénesis.

Durante la Catagénesis se produce Kerógeno residual cada vez más

aromático y más pobre en H2. Al mismo tiempo se producen moléculas

pequeñas (bitúmenes), precursoras del petróleo y gas.

La composición química del Kerógeno define el tiempo de generación

de los HC's y el tipo de productos a obtener.

Los Kerógenos ricos en lípidos son propensos a generar HC's

líquidos, mientras que los que son pobres en lípidos generarán

principalmente gas