有機物を多く含む堆積岩

有機物を多く含む堆積岩は、相当量（3%超）の有機炭素を含む特定の種類の堆積岩です。 ^{[1] [2]} 最も一般的な種類には、石炭、亜炭、オイルシェール、または黒色頁岩が含まれます。^{[2]有機物は岩石全体に分散して均一な暗い色を与え、および/または}タール、ビチューメン、アスファルト、石油、石炭、または炭素質物質 として個別に存在する場合があります。有機物を多く含む堆積岩は、他の堆積「貯留層」岩石に蓄積する炭化水素を生成する根源岩として機能する場合があります^[2]（オイルサンドと石油地質学を参照）。潜在的な根源岩は、内部から利用可能な炭素を追い出す能力を持つあらゆる種類の堆積岩です（石灰岩は根源岩の典型的な例です）。優れた貯留岩は、高い空隙空間可用性を持つあらゆる堆積岩です。これにより、炭化水素が岩石内に蓄積され、長期間保存されます (砂岩は一般に優れた源岩になります)。浸透性の高い貯留岩は、内部の炭化水素を簡単に抽出できるため、業界の専門家にとっても興味深いものです。ただし、炭化水素貯留システムは「キャップ ロック」なしでは完成しません。キャップ ロックは、多孔性と浸透性が非常に低い岩石ユニットで、炭化水素が上方に移動しようとすると、その下のユニット内に閉じ込められます。

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  化石貝殻を含む砂岩

有機炭素は、太古の生物学的堆積物（地質学者はこれをケロジェンと呼んでいます）に由来し、この有機物質は鉱物や岩石の破片とともに堆積岩に埋もれています。^{[2] [3]}埋没時の温度と圧力が物質の続成作用に影響し、物質が石油に変わるかどうかを決定します。化石を含む有機炭素は、現代の環境、川、土壌、そして最終的には海洋全体に存在することができます。このプロセスは非常に長い時間スケールで発生し、化石を含む有機炭素が環境に放出される主要なメカニズムの1つとして機能します。

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  堆積岩に保存された有機物の残骸

数十年にわたり、海底に堆積した有機物を豊富に含む堆積層の大部分は、3つの環境変数、すなわち有機物質の投入、堆積速度、深海の酸素化量の副産物であると考えられてきました。これらの変数は、堆積時の気候、海流、海面によって空間的および時間的に結びついています。^{[2] [4]}変数またはそれらを結び付けるパラメータが変化すると、今日表面に見られるように、異なる堆積物が生成されます。この情報に関する知識は、どの堆積物が経済的に生産的に利用できるかを推測できるため、商業企業の間で高く評価されています。以前の方法論の逆を使用することで、これらの堆積物をプロキシとして使用し、古気候、以前の海洋循環サイクル、過去の海面、および堆積物の生成を引き起こした変数の相互関係の割合などの情報を推測できます。^[2]この情報は地球科学者にとって非常に貴重であり、地球が最終的に現在の状態を形成するに至った過去のプロセスを再構築するのに役立つ可能性がある。

しかし、最近の研究に基づくと、これらの結果はもはや完全には実行可能ではありません。たとえば、現代の無酸素環境である黒海のケーススタディでは、完新世に十分な有機物がこの地域に供給されていたにもかかわらず、水柱の下層での無酸素状態だけでは、大量の有機物に富む堆積物が生成されないことが示されています。したがって、新しい理論では、水柱の上層にある「一次生産者」が、大陸縁辺環境における炭素に富む堆積物の堆積の大部分の原因であると考えられています。^[2]白亜紀の海洋循環モデルに関する研究に基づいて、条件は現在と比較的類似していたものの、海洋には水柱に影響を与えるはるかに激しい流れがあったことがわかりました。^{[5]新しい考えでは、これらの海流は微小な海洋一次生産者の}ブルームによって遅くなり、海底に有機物に富む堆積物が定着し、今日存在する経済的に生産性の高い黒色頁岩層の多くが生成されたと考えられています。今日に至るまで、これは学者や商業企業によって熱心に研究されているテーマです。

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  イギリス、コーンウォールのすぐ南で発生した藻類の大発生の例。

細菌は石油の根源岩の生成に大きく寄与していると考えられている。しかし、細菌バイオマーカーの存在量は必ずしも堆積性有機炭素への相対的な寄与を反映するわけではないことが研究で示されている。^[6]堆積岩中の細菌は現在、石油などの化石燃料の生産にわずかな寄与しかしていないと考えられている。堆積物の残骸に対する細菌の再加工は極めて重要であるため、その重要性を無視することはできない。細菌バイオマス自体は炭素質岩中の全有機炭素のわずかな構成要素に過ぎないかもしれないが、特定の細菌は堆積過程の初期段階で有機物の分解を助けることができる。細菌の寄与が最小限であるというアイデアの多くは、一部の堆積岩中の炭素の同位体研究に起因する可能性がある。^[要出典]このような結論に達するには、多数の多様な堆積現場の研究が必要である。細菌種は無数にあり、各有機根源岩はこれらの細菌と異なる相互作用をする可能性がある。このため、堆積岩への炭素の添加が細菌の影響によって起こる可能性をすべて排除することはできません。状況はそれぞれ異なり、細菌の種類も環境も異なります。石油源に存在する細菌バイオマーカーの豊富さとそれが総有機炭素に与える影響を解釈する際には、顕微鏡的研究と分子的研究を組み合わせて検討する必要があります。

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