Estudi dels marcadors de conques altament reductores

Abstract

El treball descrit en aquesta tesi té com a objectiu l'estudi de la matèria orgànica soluble de conques geològiques reductores amb un elevat contingut en sofre. Els estudis previs de geoquímica orgànica endegats en conques reductores posen de manifest que els biomarcadors sofrats són de gran importància per a la descripció dels paleoambients, donat que reflecteixen els biocompostos funcionalitzats, que, d'altra forma s'haurien alterat. Per aquest estudi s'han seleccionat quatre conques sedimentàries que destaquen de forma significativa per la seva anoxicitat, així com, per haver experimentat una important sulfato- reducció. Les conques escollides són: Orce, Ribesalbes, Mequinensa i Organyà.<br/><br/>La conca d'Orce és d'origen lacustre i de tipus endorreica, data del Plio-Plistocè (1-5 milions d'anys) i es localitza al nord de la província de Granada. El seu interès rau en el descobriment d'importants jaciments paleontològics amb restes antropogèniques.<br/><br/>La conca de Ribesalbes també és lacustre i endorreica, pertany al Miocè mitjà (Serraval·là, de 12 a 13 milions d'anys) i es situa a l'oest de la província de Castelló. A principis d'aquest segle s'hi van explotar les pissarres bituminoses mitjançant tècniques de piròlisi.<br/><br/>La conca de Mequinensa igualment és d'origen lacustre i de caràcter endorreica, pertany a l'Oligocè superior (Catià, al voltant dels 30 milions d'anys) i es localitza al sud del Sistema dels Monegros, a la província de Lleida. La importància d'aquesta conca es deu a l'explotació de lignits molt rics en sofre.<br/><br/>La conca d'Organyà és d'origen marí i data del Cretaci inferior (més de 100 milions d'anys). Es situa a la província de Lleida, a la comarca de l'Alt Urgell. Els materials que formen aquesta conca constitueixen una roca mare de petroli.<br/><br/>Els objectius d'aquest treball són:<br/><br/>1. L'anàlisi dels biomarcadors per a la determinació de l'origen de les aportacions de la matèria orgànica que reberen les conques estudiades, caracteritzant-ne les contribucions més significatives.<br/><br/>2. La descripció de les condicions paleoambientals que donaren lloc a aquests dipòsits sedimentaris.<br/><br/>3. L'avaluació de la maduresa de la matèria orgànica.<br/><br/><br/>La tesi comença amb una introducció on es descriu la singularitat de cada conca, es continua amb les descripcions geològiques i petrogràfiques, tot localitzant les mostres estudiades a la columna estratigràfica. Després, es mostra l'anàlisi elemental de la matèria orgànica, per prosseguir amb la descripció dels biomarcadors apolars i polars: en primer lloc es descriuen els compostos acíclics, lineals i ramificats, tot començant pels compostos hidrocarbonats, després els oxigenats i finalment els sofrats; en segon lloc, els biomarcadors cíclics, començant pels diterpenoides i continuant amb els triterpenoides, amb especial rellevància dels esteroides i els hopanoides, i finalment, els oleanoides, ursanoides i lupanoides. Cal destacar la identificació de més d'una vintena de nous biomarcadors identificats per primera vegada en aquesta tesi. La descripció de les conques finalitza amb les conclusions sobre els aports de la matèria orgànica, l'ambient deposicional i la maduresa.

The aim of this thesis is the study and characterization of the soluble organic matter in sulphur rich geological basins. The previous studies carried out on reducing sedimentary basins show the significant presence of organic geochemical biomarkers with sulphur, which are very relevant for the description of the paleo-environment conditions of the sedimentation, since they reflect the presence of biological compounds very well preserved.<br/>For this study four sedimentary basins of Spain have been selected due to their anoxicity and also for having suffered an important sulphate-reduction process. The selected basins are: Orce, Ribesalbes, Mequinensa and Organyà.<br/><br/>The basin of Orce is of lacustrine origin, it belongs to the Plio-Pleistocene period (1 to 5 million years) and it is located to the north of the province of Granada. Its interest comes from the fact that there are important palaeontology deposits with anthropogenic rests.<br/><br/>The basin of Ribesalbes also is also of type lacustrine and belongs to the Miocene period (Serravalià, 12 to 13 million years). It is located to the west of the province of Castellon. At the beginning of XX century the bituminises shales were extracted in order to obtain oil with techniques of pyrolisis.<br/><br/>The basin of Mequinensa is also of lacustrine origin and belongs to the upper Oligocene period (Catià from around 30 million years) and is located to the south System of the Monegros, in the province of Lleida. The importance of this basin is due to the high sulphur content of the lignite that is formed in this place.<br/><br/>The basin of Organyà is of marine origin and dates from the lower Cretaceous (more than 100 million years). It is located in the province of Lleida, in the region of the Alt Urgell. The materials that form this basin constitute a oil source rock.<br/><br/>The items of this work are:<br/><br/>1. The analysis of biomarkers for the determination of the origin of the contribution of the matter organic.<br/><br/>2. The description of the paleoenvironmetal conditions that gave rise to these sedimentations deposits.<br/><br/>3. The evaluation of the maturity of the organic matter.<br/><br/><br/>The thesis is divided into nine chapters: The study begins with a general geological description to go on with the analysis of the paleoconditions of the environmental deposition that favour the preservation of the organic matter. Subsequently, after that, there is an accurate geochemical description of each basin. The results of this work show that the Orce basin is characterized by type I querogen and, the Ribesalbes basin is of type I-S kerogen, the Organyà basin is of type II-S and the Mequinensa basin is of type III-S querogen. The study ends with the conclusions on the contributions of the organic matter, the depositional environment and the maturity. In the case of the Organyà basin only non polar fractions have been studied, due to the little presence of polar compounds, attributed to the high maturity of the organic matter. Finally, there is also a compilation of biomarkers identified for the first time in this thesis, indicating in its case if their biological precursors.