Закономерности размещения и описание месторождений горючих сланцев

Горючие сланцы известны в Прибалтике, на востоке и северо-востоке Восточно-Европейской платформы, в Казахстане и Сибири. Наиболее изучены Прибалтийский бассейн и Поволжский район; значительные запасы содержит Оленёкский сланцевый бассейн на северо-востоке Сибирской платформы.

Среди месторождений горючих сланцев выделяют два типа:

  • образовавшиеся в морских условиях, но парагенетически связанные с угленосными фациями; площади распространения сланцев этого типа исчисляются тысячами квадратных километров (Прибалтийский и Оленёкский бассейны, месторождения Поволжья и Заволжья);
  • залежи среди угленосных формаций или залегающие совместно с угольными пластами, масштабы их небольшие.

Сланцевые бассейны связаны с крупными синеклизами.

описание месторождений горючих сланцев

Прибалтийский сланцевый бассейн занимает переходную зону от северо-западной окраины Восточно-Европейской платформы к южному склону Скандинавского щита. Слагающие фундамент бассейна кристаллические породы залегают на глубине 110 м у г. Таллина и погружаются к югу, а залегающие на них с размывом осадочные нижнепалеозойские породы представлены отложениями кембрия, сложенного морскими породами мощностью 100—250 м, и ордовика, представленного почти исключительно известняками, и лишь в нижней части разреза — песчаниками и сланцами общей мощностью 880—200 м, с которыми и связана сланценосность. Ордовик выражен всеми тремя отделами, которым соответствуют эландская, вируская и харьюская серии.

Эландская серия сложена песчаниками, перемежающимися с прослоями конгломератов, сланцами и глинами. В верхней части серии находится горизонт диктионемовых сланцев (или тирюсалукекая пачка) мощностью до 5 м (в северной части Эстонии). В южной и восточной частях бассейна он выклинивается. Вируская серия полностью сложена известняками, в средней части серии выделяется кукрузевский горизонт, содержащий промышленные пласты горючих сланцев — кукерситов, и выхвинский (невский) с отдельными пачками кукерситов.

Харьюская серия в основании сложена мелкокристаллическими известняками, не содержит прослоев горючих или диктионемовых сланцев. В южной части бассейна развиты карбонатные породы силура, на востоке — среднедевонские мергели, доломиты и глины; породы ордовика покрывают их трансгрессивно.

Палеозойские породы бассейна залегают спокойно, со слабым наклоном на юг. В северной части они вскрываются в неглубоких карьерах, в южной (на широте Чудского озера). погружаются на глубину до 100 м и глубже. В двух основных направлениях — в северо-восточном и северо-западном — палеозойские отложения пересекаются вертикальными трещинами. С системой трещин северо-восточного направления связано развитие редко встречающихся сбросов амплитудой не более 10—15 м. По трещинам других направлений сбросы не установлены. Нередко наблюдаются крупные закарстованные зоны шириной до 200 м, простирающиеся до 20 км и более. Глубина развития карстов различная, максимальная — более 100 м, что значительно ниже уровня моря.

В отложениях ордовикского возраста на территории Эстонии и Ленинградской обл. развиты две разновидности горючих сланцев: диктионемовые нижнеордовикского и кукерситы среднеордовикского возраста.

В настоящее время широко используются только кукерситы.

Кукерсит

Кукерсит представляет собой мергелистую породу желто-бурого цвета, обогащенную органическим веществом. Главными компонентами его служат образующие очень тонкую смесь органическое вещество (кероген), тонкозернистый обломочный (терригенный) материал и карбонат кальция. Содержание керогена в кукерситах 20—60%, карбоната кальция 15—60%, терригенного материала иногда 50%.

Кукерситы содержатся в кукрузеском и выхвинском горизонтах. Промышленное значение имеют сланцы кукрузеского горизонта, в котором разрабатываются пласты нижней части, так называемая промышленная пачка, мощность которой 15—30 м. Строение промышленной пачки сложное. На месторождении в Эстонии в ней выделяется шесть сланцевых слоев, обозначенных буквами; она же на месторождениях Ленинградской обл. разделяется на четыре слоя, обозначенных цифрами. Число и мощность слоев и всей пачки на месторождении непостоянны.

Наибольшая мощность — в центральной части бассейна в районе Кохтла-Ярве и р. Нарвы. К периферии бассейна, особенно в восточном направлении, число слоев и общая мощность промышленной пачки сланцев уменьшаются. Считается, что кукерсит произошел из остатков планктона, обильно заселявшего ордовикское море.

Качество сланцев зависит от количественного содержания в них органической части, что выражается и в изменении плотности от 1,2 до 2,7 г/см3. В свежем, только что добытом сланце 15—20% влаги. После высушивания на воздухе содержание ее падает до 2— 6%. Зольность в отдельных слоях 36—58%, серы 0,67—3% (в зависимости от обилия пиритсодержащих прожилков).

Теплота сгорания сухого сланца от 7068—8663 до 20 160 Дж/кг — для нижних пачек и 11 424—13 860 Дж/кг для верхних. Выход смолы на органическую массу составляет 60—67%, в пересчете на газ 12%, подсмольной воды 8% и полукокса 20%. При перегонке выделяется повышенное количество кислот и фенолов.

Перегонка сланцевой смолы дает разнообразные продукты, в том числе авиационный бензин, лигроин, дизельное топливо, продукты для получения пластмасс, дорожные битумы и др. Оставшаяся после сжигания минеральная часть горючих сланцев характеризуется вяжущими свойствами, способностью нейтрализовать кислотность почв и частично используется для изготовления строительных (в том числе вяжущих) материалов, минеральной ваты, пенобетона, а также материалов для удобрения почв.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *