Особенности строения сланценосных отложений и качественная характеристика горючих сланцев Оленекского бассейна

23.03.2020

Сланценосная толща нижне- и среднекембрийского возраста, как уже отмечалось ранее, характеризуется чрезвычайно широким площадным распространением в пределах северо-востока Сибирской платформы. Эта толща, имеющая специфические литологические особенности, выделяется в свиту, называемую куонамской. По характеру распределения и количественному соотношению горючих сланцев и кремнисто-глинистых, известково-кремнистых и известково-глинистых пород эта свита подразделяется на нижнюю и верхнюю подсвиты (см. рис. 96).

Нижняя подсвита, содержащая многочисленные и нередко мощные пласты горючих сланцев, составляющие в сумме иногда около одной трети разреза, в большинстве изученных районов принадлежит ленскому и низам амгинского ярусов. В районе пос. Оленек эта подсвита имеет ленский возраст, в бассейне р. Куонамкн — амгинский, причем располагается не в самых низах разреза.

Верхняя подсвита сложена переслаивающимися маломощными (2—20 см) слоями и пачками кремнисто-глинистых, известково-глинистых пород и горючих сланцев. Во всех исследованных разрезах, кроме одного (район пос. Оленек), верхняя подсвита составляет большую часть амгинского яруса.

Приводимые ниже данные о характере строения сланценосной свиты получены в результате описания естественных обнажений по берегам рек. Несмотря на малое число изученных разрезов, распределенных к тому же неравномерно по площади, исключительная выдержанность состава куонамской свиты (см. рис. 96) дает основание считать, что в пределах всего бассейна строение сланценосной толщи не испытывает существенных изменений.

Породы куонамской сланценосной свиты состоят из ряда компонентов, среди которых выделяются кальцит, глинистый и кремнистый материал и органическое вещество. Кроме того, почти постоянно в большем или меньшем количестве присутствуют гидроокислы железа, сульфиды железа и терригенный материал. К горючим сланцам относятся породы, содержащие около 20—25% и более органического вещества и обладающие сланцеватой отдельностью.

Макроскопически горючие сланцы представляют собой темно-коричневую, серовато-коричневую, иногда черную очень тонкослоистую породу, легко расщепляющуюся на тончайшие пластинки. На поверхностях наслоений их нередко наблюдаются корочки вторичного гипса.

В сухом виде листоватые разности сланцев загораются от спички и горят сильно коптящим пламенем с резким запахом жженой резины.

Как показывает изучение горючих сланцев под микроскопом, они состоят в главной своей массе из алеврито-глинистого материала, постоянно содержат органическое вещество и незначительную примесь кремнезема, кальцита, гидроокислов железа. В некоторых случаях количество кальцита повышается до 20%.

Диагностика и определение количественного содержания каждого из упомянутых компонентов весьма затруднительны из-за сложного их распределения в породе. Можно лишь только сказать, что обломочная часть состоит в основном из угловатых зерен кварца и редко подчиненного количества листочков слюд. Кремнистый материал в большинстве своем очень слабо раскристаллизован. Однако на отдельных участках он раскристаллизован до кварца и тогда трудно отличим от терригенных зерен.

Глинистая фракция (<0,001 мм), как показывают специальные исследования, состоит из слабо двупреломляющих удлиненных чешуек гидрослюд.

Органический материал, представляющий собой коричневато-желтую, красновато-коричневую массу, образует отдельные скопления в виде неправильных линзочек или в виде участков клиновидной формы. Эти образования в большинстве своем располагаются ориентированно в виде линейно вытянутых полос, подчеркивая слоистость.

Известково-глинистые, кремнисто-глинистые породы содержат все вышеперечисленные составные части, нередко располагающиеся в виде ориентированных полос, что и определяет их обычное слоистое строение.

Кремнистые породы в преобладающей части состоят из слабо раскристаллизованной (скрытокристаллической) кремнисто-глинистой массы, заключающей волокнистые и со сферолитовой структурой разности халцедона, и постоянно содержат примесь органического материала, придающего ей темный цвет.

Вследствие того, что детально изученные разрезы сланценосной толщи располагаются друг от друга на значительном удалении, в настоящее время не представляется возможным увязать между собой отдельные пласты горючих сланцев. Поэтому ниже приводится описание каждого из изученных разрезов.

В пределах Оленекского сланцевого бассейна детально изучено несколько разрезов.

Первый располагается в районе пос. Оленек. Здесь в береговых обрывах р. Оленека наблюдаются выходы сланценосной толщи в полном ее объеме. Как показали исследования В.Я. Кабанькова и Р.Ф. Соболевской, проведенные в 1955 г., заслуживающие внимания отложения нижней подсвиты мощностью 8,5 м целиком принадлежат ленскому ярусу. Эта подсвита состоит из нескольких пластов горючих сланцев мощностью от 0,1 до 2 м, разделенных прослоями известняков и известково-глинистых пород. Наибольший интерес представляет самый нижний пласт горючих сланцев мощностью около 2 м. Строение этого пласта сложное: он содержит несколько маломощных (3—5 см) прослоев кремней, главным образом в нижней части, и стяжения темно-серых известняков в верхней части.

Два анализа штуфных проб, взятых из нижней половины пласта (табл. 195, обр. 1 и 7-а), свидетельствуют о довольно высокой теплотворной способности горючих сланцев. Качество сланцев верхней половины пласта из-за отсутствия анализов неизвестно. Судя по тому, что вверх по разрезу пластов обычно увеличивается содержание золы, следует ожидать ухудшения качества.
Особенности строения сланценосных отложений и качественная характеристика горючих сланцев Оленекского бассейна

Верхняя и большая часть нижней подсвиты сравнительно высоко насыщены прослоями кремней и известняков; горючие сланцы характеризуются повышенным содержанием золы (см. табл. 195, обр. 3 и 7a1).

Породы верхней подсвиты, относящиеся по возрасту к амгинскому ярусу, содержат многочисленные маломощные (2—10 см) прослой горючих сланцев. Их качество вследствие значительного содержания золы и карбоната (кальцита) сильно изменяется.

Второй детальный разрез сланценосной толщи составлен В.Е. Савицким в 1956 г. по р. Мал. Куонамке. В этом районе сланценосные отложения нижней подсвиты принадлежат двум ярусам — ленскому и самым низам амгинского.

Нижняя подсвита, относящаяся к ленскому ярусу, характеризующаяся здесь мощностью 5 м, содержит два пласта горючих сланцев. Нижний из них имеет 1,2 м и верхний 0,3 м мощности. Строение пластов простое, состоят они почти исключительно из листоватых горючих сланцев, имеющих наивысшую по сравнению с другими районами теплотворную способность (см. табл. 195, обр. 28°).

Элементарный состав сланцев (в % на органическое вещество) и качественная характеристика их приведены в табл. 196.

Амгинская часть нижней подсвиты мощностью 6 м содержит многочисленные пласты горючих сланцев. Мощность их изменяется в широких пределах, при наивысшей до 0,5 м. В этой части разреза заслуживают интереса три пласта по 0,5 м, два из которых располагаются в нижней части и один — в верхней части подсвиты. Анализ штуфных проб из двух нижних пластов показывает сравнительно высокую калорийность горючих сланцев при значительном содержании карбонатов (см. табл. 195, обр. 29н и 29°).

Верхняя подсвита куонамской свиты сложена главным образом маломощными (2—10 см) пластами горючих сланцев, заключенных среди известково-глинистых, известково-кремнистых и кремнистых пород, обогащенных органическим материалом. Лишь только в самой верхней части разреза верхней подсвиты наблюдаются пласты горючих сланцев (15—20 см), обладающие удовлетворительной теплотворной способностью (см. табл. 195, обр. 59).

По-видимому, из этой части разреза (самых верхов верхней подсвиты) взяты образцы сланцев (см. табл. 195 и 196), по результатам анализа которых они впервые были отнесены к категории горючих (4). Вероятно, из этой же части разреза взяты образцы Г. Э. Фришенфельдом (см. табл. 196, 197, обр. 1, 2).

По р. Бол. Куонамке нижняя подсвита слагает лишь только незначительную часть амгинского яруса. При этом мощность ее в два раза меньше по сравнению с рассмотренными разрезами и не превосходит 5 м (см. рис. 2). Здесь наблюдаются три пласта горючих сланцев, из которых два нижних мощностью 0,4 и 0,3 м имеют простое строение, а третий мощностью 1,5 м содержит несколько маломощных (2—5 см) кремнистых прослоев.

Данные анализа для первого снизу пласта приведены в табл. 195 (обр. 81-1). Качество третьего, верхнего, пласта невысокое, теплотворная способность горючих сланцев из этого пласта низкая (обр. 81-111). Следует отметить, что горючие сланцы данного района вообще характеризуются повышенным содержанием золы и карбоната и имеют худшее качество по сравнению с другими районами.

В бассейне р. Уджи (данные Б. И. Рыбакова, И.А. Соловьева и И.И. Грушевского) нижняя подсвита характеризуется мощностью около 15 м (см. рис. 96) и состоит из нескольких пачек сложного строения. Первая снизу, соответствующая по объему ленскому ярусу, заключает несколько пластов горючих сланцев, разделенных прослоями зеленовато-серых известняков мощностью 0,1—0,2 м. Пласты горючих сланцев различной мощности, изменяющейся в пределах 0,15—1,9 м. Самые мощные пласты (0,8 и 1,9 м) располагаются в средней части пачки. К сожалению, они не опробовались и потому качественная характеристика горючих сланцев осталась неизвестной. Судя по широкому развитию тонколистоватых разностей, обычно характеризующихся сравнительно высокой калорийностью, можно предполагать, что качество их будет не ниже, чем в районе пос. Оленек или на р. Мал. Куонамке.

Вторая пачка нижней подсвиты мощностью около 5,5 м содержит пять пластов горючих сланцев.

Первые два снизу пласта мощностью 0,3 и 1 м, разделенные зеленовато-серым известняком (0,8 м), характеризуются высокой зольностью и низкой калорийностью (см. табл. 198, обр. 401Б, 401Г).

Два верхних пласта мощностью 0,5 м каждый разделены зеленовато-серыми известняками мощностью 0,6 м. Анализ штуфной пробы из нижнего пласта показывает высокую теплотворную способность горючих сланцев, несмотря на сравнительно низкое содержание органического вещества (см. табл. 195, обр. 401Е). Валовые пробы из этих пластов также обладают сравнительно высокой (около 1900 ккал/кг) теплотворной способностью.

Верхняя подсвита, как и в вышерассмотренных районах, характеризуется низким содержанием и незначительной мощностью пластов горючих сланцев. Однако качество некоторых из этих пластов удовлетворительное. Так, например, пробы, взятые из нижней части разреза верхней подсвиты, где отдельные пласты горючих сланцев нередко достигают 0,1—0,2 м, имеют теплотворную способность 1666 и 1665 ккал/кг (см. табл. 195, обр. 401а и 401п1).

Пятый детальный разрез интересующей нас толщи изучен на р. Оленеке в среднем ее течении, в 45 км выше устья р. Некекита. В этом районе, по данным В.Я. Кабанькова и Р.Ф. Соболевской, нижняя подсвита представляет собой единую пачку мощностью около 16 м, нижняя часть которой принадлежит ленскому и верхняя амгинскому ярусам (см. рис. 2).

По всему разрезу этой подсвиты наблюдаются многочисленные маломощные прослои кремнистых, кремнисто-глинистых пород (2—10 см) и известняков (5—20 см), а также сравнительно мощные (до 0,5—1 м) прослои известково-глинистых пород.

Горючие сланцы рассматриваемого участка характеризуются низким качеством. Как показывают технические анализы трех штуфных проб, взятых из нижней и средней частей разреза сланценосной пачки, горючие сланцы характеризуются высокой зольностью и низкой теплотворной способностью, не превышающей 800 кал. Некоторый интерес представляет пласт мощностью 1,5 м, располагающийся в нижней части разреза подсвиты и содержащий незначительное количества кремнистых прослоев. Теплотворная способность горючих сланцев из; этого пласта достигает 1200 ккал/кг (обр. 83-1).

Большая часть отложений верхней подсвиты (около 24 м) сложена переслаивающимися маломощными слоями горючих сланцев (5—10 см), кремнистых пород (1—5 см), известково-кремнистых и известково-глинистых пород (2—20 см). Некоторые слои горючих сланцев главным образом в основании разреза характеризуются сравнительно высокой (до 1600 ккал/кг) теплотворной способностью. Большая же часть их имеет низкую калорийность (см. табл. 195, обр. 82-II, 82-III).

В низовьях р. Оленека (нижняя часть периклинали Оленекского поднятия), по данным Н.П. Лазаренко, проводившей здесь исследования в 1958 г., мощность куонамской свиты уменьшается до 25 м. При этом мощность нижней подсвиты, представляющей практический интерас, уменьшается до 7,5 м.

Характер строения рассматриваемой подсвиты (см. рис. 96), несмотря на изменение мощности, остается прежним. В основании ее выделяется 2-метровый пласт горючих сланцев. В верхней части подсвиты также наблюдается пласт горючих сланцев. Мощность его 1,7 м.

Верхняя подсвита имеет строение, аналогичное вышерассмотренным подсвитам в других районах сланцевого бассейна.

Специальных анализов горючих сланцев из указанного разреза не производилось. Однако некоторые косвенные данные, в частности наличие тонкоплнтчатых и листоватых разностей, особенно последних, обычно содержащих повышенное количество органического вещества, позволяют считать их не менее качественными, чем в смежных к западу и юго-западу районах.

Несколько ниже по течению р. Оленека от вышерассмотренного участка, в пределах западной части периклинали Оленекского поднятия, сланценосная толща почти нацело замещается известняками. Сохраняются лишь только два пласта горючих сланцев общей мощностью около 2,5 м, располагающихся в верхней части амгинского яруса. Один анализ из штуфной пробы этих горючих сланцев показал содержание органического вещества в количестве 15,64%, что несколько ниже обычного содержания для образцов с высокой теплотворной способностью.

Для юго-восточной части территории бассейна детальные описания разрезов сланценосной толщи отсутствуют. Судя по материалам В.А. Первунинского, проводившего исследования в 1950 г. в бассейне нижнего течения р. Муны, в сводовой части Мунского поднятия выходит только верхняя подсвита куонамской свиты. При этом она даже в деталях повторяет строение одновозрастных отложений ранее рассмотренных районов и содержит аналогичный комплекс фауны. Подобная близость в строении верхней части куонамской свиты, а также значительная выдержанность по простиранию нижней подсвиты дают основание полагать, что и в юго-восточной части бассейна характер сланценосности остается прежним.

Полученные за последние годы новые данные о строении сланценосной толщи и качестве горючих сланцев дают возможность внести некоторые коррективы в произведенный ранее подсчет запасов. И.М. Мигай, К.К. Демокидов, выполнившие в 1956 г. подсчет запасов горючих сланцев, принимали суммарную мощность пласта, равную 1,5 м. При этом вводился коэффициент, равный 0,3, исходя из того, что в числе 17 анализов, имеющихся к тому времени, только 7 представляли собой горючие сланцы. При этих условиях подсчета общие запасы по группе возможных достигают 111 млрд. т, при этом до глубины 300 м 30,4 млрд. т и на глубинах 300—600 м 81,3 млрд. т.

Из числа 17 вновь выполненных анализов 11 вполне отвечают условиям подсчета. Следовательно, необходимо выводить поправочный коэффициент, равный 0,6, что повышает общие запасы только при этих условиях не менее чем в два раза.

Необходимо внести коррективы и в определение средней мощности принятого к подсчету слоя горючих сланцев, увеличив его не менее чем на 71/3. Таким образом, возможные запасы горючих сланцев могут быть увеличены до 300 млрд. т. Горючие сланцы в пределах всего бассейна располагаются на глубинах не свыше 600 м. Однако полученные за последние годы новые данные позволяют внести некоторые исправления в распределение сланцев по зонам глубин. Так, например, в центральной (мульда Суханского прогиба) и южной частях бассейна глубина залегания их достигает 1200—1400 м. Эта площадь занимает не менее 500 тыс. км2. Площадь подсчета для глубин от 300 до 600 м составляет около 40 тыс. км2 на глубину до 300 м — 30—32 тыс. км2. Она примыкает непосредственно к выходам на поверхность сланценосной толщи и непрерывной полосой протягивается по западной, северной и восточной периферии рассматриваемого бассейна. Наибольшая ширина этой полосы на севере и востоке бассейна, наименьшая — на западе, где породы довольно круто погружаются на восток.

В заключение характеристики горючих сланцев нижне-среднекембрийского возраста необходимо отметить еще одну чрезвычайно важную их особенность. Как показывают спектральные и химические анализы, горючие сланцы содержат повышенные концентрации некоторых редких элементов, что само по себе ставит их в разряд заслуживающих самого пристального внимания. При этом устанавливается, что наивысшее содержание редких элементов приурочено к породам, наиболее обогащенным органическим материалом. Таким образом, можно полагать, что эти элементы связаны с органической частью породы и, следовательно, их распространение будет повсеместным в пределах рассматриваемого сланценосного бассейна.

Кроме горючих сланцев нижне-среднекембрийского возраста, в отложениях верхнего кембрия наблюдаются маломощные (до 10—15 см) пласты известково-глинистых пород, в различной степени обогащенных органическим материалом. Некоторые из них содержат до 30% органического вещества и обладают высокой теплотворной способностью. Так, образец 3848-6 содержит: Wа 1,4%; Aа 68,7%; Sаобщ 1,1%; СО2с 4,4%; Qба 2239 ккал/кг.

Практического интереса горючие сланцы верхнекембрийского возраста не представляют из-за небольшой мощности пластов, а также незначительности общих запасов.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2020
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна