Месторождения горючих сланцев ордовикского возраста

11.11.2020

Месторождения ордовикского возраста расположены вдоль южного берега Финского залива на протяжении более 300 км и образуют так называемый Прибалтийский сланцевый бассейн (рис. 125). С разработкой и использованием сланцев этих месторождений связано развитие крупной сланцевой промышленности

Горючие сланцы о Прибалтийском бассейне известны уже более 250 лет. Ho только с 1945 г в бассейне начались систематические разведочные работы (С.С. Бауков, Гавизов), изучение состава и свойств горючих сланцев и научение способов их рационального использования.

Прибалтийские горючие сланцы в настоящее время используются главным образом для получения бытового газа и жидкого топлива, отходы (зола) — как сырье для производства строительных материалов, а также для изготовления термоизоляционных материалов — минеральной ваты и пенобетона.

Стратиграфия. Прибалтийский сланцевый бассейн занимает переходную зону от северо-западной окраины Русской платформы к южному склону Скандинавского щита. Слaгающие фундамент бассейна кристаллические породы залегают на глубине 110 м у т. Таллина и погружаются к югу. Залегающие на них о размывом осадочные нижнепалеозойские породы представлены отложениями кембрия, сложенного морскими, преимущественно латеральными образованиями мощностью 100—250 м, и ордовика, сложенного почти исключительно известняками, и лишь в нижней части разреза представлены песчаниками и сланцами общей мощностью 80—200 с которыми и связана сланценосность.

Ордовик представлен всеми тремя отделами, которым соответствуют эландская, вирусная и харьюская серии.

Эландская серия сложена песчаниками, перемежающимися с прослоями конгломератов, сланцами и глинами. В верхней части серии находится горизонт диктионемовых сланцев (или тирюсажская пачка) мощностью до 5 м (в северной части Эстонии). южной и восточной частях бассейна он выклинивается.

Вирусная серия полностью сложена известняками; в средней части серии выделяется Кукрузевский горизонт, содержащий промышленные пласты горючих сланцев — кукерситов и выхвинский (невский) с отдельными пачками кукерсита.

Харьюская серия в основании сложена мелкокристаллическими известняками, резко отличными от известняков среднего ордовика и не содержит прослоев горючих или диктионемовых сланцев В южной части бассейна развиты также карбонатные породы силура, на востоке — среднедевонские мергели, доломиты и глины залегающие трансгрессивно на породах ордовика.

Тектоника. 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 — северо-восточном и северо-западной — палеозойские отложения пересекаются вертикальными трещинами. С системой трещин северо-восточного направления связано развитие сбросов. Сбросы встречаются редко и амплитуда их не превышает 10—15 м. По трещинам других направлений сбросы не наблюдаются.

Нередко встречаются крупные закарстованные зоны шириной до 200 м, простирающиеся до 20 км и более. Глубина развития карста различная, максимальная — более 100 м, что значительно ниже уровня моря.

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

В настоящее время широко используются только кукерситы. Диктионемовые сланцы из-за их большой зольности и низкой теплоты сгорания не представляют промышленного интереса.

Диктионемовые сланцы представляют собой плотную слоистую породу темно-бурого цвета, содержащую 10—25% органического вещества. Мощность пласта на западе 4,8 м, к востоку уменьшается до 0,9—0,3 м.

В органическом веществе диктионемовых сланцев содержится меньше углерода и водорода, чем у кукерситов, и значительно большие азота. Это указывает, что исходным материнским веществом для образования диктионемовых сланцев служили не только растительные организмы, но и животные.

В среднем диктионемовые сланцы содержат в органическом — веществе углерода 59—69%, водорода — 5—8%, кислорода 17,34%, азота — 2,0—3,6%, серы — обычно 2—3%. Теплота сгорания сухого топлива 1200—1600 ккал/кг, органического вещества — 7000—7500 ккаг/кг, выход смолы 2—3,5%.

Кукерситы содержатся в сукрузеском и выхвинском горизонтах. Промышленное значение имеют сланцы кукрузеского горизонта в котором разрабатываются пласты нижней части, так называемая «промышленная пачка», мощность которой от 15 до 30 м. Промышленная пачка имеет сложное строение. На Эстонском месторождении в ней выделяется шесть сланцевых слоев, которые имеют буквенные обозначения; она же на месторождениях Ленинградской области разделяется на четыре слоя, имеющие цифровые обозначения (рис. 126).

Число и мощность слоев и всей пачки на месторождении непостоянно. Наибольшая мощность в центральной части бассейна районе Кохтла-Ярве и p. Hapва. К периферии бассейна, особенно в восточном направлении, число слоев и общая мощность промышленной пачки сланцев уменьшается (рис. 127).

А.Я. Аарна н X.Т. на основании изучения геохимических условий сланцеобразования считают, что кукерсит произошел из остатков планктона, обильно заселявшего ордовикское море. Накопление отмиравшего планктона происходило очень медленно, и для образован и я промышленной пачки кукерсита мощностью 3 м потребовалось 600—750 млн. лет.

Качество сланца зависит от количественного содержания в нем органической части, что выражается и в изменении удельного веса сланцев от 1,5 до 2,7.

Свежий, только что добытый сланец содержит влаги 15—20%. После высушивания на воздухе содержание ее падает до 2—6%. Зольность для отдельных слоев колеблется (в основном за счет изменения содержания известковых включений) от 36—42 до 52—58%. Содержание серы также колеблется от 0,67 до 3% в зависимости от содержания пиритизированных прожилков. Теплота сгорания сухого сланца колеблется от 1700—2500 до 3700— 4800 ккал/кг для нижних пачек и от 2700 до 3600 ккал/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 выделки пластмасс, дорожные битумы и т. д.

Остающаяся после сжигания минеральная часть горючих сланцев обладает вяжущими свойствами и способностью нейтрализовать кислотность почв и частично используется для изготовления строительных, в том числе вяжущих, материале» и для удобрения почвы.

Горнотехнические условия. Горнотехнические условия при разработке сланцев карьерами при небольшой глубине залегания последних благоприятны, так как водоносность четвертичных отложений незначительна, пьезометрический же уровень подземных вод находится ниже уровня ведения горных работ или превышает его весьма незначительно.

Условия разработки шахтами очень сложны вследствие внезапных притоков трещинных и пластовых напорных вод. В этих случаях требуются специальные меры борьбы с такими притоками.

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