Содержание
Карта месторождений кукерсита в северной Эстонии и России (места после Каттай и Локк, 1998; и Бауэрт, 1994). Также в районах квасцов глины в Швеции (места после Андерссона и др., 1985). Нажмите, чтобы увеличить карту.
Эстония
Ордовикские месторождения кукерситов в Эстонии известны с 1700-х годов. Однако активная разведка началась только в результате нехватки топлива, вызванной Первой мировой войной. Полномасштабная добыча началась в 1918 году. Добыча горючего сланца в этом году составила 17 000 тонн при открытой разработке, и к 1940 году годовой объем добычи достиг 1,7 млн тонн. Однако только после Второй мировой войны, в советское время, добыча резко возросла, достигнув максимума в 1980 году, когда 31,4 миллиона тонн горючего сланца были добыты с одиннадцати карьеров и подземных шахт.
Годовой объем добычи горючего сланца уменьшился после 1980 г. и составил около 14 млн. Тонн в 1994-95 гг. (Katti and Lokk, 1998; Reinsalu, 1998a), а затем снова начал расти. В 1997 году было добыто 22 миллиона тонн горючего сланца из шести шахтных рудников и трех карьеров (Opik, 1998). Из этого количества 81 процент был использован для заправки электростанций, 16 процентов был переработан в нефтехимические продукты, а оставшаяся часть была использована для производства цемента, а также других незначительных продуктов. Государственные субсидии сланцевым компаниям в 1997 году составили 132,4 миллиона эстонских крон (9,7 миллиона долларов США) (Рейнсалу, 1998а).
Месторождения kukersite занимают более 50 000 км2 в северной Эстонии и простираются на восток в Россию к Санкт-Петербургу, где оно известно как Ленинградское месторождение. В Эстонии несколько более молодое месторождение кукерсайта, месторождение Тапа, выходит за пределы месторождения Эстонии.
В формациях Кыргекалласа и Вийвиконна среднего ордовикского возраста насчитывается до 50 пластов богатых керкозитом и керогеном известняков, чередующихся с известняковыми биомикритами. Эти пласты образуют толщину от 20 до 30 м в центре эстонского поля. Отдельные слои кукерсайта обычно имеют толщину 10-40 см и достигают 2,4 м. Содержание органических веществ в самых богатых слоях кукерсита достигает 40-45 весовых процентов (Bauert, 1994).
Анализы Rock-Eval самого богатого сорта кукерсита в Эстонии показывают, что выход нефти составляет от 300 до 470 мг / г сланца, что эквивалентно примерно 320-500 л / т. Теплотворная способность в семи карьерах варьируется от 2440 до 3020 ккал / кг (Рейнсалу, 1998а, его таблица 5). Большая часть органического вещества происходит из ископаемой зеленой водоросли Gloeocapsomorpha prisca, которая имеет сходство с современной цианобактерией, Entophysalis major, существующим видом, который образует водорослевые маты от литоральных до очень мелких сублиторальных вод (Bauert, 1994).
Матричные минералы в эстонском кукерсите и промежуточных известняках включают преимущественно кальцит с низким содержанием магния (> 50 процентов), доломит (<10-15 процентов) и силикатные минералы, включая кварц, полевые шпаты, иллит, хлорит и пирит (<10-15 процентов) , Кукерситовые пласты и связанные с ними известняки, по-видимому, не обогащены тяжелыми металлами, в отличие от сланца диктонемы нижнего ордовика северной Эстонии и Швеции (Bauert, 1994; Andersson и др., 1985).
Bauert (1994, p. 418-420) предположил, что последовательность kukersite и известняка была отложена в серии «сложенных поясов» восток-запад в мелком сублиторальном морском бассейне, примыкающем к мелкой прибрежной зоне на северной стороне Балтийского моря. недалеко от Финляндии. Обилие морских макрофоссилий и низкое содержание пирита указывают на насыщение кислородом воды с незначительными донными течениями, о чем свидетельствует широко распространенная латеральная непрерывность равномерно тонких слоев кукерсита.
Kattai and Lokk (1998, стр. 109) оценили доказанные и вероятные запасы кукерсита в 5,94 млрд. Тонн. Хороший обзор критериев для оценки эстонских ресурсов сланца кукерсита был сделан Рейнсалу (1998b). В дополнение к толщине вскрыши и толщине и марке горючего сланца, Рейнсалу определил данный слой кукерсита как составляющий резерв, если стоимость добычи и доставки горючего сланца потребителю была меньше, чем стоимость доставки нефти. эквивалентное количество угля с энергетической ценностью 7000 ккал / кг. Он определил слой кукерсайта как ресурс с энергетическим рейтингом, превышающим 25 ГДж / м2 площади кровати. Исходя из этого, общие ресурсы эстонского кукерсайта в пластах А-F (рис. 8) оцениваются в 6,3 млрд. Тонн, что включает 2 млрд. Тонн «активных» запасов (определяемых как «добываемый» сланец). Депозит Тапа не включен в эти оценки.
Количество разведочных скважин на эстонском месторождении превышает 10 000. Кукерсайт в Эстонии был сравнительно тщательно изучен, в то время как месторождение Тапа в настоящее время находится на стадии разведки.
-Диктионема сланцевая
Еще одно более старое месторождение горючих сланцев, морской сланец Dictyonema раннеордовикского возраста, лежит в основе большей части северной Эстонии. До недавнего времени об этой установке было опубликовано мало, потому что она тайно добывалась для урана в советское время. Единица составляет от менее 0,5 до более 5 м в толщину. В общей сложности 22,5 тонны элементарного урана было добыто из 271 575 тонн сланца Dictyonema из подземного рудника недалеко от Силламяэ. Уран (U3O8) был извлечен из руды на обогатительной фабрике в Силламяэ (Липпмаа и Марамяэ, 1999, 2000, 2001).
Будущее горючих сланцев в Эстонии сталкивается с рядом проблем, включая конкуренцию со стороны природного газа, нефти и угля. Существующие разрезы на месторождениях Кукерсит в конечном итоге необходимо будет переоборудовать в более дорогие подземные работы по мере разработки более глубокого горючего сланца. Серьезное загрязнение воздуха и грунтовых вод вызвано сжиганием горючего сланца и вымыванием следов металлов и органических соединений из отвалов, оставшихся после многих лет добычи и переработки горючих сланцев. В настоящее время ведутся работы по рекультивации заминированных районов и связанных с ними куч отработанного сланца, а также исследования, направленные на уменьшение степени деградации окружающей среды заминированных земель в результате добычи сланцевой промышленности. Геология, добыча и освоение эстонского месторождения Кукерсайт были подробно рассмотрены Каттаем и др. (2000).
Швеция
Квасцы глинистых сланцев представляют собой блок черного богатого органическими веществами маринита толщиной около 20-60 м, который был отложен на мелководных морских шельфах на тектонически устойчивой балтосканской платформе в кембрии до самого раннего ордовика в Швеции и прилегающих районах. Квасцы глинистых сланцев присутствуют в выбросах, частично ограниченных локальными разломами, на докембрийских породах на юге Швеции, а также в тектонически нарушенных Каледонидах на западе Швеции и Норвегии, где в неоднократных толщах достигают толщины 200 м или более в результате многократных толчков неисправности (рис. 14).
Черные сланцы, частично эквивалентные глинистым сланцам, присутствуют на островах Эланд и Гетланд, лежащих в основе Балтийского моря, и вырезают вдоль северного берега Эстонии, где они образуют сланцы Dictyonema раннего ордовика (тремадок). (Андерссон и др., 1985, их фиг. 3 и 4). Квасцы глинистых сланцев представляют собой медленные отложения в мелких, почти бескислородных водах, которые мало пострадали от воздействия волн и донных течений.
Кембрийский и нижнеордовикский квасцы Швеции известны уже более 350 лет. Это был источник сульфата калия-алюминия, который использовался в кожевенной промышленности, для фиксации цветов в текстиле и в качестве фармацевтического вяжущего. Добыча сланцев для квасцов началась в 1637 году в Сконе. Горный сланец также был признан источником ископаемой энергии, и к концу 1800-х годов были предприняты попытки добывать и очищать углеводороды (Andersson и др., 1985, с. 8-9).
До и во время Второй мировой войны квасцы сланцев были подвергнуты ответу за свою нефть, но добыча прекратилась в 1966 году из-за наличия более дешевых поставок сырой нефти. В течение этого периода около 50 миллионов тонн сланца было добыто в Киннекулле в Вестергетланде и в Нарке.
Квасцы глинистых сланцев отличаются высоким содержанием металлов, включая уран, ванадий, никель и молибден. Небольшие количества ванадия были произведены во время Второй мировой войны. Пилотная установка, построенная в Кварнторпе, произвела более 62 тонн урана в период с 1950 по 1961 год. Позже руда более высокого качества была обнаружена на Ранстаде в Вестергётланде, где были открыты карьер и рудник. Около 50 тонн урана в год производилось в период с 1965 по 1969 год. В течение 1980-х годов добыча урана из высококачественных месторождений в других частях мира привела к падению мировых цен на уран до уровней, слишком низких для прибыльной эксплуатации завода в Ранстаде, и он закрылся в 1989 году (Bergh, 1994).
Квадратный сланец также сжигали известняком для изготовления «бризовых блоков», легкого пористого строительного блока, который широко использовался в строительной промышленности Швеции. Производство прекратилось, когда выяснилось, что блоки были радиоактивными и испускали недопустимо большое количество радона. Тем не менее, глиноземный сланец остается важным потенциальным ресурсом ископаемой и ядерной энергии, серы, удобрений, элементов из металлических сплавов и изделий из алюминия на будущее. Ископаемые энергоресурсы квасцового сланца в Швеции приведены в таблице 6.
Содержание органического сланца в квасцах варьируется от нескольких процентов до более чем 20 процентов, и является самым высоким в верхней части последовательности сланца. Однако добыча нефти не пропорциональна содержанию органических веществ из одного района в другой из-за различий в геотермальной истории областей, лежащих в основе пласта. Например, в Сконе и Ямтланде на западе и в центральной части Швеции глиноземный сланец перезрел, а добыча нефти равна нулю, хотя содержание органического сланца составляет 11-12 процентов. В областях, менее затронутых геотермальными изменениями, выход нефти варьируется от 2 до 6 процентов по анализу Фишера. Гидрорретирование может увеличить результаты анализа Фишера на 300–400% (Andersson и др., 1985, их рис. 24).
Урановые запасы квасцового сланца Швеции, хотя и низкого качества, огромны. Например, в районе Ранстад в Вестергётланде содержание урана в зоне толщиной 3,6 м в верхней части пласта достигает 306 ч / млн, а концентрации в небольших, похожих на уголь линзах углеводородов (колм) достигают 2000-5000 ч / млн. ), которые разбросаны по всей зоне.
Квасцы глинистых сланцев в районе Ранстада составляют около 490 км2, из которых в верхнем элементе толщиной 8–9 м содержится около 1,7 млн тонн металлического урана (Andersson and others, 1985, их таблица 4).