03.03.2021

Сланцевые провинции Мира


Сланценосные провинции представляют собой обширные сплошные или прерывистые зоны распространения горючих сланцев, занимающие определенный стратиграфический интервал в пределах данного отрезка геохронологической шкалы и образовавшиеся в сходных физико-географических условиях.

По имеющимся материалам на данном этапе изученности на континентах можно выделить двенадцать провинций различного возраста — от раннего кембрия до палеогена включительно (рис.1).

Большинство провинций фанерозоя с крупными запасами горючих сланцев сосредоточены на материках Лавразии. В пределах материков Гондваны известны только три провинции (Бразильская, Центрально-Африканская и Восточно-Австралийская), и лишь в одной из них сосредоточены крупные промышленные месторождения горючих сланцев в отложениях формации Ирати.

О масштабах накопления горючих сланцев на земном шаре известно пока недостаточно. Количество керогена, заключенного в основных месторождениях горючих сланцев, в настоящее время оценивается в 6,5*10в13 т, что может обеспечить получение 2,6*10в13 т сланцевой смолы. Основная масса органического вещества (OB) накопилась в позднедевонско-раннекаменноугольную эпоху (Аппалачская провинция), в меньшей мере — в течение пермского (Западно-Северо-Американская, Бразильская, Восточно-Австралийская провинции) и палеогенового (Центрально-Северо-Американская, Карпатская, Туранская) периодов. Масштабы сланценакопления остальных эпох имеют второстепенное значение (рис. 2).

По литологическому составу для сланценосных толщ характерно отсутствие грубообломочных отложений, если не считать участия в разрезе прослоев карбонатов, указывающих на связь с морем. Остальная часть толщи сложена аргиллитами и тонкозернистыми песчаниками, свидетельствующими о вялом, замедленном процессе выравнивания поверхности ближнего ландшафта независимо от положения зоны аккумуляции в прибрежной или даже межгорной области. Сланцевые провинции существовали в периоды медленных и длительных морских трансгрессий, происходивших на фоне общей стабилизации тектонического режима.

По геоструктурному положению они располагаются обычно на краю щитов либо крупных складчатых зон, прошедших стадию орогении.
Сланцевые провинции Мира

Провинции древних устойчивых платформ. Большинство провинций горючих сланцев приурочены к осадочному чехлу древних устойчивых платформ, где сланценакопление происходило в прибрежной обстановке эпиконтинентальных морей (Восточно-Австралийская, Западно-Европейская провинции), а также в условиях мелководного открытого моря (Прибалтийская, Волжско-Печорская провинции) или в относительно более глубоководной его зоне (Оленекская, Аппалачская, Западно-Северо-Американская, Центрально-Африканская провинции), а в ряде случаев и в пресноводных озерах (Бразильская провинция). С активизированными областями платформы связаны уникальные скопления горючих сланцев эоценовой формации Грин-Ривер, сформировавшихся в гигантском пресном высокогорном озере Уинта, в преобладающих условиях аридного климата. Известны также отдельные локальные месторождения высококачественных горючих сланцев, аккумуляция которых происходила в опресненной кратерной лагуне (Болтышское месторождение палеогенового возраста) или в пресноводных озерах дельты (месторождение Латиана в Шотландии) каменноугольного периода. Промышленное значение провинций — количество и мощность горючих сланцев и содержание керогена — в общем обусловлено их приуроченностью к различным тектоническим и палеогеографическим обстановкам накопления.

Горючие сланцы Оленекской, Аппалачской, Центрально-Африканской, Западно-Северо-Американской, Волжско-Печорской провинций и диктионемовые сланцы Прибалтики сформировались на древних устойчивых платформах в условиях эпиконтинентальных морей в относительно глубоководных обстановках или в мелководных морях — проливах, часто с сероводородным заражением. Сланценосные отложения этих провинций характеризуются небольшой мощностью — от 5 до 300 м, они содержат от 1—2 до 15, реже более пластов горючих сланцев мощностью от нескольких сантиметров до 10 м. Горючие сланцы преимущественно сапропелевого типа, с содержанием керогена от 5 до 54%, выходом смолы от 3—4 до 38%, теплотой сгорания от 800 до 5100 ккал/кг. Элементный состав органического вещества (OB) следующий (в %): Cг — 60—79, Hг — 8—10, Oг + Nг— 5—36 и Sг — 2—9. Горючие сланцы этих провинций преимущественно высокосернистые (Sобс — 2—11%) и содержат богатый комплекс микроэлементов: V, Mo, Co, Ni, Ag, Pb, Zn, TR. Формации Фосфория, содержащая многочисленные пласты черных горючих сланцев невысокого качества, характеризуется наличием в разрезе промышленных залежей фосфоритов, в ней также обнаружен комплекс редких и рассеянных элементов: V, U, TR.

Горючие сланцы лейаса Западной Европы, приуроченные к внутренней части эпигерцинской платформы, накапливались в морских и прибрежно-морских условиях. Сланценосные отложения (5—50 м), содержащие от 1 до 5 пластов горючих сланцев мощностью от 0,1 до 5,6 м, прослежены на значительной территории. Количество сапропелевого и гумусово-сапропелевого OB в этих сланцах изменяется от 5 до 29%, выход смолы — от 3 до 19%, теплота сгорания — от 920 до 2000ккал/кг. Сланцы малосернистые (Sобс — 0,6—1,2%), элементный состав керогена следующий: Cг — 81,3, Hг — 8,8, Oг+Nг —9,3, Sг — 0,6 (таблица).

Горючие сланцы (кукерситы) Прибалтийского бассейна образовались на северо-западной окраине древней Восточно-Европейской платформы, на склоне Балтийского щита, в условиях открытого моря в окислительной обстановке. Сланценосная толща здесь содержит от 16 до 30 пластов и прослоев горючих сланцев общей мощностью 2—5 м, с высоким содержанием керогена (21—68%) и выходом смолы от 2—10 до 39%, теплотой сгорания от 2200 до 4600 ккал/кг и содержанием серы от 0,4 до 2,9%. Элементный состав керогена изменяется в следующих пределах (в %): Cг — 76—77%, Hг — 9,4—9,9%, Oг — 9—11%, Nг — 0,2—0, 5 и Sг — 1,2—2.

Горючие сланцы формации Ирати платформенного типа сформировались в материковой обстановке в условиях межгорных пресноводных озер. Сланценосная толща мощностью 70—100 м содержит до 80 пластов и пропластков горючих сланцев, прослеженных на значительной площади. Два из них являются промышленными, мощностью от 3,2 до 9 м, с содержанием керогена 16—32% и выходом смолы от 3 до 12%, среднесернистыми (2,4—3,1 %)• Пресноводные горючие сланцы формации Грин-Ривер обладают высоким качеством. Они распространены на значительной площади — 65 000 км2. Сланценосная формация Грин-Ривер (120—920 м) содержит до 70 пластов и прослоев горючих сланцев мощностью от 0,1 до 14 м. В зоне «мехогени» залегает промышленный пласт горючих сланцев сапропелевого и гумусово-сапропелевого типа, количество керогена достигает 50%, выход смолы изменяется от 5—7 до 17%, средняя теплота сгорания 1450 ккал/кг. Элементный состав керогена (в %): Cг — 80,5, Hг — 10,3, Oг — 5,8, Nг — 2,5, и Sг — 1. В горючих сланцах Грин-Ривера обнаружен богатый комплекс микроэлементов (V, Ni, Mo, Zn, U), а отложения этой своеобразной формации обогащены солями (даусонитом, нахколитом, галитом), натриевыми минералами (шортитом, тронами) и фосфатами. Некоторые из них имеют промышленное значение и могут разрабатываться попутно с горючими сланцами.

Провинции геосинклиналей и примыкающих к ним областей. С геосинклинальным (альпийским) этапом развития Карпат связано образование менелитовых сланцев. К этой же группе относится и ряд более мелких месторождений палеогеновых и юрских горючих сланцев Закавказья, неогеновых сланцев Кавказа, а также своеобразные австралийские сланцы-торбаниты, тасманиты, преолленниты, накопившиеся в прибрежно-морских условиях в мелких заливах, эстуариях или лиманах вдоль береговой линии моря. Сланценосные отложения в геосинклинальных областях, испытавших орогенез, подвергались достаточно интенсивному разрушению. По-видимому, лучшей сохранностью этого и близких к нему типов обладают сланценосиые залежи, приуроченные к платформам.

В геосинклинальных областях, за исключением Тасманского пояса Австралии, ни одно из месторождений горючих сланцев не имеет промышленного значения либо из-за невысокого содержания керогена, либо из-за незначительных общих запасов.

Горючие сланцы Восточно-Австралийской провинции, приуроченные к передовому прогибу — герцинской геосинклинали, сформировались в прибрежно-морских условиях, в мелких заливах, эстуариях или лиманах. Сланцы залегают в несколько угленосных сериях мощностью от 30 до 2900 м, где переслаиваются с угольными пластами. Сланцевые пласты мощностью от нескольких сантиметров до 1,8 м, как правило, образуют обособленные линзообразные залежи протяженностью до 3—4 км. Часто по простиранию наблюдается фациальное замещение горючих сланцев каменными углями, углистыми сланцами или глинистыми сланцами. OB сланцев принадлежит к сапропелево-гумусовому или гумусово-сапропелевому типу, количество его колеблется от 30 до 90%, выход смолы — от 8 до 54%, теплота сгорания — от 1880 до 7540 ккал/кг, содержание серы в них небольшое (0,1—1,2). Элементный состав керогена характеризуется повышенным содержанием кислорода (6,5%), что не характерно для большинства горючих сланцев и объясняется высоким процентным содержанием гумусовых минералов в OB тасманитов, торбанитов и других австралийских сланцев.


Менелитовые сланцы Карпат, сформировавшиеся в мелководных условиях подводной части дельты, залегают в виде многочисленных маломощных (0,1—2 м) прослоев во флишевой серии раннего олигоцена (40—1200 м). Менелитовые сланцы характеризуются большим количеством тонкодиспергированного среди минеральной части коллоидального гумусово-сапропелевого OB (до 33%) с высоким содержанием кислорода (20—32%) и очень низким выходом смолы (3—7%). Из микроэлементов в этих сланцах обнаружены V и Ni. Анализ выделенных провинций и их характеристика показывают, что наиболее перспективны горючие сланцы платформенной группы, накапливавшиеся в эпиконтинентальных морях. Несмотря на небольшую мощность сланценосной толщи и ограниченное число пластов, горючие сланцы в этих провинциях обладают достаточно высоким качеством и большим масштабом сланценакопления по площади (см. таблицу). С морскими горючими сланцами обычно ассоциируют и повышенные концентрации фосфора. Достаточно высоким качеством и значительными масштабами сланценакопления обладают также пресноводные озерные горючие сланцы формации Грин-Ривер и формации Ирати. Их, по-видимому, следует рассматривать как уникальные явления, связанные со специфическими ландшафтно-тектоническими обстановками.

Наиболее широким спектром микроэлементов отличаются горючие сланцы, формировавшиеся вблизи выступов древнего кристаллического фундамента (Балтийский щит, плато Колорадо и др.).

В целом следует отметить, что провинции с крупными по запасам месторождениями высококачественных горючих сланцев приурочены к чехлу докембрийских платформ. Провинции в отложениях чехлов молодых платформ и наложенных впадин складчатых зон, независимо от их возраста, содержат небольшие по масштабам месторождения горючих сланцев, обычно низкого качества.

Выделение провинций горючих сланцев имеет определенное научное и практическое значение, способствует правильному выбору направления поисковых и разведочных работ на этот вид горючих ископаемых, а также уточнению прогнозных оценок запасов горючих сланцев и содержащихся в них микроэлементов.





Яндекс.Метрика