Геология полезных ископаемых - Старостин В.И.
ISBN 5-211-03498-8
Скачать (прямая ссылка):
Механизм концентрации микропримесей в углях во многом не выяснен. Обосновываются: сорбционные процессы на органическом веществе; соосаждение с сульфидами железа; действие окислительно-восстановительных и кислотно-щелочных барьеров. Есть основания считать рудные концентрации в углях результатом их взаимодействия с поверхностными и подземными водами на стадиях экзодиагенеза и катагенеза.
Месторождения горючих сланцев. Горючими сланцами считают карбонатные, кремнистые или глинистые породы, содержащие 15—40% органическое вещество (кероген). Они являются низкокалорийным топливом и ценным химическим сырьем. В настоящее время разработка таких месторождений ведется главным образом в Китае, России и Эстонии, в небольших объемах — в США, Германии, Швеции, Бразилии и Израиле. Горючие сланцы могут быть гумусовыми, сапропелевыми и смешанными. Промышленное значение имеют лишь сапропелевые сланцы. Горючие сланцы многими исследователями рассматриваются в качестве нефтсматеринских толщ.
Типичными геологическими чертами месторождений горючих сланцев являются: связь с массовым накоплением остатков планктона или водорослей; ассоциация с глинистыми, кремни-
29
227
стыми, карбонатными и фосфатоносными осадочными формациями; неравномерность распределения во времени, наличие геологических эпох сланцеообразования; связь с замедленными конседиментационными опусканиями, обусловившими оптимальные скорости накопления органического вещества; повышенные концентрации ряда элементов-примесей (V, Mo, U, Re, Ge и др.).
Органическое вещество горючих сланцев имеет седимента-ционную природу, и в отличие от углей и угленосных пород, оно накапливалось на дне озерных и морских бассейнов. Для его накопления в таких больших концентрациях необходимо выполнение ряда условий: 1) высокая биопродуктивность водоема; 2) восстановительные условия диагенеза, которые обуславливают захоронение осаждающегося органического вещества и его фоссили-зацию (выведение из биологического круговорота); 3) подавленность хемогенной и терригенной седиментации; 4) значительные объемы таких седименто-диагенетических обстановок.
Удаленность от областей терригенной седиментации предопределяет ассоциацию горючих сланцев с карбонатными и глинистыми породами. Присутствие кремнистых пород, обогащенных керогеном, может указывать на отмеченные выше условия резкого подавления экосистем за счет влияния вулканизма. Повышенная фосфатоносность пород, ассоциирующих с горючими сланцами, вполне объяснима с позиций биогенного фосфорито-образования.
Месторождения горючих сланцев известны в разновозрастных толщах, начиная с раннего палеозоя. Возможно они формировались и в протерозое, однако не могли сохраниться из-за метаморфизма и катагенеза. Известно, что при нагревании более 150?C они теряют сапропелевую составляющую. Основное количество горючих сланцев образовалось в кайнозое (55%) и палеозое (36%), в меньшей мере — в мезозое (9%) (Чсреповский и др., 1993). А.К.Матвеев и Е.И.Стефанова выделяют шесть эпох накопления горючих сланцев: кембрийскую, ордовик-силурийскую, позднедевонско-раннекаменнугольную, пермскую, юрскую и палеогеновую.
Горючие сланцы слагают пласты мощностью в несколько метров. Они могли накапливаться в геосинклинальном, ороген-ном и платформенном геотектонических режимах и являются составными частями сланценосных бассейнов. Наибольшее промышленное значение имеют сланцы озерного происхождения пермских орогенных бассейнов Грин-Ривер (США) и Фушунь (Китай) и морских толщ платформенного чехла юрского Волж
228
ского (Россия) и ордовикского Прибалтийского (Россия и Эстония) бассейнов. Характерны субгоризонтальное залегание рудов-мещающих толщ и их незначительные вторичные изменения.
По данным Р.В.Гсцсвой, Н.П.Ермолаева, В.Р.Клера, В.Ф.Ненаховой, Е.М.Поллавко, В.Н.Холодова, Я.Э.Юдовича и других исследователей в горючих сланцах характерно накопление ряда элементов (в порядке убывания концентраций): Re, Mo, U, Sc, Tc, V, Ni, Ag, Cu, Cd, Bi, Tl, Pb, Zn, TR.
Предполагается, что Bi, Cd, Те, Ag, Tl, Cu и Pd накапливаются в сопровождающих горючие сланцы хлоридных комплексах, а Re, Ni, V, Mo и Sc в элементо-органических комплексах. Последняя геохимическая ассоциация рассматривается в качестве органофильных элементов нефтей. Уран в горючих сланцах накапливался в результате действия восстановительного и сорб-ционного барьеров.
СЕДИМЕНТАЦИОННО-ДИАТЕНЕТИЧЕСКИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ
МЕТАЛЛОВ B ЧЕРНЫХ СЛАНЦАХ
Черные сланцы представляют собой темные пелитоморф-ные, сланцеватые осадочные породы, обогащенные седименто-генным органическим веществом. Они могут быть глинистыми, карбонатно-глинистыми и глинисто-кремнистыми. По своим особенностям они близки горючим сланцам, но содержат меньшее количество органического вещества (Соргот 1 до 10—15%). К черным сланцам относятся: шунгизиты (протерозойские углеродисто-кремнистые породы Карелии); кембрийские фации кольма Швеции; диктионсмовые и граптолитовые сланцы раннего палеозоя Европы; доманикиты (углеродистые кремнисто-глинисто-карбонатные породы позднего девона Предуралья); баженовиты (углеродистые аргиллиты поздней юры Западной Сибири); мени-литовыс сланцы (аргиллиты эоцена Средней Азии); эвксинскис фации (антропогеновые глины центральной части Черного моря) и многие другие углеродистые осадочные породы.
