Вещественный состав и направления использования твердых полезных ископаемых. Учебное пособие

дественно веществу сапропелитовых кеннельских и богхедовых углей; зольность – 50–80 %;

yy сапропелитовые пиробитумные сланцы, органическое вещество которых не содержит готового битума или содержит его в очень небольших количествах, но битумизировано и обладает способностью выделять битумы при нагревании, а также экстрагироваться органическими растворителями после нагревания; зольность – 50–80 % и более.

В промышленности горючие сланцы могут быть использованы для непосредственного сжигания в качестве энергетического топлива (вблизи районов их добычи), для газификации в газогенераторах, высокотемпературной сухой перегонки в производстве светильного газа, низкотемпературной сухой перегонки при получении жидкого моторного топлива и побочных продуктов (битумы для производства толя, лаков, феноловых масел и т.п.), для производства сернистого битума типа ихтиола, асфальтовой мастики и т.д. Основное промышленное значение имеют пиробитумные сланцы, образующие самостоятельные бассейны и крупные месторождения с большими запасами.

Промышленное значение буро-, каменноугольных, углистых, кеннелевых и богхедовых сланцев невелико. Они приурочены к угольным бассейнам и месторождениям и обычно образуют среди угленосной толщи маломощные прослои и линзы.

Горючие сланцы относятся к сложным промежуточного типа биогенно-обломочным образованиям специфической фациальной обстановки, в их составе минеральные вещества преобладают над биогенными. Сланценосные толщи сложены тонкозернистыми породами: глиной, аргиллитами, алевритами, алевролитами, мергелями и известняками. Иногда горючие сланцы сопровождаются слоями и пластами сапропелитов, гумусовых углей, а также углистых пород с гумусовой и смешанной гумусово-сапропелевой органикой.

Накопление исходного материала для сланцев происходило на дне спокойных водоемов мелководных морей или прибрежных полузамкнутых бассейнов типа прибрежно-морских лагун и заливов с признаками опреснения при условии отсутствия значительного поступления терригенного материала с суши, а также интенсивного образования известняков. Застойность вод этих бассейнов способствовала интенсивному

111

развитию фитопланктона, являющегося основной частью органической массы сланцев; Некоторое количество исходной органической массы было доставлено также животными организмами и наземными растениями. Все это вместе с тонкозернистым обломочным материалом составило исходный осадок, который в условиях затрудненной циркуляции воды и воздуха при резком недостатке кислорода подвергся биохимическому разложению. После захоронения осадок изменялся под воздействием геологических факторов, давления и температуры при подчиненной роли органических веществ.

Благоприятные условия для сланценакопления имели место во всех геологических периодах, начиная с кембрийского. Горючие сланцы в связи с особенностями их генезиса занимают определенное стратиграфическое положение в геологическом разрезе, имеют региональный характер распространения, образуют крупные по площади бассейны. В парагенезисе с горючими сланцами встречаются глины, мергели и известняки.

Наибольшее накопление углистых сланцев сапропелитового ряда происходило в нижнем силуре, нижнем карбоне, перми и верхней юре. Битумные и пиробитумные сланцы характеризуются обычно серым, желтоватым или черным цветом, слабо метаморфизованы, имеют небольшую объемную массу, легко загораются, если содержание в них органического вещества превышает 10 %, и горят коптящим пламенем с запахом жженой резины.

Элементный состав органической части горючих сланцев, %: углерод – 56–82, водород – 5–10, кислород – 10–40, азот – 0,2– 2,8, сера – 0,2–11,0. При нагревании до 500 °С без доступа воздуха и до 1000 °С с доступом воздуха органическая часть сланца генерирует нефтеподобную смолу (сланцевое масло) и горючий газ. Основными показателями качества горючих сланцев являются высшая удельная теплота сгорания и выход смолы.

Горючие сланцы залегают в виде пластов и линз, характеризующихся сложным строением. Общая мощность сланцевых пластов (линз) не превышает 5 м (чаще менее 3 м); полезная мощность пласта обычно колеблется в пределах от 0,7 до 2,0 м. Площади непрерывного сланценакопления достигают нескольких тысяч квадратных километров, рабочая мощность пластов в крупных бассейнах выдерживается на сотни квадратных километров.

112

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Авдонин В.В., Мосейкин В.В., Ручкин Г.В. и др. Геология и разведка месторождений полезных ископаемых. М.: Академия, 2011.

2.Еремин И.В., Броновец Т.М. Марочный состав углей и их рациональное использование. М.: Недра, 1995.

3.Ермолов В.А., Ларичев Л.Н., Тищенко Т.В., Кутепов Ю.И. Горнопромышленная геология твердых горючих ископаемых. М.: Горная книга; Изд-во МГГУ, 2015.

4.Киевленко Е.Я., Сенкевич Н.Н., Гаврилов А.П. Геология месторождений драгоценных камней. М.: Недра, 1974.

5.Киевленко Е.Я., Сенкевич Н.Н. Геология месторождений поделочных камней. М.: Недра, 1984.

6.Ларичев Л.Н. Основы технологической минералогии и геотехнологического картирования. М.: МГГУ, 2013.

7.Месторождения полезных ископаемых / Под ред. В.А. Ермолова. М.: Изд-во МГГУ, 2007.

8.Неметаллические полезные ископаемые СССР / Под ред. В.П. Петрова. М.: Недра, 1984.

9.Орлов Ю.Л. Минералогия алмаза. М.: Наука, 1973.

10.Осколков В.А. Облицовочные камни месторождений

СССР. М.: Недра, 1984.

11.Романович И.Ф. Месторождения неметаллических полезных ископаемых. М.: Недра, 1986.

12.Рудные месторождения СССР / Под ред. В.И. Смирнова.

В3 т. М.: Недра, 1980.

13.Смирнов В.И. Геология полезных ископаемых. М.: Недра, 1986.

14.Смолянинов Н.А. Практическое руководство по минералогии. М.: Недра, 1982.

15.Угли бурые, каменные и антрациты. Классификация по генетическим и технологическим параметрам. ГОСТ 255432013. М.: Изд-во стандартов, 1988.

16.Уткин Н.И. Цветная металлургия (технология отрасли). М.: Металлургия, 1990.

17.Чирков А.С. Добыча и переработка строительных горных пород. М.: Изд-во МГГУ, 2005.

113