Осадочные породы и их применение

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ КАУСТОБИОЛИТОВ

Угли и горючие сланцы - «живые» документы биосферы», историю которой нельзя восстановить без них. По растительным остаткам восстанавливается история развития флоры на Земле, а вместе с минеральными биолитами (карбонатными, кремневыми, фосфатными) развитие жизни, атмосферы, гидросферы и стратисферы. Кроме тoгo, они чуткие геохимические показатели условий

на поверхности Земли и в ее недрах; климата, температуры, Еh, рН, концентрации солей и элементов, глубины погружения слоев в недра и т. д. Автотрофные живые организмы породили кислорородную атмосферу и почти освободили ее от С0 2 и тем самым создали оптимальные условия для развития жизни. Эти новые экзосферные условия не только интенсифицировали биологическую эволюцию, но и коренным образом изменили и ускорили эволюцию процессов седименто-и литогенеза и образование большинства полезных ископаемых, прежде вceгo каустобиолитов.

Исключительно велико научно-практическое значение углей и горючих сланцев: они и их компоненты используются для периодизации истории Земли, в стратиграфических исследованиях (корреляция разрезов и определение возраста), фациальном анализе и палеогеографии, в стадиальном анализе по отражательной способности витринита и т. д.

Практическое значение твердых каустобиолитов нельзя переоценить. Это прежде вceгo основной источник энергии. Лишь с середины 50-x годов угли уступили первое место нефти, но уже наметилась тенденция повторного выхода в лидеры, и тaкая перспектива обеспечена огромными ресурсами угля на Земле (почти 15 или даже 30 трлн. т), на порядок превышающими ресурсы нефти и газа, вместе взятых (Голицын, Голицын, 1989, с. 42). При скором сокращении добычи нефти ее заменителем выступят горючие сланцы (ГC), «общие мировые запасы которых 450 трлн. т» (ООН, 1967), что на порядок больше запасов угля и нефти (92 млрд. т), хотя в это число вошла и преобладающая в их составе неорганическая часть. В ГС содержится от 26 до 53 трлн. т сланцевой смолы (по разным подсчетам; Голицын, Прокофьева1990, с. 15), если за нижний предел coдержания смолы принимать 4% (а верхний достигает 35% в кукерситах Прибалтики и в месторождении Глен-Девис в Австралии). Больше половины (53 %) ресурсов ГС сосредоточено в США, особенно в самом богатом бассейне Грин-Ривер (Скалистые гopы). Только из угля, если он будет добыт весь, можно построить куб с ребром в 21 км (объем более 10 тыс. км3, что почти в 3 раза выше Эвереста (Голицын, Голицын, 1989, с. 42). Ресурсы каменных углей подсчитаны до глубины 1800 м (иногда до 2000 м), бурых - 600, лигнитов - 300 м.

Ресурсы угля распределены неравномерно: 45% их, или 6,8 трлн. т, приурочено к территории СССР (l-e место); 26% (3,6 трлн. т) США (2-e мeсто) и 10% (1,5 трлн., т) КНР (3-e место;). Ресурсами ископаемых yглей располагают 75 стран. Почти все ресурсы угля (91 %) coсредоточены в Северном полушарии - Азии (8,1 трлн. т, или 54 %), Северной Америке (4,2 трлн. т, или 28 %) и Европе (1,3 трлн. т, или 9 %) .

Из 2900 известных угольных бассейнов и самостоятельных месторождений 7 являются гигантскими (с ресурсами свыше 0,5 трлн. т): Тунгусский, Ленский, Кузнецкий, Канско-Ачинский, Таймырский, Алма-Амазона (Бразилия), Аппалачский (США). Четыре бассейна имеют ресурсы 500-200 млрд. т: Нижнерейнско-ВестфальскиЙ (Фрr), Донецкий, Печорский и Иллинойский (США). Из общих ресурсов в 14,8 трлн. т 9,4 трлн. т (60%) приходится на долю каменных углей и 5,4 трлн. Т (40%) на долю бурых (Голицын, Голицын, 1989, с. 44-45).

Горючие сланцы древнее угля: известны ГС с возрастом 1 млрд. лет, а некоторые геологи отодвигают начало сланцеобразования до 3 млрд. лет. Они распространены на всех континентах и образовывались во всех геологических периодах фанерозоя. Их ресурсы на Земле 1350 трлн. т (с содержанием ОВ более 10%), а подсчитанные запасы - 450 трлн. т, и в них заключено 26 трлн. т сланцевой смолы (Голицын, Прокофьева, 1990, с. 15). Для сравнения: ресурсы нефти - 400-600 млрд. т, а достоверные запасы - 95 млрд. т.

Бассейны-гиганты расположены в Северной и Южной Aмeрике: Грин-Ривер, Чаттануга, Аппалачский и др. (США), Ирати (Бразилия, 2-e место после Грин-Ривер); в Азии - Оленекский; в Европе - Прибалтийский, Волжский, Тимано-Печорский, Вычегодский, Припятский и др. Добыча ГС ведется только в Эстонии и России (31 млн. т) и КНР (45-100 млн. т). Разрабатываются уже полуметровые пласты горючих сланцев. Обычная их толщина - первые метры (кукерситы силура Прибалтики - до 3,4 м, ордовикские диктионемовые сланцы там же - до 7-9 м), реже - десятки метров, а в Китае на мeсторождении Фушунь - до 180 м (к тому же они лежат на гигантском пласте угля в 140 м). Самый крупный сланценосный бассейн

Грин-Ривер (штаты Колорадо, Юта, Вайоминг запада США), сосредоточивший половину мировых запасов, с пластами до 40 м, залегающими в 600-метровой сланцевой толще. Большинство сланцев накапливались в озерах и лагунах.

ГС используются как топливо по крайней мере с 1694 г. Как источник энергии они надежда человечества. Теплота cгoрания их от 4-5 до 20-25 МДж/кг (Голицын, Прокофьева, 1990, с. 7). По теплоте сгорания (более 15 мДж/кг), выходу смолы (до 25-30%), малой сернистости (менее 1 %), низким зольности и влажности лучшие в мире прибалтийские кукерситы. Ограничивают сжигание сланцев их сернистость, дoстигающая 10% (отравление природы серной кислотой), и высокие зольность и влажность (до 30%). Сланцы - ценное химическое сырье, особенно из-за большого содержания фенолов, трудно получаемых из нефти. Диктионемовые сланцы Прибалтики интересны содержанием молибдена, ванадия, серебра, свинца, меди и других редких и рассеянных элементов (Голицын, Прокофьева, 1990, с. 25 и др.).

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ЖИДКИХ И ГАЗОВЫХ ГОРЮЧИХ ИСКОПАЕМЫХ

Жидкие и газовые горючие ископаемые, или нефть и газ, - самые важные в настоящее время полезные ископаемые, играющие решающую роль в экономике и политике государств. Это своеобразные каустобиолиты, большей частью встречающиеся не в твердом состоянии. Поэтому отнесение их к «литам» дoвольно условно, хотя в принципе правильно. Их чаще вceгo нaзывали «битумами», «битумными образованиями», что подчеркивало их общее свойство - поведение как битумного вещества, т. е. растворимость в органических растворителях хлороформе и спиртобензольной смеси. Узкое понятие «битумы» не включает углеводородные газы, так как это «жидкие (нефти), полужидкие (мальта) и твердые их производные (асфальт, acфальтит, озокерит и т. д.). Термин «битумоиды», обозначающий «углеводородистые вещества, coдержащиеся в осадках и породах и обладающие способностью, как и нефть, растворяться в органических растворителях» (там же), по сути, не включает битумы, а только другие битумоподобные вещества и потому не является общим. В последнее время входит в употребление хороший термин «нафтиды» (Муравьев, 1954) - «общее название для нефтей и их природных дериватов» (там же), постепенно вытесняющий термин «битумы». «Под термином «нафтиды» объединяются природные opганические вещества (за исключением ископаемых углей), нaходящиеся в недрах в различных физических состояниях: гaзообразном, жидком, твердом, растворенном или сорбированном. К ним относятся: углеводородные газы, газоконденсаты, нефти, природные битумы и газогидраты» (Калинко, 1987,). Так же понимает нафтиды и Дж. Хант (l982 y c. 47).

 Скачать реферат