סלעים

פיקדונות פצלי שמן של אסטוניה ושוודיה



הדפסה מחודשת של: דוח החקירות המדעיות של הסקר הגיאולוגי של ארצות הברית 2005-5294מאת ג'ון ר. דיני

מפלגת השמן של אסטוניה ושוודיה

מפת משקעי קוקרסיט בצפון אסטוניה ורוסיה (מיקומים אחרי קטאי ולוק, 1998; ובאוארט, 1994). כמו כן, אזורים של פצלי אלום בשבדיה (מיקומים על שם אנדרסון ואחרים, 1985). לחץ להגדלה של המפה.

אסטוניה

משקעי הקוקסרייט האורדוביציוניים של אסטוניה היו ידועים מאז שנות ה -1700. עם זאת, חקירה פעילה החלה רק כתוצאה ממחסור בדלקים שהובילה מלחמת העולם הראשונה. כרייה בהיקף מלא החלה בשנת 1918. ייצור פצלי שמן באותה שנה היה 17,000 טון על ידי כריית בור פתוח, ועד שנת 1940 הייצור השנתי הגיע ל 1.7 מיליון טון. עם זאת, רק לאחר מלחמת העולם השנייה, במהלך התקופה הסובייטית, טיפסה הייצור באופן דרמטי, והגיעה לשיאה בשנת 1980, כאשר כרותו 31.4 מיליון טונות של פצלי שמן מתוך אחד עשר מכרות פתוחים ותת-קרקעיים.

הייצור השנתי של פצלי שמן פחת לאחר 1980 לכ- 14 מיליון טון בשנים 1994-95 (Katti and Lokk, 1998; Reinsalu, 1998a) ואז החלו להתגבר שוב. בשנת 1997 יוצרו 22 מיליון טונות של פצלי שמן מששה מוקשים תת-קרקעיים ועמודים ושלושה מוקשים פתוחים (Opik, 1998). מתוך הסכום הזה 81 אחוז שימשו לתדלוק תחנות כוח חשמליות, 16 אחוז עובדו לעיבוד כימיקלים פטרוכימיים, והשאר שימשו לייצור מלט כמו גם מוצרים מינוריים אחרים. הסובסידיות הממשלתיות לחברות פצלי שמן נראו בשנת 1997 ב -132.4 מיליון קרונות אסטוניים (9.7 מיליון דולר אמריקאי) (ריינסאלו, 1998 א).

מרבצי הקוקסרייט תופסים יותר מ 50,000 קמ"ש בצפון אסטוניה ומשתרעים מזרחה לרוסיה לכיוון סנט פטרסבורג שם היא ידועה כמפקד לנינגרד. באסטוניה פיקדון קוקרסיט צעיר מעט יותר, פיקדון טאפה, עומד על פיקדון אסטוניה.

עד 50 מיטות אבן גיר עשויות kukersite ועשוי קרוגן המתחלפות עם אבן גיר ביו-מיקריקרית נמצאות בתצורות ה- Kõrgekallas ו- Viivikonna בעידן האורדוביסטי התיכון. מיטות אלה מהוות רצף בעובי 20 עד 30 מ 'באמצע שדה אסטוניה. מיטות קוקרסיט אינדיבידואליות עובות בדרך כלל 10-40 ס"מ ומגיעות עד 2.4 מ '. התוכן האורגני של מיטות הקוקרסיט העשירות ביותר מגיע ל- 40-45 אחוז משקל (Bauert, 1994).

ניתוחי Rock-Eval של הקוקרסיט העשיר ביותר באסטוניה מראים כי תפוקות שמן גבוהות בין 300 ל -470 מ"ג / גרם פצלים, השווה לערך 320 עד 500 ל"ט. הערך הקלורי בשבעה מוקשים עם בור פתוח נעה בין 2,440 ל -3,020 קק"ל / ק"ג (Reinsalu, 1998a, טבלה 5). מרבית החומר האורגני נגזר מהאצה הירוקה המאובנת, Gloeocapsomorpha prisca, שיש לה זיקות לצינו-בקטריום המודרני, Entophysalis major, מין נוכח היוצר מחצלות אצות במים בינוניים עד רדודים מאוד בתת-השעון (Bauert, 1994).

מינרלי המטריקס בקוקרסיט אסטוני ואבני גיר משולבות כוללים קלציט דל-מג"ג (> 50 אחוז), דולומיט (<10-15 אחוז), ומינרלים סיליקלסטיים הכוללים קוורץ, שדות שדה, אילייט, כלוריט ופיריט (<10-15 אחוז) . מיטות הקוקרסיטיס ואבני הגיר הנלוות אליהן אינן מועשרות במתכות כבדות, בשונה מהמצלבה האורקובית התחתית דיקטונמה של צפון צפון אסטוניה ושוודיה (Bauert, 1994; Andersson ואחרים, 1985).

באואר (1994, עמ '418-420) הציע כי רצף הקוקסריט ואבן הגיר הופקד בסדרה של "חגורות מוערמות" מזרח-מערבית באגן ימי תת-שקעי רדוד הצמוד לאזור חוף רדוד בצד הצפוני של הים הבלטי ליד פינלנד. שפע המקרופוסילים הימיים ותכולת הפיריט הנמוכה מעידים על סביבת מים מחומצן עם זרמי תחתית זניחים כפי שמעידים המשכיות רוחבית רחבה של ערוגות דקיקות של קוקריט.

קטאי ולוק (1998, עמ '109) העריכו את הרזרבות המוכחות והסבירות של קוקרסייט בכ -5.94 מיליארד טון. סקירה טובה של הקריטריונים להערכת משאבי אסטוניה של פצלי שמן קוקרסיטיים נעשתה על ידי ריינסאלו (1998 ב). מלבד עובי הנטל והעובי והציון של פצלי השמן, ריינסאלו הגדיר מיטת קוקרסיט נתונה כהרכבה של שמורה, אם עלות הכרייה והעברת פצלי השמן לצרכן הייתה נמוכה מעלות משלוח המשלוח כמות שווה-ערך של פחם בערך אנרגיה של 7,000 קק"ל לק"ג. הוא הגדיר מצע של קוקרסייט כמשאב ככזה בעל דירוג אנרגיה העולה על 25 ג'יגה שטח / מ"ר שטח המיטה. על בסיס זה מעריכים כי סך כל המשאבים של הקוקרסיט האסטוני במיטות A עד F (איור 8) הוא 6.3 מיליארד טון, הכולל 2 מיליארד טונות עתודות "פעילות" (מוגדר כצליפת שמן "שווה כרייה"). הפיקדון טאפה אינו כלול בהערכות אלה.

מספר חורי המקדחות הבדיקה בשדה אסטוניה עולה על 10,000. אתר הקוקרסיט של אסטוניה נבדק באופן יסודי יחסית, ואילו פיקדון טאפה נמצא כרגע בשלב הסיקור.

דיקטונמה שליי

פיקדון נוסף של פצלי שמן היהודי, פצלי הדיקטונמה הימית, בעידן האורדוביצי הקדום, עומד בבסיס רוב צפון אסטוניה. עד לאחרונה לא פורסם מעט על יחידה זו מכיוון שהיא הוקצתה באופן סמוי לאורניום במהלך התקופה הסובייטית. היחידה נעה בין פחות מ- 0.5 לעובי של יותר מ -5 מ '. סך הכל 22.5 טון אורניום יסודי הופק מ- 271,575 טונות של דיקטונמה פצלי ממכרה תת-קרקעי ליד סילמה. האורניום (U3O8) הופק מהעפרה במפעל לעיבוד ב- Sillamäe (Lippmaa and Maramäe, 1999, 2000, 2001).

עתיד כריית פצלי השמן באסטוניה עומד בפני מספר בעיות, כולל תחרות מגז טבעי, נפט ופחם. המכרות הפתוחים בשטח הפיקדונות בקוקסרייט יצטרכו בסופו של דבר להמיר לפעולות תת-קרקעיות יקרות יותר ככל שמכרות פצלי השמן העמוקים יותר. זיהום רציני באוויר ובמים התגלו כתוצאה משריפת פצלי שמן והדברת מתכות עקבות ותרכובות אורגניות מערמות קלקול שנותרו משנים רבות של כריית ועיבוד פצלי השמן. השבת אזורים ממוקשים וערימותיהם של פצלי שומן משומשים ומחקרים לשיפור השפחתם הסביבתית של השטחים המכורים על ידי תעשיית פצלי השמן. קטאיי ואחרים נבדקו בפירוט על ידי הגישה הגיאולוגיה, הכרייה והשיקום של פיקדון הקוקרסיט באסטוניה.

פצלי שמן - תפריט כפרי

שבדיה

פצלי האלום הם יחידה של מריניט שחור עשיר אורגני בעובי 20-60 מ 'שהופקד בסביבת מדף ימי רדוד על הרציף הבלטוסקנדי היציב הטקטוני בקמבריה עד למועד הקדמוני ביותר בשבדיה ובאזורים הסמוכים לו. פצלי האלום קיימים במצבים מחולקים, חלקית מוגבלים על ידי תקלות מקומיות, על סלעים פרה-קמבריאיים בדרום שוודיה כמו גם בקלדונידים המופרעים הטקטוניים של מערב שוודיה ונורווגיה, שם הוא מגיע לעובי של 200 מ 'ומעלה ברצפים חוזרים ונשנים בגלל דחף מרובה תקלות (איור 14).

פצלים שחורים, המקבילים בחלקם לפלום האלום, נמצאים באיים אלנד וגטלנד, עומדים בבסיס חלקים של הים הבלטי, ונובעים לאורך החוף הצפוני של אסטוניה, שם הם יוצרים את "דיקטונונמה" של תקופת האדמוביציה הקדומה (טרמדוקיאנית) (אנדרסון ואחרים, 1985, איורים 3 ו -4). פצצת האלום מייצגת בתצהיר איטי במים רדודים, כמעט אנוקסיים, שהופרעו מעט על ידי פעולת זרם גלים ותחתיים.

האלום פצלי הקמבריאי והתחתון השבדי ידוע כבר למעלה מ -350 שנה. זה היה מקור לסולפט אלומיניום אשלגן ששימש בתעשיית שיזוף העור, לקיבוע צבעים בטקסטיל, וכמצב תרופות. כריית הפצלים לאלום החלה בשנת 1637 בסקנה. פצלי האלום הוכרו גם כמקור לאנרגיה מאובנת, ולקראת סוף שנות ה- 1800 נעשו ניסיונות לחלץ ולפדל פחמימנים (Andersson ואחרים, 1985, עמ '8-9).

לפני מלחמת העולם השנייה ובמהלכה, הוחזר הוצאת אלום על נפט, אך הייצור נפסק בשנת 1966 בגלל זמינות אספקה ​​זולה יותר של נפט גולמי. בתקופה זו כרותו כ -50 מיליון טונות של פצלי בר בקינקולי בווסטרגötלנד ובננקה.

פצלי האלום ראויים לציון בתכולתו הגבוהה של מתכות כולל אורניום, ונדיום, ניקל ומוליבדן. כמויות קטנות של ונדיום הופקו במהלך מלחמת העולם השנייה. מפעל טייס שנבנה ב- Kvarntorp ייצר יותר מ- 62 טון אורניום בין 1950 ל -1961. מאוחר יותר זוהתה עפרות בדרגה גבוהה יותר ברנסטאד בווסטרגוטלנד, שם הוקמו מכרה ומטחנה עם בור פתוח. כ- 50 טונות אורניום בשנה הופקו בין 1965 ל -1969. במהלך שנות השמונים, ייצור אורניום ממפקדות בדרגה גבוהה במקומות אחרים בעולם גרם לירידה במחיר העולמי של אורניום לרמות נמוכות מכדי שתפעיל את מפעל רנסטד באופן רווחי, והיא נסגרה בשנת 1989 (ברגה, 1994).

פצצה אלום נשרפה גם היא עם אבן גיר לייצור "אבני רוח", אבן בניין נקבובית וקלת משקל אשר שימשה שימוש נרחב בתעשיית הבנייה השבדית. הייצור נפסק כשהתברר שהבלוקים הם רדיואקטיביים ונפלטו כמויות גדולות של ראדון שלא כדין. עם זאת, פצלי האלום נותרו משאב פוטנציאלי חשוב של אנרגיה מאובנת וגרעינית, גופרית, דשן, אלמנטים של סגסוגת מתכת ומוצרי אלומיניום לעתיד. משאבי האנרגיה המאובנים של צלע אלום בשבדיה מסוכמים בטבלה 6.

התוכן האורגני של פצלי אלום נע בין אחוזים בודדים ליותר מ -20 אחוזים, והוא הגבוה ביותר בחלק העליון של רצף הפצלים. עם זאת, התשואות של הנפט אינן עומדות ביחס לתוכן האורגני מאזור לאזור בגלל וריאציות בהיסטוריה הגיאו-תרמית של האזורים שעליהם התבססו היצירה. לדוגמה, בסקנה ובג'מטלנד שבמערב מרכז שוודיה, פצלי האלום הם בשלים יתר ותפוקת הנפט אפסית, אם כי התוכן האורגני של פצלים הוא 11-12 אחוז. באזורים שפחות מושפעים משינוי גיאותרמי, תפוקות הנפט נעות בין 2-6 אחוזים על ידי ניסוי פישר. הידרורטורט יכול להגדיל את התשואות לפי פישר לפי 300 עד 400 אחוזים (Andersson ואחרים, 1985, איור 24).

משאבי האורניום של פצצת האלום של שבדיה, אם כי בדרגה נמוכה, הם אדירים. באזור רנסטד בווסטרגאטלנד, למשל, תכולת האורניום של שטח בעובי של 3.6 מ 'בחלקה העליון של התצורה מגיעה ל 306 עמודים לדקה, והריכוזים מגיעים ל -2,000 עד 5,000 עמודים לדקה בעדשות קטנות של פחמן שחור (דמוי פחם). ) הפזורים באזור.

פצצה האלום באזור רנסטאד עומדת על כ -490 קמ"ר, כאשר החלק העליון, בעובי 8 עד 9 מ ', מכיל כ- 1.7 מיליון טון מתכת אורניום (אנדרסון ואחרים, 1985, טבלה 4).