Битумы

БИТУМЫ (от латинского bitumen - минеральная смола) природные, горючие полезные ископаемые, представляющие собой продукты естественных (преимущественно гипергенных) преобразований главным образом нефтей, залегающие в недрах в твёрдом, вязком и вязкопластичном состояниях. Среди битумов наиболее распространены нафтиды, в гораздо меньшей степени нафтоиды (нафтидоподобные продукты естественной возгонки органического вещества под влиянием эндогенного тепла). В более широком (генетическом) понимании к битумам относят все нафтиды, включая жидкие (нефть, конденсат) и газообразные. Битумы состоят из высокомолекулярных углеводородов и гетероатомных (кислородных, сернистых, азотистых, металлосодержащих) соединений. Свойства битумов зависят от состава исходных нефтей и степени их изменения (главным образом окисления и обогащения серой). Основные параметры выделения различных классов битумов (мальты, асфальты, асфальтиты, кериты, гуминокериты, озокериты, антраксолиты и др.): растворимость в органических растворителях, содержание масляных фракций, плотность, вязкость, температура плавления и др. Битумы образуются в результате процессов: биохимического и химического окисления нефтей в зоне гипергенеза; концентрации асфальтово-смолистых веществ за счёт нарушения равновесного состояния в коллоидной системе нефти; природной деасфальтизации нефтей в залежах газом или лёгкими метановыми углеводородами; термального метаморфизма (контактового или гидротермального) смолистых нефтей и асфальтовых битумов; дифференциации высокопарафинистых нефтей при миграции; деструкции органического вещества в условиях динамо- и контактового метаморфизма.

Основные запасы битумов (преимущественно мальт) приурочены к пластовым залежам; крупнейшие запасы локализованы на склонах Канадского, Гвианского и других щитов, где, наряду с отдельными месторождениями, прослеживаются пояса (Канадский в Канаде, Оринокский в Венесуэле) битумонакопления. Жильные и штокверковые залежи связаны с локальными разрывами на нефтегазоносных структурах (Садкинское, Ивановское и другие месторождения в России), зонами региональных разрывов (система жил в юго-восточной части Турции, где крупнейшие жильные тела достигают длины 3,5 км и глубины 500 м при мощности 20-80 м, месторождения впадины Юинта в США и др.). Покровные залежи приурочены к местам выхода нефти на поверхность земли и характеризуются высокой концентрацией битумов при сравнительно небольших запасах, реже образуют так называемые асфальтовые озёра с запасами в десятки миллионов тонн (месторождения: Пич-Лейк на озере Тринидад в Тринидаде и Тобаго, Гуаноко в Восточной Венесуэле, Охинское и Нутовское на острове Сахалин в России). Большинство месторождений битумов находятся на глубинах до 500 м. Большая часть запасов и ресурсов (87%) содержится в породах с низким (1-3%) и средним (3-5%) содержанием битумов и лишь около 13% в породах с его содержанием свыше 5-10%.

Доказанные и перспективные геологические запасы битумов в мире (без России) оцениваются в 580 миллиардов тонн, в том числе: 71% в Канаде (крупнейшие месторождения: Атабаска, Колд-Лейк, Пис-Ривер, поле Трайэнгл, Уобаска), 27% в Венесуэле (Суата-Моричаль, Хобо и др.), США (Пеор-Спринг, Саннисайд, Тар-Санд - Трайэнгл), Ираке (Кухе-Мунд). Значительными запасами обладают также Нигерия, Турция, Мадагаскар. В России общие разведанные запасы около 28,6 миллион тонн, прогнозные ресурсы около 450 миллион тонн, из которых на мальты приходится около 53%, асфальты и асфальтиты - около 43%, озокерита - до 0,5%. Около 90% прогнозных запасов сосредоточено в Волго-Уральской (Ашальское, Аканское, Аксубаевское, Сугушлинское, Мордово-Кармальское, Подлесное, Карасинское и другие месторождения), Лено-Вилюйской (Оленёкское и др.) и Тимано-Печорской (Нядейюское, Хоседаюское, Серембойское) нефтегазоносных провинциях.

Добыча битумов ведётся открытым (карьерным) и подземным (шахтным или скважинным) способами, применяемыми на больших глубинах (первые сотни метров). При скважинной добыче вязких битумов используют различные термические и другие методы воздействия на пласт. Мировая годовая добыча битумов и высоковязких нефтей 103,5 миллионов тонн (в том числе в Венесуэле 43,2 миллиона тонн, в США 17,2 миллионов тонн, в Канаде 13 миллионов тонн).

Битумы применялись на Ближнем Востоке в 3-м тысячелетии до нашей эры в качестве связующего строительного материала и для бальзамирования (Древний Египет), позднее эпизодически использовались во многих странах в медицине, военном деле, в качестве лаков и др. В 15 веке инки строили дороги с покрытием из битумов. В середине 19 века построены первые асфальтовые тротуары в Париже и Лондоне из битума окрестностей г. Сесель во Франции, в 1870-80 - в ряде городов США из асфальтов Тринидадского и Бермудского месторождений. В начале 20 века месторождения битумов интенсивно разрабатывались в США, Италии, Тринидаде и Тобаго, Германии, Франции, Венесуэле. В 20 веке битумы становятся комплексным сырьём, в основном для химической промышленности и энергетики, в гораздо меньшей степени используются в строительстве. Битумы и тяжёлые высокосмолистые нефти - потенциальные источники серы, ценных металлов (V, Ni, Sb, Ge, U) и др.

Лит.: Юдин Г. Т., Жабрева П. С., Атанасян С. В. Геологические условия залегания скоплений природных битумов. М., 1981; Геология и освоение природных битумов / Отв. редактор А. А. Аксенов. М., 1983; Калинко М. К. Геология и геохимия нафтидов. М., 1987; Геология и разведка нефтебитуминосных комплексов / Под редакцией Э. 3. Бадамшина. Казань, 1995.