Горючие сланцы

ГОРЮЧИЕ СЛАНЦЫ, пиробитуминозные сланцы, осадочные породы карбонатно-глинистого (мергелистого), глинистого или кремнистого состава, содержащие 10-50% (реже до 60%) сингенетичного осадконакоплению органического вещества (керогена); разновидность горючего полезного ископаемого. Органическое вещество равномерно распределено в преобладающей пелитовой, реже раковинно-детритовой минеральной массе. Горючие сланцы имеют коричневую, коричнево-жёлтую, серую, оливково-серую окраску, слоистую, листоватую или массивную текстуру. В тонкой пластинке или куске загораются от спички, издавая специфический запах горящей резины. При нагревании горючих сланцев без доступа воздуха до 500 °С или с доступом воздуха до 1000 °С органическое вещество разлагается с выделением нефтеподобной смолы (сланцевое масло), сухих горючих газов и подсмольной воды. Выход смолы из горючих сланцев, бедных керогеном, составляет 5-10% от массы сухой породы, из богатых - до 30-50%. Термин «горючие сланцы» иногда используют для обозначения всех высокозольных твёрдых каустобиолитов, содержащих органические вещества различного происхождения и различных условий преобразования (углистых, битуминозных и липтобиолитовых сланцев). Исходным материалом органического вещества горючих сланцев служила биомасса преимущественно низших водорослей (сапропелевые компоненты), в меньшей степени - высших растений и частично животных организмов (гумусовые компоненты). По соотношению сапропелевых и гумусовых компонентов горючие сланцы подразделяются на сапропелиты (сланцевые бассейны: Прибалтийский в Эстонии и России, Волжский в России; Болтышское месторождение в Украине) и сапрогумиты (Карпатский бассейн в Украине и Польше). Отличительная генетическая особенность органических веществ большинства горючих сланцев - его накопление в донных осадках при нормальном кислородном режиме. Органическое вещество горючих сланцев характеризуется высоким содержанием водорода (7-10%), большим выходом летучих веществ при термической переработке (до 90%), высокой удельной теплотой сгорания (29-37 МДж/кг). Основные минеральные компоненты горючих сланцев - кальцит, кварц и глинистые минералы; подчинённое значение имеют полевые шпаты, пирит, а также акцессорные минералы. В основу наиболее распространённой отечественной промышленной классификации горючих сланцев (И. М. Озеров, В. Я. Полозов, 1979) положены генетические признаки (микрокомпонентный состав органического вещества), а также технологические (выход смолы при сухой перегонке органического вещества) и теплотехнические свойства (теплота сгорания рабочего топлива и выход смолы полукоксования). В России пригодными для промышленного использования считаются горючие сланцы с удельной теплотой сгорания сухого топлива свыше 5 МДж/кг.

Общепринятой оценки мировых запасов горючих сланцев нет. Общие мировые потенциальные ресурсы горючих сланцев оценены в 450 триллион тонн (26 триллион тонн сланцевой смолы). Основные ресурсы - 431 триллион тонн (24,6 триллион тонн сланцевой смолы) - сосредоточены в США (штаты Колорадо, Юта, Вайоминг) и связаны с палеогеновой формацией Грин-Ривер. Крупные сланцевые бассейны находятся в Бразилии (Ирати, Параиба), Китае (Фушунь); многочисленные месторождения горючих сланцев известны также в Австрии, Австралии, Болгарии, Великобритании, Германии, Испании, Италии, Канаде, Сербии, Франции, Швеции, ЮАР. Общие ресурсы горючих сланцев в России 922 миллиардов тонн, балансовые запасы 5,4 миллиардов тонн. Основные бассейны (ресурсы и балансовые запасы, миллиард тонн): Волжский (29,7 и 3,3), Прибалтийский (Ленинградское месторождение, 8,2 и 1,2), Вычегодский (28 и 0,3), Тимано-Печорский (6 и 0,55), Оленёкский (ресурсы 849 миллиардов т). Небольшими ресурсами горючих сланцев обладают (млрд. т) Эстония (Прибалтийский бассейн 12,9), Узбекистан (Сырдарьинский бассейн 24,6 и Амударьинский 22,3), Казахстан (Кендерлыкское месторождение 2,5), Украина (Болтышское месторождение 4,5).

В промышленном масштабе горючие сланцы добывают в Китае (30-50 миллионов тонн в год), Эстонии (свыше 10 миллионов тонн) и России (около 5 миллионов тонн). В разное время промышленную добычу горючих сланцев вели: Франция, США, Германия, Австралия, Великобритания, Швеция, Болгария, ЮАР и др. Основная часть (77%) добываемых в России горючих сланцев используется для сжигания на крупных ТЭЦ и ГРЭС, остальная часть поступает на сланцеперерабатывающие предприятия в Ленинградской и Самарской областях. В результате переработки из горючих сланцев получают сланцевую смолу и водорастворимые фенолы, а также бытовой газ. Смола используется как жидкое топливо, компонент шпалопропиточного масла, в производстве электродного кокса и др.; фенолы - в производстве синтетических дубителей, клея, лаков, мастик, модификаторов резины, тампонажных составов и др. Твёрдые отходы переработки горючих сланцев (зола, сланцевый полукокс и кокс) используются в промышленности строительных материалов для производства минеральной ваты, сланцезольного портландцемента, силикатного кирпича, автоклавных изделий из тяжёлого сланцезольного бетона и газозолобетона, а также в дорожном строительстве и для известкования почв. Отходы добычи и обогащения горючих сланцев применяются для производства строительного щебня. Горючие сланцы некоторых месторождений (например, Вестернгётланд в Швеции, Джулия-Крик в Австралии) содержат промышленные концентрации металлов (Cu, Mo, U, Pb, Zn, V и др.) и оцениваются как рудное сырьё.

Лит.: Геология месторождений угля и горючих сланцев СССР. М., 1968. Т. 11; Разработка и использование запасов горючих сланцев. Тал., 1970; Месторождения горючих сланцев мира /Под редакцией В. Ф. Череповского. М., 1988; Российская угольная энциклопедия. М.; СПб., 2004. Т. 1.