المحتوى
خريطة الودائع kukersite في شمال إستونيا وروسيا (مواقع بعد Kattai و Lokk ، 1998 ؛ و Bauert ، 1994). أيضًا ، مناطق Alum Shale في السويد (مواقع بعد أندرسون وآخرون ، 1985). انقر لتكبير الخريطة.
استونيا
من المعروف أن رواسب kukersite Ordovician من استونيا منذ 1700s. ومع ذلك ، بدأ التنقيب النشط فقط نتيجة لنقص الوقود الناجم عن الحرب العالمية الأولى. بدأ التعدين واسع النطاق في عام 1918. وكان إنتاج الصخر الزيتي في ذلك العام 17000 طن عن طريق التعدين المفتوح ، وبحلول عام 1940 ، كان الإنتاج السنوي بلغ 1.7 مليون طن. ومع ذلك ، لم يرتفع الإنتاج بشكل كبير بعد الحرب العالمية الثانية ، خلال الحقبة السوفيتية ، وبلغ ذروته عام 1980 عندما تم استخراج 31.4 مليون طن من الصخر الزيتي من أحد عشر منجمًا مفتوحًا ومنجمًا تحت الأرض.
انخفض الإنتاج السنوي من الصخر الزيتي بعد 1980 إلى حوالي 14 مليون طن في 1994-1995 (Katti و Lokk ، 1998 ؛ Reinsalu ، 1998a) ثم بدأ في الزيادة مرة أخرى. في عام 1997 ، تم إنتاج 22 مليون طن من الصخر الزيتي من ستة مناجم تحت الأرض للغرف والركائز وثلاثة مناجم مفتوحة (Opik ، 1998). من هذه الكمية ، تم استخدام 81 في المائة لتزويد محطات توليد الطاقة الكهربائية ، و 16 في المائة تمت معالجتها في صناعة البتروكيماويات ، وتم استخدام الباقي لتصنيع الأسمنت وكذلك المنتجات الثانوية الأخرى. في عام 1997 ، بلغت الإعانات الحكومية لشركات الصخر الزيتي 132.4 مليون كرونة إستونية (9.7 مليون دولار أمريكي) (رينسالو ، 1998 أ).
تشغل رواسب kukersite أكثر من 50000 كيلومتر مربع في شمال إستونيا وتمتد شرقًا إلى روسيا نحو سان بطرسبرغ حيث تُعرف باسم رواسب لينينغراد. في إستونيا ، هناك إيداع أصغر سناً من kukersite ، ودائع Tapa ، يتفوق على إيداع Estonia.
يوجد ما يقرب من 50 سريراً من الحجر الجيري kukersite والغني بالكيروجين بالتناوب مع الحجر الجيري biomicritic في Kõrgekallas و Viivikonna Formations من العصر الأوردوفياني الأوسط. تشكل هذه الأسرة سلسلة من 20 إلى 30 مترا في وسط حقل إستونيا. عادةً ما يكون سمك أسرة kukersite من 10 إلى 40 سم ويصل طوله إلى 2.4 متر. يصل المحتوى العضوي لأغنى أسرة kukersite إلى 40-45٪ من الوزن (Bauert ، 1994).
تُظهر تحليلات Rock-Eval لأغنية kukersite الأكثر ثراءً في إستونيا أن عوائد النفط تصل إلى 300 إلى 470 مجم / غرام من الصخر الزيتي ، أي ما يعادل حوالي 320 إلى 500 لتر / طن. تتراوح القيمة الحرارية في سبعة مناجم مفتوحة بين 2440 و 3020 سعرة حرارية / كغم (رينسلو ، 1998 أ ، جدوله 5). معظم المادة العضوية مشتقة من الطحالب الخضراء الأحفورية ، Gloeocapsomorpha prisca ، التي لها صلة ببكتيريا السيانوبريا الحديثة ، Entophysalis major ، وهي نوع موجود يتكون من حصائر الطحالب في مياه المد والجزر الضحلة (Bauert ، 1994).
معادن المصفوفة في kukersite الإستونية والحجر الجيري المتشابك تشمل الكالسيت منخفض الغلبة في الغالب (> 50 في المائة) ، والدولوميت (أقل من 10-15 في المائة) ، ومعادن السيليكاتيك بما في ذلك الكوارتز ، والفلدسبار ، وإلييت ، والكلوريت ، والبيريت (<10-15 في المائة) . من الواضح أن أسرة كوكرسايت والأحجار الجيرية المرتبطة بها ليست مخصبة بالمعادن الثقيلة ، على عكس الأوردوفيك السفلى ديتيونيما شيل في شمال إستونيا والسويد (باورت ، 1994 ؛ أندرسون وآخرون ، 1985).
اقترح باورت (1994 ، ص 418-420) أن تسلسل kukersite والحجر الجيري قد أودع في سلسلة من "الأحزمة مكدسة" الشرق والغرب في حوض البحرية الضحلة شبه المدارية المتاخمة لمنطقة ساحلية ضحلة على الجانب الشمالي من بحر البلطيق بالقرب من فنلندا. تشير الوفرة من الأحافير البحرية الكبيرة ومحتوى البايرايت المنخفض إلى وجود مياه أكسيجينية ذات تيارات سفلية ضئيلة كما يتضح من الاستمرارية الجانبية الواسعة لأسرّة كوكرسيت الرقيقة بشكل موحد.
وقدر قطاي ولوك (1998 ، ص 109) الاحتياطيات المؤكدة والمحتملة للكوكيرسيت بنحو 5.94 مليار طن. قام Reinsalu (1998b) بمراجعة جيدة لمعايير تقدير موارد إستونيا لصخر الزيتي kukersite. بالإضافة إلى سمك الحمولة الزائدة وسمك ودرجة الصخر الزيتي ، عرّفت رينسلو سريرًا معينًا من kukersite على أنه يشكل احتياطيًا ، إذا كانت تكلفة التعدين وتسليم الصخر الزيتي للمستهلك أقل من تكلفة تسليم كمية مكافئة من الفحم لها قيمة طاقة قدرها 7000 كيلو كالوري / كغم. قام بتعريف السرير من kukersite كمورد له معدل طاقة يتجاوز 25 GJ / m2 من مساحة السرير. على هذا الأساس ، تقدر الموارد الإجمالية للكرونة الإستونية في الأسرة من A إلى F (الشكل 8) بنحو 6.3 مليار طن ، والتي تضم ملياري طن من الاحتياطيات "النشطة" (تُعرف باسم الصخر الزيتي "تستحق التعدين"). لا يتم تضمين إيداع Tapa في هذه التقديرات.
يتجاوز عدد فتحات الحفر الاستكشافية في حقل إستونيا 10000. تم استكشاف kukersite استونيا بدقة نسبيا ، في حين أن رواسب Tapa هي حاليا في مرحلة التنقيب.
-ديتيونيما السجيل
هناك رواسب قديمة أخرى من الصخر الزيتي ، وهي Dictyonema Shale من العصر الأوردوفيكي المبكر ، تقع في الجزء الأكبر من شمال إستونيا. حتى وقت قريب ، لم يتم نشر سوى القليل عن هذه الوحدة لأنه تم استخراجها سرا من اليورانيوم خلال الحقبة السوفيتية. يتراوح سمك الوحدة بين 0.5 و أكثر من 5 أمتار. تم إنتاج ما مجموعه 22.5 طن من اليورانيوم الأولي من 2717575 طن من Dictyonema Shale من منجم تحت الأرض بالقرب من Sillamäe. تم استخراج اليورانيوم (U3O8) من الخام في مصنع للمعالجة في Sillamäe (Lippmaa and Maramäe ، 1999 ، 2000 ، 2001).
يواجه مستقبل استخراج الصخر الزيتي في إستونيا عددًا من المشكلات بما في ذلك المنافسة من الغاز الطبيعي والنفط والفحم. ستحتاج مناجم الحفرة الحالية الموجودة في رواسب kukersite في النهاية إلى تحويلها إلى عمليات أكثر تكلفة تحت الأرض حيث يتم استخراج الصخر الزيتي العمق. نتج تلوث الهواء والمياه الجوفية عن حرق الصخر الزيتي وتصفية المعادن النزرة والمركبات العضوية من أكوام الفاسدة التي خلفتها سنوات عديدة من التعدين ومعالجة الصخور الزيتية. يجري الآن استصلاح المناطق الملغومة وأكوامها من الصخر المستنفد المرتبط بها ، وإجراء دراسات لتخفيف التدهور البيئي للأراضي الملغومة بواسطة صناعة الصخر الزيتي. تمت مراجعة الجيولوجيا والتعدين واستصلاح رواسب إستونيا kukersite بالتفصيل من قبل Kattai وغيرها (2000).
السويد
The Alum Shale عبارة عن وحدة من المارانيت الأسود الغني بالعضوية والتي يتراوح سمكها بين 20 و 60 مترًا وترسبت في بيئة جرف بحرية ضحلة على منصة Baltoscandian مستقرة تكتونيًا في الكمبري إلى أقرب وقت أوردوفيكي في السويد والمناطق المجاورة. يتواجد Alum Shale في الأجزاء النائية ، المحاطة جزئيًا بأعطال محلية ، على صخور ما قبل الكمبري في جنوب السويد وكذلك في كاليدونيدات المضطربة تكتونيًا في غرب السويد والنرويج ، حيث يصل سمكها إلى 200 متر أو أكثر في تتابعات متكررة بسبب توجهات متعددة العيوب (الشكل 14).
توجد الصخور السوداء ، المكافئة جزئيًا لجزيرة Alum Shale ، في جزر أولاند وجوتلاند ، وهما الجزءان الأساسيان لبحر البلطيق ، وتخرجان على طول الشاطئ الشمالي لإستونيا حيث تشكل عصر ديكتيونيما شايل لأوردوovيان مبكرا (تريتادوكيان) (أندرسون وآخرون ، 1985 ، التين. 3 و 4). يمثل Alum Shale ترسبًا بطيئًا في المياه الضحلة القريبة من الأكسجين التي كانت منزعجة قليلاً بسبب حركة الأمواج والقاع الحالية.
وقد اشتهرت Cambrian و Ordovician السفلى Alum Shale في السويد لأكثر من 350 عامًا. كان مصدرًا لكبريتات الألومنيوم والبوتاسيوم التي كانت تُستخدم في صناعة دباغة الجلود ، ولتثبيت الألوان في المنسوجات ، كمادة قابضة دوائية. بدأ تعدين الصخر الشب في عام 1637 في سكون. تم التعرف على Alum Shale أيضًا كمصدر للطاقة الأحفورية ، وفي نهاية القرن التاسع عشر ، بذلت محاولات لاستخراج وتكرير الهيدروكربونات (Andersson and others، 1985، p. 8-9).
قبل وأثناء الحرب العالمية الثانية ، تم إعادة معالجة Alum Shale بسبب زيتها ، ولكن توقف الإنتاج في عام 1966 بسبب توفر إمدادات أرخص من النفط الخام. خلال هذه الفترة ، تم استخراج حوالي 50 مليون طن من الصخر الزيتي في Kinnekulle في Västergötland وفي Närke.
يعد Alum Shale رائعا بسبب محتواه العالي من المعادن بما في ذلك اليورانيوم والفاناديوم والنيكل والموليبدينوم. تم إنتاج كميات صغيرة من الفاناديوم خلال الحرب العالمية الثانية. أنتج مصنع تجريبي في Kvarntorp أكثر من 62 طناً من اليورانيوم بين عامي 1950 و 1961. وفي وقت لاحق ، تم تحديد خام خام عالي الجودة في رانستاد في فاستيرجوتلاند ، حيث تم إنشاء منجم وطاحونة مفتوحة. تم إنتاج حوالي 50 طنًا من اليورانيوم سنويًا بين عامي 1965 و 1969. خلال الثمانينيات ، تسبب إنتاج اليورانيوم من الرواسب عالية الجودة في أماكن أخرى من العالم في انخفاض السعر العالمي لليورانيوم إلى مستويات منخفضة للغاية لتشغيل مصنع رانستاد ، وأغلقت في عام 1989 (بيرغ ، 1994).
تم أيضًا حرق Alum Shale بالحجر الجيري لتصنيع "كتل النسيم" ، وهي لبنة بناء مسامية خفيفة الوزن تم استخدامها على نطاق واسع في صناعة البناء السويدية. توقف الإنتاج عندما تبين أن الكتل كانت مشعة وتنبعث منها كميات كبيرة غير مقبولة من الرادون. ومع ذلك ، لا يزال Alum Shale موردا محتملا هاما للطاقة الأحفورية والنووية والكبريت والأسمدة وعناصر سبائك المعادن ومنتجات الألمنيوم للمستقبل. يرد في الجدول 6 موجز لموارد الطاقة الأحفورية في Alum Shale في السويد.
يتراوح المحتوى العضوي لـ Alum Shale من بضعة بالمائة إلى أكثر من 20 بالمائة ، وهو الأعلى في الجزء العلوي من تسلسل الصخر الزيتي. ومع ذلك ، لا تتناسب عائدات النفط مع المحتوى العضوي من منطقة إلى أخرى بسبب الاختلافات في تاريخ الطاقة الحرارية الأرضية للمناطق التي يقوم عليها التكوين. على سبيل المثال ، في منطقة Skåne و Jämtland في غرب وسط السويد ، فإن Alum Shale مفرط في الإنتاج ، كما أن غلات النفط لا تحتوي على شيء ، على الرغم من أن المحتوى العضوي للجيل الصخري يتراوح ما بين 11 و 12 بالمائة. في المناطق الأقل تأثرًا بالتغيرات الحرارية الأرضية ، تتراوح غلات النفط بين 2 إلى 6 بالمائة بواسطة اختبار فيشر. يمكن أن يزيد هيدرويتورتينغ من غلة فيشر بنسبة تتراوح ما بين 300 إلى 400 في المئة (أندرسون وآخرون ، 1985 ، شكلهم 24).
موارد اليورانيوم في Alum Shale في السويد ، على الرغم من انخفاض درجة ، هائلة. في منطقة رانستاد في فاسترجوتلاند ، على سبيل المثال ، يصل محتوى اليورانيوم في المنطقة التي يبلغ سمكها 3.6 أمتار في الجزء العلوي من التكوين إلى 306 جزء في المليون ، وتصل التركيزات إلى 2000 إلى 5000 جزء في المليون في عدسات هيدروكربون سوداء صغيرة تشبه الفحم (kolm) ) المنتشرة في المنطقة.
تقع شب الشب في منطقة رانستاد على مسافة حوالي 490 كم 2 ، يحتوي الجزء العلوي منها ، من 8 إلى 9 أمتار ، على ما يقدر بنحو 1.7 مليون طن من معدن اليورانيوم (أندرسون وآخرون ، 1985 ، جدولهم 4).