Сланцы горючие

Горючие сланцы — осадочная горная порода глинистого, известковистого или кремнистого состава, отличающаяся тонкослоистой текстурой. При выветривании приобретает листоватое или массивное сложение. Содержит органическое вещество (кероген) в количестве от 10–15 до 60–80%. Окраска породы — коричневато-серая, коричневато-жёлтая, оливково-серая.

Характерное свойство горючих сланцев — способность загораться от спички в тонкой пластинке или куске с выделением специфического запаха горящей резины. Горючая часть сланцев имеет сапропелевую или гумусово-сапропелевую природу. Органическое вещество равномерно распределено в преобладающей пелитовой, реже раковинно-детритовой минеральной массе.

При нагревании без доступа воздуха до 500 °C или с доступом воздуха до 1000 °C органическое вещество разлагается, выделяя нефтеподобную смолу (сланцевое масло), сухие горючие газы и подсмольную воду. Выход смолы составляет:

из сланцев, бедных керогеном — 5–10% от массы сухой породы;
из наиболее богатых разностей — до 30–50%.

Элементарный состав керогена в зависимости от генетического типа сланцев варьирует в широких пределах:

С — 56–82%;
H — 5,8–11,5%;
N — 1–6%;
S — 1,5–9%;
O — 9–36%.

Природа органического вещества горючих сланцев не всегда ясна. В шлифах некоторых сланцев наблюдаются массовые скопления или единичные колонии водорослей (синезелёных и других), что указывает на принадлежность осадка к сапропелевому илу или сапроколлу. Остатки высших растений присутствуют почти во всех горючих сланцах, образуя их гумусовую составляющую. Из каустобиолитов к лучшим горючим сланцам ближе всего угли типа богхеда, к низкокачественным — глины, мергели, известняки и диатомиты с содержанием до 10–15% органического сапропелевого вещества.

Накопление исходного растительного и животного планктона происходит преимущественно в условиях неглубоких прибрежных частей морских бассейнов с нормальным солевым и газовым режимом вод либо в озёрных условиях.

Распространение: горючие сланцы широко встречаются в отложениях различного геологического возраста (от кембрия до неогена). В России и странах бывшего СССР занимают большие площади, нередко измеряемые сотнями и тысячами квадратных километров: Прибалтика, Белоруссия, Украина, Поволжье, Узбекистан, Якутия и другие регионы.
Использование: по добыче и переработке горючих сланцев Россия занимала первое место в мире. Большая часть добычи потребляется тепловыми электростанциями, идёт на выработку высококалорийного газа, моторного топлива, смазочных масел, пластификаторов, фенолов, ихтиола, плавленого цементного клинкера и других продуктов.
Мировые запасы: за рубежом горючие сланцы известны в Швеции, Шотландии, США, Канаде, Австралии и других странах.

Современный контекст

Несмотря на историческое лидерство СССР по добыче и переработке горючих сланцев, на современном этапе (по состоянию на 2024 год) Россия отошла с первого места. Крупнейшим производителем и потребителем сланцев является Эстония (месторождение Кукерсит), где горючие сланцы используются преимущественно для тепловой и электроэнергетики. В других странах, включая Китай, Бразилию и Иорданию, разрабатываются технологии извлечения сланцевого газа и масла методом пиролиза. В современных ГИС-системах (геоинформационные системы) и при 3D-моделировании месторождений активно учитывается литологическая неоднородность сланцевых толщ, что позволяет точнее оценивать запасы и качество сырья.