NộI Dung
Bản đồ các mỏ kukersite ở phía bắc Estonia và Nga (các địa điểm sau Kattai và Lokk, 1998; và Bauert, 1994). Ngoài ra, các khu vực của Alum Shale ở Thụy Điển (các địa điểm sau Andersson và những nơi khác, 1985). Nhấn vào đây để phóng to bản đồ.
Estonia
Tiền gửi kukersite Ordovician của Estonia đã được biết đến từ những năm 1700. Tuy nhiên, hoạt động thăm dò tích cực chỉ bắt đầu do thiếu hụt nhiên liệu do Thế chiến I. khai thác toàn diện bắt đầu vào năm 1918. Sản lượng đá phiến dầu trong năm đó là 17.000 tấn do khai thác lộ thiên và đến năm 1940, sản lượng hàng năm đạt 1,7 triệu tấn. Tuy nhiên, mãi đến sau Thế chiến II, trong thời kỳ Xô Viết, sản lượng đã tăng mạnh, đạt đỉnh điểm vào năm 1980 khi 31,4 triệu tấn đá phiến dầu được khai thác từ mười một mỏ lộ thiên và mỏ ngầm.
Sản lượng đá phiến dầu hàng năm giảm sau năm 1980 xuống còn khoảng 14 triệu tấn vào năm 1994-95 (Katti và Lokk, 1998; Reinsalu, 1998a) sau đó bắt đầu tăng trở lại. Năm 1997, 22 triệu tấn đá phiến dầu được sản xuất từ sáu mỏ khai thác ngầm trong phòng và ba mỏ lộ thiên (Opik, 1998). Trong số này, 81 phần trăm được sử dụng để cung cấp nhiên liệu cho các nhà máy điện, 16 phần trăm được xử lý thành hóa dầu và phần còn lại được sử dụng để sản xuất xi măng cũng như các sản phẩm nhỏ khác. Trợ cấp của nhà nước cho các công ty đá phiến dầu vào năm 1997 lên tới 132,4 triệu kroons Estonia (9,7 triệu đô la Mỹ) (Reinsalu, 1998a).
Các mỏ kukersite chiếm hơn 50.000 km2 ở phía bắc Estonia và kéo dài về phía đông vào Nga về phía St. Petersburg, nơi được gọi là tiền gửi Leningrad. Ở Estonia, một khoản tiền gửi kukersite có phần trẻ hơn, tiền gửi Tapa, chồng lấp tiền gửi của Estonia.
Có tới 50 giường đá vôi giàu kukersite và kerogen xen kẽ với đá vôi sinh khối nằm trong hệ tầng Kõrgekallas và Viivikonna ở tuổi Trung Ordovician. Những chiếc giường này tạo thành một chuỗi dày từ 20 đến 30 m ở giữa cánh đồng Estonia. Các giường kukersite riêng lẻ thường dày 10-40 cm và đạt tới 2,4 m. Hàm lượng hữu cơ của các giường kukersite giàu nhất đạt 40-45% trọng lượng (Bauert, 1994).
Các phân tích của Rock-Eval về loại kukersite giàu nhất ở Estonia cho thấy năng suất dầu cao tới 300 đến 470 mg / g đá phiến, tương đương với khoảng 320 đến 500 l / t. Giá trị năng lượng trong bảy mỏ lộ thiên dao động từ 2.440 đến 3.020 kcal / kg (Reinsalu, 1998a, bảng 5 của anh ta). Hầu hết các chất hữu cơ có nguồn gốc từ tảo xanh hóa thạch, Gloeocapsomorpha prisca, có liên quan đến cyanobacterium hiện đại, Entophysalis, một loài còn tồn tại tạo thành thảm tảo trong vùng nước ngầm rất nông (Bauert, 1994).
Khoáng vật ma trận trong kukersite và đá vôi xen kẽ của Estonia bao gồm canxit có hàm lượng Mg thấp (> 50%), dolomit (<10-15%) và các khoáng siliciclastic bao gồm thạch anh, fenspat, illit, chlorite và pyrite (<10-15%) . Các lớp kukersite và đá vôi liên quan rõ ràng là không được làm giàu bằng kim loại nặng, không giống như Đá phiến Dictyonema dưới Ordov ở phía bắc Estonia và Thụy Điển (Bauert, 1994; Andersson và những người khác, 1985).
Bauert (1994, trang 418-420) cho rằng trình tự kukersite và đá vôi đã được lắng đọng trong một loạt các "vành đai xếp chồng" phía đông-tây trong một lưu vực biển ngập nước nông nằm cạnh một khu vực ven biển nông ở phía bắc của biển Baltic gần Phần Lan. Sự phong phú của các loại macrofossils biển và hàm lượng pyrite thấp cho thấy môi trường nước có oxy với dòng chảy đáy không đáng kể được chứng minh bằng sự liên tục lan rộng bên của các lớp kukersite mỏng đồng đều.
Kattai và Lokk (1998, trang 109) ước tính trữ lượng đã được chứng minh và có thể xảy ra của kukersite là 5,94 tỷ tấn. Một đánh giá tốt về các tiêu chí để ước tính tài nguyên Estonias của đá phiến dầu kukersite được thực hiện bởi Reinsalu (1998b). Ngoài độ dày của quá tải và độ dày và cấp độ của đá phiến dầu, Reinsalu định nghĩa một lớp kukersite nhất định là tạo thành một khu bảo tồn, nếu chi phí khai thác và cung cấp đá phiến dầu cho người tiêu dùng thấp hơn chi phí giao hàng lượng than tương đương có giá trị năng lượng là 7.000 kcal / kg. Ông định nghĩa một chiếc giường kukersite là một nguồn tài nguyên có mức năng lượng vượt quá 25 GJ / m2 diện tích giường. Trên cơ sở đó, tổng tài nguyên của kukersite Estonia từ giường A đến F (hình 8) được ước tính là 6,3 tỷ tấn, bao gồm 2 tỷ tấn trữ lượng "hoạt động" (được định nghĩa là "khai thác đá phiến dầu"). Khoản tiền gửi Tapa không được bao gồm trong các ước tính này.
Số lượng lỗ khoan thăm dò trong lĩnh vực Estonia vượt quá 10.000. Các kukersite Estonia đã được khám phá tương đối kỹ lưỡng, trong khi tiền gửi Tapa hiện đang trong giai đoạn tìm kiếm.
-Dictyonema Shale
Một mỏ đá phiến dầu cũ khác, đá phiến Dictyonema biển ở thời kỳ đầu Ordovic, là nền tảng của hầu hết miền bắc Estonia. Cho đến gần đây, rất ít được công bố về đơn vị này vì nó được khai thác một cách tình cờ cho uranium trong thời kỳ Xô Viết. Đơn vị có độ dày từ dưới 0,5 đến hơn 5 m. Tổng cộng 22,5 tấn uranium nguyên tố được sản xuất từ 271,575 tấn đá phiến Dictyonema từ một mỏ dưới lòng đất gần Sillamäe. Uranium (U3O8) được khai thác từ quặng trong nhà máy chế biến tại Sillamäe (Lippmaa và Maramäe, 1999, 2000, 2001).
Tương lai của khai thác đá phiến dầu ở Estonia phải đối mặt với một số vấn đề bao gồm cạnh tranh từ khí đốt tự nhiên, dầu mỏ và than đá. Các mỏ khai thác lộ thiên hiện tại trong các mỏ kukersite cuối cùng sẽ cần phải được chuyển đổi thành các hoạt động ngầm đắt tiền hơn khi đá phiến dầu sâu hơn được khai thác. Ô nhiễm không khí và nước ngầm nghiêm trọng là kết quả của việc đốt đá phiến dầu và lọc các kim loại vi lượng và các hợp chất hữu cơ từ các đống đổ nát còn sót lại sau nhiều năm khai thác và chế biến đá phiến dầu. Việc cải tạo các khu vực khai thác và đống đá phiến đã sử dụng của chúng, và các nghiên cứu để cải thiện sự suy thoái môi trường của các vùng đất khai thác của ngành công nghiệp đá phiến dầu đang được tiến hành. Địa chất, khai thác và cải tạo của mỏ kukersite Estonia đã được xem xét chi tiết bởi Kattai và những người khác (2000).
Thụy Điển
Alum Shale là một đơn vị vô số giàu hữu cơ màu đen dày khoảng 20-60 m, được lắng đọng trong môi trường thềm biển nông trên nền tảng Baltoscandian ổn định về mặt kiến tạo ở Cambrian đến thời kỳ Ordovic sớm nhất ở Thụy Điển và các khu vực lân cận. Alum Shale có mặt ở các vùng ngoại ô, một phần bị giới hạn bởi các đứt gãy cục bộ, trên các tảng đá của Precambrian ở miền nam Thụy Điển cũng như ở Caledonides bị xáo trộn về phía tây của Thụy Điển và Na Uy, nơi nó đạt tới độ dày 200 m trở lên trong nhiều lần lặp đi lặp lại do nhiều lực đẩy lỗi (hình 14).
Các phiến đá đen, tương đương một phần với Alum Shale, có mặt trên các đảo Öland và Götland, nằm dưới một phần của Biển Baltic, và mọc dọc theo bờ biển phía bắc của Estonia nơi chúng tạo thành Dictyonema Shale của Thời kỳ đầu Ordovic (Tremadocian) (Andersson và những người khác, 1985, sung của họ. 3 và 4). Alum Shale đại diện cho sự lắng đọng chậm ở vùng nước nông, gần như thiếu oxy mà ít bị xáo trộn bởi tác động của sóng và dòng chảy dưới đáy.
Alum Shale Cambrian và Lower Ordovician của Thụy Điển đã được biết đến hơn 350 năm. Đó là một nguồn kali nhôm sunfat được sử dụng trong ngành thuộc da, để cố định màu trong dệt may, và như một chất làm se dược phẩm. Khai thác đá phiến cho phèn bắt đầu vào năm 1637 tại Skåne. Alum Shale cũng được công nhận là một nguồn năng lượng hóa thạch và đến cuối những năm 1800, các nỗ lực đã được thực hiện để chiết xuất và tinh chế hydrocarbon (Andersson và những người khác, 1985, trang 8-9).
Trước và trong Thế chiến II, Alum Shale đã bị vặn lại vì dầu của nó, nhưng việc sản xuất đã chấm dứt vào năm 1966 do nguồn cung dầu thô rẻ hơn. Trong thời gian này, khoảng 50 triệu tấn đá phiến đã được khai thác tại Kinnekulle ở Västergötland và tại Närke.
Alum Shale rất đáng chú ý vì hàm lượng kim loại cao bao gồm uranium, vanadi, niken và molypden. Một lượng nhỏ vanadi được sản xuất trong Thế chiến II. Một nhà máy thí điểm được xây dựng tại Kvarntorp đã sản xuất hơn 62 tấn uranium trong khoảng thời gian từ 1950 đến 1961. Sau đó, quặng cấp cao hơn đã được xác định tại Ranstad ở Västergötland, nơi khai thác mỏ và nhà máy mỏ lộ thiên. Khoảng 50 tấn uranium mỗi năm được sản xuất từ năm 1965 đến 1969. Trong những năm 1980, việc sản xuất uranium từ các mỏ cao cấp ở nơi khác trên thế giới đã khiến giá uranium trên thế giới giảm xuống mức quá thấp để vận hành có lợi cho nhà máy Ranstad, và nó đóng cửa năm 1989 (Bergh, 1994).
Alum Shale cũng được đốt bằng đá vôi để sản xuất "khối gió", một khối xây dựng xốp nhẹ được sử dụng rộng rãi trong ngành xây dựng của Thụy Điển. Việc sản xuất dừng lại khi nhận ra rằng các khối bị nhiễm phóng xạ và phát ra lượng lớn radon không thể chấp nhận được. Tuy nhiên, Alum Shale vẫn là một nguồn tài nguyên tiềm năng quan trọng của năng lượng hóa thạch và hạt nhân, lưu huỳnh, phân bón, các nguyên tố hợp kim kim loại và các sản phẩm nhôm cho tương lai. Các nguồn năng lượng hóa thạch của Alum Shale ở Thụy Điển được tóm tắt trong bảng 6.
Hàm lượng hữu cơ của Alum Shale dao động từ vài phần trăm đến hơn 20 phần trăm, cao nhất ở phần trên của chuỗi đá phiến. Tuy nhiên, sản lượng dầu không tỷ lệ với hàm lượng hữu cơ từ khu vực này sang khu vực khác do sự thay đổi trong lịch sử địa nhiệt của các khu vực được hình thành bởi sự hình thành. Ví dụ, tại Skåne và Jämtland ở phía tây trung tâm Thụy Điển, Alum Shale là quá cỡ và sản lượng dầu là không, mặc dù hàm lượng hữu cơ của đá phiến là 11-12%. Ở những khu vực ít bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi địa nhiệt, sản lượng dầu dao động từ 2 đến 6% theo xét nghiệm Fischer. Hydroretorting có thể làm tăng năng suất xét nghiệm Fischer lên tới 300 đến 400 phần trăm (Andersson và những người khác, 1985, con số 24 của họ).
Tài nguyên uranium của Alum Shale của Thụy Điển, mặc dù cấp thấp, là rất lớn. Ví dụ, tại khu vực Ranstad của Västergötland, hàm lượng urani của vùng dày 3,6 m ở phần trên của hệ tầng đạt 306 ppm và nồng độ đạt 2.000 đến 5.000 ppm trong các ống hydrocarbon nhỏ giống như than đen (kolm ) nằm rải rác trong khu vực.
Alum Shale ở khu vực Ranstad trải qua khoảng 490 km2, trong đó phần trên, dày 8 đến 9 m, chứa khoảng 1,7 triệu tấn kim loại uranium (Andersson và những người khác, 1985, bảng 4).