Минералы

 Горные породы



Горючий сланец с ископаемой фауной (ростр белемнита).

Городищенский разрез, выход горючих сланцев.

Горючий сланец с отпечатками нижнемеловых головоногих моллюсков Aconeceras trautscholdi (Sinzow) и Deschayesites deshayesi (Leymerie).

Отпечаток юрского аммонита и ростра белемнита в горючем сланце.

Кусок горючего сланца на бичевнике. Ульяновская область, окрестности села Городищи.


Горючие сланцы

     Осадочная порода, глинистая, известковистая, с большим содержанием органического вещества, тонкослоистая, при выветривании - листоватая, в подсохшем состоянии легко распадается на плитки. Содержит органическое вещество - кероген в количестве от 10-15 до 60-80%, окраска - от коричнево-серой до темно-серой, во влажном состоянии черная. Обладает способностью в тонкой пластинке или куске загораться от спички, издавая специфический запах горящей резины.

     Теплотворная способность сланцев из различных пластов и месторождений Ульяновской области колеблется в пределах 1400-3200 кал, обычно - 1950-2200 кал. Объемный вес влажного сланца составляет 1,5-1,6т/м3, воздушно-сухого - 1,15-1,3 т/м3. Химико-технические анализы воздушно-сухого сланца показывают, что в них содержатся следующие компоненты: влага гигроскопичная - от 4,5% до 7,68%, зола - от 56 % до 70 %, минеральная углекислота - от 8 до 13 %, сера общая - от 2,3 до 3,9%, органическая масса - от 23% до 34%. Результаты сухой перегонки сланцев характеризуются следующими данными: выход смолы от 6,6% до 12,4%, газа и нефтепродуктов - от 4,8 до 8,8%, пирогенной воды - от 5,0% до 7,2%, полукокса - от 76,0% до 83,2%, серы общей - от 1,3% до 6,8%. Анализ газа: CO2 - до 20,7%; O2 до 3,7%; N2 - до 14,9%; CO - до 0,8%; H2 - до 10,6%; CH4 - до 49,6%; тяжелые углеводороды - до 1,3%.

    Путем перегонки и химической обработки из горючего сланца можно получить высококачественный горючий газ, бензин, керосин, топливные и смазочные масла, гудрон, аммиак. Из смолистых продуктов перегонки вырабатывают фармацевтические препараты: ихтиол, тиофеновое масло, а также дубильные вещества, смягчители резины и другие ценные продукты. Зола, остающаяся после сжигания и переработки сланца, отличается повышенным содержанием многих редкоземельных элементов и является хорошим сырьем для выработки кирпича и строительных блоков, обладающих значительной прочностью, легкостью и меньшей теплопроводностью, чем обычный красный кирпич. Тонкоразмолотая сланцевая зола близка по своим качествам к романцементу.

    По своему происхождению горючие сланцы - органогенная порода, которая образовалась 130-140 млн лет назад в нижневолжский век юрского периода. Юрские моря были мелководны, хорошо прогревались и были густо заселены водорослями, служившими местом обитания многочисленных беспозвоночных и позвоночных организмов. После гибели организмы опускались на дно в иловато-глинистый осадок, который послужил основой для образования горючих сланцев. Если отколоть кусок горючего сланца, то можно увидеть большое количество отпечатков водорослей, ходов червей, аммонитов, белемнитов, двустворчатых моллюсков, чешую ископаемых рыб, позвонки ихтиозавров, плезиозавров и других организмов.

    Месторождения горючего сланца в Симбирской губернии - Ульяновской области известны давно. Началом их изучения можно считать 1768 г. По результатам комплексных экспедиций И.И. Лепехиным и П.С. Палласом были описаны минералы и горные породы, ископаемые Городищенского разреза. В последующие эпохи их изучением занимались многие специалисты: геологи, химики, технологи. Среди них такие специалисты как П.М. Языков, академики А.П. Павлов, А.Д. Архангельский, Н.М. Страхов, профессора А.Н. Розанов, П.И. Бутов, М.Д. Залесский, инженеры И.И. Зяблицкий, Б.В. Цванцигер, С.А. Предтеченский, И.С. Забнин, С.К. Нечитайло.

    На территории Ульяновской области выходы горючих сланцев приурочены к юрским и нижнемеловым отложениям мезозойской эры. Они известны почти на всей территории Правобережья. В северной части области в Цильнинском и Ульяновском районах выходы сланцев залегают неглубоко и местами выходят на дневную поверхность: в береговом обрыве р. Волги южнее д. Городищи, в Захарьевском руднике, на правом берегу р. Свияга у с. Васильевка, в верховье речки Малая Цильна, у с. Старые Алгаши и с. Средние Алгаши.

    Строение сланценосной толщи характеризуется следующим образом: пласты горючего сланца мощностью 0,10-0,60 м (обычно 0,3-0,45 м), в количестве до 4-7, в редких случаях до 8-9 слоев переслаиваются с пластами серой плотной известковистой сланцеватой глины. Мощность пластов глины примерно - 0,8-1,2 м. Общая мощность всей сланценосной толщи вместе с прослойками глины достигает 6-7 м и в редких случаях - 8-11 м.

    Обычно верхние три-четыре пласта горючего сланца отличаются наибольшей мощностью и лучшим качеством. Они сближены между собой и вместе с разделяющими их прослойками глины имеют мощность до 2-2,8 м, причем на долю сланца приходится 1,2-1,7 м. Указанную верхнюю часть сланценосной толщи именуют "рабочим горизонтом" и подвергают разработке. Средняя продуктивность рабочего горизонта составляет 1,5-1,8 т/1м2.

    Площадь с установленными выходами горючего сланца на дневную поверхность, а также площади, сланценосность которых подтверждена геолого-разведочными работами, обычно выделяются как отдельные месторождения или участки. К настоящему времени известны следующие разведанные месторождения горючих сланцев: Ундоровское, Центральное, Захарьевское, Ульяновское, Баратаевское, Шумовское, Васильевское, Алгашинское, Васильевское, Репьевское.

    Ундоровское месторождение находится на правом берегу р. Волги близ д. Городищи. Геологоразведочные работы здесь были начаты в 1918 г, а в 1919 г. открыт сланцевый рудник. Добыча сланца велась с помощью штолен и наклонной шахты. Из г. Ульяновска на Ундоровский рудник была проложена железнодорожная ветка протяженностью около 40 км.

    В 1920 году были также открыты разработки горючего сланца на Центральном месторождении в устье Соловецкого оврага, в 22 км севернее г. Ульяновска и в Захарьевском руднике в устье Волчьего оврага, в 14 км севернее г. Ульяновска, на участках, где были заложены штольни. В 1925 году в связи с улучшением условий обеспечения страны нефтью и каменным углем разработки сланца были прекращены, рудничное хозяйство ликвидировано, а железнодорожная ветка на Ундоровский рудник разобрана.

    В 1930 г. на Захарьевском и Ульяновском рудниках возобновилась разработка сланца, продолжавшаяся до 1935 г. Затем рудник был законсервирован и вновь восстановлен лишь в 1939 г. На это раз он был несколько расширен, и разработка сланца продолжалась до 1947 г. После окончания Великой Отечественной войны, в период восстановления народного хозяйства и значительного расширения добычи угля, нефти и горючего газа в нашей стране разработка сланца в Ульяновском руднике прекратилась, месторождение было законсервировано.


    За весь период разработок на Ундоровском и Центральном рудниках было добыто около 25 тыс. т горючего сланца, а на Ульяновском и Захарьевском участках - около 80 тыс. т, не включая потери от системы разработки. На других месторождениях разработка горючего сланца не производилась, хотя залежи их были обследованы.

    Касаясь вопроса о запасах сланца на территории Ульяновской области можно сказать, что они очень велики и практически неисчерпаемы. К сожалению, на большей части распространения залежей в условиях сильной обводненности сланценосной толщи разработка возможна лишь с помощью шахт. Подсчитанные геологические запасы горючего сланца на территории Свияго-Волжского водораздела к северу от г. Ульяновска до границы области на площади около 200 км2 оцениваются в 400 млн. т.

    В настоящее время разработка горючего сланца в Ульяновской области не производится, все шахты законсервированы. В будущем горючие сланцы наиболее целесообразно и рентабельно использовать как источники качественного химического сырья и редкоземельных элементов.