Михайлов В.А., Виноградов Г.Ф та ін. Неметалічні корисні копалини України

Подождите немного. Документ загружается.

487

утворюючи скупчення навколо тріщин, озер грязьових вулканів, ви-

ходів нафтових пластів на поверхню. У зоні гіпергенезу проходить і

перетворення вуглеводнів під дією окисників, що призводить до пе-

ретворення нафти на окиснені бітуми (оксибітуми).

Завдяки процесам окиснення сформовано багато поверхневих

проявів нафти, наприклад, збагачені бітумами піски й пісковики Схі-

дного Сибіру, виходи

окремих нафтоносних пластів в Азербайджані,

Західному Туркменистані, у Ферганській долині, на Мангишлаку та в

багатьох інших регіонах світу. Втрати вихідних запасів нафти за ра-

хунок утворення бітумів інколи сягають 70–85 % (Канада, Венесуела).

Фазово-міграційний ряд бітумів утворюється при диференціації

вуглеводневих флюїдів у ході їх переміщення по порах і тріщинах при

зміні

термобаричних умов і співвідношення між розчинником і не-

розчиненими речовинами на шляхах міграції. При цьому може відбу-

ватися виділення газу й частини легких вуглеводнів, у результаті чого

розчин стає пересиченим і тверді вуглеводні випадають з нього й за-

повнюють пори й тріщини. В процесі висхідної міграції по слабо про-

никних породах

відбувається також фільтрація нафти з втратою ас-

фальтено-смолистих компонентів і ароматичних вуглеводнів завдяки

їх адсорбції глинами. Це призводить до "зараження" деяких розрізів

твердими бітумами. Суттєву роль у перетворенні нафти відіграють

процеси виходу з пласта легких фракцій, що характеризуються мен-

шою в'язкістю, накопичення смолистих і сірчаних сполук. В результа-

ті смолисті й особливо асфальтенові компоненти, що знаходяться в

нафті у вигляді колоїдного розчину, стають менш рухливими, оса-

джуються у пласті, утворюючи високов'язкі смолисто-асфальтенові

нафти – первинні мальти. Фазова диференціація може приводити й

до випадіння з нафти смолисто-асфальтенових бітумів або мальт у

нафтоносних пластах при розбавленні нафти нижчими алканами

Прикладом покладів, що утворилися в результаті фазової диферен-

ціації, можуть бути скупчення високов'язкої смолисто-асфальтенової

нафти в кунгурських шарах у Прикаспійській западині, високов'язкої

нафти в сеномані Західного Сибіру, у девоні Тіману.

Характерною групою бітумів фазово-міграційного ряду є озокерити

жильного й пластового залягання, які утворюють родовища в Перед-

карпатському прогині (Бориславське жильне, Дзвиняцьке пластове), у

Ферганській долині (Шорсу), на півострові Челекен. У жильних родо-

вищах нафта диференціюється при підйомі по тріщинах, де з неї ви-

діляються газові й легкі вуглеводні, а парафін випадає та утворює

тверду масу озокериту, що заповнює тріщини. У пластових родови-

щах фазова диференціація нафти проходить

у поровому просторі ко-

488

лектора, який заповнюється озокеритом із залишками легких і смоли-

стих компонентів нафти.

Термально-метаморфічний ряд бітумів формується при таких

процесах: деструкції органічної речовини в умовах контактового ме-

таморфізму з утворенням складного спектра бітумів (нафтоїдів), піро-

лізі твердих бітумів в умовах контактового метаморфізму з утворен-

ням природних коксів і метаморфічній деструкції нафтових

вуглево-

днів ендогенного походження в гідротермальних системах.

За вихідним матеріалом термально-метаморфічні бітуми поділя-

ються на метаморфобітуми та піробітуми (піронафтоїди). Перша гру-

па утворюється з асфальтових бітумів чи високосмолистих нафт в

умовах контактового, гідротермального метаморфізму і динамомета-

морфізму, друга є продуктом піролізу багатих на органічну речовину

порід і представлена пароподібними

бітумами, які потім диференці-

юються у фазу гідротерм. До другої групи, напевне, відносяться біту-

ми гідротермальних родовищ ДДЗ і Донбасу, нафтоїди вугільних

шахт. Крім температури на їх формування впливають і ретроградні

явища – розчинення бітумінозних речовин при метаморфізмі вугілля

газами (CO

і вуглеводневими), їх винос у вигляді газоконденсатів і

конденсація при зниженні тиску і температури.

Природні тверді бітуми утворюють скупчення чотирьох типів: пла-

стові, жильні, покривні та розсіяні.

Пластові скупчення бітумів, з якими пов'язані їх основні промисло-

ві родовища, утворилися в результаті окиснення, диференціації чи

іншого перетворення нафти. Бітуми тут

є залишковою частиною на-

фти, що заповнювала порожній простір колектора. Форма їх покладів

аналогічна формі покладу нафти і повторює її. Як правило, для плас-

тових скупчень спостерігається перехід твердих бітумів в окиснену і

далі в неокиснену нафту за падінням порід. Найбільшим скупченням

цього типу у світі є родовище Атабаска в Канаді

Скупчення бітумів жильного типу пов'язані, головним чином, з фа-

зово-міграційними процесами. Це жильні родовища Передкарпатсь-

кого прогину (Бориславське, Старунське), півострова Челекен, Волго-

уральського регіону (Садкінська асфальтитова жила).

Розміри жильних скупчень бітумів менші, ніж пластових, але до-

статньо великі. Садкінська асфальтова жила потужністю до 18 м про-

стежується на глибину 400

м і за простяганням – на 680 м. Борислав-

ська "головна поздовжня жила" озокериту при потужності 3 м про-

стежується на глибину 400 м.

Скупчення покривних бітумів широко розповсюджені на внутрі-

шніх бортах крайових прогинів і в міжгірних западинах. Вони зустрі-

чаються на Апшеронському, Керченському, Таманському півостровах,

489

у Західно-Туркменській западині. Механізм формування покривних

скупчень досить простий – нафта виливалася на денну поверхню,

просочувалась скрізь породи й зазнавала вивітрювання, що призво-

дило до втрати легких фракцій.

Розсіяні прояви твердих бітумів у вигляді дрібних гнізд, включень,

плівок на стінках тріщин досить різноманітні й зустрічаються в усіх

нафтогазоносних регіонах світу.

Видобуток

бітумів ведеться кар'єрним, шахтним і свердловинним

методами. Світовий видобуток бітумів і високов'язкої нафти стано-

вить 103,5 млн т свердловинами та 9,8 млн т кар'єрами.

ОЗОКЕРИТ

Загальні відомості

Озокерит – мінеральна віскоподібна речовина, природна суміш

твердих вуглеводнів парафінового ряду (C

2n+2

) з рідкими нафтови-

ми маслами, смолами й асфальтенами. Середній елементарний склад

озокериту: C 84–86 %, H 13–16 %. Залежно від вмісту масел, смол,

асфальтенів консистенція озокеритів може бути від м'якої, пластичної

до твердої, крихкої. Колір змінюється в широких межах від чорного

до темно-коричневого при високій смолистості до світло-коричневого,

жовтого, світло-жовтого при низькому

вмісті асфальтосмолистих

компонентів. Зустрічаються зовсім білі різновиди без асфальтових

домішок (бориславіт). Церезин – продукт очистки озокериту зі скла-

дом від C

до C

108

Галузі використання і вимоги до сировини

Озокерит використовується у вигляді озокериту-сирцю та у вигляді

церезину. Церезин використовується у виробництві пластичних мас-

тил, які здатні утворювати дуже тонкі й стійкі волого- та газонепро-

никні плівки на металах, що визначає високі антифрикційні та анти-

корозійні властивості таких мастил.

Завдяки високим діелектричним властивостям озокерит і церезин

використовуються в

електротехнічній промисловості. Церезин засто-

совується для просочування паперу при виробництві електродетона-

торів, озокерит – для ізолюючого та антигниючого просочування ба-

490

вовняного обплетення проводів і кабелів. Зокрема, трансатлантичний

кабель з озокеритовою ізоляцією безвідмовно служить вже 130 років.

Лікувальні властивості озокериту відомі давно. У східній медицині

він широко використовується при лікуванні шкіряних і очних захво-

рювань. Виникла особлива галузь медицини – озокеритотерапія –

один з видів теплового лікування, заснований на тому, що теплоут-

римувальна здатність озокериту

в 1,5–2 рази вища, ніж парафіну, й у

3–4 рази – ніж лікувальних грязей. Застосування озокериту у вигляді

аплікацій при температурах 55–70°C дуже ефективне при лікуванні

травм. Крім цього, озокерит і церезин широко застосовуються в су-

часній фармакології для виготовлення лікувальних мазей, вазелінів,

кремів. Використовуються вони також у парфумерії, харчовій і гумо-

вій

промисловості (пом'якшувач при просочуванні гумових тканин), у

деревообробній промисловості (консервація дерева).

Цінність озокериту визначається, в першу чергу, відсотком виходу

церезину – основного у валовому відношенні товарного продукту пер-

винної переробки сировини. На це були орієнтовані кондиції параме-

трів для підрахунку запасів. До балансових запасів відносяться запа-

си руд при бортовому

вмісті озокериту 1 % при температурі крапле-

виділення, не нижче 60°C. При таких умовах виділяються промислові

тіла з відносно високоякісними рудами (вміст озокериту 2,3 % при

температурі краплевиділення 60–71°C). Одначе, за межами балансо-

вих руд залишаються руди з температурою краплевиділення 55–60°C,

які містять сировину для отримання медичного озокериту й віско-

озокеритових сумішей.

Родовища України

Родовища озокекериту відомі в Україні, Туркменістані, Узбекиста-

ні, Румунії, США, Росії, Таджикистані, Киргизстані. Мінерально-

сировинна база озокериту України залишається слабко вивченою.

Державним балансом запасів корисних копалин враховуються три

родовища: Бориславське (Львівська обл.), Старунське й Дзвиняцьке

(Івано-Франківська обл.), які давно експлуатуються. Основними спо-

живачами продукції були Харцизький і Одеський канатно

-тросові за-

води (консистентні мастила на основі озокериту); Трускавецьке й Мо-

ршинське курортні управління (озокеритотерапія); Львівське аптеко-

управління (медичний озокерит); заводи гумових виробів України (ві-

ско-озокеритові суміші).

Озокерит відомий в Україні з давніх часів. Скупчення його локалі-

зуються в межах внутрішньої зони Передкарпатського прогину в

491

найпродуктивнішій частині нафтогазоносної провінції. Більша час-

тина відомих озокеритових родовищ пов'язана з відкладами соленос-

ної формації міоцену, рідше вони зустрічаються у флішових відкла-

дах еоцену й олігоцену, переважно в антиклінальних структурах Бо-

риславсько-Покутської внутрішньої зони прогину.

Розвідані промислові запаси озокериту сконцентровані в межах

Бориславської антикліналі й приурочені до відкладів

воротищенської

світи неогену й поляницької – олігоцену. Вони представлені Борис-

лавським, Дзвиняцьким, Старунським родовищами, балансові запаси

яких за категоріями В+С

становлять 192 тис т, позабалансові – 128

тис т озокериту [11]. Промислова розробка озокериту на Бориславсь-

кому родовищі розпочалась у 1855 р., на Дзвиняцькому та Старунсь-

кому – на початку 70-х років XIX сторіччя. Основний тип зруденіння

– пластовий у пісковикових відкладах воротищенської світи. Руда яв-

ляє собою піщано-глинисту брекчію, в якій озокерит виповняє пори й

порожнини

, а також покриває у вигляді плівок уламки порід. У від-

кладах поляницької світи розвинений також жильний тип зруденіння.

Бориславське родовище пов’язане з відкладами поляницької сві-

ти олігоцену і воротищенської світи міоцену в склепінні Бориславсь-

кої брахіантиклінальної складки довжиною 10 км і шириною 5 км

(рис. 96, 97). Скупчення озокериту пов’язані з системою

тріщин клі-

важу, представлені жилами потужністю від 0,02 до 0,8 м і пластами

потужністю 110–180 м. Балансові запаси за категорією С

до глибини

400 м дорівнюють 139 тис. т, позабалансові – 128 тис т, середній

вміст озокериту – 2,34 %. За часи розробки вилучено 25,4 тис. т озо-

кериту.

Рис. 96. Геологічна карта Бориславського родовища [11]

1 – 2 – воротищенська світа: 1 – соляна брекчія, 2 – піщано-глиниста брекчія

з озокеритом; 3 – поляницька світа – пісковики та глинисті сланці; 4 – зсуви;

5 – насуви; 6 – свердловини: а – на карті; б – на розрізі

492

Рис. 97. Розрізи (поперечний та повздовжній) через Бориславське ро-

довище [11]

Умовні позначення на рис. 96

Дзвиняцьке родовище пов’язане з відкладами воротищенської

світи міоцену, де потужність продуктивної озокеритоносної товщі

складає в середньому 90 м (від декількох до 200 м і більше). Промис-

лові скупчення озокериту простежені на 350 м. Озокерит виповняє

тріщини чи вкраплення й окремі скупчення, нерівномірно розподілені

в продуктивній товщі. Середній вміст озокериту в рудах 2,12 % (від 0

до 4,75%). Запаси затверджені за категорією С

в кількості 21,8 тис.

т, із яких за станом на 1 січня 2004 року залишилось 17 тис. т озоке-

риту. Родовище не розробляється.

Старунське родовище теж пов’язане з відкладами воротищен-

ської світи. Озокерит у вміщуючих породах знаходиться у вигляді

жил потужністю від долів сантиметру до одного й більше метрів, тон-

ких прожилків, примазок,

нальотів, заповнює порожнини в піщанис-

тих брекчийованих глинах. Потужність покладів 100–150 м, вміст

озокериту 1,0–2,78 %, середній 1,84–2,08 %. Запаси родовища за ка-

тегоріями В+С

дорівнюють 61,4 тис. т озокериту.

Зараз озокеритова промисловість в Україні знаходиться в занепаді

через різке скорочення попиту на озокерит. При відновленні канатно-

тросового, гумово-технічного виробництв, забезпеченні курортів і

фармацевтичної промисловості якісними препаратами та засобами,

використанні озокериту для консервації дерева (якісні меблі, паркет)

потужностей Бориславського підприємства вже не вистачатиме.

493

АСФАЛЬТ

Асфальт – тверда або в'язка природна речовина майже чорного ко-

льору. Розчиняється в скипидарі, хлороформі, сірководні, частково в

бензолі та спирті. Елементарний склад, %: C – 67–88, H – 7–10, O – 2–

23. Густина 1000–1200 кг/м

. Температура плавлення від 20 до 80–

100°C.

Використовується в будівництві шляхів, електротехніці й хімічній

промисловості. Видобуток у світі – близько 3 млн т.

Утворюється з деяких нафт у результаті їх окиснення й випарову-

вання легких фракцій. Широко розповсюджений у нафтогазоносних

басейнах у районах неглибокого залягання або виходу на поверхню

продуктивних товщ. Асфальт просочує пори

пісковиків, вапняків і

доломітів, інколи утворює потужну кору на поверхні великих нафто-

вих озер (асфальтовий покрив Мертвого озера, асфальтове море на

острові Тринідад) і потужні жили в нафтовмісних породах (Садкінсь-

ка асфальтитова жила).

В Україні родовища асфальту відомі і деякий час розроблялися на

Керченському півострові. Це родовище, що розташовано на

Голуби-

ному мисі, локалізовано в сарматських вапняках. Запаси його стано-

влять 20 тис. м

із вмістом асфальту 2,15 %. Є дані, що на мисі Еніко-

ле також розроблялося родовище асфальту.

КЕРИТИ ТА АНТРАКСОЛІТИ

Керити та антраксоліти – тверді, чорні, блискучі речовини з рако-

вистим зламом, нерозчинні в органічних розчинниках, складаються в

основному з вуглецю. Густина 1300–2000 кг/м

. За складом і деякими

властивостями антраксоліти дуже близькі до антрацитів. Є продукта-

ми глибокого метаморфізму бітумів і піролізу багатих на органічну

речовину порід за участі гідротермальних процесів.

В Україні промислові родовища керитів і антраксолітів невідомі.

Присутність твердих бітумів ряду керит-антраксоліт встановлено на

багатьох гідротермальних рудно-бітумних родовищах – золота, полі-

металів, ртуті, флюориту, що приурочені до осадових нафтогазонос-

них провінцій – ДДЗ, Донбасу, Передкарпаття. Тверді бітуми цих ро-

довищ промислового значення не мають.

494

ШУНГІТ

Шунгіт був виділений як крайній член у ряді аморфного вуглецю.

Це елементарний вуглець з глобулярною нормолекулярною структу-

рою, що знаходиться в метастабільному стані, близькому до штучного

скловуглецю та сажі. Від графіту відрізняється відсутністю кристалі-

чної структури, від бітумів і вугілля – мізерним вмістом летких ком-

понентів (водню, кисню, азоту). Особливості структурного

стану ви-

значають ряд специфічних і часто унікальних технологічних власти-

востей шунгіту, чому він і виступає нетрадиційною мінеральною си-

ровиною багатоцільового призначення.

Однією з основних галузей використання шунгітових порід є чорна

й кольорова металургія. У високотемпературних металургійних про-

цесах (рідке шлаковидалення, електротермічне виробництво феросп-

лавів, переробка нікельвмісної сировини, синтетичного чавуну, фос

фору, кольорових металів) шунгітові породи здатні виступати ком-

плексною сировиною, що одночасно замінює кокс і кварцит. У такому

випадку використовуються різновиди із вмістом шунгітового вуглецю

25–40 %, кварцу 40–50 %, алюмосилікатів 15–25 %.

Високодисперсний рівномірний розподіл вуглецю та силікатів ро-

бить можливою заміну ливарних графітів високозольними шунгітами

(до 17 % золи), оскільки в технологічному процесі силікатні частинки

обволікаються з поверхні плівкою вуглецю й поводять себе як повніс-

тю вуглецеві. Дисперсна структура шунгіту обумовлює високу седи-

ментаційну стійкість і покривну здатність при застосуванні його для

термічних фарб.

Шунгітові породи характеризуються високою електропровідністю

та фізико-механічною стійкістю й складаються з різних компонентів

(вуглець, кварц, складні силікати). У зв'язку

з цим їх можна викорис-

товувати як наповнювач композиційних матеріалів на основі неорга-

нічних сполук.

Шунгітові породи мають розвинену внутрішню поверхню (в 1 г – до

декількох метрів при вмісті вуглецю 30 %), характеризуються висо-

кою адсорбційною здатністю, що робить можливим їх застосування

як адсорбенту при очистці стічних вод і газових викидів. Високі ка-

талітична

активність, стійкість і електропровідність шунгітів викори-

стовуються при електрохімічних процесах і каталізі. Останнім часом

шунгітвмісні хлоритові сланці із вмістом шунгітового вуглецю 1–3 %

використовуються для отримання штучного щебеню, що спучується

(шунгізиту).

495

Використання на основі шунгіту мідно-вуглецевих електродів при

електроерозійному легуванні котлів дозволяє скоротити кількість ви-

мушених зупинок для очищення поверхні нагріву. Це, у свою чергу,

впливає на скорочення вимушеного простою (год/рік), скорочення

аварійності енергоблоку, зменшення потужності аварійного резерву

й, у кінцевому результаті, – зниження затрат на очищення поверхні

нагріву котлів від

забруднення.

Виділяють два основні типи родовищ шунгіту: нестратифікований,

представлений дрібними жилами і гніздами шунгіту; стратифікова-

ний, представлений витриманими пластами шунгітоносних порід в

осадових і осадово-вулканогенних формаціях. За вмістом вуглецю

виділяють п’ять різновидів шунгітових порід: I (більше 98 % C), II (35–

75 % C), III (20–35 % C), IV (10–20 % C), V (5–10 % C).

Зараз використовуються шунгітовмісні (менше 10 % C) і шунгітові

(більше 20 % C) породи, основними компонентами яких є

шунгітовий

вуглець (20–40 %), кварц (40–50 %) і алюмосилікати (15–25 %). Перша

група використовується для виробництва шунгізитів.

Шунгіти утворюються в результаті природних процесів коксуван-

ня, що супроводжуються переходом органічного вуглецю в аморфний

різновид під дією зеленосланцевого метаморфізму осадових і вулка-

ногенно-осадоих порід.

Промислові родовища шунгіту та шунгітовмісних порід сконцент-

ровані в основному на території Карелії (Гінозерське

родовище) та Ка-

захстану [7, 18]. В Україні родовища і прояви шунгіту та шунгітвміс-

них порід невідомі.

НЕФЕЛІНОВІ ПОРОДИ

Серед вивержених гірських порід на частку лужних припадає бли-

зько 1 %. Найпоширенішими відмінами лужних порід є нефелінові

сієніти, котрі складаються з лужного польового шпату та нефеліну й

підпорядкованої кількості біотиту та лужного піроксену чи амфіболу.

За текстурою розрізняють два типи нефелінових сієнітів: трахітоїд-

ний і гранітоїдний; структура їх переважно середньозерниста, іноді

крупнозерниста, подібна до структури гранітів. За особливостями мі-

нерального складу виділяються різновиди нефелінових сієнітів: міас-

кіти (нормальні й роговообманкові), дітроїти, хібініти, луяврити,

фойяїти, канадити, ювіти тощо.

Нефелінові породи можуть розглядатися як комплексна сировина

для отримання алюмінію, лужних продуктів, будівельних матеріалів,

часом рідкісних металів та фосфору [3].

496

В Україні нефелінові сієніти особливо поширені в Приазов'ї [5, 6], де

представлені маріуполітами, у складі яких переважають широкотабли-

часті кристали нефеліну (15–30 %) і видовжені ідіоморфні індивіди

альбіту (50–70 %). Забарвлені мінерали представлені голчастими крис-

талами егірину, інколи лепідомелану та лужної рогової обманки; акце-

сорні – апатит, ільменіт, циркон, пірохлор, содаліт, канкриніт. Породи

характеризуються значним розмаїттям структури

та складу, що дає

підстави для виділення серед них численних відмін. Виділяється дві

серії порід: протерозойська сієнітова та палеозойська лужних габроїдів.

Першу складають фойяїт-маріуполітовий (руди на алюміній, лужні

продукти, цирконій, ніобій, тантал і рідкісноземельні елементи) та

нефелін-карбонатитовий (руди на фосфор, тантал, ніобій, рідкіснозе-

мельні елементи, алюміній) комплекси. Детальніше

вивченими є

фойяїт-маріуполітові породи Октябрського лужного масиву, який

знаходиться на перетині глибинних розломів північно-західного та

північно-східного напрямків. У межах масиву розрізняють чотири рі-

зновиди цих порід (комплексних руд): нефелінізованих сієнітів, фойя-

їтів, маріуполітів і лужних пегматитів, а також три відміни рідкісно-

метальних альбітитів: циркон-пірохлорових (у нефелінових породах

пірохлорових (у сієнітах), цирконових (у гранітах). Виявлено три ро-

довища комплексних руд, а саме: Балка Мазурова, Калініно-

Шевченківське та Валі-Тарама, загальні запаси яких становлять бли-

зько 1 млрд т. Для нефелінових руд Октябрського масиву розроблено

нову гідрохімічну схему отримання глинозему разом із содою і будіве-

льними матеріалами.

Породи нефелін-карбонатитового

комплексу (Новополтавський ма-

сив, Чернігівська зона в Західному Приазов'ї) є апатитоносними і

вміщують рідкіснометальну та рідкісноземельну мінералізацію. Лужні

породи фіксуються у вигляді системи крутопадаючих лінійних жил

зональної будови, що формувалися, напевно, протягом трьох етапів:

кварц-сієнітового, власне сієнітового та карбонатитового, з яким і

пов'язано корисне навантаження.

Друга серія поширена

в зоні сполучення Приазовського блоку УЩ зі

складчастим Донбасом в районі Єланчицького горсту, де породи па-

леозойського віку складають Покрово-Киреївський масив, у межах

якого виділяють два типи нефелінових утворень – малін'їти та ювіти.

Нефелінові руди можуть бути використані для виробництва глинозе-

му за гідрохімічною технологією після попереднього збагачення. По-

близу знаходиться Покрово-Киреївське родовище плавикового шпату

з ділянками калієвих метасоматитів, що мають підвищений вміст бе-

рилію, ніобію та рідкісноземельних елементів. Крім того, є підстави

очікувати виявлення в цьому районі корінних родовищ алмазів.