3.1 ПАЛЕОГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ПРОЯВЛЕНИЯ СЛАНЦЕНОСНЫХ ФОРМАЦИЙ

Возникновение, развитие и преобразование ОВ происходило в определенных палеогеографических условиях геологических эпох. Основными факторами, влиявшими на зарождение и преобразование ОВ на всех континентах во все времена геологического летосчисления, являлись рельеф материка, климат и вода. Физико-географические условия были изменчивы как в пределах одного и того же периода, так и в различных географических районах материков и океанов. В пределах определенного отрезка времени накопление ОВ при благоприятных палеогеографических условиях тесно связано с литофацией соответствующего петрографического, палеонтологического и геохимического состава морского, лагунного или континентального образования. На накопление и преобразование ОВ во времени оказывал влияние и тектонический режим земной коры отдельных регионов. Все эти и другие факторы в общей совокупности в свою очередь влияли на распределение и концентрацию ОВ в осадке определенной фации.

Фация понимается как закономерный комплекс петрографических и геохимических особенностей отложений, выражающий палеогеографическую и геохимическую обстановку осадконакопления и диагенеза осадка.

Уже в позднем архее рельеф земной поверхности стал более контрастным, произошло увеличение площади суши, в отложениях установлены остатки организмов - бактерий и сине-зеленых водорослей, и, следовательно, жизнь возникла около 2700-2900 млн. лет назад. В протерозое происходило возрастание массы ОВ. Господствовали бактерии и водоросли. Кроме сине-зеленых появились водоросли с дифференцированным слоевищем. Учитывая важное значение палеогеографических условий образования горючих сланцев, как и многих других месторождений полезных ископаемых осадочного происхождения, ниже приводится краткая характеристика физико-географических факторов в отдельные геологические эпохи.

Кембрийский период продолжительностью 70 млн. лет в структурно-тектоническом плане земной коры характеризуется существованием платформ северной и южной групп, разделенных геосинклинальными поясами.

Атмосфера содержала повышенное количество углекислоты. Климат влажный, теплый, с проявлением засухи в ряде регионов. Температура морской воды - не ниже 20° С.

Органический мир был представлен в основном бактериями и водорослями. Земноводные споровые растения - псилофиты - произрастали на сильно обводненных побережьях. Установлено наличие в отложениях кембрия трилобитов, археоциатов, брахиопод и др. Наиболее благоприятными для образования горючих сланцев были условия северных платформ, однако и здесь они не получили широкого, развития. Углепроявление кембрийского возраста, известное в Китае, рассматривается как единственный древний представитель.

На юго-востоке Китая пачка черных углисто-кремнистых сланцев имеет мощность 25 м.

Ордовикский и силурийский периоды общей продолжительностью около 90 млн. лет характеризуются преимущественным распространением морских геосинклинальных и платформенных отложений. Обломочные фации представлены песчаниками, сланцами, конгломератами и галечниками, карбонатные фации - органогенными известняками, граптолитовая фация - граптолитовыми сланцами, кремнистыми сланцами и сланцами с трилобитами.

Органическая жизнь была сосредоточена главным образом в морских водоемах. Аккумуляция ОВ происходила в прибрежных ландшафтах.

В ордовике проявление сланценосных формаций установлено только в пределах Прибалтийского бассейна. В основании мощного известняково-доломитового комплекса ордовика залегает пакерортская толща (O1pk), содержащая диктионемовые сланцы с ОВ 15-20%.

Кероген кукерсита и диктионемовых сланцев Прибалтийского бассейна почти не содержит гумусового вещества, что свидетельствует о его сапропелевом происхождении. Из органического мира господствовала низшая флора - бактерии и водоросли. Вмещающие карбонатные породы, вероятно, органогенного образования.

Девонский период, продолжавшийся приблизительно 50-70 млн. лет, характеризуется образованием красноцветных континентальных и наземно-вулканогенных отложений, а также развитием морских обломочных и подводно-вулканических фаций. Красноцветные обломочные фации континентального типа представлены красноцветными конгломератами, гравелитами, песчаниками и глинами и подчиненно мергелями, доломитами, гипсами и каменными солями.

Органический мир характеризуется расширением ареала наземной флоры и фауны. Водная форма была представлена бактериями и водорослями, в наземной флоре в раннем девоне господствовали псилофиты. В среднем девоне стали развиваться споровые растения, а в позднем - разноспорые папоротники и голосеменные.

Со среднего девона на Сибирской и Русской платформах происходило образование горючих сланцев. В Белоруссии в бассейне Припятского прогиба образовались горючие сланцы данково-лебедянского горизонта фаменского яруса верхнего девона. В Кузнецком бассейне и Минусинской котловине горючие сланцы приурочены к основанию разреза среднедевонских отложений.

Каменноугольный период продолжительностью 55-75 млн. лет характеризуется широко развитыми морскими - платформенными и геосинклинальными - карбонатными, обломочно-карбонатными и угленосными фациями.

Продолжительные морские трансгрессии на платформах сопровождались широким развитием угленосных фаций на обширных площадях северных и южных платформ. Масштабы проявления угленакопления в карбоне огромны. А горючие сланцы, за редким исключением, образуют самостоятельные месторождения.

Горючие сланцы, образованные в каменноугольный период, обогащены гумусовым веществом.

Пермский период продолжительностью 45 млн. лет характеризуется от нижнего отдела к верхнему постепенным сокращением удельного веса морских фаций, повышением лагунных и континентальных фаций.

Четко выражена зональная биологическая дифференциация. Происходило активное заселение суши растениями, главным образом за счет поступления свободного кислорода. Значительное развитие получили угленосные и соленосные фации.

Образование горючих сланцев в отличие от интенсивного проявления угленосных фаций не получило широкого развития. На северных платформах пермские горючие сланцы встречаются очень редко (Франция). Известные сланценосные бассейны образовались в основном на площадях южных платформ (Австралия, Бразилия). На территории бывшего СССР известен Кендерлыкский угольно-сланцевый.

Горючие сланцы залегают над угольными толщами или подстилают их или отмечается чередование слоев угля и сланца.

Триасовый период продолжительностью 45 млн. лет характеризуется господством континентальных платформенных, а также лагунных фаций. Процессы угленакопления в триасе были развиты слабее, чем в позднем палеозое. Аридный климат способствовал образованию доломитов, доломитизированных известняков, гипсов, ангидритов, каменных солей и исчезновению растительного покрова суши. В связи с обмелением морей и регрессиями, охватившими континенты, сложились неблагоприятные условия для развития органического мира, а, следовательно, и горючих сланцев. Известные месторождения горючих сланцев в ФРГ Испании, Австрии - весьма ограниченных размеров, низкого качества, содержат гумусовый материал и имеют повышенный процент пирита.

Юрский период продолжительностью 58 млн. лет характерен преимущественным развитием морских и континентальных, меньше лагунных фаций, интенсивным и многообразным проявлением тектонической деятельности.

Несмотря на благоприятные палеогеографические условия в юрский период, образование горючих сланцев происходило на весьма ограниченных площадях. Отдельные месторождения горючих сланцев обнаружены в Австралии, Латинской Америке, Африке. Концентрация основной массы 0В горючих сланцев происходила на обширной территории восточной и северо-восточной частей Русской (Восточно-Европейской) платформы, где выявлены такие крупные сланценосные бассейны, как Волжский и Тимано-Печорский.

Меловой период продолжительностью 70 млн. лет характеризуется развитием морских (платформенных и геосинклинальных) фаций. Морские фации представлены мелководными песчано-глинистыми осадками и карбонатами, а континентальные - мелом, конгломератами и песчано-глинистыми осадками, угле- и сланценосными породами.

Кроме широкого проявления угленосных фаций в некоторых регионах развиты сланценосные фации мела. Месторождения горючих сланцев известны в Забайкалье, Монголии, Сирии, Иордании, Ливии, Марокко, Бразилии, Аргентине, США, Италии, Канаде, Испании и др.

Палеогеновый период продолжительностью 41 млн. лет характеризуется развитием морских, лагунных и континентальных фаций. Морские эпиконтинентальные фации, образованные в мелководных морях, представлены песчано-глинистыми и карбонатными отложениями. Лагунные фации представлены соленосными песчано-глинистыми отложениями с залежами нефти. Континентальные фации разнообразны по составу и генезису - озерно-болотные, аллювиальные, элювиальные и эоловые отложения.

Потепление климата сопровождалось развитием высших представителей флоры и фауны.

В палеогеновый и затем в неогеновый периоды на всех континентах в большей или меньшей степени происходило образование горючих сланцев. Во многих районах земного шара были образованы крупные по площади и запасам сланценосные бассейны - карпатские менилитовые сланцы, Грин-Ривер США, Польша, Румыния, Новая Зеландия и т. д. Из всех геологических периодов палеогеновый был самым интенсивным по накоплению ОВ горючих сланцев в осадочных отложениях не только по площади распространения, но и по его концентрации в отдельных районах континентов.

Неогеновый период продолжительностью около 24,5 млн. лет характеризуется господством континентальных фаций (элювиально-делювиальных, озерных, аллювиальных, пролювиальных, эоловых и пр.). Морские фации представлены эпиконтинентальными (песчано-глинистые и известняки) и геосинклинальными (терригенные отложения) фациями, лагунные в виде песчано-глинистых с каменной солью и гипсом (типично лагунные) и опресненных лагун с обильными растительными остатками.

На более раннем этапе развития отложений неогена продолжалось образование горючих сланцев, но затем, в связи с изменением климатического режима, интенсивность постепенно снижалась, вследствие чего сократились площади накопления ОВ.

Антропогеновый (четвертичный) период продолжительностью 1-2 млн. лет характеризуется образованием рыхлых осадков мощностью от десятков до нескольких тысяч метров. Морские фации по сравнению с фациями неогена имеют несколько большее развитие за счет мелководных эпиконтинентальных морей, тогда как площадь геосинклинальных фаций сократилась. Континентальные фации представлены галечниками, песками, глинами, суглинками.

Образование горючих сланцев происходило во все геологические эпохи. Палеогеографические условия всегда оказывали влияние на образование, концентрацию и распределение ОВ в различных районах земного шара. В одни геологические периоды происходило довольно интенсивное сланцеобразование, в другие - менее интенсивное или весьма незначительное. Максимумы сланценакопления приходятся на юрский и палеоген-неогеновый периоды, минимум - на триас.