3.4 СТАДИЙНОСТЬ СЛАНЦЕОБРАЗОВАНИЯ

Формирование горючих сланцев происходило длительно и распадалось на несколько последовательно сменяющихся микробиохимических, химических и геохимических реакций, возникавших в процессе диагенеза исходного вещества. Биохимический процесс эволюционировал от простейших к сложным химическим соединениям, от жидкой фазы к твердому веществу, каким в конечном виде является кероген. Процесс формирования комплексов углеводородных, кислородсодержащих и прочих соединений связан с определенными стадиями сланце-образовании: водорослевой, липидной, геохимической и шунгитовой.

Водорослевая стадия сланцеобразования - самая ранняя и характеризуется развитием водорослей в верхней зоне морских, озерных, дельтовых и прочих преимущественно мелководных водоемов в аэробных условиях, когда водоросли под бактериально-биохимическим влиянием преобразуются в гелевидную массу. На интенсивность биохимического процесса на данной стадии влияли палеогеографические условия, существовавшие в зоне гипергенеза поверхностных частей земной коры. В окислительной среде окислению и биохимической переработке подвергались также и другие живые организмы. Возникшие мельчайшие гелевидные частицы ОВ на данной стадии не образовывали скоплений и агрегатов. По мере возрастания количества минеральных взвесей, особенно глинистого состава, происходило постепенное передвижение всей этой массы в зону илов. В этом случае минеральные компоненты играли роль адсорбента.

На данной стадии образованные водорослевые плюски представляют собой жидкость зеленого цвета, которая быстро твердеет. В свежем состоянии плюска полностью растворяется в холодных жирных растворителях.

Липидная стадия формирования ОВ горючих сланцев является продолжением первой стадии. Фактически они тесно взаимосвязаны, и различие их заключается в том, что на первой стадии начальный процесс формирования ОВ происходит в аэробных условиях и характеризуется ходом простейших реакций, а на липидной - в анаэробных условиях, при этом полимеризация сопровождается протеканием сложных химических реакций замещения и новообразований.

ОВ, поступившее в придонную иловую зону водоема в виде гелевидной массы совместно с минеральным материалом, подвергалось диагенезу. В иловой зоне в анаэробных условиях гелевидное вещество преобразовывалось бактериями в продукт липидной природы высокой химической ненасыщенности. С течением времени уменьшается ненасыщенность и увеличиваются инертность и нерастворимость.

Геохимическая стадия характеризуется биогенно-химическим преобразованием липидного ОВ и минералообразованием в анаэробных условиях. Отложения ОВ преимущественно жирового состава аэробного образования подвергалась биосинтезу и захоронению. В этих же условиях происходило минералообразование в виде гидратных или солевых соединений железа, сульфатов, сульфидов, карбонатов, водных силикатов алюминия, карбонатов алюминия и прочих минералов. Если для образования углей необходимым условием является массовое накопление и преобразование растительного материала, то для горючих сланцев исходным веществом служил в основном биохимически преобразованный водорослево-сапропелевый материал - липиды, подвергнутые биосинтезу.

Шунгитовая стадия отвечает высшей стадии метаморфизма ОВ горючих сланцев. Под воздействием тектоно-магматических проявлений ОВ горючих сланцев превращено в углеродистый минерал типа шунгита.

В раннем протерозое, почти 1 млрд. лет назад, на территории Карелии в обстановке мелководных морских водоемов образовались песчано-глинистые породы, содержащие ОВ водорослевого происхождения. В результате магматической деятельности и тектонических воздействий осадочный комплекс пород был преобразован в кристаллические сланцы различного минералогического состава. ОВ водорослевого происхождения преобразовалось в чисто углеродистый минерал - шунгит. Углерод шунгитовых сланцев (изотоп 12С) преобладает над неорганическим углеродом (изотопом 13С) в соотношении 12С/13С = 93. Шунгит состоит из 98% углерода и 2% минеральных примесей Цвет шунгита смоляно-черный, блеск полуметаллический, плотность 1,8-1,9. Не прозрачен и не просвечивает. Летучие вещества отсутствуют. Массовая доля чистого минерала шунгита в сланцах не превышает 0,2%.