Каустобиолиты

Топливно-энергетические ресурсы составляют угли и нефтепродукты. Основные центры по добыче углей сосредоточены в районах гг. Губахи, Кизела, Гремячинска (Кизеловский угольный бассейн). При добыче каждой тысячи тонн угля шахтным способом на поверхность в среднем доставляется 100—115 м³ «пустой» породы. Породы в отвалах литологически, минералогически и геохимически неоднородны, что определяется вещественным составом угленосной толщи, технологией добычи и переработки минерального сырья, а также процессами преобразования угленосных отвалов в условиях гипергенеза.

Добыча угля в Кизеловском бассейне ведется с 1797 г. Визейская угленосная формация сложена песчаниками, алевролитами, аргиллитами с прослоями каменного угля. Верхняя часть разреза представлена известняками. Угли высокосернистые, содержат в среднем по бассейну (%): чистый уголь 85, глина 9, пирит 4, прочие примеси 2. Местами содержание пирита возрастает до 9 %.

Отвалы (терриконы) занимают значительные площади (рис. 4). Породные отвалы состоят из обломков аргиллита, песчаника, известняка с включением угля. В них возникает особая физико-химическая обстановка вследствие совместного нахождения углистого вещества и пирита. Перемещение пород на земную поверхность из зоны кислородного дефицита, разгрузка их от горного давления активизируют гипергенные процессы: физическое выветриваиие, окисление, растворение, гидролиз, гидратацию, метасоматоз и др.

Рис. 4. Угольные терриконы на террасе р. Косьвы

В отвалах шахт Кизеловского бассейна установлены минералы: сера, карбиды (муассанит), сульфиды (пирит, марказит), оксиды и гидроксиды (кварц, корунд, гематит, магнетит, лимонит и др.), карбонаты (кальцит, арагонит, сидерит), сульфаты (ярозит, алунит, гипс, барит, мелантерит и др.), силикаты (каолин, муллит, серицит, иллит, хлорит, полевые шпаты и др.). Выделены природные и техногенные минералы: пирит, марказит, ярозит, алунит, гипс и др. Концентрация серы сульфидов в разновозрастных отвалах изменяется от 3 до 8 %. Реакция пород сильнокислая, рН водной суспензии 1,9—2,6, а в отвалах 50-летнего возраста 3,2. В составе поверхностного стока с территории шахт установлены взвешенные вещества, алюминий, железо. Обнаружены также никель, медь, свинец, кобальт.

Горелые отвалы угледобывающих предприятий представляют собой конусообразные формы – терриконы. Они состоят из пород, извлеченных из шахт, представлены шлако-зольными образованиями, продуктами сгорания и добычи угля.

Характерная реакция — окисление пирита с образованием сульфатов и серной кислоты. Серная кислота разлагает силикаты и алюмосиликаты. В кислой среде (рН=2—3) становятся подвижными многие катионногенные элементы. Растворы обогащаются железом, алюминием, магнием, натрием, калием. Реакции окисления сопровождаются выделением тепла и самовозгоранием отвалов. В местах горения, где температура превышает 1000 °С, развиваются процессы, близкие к эндогенным. Горение отвалов продолжается в течение нескольких лет. В процессе плавления породы появляются новые минералы (сульфиды, хлориды, плагиоклаз, пироксен, оливин).

В результате выветривания, обжига и переплавления, пневматолитовых и фумарольных явлений в отвалах образуется комплекс природно-техногенных минералов. Среди минералов горелых отвалов в Челябинском угольном бассейне описано более 40 видов.

Оценку угольных отвалов производили в качестве сырья для подсыпок на дороги и дорожного покрытия. Вместе с тем отвалы содержат сульфиды железа, меди и других элементов, разложение которых приводит к аномальному загрязнению поверхностных и подземных вод.

Торфяники

Тенгиз газ

Переработка газа при производстве электроэнергии развита на ТЭС и ГРЭС в районе гг. Яйвы, Юго-Камска, Добрянки, Краснокамска, и др.

Техногенные образования - золоотвалы состоят из твердых остатков несгоревшего топлива. Золы представляют собой тонкодисперсный порошок золы – уноса и шлака. Минеральный и химический состав зол переменный. Золотвалы накапливают путем гидронамыва (рис. 5, 6).

Рис. 5. Схема размещения золоотвала ТЭС, сформированного гидротранспортированием с характерной литодинамической зональностью: 1- зона «пляжа» (крупнозернистый песок с щебенкой и дресвой); 2 – промежуточная зона (крупно- и среднезернистый песок); 3 – зона пруда-отстойника (мелкозернистый песок, суглинок, ил)

Рис. 6. Схема формирования золоотвала в долине р. Левихи (г. Губаха)

Золы и шлаки используют в строительстве и промышленности (строительная керамика, асфальтобетон, золобетон, гравий обжиговый и безобжиговый). Уровень использования золошлаков составляет (%): в США – 25, Великобритании – 53, Франции – 65, Германии – 79. В Дании золу тепловых электростанций выводят выгодно для себя в Норвегию.

Шлаковые шарики

Добыча нефти осуществляется в Красновишерском, Соликамском, Усольском, Березниковском, Чусовском, Добрянском, Краснокамском, Осинском, Чернушенском, Куединском, Ординском, Уинском и других районах. В процессе добычи нефти на местах установки «качалок» возникают аварийные ситауции. В определенных условиях при хорошей фильтрации пород под «качалками» могут образоваться нефтескопления.

Переработка нефтепродуктов производится в районе г. Перми. При переработке нефтепродуктов случаются переливы, утечки сырья и продуктов переработки в водоносные комплексы. На первом водоносном комплексе происходит их временное сохранение. Это явление давно замечено. С целью улучшения экологической обстановки и ликвидации загрязнения нефтепродуктами водоносных комплексов проводят переработку продуктов утечек. Имеется положительный опыт переработки «местоскоплений бензина» на территории предприятия Пермнефтеоргсинтез. «Местоскопления керосина» известны в пределах крупных аэропортов.

Попутные воды и рассолы сопровождают нефтяные месторождения и извлекаются при добыче нефти. Они представляют собой гидроминеральное сырье, обогащенное солями йода, брома и других галогенидов. Имеется опыт оценки ресурсов гидроминерального сырья и добычи из него галогенидов.

В случае, когда попутные рассолы (воды) нефтяного месторождения фильтруются через древние коры выветривания, обогащенные медью, золотом, ураном, стронцием, ванадием, ртутью и другими металлами (например, среднедевонский этап корообразования на Восточно-Европейской платформе), рассолы ведут себя как растворитель этих металлов и могут быть существенно обогащены ими. Опыт подземного выщелачивания золота в свердловской области, обогащение солей Верхнекамского месторождения показывают принципиальную возможность получения металлов из этих горизонтов.

Дата добавления: 2014-01-04