Сторінка
3

Паливні корисні копалини: нафта, газ, вугілля, сланці, торф

Відкритий спосіб видобування горючих копалин найбезпечніший і дешевий. Спочатку великі екскаватори (драглайни) з ковшами з ємністю 100 м3 знімають гірські породи, які закривають вугільні чи сланцеві пласти. Потім інші потужні екскаватори висотою з 13-поверховий будинок вантажить копалини у вагони з швидкістю 5000 м3/год. Цим способом у світі добувають майже половину всього вугілля і сланцю.

Що до торфу, то в нього є своєрідний спосіб видобутку. Раніше торф добували спеціальними лопатами, металева частина яких була зігнута під прямим кутом. Нарізані ними торф’яні ,,цегли” складали в піраміду для сушіння. Тепер, перед розробкою, торф’яні поклади осушують за допомогою спеціальних каналів, а також очищають від дерев та кущів. Потім добувають фрезерним способом, тобто підсушений і вирівняний шар торфу подрібнюють спеціальними машинами, висушують та збирають в тюки.

Отже, видобування паливних корисних копалин дуже складна робота, але це ніщо в порівнянні з користю, яку вони приносять.

3.ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ГОРЮЧИХ КОРИСНИХ КОПАЛИН

3.1УТВОРЕННЯ ГОРЮЧИХ КОРИСНИХ КОПАЛИН

Усі паливні корисні копалини називаються каустобіолітами (від гр. kausto – горючий; bios – життя; litos – камінь)[].

А щоб зрозуміти пізніше чому в цих копалинах такий склад, а не інакший, то треба зрозуміти як вони утворюються.

Що до нафти, то на сьогоднішній час у вчених немає одностайної думки про її утворення, тому існує багато гіпотез на рахунок цього. Першою гіпотезою є гіпотеза органічного походження нафти. Одним з перших, хто науково обґрунтував це твердження був М.В. Ломоносов. Він казав, що нафта, як і вугілля утворилась з рослинних решток. Пізніше вчені довели, що вона може утворюватись і з тваринних решток. На думку сучасних прихильників органічної теорії нафта народжується так. Рештки рослин і тварин нагромаджуються на дні морів та озер у вигляді мулу. Потім він покривається новими шарами відкладів, ущільнюється і перетворюється в осадову породу. При цьому органічні рештки розкладаються бактеріями і утворюється велика кількість метану, вуглекислого газу, води і трохи рідких твердих вуглеводнів – розсіяної нафти. В міру поглиблення та ущільнення мулу, з нього, у породи, які залягають вище, витискається розсіяна нафта разом з газом. Там вона отримує властивості „справжньої” нафти. Далі вона помалу переміщується по порах та тріщинах вверх, де при сприятливих умовах формуються її поклади. Цей процес відбувається при температурі 100 – 2000С, яка характерна для глибини 4 – 6 км, яку називають головною зоною нафтоутворення.

Іншою гіпотезою є гіпотеза про неорганічне походження нафти. Згідно з нею в мантії Землі при дуже високих температурах вуглець та водень утворюють ненасичені вуглеводневі радикали СН2 і СН3. Із-за великого перепаду тисків вони переміщуються по глибинних розломах і в процесі руху утворюють насичені нафтові вуглеводневі сполуки. Далі цей рух приводить їх в пастки, які виникають в проникних породах. До цієї гіпотези належить також твердження про космічне походження нафти. Тобто, коли Земля формувалася як планета, вона захопила водень з первинної (космічної) газової матерії. Після того, як в результаті охолодження утворилась земна кора, „космічний” водень по розломах в ній став підніматися з надр на поверхню Землі. При цьому він вступав в реакцію з вуглецем рідкої магми, утворюючи нафтові вуглеводні.

В останній час суперечки про походження нафти стихли, тому що вченим вдалося отримати докази можливості утворення вуглеводнів як

органічним, так і неорганічним шляхом. Але це питання ще не закрите, бо від відповіді на нього залежить ефективність пошуків нафтових і газових родовищ.

Природний газ утворюється такими ж способами як і нафта, а саме: органічним та неорганічним способом. При перегниванні органічних решток утворюються легкі газуваті вуглеводні та їх гомологи, які накопичуються в розломах та нішах земної кори. При неорганічному утворенні – вуглець насичується невеликою кількістю водню, створюючи метан і його похідні.

Ще в Середні віки висувалось багато гіпотез про походження викопного вугілля. Але ці теорії в більшості були неправильними. Сучасне наукове дослідження складу вугілля показало: воно утворилось із решток рослин, які накопичувались в торфових болотах. Вищі рослини (дерева, кущі, трави), а також мохи дали початок торфу і гумусовому вугіллю; тварини та нижчі рослини, відмираючи, утворюють сапропелеве вугілля. Найбільш поширене – гумусове. Під мікроскопом в них можна побачити його складові частини – це не розкладені рештки дерев; спори, пилок, кору, смолу древніх рослин; частково розкладені залишки дерев з добре вираженою клітинною структурою.

Далі болота, то покривалися пишною рослинністю, то заносились мулом та піском. Багаторазова зміна природних умов привела до формування багатопластових вугільних басейнів.

Там, де довгий час існували сприятливі умови, утворились великі маси торфу, з яких виникли пласти вугілля різної форми з місцями значної товщини до 100 м та більше.

Викопне вугілля розділяють на 3 групи: буре, кам’яне та антрацит. Такий поділ фактично відображає стадії їх утворення. Під дією температури і тиску торф ущільнюється, втрачає воду та леткі речовини (кисень, водень), накопичуючи при цьому вуглець. Поступова зміна органічної речовини породжує послідовний ряд горючих копалин: торф – крихке буре вугілля – щільне буре вугілля – кам’яне вугілля – антрацит – графіт.

Для того, щоби рослинні рештки могли зберігатися довгий час і створювати великі поклади торфу необхідні особливі умови, а саме: щоб швидкості прогинання дна болота і накопичення залишків рослин співпадали. Такі умови найбільше відповідають помірному клімату, тому торф’яні поклади поширені в середніх та високих широтах – в зонах лісостепу, тайги і тундри, в яких умови для утворення торфовищ найбільш сприятливі, оскільки процеси росту і розкладу рослин загальмовані. Тут рослинна маса накопичується тисячоліттями, по 1мм/рік.

Болота-торфовища зазвичай розташовані в долинах рік або на приморських низинах, на вододілах або на схилах пагорбів. Для кожного торфовища характерні свої рослини і склад торфу. Деколи в основі торф’яних покладів зустрічаються шари сапропелю – перегнившого мулу. Торфові поклади можуть складатися з одного або кількох видів, а товщина коливається від кількох десятків сантиметрів до кількох метрів.

Що ж до горючих сланців, то вони утворились в озерах і морських лагунах. Тут відмерлі рослини і та залишки тварин переробляються личинками комах, молюсками і мікроорганізмами, перетворюються в сапропель. В більш глибоких шарах цього мулу перетворення органічної речовини йде без доступу повітря в результаті діяльності анаеробних бактерій. Так народжується органічна речовина сланців – кероген. При зануренні сланців на великі глибини, де температура і тиск ростуть, кероген розкладається. Утворюються різноманітні вуглеводні, які при сприятливих умовах можуть створювати родовища нафти і газу.