Innhold
Kart over kukersite-avsetninger i Nord-Estland og Russland (lokasjoner etter Kattai og Lokk, 1998; og Bauert, 1994). Også områder av Alum Shale i Sverige (lokasjoner etter Andersson og andre, 1985). Klikk for å forstørre kart.
Estland
De ordovikanske kukersittforekomstene i Estland har vært kjent siden 1700-tallet. Imidlertid begynte aktiv leting først som et resultat av brenselmangel som ble ført til av første verdenskrig. Fullskala gruvedrift begynte i 1918. Produksjon av oljeskifer i det året var 17 000 tonn ved gruvedrift i open pit, og i 1940 var den årlige produksjonen nådde 1,7 millioner tonn. Imidlertid var det først etter andre verdenskrig, under den sovjetiske æra, at produksjonen klatret dramatisk og toppet seg i 1980 da 31,4 millioner tonn oljeskifer ble utvunnet fra elleve åpne gruver og underjordiske gruver.
Den årlige produksjonen av oljeskifer falt etter 1980 til rundt 14 millioner tonn i 1994-95 (Katti og Lokk, 1998; Reinsalu, 1998a) begynte deretter å øke igjen. I 1997 ble 22 millioner tonn oljeskifer produsert fra seks rom-og-søyle underjordiske gruver og tre gruver i åpen grop (Opik, 1998). Av denne mengden ble 81 prosent brukt til drivstoff for elektriske kraftverk, 16 prosent ble bearbeidet til petrokjemi, og resten ble brukt til å produsere sement så vel som andre mindre produkter. Statlige tilskudd til oljeskiferbedrifter i 1997 utgjorde 132,4 millioner estiske krooner (9,7 millioner amerikanske dollar) (Reinsalu, 1998a).
Kukersiteforekomstene okkuperer mer enn 50 000 km2 i Nord-Estland og strekker seg østover i Russland mot St. Petersburg hvor det er kjent som Leningrad-avsetningen. I Estland ligger et noe yngre innskudd av kukersite, Tapa-innskuddet, over Estlands innskudd.
Så mange som 50 senger med kukersite og kerogenrik kalkstein, vekslende med biomikritisk kalkstein, er i Kõrgekallas og Viivikonna-formasjonene i middelordovicium. Disse sengene danner en 20 til 30 m tykk sekvens midt i Estland-feltet. Individuelle kukersitesenger er vanligvis 10-40 cm tykke og når så mye som 2,4 m. Det organiske innholdet i de rikeste kukersittbedene når 40-45 vektprosent (Bauert, 1994).
Rock-Eval-analyser av den rikeste kukersitten i Estland viser oljeutbyttet så høyt som 300 til 470 mg / g skifer, noe som tilsvarer omtrent 320 til 500 l / t. Den brennverdien i syv gruver med åpen pit varierer fra 2.440 til 3.020 kcal / kg (Reinsalu, 1998a, hans tabell 5). Det meste av det organiske materialet er avledet fra den fossile, grønne algen, Gloeocapsomorpha prisca, som har tilknytning til det moderne cyanobakteriet, Entophysalis major, en eksisterende art som danner algematter i tidtid til veldig grunt, tidtidevann (Bauert, 1994).
Matrismineraler i estisk kukersitt og interbedded kalkstein inkluderer dominerende kalsitt (> 50 prosent), dolomitt (<10-15 prosent), og silikastiske mineraler inkludert kvarts, feltspat, illitt, kloritt og pyritt (<10-15 prosent) . Kukersitesenger og tilhørende kalkstein er tydeligvis ikke beriket i tungmetaller, i motsetning til den nedre ordovikeren Dictyonema Shale i Nord-Estland og Sverige (Bauert, 1994; Andersson og andre, 1985).
Bauert (1994, s. 418-420) antydet at kukersite- og kalksteinsekvensen ble avsatt i en serie av øst-vestlige "stablede belter" i et grunt, undersjøisk havbasseng ved siden av et grunt kystområde på nordsiden av Østersjøen nær Finland. Overfloden av marine makrofossiler og lavt pyrittinnhold indikerer en oksygenrikt vann med ubetydelig bunnstrømmer, noe som fremgår av utbredt lateral kontinuitet av jevnt tynne lag med kukersite.
Kattai og Lokk (1998, s. 109) estimerte den påviste og sannsynlige reserven til kukersite til 5,94 milliarder tonn. En god gjennomgang av kriteriene for å estimere Estonias ressurser i kukersite oljeskifer ble gjort av Reinsalu (1998b). I tillegg til tykkelse av overbelastning og tykkelse og kvalitet på oljeskiferen, definerte Reinsalu et gitt sjikt av kukersite som en reservat, hvis kostnaden for gruvedrift og levering av oljeskifer til forbrukeren var mindre enn kostnadene for levering av tilsvarende mengde kull med en energiverdi på 7000 kcal / kg. Han definerte en seng av kukersite som en ressurs som en med en energivurdering over 25 GJ / m2 sengeareal. På dette grunnlaget anslås de totale ressursene til estisk kukersite i senger A til og med F (fig. 8) til å være 6,3 milliarder tonn, som inkluderer 2 milliarder tonn "aktive" reserver (definert som oljeskifer "verdt gruvedrift"). Tapa-innskuddet er ikke inkludert i disse estimatene.
Antall letende borehull i Estland-feltet overstiger 10.000. Estlands kukersite er relativt grundig utforsket, mens Tapa-forekomsten foreløpig er i prospekteringsstadiet.
-Dictyonema skifer
Et annet eldre oljeskiferforekomst, den marine Dictyonema-skiferen i tidlig ordovicium, ligger under det meste av Nord-Estland. Inntil nylig har det blitt publisert lite om denne enheten fordi den ble skjult utvunnet for uran under sovjettiden. Enheten varierer fra mindre enn 0,5 til mer enn 5 m tykkelse. Totalt ble 22,5 tonn elementært uran produsert fra 271,575 tonn Dictyonema Shale fra en underjordisk gruve nær Sillamäe. Uranet (U3O8) ble utvunnet fra malmen i et prosessanlegg på Sillamäe (Lippmaa og Maramäe, 1999, 2000, 2001).
Fremtiden for utvinning av oljeskifer i Estland står overfor en rekke problemer, inkludert konkurranse fra naturgass, petroleum og kull. De nåværende åpne gruvene i kukersittforekomstene vil til slutt måtte omgjøres til dyrere underjordiske operasjoner etter hvert som den dypere oljeskifer er utvunnet. Alvorlig luft- og grunnvannsforurensning har resultert fra brenning av oljeskifer og utvasking av spormetaller og organiske forbindelser fra ødelagte hauger fra mange års gruvedrift og prosessering av oljeskifer. Gjenvinning av utvinnede områder og tilhørende hauger med brukt skifer, og studier for å forbedre miljøforringelsen av de utvinnede landene fra oljeskiferindustrien er i gang. Geologien, gruvedriften og gjenvinningen av kukersittforekomsten i Estland ble gjennomgått i detalj av Kattai og andre (2000).
Sverige
Alum Shale er en enhet av svart organisk rik marinitt, omtrent 20-60 m tykk, som ble avsatt i et grunt marinhylle-miljø på den tektonisk stabile Baltoscandian-plattformen i kambrium til tidligste ordovicium i Sverige og tilstøtende områder. Alumskiferen er til stede i utliggere, delvis avgrenset av lokale feil, på prekambriske bergarter i Sør-Sverige så vel som i de tektonisk forstyrrede Caledonides i Vest-Sverige og Norge, der den når tykkelser på 200 m eller mer i gjentatte sekvenser på grunn av flere drivkraft feil (fig. 14).
Svartskifer, som delvis tilsvarer alunskiferen, er til stede på øyene Öland og Götland, ligger under deler av Østersjøen, og beskjærer ut langs den nordlige kysten av Estland hvor de danner Dictyonema-skiferen fra den tidlige ordovikanske (tremadocianske) alder (Andersson og andre, 1985, deres fig. 3 og 4). Alumskiferen representerer langsom deponering i grunt, nær anoksisk farvann som var lite forstyrret av bølge- og bunnstrømaksjon.
Den kambriske og nedre ordovikanske alunskifer har vært kjent i mer enn 350 år. Det var en kilde til kaliumaluminiumsulfat som ble brukt i lærindustrien, for å fikse farger i tekstiler, og som et farmasøytisk snerpende middel. Mining av skiferen for alun begynte i 1637 i Skåne. Alumskiferen ble også anerkjent som en kilde til fossil energi, og mot slutten av 1800-tallet ble det forsøkt å utvinne og foredle hydrokarboner (Andersson og andre, 1985, s. 8-9).
Før og under andre verdenskrig ble Alum Shale retortuert for oljen sin, men produksjonen opphørte i 1966 på grunn av tilgjengeligheten av billigere forsyninger med råolje. I løpet av denne perioden ble omtrent 50 millioner tonn skifer utvunnet på Kinnekulle i Västergötland og i Närke.
Alumskiferen er bemerkelsesverdig for sitt høye innhold av metaller inkludert uran, vanadium, nikkel og molybden. Små mengder vanadium ble produsert under andre verdenskrig. Et pilotanlegg bygget på Kvarntorp produserte mer enn 62 tonn uran mellom 1950 og 1961. Senere ble det identifisert malm av høyere kvalitet på Ranstad i Västergötland, hvor det ble etablert en gruve og en åpen gruve. Cirka 50 tonn uran per år ble produsert mellom 1965 og 1969. I løpet av 1980-tallet forårsaket produksjon av uran fra høykvalitetsforekomster andre steder i verden et fall i verdensprisen på uran til nivåer som var for lave til å kunne drive Ranstad-anlegget lønnsomt, og den lukket i 1989 (Bergh, 1994).
Alum Shale ble også brent med kalkstein for å produsere "brisblokker", en lett porøs byggestein som ble brukt mye i den svenske byggebransjen. Produksjonen stoppet da man ble klar over at blokkene var radioaktive og sendte ut uakseptabelt store mengder radon. Ikke desto mindre er Alum Shale fortsatt en viktig potensiell ressurs for fossil og kjernekraft, svovel, gjødsel, metalllegeringselementer og aluminiumsprodukter for fremtiden. De fossile energiressursene til Alum Shale i Sverige er oppsummert i tabell 6.
Det organiske innholdet i Alum Shale varierer fra noen få prosent til mer enn 20 prosent, og er høyest i den øvre delen av skifersekvensen. Oljeutbyttet er imidlertid ikke i forhold til det organiske innholdet fra et område til et annet på grunn av variasjoner i den geotermiske historien til områdene som er underlagt formasjonen. For eksempel på Skåne og Jämtland i vest-midt-Sverige er Alum-skiferen overmoden og oljeutbyttet er null, selv om det organiske innholdet i skiferen er 11-12 prosent. I områder som er mindre påvirket av geotermisk endring, varierer oljeutbyttet fra 2 til 6 prosent ved Fischer-analyse. Hydrotortortering kan øke Fischer-assayutbyttet med så mye som 300 til 400 prosent (Andersson og andre, 1985, deres fig. 24).
Uranressursene til Alum Shale of Sweden, selv om de er lave, er enorme. I Ranstad-området i Västergötland, for eksempel, når uraninnholdet i en 3,6 m tykk sone i den øvre delen av formasjonen 306 ppm, og konsentrasjonene når 2000 til 5000 ppm i små sorte kulllignende linser med hydrokarbon (kolm ) som er spredt gjennom sonen.
Alumskiferen i Ranstad-området ligger under 490 km2, hvorav det øvre elementet, 8 til 9 m tykt, inneholder anslagsvis 1,7 millioner tonn uranmetall (Andersson m.fl., 1985, deres tabell 4).