Органогенные горные породы (биогенные породы) - состоят из остатков животных и растительных организмов или продуктов их жизнедеятельности.

Организмы обладают способностью концентрировать определённые соединения, образуя скелеты или ткани, которые сохраняются в ископаемом состоянии. По вещественному составу среди органогенных горных пород можно выделить:

1) карбонатные;

2) кремнистые;

3) фосфатные;

4) угли;

5) горючие сланцы;

6) нефть.

Я предлагаю рассмотреть каждую группу в отдельности.

- Органогенные карбонатные породы (известняки) состоят из раковин фораминифер, кораллов, мшанок, брахиопод, моллюсков, водорослей и др. организмов. Своеобразными их представителями являются рифовые известняки, слагающие атоллы, барьерные рифы и др., а также мел.

a) Рифовые известняки - В настоящее время большая часть рифов построена кораллами, но сотни миллионов лет назад главными строителями рифов были мшанки (колониальные водные, преимущественно морские, животные, ведущие прикреплённый образ жизни) и водоросли.

b) Мел-мягкий известняк с очень тонкой текстурой, которая, как правило, белого или светло-серого цвета. Она формируется в основном из известковой скорлупой остается микроскопических морских организмов, таких как фораминифер или известковыми останков из многочисленных видов морских водорослей.

- Кремнистые породы состоят из водного кремнезема (опала). Среди них выделяют:

a) Диатомит - образован из панцирей диатомовых водорослей и отчасти из скелетов радиолярий и губок, между которыми осаждались тончайший ил и глина. Состоит в основном из аморфного кремнезема в виде минерала опала.

b) Спонголиты - породы, содержащие обычно более 50% спикул кремнёвых губок. Цемент у них кремнистый, из опаловых округлых телец, или глинистый, слегка известковистый, нередко включает вторичный халцедон.

c) Радиоляриты - кремнистые породы, более чем на 30% состоящие из скелетов радиолярии, которые в современных океанах образуют радиоляриевый ил. Помимо радиолярий, в них входят единичные спикулы губок, редкие скорлупки диатомовых водорослей, кокколитофориды, опаловые и глинистые частицы. При перекристаллизации радиоляриты переходят в яшмы.

d) трепел - горная порода преимущественно коллоидно-хемогенного происхождения, состоящая из мельчайших зернышек опала;

e) опока - твердая кремнистая порода, образованная в результате перекристаллизации и цементации диатомита или трепела.

- Органогенные фосфатные породы не имеют большого распространения. К ним относятся ракушечники из фосфатных раковин силурийских брахиопод - оболид, скопления костей ископаемых позвоночных, известные в отложениях разного возраста, а также гуано - продукты разложения помёта птиц, толщи которого накапливаются обычно на островах в условиях сухого климата.

- Уголь формирует из накопления и сохранения растительных материалов, как правило, в болотах. Уголь является горючей породой и вместе с нефтью и природным газом является одним из трех самых важных ископаемых топлива. Уголь имеет широкий спектр применения, наиболее важным является использование для производства электроэнергии.

В зависимости от стадии метаморфизма в России различают такие виды угля. (Табл.1)

Таблица 1. Стадии метаморфизма угля

- Горючий сланец-полезное ископаемое, залегающее на сравнительно небольших глубинах, относится к группе твердых каустобиолитов и состоит из органического вещества (10-50% по массе) и минеральной части. Промышленную ценность представляет как органическая, так и минеральная части сланцев, основными компонентами которой являются карбонаты и алюмосиликаты. Горючие сланцы тонкослоисты, обладают темно-серым или бурым цветом, при горении выделяют запах битума.

- Нефть - органогенная горная порода. Исходным материалом для образования нефти является гнилостный ил, или сапропель, накапливающийся на дне застойных водоемов: озер, морских заливов, лагун, иногда также в прибрежных участках дна открытых морских бассейнов в результате гибели различных низших растений и животных, преимущественно планктонных микроорганизмов, населяющих воды морей и океанов.

Также органогенные горные породы можно разделить по структуре. В этих породах большое значение имеет форма составных частей, которая обусловливается характером организмов. Среди пород этой группы различают структуры: криноидные, коралловые, пелециподовые, мшанковые, фораминиферовые, водорослевые, смешанные и т.д. В зависимости от сохранности обломков в породе выделяют структуры:

- Биоморфная - хорошая сохранность органических остатков. По размеру компонентов они могут быть очень различными в зависимости от организмов - от очень крупных (например, кораллы) до мельчайших (например диатомеи);

- Детритусовая (детритовая) - порода сложена обломками скелетов организмов.

В свою очередь среди пород с детритусовой структурой различают:

a) крупнодетритусовые породы слагаются не окатанными обломками, часто хорошо заметными простым глазом и легко определимыми под микроскопом. Размеры обломков чаще всего от нескольких миллиметров примерно до 0,05 мм.

b) мелкодетритусовые. слагаются мельчайшими обломками организмов (обычно от 0,05 мм и мельче), неразличимыми простым глазом и в большей части не определимыми под микроскопом в шлифе.

- органогенно-обломочная структура отличается тем, что обломки раковин большей частью хорошо окатаны и почти одинаковой величины (0,5 -0,1 мм). [4]

2. Распространение органогенных горных пород в Краснодарском крае

В недрах края открыто более 60 видов полезных ископаемых. В основном они залегают в предгорных и горных районах. Имеются запасы нефти, природного газа, мергеля, йодо-бромных вод, мрамора, известняка, песчаника, гравия, кварцевого песка, железных и апатитовых руд, каменной соли и других полезных ископаемых. Министерством природных ресурсов РФ утвержден перечень общераспространенных полезных ископаемых Краснодарского края, ниже представлен список некоторых из них:

- Гипс;

- Диатомит;

- Трепел;

- Опока;

- Известняки;

- Мел;

- Мергель;

- Ракушечник;

- Сланцы (кроме горючих);

- Торф (кроме используемого в лечебных целях).

- Нефть[7]

2.1 Месторождения в Краснодарском крае

Углеводородное и энергетическое сырье

Углеводородное и энергетическое сырье. На территории края выявлено 280 месторождений нефти (Рис. 3) и газа. Залежи нефти находятся в толще осадочных пород и расположены на глубине от 700 до 5200 м. По данным геологических служб, к 1995 г. в крае добыто 218 млн. т нефти. Из более чем 70 разведанных месторождений нефти с запасом 41,8 млн. т, в эксплуатации находится 66. Прогнозная оценка запасов нефти выше разведанных примерно в три раза.

Рис. 3. Добыча нефти

Примером одного из самых крупных нефтяных месторождений может служить Новодмитриевское (Северский район): оно имеет длину примерно 10 км, ширину - 2,5 км, а мощность нефтесодержащих пород (этаж нефтеносности) - 450 м. Нефть залегает здесь на глубине 2400-2800 м.

Месторождения каменного угля обнаружены в горных районах в бассейнах рек Белой, Малой и Большой Лабы. Уголь встречается в виде пластов мощностью 0.5-0.9 м. Но в связи с низкой теплотворной способностью добыча кубанского угля не рентабельна.

Обнаружены проявления горючих сланцев невысокого и среднего качества в междуречье Большой и Малой Лабы. По прогнозам геологов, запасы сланцев составляют 136,25 млн. т. Месторождения торфа обнаружены в нижнем течении Кубани (Гривенское), в Новокубанском районе по р. Уруп, а также у устья рек Мзымта и Псоу на Черноморском побережье. Разработка месторождений горючих сланцев и торфа также нерентабельна из-за их низкой энергетической ценности и небольших запасов.

Известняки

Известняки и мел широко применяются в химической промышленности для производства соды, карбида кальция, едкого калия, едкого натра, в производстве минеральных удобрений и других продуктов. На территории Краснодарского края известно одно (Правобережное) месторождение известняков. Оно расположено в Лабинском районе, на правом берегу р. Малая Лаба, в 4 км к востоку от ж.-д. станции Шедок. Полезной толщей являются известняки туронского и коньякского ярусов верхнего мела, мощность которых колеблется от 0 до 73 м. Химический состав известняков продуктивной толщи (в %): CaO - 54,2; MgO - 0,3; SiO₂ - 1,4; R₂O₃ - 0,7; Na₂O - 0,04; K₂O - 0,07; SO₃ - 0,1; P - 0,024. По своим свойствам известняки пригодны для содового производства, а также могут быть использованы в сахарной промышленности и для производства извести и цемента. Запасы сырья составляют 244314 тыс. т.

Морская ракушка

Месторождения морской ракушки в Краснодарском крае приурочены к побережью Азовского моря и его лиманов и в меньшей степени лиманов Таманского полуострова. Генетически они представляют собой современные морские осадки, намытые морскими течениями и прибоями вдоль береговой линии в виде валов и кос. Подобные скопления морской ракуши имеют ширину и длину несколько километров и мощность несколько метров. Основным компонентом в составе месторождений морской ракушки являются известковые раковины (целые или обломки) современных моллюсков, содержащих в качестве примесей небольшие количества песка, глины, органических остатков и др. В зависимости от гранулометрического состава и загрязненности морская ракушка может быть использована для балластировки железнодорожного полотна, для обжига на известь, для получения стеновых блоков и для приготовления кормовой муки и крупы.

В Краснодарском крае описано 33 месторождения морской ракушки. Из них на балансе запасов состоит только 6 месторождений (Кирпильское, западный участок; Слободкинское, Ханское, Должанское; Забойское и Черноерковское) с общими запасами, равными 4220 тыс. м³. Из них разрабатываются Кирпильское, Забойское и Черноерковское месторождения. Они расположены на территории Ейского и Приморско-Ахтарского районов. Сырье всех перечисленных месторождений пригодно для использования в качестве кормовой муки и крупы.

Наиболее крупным в Краснодарском крае является Должанское месторождение морской ракушки. Оно расположено в Ейскомрайоне, в 3 км к северо-западу от станицы Должанской и в 45 км к западу от г. Ейска, на косе Долгой. Полезная толща сложена среднечетвертичными и современными морскими отложениями, представленными целой и дробленой морской ракушкой, с примесью песка. Ракушечные скопления залегают пластообразно в виде косы длиной 4 км и шириной от 30 до 1200 м; мощность полезной толщи 2,65-6,1 м. Ракушечные отложения пригодны для подкормки птиц. Месторождение составляет резерв.

Строительный камень.

Краснодарский край является родиной отечественной нефтяной промышленности. Из недр края ежегодно извлекается 1,7 - 1,9 млн. т. нефти, добыча природного газа доведена до 3 млрд. м?. В приведенной таблице видно, как добыча нефти на Кубани неуклонно росла, за исключением военных лет и периода экономического кризиса 90-х годов XX столетия.

Таблица 2. Темпы роста добычи нефти на Кубани

Все разрабатываемые в настоящее время месторождения нефти Краснодарского края располагаются на суше. Добыча нефти в крае по мелким месторождениям составила 74%, а из Анастасиевско-Троицкого крупного месторождения - 26% от годового объема. За последние годы наибольший прирост запасов и добычи нефти (и газа) обеспечивается за счет опоискования и разведки Прибрежно-Сладковско-Морозовской группы месторождений (33,8% годового объема добычи нефти). Средняя обеспеченность запасами нефти в крае, при современном уровне добычи, составляет около 22 лет.

Подготовка новых промышленных запасов углеводородов в крае, на современном этапе, осложняется тем, что поиски ведутся преимущественно на небольшие и сложно построенные месторождения, с выходом на значительные глубины, в районах с тяжелыми горно-техническими условиями.

Основные разведанные на территории края месторождения находятся на окончательной стадии разработки. Краснодарский край относится к самым старым нефтегазодобывающим регионам России. Большая часть его месторождений с основными запасами сырья была введена в строй более 30-40 лет назад и продолжает эксплуатироваться до сих пор.

Главный район угольной промышленности - восточное крыло Донбасса в Ростовской обл. (Шахты, Новошахтинск и др.). Добыча угля составляет около 7 млн. т. (2% общероссийской добычи)». Уголь (коксующийся и энергетический) добывается на большой глубине в условиях малой мощности пластов, что обусловливает высокую себестоимость и ограниченный (югом России) рынок сбыта этих углей. Дальнейшее падение добычи вряд ли можно будет остановить, так как условия добычи сложны, а богатые залежи уже выработаны.

Нежелательная добыча известняка ведется на восточном склоне

Рис. 4. Добыча известняка

Дзыхринского карстового массива, в 24 квартале Сочинского национального парка (Рис. 4), который входит в особо охраняемую зону. Здесь, на скалах Шахгинского ущелья, произрастают несколько видов растений, внесенных в Красную книгу России и Краснодарского края. Разработка карьера ведется с помощью экскаваторов, камень загружают на самосвалы и вывозят на расположенную выше Ермоловки дробилку.

3. Применение в промышленности, строительстве и сельском хозяйстве

Осадочные породы имеют исключительно важное практическое и теоретическое значение. В этом отношении с ними не могут сравниться никакие другие горные породы.

Осадочные породы самые важные в практическом отношении: это и полезные ископаемые, и основания для сооружений, и почвы.

Исключительно велико научно-практическое значение углей и горючих сланцев: они и их компоненты используются для периодизации истории Земли, в стратиграфических исследованиях (корреляция разрезов и определение возраста), фациальном анализе и палеогеографии, в стадиальном анализе по отражательной способности витринита и т.д.

Практическое значение угля нельзя переоценить. Это прежде вceгo основной источник энергии. Лишь с середины 50-x годов угли уступили первое место нефти, но уже наметилась тенденция повторного выхода в лидеры, и тaкая перспектива обеспечена огромными ресурсами угля на Земле (почти 15 или даже 30 трлн. т), на порядок превышающими ресурсы нефти и газа, вместе взятых (Голицын, Голицын, 1989, с. 42). При скором сокращении добычи нефти ее заменителем выступят горючие сланцы (ГC), «общие мировые запасы которых 450 трлн. т» (ООН, 1967), что на порядок больше запасов угля и нефти (92 млрд. т), хотя в это число вошла и преобладающая в их составе неорганическая часть. В ГС содержится от 26 до 53 трлн. т сланцевой смолы (по разным подсчетам; Голицын, Прокофьева 1990, с. 15), если за нижний предел coдержания смолы принимать 4% (а верхний достигает 35% в кукерситах Прибалтики и в месторождении Глен-Девис в Австралии). Больше половины (53%) ресурсов ГС сосредоточено в США, особенно в самом богатом бассейне Грин-Ривер (Скалистые гopы). Только из угля, если он будет добыт весь, можно построить куб с ребром в 21 км (объем более 10 тыс. км3, что почти в 3 раза выше Эвереста (Голицын, Голицын, 1989, с. 42). Ресурсы каменных углей подсчитаны до глубины 1800 м (иногда до 2000 м), бурых - 600, лигнитов - 300 м.

Горючие сланцы используются как топливо по крайней мере с 1694 г. Как источник энергии они надежда человечества. Теплота cгoрания их от 4-5 до 20-25 МДж/кг (Голицын, Прокофьева, 1990, с. 7). По теплоте сгорания (более 15 мДж/кг), выходу смолы (до 25-30%), малой сернистости (менее 1%), низким зольности и влажности лучшие в мире прибалтийские кукерситы. Ограничивают сжигание сланцев их сернистость, дoстигающая 10% (отравление природы серной кислотой), и высокие зольность и влажность (до 30%). Сланцы - ценное химическое сырье, особенно из-за большого содержания фенолов, трудно получаемых из нефти. Диктионемовые сланцы Прибалтики интересны содержанием молибдена, ванадия, серебра, свинца, меди и других редких и рассеянных элементов (Голицын, Прокофьева, 1990, с. 25 и др.).

Торф - уникальный материал. Несмотря на то, что он известен многие сотен лет и активно использовался человечеством в промышленности в качестве топлива и сельском хозяйстве как удобрение, только в последнее время были обнаружены уникальные свойства торфа. Торф оказался непревзойденным натуральным антисептиком и фантастически отличным сырьем для производства натуральных тканей.

Его огромные и постоянно возобновляемые запасы могут рассматриваться как гигантские залежи уникального сорбирующего материала.

Торф может в большом количестве перерабатывать нефть в безвредное вещество. Во время трагедии в Мексиканском заливе надо было просто засыпать пятно в большом количестве торфом, который мог превратится в ил, который стимулировал бы рост водорослей.

Торфа практически не применяется для очистки сточных вод от металлов и органических веществ, хотя его низкая стоимость и высокая степень очистки могут сделать его самым востребованным материалом в мире. Причем, спектр сорбции им металлов очень широкий от лития до урана. Практически все токсические органические вещества могут быть уловлены торфом.

Практическое значение карбонатолитов состоит в том, что все они - полезные ископаемые. Известняк, мел и доломит, используются в черной и цветной металлургии, химической промышленности, в производстве цемента и других вяжущих материалов, для выпуска резины, стекла, сахара, получения известняковой муки для мелиорации кислых почв, минеральной подкормки в животноводстве и птицеводстве, а также в других отраслях промышленности, где требования к карбонатному сырью определяются в основном его химическим и минеральным составом. Благодаря значительному распространению и разнообразию свойств карбонатные породы используются в больших объемах в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства. Также, одним из главных потребителей карбонатных пород выступает строительная отрасль. Используется для отделки фасадов (Рис. 5), для изготовления разнообразных герметиков, шпаклевочных и штукатурных смесей. Общее количество разведанных запасов карбонатного сырья, учтенных различными балансами запасов России, в настоящее время превышает 60 млрд. т, разведано более 1900 месторождений, разрабатывается около 570.

Кремнистые породы (диатомиты, трепелы, опоки) благодаря наличию в их составе аморфной активной кремнекислоты обладают рядом очень ценных свойств: тонкопористой структурой, сравнительно малой объемной массой и теплопроводностью. Совокупность указанных свойств предопределяет их эффективное использование в производстве строительных материалов (Рис. 6) и в частности при производстве керамических изделий. Опыт показывает, что использование кремнистых и глинистых пород в смеси с углесодержащими отходами позволяет значительно улучшить физико-механические свойства керамики за счет создания в процессе обжига восстановительной среды и перехода трехвалентного железа в более легкоплавкое двухвалентное, что обеспечивает более интенсивное спекание при снижении температуры на 100 - 1500С.

Заключение