Эколого-геохимические аспекты

часть ГС минералы принадлежат к различным генетическим классам и 
представлены седиментогенными (кальцит, сидерит, сидероплезит, доло-
мит, менилит, опал, гидрослюда), диагенетическими аутигенными (пирит, 
марказит, глауконит), терригенными (кварц, слюды, полевые шпаты, 
окислы и силикаты тяжелой фракции) и биоморфными (кальцит, опал, 
коллофан) образованиями [142]. Наиболее распространены сланцы с гли-
нистой и известковой матрицей, содержащей незначительную примесь 
терригенных минералов. В химическом составе ГС преобладают кремне-
зем, глинозем, оксиды кальция, железа (табл. 4, 5).
По содержанию общей серы (на сухое вещество) различают мало-
сернистые (до 2%, например, Оршинские ГС), среднесернистые (2-4%, 
Прибалтийские ГС) и многосернистые (более 4%) сланцы. К последним, в 
частности, относятся сланцы Поволжья, где содержания серы достигают 
5-6% и даже больше (почти до 19%), что в существенной мере затрудняет 
их промышленную переработку. Сернистость сланцев зависит от содер-
жания минеральных примесей, характера минеральных частиц, видов 
сернистых соединений, входящих в состав топлива [6]. В органическом 
веществе ГС сера находится в виде сложных соединений не установлен-
ного строения. В сланцах Перелюб-Благодатовского месторождения (Са-
ратовская и Самарская области) основная масса серы входит в состав пи-
рита и органического вещества, т. е. представлена весьма реакционно-
способными формами соединений. В ГС европейского Севера России 
(при общем содержании серы 1,3-5,8%) преобладает органическая сера 
(до 50% и выше), остальное количество приходится на пиритную серу, 
сульфатной серы очень мало [23]. Как правило, чем больше органическо-
го вещества в сланцах, тем выше в них содержание серы (за счет органи-
ческой составляющей). По [28], в ГС Кашпирского месторождения со-
держится S
пиритная
- 0,36%, S
сульфидная
- 0,87%, S
органическая
- 2,63%, зольность 
сланцев - 65,46%. Согласно [48], в сланцах Поволжья сера представлена в 
виде пирита (0,72-2,1%), сульфатов (0,34-0,49%), органической серы 
(1,13-3,58%) (табл. 6-8).

---

11 
Таблица 4 . Средний химический состав ГС, угля, земной коры [57] 
Показатель
ГС 
Уголь 
Земная кора 
Зольность А
d
, % 
50-75 
8-40 
- 
С, на сухую беззольную массу, % 
55-76 
65-95 
0,02 
H 
6-10 
0,8-6,2 
- 
N 
0,3-3,7 
0,6-2,5 
0,002 
O 
10-20 
1,2-25 
46,4 
SiO
2
, в золе в расчете на оксиды, % 
30-65 
30-75 
60 
Al
2
O
3
10-20 
12-44 
15,5 
Fe
2
O
3
5-10 
5-30 
11,8 
CaO 
1-50 
3-40 
5,8 
MgO 
0,5-4,0 
0,2-6,0 
3,9 
K
2
O 
2,5-8,6 
0,4-4,0 
2,5 
Na
2
O 
0,5-2,2 
0,3-10,0 
3,2 
Si, в сухой породе, % 
7,2-25,2 
1,5-12,2 
28,2 
Al 
2,5-7,1 
0,6-7,8 
8,2 
Fe 
2,0-4,6 
0,6-3,8 
5,6 
Ca 
0,9-20,0 
0,6-3,8 
4,2 
Mg 
0,2-1,1 
0,1-0,6 
2,3 
K 
1,0-1,7 
0,1-0,9 
2,1 
Na 
0,7-1,1 
0,04-3,0 
2,4 
S, % 
3,0 
0,9 
0,026 
P, % 
0,5 
0,01 
0,105 
Таблица 5. Химический состав минеральной части ГС, % [27, 111] 
Место-
рождение 
SiO
2
TiO
2
Al
2
O
3
Fe
2
O
3
CaO 
MgO 
K
2
O 
P
2
O
5
S 
ППП 
ФРГ, 
разные 
12-51 
- 
9-12 
oт 6-
7 
18-60 
1,4-2 
- 
- 
- 
11,2* 
Россия, 
Перелюб-
ское 
44,66 
0,39 
8,60 
3,35 
7,61 
0,81 
1,59 
0,34 
2,42 
43,1 
* Органическое вещество (ОВ); ППП - здесь и далее потери при прокаливании. 
Таблица 6. Сера в ГС Перелюб-Благодатовского месторождения, % [51] 
Глубина
залегания, м 
Общая
сера 
Пиритная
сера 
Сульфатная 
сера 
Органическая 
сера 
67,5-68,5 
4,84 
1,10 
0,34 
3,40 
83,6-84,5 
5,15 
2,05 
0,46 
2,64 
86,5-87,0 
5,72 
2,10 
0,41 
3,21 
110,6-111,5 
2,34 
0,72 
0,49 
1,13 
151,2-152,1 
5,84 
1,92 
0,34 
3,58 
Отмечается зависимость содержания общей серы в различных гра-
нулометрических фракциях ГС от их зольности, но характер ее различен 
и обусловлен видом сернистых соединений в топливе (табл. 9). Так, для 

---

12 
поволжских сланцев четко прослеживается увеличение общей сернисто-
сти выделяемых фракций с уменьшением их зольности, что является 
следствием большего связывания серы с органической массой сланца. В 
общем случае можно считать, что если в ГС преобладает органическая 
форма серы, то с увеличением зольности фракций содержание в них ор-
ганической серы падает. 
Таблица 7. Сера в ГС Перелюбского и Коцебинского месторождений, % [78] 
№ пласта 
S-общая 
S-сульфатная 
S-сульфидная 
S-органическая 
Перелюбское месторождение 
I 
5,31 
0,12 
0,47 
4,73 
II 
3,57 
0,23 
0,92 
2,42 
III 
3,99 
0,18 
0,82 
3,00 
IV
1
3,58 
0,18 
0,81 
2,59 
IV
2
5,40 
0,16 
0,83 
4,41 
Коцебинское месторождение 
I 
6,57 
0,29 
0,64 
4,64 
II 
3,75 
0,23 
0,97 
2,55 
III 
3,45 
0,16 
0,63 
2,66 
Таблица 8. Сера в основных типах сланцев Волжского бассейна [53] 
Органическое 
Сера, % 
вещество, % 
Общая 
Органическая 
Пиритная 
S
d
o 
в пересчете на ОВ*, 
% 
Известковые сланцы 
20-30 
2,83 
1,94 
0,80 
8,80 
30-40 
5,06 
4,36 
0,47 
11,75 
40-50 
6,22 
5,78 
0,48 
12,25 
> 50 
6,59 
6,10 
0,29 
10,51 
Глинистые сланцы 
20-30 
2,59 
1,60 
0,85 
7,05 
30-40 
4,06 
3,01 
0,68 
8,74 
40-50 
5,56 
4,62 
0,66 
9,96 
> 50 
5,70 
5,02 
0,62 
9,24 
Таблица 9. Зольность и распределение серы по фракциям поволжских ГС
(технологическая проба), % [6] 
Фракция, мм 
S
общая
S
сульфатная
S
пиритная
S
органическая
Зольность 
0,045-0,056 
3,03 
0,22 
1,7 
1,11 
73,26 
0,056-0,100 
3,09 
0,24 
1,29 
1,56 
70,38 
0,100-0,160 
3,23 
0,16 
1,41 
1,66 
68,16 
0,160-0,200 
3,74 
0,13 
1,29 
2,32 
63,88 
0,200-0,315 
3,55 
0,16 
1,49 
1,90 
66,81 
0,315-0,630 
3,71 
0,10 
1,59 
2,02 
65,90 
0,630-1,250 
3,51 
0,20 
1,65 
1,66 
- 

---

13 
Распределение пиритной серы в различных гранулометрических 
фракциях определяется составом минеральных примесей в топливе и ха-
рактером распределения пиритных зерен. Например, в сланценосных от-
ложениях Поволжья пирит встречается в следующих формах [127]: 1) 
в виде микроскопических зерен и стяжений, равномерно насыщающих 
породу; 2) замещает частично или полностью органические остатки;
3) приурочен к линзам и прослоям кальцита, замещая его; пиритизации 
подвергается также глауконит; 4) образует разнообразные конкреции. На 
Кашпирском месторождении наиболее обильно проявлен третий тип.
По содержанию влаги различают ГС с высокой влажностью (влаж-
ность 20-30% и выше, при влажности более 25% необходима - при энер-
гетическом использовании - предварительная подсушка сланцев), со 
средней влажностью (10-20%) и с низкой влажностью (менее 10%) [35]. 
По выходу золы ГС разделяют на три вида: малозольные (40-60%, к ним 
относятся Прибалтийские ГС), среднезольные (более 60%, сланцы Каш-
пирского месторождения) и высокозольные (более 70%, Оленекское ме-
сторождение ГС). По своему химическому составу зола горючих сланцев