Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Редкие элементы в сланце- и угленосных отложениях юго-востока Беларуси

ВАК РФ 04.00.02, Геохимия

Автореферат диссертации по теме "Редкие элементы в сланце- и угленосных отложениях юго-востока Беларуси"

Г-о

. о к-

НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК БЕЛАРУСИ Институт геологических наук

УДК 550.42 : [552.52 + 552.57] (476)

СТРЕЛЬЦОВА Галина Дмитриевна

РЕДКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ В СЛАНЦЕ- И УГЛЕНОСНЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ ЮГО-ВОСТОКА БЕЛАРУСИ

Специальность 04.00.02 - геохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата геолого-м инералогических наук

Минск - 1997

Работа выполнена в Интитуге геологических наук HAH Беларуси, г. Минск.

Научный руководитель

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

член-корреспондент НАНБ,

доктор геолого-минералогических наук

А.А.Махнач

член-корреспондент HAH Беларуси, доктор геолого-минералогических наук, профессор А.В.Кудельский;

академик АЕН РФ.

доктор геолого-минералогических наук Я.Э.Юдович.

Белорусский научно-исследовательский геологоразведочный институт, г.Минск

Защита состоится « 7У» tiett.aJjtj 1997 г. в ^f час. на заседании совета Д 01.22.02 по защите диссертаций в Институте геологических наук HAH Беларуси.

Адрес: 220600, г. Минск, ул. Жодинская, 7.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИГН HAH Беларуси. Автореферат разослан «•($» ¿¿PfLöJ?-^' 1997 г

Учёный секретарь совета по защите диссертаций.

кандидат геол.-минер, наук ^ ^ тО1 С М. Обровец

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Развитие экономики тесно связано с возрастающими объёмами потребления топливно-энергетических ресурсов. Высокий уровень использования наиболее эффективных энергоносителей — нефти и природного газа — ведёт к быстрому истощению их запасов, поэтому всё большее внимание уделяется поиску альтернативных источников углеводородного сырья среди твёрдых горючих ископаемых. Особый интерес в этом отношении представляют горючие сланцы (ГС) и угли, которые по своим свойствам, широкой распространённости и значительным запасам могут быть использованы в качестве топлива или сырья для получения жидких (смола) и газообразных продуктов, по составу и свойствам близких нефти и природному газу.

Республика Беларусь, испытывая острую потребность в топливе и покрывая её за счёт импорта этого дорогостоящего продукта или сырья для его производства, вместе с тем располагает немалыми запасами ГС и бурых углей, использование энергетического потенциала которых сыграло бы заметную роль в компенсации топливного дефицита.

Освоение ресурсов ГС и бурых углей будет экономически выгодно и экологически оправдано, если при выборе оптимальной схемы технологического передела с наиболее полным выходом целевых продуктов будет решена и проблема эффективной утилизации отходов, в которых в значительной степени концентрируются многие редкие элементы (РЭ), в том числе промыш-ленноценные и токсичные. 1

Экономическая и экологическая нецелесообразность разработки в настоящее время в республике месторождений бурых углей и ГС не умаляет необходимости исследования их вещественного состава и технологических свойств. Наоборот, в круге проблем изучения литосферы Беларуси при существующих тенденциях в развитии экономики и непростой экологической ситуации детальные и всесторонние исследования бурых углей, ГС и редкоме-тального сырья весьма актуальны.

Связь работы с крупными программами, темами. Авторские исследования геохимических особенностей сланце- и угленосных отложений юго-востока Беларуси проводились в Институте геологических наук НАН Беларуси с 1979г. и являлись разделом (частью) институтских тем, входивших в республиканские ("Атлас", 1985-1990гг.; проект № Ф18-213 по Фонду фундаментальных исследований, 1992-1994гг.), отраслевые ("Программа ускорения геологоразведочных работ по развитию минерально-сырьевой базы Республики Беларусь на 1993-1995гг. и на период до 2000г.") н межведомст-

венные ("Определение наиболее эффективных направлений комплексного использования горючих сланцев месторождений Белорусской ССР и разработка технико-экономического доклада по развитию их добычи и использованию", 1978-1980 гг.) программы. Полученные автором за этот период материалы по сланцево-угольной тематике вошли в 5 научных отчётов.

Цель и задачи исследования. Основная цель работы состояла в том, чтобы установить закономерности распределения и природу концентраций РЭ в сланце- и угленосных отложениях юго-востока Беларуси. Для этого было необходимо решить несколько задач: 1) определив концентрации РЭ в основных лотологических типах пород полесского горизонта, фракциях и постсе-диментационных минералах, установить особенности распределения РЭ в разрезе и по площади развития сланценосных отложений, выявить роль процессов седиментогекеза, диагенеза и катагенеза в формировании геохимического поля РЭ; 2) изучив вещественный состав и определив концентрации РЭ в ГС речицкого горизонта, сопоставить особенности распределения РЭ в ГС речицкого и полесского горизонтов и выявить геохимическую специфику кальдерной фации горючих сланцев; 3) определив концентрации РЭ в карбо-новых, юрских и палеоген-неогеновых углях и вмещающих породах и исследовав распределение элементов в угольном веществе и золе, установить влияние факторов, контролировавших накопление элементов в разновозрастных угленосных отложениях, и перспективы обнаружения в них промышлен-нозначимых редкометальных аккумуляций; 4) исследовав изотопный состав углерода и кислорода карбонатной компоненты ГС речицкого горизонта и сульфидной серы разновозрастных угленосных отложений, уточнить представления об особенностях седиментогенеза и постседиментационных преобразований, определявших распределение РЭ.

Научная новизна. Выполненная работа представляет собой комплексное исследование распределения, форм нахождения и особенностей поведения в литогенезе РЭ сланце- и угленосных отложений юго-востока Беларуси. В процессе диссертационных исследований получены следующие новые результаты: 1) охарактеризованы особенности распределения ряда элементов, в том числе промежуточных лантаноидов, прежде не изучавшихся в рассматриваемых отложениях. Это стало возможным в результате использования высокочувствительных аналитических методов — нейгронно-акгивационного, люминесцентного, химического и гамма-спектрометрического, что позволило не только расширить спекгр определявшихся и обнаруженных элементов и повысить достоверность результатов, но и выявить детали, указывающие на специфику поведения элементов в различных геолого-геохимических обста-новках; 2) установлены закономерности распределения РЭ по площади, разрезу и типам пород сланценосных отложений полесского горизонта, минера-лого-геохимические особенности сульфидной и других видов постседимента-ционной минерализации, минералы-концентраторы РЭ; 3) выявлены существенные различия полесского и речицкого сланцеобразования, выразившиеся в своеобразии химического состава речицких ГС и катагенетических пиритов, а также специфичности изотопного состава углерода и кислорода карбонатной компоненты сланцев; 4) Предложены геохимические индикаторы кальдерной фации ГС речицкого горизонта; 5) дана характеристика распределения РЭ в

углях разного вещественного состава, возраста и месторасположения, позволяющая судить о роли факторов накопления элементов в угольном веществе в различных обегано в ках торфо-углеобразования и перспективах обнаружения редкометалъных концентраций в изученных угленосных отложениях; 6) показаны особенности сульфидообразования в карбоновых и юрских угленосных отложениях по вариациям изотопного состава серы сульфидных стяжений.

Научно-практическая значимость диссертационных исследований состоит в том, что полученные результаты, во-первых, в значительной степени дополняют и детализируют информацию о распределении и условиях образования редкометалъных концентраций в сланце- и угленосных отложениях и показывают возможность использования особенностей распределения элементов для индикации обстановок литогенеза. Во-вторых, новые данные о распределении РЭ позволяют оценить перспективы обнаружения в изученных отложениях промышленнозначимых редкометалъных аккумуляций. В-третьих, в работе содержатся новые материалы о вещественном и химическом составе белорусских сланцев и углей, важные для изучения химико-технологических особенностей сланце- и углепереработки. И, наконец, сведения о про-мышленноценных и токсичных элементах, которые будут накапливаться в продуктах и отходах технологической и энергетической переработки изученных сланцев и углей, имеют практическое значение для решения сырьевых проблем и оценки экологических последствий освоения недр республики. Результаты авторских исследований распределения РЭ в сланце- и угленосных отложениях и отходах предприятий энергетики изложены в докладных записках, переданных организациям ПО "Белгеология" (БГРЭ, Светлогорской ГРП, Вилейско-Свислочской ГСП, Старобинской ГПП), в Министерство экономики и Березовскую ГРЭС.

Экономическая значимость полученных результатов может быть оценена в случае принятия решения о промышленной эксплуатации месторождений белорусских сланцев и углей. При условии создания соответствующих технологий зол? углей, как полиэлементный концентрат, может быть дорогостоящим коммерческим продуктом.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. Модель геохимической структуры сланценосных отложений полесского горизонта, основанная на выделении групп элементов с разным распределением по площади, разрезу и типам пород и отражающая роль механической и физико-химической дифференциации, пеплового и органического вещества, а также диагенетических и катагенетических процессов в формировании геохимического поля редких элементов.

2. Комплекс геохимических индикаторов кальдерной фации горючих сланцев, установленный на примере речицкого горизонта, резко отличающийся от круга геохимических показателей полесского горизонта и характеризующийся необычно высокими для отложений такого типа концентрациями ряда элементов в сланцах и катагенетических пиритах, а также специфическим изотопным составом углерода и кислорода карбонатной компоненты пород, что отражает существенное влияние вулканизма на литогенез сланцев и указывает на неморские условия седиментации.

3. Закономерности формирования микроэлементного состава карбоно-вых, юрских и палеоген-неогеновых углей и углистых пород, выражающиеся в зависимости уровня накопления и распределения элементов в угольном веществе, в разрезе и по площади от содержания и состава органических и минеральных компонентов в породах, что определяется разнообразием условий и факторов аккумуляции элементов в области торфонакопления и особенностями постседиментационных преобразований отложений.

Личный вклад соискателя. Диссертационные исследования базируются на изучении разрезов и керна скважин, выполненном автором при участии коллег, произведших аналитические определения. Кроме того, в работе использованы образцы, любезно предоставленные другими исследователями, фондовые и опубликованные данные. На все использованные материалы есть ссылки в тексте.

Автором лично осуществлена вся подготовительная обработка керно-вого материала к аналитическим исследованиям, проведены петрографическое изучение шлифов и аншлифов, реттенодифрактометрический контроль чистоты отбора проб, электроиномикроскопическое исследование микроштуфов и мономинеральных зёрен; осуществлена первичная обработка химико-аналитических определений — сопоставление результатов и отбраковка сомнительных цифр, литохимические пересчёты, вычисление характеристических коэффициентов, типизация объектов и компьютерная статистическая обработка базы данных, анализ кривых распределения и корреляционных полей; на заключительном этапе — анализ и обобщение данных с использованием традиционных для сланцево-угольной геохимии методических приёмов.

В процессе диссертационных исследований автор принимал участие в коллективных работах, в которых содержатся результаты и выводы, полученные автором самостоятельно и представленные в виде отдельных частей (разделов), и обобщения, базирующиеся на результатах коллектива соавторов.

Апробация результатов диссертации. Основные результаты диссертационных исследований докладывались на Республиканском научно-техническом совещании "Проблемы переработки твёрдых горючих ископаемых" (Минск, 1980г.), IV конференции молодых учёных ИГиГ АН БССР (Минск, 1981г.), IV Всесоюзном минералогическом семинаре "Минеральные кларки и природа их устойчивости" (Душанбе, 1986г.), Всесоюзном совещании "Литогенез и рудообразование" (Москва, 1986г.), V совещании по проблеме "Метаморфогенное рудообразование низких фаций метаморфизма складчатых областей фанерозоя" (Львов, 1986г.), II Всесоюзной школе по физике минералов (Алушта, 1988г.), Международном семинаре "Химия-96" (Минск, 1996г.).

Опубликованность результатов. Результаты диссертационных исследований автора изложены в 14 научных публикациях, в том числе одной монографии (в соавторстве), 6 статьях в научных журналах, 3 статьях в сборниках, 4 тезисах.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, общей характеристики работы, 6 глав, заключения и списка литературы, включающего 316 наименований (278 — опубликованные. 38 —фондовые).

Общий объём работы 223 страницы, в том числе 112 страниц текста, 32 рисунка (42 страницы), 25 таблиц (44 страницы) и 25 страниц использованных источников.

В процессе исследований и написания работы автор ознакомился с публикациями и фондовыми материалами В.И.Авхимович, Л.Ф.Ажгиревич, Р.Е.Айзберга, Я.И.Аношко, Ю.А.Балашова, В.Р. Бенсмана, В.Е.Бордона, Ю.С.Булкина, А.Ф.Бурлак, В.А.Вечера, П.В.Виниченко, Э.А.Высоцкого, Р.Г.Гарецкого, В.КГолубцова, Ю.И.Горького, В.В.Григоровича, JI.M. Дани-лецкого, Э.КДемидгнко, З.В.Жицкой, П.В.Зарицкого, Г.И.Кедо, ЛЯ.Кн-з иль штейна, И.В.Китаева, З.М.Клименко, В.А.Ковалёва, В.С.Конихцева, В.П.Корзуна, С.Р.Крайнева, С.А.Кручека, А.В.Кудельского, В.А.Кузнецова,

B.П.Курочки, М.Г.Лезого, Н.НЛевыха, А,К.Лнсицкна, В.К.Лукашёва, К.И.Лукашёва, Л. В. Македо нова, Л.И.Матвеевой, Л.И Матрунчгас, А. А. Мах-нача, А.С.Махнача, Д.А.Минеева, И.В.Митянииой, Т.И.Моисеевой, К.Н.Мон-кевича, З.М.Невмержицкой, Т.Г.Обуховсксй, Д.Пайг.ера, Л.МПалер, А.А.Ри-чик, Н.А.Савченко, В.П. Самодурова, Е.И.Семенова, В.И.Толстошеева, Л.Хас-кина, Е.М.Шмариовича, Я.Э.Юдовича, А.З.Юровского, Н.С.Яковлевой и многих других, которые касаются разных аспектов изучения сланце- и угленосных отложений Беларуси и геохимии редких элементов.

Автор глубоко признателен Л.Ф.Ажгиревич, В.Е.Бордону, В.А.Генераловой, В.В.Гулис, Л.Ф.Гулису, А.Л.Жуховицкой, В.А.Ковалёву, В.П.Корзуну,

C.А.Кручеку, В.А.Кузнецову, А.С.Махначу, Н.Д.Михайлову, КН.Монкевичу, В.П.Самодурову, И.Н.Тегеревой, И.И.Урьеву и В.М.Шимановичу, чьими советами и консультациями пользовался на разных этапах своей работы, а также М.И.Автуппсо, Л.П.Евстратенко, Л.М.Кагану, И.Л.Колосову, И.Н.Тетере-вой, И.Р.Трацевской и другим, выполнившим аналитические определения.

Особые слова благодарности автор адресует научному руководителю А.А.Махначу за постоянную помощь и всестороннюю поддержку в процессе выполнения работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. История исследований и геолого-геохимическая изученность сланце-и угленосных отложений

Пласты ГС значительной мощности были обнаружены в надсолевых девонских отложениях Припятского прогиба в начале 60-х годов и послужили основанием для проведения геологоразведочных работ на разных участках Припятского прогиба, в результате которых были выявлены два месторождения ГС —Туровское в юго-западной и Любанское — в северо-западной части прогиба. С этого времени геологами БГРЭ, коллективом исследователей сектора литологии и геохимии БелНИГРИ, а с 1977г. — и лабораторией сланце- и угленосных формаций ИГиГ АН БССР изучались геолого-геохимические особенности и сланценосность отложений полесского горизонта, во ВНИИнефтехим (г.Ленинград), Институте химии и НИИсланцев Эстонской ССР и ИПИПРиЭ НАНБ — состав органического вещества (ОВ) и технологические свойства ГС.

Результаты тридцатилетних исследований изложены в публикациях и отчётах В.И.Авхимович, Л.Ф.Ажгиревич, В.КГолубцова, Э.К.Демиденко, ЗВ.Жицкой, А.Я.Зингермана, С.А.Кручека, В.П.Курочки, М.Г.Левого, З.М.Невмержицкой, Л.М.Палер, Н.А.Савченко, В.П.Самодурова, Г.И.Соловьёва и многих других.

В первой половине 90-х годов пласты ГС мощностью 0,5-3,0 м речицкого горизонта обнаружены среди внутрикальдерных образований диатрем на южном склоне Жлобинской седловины. Уже получены первые данные о вещественном составе, палинологических и геохимических особенностях ГС (Л.Ф.Ажгиревич, С.А.Кручек, М.Г.Левый, Т.Г.Обуховская, Г.Д.Стрельцова, П.Л.Фалюшин, Г.И.Морзак).

Первые сведения об угленосности карбоновых, юрских и палеоген-неогеновых отложений на территории Беларуси относятся к концу 40-х - началу 50-х годов и содержатся в работах А.Н.Брусенцова, В.К.Голубцова, С.С.Маныкина, И.В.Митяниной и Ф.М.Усенкова. В 50-60-е годы были развёрнуты широкомасштабные поисковые работы на угли, в результате которых в 1969г. в районе гп. Житковичи было открыто первое в республике промышленное буроугольное месторождение в кайнозойских отложениях, а в течение 70-80-х годов — целый ряд углепроявлений в отложениях карбона, юры и палеоген-неогена.

Информация по геолого-геохимическим аспектам изучения угленосных отложений суммирс на в работах Л.Ф.Ажгиревич, А.Ф.Бурлак,

Е.ПБутовой, В.А.Вечера, В.К.Голубцова, З.М.Клименко, М.Г.Левого, Е.ММаркович, И.В.Митяниной, Т.ИМоисеевой, К.Н.Монкевича, ЛМ.Палер, З.П.Просвиряковой, В.И.Толстошеева, Н.С.Яковлевой и других.

Разрозненные сведения о содержании некоторых РЭ в сланце- и угленосных отложениях имеются в отчётах и публикациях А.Ф.Ажгиревич, В.Р.Бенсмана, В.Е.Бордона, В.А.Вечера, П.В.Виниченко, Ю.И.Горького, В.В.Григоровича, Л.М.Данилецкого, НВ.Кириченко, В.А.Ковалёва, Н.Н.Коч-калды, М.ГЛевого, Л.И.Матвеевой, А.Д.Народецкой, Н.А.Савченко, Г.И.Соловьёва, Р.К.Шабловской, И.А.Ярёменко и других.

Признаки аккумуляции РЭ в сланце- и угленосных отложениях указывали на необходимость дальнейшего изучения закономерностей распределения и природы редкометальных концентраций и это стало целью диссертационных исследований автора.

Глава 2. Общие сведения о распространении, вещественном составе и условиях образования сланце- п угленосных отложений

Сланценосные отложения полесского горизон-та Припятского прогиба слагают самую верхнюю, надсолевую часть девонского разреза и представлены толщей глин и мергелей с прослоями доломитов и известняков, а в южной зоне прогиба — с прослоями алевро-песчаяых пород. Характерной особенностью толщи являются прослои керогенсодержащих пород (КП) и ГС, а также примесь преобразованного пеплового материала. По палинологическим комплексам и, отчасти, палеонтологическим данным в разрезе полесского горизонта снизу вверх выделяют старобинские, ствижские, боровские, а в отдельных разрезах — рубчанские слон. В лигологическом отношении ста-робинским слоям соответствует доломитово-мергельная, а вышележащим — известняково-мергельная пачка. Основная сланценосностъ связана со старо-бинскими слоями, в которых установлены три сланцевых горизонта (I—1П) и один (01) горизонт — в ствижских слоях.

Литофациальнь е, структурные и другие признаки указывают на аккумуляцию сланценосных отложений в опреснявшемся мелководном морском бассейне, образовавшемся в позднем фамене на месте солеродной лагуны.

В сланценосных отложениях установлены проявления доломитизации, кальцитизации, окремнения, бариг-целестиновой и сульфидной минерализации, связанные с постседиментационным перераспределением вещества над-солевой толщи при участии десцендентных растзоров.

Горючие сланцы речицкого горизонта обнаружены на Жлобинской седловине среди внутрикальдерных образований над диатремами, прорывающими саргаевско-семилукские породы (Еленецкий и Неговский блоки). В этой зоне установлен наиболее полный вулканогенно-осадочный тип разреза отложений речицкого горизонта, в котором выделяют три толщи: нижнюю (вулканогенную), среднюю (вулканогенно-осадочную) толщу заполнения кальдеры и верхнюю — толщу осадочных пород, перекрывающих кальдеры и образовавшихся в результате позднеречицкой морской трансгрессии. Сланценосностъ связана со средней толщей, в верхних 5-6 м которой фиксируются один-два пласта ГС и КП.

По составу минеральной компоненты выделяют ГС на глинистой, каг-бонатно-глинистой и глинисто-карбонатной основе; отмечается примесь изменённого пеплового материала и кремнистого вещества. В органической составляющей преобладает коллоальгинит и микроспоры. Высокое содержание компонентов группы лейптшшта и хорошая сохранность инситных и переотложенных микрофитофоссилий свидетельствуют о слабой гидродинамике водоёмов сланценакопления и близком расположении источников сноса, что указывает на аккумуляцию сланценосных отложений в кальдерных озёрах с умеренным, а временами интенсивным карбонатонакоплением, возникших над диатремами до наступления позднеречицкой трансгресси и на территорию Жлобинской седловины.

В Припятском прогибе пласты углей установлены в отложениях нижнего и среднего карбона, средней юры и верхнего олигоцена - нижнего миоцена.

Нижпекарбоновые угленосные отложения представлены аллювиальными (дельтовыми) и озёрно-болотными фациями, сменяющимися вверх по разрезу фациями пресноводных водоёмов и лагун.

Среднекарбоновые угленосные отложения характеризуются частой сменой болотных комплексов осадков фациями пресноводных водоёмов и лагун. свидетельствующей о прибрежноморском типе угленакопления.

Угли карбонового возраста кларенового типа, зольные, сернистые, по степени углефикации — переходные от бурых к длиннопламенным. В минеральной составляющей доминирует каолинит, в меньших количествах присутствуют гидрослюда, кварц, полевые шпаты; характерно обилие микростяжений пирита.

Средиеюрскиг угленосные отложения представлены континентальными аллювиальными комплексами, сменяющимися вверх по разрезу озёрно-болотными и бассейновыми фациями, маркирующими нарастание батской трансгрессии. Разнообразие юрских углей наиболее полно представлено в разрезе Червоноозёрской площади: преобладают клареновые и дюрено-клареновые типы, реже встречаются кларено-дюреновые угли и лигниты, иногда — углистые глины, содержащие сапропелевое вещество. Среди минеральных компонентов доминируют каолишгт-гидрослюдистые глины и кварц. Угли зольные с варьирующим содержанием серы (0,4-5,6%) в зависимости от наличия макростяжений пирита; по степени углефикации — бурые марок Б | иБ2.

Олигоцен-миоценовые угленосные отложения представлены разнофа-циальными континентальными образованиями. Характерной особенностью верхнеолигоценовых углей является формирование их в условиях обводнённых болот, которые развивались в краевых частях озёр, сохранившихся после регрессии харьковского моря. Образование нижнемиоценовых углей, связанных с аллювиальными комплексами, происходило в условиях пойменных болот с различной обводнённостью и проточностью.

Различие фациальных условий торфонакопления определило разнообразие кайнозойских углей: встречаются угли плотные и рыхлые, нередки лигниты; среди органических компонентов обнаруживают сапропелевое вещество, гелифицированные фр,,* менты растительных тканей и мелкоаттритовую основную массу, фюзекизированные и липоидные компоненты. В минераль-

ной составляющей обычны каолинит и кварц, нередки гидрослюда и монтмориллонит. Угли Житковичского месторождения — малозольные с низким содержанием серы (0,2-1,8%), по степени углефикации — переходные в ряду торф - уголь.

Глава 3. Методика исследования вещественного и химического состава углей и горючих сланцев.

Сопоставимость, обработка и представление результатов

В процессе исследований использованы стандартные методические приёмы подготовки и ведения анализов, а при обобщении аналитических данных —традиционные для этой области геохимии способы обработки, представления и интерпретации результатов. Спектр определявшихся элементов ограничивался возможностями аналитических методов, в разное время применявшихся к разным объектам.

Комплекс методов, использованных нами для установления вещественного и химического состава исходных образцов ГС и углей, золы, фракций, выделенных по размеру и плотности, нерастворимых остатков, мономинеральных проб и минеральных индивидов, включал оптический, электрон-номикроскопический, рентгендифракгометрический, рентгенофлюоресцент-ный, эмиссионный спектральный, нейгронно-активационный, химический, люминесцентный, гамма-спектрометрический анализы и масс-спектромет-рический анализ для определения изотопного состава сульфидной серы, а также углерода и кислорода карбонатов. В процессе сопоставления результатов, несмотря на удовлетворительную в целом их сходимость, осуществлялась корректировка и отбраковка сомнительных цифр.

Статистическая обработка включала установление закона распределения и расчёт статистических показателей в выборках, сформированных по разным признакам. Для характеристики распределения элементов использованы принцип нормирования по кларковым значениям и содержаниям во вмещающих породах, коэффициенты парных соотношений и корреляционный анализ. Полученные результаты представлены графически или сведены в таблицы. Для интерпретации данных использованы методы и приёмы, заимствованные из публикаций многих отечественных и зарубежных специалистов.

Глава 4. Макрокомпскентный состав минеральной части горючих сланцев и золы углей

ГС и КП полесского горизонта предстайляют собой, в основном, трёхкомпонентные системы с переменным соотношением глинистой, карбонатной и органической составляющей. Содержание ОВ в КП варьирует от 2-3 до 10%, а в ГС — от 10 до 20% или немногим более. По составу и содержанию минеральных компонентов выделяют глинистые, карбонатно-глиннстые и реже — глинисто-карбонатные разности ГС и КП. Суммарное содержание карбонатных компонентов определяет общую карбонатность породы и отражается величиной концентрации СаО, входящей в состав кальцита и доломита. Состав ГС заметно отличается от состава вмещающих пород резко пони-

жешюй долей доломитовой компоненты, при этом наиболее высокие концентрации ОВ свойственны ГС с содержанием карбонатов в 20-40% (СаО не более 15%) при минимальном участии доломита. Эти особенности отражают оптимальные условия накопления ОВ в илах полесского морского бассейна при умеренном карбонатообразовании. Глинистая компонента представлена гидрослюдой, монтмориллонитом, а в южных разрезах и каолинитом, содержание которых можно оценить по концентрациям и соотношению БЮ2, А1203 иК20.

ГС речицкого горизонта отличаются от полесских заметно большей карбонатностью их минеральной основы (содержание СаО варьирует от 21 до 45%) и иногда значительной долей доломитовой компоненты (М§0 до 13,7%), что соответствует содержанию карбонатов в ряду литологических типов пород от мергеля до известняка и доломита. Заслуживают внимания высокие содержания МаО (до 2,9%), Р205 (до 1,7%) и ТЮ2 (до 1,5%) и тесная корреляционная связь в их распределении в карбонатных разностях ГС, объяснимые гидрогенным обогащением карбонатных илов элементами, главным источником которых в седиментационнон среде могли быть легко разложимые Иа-, Р- и Т¡-содержащие минералы туфогенных пород — нефелин, псевдолейцит, апатит и пр.

Изучен состав и распределение золообразующих элементов в углях разного вещественного состава, зольности, возраста и месторасположения. В минеральной составляющей всех углей преобладают кварц и каолинит; нередки макро- и микростяжения пирита, в отдельных случаях фиксируются гидрослюда, монтмориллонит, сидерит, доломит, глауконит и водные сульфаты железа. Таким образом, химический состав золы углей отражает суммарное содержание минеральных компонентов разного генезиса. Главными компонентами терригенной золы принято считать 81, А1 и Т1, а сорбционной — Са, М§, Мл, Ре, К и N3. По соотношению золообразующих элементов изученные угли заметно различаются, но в интервале зольности 30-70% в составе углей и углистых пород независимо от возраста и месторасположения доминирует глинистая составляющая. Содержание серы не одинаково в углях разного возраста: карбоновые угли характеризуются устойчиво высокими (511%), юрские — варьирующими в пределах 0,4-5,6%, а кайнозойские — низкими (0,2-1,8%) значениями концентрации.

Таким образом, фациальное разнообразие обстановок сланце- и тор-фонакопления определило существенные различия в составе минеральной части ГС и углей.

Глава 5. Распределение редкоземельных и других редких и рассеянных элементов в сланце- и угленосных отложениях юго-востока Беларуси

Рассмотрено распределение каждого из Определявшихся РЭ в разных литологических типах пород, нерастворимых остатках и минеральных новообразованиях по площади и в разрезе сланценосных отложений полесского горизонта.

Из более чем 30 определявшихся элементов В1, БЬ, Щ Та, Т1, Бп, и Аб в породах не обнаружены ни разу. Большинство элементов (№, Со, Сг, V, Т1, Си, РЬ, Ва, Мо, Мэ, Бс, 1, УЬ и Ьа) содержатся в сланценосных отложени-

ях в околокларковых количествах, собственных минералов не образуют, а сорбируются и/или входят в структуру породообразующих минералов и ОВ. Различия в содержании этих элементов по основным литотипам невелики с заметной концентрацией почти всех элементов в ГС и КП. Распределение элементов в каждом типе пород по площади и разрезу малоконтрастно и в большинстве случаев не даёт надёжных оснований для использования средних значений в целях геохимической корреляции. Редкие повышенные содержания большинства этих элементов связаны с развитием в породах пост-седиментациошшх минеральных образований, а (до ЮОг/т) — с туфоген-ньши прослоями.

Характерной особенностью сланценосной толщи являются высокие, в 1,5-3 и более раз превышающие кларк, средние содержания в породах Ъх, Мп, В и Бг. Повышенные и аномально высокие их концентрации приурочены к интервалам, обогащенным туфогенным материалом, и проявлениям постсе-диментационного минералообразования. Обнаруженные лишь в небольшом количестве образцов Zn, Сс1 и Се (из-за низкой чувствительности их спектрального определения) нередко показывают весьма высокие концентрации, а Ъп и Бг образуют и собственные минеральные формы.

По микроэлементному составу речицкие ГС заметно отличаются от полесских значительно более высокими, надкларковыми концентрациями V и Сг и по-вышенными в сравнении с полесскими в 1,5-2 раза со-держаниями Со, Си и Бг. И наоборот, РЬ, Ъг, Ва, №), Ве, У, УЬ, Ьа, ва и В в сланцах речицкого горизонта заметно ниже, чем в полесских, что можно объяснить значительно более высокой карбонатностью их минеральной основы. Наиболее контрастно геохимическое своеобразие условий речицкого сланценакоп-ления и постседименгационных преобразований проявилось в микроэлементном составе катагенетических пиритов. Концентрации РЬ, Си, Мо, и Ав в некоторых из них так велики, что только преобладание № над Со, свойственное пиритам из осадочных толщ, и лёгкий изотопный состав сульфидной серы не позволяют отнести их к собственно гидротермальным образованиям.

Распределение РЭ в углях анализировалось по данным их аналитических определений в неозолённых образцах, озолённых пробах, фракциях, выделенных по удельному весу, и пиритовых стяжениях. В спектре определявшихся и обнаруженных в углях элементов особого внимания заслуживают редкоземельные элементы (РЗЭ = Ьп+У+Бс), в том числе промежуточные лантаноиды.

В целом анализ распределения РЗЭ по сформированным выборкам и в отдельных образцах показал, что средние их содержания в углях варьируют весьма значительно от нижекларковых значений в малозольных кайнозойских углях до в 2 и более раз вышекларковых в карбоновых углях Заозёрной и Лельчицкой площадей. Наиболее высокие концентрации всех РЗЭ свойственны углям и углистым породам с зольностью 30-70%. Это может объясняться приуроченностью значительной доли РЗЭ к глинистой составляющей, которая, напомним, в этом интервале зольности доминирует в составе общей золы.

Наиболее близки стандартным сланцевым соотношения РЗЭ в углистых породах, при этом в песчаных разностях доминируют лёгкие Ьп, а в глинистых — промежуточные, 8с и У. В углях распределение РЗЭ в разной

степени отличается от стандартных сланцевых, при этом в малозольных углях заметна роль тяжёлых (УЬ) и, отчасти, промежуточных Ьп, а в средне- и высокозольных, где суммарное содержание РЗЭ существенно выше, ощутимо влияние минеральной составляющей.

На фоне невысоких содержаний РЗЭ во всех изученных углепроявле-ниях нередки аномально высокие их концентрации. Наиболее многочисленны они на Лельчицкой площади, где в зоне развития окисленных пород отмечаются низкие концентрации РЗЭ и Ц тогда как за её пределами содержание £ РЗЭ в породах достигает 0,2-0,8%.

Помимо РЗЭ, в углях анализировалось распределение других типо-морфных для углей РЭ.

Содержания Бп, ЕН, БЬ и Та оказались ниже предела их обнаружения использованным аналитическим методом; концентрации РЬ, N1, Со, V, Са, Мп, Си, Бг и Ва даже в золах едва достигают их кларковых значений. На этом фоне выделяются Сг, Ъх^ №>, А£, Мо, Сге, Ве, В, ТЬ и и, содержания которых в углях в разной степени превышают кларк. Наиболее значительно РЭ концентрируются в углях и углистых породах с зольностью 30-70% на участках, прилегающих к областям сноса.

Анализ распределения элементов по фракциям угольного вещества показывает, что в углях с околокларковыми содержаниями распределение элементов по фракциям неконтрастно. В зольных углях с надкларковым содержанием элементов литофильные преимущественно концентрируются в глинистой фракции, а халькофильные — в тяжёлой, представленной, в основном, пиритом. В малозольных бессульфидных углях Найдовской залежи Ag, N1, Со, Си, Мо, Аб, ве, ва, В и V концентрируются в лёгких фракциях, где доминирует ОВ.

Глава 6. Изотопный состав углерода и кислорода породообразующих карбонатов и серы сульфидов сланце- и угленосных отложений

Для определения изотопного состава сульфидной серы из карбоновых и юрских угленосных отложений были отобраны стяжения пирита размером 1-5 см. Изотопный анализ сульфидной серы выполнен в лаборатории ли-тогидрогеохимии ИГН НАНБ на масс-спектрометре МИ-1201 Б по стандартной методике. Точность определения 534Б составляла ±0,3%о.

Установлено, что изотопный анализ серы пиритовых стяжений из юрских отложений более лёгкий, чем из карбоновых: для уровня значимости 0,05 доверительный интервал вариаций среднего значения 5345 первых -34,б...~24,5%о, а вторых--19,4...-9,2%о. Разница в изотопном составе сульфидной серы объясняется различиями в условиях протекавшего в карбоновых и юрских отложениях сульфидообразования. В осадках карбона сульфидооб-разование происходило на стадии раннего диагенеза под воздействием морских вод на захоронявшиеся торфяные залежи. Торф представляет собой ре-акционноспособный субстрат с большим количеством низкомолекулярных соединений, служащих питательной средой для сульфатредуцирующих бактерий, что обеспечивает достаточно высокую скорость восстановительного процесса. При этом механизмом поступления порций сульфат-иона в зону сульфидообразования, располагающуюся в аэрируемых водах на глубине 5-25 см

ниже поверхности осадка, является диффузия — медленно протекающий процесс, при котором пополнение сульфатного резерва системы затруднено. Таким образом, активно протекающая сульфат-редукция на фоне ограниченного сульфатного резерва формирует в такой закрытой системе сульфид, относительно обогащенный тяжёлым изотопом серы.

Процесс сульфидообразования в юрских погребённых торфо-угольных залежах протекал в условиях фильтрационного механизма пополнения сульфатного резерва в уже уплотнённых или слабо литифицированных отложениях, т.е. в системе, более открытой по сульфат-иону. Более низкая, чем в кар-боновых осадках, скорость бактериальной сульфат-редукции, обусловленная частичной потерей реакционной способности ОВ на начальной стадии угле-фикации, на фоне постоянно пополняющегося резерва сульфат-иона в системе явились причиной значительного фракционирования изотопов серы с накоплением лёгкого изотопа в сульфидной фазе.

Измерения изотопного состава углерода и кислорода породообразующих карбонатов ГС речицкого горизонта производилось на масс-спектрометре МИ-1201 Б в лаборатории лито гидрогеохимии ИГН НАНБ. Значения 8 С приведены относительно стандарта РЬв, а 5,80 — относительно стандарта БМО\У. Породообразующие карбонаты характеризуются относительно тяжёлым изотопным составом углерода (от -0,9 до +3,9%о) и кислорода (от +25,2 до +28,8%о). Главными причинами формирования такого изотопного состава углерода карбонатной основы ГС фации кальдерных озёр считаем вывод 12С в синтезируемую органику в зоне карбонатообразования и возможная метаногенерация в диагенезе сапропелевых илов. Фактором, определившим изотопно тяжёлый состав кислорода, мог быть интенсивный ис-пар! тельный процесс, вероятный в условиях аридного климата и возможного в посгэруптивяую стадию подтока тепла, приведший к концентрированию в сгущающихся озёрных водах тяжёлого изотопа кислорода.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные выводы диссертационной работы сводятся к следующему.

1. Относительно равномерный околокларковый геохимический фон сланценосных отложений полесского горизонта сформирован распределением элементов в седиментогенезе терригенно-хемогенных осадков опреснявшегося мелководноморского ^бассейна по законам механической и физико-химической дифференциации (в соответствии с кристаллохимическими особенностями породообразующих минералов) при участии пеплового материала наземных извержений (происходивших в полесское время в Днепрово-Донецкой впадине), а также концентрированного и рассеянного ОВ.

Повышенные и аномально высокие концентрации элементов обусловлены постседиментационным перераспределением вещества надсолевой толщи, приведшим к широкому развитию в сланценосных отложениях минеральных новообразований замещения и выполнения пустотного пространства под воздействием десцендентных растворов, в формировании химического состава которых значительна роль выщелачивания нижележащих соленосных отложений.

2. Данные о распределении РЭ позволяют считать полесские сланцы экологически безопасным сырьём и не накладывают каких-либо ограничений на использование продуктов и отходов сланцепереработки.

3.Своеобразие вещественного и химического состава ГС речицкого горизонта, а также изотопного состава углерода и кислорода породообразующих карбонатов свидетельствует об образовании сланцев в водоёмах озёрного типа со специфической гидрохимической средой — кальдерных озёрах с карбонатными бортами, заполненных сгущёнными в результате интенсивного испарения водами континентального происхождения, содержащими растворённые продукты вулканической деятельности.

Необычно высокие для такого типа отложений концентрации Иа, Р и "Л повышенные содержания Б г, Сг, №, Со и Си в сланцах и Мо, Си, Ag и Аэ в катагенетических пир игах отражают влияние вулканических процессов на сланцевый литогенез и представляют собой вторичный геохимический ореол эксплозивных проявлений вулканизма щелочного ультраосновного состава.

4. Учитывая специфику структурно-тектонического положения и условий образования речицких ГС Жлобинской седловины, необходимо продолжить всестороннее детальное изучение этих геологических тел, сопряженных с формированием диатрем и несущих признаки ассимиляции РЭ, ассоциирующих с проявлениями базит-ультрабазитового магматизма щелочного ряда.

5. Формирование состава углей связано, в основном, со стадией торфо-накогшения: Наследуя геохимическую специфику разрушавшихся в областях сноса пород, распределение, уровень накопления и формы связывания РЭ в угольном веществе определяются концентрацией и соотношением терриген-ных, сорбированных и растворённых форм элементов в водной среде, питающей торфяник, её физико-химическими параметрами и динамикой в области торфонакопления — т.е. параметрами, в значительной мере определяемыми географическими и литофациальными условиями. Постседиментаци-онные процессы в торфо-угольном веществе, связанные с воздействием на захоронявшиеся карбоновые и юрские залежи морских вод, привели к образованию сульфидных фаз. Эпигенетическое перераспределение редкометаль-ных концентраций можно считать установленным лишь на Лельчицкой площади.

6. Несмотря на невысокие содержания РЭ в белорусских углях, следует иметь в виду, что на практике придётся иметь дело с продуктами углеперера-ботки, где в значительной степени сконцентрируются многие промышленно-ценные и токсичные элементы. Это обстоятельство определяет необходимость опробования углей на широкий спектр элементов, и его необходимо учесть при решении сырьевых проблем и оценке экологических последствий уг-лепереработки.

Список публикаций по теме диссертации

1. Геохимический фон сланценакопления в Припягском бассейне / Аж-гиревич Л.Ф., Генералова В.А., Ковалёв В.А., Стрельцова Г.Д. И Проблемы переработки твёрдых горючих ископаемых: Тезисы докл. республ. научн,-техн. совещания. - Мн., 1980. - С. 9-10.

2. Михайлов Н.Д., Стрельцова Г.Д. Об изотопном составе серы сульфидных минералов девонских отложений Белоруссии // Докл. АН БССР. -1984. - Т.28, №2. - С. 163-165.

3. СтрельцоваГ.Д. Состав и структурно-текстурные особенности сульфидной минераоизации в сланценосных отложениях Приютского прогиба // Геология осадочного чехла Белоруссии. - Мн.: Наука и техника, 1984. - С.5-13.

4. Михайлов Н.Д., Стрельцова Г.Д. Состав элементов-примесей сульфидных минералов девонских отложений Белоруссии // Минеральные кларки и природа их устойчивости. - Душанбе, 1986. - С. 203-206.

5. Михайлов Н.Д., Стрельцова Г.Д., Колковский В.М. Минералого-геохимические критерии выделения стратифицированного и гидротермального типов сульфидсодержащей минерализации осадочного чехла Белоруссии // Роль эндоген-ных и экзогенных факторов в формировании стратиформных руд и околорудных изменений. - М., 1986. - С.37-39.

6. Стрельцова Г.Д. Сульфидная минерализация сланценосной формации Припятского прогиба / Тез. докл. V совещания по проблеме метаморфо-генного рудообразования низких стадий метаморфизма складчатых областей фанерозоя. - Львов, 1986,- 4.1. - С.63-64.

7. Михайлов Н.Д., Стрельцова Г.Д. Особенности сфалеритовой минерализации девонских отложений Белоруссии // Докл. АН БССР. - 1987. -Т.31, №7. - С.649-652.

8. Козловская Р.К., Стрельцова Г.Д. О пирокластическом материале в отложениях полесского горизонта Припятского прогиба // Новые данные по литологии и геохимии девона и верхнего протерозоя Белоруссии. - Мн.: Наука и техника, 1990. - С.66-78.

9. Михайлов Н.Д., Стрельцова Г.Д. Особенности сульфидсодержащей минерализации девонских отложений Белоруссии // Новые данные по литологии и геохимии девона и верхнего протерозоя Белоруссии. - Мн.: Наука и техника, 1990. - С.29-^0.

10. Новые данные по геохимии девонских отложений / В.Е.Бордон, Н.Д. Михайлов, Е.Т.Ольховик, А.А.Ричик, Г.Д.Стрельцова. - Мн.: Наука и техника, 1991.-С.98

11. Стрельцова Г. Д. Микроэлементы в углях Припятского прогиба и их распределение между компонентами угольного вещества // Литосфера. -

1995. -№3. - С. 147-157.

12 Горючие сланцы в отложениях речицкого горизонта верхнего девона Жлобинской седловины /Ажгиревич Л.Ф., Кручек С.А., Левый М.Г., Обу-ховская Т.Г., Стрельцова Г.Д. // Докл. АН Беларуси. - 1996. - Т.40, №1. -С.98-101.

13. Махнач A.A., Стрельцова Г.Д., Колосов И.Л. Об изотопном составе сульфидной серы в угленосных отложениях Беларуси // Докл. АН Беларуси. -

1996. - Т. 40, №4. - С. 113-117.

14, Стрельцова Г.Д. Редкие элементы в угленосных отложениях Припятского прогиба // Природные ресурсы. - 1996. - № 1. - С.81-88.

РЭЗЮМЕ

Стральцова Гашна Дзлптрыеуна "Рэдкш элементы у сланца- 1 вугляносных адкладах пауднёпага захаду БеларусГ'

Кточавыя еловы: гаручыя сланцы, бурыя вугаш, рэдия элементы, рэдказямельныя элементы, Припяцю прапн, Жлобшская сядлавша, верхш дэвон, карбон, юра, ал1гацэн, м1яцэн, стабитъныя 1затопы.

Аб'ект даследаванняу — сланцаносныя адклады палескага гарызокту Прьтяцкага прапну; гаручыя сланцы рэчыцкага гарызошу Жлобшскай сяд-лавшы; карбонавыя, юрсмя 1 амгацэн-м1яцэнавыя вугаш некаторых вугляп-раяу Прьтяцкага прапну.

Мэта даследаванняу — вызначэнне заканамернасцяу размеркавання \ прыроды рэдкаметальных канцзнтрацый у сланца- 1 вугляносных адкладах.

Метад даследаванняу 1 апаратура — аналлычнае вызначэнне канцзнтрацый элементау у пародах, фракциях 1 мшералах; разлж статыстычных па-казчыкау размеркавання, параунальны \ карэляцьшны анал!з з ужываннем традьщыйных методык.

Атрыманыя выти 1 ¡х нав!зна: а)упершьшю вызначаны заканамер-насщ размеркавання рэдгах элементау 1 роля працэсау .штагенезу у фар-м1равант геах1м1чнага поля сланцаносных адкладау палескага гарызонту; б) упсршьшю прананаваны комплекс геах1м1чных паказчыкау кальдэрнай фацьп гаручых сланцау рэчыцкага гарызонту; в) адзначаны асабл1васщ размеркавання 1 фактары накаплення рэдйх, у тым Л1ку рэдказямельных элементау у вугалях рознага рэчавага складу, узрослу 1 месцазнаходжання.

Ступень выкарыстання — вышы у выглядзе дакладных зашеау пера-дадзены у навукова-вытворчыя установы геалалчнага профшю 1 надрукава-ны у навуковыч часогасах.

Вобласвд выкарыстання — навуковае абгрунтаванне геолагапашуко-вых работ на рэдоя элементы; распрацоуга, яюя датычацца сырав1нных, эка-лапчных 1 тэхналапчных праблем сланца 1 вугаляпераапрацоую.

Резюме

Стрельцова Галина Дмитриевна "Редкие элементы в сланце- и угленосных отложениях юго-востока Беларуси"

Ключевые слова: горючие сланцы, бурые угли, редкие элементы, редкоземельные элементы, Приютский прогиб, Жлобинская седловина, верхний девон, карбон, юра, олигоцен, миоцен, стабильные изотопы.

Объект исследования — сланценосные отложения полесского горизонта Припятского прогиба, горючие сланцы рсчицкого горизонта Жлобинской седловины, карбоновые, юрские и олгрхщен-миоценовыг угли ряда углепро-явлений Припятского прогиба.

Цель работы — установление закономерностей распределения и природы редкометальных концентраций в сланце- и угленосных отложениях.

Метод исследования и аппаратура — аналитическое определение концентраций элементов в породах, фракциях н минералах; расчёт статистических показателей распределения, сравнительный и корреляционный анализ с использованием традиционных методик.

Полученные результаты и их новизна: а) впервые установлены закономерности распределения редких элементов и роль процессов литогенеза в формировании геохимического поля сланценосных отложений полесского горизонта; б) впервые предложен комплекс геохимических индикаторов каль-дерной фации горючих сланцев речицкого горизонта; в) выявлены особенности распределения и факторы аккумуляции редких, в том числе редкоземельных элементов в углях разного состава, возраста и месторасположения.

Степень использования — результаты в виде докладных записок передана в научно-производственные организации геологического профиля и опубликована в научных журналах.

Область применения — научное обоснование геологопоисковых работ на редкие элементы; разработки, касающиеся сырьевых, экологических и технологических проблем сланце- и углепереработки.

Summary

Streltsova Galina Dmitriyevna "Rare elements in shale- and coal-bearing deposits of the south-east of Belarus"

Key words: fuel shales, coals, rare elements, rare earth elements, Pripyat Trough, Zhlobin Saddle, the Upper Devonian, the Carboniferous, the Jurassic, the Oligocene, the Miocene, stable isotopes.

Object of research — shale-bearing deposits from the Polessian horizon of the Pripyat Trough; fuel shales from the Rechitsa horizon of the Zhlobin Saddle; Carboniferous, Jurassic and Oligocene-Miocene coals of some coal fields of the Pripyat Trough.

Purpose of research — to ascertain the regular features and origin of rare metal concentrations in shale- and coal-bearing deposits.

Method of research and equipments — analytical estimation of the element concentrations in rocks, fractions and minerals; calculation of the distribution statistic parameters, comparative and correlation analysis using routine techniques.

Results obtained and their novelty: a) some regular features in the distribution of rare elements and contribution of Iithogenesis processes to the formation of geochemical field of shale deposits of the Polessian horizon were firstly determined; b) a complex of geochemical indicators of shale caldera facies of the Rechitsa horizon was firstly suggested; c) some peculiarities of distribution and factors of accumulation of rare elements, rare earthes included, in coals of various composition, age and location were revealed.

Extent of utilization — the results obtained were presented as reports to geological research and industrial institutions and published in scientific issues.

Field of utilization — scientific substantiation of geological prospection for rare elements; theoretical developments dealing with ecological and tethnological problems of shale and coal processing.