Inhalt
- Einführung
- Wiederherstellbare Ressourcen
- Bestimmung des Gehalts an Ölschiefer
- Herkunft der organischen Materie
- Thermische Reife organischer Materie
- Klassifizierung von Ölschiefer
- Bewertung von Ölschieferressourcen
Ölschiefer ist ein Gestein, das erhebliche Mengen an organischem Material in Form von Kerogen enthält. Bis zu 1/3 des Gesteins kann festes organisches Material sein. Flüssige und gasförmige Kohlenwasserstoffe können aus dem Ölschiefer extrahiert werden, das Gestein muss jedoch erwärmt und / oder mit Lösungsmitteln behandelt werden. Dies ist in der Regel weniger effizient als das Bohren von Gesteinen, die Öl oder Gas direkt in einen Brunnen fördern. Die zur Kohlenwasserstoffgewinnung verwendeten Verfahren erzeugen auch Emissionen und Abfallprodukte, die erhebliche Umweltbedenken hervorrufen.
Ölschiefer entspricht normalerweise der Definition von "Schiefer", da es sich um "laminiertes Gestein mit mindestens 67% Tonmineralien" handelt. Manchmal enthält es jedoch genügend organisches Material und Carbonatmineralien, die weniger als 67% der Tonmineralien ausmachen Rock.
Vereinigte Staaten: Gebiete, die von der Green River-Formation in Colorado, Utah und Wyoming, USA (nach Dyni, 2005), unterlegt sind, und Hauptgebiete des oberirdisch abbaubaren devonischen Ölschiefers im Osten der USA (nach Matthews und anderen 1980). Weitere Informationen zum Ölschiefer der Vereinigten Staaten. Karte vergrößern.
Einführung
Ölschiefer wird gemeinhin als feinkörniges Sedimentgestein definiert, das organische Substanzen enthält, die bei destruktiver Destillation erhebliche Mengen an Öl und brennbarem Gas ergeben. Der größte Teil der organischen Substanz ist in gewöhnlichen organischen Lösungsmitteln unlöslich. Daher muss es durch Erhitzen zersetzt werden, um solche Materialien freizusetzen. Den meisten Definitionen von Ölschiefer liegt das Potenzial für die wirtschaftliche Rückgewinnung von Energie zugrunde, einschließlich Schieferöl und brennbarem Gas sowie einer Reihe von Nebenprodukten. Eine Lagerstätte von Ölschiefer mit wirtschaftlichem Potenzial ist im Allgemeinen eine Lagerstätte, die sich an oder nahe genug an der Oberfläche befindet, um durch Tagebau oder konventionellen Untertagebau oder durch In-situ-Verfahren erschlossen zu werden.
Ölschiefer weisen einen großen Anteil an organischen Bestandteilen und Ölerträgen auf. Kommerzielle Ölschieferqualitäten liegen, wie durch ihre Ausbeute an Schieferöl bestimmt, im Bereich von etwa 100 bis 200 Litern pro Tonne (l / t) Gestein. Die US Geological Survey hat eine Untergrenze von etwa 40 l / t für die Klassifizierung von Bundesölschiefergebieten verwendet. Andere haben einen Grenzwert von nur 25 l / t vorgeschlagen.
Ablagerungen von Ölschiefer befinden sich in vielen Teilen der Welt. Diese Ablagerungen, die vom Kambrium bis zum Tertiäralter reichen, können als geringfügige Ansammlungen von geringem oder keinem wirtschaftlichen Wert oder als riesige Ablagerungen auftreten, die Tausende von Quadratkilometern einnehmen und eine Dicke von 700 m oder mehr erreichen. Ölschiefer wurden in einer Vielzahl von Lagerstätten abgelagert, darunter Süßwasser in hochsalzhaltigen Seen, epikontinentale Meeresbecken und Gezeitenregale sowie in limnischen Sümpfen und in Küstensümpfen, häufig in Verbindung mit Kohlevorkommen.
Ölschiefer unterscheidet sich vom Mineral- und Elementgehalt in mehreren Punkten von Kohle. Ölschiefer enthalten in der Regel viel größere Mengen an inerten Mineralstoffen (60-90 Prozent) als Kohlen, die nach Definition weniger als 40 Prozent Mineralstoffe enthalten. Die organische Substanz des Ölschiefers, aus dem flüssige und gasförmige Kohlenwasserstoffe stammen, weist typischerweise einen höheren Wasserstoff- und einen niedrigeren Sauerstoffgehalt auf als Braunkohle und Steinkohle.
Im Allgemeinen unterscheiden sich auch die Vorläufer der organischen Substanz in Ölschiefer und Kohle. Ein Großteil der organischen Substanz in Ölschiefer stammt von Algen, kann aber auch Reste von Gefäßlandpflanzen enthalten, die häufiger einen Großteil der organischen Substanz in Kohle ausmachen. Die Herkunft einiger organischer Stoffe in Ölschiefer ist unklar, da keine erkennbaren biologischen Strukturen vorliegen, die zur Identifizierung der Vorläuferorganismen beitragen könnten. Solche Materialien können bakteriellen Ursprungs sein oder das Produkt des bakteriellen Abbaus von Algen oder anderen organischen Stoffen.
Die mineralische Komponente einiger Ölschiefer besteht aus Carbonaten wie Calcit, Dolomit und Siderit mit geringeren Mengen an Aluminosilicaten. Bei anderen Ölschiefern sind Silikate wie Quarz, Feldspat und Tonmineralien vorherrschend, und Carbonate spielen eine untergeordnete Rolle. Viele Ölschieferablagerungen enthalten geringe, aber allgegenwärtige Mengen an Sulfiden, einschließlich Pyrit und Markasit, was darauf hinweist, dass sich die Sedimente wahrscheinlich in dysaeroben bis anoxischen Gewässern angesammelt haben, was die Zerstörung der organischen Substanz durch Eingriffe in Organismen und Oxidation verhinderte.
Obwohl der heutige Weltmarkt für Schieferöl nicht mit Erdöl, Erdgas oder Kohle konkurriert, wird es in mehreren Ländern verwendet, die leicht verwertbare Lagerstätten von Ölschiefer besitzen, aber keine anderen fossilen Brennstoffressourcen besitzen. Einige Ölschieferablagerungen enthalten Mineralien und Metalle, die den Nebenproduktwert erhöhen, wie Alaun, Nahkolit (NaHCO3), Dawsonit, Schwefel, Ammoniumsulfat, Vanadium, Zink, Kupfer und Uran.
Der Bruttoheizwert von Ölschiefern, bezogen auf das Trockengewicht, liegt zwischen 500 und 4.000 Kilokalorien pro Kilogramm (kcal / kg) Gestein. Der hochwertige Kukersit-Ölschiefer Estlands, der mehrere Elektrizitätswerke antreibt, hat einen Heizwert von etwa 2.000 bis 2.200 kcal / kg. Zum Vergleich: Der Heizwert von Braunkohle liegt zwischen 3.500 und 4.600 kcal / kg auf trockener, mineralienfreier Basis (American Society for Testing Materials, 1966).
Tektonische Ereignisse und Vulkanismus haben einige Ablagerungen verändert. Strukturelle Verformungen können den Abbau einer Ölschieferlagerstätte beeinträchtigen, wohingegen magmatisches Eindringen die organische Substanz thermisch abgebaut haben kann. Diese Art der thermischen Veränderung kann auf einen kleinen Teil der Lagerstätte beschränkt sein oder weit verbreitet sein und den größten Teil der Lagerstätte für die Gewinnung von Schieferöl unbrauchbar machen.
Der Zweck dieses Berichts besteht darin, (1) die Geologie zu erörtern und die Ressourcen ausgewählter Ölschiefervorkommen in verschiedenen geologischen Umgebungen aus verschiedenen Teilen der Welt zusammenzufassen und (2) neue Informationen zu ausgewählten Vorkommen vorzulegen, die seit 1990 entwickelt wurden (Russell, 1990) ).
Australien: Ablagerungen von Ölschiefer in Australien (Standorte nach Crisp und anderen, 1987; und Cook und Sherwood 1989). Weitere Informationen zum australischen Ölschiefer. Karte vergrößern.
Wiederherstellbare Ressourcen
Die wirtschaftliche Entwicklung einer Ölschieferlagerstätte hängt von vielen Faktoren ab. Die geologische Lage sowie die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Ressource sind von vorrangiger Bedeutung. Straßen, Eisenbahnen, Stromleitungen, Wasser und verfügbare Arbeitskräfte gehören zu den Faktoren, die bei der Bestimmung der Rentabilität eines Ölschieferbetriebs zu berücksichtigen sind. Ölschiefergebiete, die abgebaut werden könnten, könnten durch die derzeitige Landnutzung wie Bevölkerungszentren, Parks und Naturschutzgebiete beeinträchtigt werden. Die Entwicklung neuer In-situ-Abbau- und Verarbeitungstechnologien kann einen Ölschieferbetrieb in zuvor eingeschränkten Gebieten ermöglichen, ohne die Oberfläche zu beschädigen oder Probleme mit der Luft- und Wasserverschmutzung zu verursachen.
Die Verfügbarkeit und der Preis von Erdöl wirken sich letztendlich auf die Lebensfähigkeit einer großen Ölschieferindustrie aus. Heute können nur noch wenige Lagerstätten wirtschaftlich abgebaut und im Wettbewerb mit Erdöl zu Schieferöl verarbeitet werden. In einigen Ländern mit Ölschiefervorkommen, denen jedoch Erdölreserven fehlen, ist es dennoch zweckmäßig, eine Ölschieferindustrie zu betreiben. Da die Erdölvorräte in den kommenden Jahren sinken und die Kosten für Erdöl steigen, ist eine stärkere Verwendung von Ölschiefer für die Erzeugung von Strom, Kraftstoffen, Petrochemikalien und anderen Industrieprodukten wahrscheinlich.
Brasilien: Ablagerungen von Ölschiefer in Brasilien (Standorte nach Padula, 1969). Weitere Informationen zu Brasilien-Ölschiefer. Karte vergrößern.
Kanada: Ölschiefervorkommen in Kanada (Standorte nach Macauley, 1981). Weitere Informationen zu Kanada-Ölschiefer. Karte vergrößern.
Bestimmung des Gehalts an Ölschiefer
Die Qualität des Ölschiefers wurde mit vielen verschiedenen Methoden bestimmt, wobei die Ergebnisse in verschiedenen Einheiten ausgedrückt wurden. Der Heizwert des Ölschiefers kann mit einem Kalorimeter bestimmt werden. Mit dieser Methode ermittelte Werte werden in englischen oder metrischen Einheiten angegeben, z. B. Britische Thermische Einheiten (Btu) pro Pfund Ölschiefer, Kalorien pro Gramm (cal / g) Gestein, Kilokalorien pro Kilogramm (kcal / kg) Gestein, Megajoule pro Kilogramm (MJ / kg) Gestein und andere Einheiten. Der Heizwert ist nützlich, um die Qualität eines Ölschiefers zu bestimmen, der direkt in einem Kraftwerk zur Stromerzeugung verbrannt wird. Obwohl der Heizwert eines bestimmten Ölschiefers eine nützliche und grundlegende Eigenschaft des Gesteins ist, gibt er keine Auskunft über die Mengen an Schieferöl oder brennbarem Gas, die durch Retorten (destruktive Destillation) anfallen würden.
Der Ölschiefergrad kann durch Messung der Ölausbeute einer Schieferprobe in einer Laborretorte bestimmt werden. Dies ist möglicherweise die häufigste Art der Analyse, die derzeit zur Bewertung einer Ölschieferressource verwendet wird. Die in den Vereinigten Staaten gebräuchliche Methode wird als "modifizierter Fischer - Assay" bezeichnet, der zuerst in Deutschland entwickelt und dann vom US Bureau of Mines zur Analyse des Ölschiefers der Green River - Formation im Westen der Vereinigten Staaten angepasst wurde (Stanfield und Frost, 1949) ). Die Technik wurde anschließend als American Society for Testing and Materials Method D-3904-80 (1984) standardisiert. Einige Laboratorien haben das Fischer-Testverfahren weiter modifiziert, um verschiedene Arten von Ölschiefer und verschiedene Methoden der Ölschieferverarbeitung besser bewerten zu können.
Das standardisierte Fischer-Assay-Verfahren besteht darin, eine 100-Gramm-Probe, die in einer kleinen Aluminiumretorte auf ein Sieb mit einer Maschenweite von -8 mesh (2,38 mm mesh) zerkleinert wurde, mit einer Geschwindigkeit von 12ºC pro Minute auf 500ºC zu erhitzen und 40 Minuten bei dieser Temperatur zu halten. Die destillierten Dämpfe von Öl, Gas und Wasser werden durch einen mit Eiswasser gekühlten Kondensator in ein Messzentrifugenrohr geleitet. Das Öl und Wasser werden dann durch Zentrifugieren getrennt. Die angegebenen Mengen sind die Gewichtsprozente von Schieferöl (und seinem spezifischen Gewicht), Wasser, Schieferrückständen und "Gas plus Verlust" nach Differenz.
Die Fischer-Testmethode bestimmt nicht die gesamte verfügbare Energie in einem Ölschiefer. Wenn Ölschiefer retortiert wird, zersetzt sich das organische Material in Öl, Gas und einen Rest Kohlenstoffkohle, der in dem retortierten Schiefer verbleibt. Die Mengen der einzelnen Gase - hauptsächlich Kohlenwasserstoffe, Wasserstoff und Kohlendioxid - werden normalerweise nicht bestimmt, sondern zusammen als "Gas plus Verlust" angegeben, was die Differenz von 100 Gewichtsprozent abzüglich der Summe der Gewichte von Öl, Wasser und Schiefer verbracht. Einige Ölschiefer haben in Abhängigkeit von den Komponenten des "Gas plus Verlust" möglicherweise ein größeres Energiepotential als das nach der Fischer-Testmethode gemeldete.
Das Fischer-Assay-Verfahren gibt auch nicht unbedingt die maximale Menge an Öl an, die von einem bestimmten Ölschiefer produziert werden kann. Es ist bekannt, dass andere Retortenverfahren, wie das Tosco II-Verfahren, mehr als 100 Prozent der durch den Fischer-Assay angegebenen Ausbeute liefern. Tatsächlich können spezielle Retortenverfahren wie das Hytort-Verfahren die Ölausbeute einiger Ölschiefer um das Drei- bis Vierfache der mit dem Fischer-Testverfahren erzielten Ausbeute erhöhen (Schora et al. 1983; Dyni et al. 1990) ). Das Fischer-Assay-Verfahren approximiert bestenfalls nur das Energiepotential einer Ölschieferlagerstätte.
Neuere Techniken zur Bewertung von Ölschieferressourcen umfassen die Rock-Eval- und die "Material-Balance" -Fischer-Untersuchungsmethoden. Beide geben umfassendere Informationen über die Qualität des Ölschiefers, sind jedoch nicht weit verbreitet. Der modifizierte Fischer-Assay oder nahe Variationen davon ist nach wie vor die Hauptinformationsquelle für die meisten Ablagerungen.
Es wäre nützlich, ein einfaches und zuverlässiges Untersuchungsverfahren zur Bestimmung des Energiepotentials eines Ölschiefers zu entwickeln, das die gesamte Wärmeenergie und die Mengen an Öl, Wasser, brennbaren Gasen einschließlich Wasserstoff und Holzkohle in Probenrückständen umfasst.
Estland und Schweden: Standort der Kukersitvorkommen in Nordestland und Russland (Standorte nach Kattai und Lokk, 1998; und Bauert, 1994). Auch Gebiete von Alum Shale in Schweden (Standorte nach Andersson und anderen, 1985). Weitere Informationen zu Estland und Schweden Ölschiefer. Karte vergrößern.
Herkunft der organischen Materie
Zu den organischen Stoffen in Ölschiefer gehören Reste von Algen, Sporen, Pollen, Pflanzenhäutchen und Korkfragmenten von krautigen und holzigen Pflanzen sowie andere zelluläre Reste von See-, See- und Landpflanzen. Diese Materialien bestehen hauptsächlich aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel. Einige organische Substanzen behalten genügend biologische Strukturen bei, so dass bestimmte Arten in Bezug auf Gattungen und sogar Arten identifiziert werden können. In einigen Ölschiefern ist die organische Substanz unstrukturiert und wird am besten als amorph (Bituminit) beschrieben. Die Herkunft dieses amorphen Materials ist nicht gut bekannt, aber es ist wahrscheinlich eine Mischung aus abgebauten Algen oder Bakterienresten. Geringe Mengen an Pflanzenharzen und Wachsen tragen ebenfalls zur organischen Substanz bei. Obgleich fossile Schalen- und Knochenfragmente aus Phosphat- und Carbonatmineralien organischen Ursprungs bestehen, sind sie von der Definition der hierin verwendeten organischen Substanz ausgenommen und gelten als Teil der Mineralmatrix des Ölschiefers.
Der größte Teil der organischen Substanz in Ölschiefern stammt aus verschiedenen Arten von Meeres- und Lakustrinalgen. Es können auch verschiedene Beimischungen von biologisch höheren Formen von Pflanzenresten enthalten sein, die von der Ablagerungsumgebung und der geografischen Position abhängen. Bakterienreste können in vielen Ölschiefern volumetrisch wichtig sein, sind aber schwer zu identifizieren.
Der größte Teil der organischen Substanz in Ölschiefer ist in gewöhnlichen organischen Lösungsmitteln unlöslich, während ein Teil Bitumen ist, das in bestimmten organischen Lösungsmitteln löslich ist. Feste Kohlenwasserstoffe, einschließlich Gilsonit, Wurtzilit, Grahamit, Ozokerit und Albertit, liegen in einigen Ölschiefern als Adern oder Schoten vor. Diese Kohlenwasserstoffe haben etwas unterschiedliche chemische und physikalische Eigenschaften und einige wurden kommerziell abgebaut.
Israel und Jordanien: Ablagerungen von Ölschiefer in Israel (Standorte nach Minster, 1994). Auch Ölschiefervorkommen in Jordanien (Standorte nach Jaber und anderen, 1997; und Hamarneh, 1998). Weitere Informationen zu Israel und Jordanien Ölschiefer. Karte vergrößern.
Thermische Reife organischer Materie
Die thermische Reife eines Ölschiefers bezieht sich auf den Grad, in dem die organische Substanz durch geothermische Erwärmung verändert wurde. Wenn der Ölschiefer auf eine ausreichend hohe Temperatur erhitzt wird, wie es der Fall sein kann, wenn der Ölschiefer tief eingegraben ist, kann sich das organische Material thermisch zersetzen und Öl und Gas bilden. Unter solchen Umständen können Ölschiefer Gesteinsquellen für Erdöl und Erdgas sein.Beispielsweise wird vermutet, dass der Ölschiefer des Green River die Ölquelle im Red Wash-Feld im Nordosten von Utah ist. Andererseits sind Ölschiefervorkommen, die ein wirtschaftliches Potenzial für ihre Schieferöl- und Gaserträge haben, geothermisch unausgereift und keiner übermäßigen Erwärmung ausgesetzt. Solche Lagerstätten befinden sich im Allgemeinen nahe genug an der Oberfläche, um im Tagebau, unter Tage oder in situ abgebaut zu werden.
Der thermische Reifegrad eines Ölschiefers kann im Labor nach verschiedenen Methoden bestimmt werden. Eine Technik besteht darin, die Farbveränderungen der organischen Substanz in Proben zu beobachten, die aus verschiedenen Tiefen in einem Bohrloch entnommen wurden. Unter der Annahme, dass die organische Substanz in Abhängigkeit von der Tiefe geothermisch erwärmt wird, ändern sich die Farben bestimmter Arten von organischer Substanz von helleren zu dunkleren Farben. Diese Farbunterschiede können von einem Petrographen festgestellt und unter Verwendung photometrischer Techniken gemessen werden.
Die geothermische Reife von organischem Material in Ölschiefer wird auch durch das Reflexionsvermögen von Vitrinit (einem häufigen Bestandteil von Kohle aus Gefäßlandpflanzen) bestimmt, sofern es im Gestein vorhanden ist. Das Vitrinit-Reflexionsvermögen wird üblicherweise von Erdölexplorationsforschern verwendet, um den Grad der geothermischen Veränderung von Gesteinen aus Erdölquellen in einem Sedimentbecken zu bestimmen. Es wurde eine Skala von Vitrinit-Reflexionsgraden entwickelt, die angibt, wann die organische Substanz in einem Sedimentgestein Temperaturen erreicht hat, die hoch genug sind, um Öl und Gas zu erzeugen. Dieses Verfahren kann jedoch ein Problem in Bezug auf Ölschiefer darstellen, da das Reflexionsvermögen von Vitrinit durch die Anwesenheit von lipidreichem organischem Material verringert werden kann.
Vitrinit ist im Ölschiefer möglicherweise schwer zu erkennen, da es anderem organischen Material algalen Ursprungs ähnelt und möglicherweise nicht das gleiche Reflexionsverhalten wie Vitrinit aufweist, was zu falschen Schlussfolgerungen führt. Aus diesem Grund kann es erforderlich sein, die Vitrinitreflexion an lateral äquivalenten, Vitrinit tragenden Gesteinen zu messen, denen das Algenmaterial fehlt.
In Gebieten, in denen die Gesteine einer komplexen Faltung und Verwerfung ausgesetzt waren oder in die magmatisches Gestein eingedrungen ist, sollte die geothermische Reife des Ölschiefers bewertet werden, um das wirtschaftliche Potenzial der Lagerstätte richtig zu bestimmen.
Marokko: Ölschiefervorkommen in Marokko (Standorte nach Bouchta, 1984). Weitere Informationen zu Marokko-Ölschiefer. Karte vergrößern.
Klassifizierung von Ölschiefer
Ölschiefer hat im Laufe der Jahre viele verschiedene Namen erhalten, wie Kanalkohle, Sumpfkohle, Alaunschiefer, Stellarit, Albertit, Kerosinschiefer, Bituminit, Gaskohle, Algenkohle, Wollongit, Schieferbitumineux, Torbanit und Kukersit. Einige dieser Namen werden immer noch für bestimmte Arten von Ölschiefer verwendet. In jüngster Zeit wurden jedoch Versuche unternommen, die vielen verschiedenen Arten von Ölschiefer auf der Grundlage der Ablagerungsumgebung der Lagerstätte, des petrographischen Charakters der organischen Substanz und der Vorläuferorganismen, von denen die organische Substanz stammt, systematisch zu klassifizieren.
Eine nützliche Klassifikation von Ölschiefern wurde von A.C. Hutton (1987, 1988, 1991) entwickelt, der Pionierarbeit bei der Verwendung der Blau / Ultraviolett-Fluoreszenzmikroskopie bei der Untersuchung von Ölschieferablagerungen in Australien leistete. Hutton adaptierte petrographische Begriffe aus der Kohlenterminologie und entwickelte eine Klassifizierung des Ölschiefers, die hauptsächlich auf der Herkunft der organischen Substanz basierte. Seine Klassifizierung hat sich als nützlich erwiesen, um verschiedene Arten von organischem Material in Ölschiefer mit der Chemie der aus Ölschiefer gewonnenen Kohlenwasserstoffe in Beziehung zu setzen.
Hutton (1991) stellte Ölschiefer als eine von drei großen Gruppen von organisch reichen Sedimentgesteinen vor: (1) Humin- und Kohlenstoffschiefer, (2) Bitumen-imprägniertes Gestein und (3) Ölschiefer. Anschließend teilte er Ölschiefer in drei Gruppen ein, basierend auf den Ablagerungsumgebungen - terrestrisch, lakustrisch und marin.
Zu den terrestrischen Ölschiefern gehören solche, die aus lipidreichen organischen Stoffen wie Harzsporen, wachsartigen Kutikeln und korkartigem Wurzelgewebe sowie Stängeln terrestrischer Gefäßpflanzen bestehen, die üblicherweise in kohlebildenden Sümpfen und Mooren vorkommen. Lacustrine-Ölschiefer enthalten lipidreiche organische Substanzen, die aus Algen stammen, die in Süßwasser-, Brack- oder Salzseen leben. Meeresölschiefer bestehen aus lipidreichem organischem Material, das aus Meeresalgen, Acritarchen (einzelligen Organismen fraglichen Ursprungs) und marinen Dinoflagellaten gewonnen wird.
Mehrere quantitativ wichtige petrographische Bestandteile der organischen Substanz in Ölschiefer - Telalginit, Lamalginit und Bituminit - werden aus der Kohlepetrographie übernommen. Telalginit ist organisches Material, das aus großen kolonialen oder dickwandigen einzelligen Algen gewonnen wird, die durch Gattungen wie Botryococcus charakterisiert werden. Lamalginit enthält dünnwandige koloniale oder einzellige Algen, die als Laminae mit geringen oder keinen erkennbaren biologischen Strukturen auftreten. Telalginit und Lamalginit fluoreszieren hell in Gelbtönen unter blauem / ultraviolettem Licht.
Bituminit hingegen ist weitgehend amorph, weist keine erkennbaren biologischen Strukturen auf und fluoresziert unter blauem Licht schwach. Es kommt gewöhnlich als organische Grundmasse mit feinkörnigem Mineralstoff vor. Das Material wurde hinsichtlich seiner Zusammensetzung oder Herkunft noch nicht vollständig charakterisiert, ist jedoch im Allgemeinen ein wichtiger Bestandteil von Meeresölschiefern. Kohlenstoffe, einschließlich Vitrinit und Inertinit, kommen nur selten in großen Mengen in Ölschiefer vor. beide stammen aus Huminstoffen von Landpflanzen und haben unter dem Mikroskop ein mäßiges bzw. hohes Reflexionsvermögen.
Innerhalb seiner dreifachen Gruppierung von Ölschiefern (terrestrisch, lakustrisch und marin) erkannte Hutton (1991) sechs spezifische Ölschiefertypen: Cannel Coal, Lamosite, Marinite, Torbanite, Tasmanite und Kukersite. Die am häufigsten vorkommenden und größten Ablagerungen sind Mariniten und Lamosites.
Cannel Coal ist ein brauner bis schwarzer Ölschiefer, der sich aus Harzen, Sporen, Wachsen und körnigen Materialien zusammen mit verschiedenen Mengen an Vitrinit und Inertinit zusammensetzt, die aus terrestrischen Gefäßpflanzen stammen. Cannel Coals stammen aus sauerstoffarmen Teichen oder flachen Seen in torfbildenden Sümpfen und Mooren (Stach et al., 1975, S. 236-237).
Lamosite ist hell- und graubraun und dunkelgrauer bis schwarzer Ölschiefer, in dem der organische Hauptbestandteil Lamalginit aus lakustrinischen Planktonalgen ist. Andere Nebenbestandteile in Lamosit sind Vitrinit, Inertinit, Telalginit und Bitumen. Die Ölschiefervorkommen am Green River im Westen der USA und einige der Tertiär-Lacustrine-Vorkommen im Osten von Queensland, Australien, sind Lamosites.
Marinit ist ein grauer bis dunkelgrauer bis schwarzer Ölschiefer marinen Ursprungs, dessen organische Hauptbestandteile Lamalginit und Bituminit sind, die hauptsächlich aus marinem Phytoplankton stammen. Marinit kann auch geringe Mengen Bitumen, Telalginit und Vitrinit enthalten. Mariniten lagern sich typischerweise in epeirischen Meeren ab, beispielsweise in weiten flachen Meeresregionen oder in Binnenmeeren, in denen die Wellenbewegung eingeschränkt ist und die Strömungen minimal sind. Die devonisch-mississippischen Ölschiefer im Osten der Vereinigten Staaten sind typische Mariniten. Derartige Ablagerungen sind im Allgemeinen auf Hunderttausenden von Quadratkilometern verbreitet, sie sind jedoch relativ dünn, häufig weniger als etwa 100 m.
Torbanit, Tasmanit und Kukersit sind mit bestimmten Arten von Algen verwandt, aus denen das organische Material gewonnen wurde. Die Namen basieren auf lokalen geografischen Merkmalen. Torbanit, benannt nach Torbane Hill in Schottland, ist ein schwarzer Ölschiefer, dessen organische Substanz hauptsächlich aus Telalginit besteht, das größtenteils aus lipidreichen Botryococcus und verwandten Algenformen stammt, die in Süß- bis Brackwasserseen vorkommen. Es enthält auch geringe Mengen an Vitrinit und Inertinit. Die Ablagerungen sind gewöhnlich klein, können jedoch extrem hochgradig sein. Tasmanit, benannt nach Ölschiefervorkommen in Tasmanien, ist ein brauner bis schwarzer Ölschiefer. Die organische Substanz besteht aus Telalginit, das hauptsächlich aus einzelligen tasmanitischen Algen marinen Ursprungs und geringeren Mengen an Vitrinit, Lamalginit und Inertinit stammt. Kukersite, benannt nach Kukruse Manor in der Nähe der Stadt Kohtla-Järve in Estland, ist ein hellbrauner Meeresölschiefer. Sein Hauptbestandteil ist Telalginit aus der Grünalge Gloeocapsomorpha prisca. Die estnische Ölschieferlagerstätte in Nordestland an der Südküste des Finnischen Meerbusens und ihre östliche Ausdehnung nach Russland, die Leningrad-Lagerstätte, sind kukersites.
China, Russland, Syrien, Thailand und die Türkei: Andere Länder mit Ölschiefer. Weitere Informationen über Ölschiefer aus China, Russland, Syrien, Thailand und der Türkei.
Bewertung von Ölschieferressourcen
Über viele Ölschiefervorkommen auf der Welt ist verhältnismäßig wenig bekannt, und es müssen viele Sondierungsbohrungen und Analysen durchgeführt werden. Frühe Versuche, die Gesamtgröße der weltweiten Ölschieferressourcen zu bestimmen, basierten auf wenigen Fakten, und die Schätzung des Gehalts und der Menge vieler dieser Ressourcen war bestenfalls spekulativ. Die heutige Situation hat sich nicht wesentlich verbessert, obwohl in den letzten zehn Jahren zahlreiche Informationen veröffentlicht wurden, insbesondere zu Einlagen in Australien, Kanada, Estland, Israel und den Vereinigten Staaten.
Die Bewertung der weltweiten Ölschieferressourcen ist besonders schwierig, da eine Vielzahl von Analyseeinheiten gemeldet wird. Der Gehalt einer Lagerstätte wird unterschiedlich ausgedrückt in US- oder britischen Gallonen Schieferöl pro Tonne (g / t) Gestein, Liter Schieferöl pro Tonne (l / t) Gestein, Fässern, kurzen oder metrischen Tonnen Schieferöl. Kilokalorien pro Kilogramm (kcal / kg) Ölschiefer oder Gigajoule (GJ) pro Gewichtseinheit Ölschiefer. Zur Vereinheitlichung dieser Bewertung werden die Ölschieferressourcen in diesem Bericht sowohl in Tonnen Schieferöl als auch in äquivalenten US-Barrel Schieferöl angegeben. Der Ölschiefergehalt wird, sofern bekannt, in Litern Schieferöl angegeben pro Tonne (l / t) Gestein. Wenn die Größe der Ressource nur in Volumeneinheiten (Fässer, Liter, Kubikmeter usw.) ausgedrückt wird, muss die Dichte des Schieferöls bekannt sein oder geschätzt werden, um diese Werte in Tonnen umzuwandeln. Die meisten Ölschiefer produzieren nach dem modifizierten Fischer-Assay-Verfahren Schieferöl mit einer Dichte von etwa 0,85 bis 0,97. In Fällen, in denen die Dichte des Schieferöls nicht bekannt ist, wird zur Ressourcenschätzung ein Wert von 0,910 angenommen.
Nebenprodukte können einigen Ölschieferlagerstätten einen erheblichen Mehrwert verleihen. Uran, Vanadium, Zink, Aluminiumoxid, Phosphat, Natriumcarbonat, Ammoniumsulfat und Schwefel sind einige der möglichen Nebenprodukte. Der abgebrannte Schiefer nach der Retorte wird zur Herstellung von Zement verwendet, insbesondere in Deutschland und China. Die durch die Verbrennung der organischen Substanz in Ölschiefer gewonnene Wärmeenergie kann bei der Zementherstellung genutzt werden. Andere Produkte, die aus Ölschiefer hergestellt werden können, sind Spezialkohlefasern, adsorbierende Kohlenstoffe, Ruß, Ziegel, Bau- und Zierblöcke, Bodenadditive, Düngemittel, Steinwolleisoliermaterial und Glas. Die meisten dieser Verwendungen sind noch klein oder in experimentellen Phasen, aber das wirtschaftliche Potenzial ist groß.
Diese Einschätzung der weltweiten Ölschieferressourcen ist bei weitem nicht vollständig. Viele Einzahlungen werden nicht überprüft, da Daten oder Veröffentlichungen nicht verfügbar sind. Ressourcendaten für tief vergrabene Lagerstätten, wie z. B. ein Großteil der devonischen Ölschieferlagerstätten im Osten der Vereinigten Staaten, werden nicht angegeben, da sie in absehbarer Zukunft wahrscheinlich nicht erschlossen werden. Daher sollten die hierin angegebenen Gesamtressourcenzahlen als konservative Schätzungen angesehen werden. Diese Übersicht konzentriert sich auf die größeren Lagerstätten von Ölschiefer, die aufgrund ihrer Größe und ihres Gehalts abgebaut werden oder das beste Entwicklungspotenzial aufweisen.