ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.05.2021
Просмотров: 1950
Скачиваний: 7
Стратиформные гидротермальные месторождения имеют пластовую, линзовидную или седловидную форму, залегают согласно с вмещающими стратифицированными толщами пород. Связь этих месторождений с магматизмом гипотетична. Флюорит ассоциирует с опалом, халцедоном, каолинитом, пиритом и марказитом, появляются сульфиды ртути и сурьмы, иногда в минеральном составе возрастает роль барита. Для месторождений свойственно наличие перекрывающих залежей литологических экранов. Месторождения известны в Казахстане, Средней Азии, в России – Степное в Забайкалье, Таборник в Прибайкалье, за рубежом – многочисленные месторождения Мексики, США, Франции и других стран.
ТАЛЬК Mg3(OH)2[SiO4] И ТАЛЬКОВЫЙ КАМЕНЬ
Общие сведения
Тальк является гидросиликатом магния. Он образует листоватые или чешуйчатые агрегаты белого, серого, зеленого, реже темно-серого или черного цвета. В зоне выветривания тальк приобретает желтовато-бурый цвет. Химически чистому тальку свойственна высокая белизна. Руды с содержанием талька более 75 % называются талькитами, массивные породы, содержащие 35 – 75 % талька, – тальковыми камнями. Различают тальк-магнезитовые, тальк-доломитовые и тальк-хлоритовые камни. Скрытокристаллический плотный тальк называется стеатитом.
Свойства и области применения
Тальк жирен на ощупь, очень мягок, скользок, гидрофобен, легко размалывается до тонкой пудры, обладает высокими электроизоляционными свойствами, сорбционным и субстратным действием, химически стоек и инертен (характеризуется высокой кислото- и щелочноупорностью), температура плавления 1490-15100 С.
Из тальковых камней путем распиливания получают огнеупорные кирпичи, применяемые для футуровки цементных, металлургических, стекольных и других печей. Отходы размалываются с получением талькового концентрата или молотого тальк-магнезитового порошка.
Основная масса талька используется в молотом виде. Благодаря белизне тальк употребляется как наполнитель при выделке бумаги. В лакокрасочном производстве применяется для получения устойчивых к коррозии лаков и красок. Кроме этого тальк используется при производстве резины, в парфюмерной и фармацевтической промышленности. Тальк применяется для получения сухих ядохимикатов, кровельных материалов, в литейном деле, в керамической промышленности.
Кусковой тальк (стеатит) используется в производстве газовых горелок для маяков, запальных свечей для двигателей внутреннего сгорания, плавильных тиглей в металлургии, для изготовления различных радиодеталей.
В России большая часть добываемого талька используется в кровельной промышленности (30 – 35 %) и для производства ядохимикатов (25 –40 %), по 7-7,5 % расходуется в керамическом и красочном производстве, по 5 % в резиново-шинной, кабельной и бумажной промышленности, а также в литейном деле.
Требования к качеству руд
Обилие и разнообразие потребляющих отраслей промышленности обуславливает и большое разнообразие требований к качеству сырья.
Керамическая промышленность использует руды с низким содержанием оксидов Ca и Fe, бумажная, лакокрасочная – ограничивают нижний предел белизны, кондитерская и фармацевтическая промышленности лимитируют содержание As, кабельная – Cu и Mn. Для пиленых тальк-магнезитовых изделий учитывают огнеупорность, термическую стойкость, усадку, пористость.
Обзор ресурсов
Современный мировой уровень добычи талька (без талькового камня) составляет более 7,5 млн.т. Крупнейшими его продуцентами являются КНР и США, на долю которых приходится около половины мирового производства. К традиционно ведущим производителям талька относятся также Финляндия и Франция. В последние десятилетия резко возросла его добыча в Австралии, Индии, Бразилии.
Производство талька достигло 6 млн.т. Крупнейшими производителями талька являются Япония и США. Кроме этого тальк добывают в Южной Корее, Франции, Бразилии, Италии.
Россия до 90 –х годов занимала 3-е место после КНР и США по добыче талькового сырья. В настоящее время она замыкает десятку стран-продуцентов и отличается выпуском преимущественно талькового камня. Россия располагает крупными запасами талькового сырья. Большая часть российских запасов (около 72 %) сосредоточено в четырех крупных месторождениях Сибири – Алгуйское, Киргитейское, Светлый Ключ и Онотское. Из месторождений талькового камня следует отметить Шабровское и Сыростанское месторождения на Урале.
Промышленные типы месторождений
Одним из важнейших условий образования месторождений талька является наличие магнезиальных пород, поэтому месторождения талька и талькового камня пространственно и генетически связаны с ультрамафитами и продуктами их метаморфизма, а также с магнезиальными карбонатными породами.
Гидротермально-метасоматические месторождения талька и талькового камня. Среди многочисленных месторождений этого типа выделяются месторождения, связанные с ультрамафитами (апоультрамафитовые) и карбонатными магнезиальными породами (апокарбонатные). К первому типу относятся месторождения талькового камня и талька, ко второму – большинство месторождений талька.
Апокарбонатные месторождения (Онотское, Киргитейское, Светлый Ключ, Алгуйское и другие в России, месторождения США, Канады, Франции, Италии, Бразилии и Индии) приурочены к магнезитам, доломитам и другим магнезиальным карбонатным породам протерозоя и палеозоя. Образование талька за счет магнезита при привносе постмагматическими растворами кремнезема происходит по следующей схеме, по представлению И.Ф.Романовича:
3MgCO3+4SiO2+H2O → Mg3[Si4O10](OH)2+3CO2
3MgCO3+4SiO2+H2O → Mg3[SiO10](OH)2+CaCO3+3CO2
Апоультрамафитовые месторождения (Сысертское, Сыростанское, Шабровское и другие месторождения Миасской провинции на Урале, месторождения Карелии, Южной Осетии, Финляндии, США и др.) связаны с переработкой серпентинизированных ультрамафитов углекислыми либо кремнекислыми растворами (И.Ф.Романович).
Рис. 18. Схематическая геологическая карта (а) и вертикальный разрез (б) Киргитейского месторождения. По А. В. Кириченко:
1 — глинистые сланцы; 2 — хлоритовые сланцы; 3 — доломиты; 4 — плотные талькиты; 5 — кварциты; 6 — элювиальные порошковатые талькиты; 7 — бокситы; 8 — маршаллиты; 9 — глины; 10 — делювиальные глины; 11 — брекчированные породы; 12—тектонические нарушения; 13 — нижняя граница коры выветривания.
Дискуссионен вопрос об источнике растворов, вызывающих оталькование. Большинство исследователей считают таким источником кислую магму. Об этом свидетельствует наличие во многих тальконосных провинциях гранитоидных массивов или их присутствие по ряду признаков на небольших глубинах. Ведущую роль в локализации тальковых месторождений играет разрывная тектоника.
Залежи талька и талькового камня имеют, как правило, форму жил и линз. Размеры их значительны: протяженность залежей талькитов до 800 м, а талькового камня до 4 км, мощности достигают соответственно 50 и 250 м (рис. 18.).
В составе руд в тальковых залежах кроме хлорита и магнезита присутствуют амфиболы, турмалин, биотит, тремолит, хризотил-асбест.
Э к з о г е н н ы е м е с т о р о ж д е н и я
Остаточные месторождения представлены рудами, образующимися в зоне выветривания как апоультрамафитовых, так и апокарбонатных месторождений. Мощность элювиальных скоплений талька может достигать 150 м (Киргитейское мсторождение). Руды, образующиеся при выветривании апокарбонатных месторождений (Алгуйское, Киргитейское), порошковатые, отличаются исключительной чистотой: не содержат оксиды железа, алюминия и кальция. При выветривании ультраосновных пород образуются низкокачественные железистые порошковатые талькиты.
М е т а м о р ф о г е н н ы е м е с т о р о ж д е н и я
Месторождения этого типа возникают при региональном метаморфизме от зеленосланцевой до амфиболитовой фации. Образование талька и талькового камня при региональном метаморфизме ультрамафитов происходит без привноса вещества или с привносом только углекислоты. Оталькование магнезиальных карбонатных пород происходит после предварительного формирования по ним диопсидовых или тремолитовых пород. В отдельных случаях залежи талькитов возникают по силикатным породам – глинистым сланцам и метасоматическим кварцитам.
Метаморфогенные залежи имеют форму пластообразных тел, линз и жил, их размеры могут быть значительными, особенно на месторождениях талькового камня: до 4 км в длину при мощности 40 – 70 м.
Примером является Шабровское месторождение на Урале.
БАРИТ и ВИТЕРИТ
Общие сведения
Барит Ba[SO4] встречается в форме таблитчатых и призматических кристаллов, скрытокристаллических агрегатов и натечных образований. Барит имеет высокую плотность (4,2 – 4,7г/см3), поэтому его называют тяжелым шпатом. Химически чистый барит характеризуется высокой белизной, инертностью и безвредностью, высокой поглотительной способностью. В барите часто присутствуют примеси Ca, Sr, которые обусловливают появление различных окрасок – бурой, желтой, темно-серой и черной.
Витерит Ba[CO3] имеет одинаковые с баритом физические свойства, но резко отличается химическими свойствами. Он относительно легко растворяется в углекислых водах и слабых кислотах, ядовит. Самостоятельных месторождений витерит не образует, встречается совместно с баритом.
Области применения
Барит и витерит широко применяются в следующих отраслях производства.
-
Нефте- и газодобывающая промышленность, где используется 75-85 % мировой добычи в качестве утяжелителя буровых растворов.
-
Химическая промышленность потребляет 10 – 15 % мировой добычи барита и весь витерит для получения различных солей бария (хлористый барий и азотнокислый барий). Эти соли ядовиты и используются в сельском хозяйстве, в пиротехнике.
-
Лакокрасочная промышленность использует 4 – 9 % барита в качестве забеливателя и наполнителя при производстве белил, различных красок, лаков, эмалей.
Помимо этого, барит применяется в бумажной, резиновой, стекольной промышленности, для изготовления противорадиационных бетонов и штуратурок, специальных цементов, в электронике, металлургии, медицине.
Молотый барит в смеси с латексом и горячим асфальтом применяется для покрытия взлетно-посадочных полос и обычных дорог, обеспечивая получение прочного и гибкого слоя. Крупные бездефектные прозрачные кристаллы барита используются как пьезооптическое сырье. Сплавы с участием бария употребляют для изготовления газопоглотителей, типографских и антифрикционных изделий, а его соединения – в производстве сегнетоэлектриков и материалов для защиты от радиоактивного и рентгеновского излучения.
Требования к качеству сырья
Руды барита и витерита обычно всегда требуют обогащения. Предприятия, перерабатывающие баритовые руды, выпускают его в виде трех разновидностей: кусковой барит и гравитационный концентрат используются в химической промышленности; молотый барит применяется в качестве наполнителя и забеливателя; флотационный концентрат, он составляет 85 % от всего добываемого барита и используется как утяжелитель.
Из собственно баритовых руд получают кусковой барит, гравитационный концентрат и молотый барит, а из комплексных – флотационный концентрат.
Требования промышленности разнообразны и регламентируются содержанием BaSO4 и вредных примесей (Pb, Zn, Sr, Fe), белизной и плотностью. Переработка наиболее трудно обогатимых (барит-кварцевых и барит-флюоритовых) руд рентабельна при содержании барита более 35-40 %. Для витеритовых руд, главным образом используемых в химической промышленности, содержание витерита должно превышать 36 %.
Обзор ресурсов
В связи со все расширяющимся перечнем областей применения барита, а главное, с ростом объема глубокого бурения на нефть и газ, его добыча и потребление в целом возрастают. В настоящее время при общей мировой добыче барита свыше 7 млн.т. лидирующее положение занимают КНР (до 3,5 млн.т.), США (0,7 млн.т.), Индия (до 0,5 млн.т.) и Марокко (0,35 млн.т.); оставшаяся часть приходится в основном на Мексику, Иран, Таиланд, Болгарию, Германию, Испанию, Северную Корею и Турцию. В России максимум добычи составил 0,16 млн.т. (1996г.).
Запасы собственно баритовых руд, содержащих более 50 % BaSO4, оцениваются в 300 млн.т. Наиболее значительные запасы заключены в месторождениях США, Алжира, Германии, Таиланда, Канады, Италии, Марокко.
Промышленные типы месторождений
Сырьевая база баритдобывающей промышленности представлена как собственно баритовыми, так и комплексными месторождениями. По минеральному составу в первых могут быть монобаритовые, барит-витеритовые, кварц-баритовые и кальцит-кварц-баритовые руды, а в комплексных месторождениях барит-флюоритовые, редкометально-барит-флюорит-железорудные, барит-колчеданные и барит-полиметаллические руды. В России по промышленным запасам и добыче преобладают месторождения сульфидно-баритовых руд (барит-колчеданные и барит-полиметаллические), среди которых могут появляться обособленные тела собственно баритовых руд (например, на месторождении Кварцитовая Сопка в Хакассии – одном из главных разрабатываемых объектов в России).
Э н д о г е н н ы е м е с т о р о ж д е н и я
Гидротермальные (плутоногенные) месторождения собственно баритовые, витерит-баритовые и барит-флюоритовые – весьма важный тип месторождений для барита и единственный для витерита. Он характеризуется высоким качеством руд. По форме рудных тел различают жильные и пластообразные метасоматические залежи. Жилы и линзы контролируются зонами разрывных нарушений, имеют протяженность до 2 км и мощность до 15 м. Вмещающие породы преимущественно осадочные и эффузивно-осадочные. А пластообразные месторождения приурочены к карбонатным породам и располагаются в зонах надвигов и межпластовых разломов. Размеры рудных тел аналогичны жильным.
По минеральному составу выделяют три разновидности руд: баритовые (50 – 99 % BaSO4), витерит-баритовые (1 – 70 % BaSO4), барит-флюоритовые (n 1 – 70 % барита и 15 – 80 % флюорита). Из других минералов наиболее распространены кварц и кальцит, менее галенит, сфалерит, пирит и др. Руды первых двух разновидностей высококачественные, обычно белого цвета, хорошо обогащаются и дают кусковой барит и гравитационный концентрат. Для месторождений характерна зональность. Витерит отмечается в самых верхах рудных тел, замещая барит. С глубиной увеличивается содержание флюорита, кварца, кальцита, сульфидов. Вмещающие породы изменены, наблюдаются процессы хлоритизации, серицитизации, пиритизации, каолинизации, цеолитизации. Примером является Чордское жильное месторождение (Южная Осетия), Кутаисская группа в Грузии, ряд месторождений Германии, Болгарии, Турции, Марокко и других стран. В России к этому типу относится месторождение Туманный перевал на Дальнем Востоке.
Гидротермальные (вулканогенные) месторождения связаны с наземным андезито-дацитовым вулканизмом. Барит является жильным минералом и выделяется в околорудных измененных породах (зоны баритизации). К этому типу относится Белореченское месторождение (Сев. Кавказ).