2. Метаморфогенные месторождения,возникшие при процессах регионального метаморфизма без привноса вещества или с привносом только С02 сложены почти всегда тальковым камнем и образуются как по гипербазитам (Шабровское, Сыростанское и др.), так и по магнезиальным карбо натным и ассоциирующим с ними силикатным породам -- кварцитам
и филитизированным глинистым сланцам (некоторые залежи Кирги-
тейского и Бироканского месторождений и др.). Конечно, и в форми
ровании этих месторождений наряду с процессами регионального
метаморфизма от зеленосланцевой до амфиболитовой фаций прини
мали участие и процессы гидротермального метасоматоза, но роль
последних была резко подчиненной.
Метаморфогенные залежи талькового камня имеют форму пластообразных тел линз и жил иногда весьма значительных размеров -- до 4 км в длину и 40--70 м мощности. Примером крупного месторождения талькового камня такого типа может служить Шабровское месторождение на Урале.
3. Остаточные месторождения порошковатых тальковых руд возникают в зоне выветривания некоторых аподоломитовых (Киргитейское, Алгуйское) и апогипербазитовых (Запиваловское, Каракудукское) месторождений. На аподоломитовых месторождениях гипергенные процессы приводят к образованию очень мощных (до 150 м) вторичных порошковатых тальковых руд, почти свободных от СаО, на глубине переходящих в плотные талькиты (Киргитейское месторождение). Порошковатые остаточные тальковые руды характеризуются исключительной чистотой.
В пределах Алгуйского месторождения в Кемеровской области развита мощная кора выветривания, сложенная интенсивно разрушенными первичными талькитами, кварцитами, диабазами и в меньшей степени доломитами. Талькиты месторождения в коре выветривания полностью дезинтегрированы и превращены в серовато-белую глиноподобную тонкодисперсную массу, жирную на ощупь. Глубина выветривания по геофизическим данным достигает 250 м. Белизна талька в большинстве проб составляет 90--95%- Ценность месторождения повышается вследствие возможности попутного использования дезинтегрированных порошковатых кварцитов -- маршаллитов, а также доломитов, тремолитовых пород.
Промышленные месторождения пирофиллита представляют собой продукты гидротермальной переработки кислых вулканических пород (Каменское,Чистогоровское месторождения).
Мировые запасы талька и пирофиллита оцениваются в 1 млрд.т. В России промышленные запасы талька составляют более 26 млн.т., талькового камня- превышают 130 млн.т. Наибольшее количество запасов талька сосредоточено в Западной Сибири(52,4%), Восточной Сибири (19,3%), на Урале.
Ежегодное мировое производство талька составило в 2000 году 8,4 млн т. Ведущими странами по производству талька являются: Китай (2300 тыс.т.), США (1060 тыс.т.), Финляндия (350 тыс.т.), Ведущими по добыче пирофиллита - Япония (1000 тыс.т.), Корея, Бразилия, Индия..
В России добыча талька и талькового камня не превышает 350 тыс.т., а производство талька в 2000 г. составило 16,1 тыс.т.Разрабатываются Онотское м-е талька в Иркутской области и 2 месторождения талькового камня - Шабровское и Сыростанское.
Литература: [3] с.477-482,413-419; [2]с.76-92 ;[1]с.158-178; [4]с.109-130; [28, 32, 5, 7]
Лекция 8.(2часа). Асбесты. Цеолиты
Свойства, разновидности, области применения, промышленно-генетические типы месторождений, ресурсы.
Асбесты.
Асбестами называют минералы, легко расщепляемые на тончайшие прочные и гибкие волокна и выдерживающие без изменений высокие температуры. К ним относятся хризотил-асбест, принадлежащий к группе серпентина, и ряд минералов из группы амфибола -- антофиллит-, амозит-, кроки-долит-, актинолит-, тремолит-, режикит- и родусит-асбесты.
Хризотил-асбест используется в промышленности наиболее широко, на его долю приходится до 95% мировой добычи асбестов. По химическому составу это водный силикат магния,; в качестве изоморфной примеси в его составе постоянно присутствует FeO. Кристаллы-волокна хризотил-асбеста обладают трубчатым строением и имеют форму полых цилиндров с внешним диаметром 26 нм, внутренним -- 13 нм и толщиной стенок 6,5 нм. Сингония хризотил-асбеста моноклинная.
Расщепляется хризотил-асбест на тончайшие волокна. По прочности на разрыв различают нормальное, полуломкое (пониженной прочности) и ломкое (малой прочности) волокно. При деформации (изгибе, скручивании) прочность волокна понижается, но она выше прочности любого растительного волокна, а у хризотил-асбеста выше, чем у амфибол-асбестов.. Промышленность использует как нормальное, так и полуломкое волокно, из ломкого же применяется лишь длинное, Теплостойкость хризотил-асбеста достигает 700°С; при этой температуре минерал теряет конституционную воду и становится хрупким и непрочным. Хризотил-асбест обладает хорошими тепло-, звуко- и электроизоляционными свойствами.. Твердость хризотил-асбеста 3--3,5, средняя плотность -- 2,5 г/см3. Цвет хризотил-асбеста в куске чаще всего белый, серый, зеленовато- и желтовато-серый, в распушенном виде обычно белый. Блеск минерала в агрегатах шелковистый. Хризотил-асбест щелочеупорен, но легко разлагается кислотами. Вследствие тонкой трубчатой структуры хризотил-асбест обладает высокими адсорбционными свойствами и принадлежит к хорошим гидравлическим добавкам. Волокна хризотил-асбеста имеют длину от сотых долей миллиметра до 250--300 мм, в основном же до 6--7 мм; волокно длиной 20--30 мм даже в крупных месторождениях составляет не более 1% от его общего содержания. Промышленность использует волокно длиной от 0,2 мм.
В природе волокна асбестов встречаются в агрегатах трех типов. Поперечно- и косоволокнистые агрегаты, т. е. жилки, в которых волокна асбеста ориентированы строго параллельно друг другу, но располагаются или перпендикулярно к стенкам жилы (поперечно-волокнистые жилки), или под косым углом, близким к прямому (косоволокнистые жилки). Они характерны преимущественно для хризотил-асбеста, крокидолита и амозита и дают главную массу легкорасщепляемого эластичного и прочного волокна.
Продольно-волокнистые агрегаты образуют жилки, в которых волокна располагаются параллельно стенкам. Они дают длинное волокно, но в основном низкого качества -- малой прочности, жесткое и ломкое, в промышленности обычно не используемое. Продольно-волокнистый асбест встречается в месторождениях хризотил-асбеста и антофиллита.
Спутанно-волокнистые агрегаты образованы по разному ориентированными пучками иголок и волокон асбеста, обычно короткого и непрочного. Агрегаты этого типа свойственны амфибол-асбестам (антофиллит, родусит, режикит).
Амфибол-асбесты -- магнезиально-железистые и щелочные силикаты ромбической и моноклинной сингонии. Наиболее важны в промышленном отношении асбесты, принадлежащие к группе щелочных, так называемых «синих и голубых» асбестов: крокидолит-асбест и родусит-асбест волокно которых имеет несколько худшие, чем у хризотил-асбеста, прочностные характеристики и огнеупорность, но отличается от него высокой кислото- и щелочестойкостыо, а также сорбционной способностью. Режикит-асбест (из группы «голубых») образует длинное и наиболее прочное волокно.
Применение в промышленности.
Асбесты широко применяются во многих отраслях промышленности при выработке более 2000 различных видов продукции.
Хризотил-асбест. По характеру применения и длине волокна выделяют три группы сортов хризотил-асбеста.
Текстильный асбест охватывает группу сортов с длиной волокна более 8 мм. Такое волокно используется в первую очередь для производства асбестовой пряжи и тканей, которые идут для изготовления защитных огнестойких костюмов, брезентов, противопожарных занавесей, тормозных лент, дисков сцепления, различных набивок для машин, уплотняющих прокладок, электроизоляционных лент и шнуров, фильтров, палладированных и платинированных асбестов, используемых в качестве катализаторов в химическом производстве.
К текстильным принадлежат 1, 2 и 3-й сорта со средней длиной 16 мм, 12 мм и 9 мм соответственно.
Шиферно-картонно-бумажный асбест имеет длину волокна 2--8 мм (сорта 4 и 5) и применяется для производства огнестойкого, прочного и легкого кровельного материала (шифера), асбоцементных труб для канализации, водопровода, газо- и нефтепроводов, для получения асбестовых бумаги и картона, а также для изготовления различных тепло- и электроизоляционных смесей, в частности теплостойких пластмасс.
Цементный, или строительный, асбест состоит из волокон длиной 2,0--0,2 мм (6-й и 7-й сорта). Такое волокно в смеси с цементом и другими материалами в больших количествах используется для производства огнестойких и теплоизоляционных строительных материалов (асбоцементных плит для междуэтажных перекрытий, листов для внутренней облицовки зданий, асбестовых штукатурок и т. п.), огнеупорных красок, теплоизоляционных составов для обмазки паровых котлов и трубопроводов на морских и речных судах и т. д.
Амфибол-асбесты применяются для тех же целей, что и хризотил-асбест, но главным образом для изготовления кислото- и щелочеупорных изделий и изделий, стойких к действию морской воды. Крокидолит-и родусит-асбесты на основе их высокой адсорбционной способности применяются для изготовления фильтров, удерживающих радиоактивную пыль и газы.
Генетические типы промышленных месторождений хризотил-асбеста.
Гидротермальные апоультрамафитовые месторождения-- связаны с массивами серпентинизированных ультрамафитов. Различают три подтипа подобных месторождений.
Баженовский подтип объединяет месторождения, приуроченные к крупным массивам гипербазитов, сложенным преимущественно перидотитами, протягивающимися по простиранию на десятки километров при ширине до 10 км и более. Эти массивы часто ассоциируют с более молодыми гранитоидными интрузивами. В пределах месторождений обычно присутствует несколько асбестовых залежей линзовидной или эллипсоидальной формы значительных мощности (до 400 м) и протяженности (до 3,0 км). Глубина распространения отдельных залежей достигает нескольких сотен метров. Залежи асбеста, как правило, имеют зональное строение. Во внутренней зоне залежей наблюдаются простые отороченные жилы асбеста (рис. 6). Они возникли на месте тончайших трещин и сложены чистым поперечноволокнистым хризотил-асбестом. По обеим сторонам жил располагаются полосы (оторочки) массивного хризотилового серпентинита, затем полосы в различной степени серпентинизированного ультрамафита, наконец, они сменяются перидотитом или дунитом.
Простые отороченные жилы содержат асбестовое волокно наибольшей длины (до 60мм а иногда до160мм). Ближе к периферии залежи встречаются сложные отороченные жилы (Рис. 6), представленные сериями параллельных друг другу жилок асбеста.
.
Рис. 6 Типы жил хризотил-асбеста. (По П.М.Татаринову).
а - простые отороченные жилы; б - сложные отороченные жилы; в- сетчатый асбест; г - мелкопрожилковый асбест. 1- хризотил-асбест; 2 - перидотит; 3 - массивный серпентинит.
Далее к периферии располагаются сетчатые жилы, состоящие из серий относительно коротких, беспорядочно ориентированных жилок асбеста. Из таких руд добывают волокно средней длины (5-8мм). Вдоль зон разломов среди серпентинитов встречаются мелкопрожилковые асбесты, но промышленного значения они не имеют.
Геологическими границами асбестовых залежей баженовского подтипа обычно служат зоны разломов,. Залежи характеризуются крайне неравномерной насыщенностью асбестом при среднем содержании волокна шести сортов (0--5) в промышленных рудах от 1,5 до 8 %.
Запасы асбеста месторождений баженовского подтипа от нескольких сотен тысяч до десятков миллионов тонн. Примерами месторождений являются: в России-- Баженовское (Средний Урал), Джетыгаринское (Кустанайская область), Актоврак (Тува), Молодежное (Бурятия); в Канаде -- Джеффри, Блек-Лейк и др.; в Зимбабве -- Шабани и Машаба. На долю месторождений этого подтипа приходится 95,5 % учтенных мировых запасов асбеста, они обеспечивают 95 % добычи товарного асбеста в основных асбестодобывающих странах --России, Канаде и Зимбабве.
Месторождения лабинского подтипа имеют в большинстве случаев небольшие размеры и представляют собой жилообразные полосы серпентинитов, пронизанных параллельными жилами асбеста, Эти зоны серпентинитов прослеживаются по простиранию на десятки и сотни метров, при мощности 0,1-2,0 м, Асбест поперечно-волокнистый, длина волокна 60мм., относится к высококачественным текстильным сортам. Но среднее содержание волокна в породе не превышает 2.5%. На долю месторождений лабинского подтипа приходится лишь около 1% мировых запасов асбеста. Примером месторождений этого подтипа является Лабинское на Северном Кавказе.
Особенностью месторождений карачаевского подтипа является продольно-волокнистое жилкование по плоскостям трещин и скольжения в серпентинитах. Представителями подтипа помимо Карачаевского месторождения (Сев. Кавказ) являются Ешкеульмесское (Казахстан) и др.
Контактово-метасоматические апокарбонатные месторождения хризотил-асбеста локализованы в магнезиальных карбонатных породах вблизи контактов с основными или кислыми изверженными породами. Карбонатные породы сначала перекристаллизовывались, а затем замещались серпентинитом в виде отдельных полос, в которых располагаются серии параллельных жилок хризотил-асбеста разной мощности. Асбест в жилах поперечно-волокнистый с длиной волокна до 10-50мм. Содержание волокна в рудной массе -3%.. Месторождения имеют небольшие размеры, но представляют промышленный интерес как источник безжелезистого асбеста. На долю месторождений этого типа приходится 1,5% мировых запасов и 1% добычи хризотил-асбеста. К месторождениям этого типа относится Аспогашское месторождение.