Geum.ru

Справочное пособие Под редакцией проф. Г. Н. Масленниковой Издательство тпу 2009

Вид материалаДокументы
2.3. Опал – кристобалитовые породы
2.4. Требования, предъявляемые к кварцевым материалам
3. Карбонатные породы урала
Подобный материал:
1   ...   29   30   31   32   33   34   35   36   ...   46

2.3. Опал – кристобалитовые породы

В пределах Южно-Уральской подпровинции опал-кристобалитовых пород перспективные участки развития опок расположены к северо- и юго-востоку от г. Эмба, где разведано Кудукское месторождение опок, характеризующихся высокой гидравлической активностью, и Киргизское и Утесайское теплоизоляционных диатомитов, а также к северу от железнодорожной станции Блява и Халилово (Саринское месторождение опок) и на юге Оренбургской области (Ак-Булакское).

Наиболее значимые в Российской Федерации месторождения диатомитов и трепелов выявлены среди эоценовых отложений Зауралья (Гербитское, Камышловское и Потанинское).

По зерновому запасу диатомиты и трепелы обладают близкими технологическими свойствами, поэтому их в технике не разграничивают.


Потанинское месторождение трепела расположено в 16–18 км от г. Челябинска. Трепел – легкая пористая порода из аморфного кремнезема. Естественная влажность колеблется от 38 до 43%.

Химический состав (%): SiO2 – 76,16; Al2O3 – 7,52; Fe2О3 – 4,10; СаО – 1,05; MgO – 0,75; SO3 – 1,23; ППП – 7,5.

Физико-механические свойства: объемная масса – 800–1000кг/м3; воздушная усадка – 5–7%; огневая усадка – 3–7%; общая усадка – 11–15%. Коэффициент разрыхления – 1,60. Огнеупорность – 1380-1510оС.


Камышловское месторождение диатомитов расположено в районе г. Камышлов Свердловской области.

Химический состав диатомитов (%): SiO2 – 76,80; Al2O3 – 3,6–4,7; Fe2О3 – 6,6–7,6; СаО – 1,3–1,8; MgO – 0,7–1,1; ППП – 4,9–7,0.


Ирбитское месторождение диатомита расположено в районе г. Ирбит Свердловской области.

Химический состав диатомитов (%): SiO2 – 72,0; Al2O3 – 8,2; Fe2О3 – 3,92; TiО2 – 0,4; СаО – 0,95; MgO – 1,36; (К2О + Na2О) – 2,1; ППП – 13,07.

Физико-механические свойства пород: объемная масса в куске колеблется в пределах 500–700 кг/м3; пористость – 80–90%; естественная влажность – 7–10%.

Трепелы Потанинского месторождения используются в производстве кирпича в ОАО «ПЗСМ «Полистром».

Диатомиты Камышловского и Ирбитского месторождений используются в производстве теплоизоляционных материалов и изделий Ирбитским и Камышловским заводами строительных материалов.


2.4. Требования, предъявляемые к кварцевым материалам


При производстве изделий тонкой керамики кремнеземистые компоненты вводятся в массу в тонкоизмельченном состоянии как для отощения массы, так и для повышения качества продукции.

В процессе обжига кварц частично растворяется в стекловидной фазе, повышает вязкость расплава и способность изделия к сопротивлению деформирующим усилиям, возникающим в процессе обжига. При производстве грубой керамики кварцевый песок вводится в виде отощающей добавки, которая уменьшает чувствительность сырья к сушке и понижает воздушную усадку. При производстве фаянсовых, полуфарфоровых и фарфоровых изделий применяют главным образом кварцевые пески. Наибольшее применение находит кварцевый песок, представляющий собой отходы, получаемые при обогащении каолина, содержание SiO2 в которых до 95%, глинистых минералов до 3%, оксидов железа до 0,3%. На песок, являющийся отходом при обогащении каолина, имеется ГОСТ 7031-75 «Песок кварцевый для тонкой керамики».

В керамической промышленности применяют и другие виды кварцевых минералов: жильный кварц, маршаллит, трепелы и диатомиты.

ГОСТ или единых технических условий на природные кварцевые материалы для тонкой керамики не имеется. Но основным требованием является высокое содержание SiO2 (не менее 98,5%) и минимальное содержание Fe2O3 (не более 0,2–0,3%).

Сырьем для изготовления динаса служат обычно кремнеземистые породы – кварциты с содержанием более 95% SiO2. Особенно вредными примесями в сырье для изготовления динаса являются глинозем и щелочи, сильно понижающие огнеупорность изделий.

Кремнезем – основной компонент стекольной шихты, вводится в виде кварцевого песка, реже песчаника, кварцита, горного хрусталя и жильного кварца. Значение кварцевого песка в стекольном производстве определяется не только его значительным удельным весом в составе шихты, но и его большой ролью в получении бесцветного стекла.

Наряду с химическим составом для оценки качества стекольных песков большое значение имеет их гранулометрический состав. Величина зерен песка и однородность их размеров оказывают существенное влияние на процесс варки стекла. Мелкозернистые пески также почти не используются промышленностью, хотя имеется отечественный опыт применения магнитогорского маршаллита (зерна менее 0,06 мм).

Требования к стекольным пескам очень высокие, особенно по химическому составу. ГОСТ 22551-77 строго регламентирует содержание кремнезема (не менее 95–99,8% в зависимости от марки песка), оксидов железа (не более 0,01–0,025%), глинозема (не более 0,1–4,0%). Нормируется также влажность (для обогащенных до 0,5, для необогащенных 7%), содержание тяжелой фракции (до 0,05%) и зерновой состав.

В других отраслях промышленности (получение абразивных материалов, динасовых огнеупоров, карбида кремния) кварцевые пески применяются в ограниченном количестве и требования к ним обусловливаются ведомственными техническими условиями.


Краткий обзор месторождений кварцевых материалов Урала позволяет сделать следующие выводы.

1. Урал богат жильным кварцем, кварцитами, кварцевыми песками и пылевидным кварцем.

Наиболее чистые жильные кварцевые материалы находятся в Билимбаевском и Невьянском районах Свердловской области, Златоустовском районе Челябинской области. Содержание SiO2 составляет 99%, сумма полуторных оксидов около 0,26%. Жильные кварцы Алапаевского, Нижне-Салдинского районов Свердловской области и Кыштымского района Челябинской области ожелезнены. Кыштымский кварц обогащается, содержание SiO2 после обогащения – 99,5%. Кварц поступает на заводы плавленого кварца.

Некоторые разновидности прозрачного и гранулированного кварца (Кыштымское и Баженовское месторождения) отвечают требованиям, предъявляемым к сырью для плавки всех видов кварцевого стекла, и с успехом могут служить заменителем горного хрусталя.

2. На Урале кварцевые пески распространены в Свердловской, Челябинской, Оренбургской областях и Республике Башкортостан.

Обычно пески мелко- и среднезернистые, с высоким содержанием кремнезема и пригодны для литейнгого производства (Басьяновское, Кодинское), в ряде случаев (Ерофеевское, Сугоякское, Воздвиженское и др.) отвечают требованиям стекольной промышленности.

Перспективны на высококачественные формовочные пески Нижнеувельское (Галяминское) и Кичигинское месторождения.

К сожалению, кварцевые пески Урала не исследованы как керамическое сырье. Получены предварительные данные об успешном использовании галяминского кварцевого песка в производстве керамического гранита.

3. Кварциты Урала являются основным сырьем в производстве динасовых огнеупоров.

Крупные месторождения пылевидного кварца могут служить источником кремнеземистого сырья в различных отраслях промышленности (фарфорово-фаянсовой, эмалевой, стекольной и др.).

4. Опал-кристобалитовые породы (трепелы, диатомиты) Урала могут быть сырьем многоцелевого назначения – для производства теплоизоляционных и строительных материалов (кирпич, скорлупа, ячеистое стекло), различных наполнителей, носителей катализаторов, а также фильтров для очистки и обесцвечивания сахарных сиропов, растительных масел, осветления различных нефтепродуктов, осушки жидкостей и газов.

5. В рамках выявления нетрадиционных источников кварцевого сырья необходимо изучить возможность переработки кварцевых песков, являющихся «хвостами» обогащения каолинов Еленинского, Кыштымского и Журавлиноложского месторождений, в качестве сырья для производства керамики.

6. Для принятия решения по использованию того или иного месторождения кварцевых материалов необходимо провести исследования на применяемость и доразведку с целью определения запасов.


3. КАРБОНАТНЫЕ ПОРОДЫ УРАЛА


Карбонатные породы Урала – это широко распространенные осадочные образования, на 50% и более сложенные кальцитом, доломитом и магнезитом. Карбонатные породы в пределах Урала развиты довольно широко. Они представлены известняками, мраморами, мелом, доломитами, магнезитами. Большая часть месторождений карбонатных пород расположена на восточном склоне, что обусловливается геологическим строением Урала. Известняки и доломиты в Уральской геосинклинали составляют около 35% осадочных образований. Северный Урал, хотя и располагает огромными запасами карбонатного сырья, но организация добычи его на многих месторождениях в настоящее время нецелесообразна из-за трудности освоения и удаленности от потребителя. Благоприятные возможности выявления карбонатно-сырьевых баз около Белорецка в Башкирии (2 млрд. тонн). Прогнозные запасы в Пермской области превышают 20 млрд. тонн.

На Урале разведана также достаточно надежная сырьевая база доломитов. Основные месторождения кристаллического магнезита локализованы в протерозойских отложениях Южного Урала (Саткинская группа). Здесь насчитывается несколько месторождений, находящихся в почти одинаковых геологических условиях и имеющих, несомненно, единое происхождение.

Мраморы Урала имеют общегосударственное значение. Основные месторождения мраморов сосредоточены в Челябинской области. Ниже приводится описание месторождений наиболее чистых разностей карбонатных пород.


3.1. Известняки


К известнякам относятся осадочные горные породы белого или светло-серого цвета с желтым или бурым оттенком, реже темно-серые, достаточно твердые и плотные, состоящие в основном из кальцита и некоторого количества различных минеральных примесей (доломит, кварц, минералы группы глин, оксиды и гидроксиды железа и марганца, пирит, марказит, гипс, органические вещества). Плотность 2 – 2,6 г/см3 (у ракушечников – 1,2 – 1,5 г/см3).

Химический состав чистых известняков приближается к теоретическому составу минерала кальцита СаСО3 (56% СаО и 44% СО2).

По структурным признакам известняки подразделяют на кристаллические, органогенные, обломочные и со смешанной структурой.


Всеволодо-Вильвинская группа месторождений. Район месторождений представляет собой гряду, вытянутую вдоль меридиана 57о 30′ и состоящую из отдельно возвышающихся гор: Матюкова, Северо- и Южно-Морозовские, Старая, Северная и др. Известняки расположены вдоль этой гряды в виде узкой полосы (шириной 650–700 м) и протяжением более 75 км.

Гора Северо-Морозовская находится в Александровском районе Пермской области в 8 км на северо-восток от разъезда «Карьер». Пласты известняка горы Северо-Морозовской имеют падение на юго-запад под углом 65о. Мощность отдельных пластов 190 м, из них более или менее чистых известняков 142 м. Известняки, слагающие месторождение, имеют серый цвет, слоистое строение. Иногда в них встречаются прослои кремнистого известняка, мощностью до 0,2 м. Редко отмечаются желваки кремня размером 5 × 25 см. Содержание в известняке CaСO3 от 22 до 90%. Пачка известняков, мощностью 134 м, содержит CaСO3 + MgСO3 > 83%, нерастворимый остаток 0,75 – 5,86%. Запасы по категориям В + С1 = 10,4 млн. тонн.


Чикалинский участок находится в Кунгурском районе Пермской области в 1км от разъезда Чикалина. Продуктивная толща сложена известняками. Химический состав их (%): CaO – 52,13; MgO – 0,23; нерастворимый остаток – 1,37; ППП – 43,48.


Самское месторождение расположено в Ивдельском районе Свердловской области, в 3 км к западу от ж/д станции Самы, по обоим берегам реки Самы. Известняки, слагающие месторождение, часто закарстованы. Химический состав (%): CaO – 55,22; MgO – 0,44; SiО2 – 0,26; ППП – 42,99%.

Известняки пригодны для целлюлозно-бумажной промышленности, производства извести. Запасы по категориям В+С2 = 2,19 млн. тонн. Запасы не утверждены.


Елкинское 2 месторождение расположено в районе г. Нижняя Тура, на южной окраине с. Елкино. Известняки, слагающие месторождение, мраморизованы, имеют светло-серый цвет, однородны, обладают массивной и брекчевидной текстурой. Химический состав (%): SiО2 – следы–0,9; (Al2O3 + TiО2+ Fe2О3) – 0,4–1,68; CaO – 54,29–55,91; МgО – 01–0,66; ППП – 42,32–43,74. Плотность 2,66 г/см3. Запасы по категориям В+С1 = 344 тыс. м3. Месторождение разрабатывалось на бут, щебень и известь.


Караульское месторождение находится в Ново-Лялинском районе Свердловской области, на правом берегу реки Ляли, по ручью Витюму, в 0,2–0,3 км от его устья. Химический состав (%): CaСO3 – 96,96–99,0; МgСО3 – 0,1–1,49; Al2O3 + Fe2О3 – 0,3–06; нерастворимый остаток редко превышает 1%. Ориентировочные запасы категорий С1 + С2 составляют 1800 тыс. тонн. Запасы не разведывались.


Савотькинское месторождение находится на речке Савотьке, в 12 км на северо-запад от г. Красноуральска Свердловской области. Месторождение представлено массивом плотных, темно- и светлосерых известняков. Химический состав (%): CaO – 54,25; Al2O3 – 0,28; Fe2О3 – 0,26; нерастворимый остаток – 1,62. Известняки используются в качестве флюса при плавке меди, а также для приготовления извести, применяемой при переработке цинковых руд. Запасы по категориям В+С1 = 3,23 млн тонн.

Нейво-Рудянское месторождение («Паленая гора») находится в 1 км к северо-западу от ст. Нейво-Рудянская. Месторождение вскрыто двумя карьерами. Полоса мраморизованных известняков прослеживается к югу до переезда через железную дорогу. Известняки имеют темно-серый, серый и белый цвета. Химический состав (%): CaO – 53,7; SiО2 – 1,5; Al2O3 – 0,8; Fe2О3 – 1,1. Запасы по категориям В+С1 = 6,14 млн. тонн. Известняки применяются в качестве флюса.


Невьянское месторождение расположено в 1 км на юго-восток от ст. Невьянская Свердловской железной дороги. Известняки плотные, серого цвета с темными и светлыми оттенками. Средняя мощность полезной толщи – 6,43 м. Химический состав (%): SiО2 – 0,26–0,94; Al2O3 – 0,48; Fe2О3 – 0,02–0,12; CaO – 54,31–55,25; МgО – 0,25; ППП – 43,32–43,8. Запасы по категории В – 106,3 тыс.м3. Известняки применяются при производстве извести.


Крыласовское месторождение находится в Билимбаевском районе Свердловской области, в 0,5 км на северо-восток от деревни Крыласово и в 5 км на запад от станции Билимбай. Продуктивная толща сложена серией пластов известняка, мощностью от 0,6 до 1,5 м. На месторождении выделено 4 типа известняков.

  1. Чистые: нерастворимый остаток 0,6–1,5%; CaO – 52,7–54,3%; МgО – 0,5–1,9%; Al2O3 – 0,13–1,5%.
  2. Доломитизированные: CaO – 50,06%; МgО – 3,48%; SiО2 – 0,51%; R2О3 – 0,19%.
  3. Окремненные: нерастворимый остаток – 3,8–13,3%; CaO – 48,64–52,46%; МgО – 0,13–1,05%; R2О3 – 1,28–1,04%.
  4. Доломиты: нерастворимый остаток 2,37%; CaO – 38,2%; МgО – 18,31%; R2О3 – 0,59%.

Плотность 2,23 г/см3. Промышленными являются только чистые известняки. Запасы по категориям В+С1 = 10,07 млн тонн. Применяются для производства извести.


Михайловское месторождение расположено в Нижнее-Сергинском районе Свердловской области, в 1,5 км на север от ст. Михайлово. Химический состав (%): CaO – 44,52–54,6; МgО – 0,8–8,04; SО3 – 0,22–0,43; SiО2 – 1,24–2,35; ППП – 43,34–44,48. Запасы по категориям А2+В+С1 = 10,55 млн. тонн.


Гумишевское месторождение находится в 3 км к северу от г. Полевского и в 60 км к юго-западу от г. Екатеринбурга. Участок представляет северное окончание полосы мраморов, ширина которой в городе достигает 1,5 км. Химический состав (%): SiО2 – 0,24; Fe2О3 – 0,18; FeО – 0,07; CaO – 55,92; МgО – 0,10; Al2O3 – нет; К2О + Na2О – нет. Запасы по категориям В+С1 = 4,86 млн. тонн. Известняки применяются в производстве Полевского криолитового завода.


Багарякское месторождение расположено в 2–3 км к востоку от ст. Багаряк Южноуральской железной дороги. Полезная толща имеет мощность 220–230 м и представлена известняками и доломитами. Она сложена перемежающимися пачками темносерых толстослоистых, плотных известняков (технологических) с доломитизированными известняками более

светлого цвета. Химический состав темносерых известняков (%): CaO – 51,42–58,28; МgО – 1,87–3,37; SiО2 – 0,37–1,14. Запасы по категориям А2+В = 3,2 млн. тонн.


Месторождение Новая Пристань находится в Саткинском районе Челябинской области, в 7 км к северо- северо-востоку от ст. Сулея. Месторождение сложено известняками. Химический состав (%): CaO – 53,81; SiО2 – 0,59; МgО – 0,92; Fe2О3 – 0,15. Плотность 2,68 г/см3. Запасы по категориям А+С1 = 33,13 млн. тонн.


Месторождение Гора Палениха расположено в Саткинском районе Челябинской области. Продуктивная толща сложена известняками. Химический состав (%): CaO – 51,81; МgО – 2,52; SiО2 – 0,29; R2О3 – 1,29.


Шеинское месторождение находится в Еткульском районе Челябинской области, в 10 км от станции Еманжелинская. Район месторождения сложен различными сланцами, среди которых отмечаются пачки известняков. Известняки залегают в виде трех полос, вытянутых в меридианальном направлении. Западная из этих полос известняка известна как Шеинское месторождение. Химический состав (%): SiО2 – 0,43–0,48; Al2O3 – 0,26–0,42; Fe2О3 – 0,065–0,094; CaO – 54,98–55,33; МgО – 0,50–0,74; МnО – 0,010–0,012; ППП – 43,65–44,04. Запасы утверждены в количестве 6,16 млн. тонн. Месторождение разрабатывается для изготовления воздушной извести.


Худайбердинское месторождение расположено в 18 км к северо-востоку от ст. Аргаяш. Известняки, слагающие месторождение, представляют собой пластообразную залежь. Химический состав, (%): CaСO3 – 94,41–98,42, в среднем 96,6; R2О3 – не выше 1. Плотность 2,6 г/см3. Запасы по категориям А+В+С1 = 271,4 тыс. м3.


Аккерманское месторождение расположено в 8 км к юго-западу от г. Ново-Троицка Оренбургской области и состоит из двух участков: Центрального и Западного. Месторождение представлено известняками, вертикальная мощность которых составляет 40–50 м. На известняках залегают глины, пески, галечники. Мощность покровных пород – 50 м. Известняки закарстованы. Карсты часто выполнены песчано-глинистым материалом. Известняки являются продуктом осадочного происхождения и состоят из кальцита и различных примесей. Химический состав, (%):

  1. Центральный участок: CaO – 54,22–55,35; Al2O3 – 0,22–0,35; R2О5 –0,0017–0,17; SiО2 – 0,38–0,60; МgО – 0,27–0,51; Fe2О3 – 0,28–0,45; МnО – 0,031–0,039; S – следы, ППП – 43,40–44.
  2. Западный участок: CaO – 52,9–54,65; SiО2 – 1,48–2; Fe2О3 – 0,22–0,46; нерастворимый остаток 1,32–2,70.

Запасы по категориям А+ В +С1+С2 по Центральному участку – 37,02 млн. тонн; по категориям В +С1 по Западному участку – 27,54 млн. тонн.


Стерлитамакское месторождение (участок Шах-Тау) находится в Макаровском районе Республики Башкортостан. Гора Шах-Тау сложена рифовыми известняками серого цвета и массивного строения. Основная масса известняков представлена кальцитом, в котором встречаются отдельные зерна доломита до 0,2–0,5 мм в поперечнике. Кроме того, в известняках наблюдаются участки, почти нацело сложенные доломитом. Химический состав (%): SiО2 – до 1; иногда 3–9; Al2O3 – до 1, иногда 6–8; CaСO3 – 64,5; МgСО3 – до 2,5; МnО2 – 0,099–0,21; R2О5 – 0,0–0,31. Запасы не утверждены и составляют по категориям А+ В = 85,6 млн. тонн и забалансовые – 39,2 млн. тонн.


Таким образом:

1. Основная масса известняков используется как естественный строительный материал в промышленном, жилищном, дорожном и гидротехническом строительстве.

2. В цветной металлургии известняк используется в качестве флюса для производства извести, применяемой при обогащении и плавке медных и никелевых руд, как реагент при цианировании золота и серебра.

3. Известняки пригодны для производства портландцемента, соды, при переработке нефелиновых руд, для производства глинозема и воздушной извести.

4. Известняки применяются для производства хлорной извести, хлороформа, хлористого кальция, при производстве азотных и фосфорных удобрений, для очистки и нейтрализации нефтепродуктов.

5. Известняки являются качественным сырьем для металлургической промышленности и промышленности строительных материалов.