Перечисленные магматические интрузивные и метасоматические породы подверглись воздействию постмагматических флюидов с образованием постмагматических метасоматитов, представленных гранат-амфибол-везувиан-диопсид-кальцитовыми скарнами, развивающимися по оливинитам и магматическим метасоматитам, а также еще более поздними флогопит-диопсид-оливиновыми породами (флогопитовый комплекс) и апатит-магнетитовыми рудами. Флогопитовый комплекс содержит крупные кристаллы слюды и является рудой. Он образует полукольцевую зону в северной части массива, развиваясь по оливинитам, магматическим и всем предшествующим постмагматическим метасоматитам.
Породы флогопитового комплекса секутся дайками полевошпатовых ийолитов третьей фазы внедрения. Еще более молодыми образованиями являются карбонатиты, слагающие жилы и неправильные тела, встречающиеся во всех породах массива и в прилегающих к нему архейских метаморфических толщах. В верхней части массива в основном по оливинитам и флогопитовым породам развита доледниковая кора выветривания мощностью до 100-150 м.
|
Рис. 39. Геологический разрез через Главную флогопитовую залежь Ковдорского месторождения (по Б. В.Афанасьеву и Б. И.Сулимову). 1 - четвертичные отложения; 2 - кора выветривания слюдоносных пород (зоны: а - вермикулитовая, б - гидрофлогопитовая); 3 - дайки полевошпатовых ийолитов; 4 - оливиновые породы с флогопитом, гигантозернистые; 5 - флогопит-оливиновые породы, гигантозернистые; 6 - флогопит-диопсидовые породы, гигантозернистые с оливином; 7 - флогопит-диопсид-оливиновые породы мелко-и среднезернистые; 8 - флогопит-диопсид-оливиновые породы крупнозернистые; 9 - флогопитизированные и диопсидизированные оливиниты; 10 - мелилитовые породы; 11 - гранатовые скарны. |
Промышленная зона флогопит-диопсид-оливиновых пород с крупнокристаллической слюдой огибает с севера оливинитовое ядро в виде подковы длиной 8-10 км и мощностью до 1 км. В составе пород этой зоны флогопит, оливин и диопсид, составляющие до 95%, находятся в разных соотношениях. Второстепенные минералы: магнетит, апатит, кальцит, кроме того, тремолит, монтичеллит, амфибол; акцессорные: бадделеит и др. Флогопитовые рудные тела в этой зоне имеют линзовидную и жилообразную формы; самое крупное из них - Главная залежь - пологопадающая на северо-запад слепая линза мощностью 10-100 м, прослеживающаяся на несколько сотен метров (рис. 39). Центральная часть Главной залежи мощностью до 20 м сложена пегматоидными и гигантозернистыми флогопит-оливиновыми породами, а ее краевые (периферические) части мощностью 5-20 м - пегматоидными флогопит-диопсидовыми либо мономинеральными флогопитовыми и диопсидовыми образованиями.
Флогопит в рудах распределен неравномерно: он образует практически мономинеральные гнезда, крупные кристаллы, карманы размером до 10-20 м. Промышленный флогопит - темно-зеленый, железистый в виде толстотаблитчатых кристаллов нередко мозаичного строения, с обилием пятен, закрытых участков расслоения, волокнистостью и трещиноватостью, мелкими включениями апатита, кальцита, диопсида и магнетита. Наиболее крупные кристаллы могут достигать размеров в несколько метров. Средний выход промышленного сырца по месторождению составляет 46,6%.
По В. И.Терновому и другим, образование крупнокристаллического флогопита на месторождении происходило метасоматическим путем главным образом за счет слюдяно-пироксеновых пород и мелилитизированных оливинитов по следующей схеме:
8Ca2Mg(SiO7) + | 2NaCaAl(Si2O7) + | 4(Mg, Fe)2(SiO4) + 2H2O + K2O + 10CO2 → |
скерманит | Na-мелилит | оливин |
→ 2K(Mg, Fe)3(AlSi3O10)(OH)2 + | 9Ca(Mg, Fe)(SiO3)2 + | 8СaCO3 + | (Ca, Mg)(CO3)2 + | Na2O; |
флогопит | диопсид | кальцит | доломит | раствор |
Промышленная вермикулитовая залежь месторождения связана с линейно-площадной корой выветривания флогопит-диопсид-оливиновых пород (флогопитовый комплекс) и в меньшей степени флогопитсодержащих оливинитов. Максимальная мощность коры (свыше 100 м) устанавливается в центральной части массива, вдоль пересекающего его разлома. В разрезе коры выделяются три зоны (сверху вниз): сунгулит-гидрохлоритовая (мощность 50-100 м), вермикулитовая (1-60 м) и гидрофлогопитовая (5-35 м); ниже следует зона дезинтеграции(1-150 м) флогопит-диопсид-оливиновых пород. Все три верхние зоны коры содержат промышленные руды сунгулит-вермикулитового, вермикулитового и гидрофлогопитового состава. Содержание вермикулита варьирует от 5 до 30%. Руды с содержанием вермикулита более 20% считаются богатыми при условии, что свыше 70% вермикулитовых чешуек имеют размер более 0,5 мм. Вермикулитовые и гидрофлогопитовые руды обогащаются хорошо с получением вермикулитового концентрата 90-98%. Сунгулит-вермикулитовые руды трудно поддаются обогащению из-за обилия глинистых минералов; полученный из них концентрат содержит до 50% вермикулита.
По М. Н.Чуевой и В. И.Терновому, превращение флогопита в вермикулит состояло в непрерывной его гидратации, выносе калия и окислении двухвалентного железа. Переход вермикулита в сунгулит заключался в разрушении трехслойной решетки вермикулита, выносе железа и алюминия и образовании минерала типа лизардита. Дальнейшее развитие процесса выветривания вело к замещению лизардита сепиолитом. Таким образом, сунгулитовая порода представляет смесь лизардита, сепиолита и вермикулита и образуется за счет вермикулита, который в свою очередь представляет продукт изменения флогопита.
Глава 7. Графит.
Помимо широко распространенных в природе соединений с кислородом (карбонатов) и с водородом (углеводородов), углерод присутствует в самородном виде, образуя две полиморфные разновидности - графит и алмаз, идентичные по своему составу, но резко отличающиеся по структуре и физическим свойствам.
Графит кристаллизуется в гексагональной сингонии; его слоистая кристаллическая структура характеризуется весьма крепкой ковалентной гомеополярной связью атомов углерода в пределах слоя (расстояние между соседними атомами 0,141 нм), но весьма слабой межслоевой молекулярной Ван-дер-Ваальсовской связью (расстояние между слоями 0,335 нм).
Особенность строения кристаллической решетки графита, включая наличие в ней свободных электронов, и обуславливает его физические свойства: весьма совершенную спайность в базальной плоскости, низкую твердость (около 1) вдоль нее, но достаточно высокую в перпендикулярном направлении (около 5,5), низкий коэффициент трения, высокую электропроводность, близкую к металлам, металлический блеск, непрозрачность и др. Важное промышленное значение имеют также высокая теплопроводность (выше, чем у меди и алюминия), огнеупорность (температура плавления 3800-3900њС), химическая инертность (растворяется лишь в расплавленных силикатах или металлах, образуя карбиды), гидрофобность, исключительно высокая жирность и пластичность, обусловленные легкой расщепляемостью по спайности и способностью прилипать к твердым поверхностям с образованием на них тонких пленок (высокая кроющая способность).
В природе графит встречается в виде рассеянных чешуек, либо их листоватых агрегатов (<кристаллический чешуйчатый графит, flake graphite>), плотных зернистых агрегатов (<кристаллический кусковый графит, vein type, lump graphite>), либо плотных скрытокристаллических масс (<аморфный графит, amorphous graphite>). Кроме того, в промышленности все шире используется искусственный (коксовый, доменный, ретортный) графит (), специально получаемый из антрацита, нефтяного кокса, а также из отходов доменного производства. Чешуйчатые графиты по диаметру кристаллов разделяются на крупночешуйчатые (0,1-Х,0 мм) и мелкочешуйчатые (0,001-0,1 мм) В литокристаллическом кусковом графите размер кристаллов тот же, что и в мелкочешуйчатом, однако они не ориентированы, что затрудняет расщепление агрегата и сдвиги при деформации. Величина зерен в скрытокристаллическом (аморфном) графите менее 0,001 мм. Искусственный графит по качеству приблизительно соответствует чешуйчатому и плотнокристаллическому, отличаясь большей чистотой и меньшей кристалличностью. Выделенные природные разновидности графита не бывают совершенно чистыми; они содержат примеси минералов-спутников, газов, а также непревращенный в графит углерод. При производстве анализов определяют содержание ографиченного углерода (графита), летучих (газов и воды) и золы (минеральные примеси).
Промышленные руды чешуйчатого графита содержат от 2 до 15% (редко более) этого минерала. Они легко обогащаются флотацией с получением концентрата, содержащего 60% и более графита. Еще более обогатимы выветрелые чешуйчатые руды, в которых срастания графита с другими минералами отсутствуют. В плотнокристаллических кусковых pудах массовая доля графита составляет 35-40% и более; без обогащения используется руда, в которой эта величина поднимается до 60-80% Скрытокристаллическая руда (аморфный графит) труднообогатима. Без обогащения используются руды с содержанием углерода около 70%, бедные руды (20-40%) обогащаются ручной разборкой.
Основная масса графита потребляется в качестве огнеупоров (чешуйчатая и плотнокристаллическая разновидности) в основном в черной и цветной металлургии, производстве высокоуглеродистой стали и в литейном деле (для покрытия внутренней поверхности литейных форм, где обычно используют аморфный графит в смеси с огнеупорной глиной, молотой слюдой, тальком или песком). В США на эти три отрасли промышленности приходится более половины потребления графита. Значительное количество графита идет на производство всевозможных смазок, применяемых в водной и иных средах, токопроводящей резины, сухих батарей, электродов, скользящих контактов, деталей ядерных втулок и других изделий. Графит является основным сырьем для промышленного синтеза технических алмазов, находит широкое применение в порошковой металлургии и в производстве реакторов и ракетных двигателей, карандашей, туши, копировальной бумаги, всевозможных реторт, полупроводников.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 |
Основные порталы (построено редакторами)