Неметаллические полезные ископаемые (стр. 42 )

В настоящее время, несмотря на вовлечение в эксплуатацию колоссальных по запасам и масштабу добычи (до 0,7 млн т барита в год) стратиформных залежей Невады, Джорджии, Арканзаса, элювиально-делювиальные месторождения коры выветривания продолжают оставаться заметным промышленным источником получения барита в США.

Разрабатываемые месторождения этого типа находятся в двух штатах: Джорджия и Миссури. Барит этих месторождений в виде обломков находится среди остаточных глин коры выветривания, образовавшихся по подстилающим их доломитам кембрийского возраста. Величина таких обломков варьирует от миллиметровых до крупных валунов весом свыше 100 кг. Форма и размеры залежей разнообразны; так их мощность может колебаться от 2-3 до 40-50 метров, а форма в плане от округлой до вытянутой, лентовидной. Продуктивность залежей (количество барита на единицу объема барит-глинистой массы) также весьма изменчива даже в пределах одного месторождения.

Месторождения штата Джорджия находятся приблизительно в 65 км к северо-западу от Атланты близ Картерс-вилла. Барит здесь встречается совместно с оксидами железа - охрами, также промышленно значимыми, - в остаточных глинах коры выветривания серых доломитов нижнего кембрия (формация Шэди). На отдельных участках мощность этой коры достигает 60 м. Промышленные руды представляют собой красную глину с обломками барита, составляющими 8-25% по массе. Местами содержание барита может достигать 50%. Переслаиваясь с этими глинами, в составе залежей находятся светлые и темные железные охры, представляющие тонкую смесь лимонита и глины с небольшим количеством мелких зерен кварца и чешуек мусковита; в светлых охрах содержится лишь до 0,5% MnO2, а в темных - около 5%. О6ломки барита, обычно белого, сохраняют реликты ящичных текстур первичной минерализации явно тяготеют к линейно вытянутым зонам, отражая ее связь с разломами - путями циркуляции баритоносных гидротермальных растворов.

В штате Миссури большая часть месторождений находится в северо-восточной части округа Вашинггон на площади около 100 км2. Здесь обломки барита находятся среди продуктов выветривания пологозалегающих кембрийских доломитов Потоси и Эминенс. Доломиты формации Потоси (мощность 30-100 м) - светло-серые, зернистые, с рифогенными водорослевыми, оолитовыми и тонкослоистыми текстурами. В них присутствуют стяжения кремней, жеоды кварца слойки кварца и халцедона, а также маломощные (от миллиметров до 0,6 м) непромышленные жилы и вкрапленность барита. Доломиты формации Эминенс (мощность 25-30 м) более однородны, но также обнаруживают аналогичную баритовую минерализацию.

Изучение первичной баритовой минерализации в доломитах Потоси и Эминенс показало, что ее контуры в плане - округлые, а в вертикальном разрезе - колоколовидные; такие дискретные воронкообразные структуры в региональном плане располагаются вдоль протяженной линии, что повидимому является отражением их связи с крупным разрывным нарушением. Как считают американские геологи, каждая воронкообразная структура представляет брекчии обрушения кровли и боковых пород, залеченные (как и трещины в глубинной, суженной части) гидротермальным баритом, с подчиненным количеством халцедона, кварца, а также пирита, марказита, галенита и сфалерита. Генетически эта минерализация параллелизуется со свинцово-цинковыми стратиформными месторождениями <типа долины Миссисипи> (Missisipi Valley Туре), находящимися в 130 км к западу от рассматриваемого района в центральной части штата Миссури.

Остаточные поверхностные глины, содержащие обломки барита, а также кремней, кварца и доломита, имеют буровато-красный цвет, тонкодисперсные, пластичные. Преобладающий размер обломков барита в них - около дециметра в поперечнике, однако встречаются и валуны размером в 1 м, и <песчинки> миллиметровой величины. Крупные обломки покрыты пленкой темно-красных оксидов железа и после раскола представляют собой агрегат, иногда содержащий вкрапленность галенита, сфалерита и пирита.

В плане промышленные рудные залежи могут достигать 40 га, а их средняя мощность составляет около 10 м. Нередко разрез этих залежей сложный: существенно обогащенные баритом глины чередуются с обедненными. Средние содержания барита составляют немногим более 10%. Наиболее часто эти залежи приурочены к склонам холмов.

Добыча барита в округе Вашингтон осуществляется с 1870 г. Современное землеройное оборудование, применение технологии мокрого обогащения позволяет экономически эффективно вести разработку участков с минимальным содержанием барита около 8%.

Как в Джорджии, так и в Миссури совершенно очевидно, что глины с обломками барита являются остаточными элювиально-делювиальными образованиями, нерастворимым остатком, сохранившимся в результате глубокого выветривания залегающих ниже доломитов, содержащих гидротермальную баритовую минерализацию.

Глава 10. Цеолиты.

Цеолиты (<кипящие камни>) как минеральный вид известны уже более 200 лет. Длительное время они рассматривались в качестве редких минералов, не образующих промышленных скоплений и интересных лишь для коллекционных целей. Вместе с тем, ряд ценных, порой уникальных для промышленности свойств этих минералов привел в 40-х гг. минувшего столетия к появлению в отдельных промышленно развитых странах (США и др.) производства по выращиванию их синтетических аналогов.

Прогресс в области электронной микроскопии и рентгено-структурного анализа минерального вещества в 60-х гг. минувшего столетия позволил выявить широкое развитие природных цеолитов за счет преобразования вулканического стекла туфов в промышленно значимых концентрациях. С этого времени природные цеолиты стали рассматриваться как новый вид полезных ископаемых.

В настоящее время известно около 50 природных и более 100 искусственных аналогов цеолитов. Учитывая весьма широкое разнообразие свойств и областей использования этих минералов, высокую стоимость их синтеза и наличия крупных природных скоплений некоторых из них, с одной стороны продолжает развиваться производство по выращиванию искусственных кристаллов цеолитов и направленному изменению свойств их природных разновидностей, а с другой - наращивается добыча и использование природного сырья. Мировая добыча природных цеолитов в настоящее время оценивается в 3-4 млн т/год; ее главная доля приходится на КНР (свыше 2,5 млн т), Южную Корею, Канаду, Мексику, Кубу, Венгрию, Болгарию, а также Германию, США, Японию, Италию, Турцию и ряд других стран.

Напомним, что цеолиты являются водными алюмосиликатами щелочных и щелочноземельных металлов с открытой каркасно-полостной структурой. Их кристаллический трехмерный каркас состоит из алюмокремнекислородных тетраэдров [(Si, Al)O4], объединенных в простые, двойные и более сложные кольца; каждое кольцо включает 4,5,6,8 и более тетраэдров. Поскольку часть четырехвалентных ионов кремния (Si+4) замещена трехвалентными ионами алюминия (Al+3), этот каркас имеет отрицательный заряд, компенсируемый присутствием на стенках полостей одно - и двухвалентных катионов натрия, калия, кальция, магния, реже бария, стронция, лития и других металлов. Суммарный объем полостей и соединяющих их каналов в цеолитах составляет около 50% объема кристалла, а диаметр этих каналов на поверхности кристалла (так называемых <входных окон>) варьирует от 0,26 до 0,8 нм. Внутренние полости и соединяющие их каналы заполнены молекулами так называемой <цеолитной> воды. В общем виде состав цеолитов может быть выражен формулой: MxDy[Alx+2ySizO2x+4y+2z].nH2O, где M и D - одно - и двухвалентные катионы соответственно. В отличие от сходных по химическому составу полевых шпатов, цеолиты имеют более <рыхлую> структуру. Переход цеолитов в полевые шпаты, обычно наблюдаемый при термальном метаморфизме, заключается в перестройке этой структуры с ее уплотнением.

Катионы щелочных и щелочноземельных металлов многих цеолитов могут легко замещаться катионами других тяжелых металлов (катионно-обменные свойства); цеолитная вода легко выделяется при медленном нагревании до 150-400њС без разрушения каркаса (дегидратация), а дегидратированные цеолиты способны вновь поглощать воду (регидратация) либо другие жидкости и газы (адсорбционная способность); благодаря наличию сквозной системы каналов и полостей, сопоставимых по размерам с атомами, молекулами и ионами, кристаллы цеолитов могут пропускать такие частицы, если их величина не превышает диаметра входных окон (молекулярно-ситовой эффект). Перечисленные важнейшие свойства цеолитов определяются их составом и структурой. Так, максимальным поглотительным эффектом обладают высококремнистые цеолиты (с большой величиной отношения Si/Al), характеризующиеся высокой пористостью и большим диаметром входных окон.

К цеолитам, имеющим в настоящее время наибольшую практическую ценность (то есть образующим крупные, почти мономинеральные промышленные скопления и характеризующимся высокой адсорбционной способностью, каталитической активностью, термостойкостью, кислотостойкостью и др.) относятся клиноптилолит, морденит и шабазит. В табл. 12 приведена характеристика состава и свойств некоторых распространенных природных цеолитов, имеющих практическое значение.

Таблица 12. Состав и свойства некоторых природных цеолитов, имеющих промышленное значение (по Бреку).
Минерал	Формула	Структурная группа	Пределы изменения отношения Si/Al	Второстепенные примесные катионы	Размеры входных окон, нм	Объем пустот, %	Удельный вес, г/см3	Способность к ионному обмену, милли-экв./г	Устойчивость при дегидратации, нагреве, њС	Относительная кислотостойкость*	Распространенность в осадочных и вулканогенно-осадочных комплексах**
Клино-птилолит	Na6(AlO2)6(SiO2)30.24Н20	Т10О20	4,25-5,25	Ca, К, Mg	0,41x0,62 0,27x0,57	34	2,16	2,54	до 700	В	З
Морденит	Na18(AlO2)8(Si02)40.24Н20	T8O16	4,17-5,0	Ca, К, Mg	0,67x0,7 0,29x0,57	28	2,12-2,15	2,29	до 800	В	З
Эрионит	(Mg, Ca, Na2, K2)4,5.(AlO2)9(Si02)27.27Н20	S6R	2,9-3,7	Mg, NH4	0,36x0,52	35	2,02-2,08	3,12	стабилен	С	Мз
Шабазит	Ca2(AlO2)4(Si02)8.13Н20	D6R	3,2-3,8	Mg, Sr, Ba	0,37x0,42	47	2,05-2,10	3,81	стабилен	С	Мз
Анальцим	Na16(AlO2)16(Si02)32.16Н20	S4R	1,8-2,8	K, H	0,26	18	2,24-2,29	4,54	до 700	Н	З
Филлипсит	(К, Na)10(AlO2)10.(Si02)22.20Н2O	S4R	1,3-2,2	Ca, Ba, Sr, Mg	0,42x0,44	31	2,15-2,20	3,87	до 200-250	Н	З
------------------------- *) Н - низкая (разлагаются в разбавленных кислотах); С - средняя (разлагаются в сильных кислотах); В - высокая (разлагаются в концентрированных кислотах); **) З - значительная; Мз - менее значительная

Использование цеолитов чрезвычайно разнообразно и неуклонно увеличивается. В промышленности с их помощью осушают и очищают всевозможные газы и жидкости, получают кислород и азот из воздуха, путем ввода в них платины, рения и других катализаторов используют при крекинге нефти, разделяют металлы и получают особо чистые соли, извлекают металлы из подземных и рудничных вод, используют в качестве наполнителей при производстве бумаги, взрывчатых веществ, картона, полимеров, резины, красок и других материалов, как гидравлические добавки в портланд-цементы, применяют для создания глубокого вакуума и др. Около 20% добываемых цеолитов используется в строительстве для производства легких строительных и декоративных материалов и как основа для получения керамзитовых окатышей. В сельском хозяйстве цеолиты весьма эффективны для удержания в почве удобрений и влаги, как кормовые добавки скоту и птице, как дезодоранты (поглотители сильно пахнущих газов), при производстве искусственных почв для закрытого грунта и др. В области охраны окружающей среды - это очистители газовых выбросов от сернистого ангидрида, азота, углерода, аммиака, сероводорода, промышленных сточных вод от цветных и радиоактивных металлов, хлора, стронция, продуктов нефтепереработки; их широко используют при очистке вод морей и океанов при авариях танкеров и нефтепроводов, применяют при дезактивации местности. Цеолиты необходимы для приготовления лекарств и других продуктов фармацевтической, парфюмерной, кондитерской и других отраслей. Природные цеолиты используют при синтезе некоторых искусственных цеолитов. Последние применяются для получения ракетного топлива, биологически разрушающихся моющих средств и в других областях. Высокоглиноземистые цеолиты рассматриваются в качестве потенциального сырья для получения глинозема. В настоящее время установлено, что кроме собственно цеолитовых пород (цеолититов) с содержанием цеолитов более 40%, практический интерес представляют образования с меньшим содержанием цеолитов (от 10 до 40%), если в их составе присутствуют опал, монтмориллонит, кальцит и кристобалит.

Основные порталы (построено редакторами)

Домашний очаг Дом • Дача • Садоводство • Дети • Активность ребенка • Игры • Красота • Женщины • (Беременность) • Семья • Хобби Здоровье: • Анатомия • Болезни • Вредные привычки • Диагностика • Народная медицина • Первая помощь • Питание • Фармацевтика История: СССР • История России • Российская Империя Окружающий мир: Животный мир • Домашние животные • Насекомые • Растения • Природа • Катаклизмы • Космос • Климат • Стихийные бедствия Справочная информация Документы • Законы • Извещения • Утверждения документов • Договора • Запросы предложений • Технические задания • Планы развития • Документоведение • Аналитика • Мероприятия • Конкурсы • Итоги • Администрации городов • Приказы • Контракты • Выполнение работ • Протоколы рассмотрения заявок • Аукционы • Проекты • Протоколы • Бюджетные организации Муниципалитеты • Районы • Образования • Программы Отчеты: • по упоминаниям • Документная база • Ценные бумаги Положения: • Финансовые документы Постановления: • Рубрикатор по темам • Финансы • города Российской Федерации • регионы • по точным датам Регламенты Термины: • Научная терминология • Финансовая • Экономическая Время: • Даты • 2015 год • 2016 год Документы в финансовой сфере • в инвестиционной • Финансовые документы - программы

Техника Авиация • Авто • Вычислительная техника • Оборудование • (Электрооборудование) • Радио • Технологии • (Аудио-видео) • (Компьютеры) Общество Безопасность • Гражданские права и свободы • Искусство • (Музыка) • Культура • (Этика) • Мировые имена • Политика • (Геополитика) • (Идеологические конфликты) • Власть • Заговоры и перевороты • Гражданская позиция • Миграция • Религии и верования • (Конфессии) • Христианство • Мифология • Развлечения • Масс Медиа • Спорт (Боевые искусства) • Транспорт • Туризм Войны и конфликты: Армия • Военная техника • Звания и награды Образование и наука Наука: Контрольные работы • Научно-технический прогресс • Педагогика • Рабочие программы • Факультеты • Методические рекомендации • Школа • Профессиональное образование • Мотивация учащихся Предметы: Биология • География • Геология • История • Литература • Литературные жанры • Литературные герои • Математика • Медицина • Музыка • Право • Жилищное право • Земельное право • Уголовное право • Кодексы • Психология (Логика) • Русский язык • Социология • Физика • Филология • Философия • Химия • Юриспруденция

Мир Регионы: Азия • Америка • Африка • Европа • Прибалтика • Европейская политика • Океания • Города мира Россия: • Москва • Кавказ • Регионы России • Программы регионов • Экономика Бизнес и финансы Бизнес: • Банки • Богатство и благосостояние • Коррупция • (Преступность) • Маркетинг • Менеджмент • Инвестиции • Ценные бумаги: • Управление • Открытые акционерные общества • Проекты • Документы • Ценные бумаги - контроль • Ценные бумаги - оценки • Облигации • Долги • Валюта • Недвижимость • (Аренда) • Профессии • Работа • Торговля • Услуги • Финансы • Страхование • Бюджет • Финансовые услуги • Кредиты • Компании • Государственные предприятия • Экономика • Макроэкономика • Микроэкономика • Налоги • Аудит Промышленность: • Металлургия • Нефть • Сельское хозяйство • Энергетика Строительство • Архитектура • Интерьер • Полы и перекрытия • Процесс строительства • Строительные материалы • Теплоизоляция • Экстерьер • Организация и управление производством