Основные требования промышленности к качеству фарфорового камня как к керамическому сырью (так же как и для каолинов, каолиновых и других пластичных беложгущих глин) следующие: мелкозернистость и однородность строения, выдержанность химического состава, беложгущий черепок и низкие содержания хромофоров (Fe2O3, FeO, TiO2 и др.), содержание щелочей и величина калиевого модуля, Для различных видов керамики эти показатели неодинаковы. Так, для производства электрофарфора фарфоровые камни должны содержать оксидов железа не более 0,4%, щелочей - не менее 1,5% при отношении К2О/Na2O > 4, кварца - не более 60%.
Среди многочисленных типов месторождений каолинов, глин, полевых шпатов и фарфоровых камней как керамического сырья в качестве главнейших выделяются следующие.
1). Изменчивые в плане, плащеобразные, линзообразные и более сложные каолиновые залежи с корневыми окончаниями типа жил и карманов, площадью в десятки-сотни км2, мощностью в метры-десятки метров и более в корах выветривания массивов лейкократовых калишпатовых гранитов, гнейсов и мигматитов, реже плагиогранитов, кварцевых порфиров и других пород (месторождения Просяновское, Глуховецкое, Велико-Гадоминецкое, Беляевское, Союзное, Ново-Андреевское, Алексеевское и многие другие на Украине, Сент-Остелл в Великобритании, Седлец в Чехии и других странах).
2). Пласты и линзы существенно каолинитовых огнеупорных и тугоплавких глин мощностью в первые метры в составе ритмично переслаивающихся морских и континентальных осадочных песчано-глинистых толщ различного возраста, включающих иногда промышленные пласты углей, карбонатных железных руд, бокситов, а также кирпичных глин (месторождения Боровичско-Любытинской группы, Латненское и другие в России, многочисленные месторождения в составе Угленосной серии в Великобритании и других странах).
3). Жилообразные, линзовидные и сложной формы тела полевошпатовых, мусковитовых, хрусталеносных и редкометалльных гранитных пегматитов однородного либо зонального внутреннего строения, протяженностью в десятки-сотни метров, мощностью в метры-первые десятки метров, залегающие в древних глубокометаморфизованных алюмосиликатных толщах. Полевошпатовое сырье является ведущим, либо попутным компонентом, добываемым совместно с кварцем, слюдами, редкими землями, горным хрусталем, оптическим флюоритом и другими цветными камнями (многочисленные месторождения Карелии, Кольского полуострова и других регионов России, месторождения Украины, Казахстана, а также Индии, Бразилии, США, Норвегии, Швеции, Финляндии и др.).
4). Тела или части дифференцированных тел аляскитовых гранитов, нефелиновых сиенитов, анортозитов и других магматических пород с высокими содержаниями полевых шпатов, нефелина, лейцита и других щелочесодержащих минералов, характеризующиеся разнообразной формой, значительными (сотни м - км) размерами и близповерхностным залеганием, доступные для открытой разработки и преимущественно комплексной переработки извлекаемой горной массы (Карчисайское месторождение лейкократовых гранитов в Узбекистане, месторождения аляскитов Спрус Пайн в Северной Каролине, США, нефелиновых сиенитов Блу-Маунтин в Канаде, Хибинские месторождения нефелиновых сиенитов, Сыннырский и Сакунский массивы высококалиевых пород сынныритов и др.).
5). Штокообразные, линзовидные и дайкообразные залежи фарфоровых камней различного состава и тесно связанных с ними каолинов размером от десятков до сотен и более метров в приповерхностных (до 0,5-1 км) грейзенизированных частях гранитоидов и гидротермально измененных кислых, реже средних вулканических пород мезокайнозойского, иногда верхнепалеозойского возраста (Гусевское, Бикинское и другие месторождения в России, месторождения полуострова Корнуолл в Англии, многочисленные месторождения Японии, КНР и других стран). По мере увеличения в породе каолинита, галлуазита, диккита и иллита за счет сокращения доли серицита, пирофиллита и диаспора она переходит из фарфорового камня в каолин (месторождения каолина Чили, Мексики, Новой Зеландии, Японии и др.).
|
Рис. 88. Схематический разрез типичной воронкообразной залежи каолина на гранитах около Сент-Остелла, Корнуолл (по Бристоу). 1 - граниты; 2 - слабо каолинизированные граниты; 3 - каолин; 4 - палеозойские сланцы (киллас). |
Месторождения каолинов и глин Великобритании
Великобритания является страной с традиционной высокоразвитой керамической промышленностью, базирующейся на собственном высококачественном сырье - первичных (остаточных) каолинах, каолиновых, так называемых <комовых>, огнеупорных и кирпичных, а также специфических сукновальных (фуллерова земля) глинах. По добыче каолина Великобритания занимает второе место в мире вслед за США, а по производству бентонитов входит в первую десятку стран.
Месторождения каолинов и каолиновых комовых глин находятся в Корнуолле и Девоншире (Юго-Западная Англия), Своеобразным кристаллическим фундаментом этого региона является гигантский гранитный батолит верхнекаменноугольного возраста, прорывающий девонские и каменноугольные преимущественно осадочные стратифицированные образования. Положительные формы неровной кровли этого батолита - куполы - выходят на дневную поверхность в виде серии крупных интрузивов: Дартмур, Бодмин Мур, Сент-Остелл, Карменеллис и Ландс Энд.
Все они сложены кварцевыми монцонитами и адамеллитами, состоящими из кварца, ортоклаза, плагиоклаза, коричневой слюды с акцессорным турмалином, цирконом и апатитом. С этими интрузивами тесно связаны олово-вольфрамовые жилы, аплиты и пегматиты. В них широко проявлены грейзенизация и каолинизация. Наиболее интенсивная каолинизация отмечается в массиве Сент-Остелл.
Каолиновые залежи приурочены к верхним частям гранитных массивов и имеют воронкообразную форму размером в многие сотни метров (рис. 88). Глубина развития каолинизации в гранитах может составлять 200-300 м. Благодаря присутствию флюорита кремовоокрашенный каолин иногда приобретает розоватый оттенок. В его составе присутствует белая слюда, включая лепидолит и жильбертит, зерна кварца с мелкими идиоморфными кристалликами альбита, микропертита, топаза, флюорита, турмалина.
Образование каолина дискуссионно. Согласно одной точке зрения, это результат гипогенного изменения гранитов под воздействием перегретых паров и горячих газов, содержавших соединения бора и фтора, поступавших из глубин по трещинам и разломам, разлагавших калиевый полевой шпат с высвобождением кремнезема и калия:
2КAlSi3О8 + 3Н2О → Al2Si2O5(OH)4 + 4SiO2 + 2KOH,
с новообразованием небольших количеств флюорита и турмалина. Другая точка зрения рассматривает каолин как продукт выветривания гранитов.
Добыча каолина осуществляется в карьерах с помощью гидромониторов: струя воды под давлением размывает стенку карьера; глинистый материал в виде водной суспензии стекает в отстойники, освобождаясь от неглинистых частиц. Получаемая товарная продукция по химическому составу близка к чистому каолиниту (мас. %):SiO2 46,5; Al2O3 39,5; (K2O+Na2O) до 2; Fe2O3 0,5-1,2, что в пересчете составляет 80-95% каолинита и 5-15% мусковита. Корнуолльский каолин имеет очень высокую степень белизны, что особенно важно для бумажной промышленности. Однако из-за сравнительно большой крупности частиц керамические массы на его основе непластичны; поэтому в них вводят пластифицирующие добавки - комовые глины и бентониты.
В этом же регионе Юго-Западной Англии, непосредственно к востоку от гранитного массива Дартмур находятся осадочные месторождения каолиновых комовых глин. Свое название они получили в связи с тем, что ранее они извлекались в виде шаров или комков массой около 15 кг. Геологически они связаны с бассейном осадконакопления Бови площадью свыше 25 км2, выполненным более чем 1100-метровой эоцен-олигоценовой толщей песков, алевролитов, алевритистых глин, комовых глин, углистых глин и лигнитов. В пределах этого бассейна выявлено более 40 промышленных пластовых залежей и линз комовых глин мощностью от 1 до 5 м.
Главный глинистый минерал комовых глин - каолинит, второстепенные - кварц и слюда типа иллита, примеси - органическое вещество (лигнит), оксиды железа и титана. В зависимости от окраски выделяют голубые, цвета слоновой кости и черные (с лигнитом) разновидности глин. Их химический состав варьирует в следующих пределах (%): SiO2 40-60; Аl2O3 25-40; Fe2O3 0,25-4,0; Na2O 0-0,75; К2О 0,5-4,0. По своему гранулометрическому составу глины тонкодисперсные: размер свыше 80% слагающих их частиц составляет сотые-десятые доли мкм.
Комовые глины обладают высокой пластичностью (максимальной в черной разновидности, богатой лигнитом), кремовым, белым или близким к белому цвету черепка, высокой дисперсностью и высокой прочностью в необожженном состоянии.
Добыча комовых глин чаще осуществляется карьерным способом. Однако, учитывая их высокое качество и редкость таких образований, допускается и подземная их добыча. Значительная часть этого сырья используется для изготовления керамических дренажных труб, строительного, кислотоупорного и огнеупорного кирпича; до недавних пор на его базе процветало гончарное производство. Для получения высококачественного белого фарфора эти глины (ball clay) используются в качестве пластифицирующих добавок к выше рассмотренным каолинам (china clay).
Считается, что месторождения комовых глин бассейна Бови имеют озерно-болотное происхождение; они образовались за счет эрозии и химического разложения гранитов Дартмур и окружающих эти граниты пород с последующим переносом и отложением продуктов в эоцен-олигоценовом грабене.
Месторождения огнеупорных и кирпичных глин широко проявлены на большей части территории Великобритании. Огнеупорные глины представляют собой осадочные плотные образования в составе Угленосной серии верхнекаменноугольного возраста. Кирпичные глины присутствуют среди девонских, каменноугольных, триасовых, юрских, меловых, третичных и четвертичных морских, озерно-болотных, аллювиальных и ледниковых формаций.
Одним из районов совместного развития огнеупорных и кирпичных глин является территория графств Норткумберленда и Дарема (Северная Англия), характеризующаяся широким площадным распространением верхнекаменноугольных толщ, подразделяемых на намюрскую серию Милстоун-Грит и вестфальскую Угленосную серию (Coal Measures). Верхняя часть серии Милстоун-Грит, обнажающаяся на территории этих графств, сложена мощными пластами грубозернистых песчаников, разделенных маломощными слойками морских глинистых сланцев.
|
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)