Вышезалегающая Угленосная серия представляет собой ритмичное чередование морских и континентальных осадков; разрез полной циклотемы начинается слоем морских уплотненных глин, сменяемых вверх континентальными глинистыми сланцами или аргиллитами, песчаниками, корневым слоем древней почвы и, наконец, угольным пластом. Большинство таких циклотем развиты не полностью: в них те или иные элементы могут отсутствовать. Мощность индивидуальной циклотемы колеблется от 1 до 30 м, а Угленосной серии в целом составляет около 600 м.
Образование Угленосной серии в вестфальское время происходило в незакономерно прогибающемся континентальном бассейне с преобладающими болотными и лагунными условиями. Скорость образования глин и песчаников за счет материала, привносимого крупными реками, временами превышала скорость прогибания, что предопределило кратковременные, эпизодически возникавшие условия суши в появлением древних почв - субстрата для роста обширных лесов, которым в разрезе соответствуют угольные пропластки циклотем.
Таблица 32. Состав (мас.%) и свойства огнеупорных глин | |||
Компонент, | от-до, | Фракция (мкм), | Интервал |
SiO2 | 48,6-81,6 (59,6) | 0,1 | 2-7 (3) |
Al2O3 | 12,2-32,5 (26,0) | 0,1-2,0 | 9-30 (22) |
Fe2O3 | 0,6-3,4 (1,6) | 2,0-5,0 | 8-18 (13) |
TiO2 | 1,0-1,6 (1,2) | 10,0-25,0 | 4-20 (14) |
CaO | 0,1-0,8 (0,4) | ||
MgO | 0,2-0,8 (0,5) | влагосодержание | 8,5-11,4 (9,6) |
Na2O | 0,03-0,3 (0,1) | ||
K2O | 0,9-2,6 (1,7) | ||
п. п.п. | 0,1-0,4 (0,2) | огнеупорность, oС | 1595-1700 (1662) |
SO3 | 0,1-0,4 (0,2) | ||
C | 0,3-2,2 (0,9) | линейная огневая | 0,0-5,0 (2,8) |
каолинит | 23,5-67,8 (50,4) | ||
слюда | 7,6-24,0 (15,0) | ||
кварц | 10,4-67,0 (29,3) | ||
углеродистое | 0,0-3,0 (1,2) |
Глины и глинистые сланцы, входящие в состав Угленосной серии, часто являются огнеупорными и почти всегда добываются совместно с углем в угольных шахтах и разрезах. В тех случаях, когда в глинах содержится большое количество глинозема (30-40%) и малое количество щелочей (менее 1%) они относятся к огнеупорным и используются для производства санитарного фаянса и огнеупоров. Огнеупорные глины сложены каолинитом, слюдой и кварцем. В виде примесей в них часто присутствуют органическое вещество, карбонаты кальция, магния и железа, пирит, гидроксиды железа и анатаз. Их химический состав и свойства приведены в табл. 32. Глины с меньшим количеством глинозема и большим содержанием щелочей (около 3-4% в основном за счет К2О), оксидов железа, органического вещества и пр. относятся к кирпичным (грубокерамическим); они являются темножгущими (с различной окраской черепка) и легкоплавкими. Эти глины используются в основном для производства кирпича, труб и других изделий грубой керамики. Их главные минералы - каолинит, хлорит и иллит; в примесных количествах присутствуют кварц и органическое вещество. В обожженном состоянии (температура обжига 1000-1180њС) они приобретают зеленовато-серую, светло-серую, кремовую, темно-бурую и другие окраски.
Известные под названием <фуллерова земля> кальциевые монтмориллонитовые глины Великобритании по своим свойствам и практическому использованию близки к классическим бентонитам. Основным районом добычи этих глин является Редхилл (графство Суррей) к югу от Лондона, где из нескольких карьеров получают суммарно около 200 тыс. т сырья. Здесь среди нижнемеловых (аптских) песчаников Сандгейт (так называемая формация нижних зеленых песчаников), выходящих на поверхность вдоль северного крыла антиклинальной структуры, выявлено несколько горизонтов фуллеровой земли. Эти горизонты (пласты) прослеживаются на 9 км по простиранию, имея суммарную мощность около 7 м. Их мощности и качественные характеристики различны. Основной пласт средней мощностью 2-3 м разрабатывается открытым способом до максимальной глубины под наносами 30 м.
Невыветрелые кальциевые монтмориллонитовые глины имеют восковидный облик и зеленовато-голубую окраску, переходящую при окислении в желтоватую. В сухом состоянии они твердые и хрупкие, при смешивании с водой образуют пластичную массу. Высокая емкость катионного обмена и большая адсорбционная способность предопределили использование фуллеровой земли в очистке питьевых и сточных вод, в производстве глазурей, красок, как компонент формовочных смесей и для пеллетизации железных руд; они широко используются как пластификатор в керамических массах.
Как полагают английские геологи, по источнику вещества фуллерова земля имеет вулканическое происхождение, представляя собой аккумуляты вулканического пепла, который впоследствии в субмаринной обстановке превратился в глину. Это дополнительно подтверждается выявлением вулканических центров батского возраста на дне Северного моря.
|
Рис. 89. Геологический разрез участка Хохол-Дон Латненского месторождения огнеупорных глин (по В. П.Михину, Н. А.Музылеву и А. Д.Савко). 1 - почвенно-растительный слой; 2 - моренные отложения (Q); 3 - мел плотный (K2t); 4 - мел песчаный (К2s); 5 - глина плотная (K2s); 6 - песок с желваками фосфоритов (K2s); 7 - песок кварцевый (K2at); 8 - глина огнеупорная; 9 - алевриты глинистые; 10 - песок с гравием (все К1аl); 11 - глина песчаная (К1a); l2 - номер скважины (числитель) и абсолютная отметка ее устья (знаменатель). |
Латненское месторождение огнеупорных глин
Месторождение находится в 15 км к западу от Воронежа в междуречье Дон - Ведуга - Девица. Еще в конце XIX века здесь добывались белые керамические глины, использовавшиеся в гончарном производстве и для изготовления стекловаренных горшков. С начала ХХ века глины месторождения стали промышленным сырьем для производства огнеупоров.
Продуктивная глинисто-песчаная толща аптского возраста мощностью от нескольких до 40 м, залегающая на неокомских и девонских отложениях, перекрывается меловыми и четвертичными образованиями мощностью от 0 до 120 м. В ее разрезе (рис. 89) снизу вверх выделяются песчано-гравийный (<подглиняной>), глинистый (средний) и песчаный (<надглиняной>) горизонты.
Средний горизонт, залегающий с небольшим наклоном на юг, сложен каолиновыми глинами и фациально замещающими их глинистыми песками. Глины образуют вытянутые плоские линзы средней мощностью в 3-4 м (варьирующей от 0,5 до 16,5 м) и шириной от сотен м до первых км. В зависимости от содержания органики их окраска меняется от светло-серой до черной. Если количество последней превышает 50%, глина переходит в глинистый лигнит. Довольно часто в углефицированных разностях встречаются конкреции дисульфидов железа - пирита и марказита.
В пласте глин отмечаются прослои песков, алевритов, иногда гравия; отмечается приуроченность тонкодисперсных глин к верхней, а песчанистых - к нижней его частям. В кровле пласта нередки углистые разновидности глин, что характерно для регрессивной серии озерно-болотного осадконакопления (превращение озера в болото сопровождается уменьшением размера осадочных частиц и возрастанием доли растительной органики).
Глины сложены господствующим каолинитом; в подчиненных количествах в них присутствуют монтмориллонит, гидрослюды, смешаннослойные образования типа гидрослюда+монтмориллонит, а также кварц, сульфиды, гиббсит, гидроксиды железа, углефицированные растительные и древесные остатки. Количество гиббсита и гидроксидов железа невелико, тогда как кварца и углистого вещества - варьирует в широком диапазоне, при этом глины могут переходить в глинистые пески и лигниты.
Таблица 33. Химический состав огнеупорных глин Латненского месторождения | ||||||||||
Сорт глины | Содержание в % | |||||||||
SiO2 | Аl2O3 | TiO2 | Fe2O3 | СаO | MgO | Na2O | K2O | SO3 | п. п.п. | |
ЛТ0 | 46,2 | 40,2 | 1,8 | 1,1б | 0,36 | 0,14 | 0,15 | 0,30 | 0,29 | 13,4 |
ЛТ1 | 45-48 | 37-39 | 1,8 | I,20 | 0,2-0,4 | 0,2-0,35 | 0,1-0,2 | 0,32 | до 0,3 | до 18 |
ЛТ2 | 48-50 | 33-37 | до 2,0 | до 2,0 | 0,2-0,4 | 0,2-0,4 | 0,18 | 0,42 | 0,3 | до 20 |
ЛТЗ | 50-55 | 28-33 | до 2,0 | 2,5 | 0,2-0,4 | 0,2-0,4 | 0,1-0,2 | до 0,35 | до 0,3 | до 20 |
Химический состав глин крайне изменчив (табл. 33). По содержанию кремнезема, глинозема и оксидов железа среди них выделяют основные, полукислые и кислые сорта. Полукислые и кислые сорта обогащены кремнеземом: количество кварца в них достигает 45%, а в основных его почти нет (1-2%). Наиболее высококачественные глины содержат от 39 до 43% глинозема (в них устанавливается гиббсит). Повышенные содержания оксида титана находятся в прямой корреляции с глиноземом. Наиболее высокие содержания железа отмечаются в углистых глинах за счет пирита и марказита.
|
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)