Слюды. Графит. Магнезит. Тальк

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

Слюды. Графит. Магнезит. Тальк

Слюды

В группу слюд входит большое число минеральных видов. Они представляют группу сложных алюмосиликатов щелочных и щелочноземельных металлов, обладающих специфическими особенностями, Все они кристаллизуются в моноклинной сингонии, обладают весьма совершенной спайностью по пинакоиду, что позволяет расщеплять их на тончайшие гибкие эластичные пластинки; их окраска варьирует от бесцветной до зеленовато-коричневой, почти чёрной; плотность 2,7-3,1; твёрдость 2-3. Из них наиболее промышленно-ценные слюды - крупнокристаллические мусковит и флогопит. Применение в промышленности обусловлено следующими их свойствами: 1) способностью, благодаря весьма совершенной спайности расщепляться на тончайшие ровные листки ( вплоть до толщины в несколько мкм ); 2) высокой механической прочностью и гибкостью даже очень тонких листов слюды; 3)исключительно высокими электроизоляционными свойствами; 4)химической стойкостью и влагостойкостью; 5) термической стойкостью; 6) прозрачностью (и почти полной бесцветностью в тонких пластинках); 7)высоким двупреломлением.

В промышленности используются два вида сырья, достаточно резко различающихся по областям их применения и в определенной степени -- по источникам получения: листовая слюда и мелкочешуйчатая слюда. Наиболее ценным сырьем является листовая слюда, мелкочешуйчатые же разности либо получают как отходы при переработке листовой слюды,/либо (реже) добывают специально при разработке некоторых типов месторождений.

Качество листовой слюды как сырья для электро- и радиотехнических изделий определяется сочетанием указанных свойств, а также размером кристаллов, наличием или отсутствием в них дефектов. Для мусковита и флогопита большое влияние на механические свойства пакетов слюды оказывают различные дефекты, встречающиеся в природных кристаллах: трещиноватость, зажимистость, ельчатость, клиновидность, морщинистость, прорастание слюды другими минералами, газовые включения и др.

Слюда широко используется в промышленности, сельском хозяйстве, транспорте, в быту и других сферах потребления.

Мусковит. Области использования листового и нелистового мусковита во многом сильно отличаются. До 80% листовой слюды идет на нужды электроники и электротехники для производства высококачественных,-конденсаторов, применяется в аппаратуре для авиационной и ракетной техники, в атомных установках; используется в телевизионной технике, радиолокационных станциях, для изготовления смотровых окон котлов высокого давления и других резервуаров, в медицинской технике, в лазерных приборах. Всего в развитых странах ежегодно расходуется более 12 тыс.т. листового мусковита. Самые крупные потребители - Россия, США, Япония, Великобритания, Франция, ФРГ. Из них только Россия имеет и использует собственную сырьевую базу.

Нелистовой мусковит в дробленом или молотом виде применяется в электротехнике, цементной, резиновой и лакокрасочной промышленности, производстве шин, пластмасс, гидроизоляционных материалов и др. Годовая мировая добыча и переработка этого сырья составляет 200-220 тыс.т.

Флогопит. Используется в производстве электроизоляционных изделий разного назначения, для изготовления смотровых окон промышленных печей и бытовых приборов, в производстве рубероида, специальной бумаги, резинотехнических изделий, применяется при изоляции зон поглощения и цементирования нефтяных и газовых скважин в качестве инертного наполнителя буровых и цементных растворов.

Вермикулит (гидрослюда).Главным промышленным свойством вермикулита является его способность вспучиваться при нагревании с увеличением объёма в 8-10 раз. Используется в строительстве для производства теплоизоляционных бетонов, теплоизоляционных изделий. Большое применение вермикулит получил при изготовлении огнезащитных плит, при разливке и прокате стали, для улавливания цветных металлов в сточных водах металлургических комбинатов. Как тепло- и звукоизоляционный материал вермикулит используется в авиационной и автомобильной промышленности, в холодильниках. В растениеводстве - в гидропонике, мелиорации.

Промышленно-генетические типы месторождений мусковита:

1. Пегматитовый (месторождения Мамско -Чуйской и Карело-Кольской провинций, месторождения Индии, Бразилии, Зимбабве).

2. Грейзеновый (Спокойнинсское месторождение в Читинской области - Россия);

3. Метаморфический (Кулетское месторождение - Казахстан);

4. Магматический.(месторождение Спрус Пайн -США).

Пегматитовый тип. Слюдоносные гранитные пегматиты являются единственным промышленным источником листового мусковита. Промышленные месторождения приурочены к областям ультраметамофизма и формируются на глубинах 6-8км. Пегматитовые тела встречаются группами, образующими пегматитовые поля, которые объединятся в зоны, протяженность последних может достигать первых сотен километров при ширине 10 -20км. Морфология тел весьма разнообразна: жилы, линзы, штоки, ветвящиеся тела, согласнве и секущие по отношению к вмещающим метаморфическим породам. Размеры жил достигают сотен метров в длину при мощности от метров до первых десятков метров. Преобладающими минералами являются мусковит, кварц, полевые шпаты, биотит. Могут присутствовать апатит, турмалин, гранат. Пегматитовые месторождения являются комплексными, наряду с мусковитом добываются полевые шпаты и кварц.

К основным мусковитоносным районам относятся Мамско-Витимский в Восточной Сибири и Карело-Кольский. За рубежом наиболее крупные пегматитовые месторождения мусковита находятся в Индии и Бразилии.

Природными источниками мелкочешуйчатого мусковита являются грейзены, в которых мусковит может извлекаться как попутный компонент при добыче редкометалльных руд. Так в грейзеновом Спокойнинском месторождении основным полезным ископаемым является вольфрам.

Метаморфические месторождения мелкочешуйчатого мусковита представлены мусковитовыми и двуслюдяными кристаллическими сланцами, содержащими иногда технические гранаты и графит.

Магматические месторождения представлены мусковитовыми, двуслюдяными и аляскитовыми гранитами, в которых содержание мусковита составляет 5 -15%. Крупным разрабатываемым месторождением такого типа является месторождение Спрус Пайн (США). Здесь слюдистые и амфиболовые гнейсы и сланцы рассечены телами аляскитов размером 3х1,5 км. Запасы мелкочешуйчатого мусковита до глубины 15м составляют 50 млн.т и полевого шпата -200 млн.т.

Промышленно-генетические типы месторождений флогопита:

1. Скарновый (Алданские месторождения)

2. Карбонатитовый (Ковдорское месторождение в Мурманской области).

Скарновые месторождения образуются в зонах контактов магнезиальных метаморфических пород с внедряющимися в них гранитными интрузиями, Состав скарнов в основном флогопид-диопсидовый, Форма рудных тел пластообразная, жильная, гнездообразная.

Карбонатитовые месторождения образуются только в условиях платформенного режима на щитах и платформах, в областях завершённой складчатости. Особенностью флогопитовых месторождений является их тесная связь с интрузивными комплексами щелочно-ультраосновного состава. Такие комплексы формируют сложные многофазные интрузии центрального типа, развитие которых начинается с внедрения ультраосновных пород; более поздние магматические образования представлены ийолит-уртитами, нефелиновыми сиенитами; становление комплекса завершается собственно карбонатитами. Всему процессу становления щелочно- ультраосновных комплексов с карбонатитами свойственно сочетание магматических и метасоматических процессов.Флогопит возникает на разных стадиях при воздействии щелочных растворов на магнезиальные породы.

Наиболее важные по масштабам и качеству сырья скопления флогопита возникают до начала собственно карбонатитовых стадий процесса, после формирования щелочных пород, за счет метасоматического замещения флогопитом гигантозернистых разностей гипербазитов.Так основное флогопитоносное тело Ковдорского месторождения приурочено к зоне контакта гипербазитов и щелочных пород. Промышленная флогопитоносность тяготеет к гигантозернистым метасоматитам, которые размещаются в зоне контакта оливинитов с пироксенитами. На Ковдорском месторождении промышленная зона огибает оливинитовое ядро в виде подковы длиной в 8-10 км и мощностью до 1км. Флогопитовые рудные тела в этой зоне имеют линзовидную и жилообразную формы. Главная залежь - линза мощностью 10-100м прослеживается на несколько сотен метров В наиболее богатых рудных телах выход забойного сырца может составлять 400--500 кг/м³, иногда до 1000 кг/м³, а промышленного сырца 25--30 % по отношению к забойному сырцу; выход мелкочешуйчатой слюды -- от 35 до 50 % от объема горной массы.

Флогопитовые месторождения карбонатитового типа являются комплексными, сочетающими ряд рудных компонентов (Fe, Ti, Nb, Zr, TR, иногда Си, Pb и др.) и неметаллических полезных ископаемых (флогопит, апатит, вермикулит, флюорит, карбонатные породы). На Ковдорском месторождении кроме флогопита добывается вермикулит, получают магнетитовый, апатитовый и бадделеитовый концентраты.

В России известны два района флогопитоносных карбонатитов - Маймеча-Котуйский на севере Сибирской платформы ( м-е Маган) и Карело-Кольский (м-е Ковдорское).

Промышленные месторождения вермикулита связаны с зонами выветривания месторождений флогопита и биотита (Ковдорское месторождение - Россия, Каратасское месторождение - Казахстан).

Мировые прогнозные ресурсы мусковита оцениваются в десятки миллиардов тонн. Наибольшим разведанным и прогнозным потенциалом обладают Индия, Россия, Бразилия, их разведанные и прогнозные ресурсы листового мусковита составляют около 10 млн т, что больше, чем во всех остальных государствах мира.

Россия располагает четырьмя флогопитоносны-ми районами с суммарными запасами 8,4 млн т, в том числе 92,3% - в Ковдорском месторождении (Кольский п-ов). Значительным сырьевым потенциалом флогопита обладают Канада, Малагасийская Республика, КНДР.

Мировые запасам вермикулита составляют порядка 200 млн т. Суммарные запасы вермикулита России составляют 47 млн т, из которых 43 млн т сосредоточено в Ковдорском месторождении.

Графит ( С )

Единственный минералообразующий элемент графита - углерод. Свойства графита зависят от его кристаллической структуры. В отличие от алмаза она имеет слоистое строение. В связи с низкой твердостью и весьма совершенной спайностью графит легко оставляет след на бумаге, жирен на ощупь. Эти свойства графита обусловлены слабыми связями между атомными слоями. Графит имеет низкую удельную теплоемкость и высокую температуру плавления ( 3850° С). Благодаря этому, графит обладает чрезвычайно высокой огнеупорностью. Кроме того, он хорошо проводит электричество и тепло, не уступая по этим свойствам ряду металлов, устойчив при воздействии многих кислот и других химических реагентов, легко смешивается с другими веществами, отличается малым коэффициентом трения, высокой смазывающей и кроющей способностью. Все это привело к уникальному сочетанию в одном минерале важных свойств. Поэтому графит широко используется в промышленности.

Графитовые руды подразделяются на явнокристаллические (плотнокристаллические и чешуйчатые) и скрытокристаллические. Содержание углерода в минеральном агрегате (концентрате) определяет качество графита.

Благодаря своим уникальным свойствам графит находит применение в различных отраслях промышленности. Он широко используется в качестве огнеупорного материала, который в основном (до 70%) потребляется в черной и цветной металлургии. Как электропроводящий и химически стойкий материал графит применяется в электротехнике, химической и нефтехимической промышленности; в качестве смазочного материала -- в машиностроении, где используется для смазки трущихся деталей машин и приборов, а также при обработке металлов давлением. Находит применение графит также в производстве строительных материалов, красок и т.п.

В литейном производстве применяют в составе формовочных смесей, для присыпок, натирки стержней. Наиболее графитоемким является производство огнеупорных кирпичей и плавильных тиглей для выплавки особых сталей, цветных и благородных металлов.

В электротехнической промышленности графит используется для изготовления электродов, щелочных аккумуляторах. Одной из традиционных областей применения природного графита является производство карандашей.

Используется графит при производстве резины, копировальной бумаги, синтетических алмазов. В атомной промышленности из графита изготавливаются блоки и детали ядерных реакторов.

В России и за рубежом основными потребителями графита являются металлургия, машиностроение, электротехника, химия и нефтехимия, карандашное производство.

Промышенно-генетические типы месторождений графита

Выделяют 5 типов месторождений графита:

1. Магматические месторождения. Месторождения плотнокристаллического, чешуйчатого и скрытокристаллического графита образуются путём кристаллизации из магм кислого и щелочного состава. Плотнокристаллический графит образует неравномерные скопления в штоках, гнёздах, жилах; содержание его достигает 85%. Небольшие по запасам, но содержат высококачественный, плотнокристаллический графит (Черемшанское и Миасское месторождения на Урале);

2. Контактово-метасоматические месторождения локализуются в зоне контакта интрузий с карбонатными породами, К месторождениям такого типа относится Ботогольское месторождение в Восточных Саянах расположенное в зоне контакта осадочных и метаморфических пород с интрузией нефелиновых сиенитов. В нефелиновых сиенитах и в кристаллических известняках вблизи контакта находится около 30 рудных тел различной формы и размеров. Наиболее крупный из них Корнельский шток размерами 50х35м в плане и 80м глубиной. Наиболее богатые массивные плотнокристаллические руды содержат 60 -98% углерода, более бедные полосчатые и вкрапленные от 5% до 20%, но они легко обогащаются. Таким образом месторождения этого типа сравнительно небольшие по масштабам, но содержат высококачественный, плотнокристаллический графит.

3. Высокотемпературные гидротермальные месторождения залегают в виде жил и линз среди гнейсов и кристаллических сланцев. Графитовые жилы мощностью до нескольких метров и протяженностью до несколько десятков метров образуют серии и группы на крыльях антиклинальных складок. Жилы зональные, сложены в центре плотнокристаллическим графитом, а у зальбандов - крупночешуйчатым графитом. К типичным для этого типа принадлежат месторождения Шри-Ланка.

4. Метаморфические в гнейсовых комплексах являются основным промышленным типом месторождений графита. Высококачественные чешуйчатые графитовые руды образовались за счёт рассеянного органического вещества в условиях глубокого регионального метаморфизма. Чешуйчатые вкрапленные руды образуют пластообразные и линзовидные тела с содержанием графита 2-30%. Завальевское месторождение входит в группу месторождений Украинского кристаллического массива, имеющих большую промышленную ценность благодаря высокому качеству графита, большим масштабам оруденения, лёгкости обогащения руд и возможности разработки открытым способом. Графитоносная толща состоит из нескольких горизонтов гнейсов, содержащих крупночешуйчатый графит. Месторождения такого типа имеются на восточном склоне Южного Урала, в Прибайкалье и на Дальнем Востоке.

5. Метаморфизованные в зоне контакта каменных углей с магматическими породами в результате контактового (термального) метаморфизма. Графитоносные тела имеют пластовую форму и сложены скрытокристаллическимграфитом. В Тунгузской графитоносной провинции, приуроченной к окраине Тунгузского каменноугольного бассейна, имеется несколько подоьных месторождений(Ногинское, Курейское и др.) Это пологозалегающие пачки пластов, состоящих из скрытокристаллического, иногда чешуйчатого графита с примесью пирита, кальцита, апатита. Мощность пластов составляет 6-20м. Месторождения считаются крупными, запасы графита в них составляют миллионы тонн.).

Мировые извлекаемые запасы графита всех разновидностей оцениваются в 1500 млн. т, а его мировое производство (добыча) (тыс.т) составляло в 1990 г. -- 669, в 1991 г. -- 621; крупными производителями графита являются КНР (185), Южная Корея (101), Украина (48,3), Россия (46,5), Австрия (39,4), Мексика (37). А производство наиболее ценного кристаллического графита в мире составило в 2000г - 478,8 тыс т.: из них в Китае -200 тыс. т.; в России - 7,45 тыс т., что не обеспечивает потребностей нашей страны.

Магнезит MgCO₃ и брусит Mg(OH)₂

Высокомагнезиальные минералы представленные в месторождениях кристаллической и скрытокристаллической разновидностями.

Магнезит кристаллизуется в тригональной сингонии, форма кристаллов -ромбоэдры и скаленоэдры. Твёрдость 3,5- 4,5; плотность -3г/см3, совершенная спайность,. Практически в нём всегда содержатся примеси оксида железа, кальция, марганца, алюминия, кремния. Кристаллический магнезит образует зернистые мраморовидные агрегаты. Цвет кристаллического магнезита белый или желтоватый, а от примесей углистого вещества приобретает серую до черной окраску. Аморфный магнезит имеет белый цвет и фарфоровидный облик, образует натёчные гроздевидные формы, обладает раковистым изломом. Примеси окрашивают магнезит в кремовые, желтоватые, бурые или серые тона.

При обжиге до температуры 600-1000^°С магнезит превращается в порошкообразную массу, называемую «каустическим магнезитом». Он входит в состав магнезиального цемента, обладающего исключительно высокими вяжущими, пластическими и гидравлическими свойствами и способен связывать различные минеральные и органические материалы. Магнезиальный цемент используется для производства строительных, отделочных, термо- и звукоизоляционных материалов, а также для изготовления абразивных изделий ( карборундовые круги, жернова) Каустический магнезит используется для выработки огнестойких красок и как флюс в керамике.

При обжиге до температуры 1450-1800°С магнезит переходит в искусственный периклаз ( MgO), называемый намертво обожжённым магнезитом, с температурой плавления 2800°С. Он абсолютно инертен к воде и углекислому газу, является ценным огнеупором. Он очень прочен при спекании порошка и применяется для наварки пода и стенок металлургических печей, для изготовления магнезитовых кирпичей, магнезитовых стаканов для сталелитейного, сернокислотного и цементного производства. Он также используется для получения металлического магния, лечебных препаратов (жжёная магнезия) удобрений и ядохимикатов, для различных целей в резиновой, бумажной,керамической отраслях. На производство магнезитового порошка идёт 90% добываемого магнезита и весь брусит. В Японии,Англии,США налажено производство оксида магния из морской воды.

Брусит - мягкий минерал (твёрдость 2,5) с приятным перламутровым блеском, окраска его обычно белая, голубовато-белая, зеленовато-белая, бледно-розовая. Он менее распространён в природе, чем магнезит, но образует более качественные руды, перерабатываемые с меньшими энергетическими затратами. Переход брусита в периклаз происходит при 450°С.

Генетические типы промышленных месторождений

Промышленные типы месторождений магнезита и брусита пространственно и генетически тесно связаны с магнезиальными карбонатными и силикатными породами. Основными типами месторождений являются следующие:

1. Гидротермальные метасоматические магнезитовые месторождения, приуроченные к мощным толщам метаморфизованных карбонатных пород, содержащих пласты доломитов, известняков и глинистых сланцев. Здесь выделяется два подтипа: магнезитовые и тальк-магнезитовые месторождения.

Гидротермальные магнезитовые месторождения приурочены к мощным толщам слабо метаморфизованных пластов доломитов, известняков и глинистых сланцев., смятых в складки и пронизанных дайками основных пород. Залежи кристаллического магнезита имеют форму пластов, линз и гнёзд и располагаются согласно с вмещающими породами, внутри рудных тел нередко сохраняются прослои и блоки доломитов. Залежи обычно большие: длина по простиранию 1-2км, мощностью 400-500м и более. Рудные тела сложены мелко-, средне- и крупнокристаллическими магнезитами белого и голубовато-белого цвета. Руды высокого качества: содержание оксида магния до 46 %.Этот тип представлен крупными месторождениями, имеющими большое промышленное значение (Саткинская группа месторождений на Южном Урале).

Гидротермальные тальк-магнезитовые месторождения приурочены к более метаморфизованным доломитовым мраморам, залегающим среди гнйсов, кристаллических сланцев и тесно связаны с гранитными интрузиями. Источником магнийсодержащих гидротермальных растворов считаются кислые интрузии, а источником магния - доломитовые толщи.

Рудные тела плитообразной и линзовидной формы ориентированы согласно с вмещающими породами, расположены в зонах смятия крутопадающих разрывных нарушений. Размеры их по простиранию достигают 10 км, по мощности - 600 м. На глубину минерализация распространяется до 600 м.

Строение рудных тел чрезвычайно сложное зональное. В них встречаются незамещенные доломиты, линзы кальцитового состава, жилообразные выделения талька и хлорита.. Центральные части рудных тел сложены высококачественными светлыми магнезитами, которые составляют 75-99%. Кроме него имеются реликты первичных доломитов, тальк, хлорит, кварц, пирит, крупнокристаллический вторичный доломит, серпентин и хризотил-асбест. Запасы месторождений измеряются сотнями миллионов тонн. Примером такикого типа месторождений является Савинское месторождение на Восточном Саяне.

2. Инфильтрационные, связанные с корами выветривания по ультраосновным породам. Аморфный магнезит отлагается в трещинах и полостях вместе с опалом, халцедоном (хризопраз) и кварцем. Формы рудных тел : штокверки и жилы. Существенное промышленное значение имеют жильные месторождения (Югославия и Греция). Типичным представителем инфильтрационных месторождений магнезита является Халиловское месторождение на Южном Урале.

3. Осадочные месторождения магнезита и гидромагнезита имеют очень небольшое практическое значение. Они представляют собой отложения озёрных бассейнов. К этому типу относятся месторождения Куйбышевское и саратовское (Россия), атакже залежи гидромагнезита в Канаде, вЮгославии, Турции, США.

4. Контактово-метаморфические месторождения брусита и бруситовых мраморов. Они образуются в зонах контактового метаморфизма гранитоидных массивов, прорывающих толщи доломитов, содержащих линзы и пласты пелитомофных магнезитов. По этим линзам и пластам развиваются брусититы, а по доломитам - бруситовые Месторождения брусита промышленного масштаба крайне редки, и в мире их насчитывают единицы (в США, Канаде, Италии, Югославии). В России имеется одно месторождение -- Кульдурское (Еврейская АО) с запасами около 4,5 млн. т.

Мировые общие запасы кристаллического магнезита составляют 12-13 млрд т, в том числе подтвержденные -- 2,8 млрд. т. Крупнейшими запасами располагают Россия, Корея, КНДР и Китай, где сосредоточено около 80% общемировых запасов магнезитов этого типа. Магнезит коры выветривания ультрамафитов известен в Югославии (Центральная Сербия), Греции, Турции, Польше, на Кубе и в др. Запасы магнезита в коре выветривания составляют 10-15 млн т при его содержании до 20%.

По количеству разведанных запасов магнезита Россия занимает одно из первых мест в мире (38% общемировых), 98,8% запасов сосредоточено в Челябинской области, Красноярском крае и Иркутской области. Суммарные балансовые запасы крупнейших в России месторождений Саткинской, Удерейской групп и Савинского по промышленным категориям составляют 518 млн т или 59,9% всех запасов РФ.

Мировая добыча магнезита в 2000 году составила 10,8 млн т в год. Ведущими добывающими странами являются Россия, Китай, Корея, Словакия. В 2000 году в России добыто около 2 млн. т. магнезита, в Китае - 2,4 млн.т Из морской воды ежегодно получают 2-2,5 млн т MgO.

Основными потребителями плавленого периклаза являются Япония, страны Западной Европы, США. Ведущие экспортеры спеченных периклазовых порошков -- Корея, Китай, Словакия, Россия. Ведущие экспортеры каустического магнезита -- Корея, Греция, Испания, Китай, США; импортеры (они же основные потребители) -- США, Германия, Франция, Великобритания

Тальк и пирофиллит

тальк мусковит флогопит пирофиллит

Тальк - гидросиликат магния. Пирофиллит - гидросиликат алюминия.

Тальком называют горные породы, в основном сложенные минералом тальком. Мономинеральные образования чистого талька встречаются как исключение. В зависимости от содержания талька породы подразделяются на талькиты и тальковые камни.

Тальк теоретически состоит из окиси магния, окиси кремния и воды, но в нём обычно присутствуют примеси алюминия, кальция и железа. Минерал моноклинной сингонии, но в виде отдельных кристаллов он встречается редко, обычно образует скрытокристаллические плотные или чешуйчатые и листоватые агрегаты.; тальк в плотных агрегатах называется стеатитом, в сланцеватых - тальковым сланцем. Цвет чистого талька совершенно белый; в случае присутствия закиси железа он окрашен в зеленый цвет, окиси железа в бурый. Никель окрашивает тальк в яблочно-зеленый цвет. Двупреломление высокое. Твердость талька около 1, он легко чертится ногтем, жирен на ощупь, вследствие чего стеатит называют мыльным камнем. Отдельные чешуйки талька гибкие, но не упругие. При температуре около 900° тальк дегидратизируется, при температуре 1530° -- плавится. Он обладает способностью хорошо обрабатываться и легко измельчаться в тонкий порошок в виде пудры. Он хорошо противостоит действию кислот, щелочей и минерализованной воды, относится к плохим проводникам тепла и электричества. Тальк обладает высокой абсорбционной способностью к маслам, краскам, смолам, высокой кроющей способностью, низкой гигроскопичностью.

Чисто тальковые породы и породы, содержащие более 75% талька, называют талькитами. Наряду с такими породами промышленность использует также породы, содержащие 35--75% талька,- так называемые тальковые камни. Среди них выделяют тальк-магнезитовые, тальк-доломитовые и тальк-хлоритовые, а также промежуточные разности.

Цвет тальк-хлоритового камня обычно зеленый и темно-зеленый, а тальк-карбонатных камней -- серый и зеленовато-серый. Твердость тальковых камней (особенно талько-карбонатных) больше, чем у талькитов, и варьирует от 1 до 3,5; мягкие камни промышленностью ценятся выше, так как они легче механически обрабатываются и легче размалываются. Тальковые камни имеют высокую огнеупорность, температура плавления их изменяется в пределах 1350-- 1400° С. Тальк-карбонатные камни являются щелочеупорными, а тальк-хлоритовые -- щелоче- и кислотоупорными.

По кристаллической структуре, физическим и техническим свойствам к тальку очень близок минерал пирофиллит Al₂0₃4Si0₂-H₂0. Визуально эти минералы неразличимы. Плотные агрегаты пирофиллита с тальком, слюдами и глинистыми минералами носят название агальматолит (пагодит), известный как поделочный декоративный камень.

Пирофиллит и тальк, имея сходные кристаллические решетки, не только близки по своим физическим свойствам, но мало отличаются друг от друга по технологическим свойствам, а следовательно и по областям применения в промышленности. В настоящее время тальковые продукты применяются более чем в 100 отраслях промышленности.

Основная масса талька используется в молотом виде.. Порошковый тальк, получаемый из талькитов и тальк-карбонатных пород широко используется как инертный наполнитель в производстве различных красок, пластмасс, бумаги, резины, химических и медицинских препаратов,. В производстве бумаги тальк не только успешно заменяет каолин как белый упрочняющий наполнитель, но и очищает технологическую древесную пульпу от смол, а бумажную макулатуру от чернил. Присутствие в бумаге талька повышает ее глянцеватость, восприимчивость типографской краске и понижает гигроскопичность.

Порошковый тальк является составной частью (45--70%) керамической шихты для производства кровельной черепицы, облицовочной плитки, фарфора, технической и бытовой посуды. Смесь 80--90% талька с глиной и другими добавками используется для получения электроизоляционного фарфора (электротехническая керамика).

В парфюмерной и фармацевтической промышленности тальковый порошок является основным сырьем для производства пудры и присыпок, а также наполнителем для таблеток, мыла и зубной пасты, в кондитерской -- для покрытия конфет, что придает им блеск и препятствует слипанию; он необходим для изготовления различных смазок, цветных карандашей и др.

Качество талька, идущего на помол, определяется главным образом присутствием железа, понижающего белизну, ухудшающего керамические и химические свойства изделий, их огнеупорность и электроизоляционные свойства. Предельные содержания железа в тальке определяются областями использования последнего. Так, высокосортный тальк для электрокерамики должен содержать Fe₂0₃ не более 0,7%.

Кусковой тальк (стеатит) используется в производстве газовых горелок для маяков, запальных свечей для двигателей внутреннего сгорания, плавильных тиглей в металлургии, для изготовления различных радиодеталей и мелков, рисующих на пластмассах, тканях и металлах.

Из тальковых камней (обычно тальк-брейнеритового состава) выпиливали огнеупорный кирпич, использовавшийся для,- футеровки металлургических, стеклоплавильных и цементных печей. Тальк-хлоритовый камень пригоден для выпиливания электроизоляционных щитов и других деталей, выдерживающих напряжение до 500 В; он также используется для производства химически стойкой аппаратуры и тиглей для плавления цветных металлов и их сплавов, для изготовления фильер при волочении медной, алюминиевой и другой проволоки. Пиленый тальк-хлоритовый (горшечный) камень используется при строительстве зданий. Распиливается тальковый камень непосредственно в забое на кирпичи и плиты, а отходы измельчаются и из них извлекается тальк. По сравнению с тальком пирофиллит обладает заметно более высокой огнеупорностью, что и предопределяет его основное использование. Это -- футеровка внутренних стенок разливочных ковшей сталелитейных предприятий, где он используется совместно с цирконом, приготовление специальных огнеупорных строительных растворов. Пирофиллит используется в производстве белой стеновой керамической плитки и электрокерамических изделий: он понижает огневую усадку при обжиге.

Генетические типы промышленных месторождений талька

Важнейшим условием для образования месторождений талька является наличие магнезиальных пород, так как в ходе гидротермально- метасоматичесих процессов магний заимствуется из вмещающих пород, а кремнезём привносится извне. Это объясняет постоянную пространственную и генетическую связь месторождений талька и талькового камня с ультрамафитами и продуктами их метаморфизма, а также с магнезиальными карбонатными породами.

Различают три генетических типа промышленных месторождений талька и талькового камня: 1) гидротермальные метасоматические месторождения; 2) метаморфогенные месторождения; 3) остаточные месторождения.

Гидротермальные метасоматические месторождения талька и талькового камня. Среди многочисленных и важных в промышленном отношении месторождений этого типа выделяется два подтипа месторождений, связанных: а) с ультрамафитами (апоультрамафитовые); б) с карбонатными магнезиальными породами (апокарбонатные).

Гидротермальные метасоматические апоультрамафитовые месторождения талька и талькового камня связаны с ультраосновными интрузив ными (дуниты, перидотиты, пироксениты) и эффузивными (пикриты) породами, а чаще с возникшими при метаморфизме этих пород серпентинитами. Они образовались при воздействии на эти породы гидротермальных растворов в результате контактово-реакционного метасоматоза и для них характерна следующая зональность: серпентинит--- оталькованный и карбонатизированный серпентинит--- тальк-магнезитовый (брейнеритовый) камень -- талькит.

Если растворы, вызывавшие контактово-реакционный метасоматоз, по составу были кремнекислыми, то возникали месторождения талькита, если же растворы кроме Si0₂ содержали значительные количества углекислоты, образовывались месторождения талькового камня (тальк-брейнеритового, тальк-магнезитового, тальк-хлоритового).

В качестве парагенетических минералов при отальковании, кроме магнезита и хлорита, возникают амфиболы, турмалин, хризотил-асбест, пирит, халькопирит, иногда золото, а из первичных минералов сохраняются остатки серпентина. Талькиты в гипербазитах залегают в виде жилообразных и линзообразных тел мелких и средних размеров (длина 100--800 м, мощность от 2--3 до 10--40 м). Для залежей тальковых камней также характерны линзообразные формы, но размеры их значительно больше: длина 2--4 км, мощность 200--250 м.

Гидротермальные метасоматические апокарбонатные месторождения часто возникают вблизи контакта доломитов и доломитизированных известняков осадочного происхождения с крупными интрузивными телами и дайками кислых изверженных пород (Светлоключское, Онотское и др.). В таких случаях развитие талька происходило в гидротермальную фазу контактового метасоматоза непосредственно по доломиту, причем магний имелся на месте, в карбонатных породах, a Si0₂ привносилась из магматического очага. Залежи талькита и тальк-карбонатного камня располагаются среди карбонатных, реже среди силикатных пород или на контакте тех и других, имеют форму линз, пластообразных и жилообразных тел значительных размеров (от десятков до 200--500 м в длину и 10--15, редко 40--50 м мощностью для талькитов, 1000 м в длину и 200 м мощности -- для тальковых камней) и сложены либо высококачественным маложелезистым талькитом, либо тальк-доломитовым или тальк-магнезитовым камнем, имеющим малую практическую ценность.

2. Метаморфогенные месторождения,возникшие при процессах регионального метаморфизма без привноса вещества или с привносом только С0₂ сложены почти всегда тальковым камнем и образуются как по гипербазитам (Шабровское, Сыростанское и др.), так и по магнезиальным карбо натным и ассоциирующим с ними силикатным породам -- кварцитам и филитизированным глинистым сланцам (некоторые залежи Киргитейского и Бироканского месторождений и др.). Конечно, и в форми ровании этих месторождений наряду с процессами регионального метаморфизма от зеленосланцевой до амфиболитовой фаций принимали участие и процессы гидротермального метасоматоза, но роль последних была резко подчиненной.

Метаморфогенные залежи талькового камня имеют форму пластообразных тел линз и жил иногда весьма значительных размеров -- до 4 км в длину и 40--70 м мощности. Примером крупного месторождения талькового камня такого типа может служить Шабровское месторождение на Урале.

3. Остаточные месторождения порошковатых тальковых руд возникают в зоне выветривания некоторых аподоломитовых (Киргитейское, Алгуйское) и апогипербазитовых (Запиваловское, Каракудукское) месторождений. На аподоломитовых месторождениях гипергенные процессы приводят к образованию очень мощных (до 150 м) вторичных порошковатых тальковых руд, почти свободных от СаО, на глубине переходящих в плотные талькиты (Киргитейское месторождение). Порошковатые остаточные тальковые руды характеризуются исключительной чистотой.

В пределах Алгуйского месторождения в Кемеровской области развита мощная кора выветривания, сложенная интенсивно разрушенными первичными талькитами, кварцитами, диабазами и в меньшей степени доломитами. Талькиты месторождения в коре выветривания полностью дезинтегрированы и превращены в серовато-белую глиноподобную тонкодисперсную массу, жирную на ощупь. Глубина выветривания по геофизическим данным достигает 250 м. Белизна талька в большинстве проб составляет 90--95%- Ценность месторождения повышается вследствие возможности попутного использования дезинтегрированных порошковатых кварцитов -- маршаллитов, а также доломитов, тремолитовых пород.

Промышленные месторождения пирофиллита представляют собой продукты гидротермальной переработки кислых вулканических пород (Каменское,Чистогоровское месторождения).

Мировые запасы талька и пирофиллита оцениваются в 1 млрд.т. В России промышленные запасы талька составляют более 26 млн.т., талькового камня- превышают 130 млн.т. Наибольшее количество запасов талька сосредоточено в Западной Сибири(52,4%), Восточной Сибири (19,3%), на Урале.

Ежегодное мировое производство талька составило в 2010 году 8,4 млн т. Ведущими странами по производству талька являются: Китай (2300 тыс.т.), США (1060 тыс.т.), Финляндия (350 тыс.т.), Ведущими по добыче пирофиллита - Япония (1000 тыс.т.), Корея, Бразилия, Индия.

В России добыча талька и талькового камня не превышает 350 тыс.т., а производство талька в 2010 г. составило 16,1 тыс.т.Разрабатываются Онотское м-е талька в Иркутской области и 2 месторождения талькового камня - Шабровское и Сыростанское.

Литература

1. Бетехтин А.Г. 'Курс минералогии', Государственное Издательство геологической литературы, Москва,1951, 542 с.

2. Петров В.П. 'Рассказы о трех необычных минералах. Москва: Недра, 2008. с. 176.

3. Лебединский В.И., Шалимов А.И. 'Загадки земных недр'. Киев: 'Наукова думка', 1965. с. 183.

4. Баландин Р.К. 'Глазами геолога'. Москва: Детская литература, 1973. с. 240.

5. Лебединский В.И. 'В удивительном мире камня. Москва: 'Недра, 1978. с. 160.

6. Малахов А. 'Занимательно о геологии'. Москва: Молодая гвардия, 1969. с. 240.

7. Милашев В.А. 'Алмаз. Легенды и действительность'. Ленинград: Недра, 1976. с. 112.

8. Сребродольский Б.И. 'Янтарь'. Москва: Наука, 2004. с. 110.

9. Юбельт Р Определитель минералов «Мир», 1978.

10. Криштофович А. Н. и др. Геологический словарь. Том 1. (А-Л) 2005.

11. Криштофович А. Н. и др. Геологический словарь. Том 2. (М-Я) 2005.

12. Баландин Р. К. Энциклопедия драгоценных камней и минералов ВЕЧЕ Москва. 2000.

Размещено на Allbest.ru