Неметаллические полезные ископаемые.

Глава 12. Тальк и пирофиллит.

Тальк является гидросиликатом магния с теоретическим составом Mg₃[Si₄O₁₀](OH)₂ или 3MgO^.4SiO₂^.Н₂О. Обычно в нем присутствуют примеси алюминия, кальция и железа. Скрытокристаллический плотный агрегат минерала называют стеатитом, а листоватый чешуйчатый - тальковым сланцем. Важнейшие свойства: белизна, низкая твердость (1 по шкале Мооса), высокая температура плавления (1500°C), химическая инертность, низкая тепло- и электропроводность, высокая абсорбционная способность к маслам, краскам, смолам, низкая гигроскопичность, высокая кроющая способность.

Существенно тальковые (более 75%) породы именуют талькитами. Талькит, содержащий волокнистый тремолит, называется асбестином. Если количество талька в породе составляет 35-75%, то ее относят к тальковому или мыльному камню (soapstone). Различают тальк-магнезитовые, тальк-доломитовые и тальк-хлоритовые камни.

Близкими к тальку физическими и технологическими свойствами обладает пирофиллит - А1₂[Si₄O₁₀](ОH)₂ или Al₂O₃^.4SiO₂^.H₂O. Плотная мелкозернистая пирофиллитовая порода с тальком, слюдами и глинистыми минералами - агальматолит (пагодит) - известна как поделочный декоративный камень.

Порошковый тальк, получаемый при измельчении талькитов или флотации измельченных тальк-карбонатных пород, широко используется как инертный наполнитель в производстве всевозможных красок, пластмасс, бумаги, резины, разнообразных химических и медицинских препаратов. Помимо этого, присутствие талька в красках улучшает их вязкость и размешиваемость некоторых пигментов, а в пластмассах - повышает их жесткость. 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 (от 45 до 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 в нем 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 не более 0,7% Fe₂O₃.

Кусковый 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. В 1996 г. потребление талька в США составило около 1 млн т, большая часть которого приходилась на пять отраслей промышленности: керамическую (34%), бумажную (23%), лакокрасочную (19%), резинотехническую 10%) и пластмассовую (8%); остальное количество пошло на производство инсектицидов, огнеупоров и пр.

Из тальковых камней (обычно тальк - брейнеритового состава) выпиливают огнеупорный кирпич, используемый для футеровки металлургических, стеклоплавильных и цементных печей. Тальк - хлоритовый камень пригоден для выпиливания электроизоляционных щитов и других деталей, выдерживающих напряжение до 500 вольт; 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 др. мягкой проволоки. Пиленый тальк - хлоритовый (горшечный) камень использован при строительстве ряда зданий в Хельсинки и Санкт-Петербурге.

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 и ломкость изделий, а также увеличивает их сопротивление термическому удару. Подобно тальковому, пирофиллитовый порошок используют в производстве сельскохозяйственных инсектицидов, как наполнитель пластмасс и разжижитель красок. В Японии в связи с большой добычей пирофиллита его широко используют вместо талька при изготовлении бумаги, пластмасс и керамики.

Современный мировой уровень добычи талька (без талькового камня) составляет более 7,5 млн т/год. Крупнейшими его продуцентами являются КНР и CШA на долю которых приходится около половины мирового производства. К традиционно ведущим производителям талька относятся также Финляндия и Франция; в последние десятилетия резко возросла его добыча в Австралии, Индии и Бразилии, что позволило этим странам стать крупными производителями сырья. Некоторые из этих стран являются традиционными поставщиками талька, используемого в парфюмерии (Франция, КНР, Австралия), в керамической промышленности (CШA, штат Нью-Йорк) и др. Подавляющая часть мировой добычи пирофиллита (1,4-1,7 млн т/год) приходится на Японию, Южную Корею, а также Индию. Россия до 90-х годов занимала третье место в мире (после КНР и США) по добыче талькового сырья, в настоящее время она замыкает десятку стран-продуцентов и отличается выпуском низкосортной продукции (преимущественно талькового камня). Месторождения талькитов разрабатываются как открытым, так и подземным способами, а тальковых камней - только открытым. Непосредственно в забое тальковый камень распиливается на кирпичи и плиты, причем отходы измельчаются и подвергаются обогащению с получением талька.

Тальк образуется в результате различных метасоматических процессов с участием растворов преимущественно по магнезиальным горным породам, содержащим серпентин, доломит, магнезит, оливин, тремолит, диопсид и другие минералы. К таким породам относятся, с одной стороны, доломиты, доломитизированные известняки, магнезиты и магнезиальные мергели, а с другой - ультрабазиты (преимущественно дуниты и перидотиты) и продукты их метаморфизма, представленные чаще всего серпентинитами. Это предопределяет выделение следующих важнейших геолого-промышленных типов месторождений талька и талькового камня:
1). сложные жилы, штоки, линзы и пластообразные залежи маложелезистых талькитов, тальк - магнезитовых, тальк - доломитовых и др. тальк - карбонатных метасоматитов гидротермально - метаморфического генезиса близ контакта доломитов и других магнезиальных карбонатных пород с гранитоидными интрузиями;
2). сложные жилы, штоки, линзы и пластообразные залежи железистых талькитов, тальк - брейнеритовых и тальк - хлоритовых метасоматитов близ контактов серпентинизированных ультрабазитов с более молодыми гранитоидами, либо с вмещающими алюмосиликатными метаморфическими породами (серицит - хлорит - кварцевыми, углисто - кремнистыми и др. сланцами);
3). экзогенные линзы и сложной формы залежи остаточных порошковатых маложелезистых и железистых талькитов в корах выветривания массивных талькитов, тальк - карбонатных и тальк - хлоритовых образований первого и второго типов.

Образование месторождений первого типа (Онотское, Мульводжское, Светлоключевское, Бираканское, Алгуйское, Киргитейское и др. в России, Гевернур Диллон, Ллано, Эплмур и др. в США, Мэдок в Канаде, Люзенак и Тримур во Франции, Италии, Бразилии и Индии), как представляется (И.Ф.Романович), происходит с привносом кремнезема:

Если же образованию талька предшествовало формирование тремолитовых (реже диопсидовых) пород, то реакция оталькования может иметь следующий вид:

Формирование месторождений второго типа (Сысертское, Сыростанское, Шабровское, Медведевское, месторождения Миасской провинции на Урале, Турган-Койван-Аллуста в Карелии, месторождения Южной Осетии в Грузии, Полвиярви и Соткамо в Финляндии, месторождения Норвегии, Хаммондсвил, Рейнбоу в CШA и др.) связано с переработкой серпентинизированных ультрабазитов углекислыми либо кремнекислыми растворами (И.Ф.Романович):

Месторождения третьего типа являются элювиальными: при выветривании апокарбонатных месторождений первого типа (Алгуйское, Киргитейское) формируются остаточные залежи порошковатого талька высокой чистоты, практически не содержащие оксидов железа, алюминия и кальция, а при выветривании апоультрамафитовых месторождений второго типа (Запиваловское, Кара-Кудукское) - низкокачественные железистые порошковатые талькиты.

Промышленные месторождения пирофиллита представляют собой продукты гидротермальной переработки кислых вулканических пород: риолитов, дацитов и их туфов (месторождения Японии, Южной Кореи, Вьетнама, США, Канады, Австралии). По материалам японских исследователей (Р.Китагава и др.) многочисленные месторождения пирофиллита юго-западного Хонсю (префектуры Окаяма, Ямагути, Хиросима, Хиого) среди риолитов и андезитов были сформированы в течение постгранитной и/или вулканической гидротермальной деятельности в позднемеловое - раннепалеоценовое время (K-Ar датирование: 87-63 млн лет). Руды этих месторождений сложены главным образом каолинитом (диккитом), кварцем, и пирофиллитом; в них также могут появляться диаспор и андалузит:

Реже встречаются месторождения, являющиеся результатом метаморфизма высокоглиноземистых осадочных пород а также кварц-серицитовых и других метасоматитов, сопровождающих колчеданные залежи в вулканогенных толщах (Куль-Юрт-Тау, Гай на Южном Урале). В последнем случае образование пирофиллита происходит с выносом щелочей:

Рис. 64. Месторождение талька Кудауа, план горизонта 260 м и разрез по линии АБ (по Дж.Бейкеру). 1 - почва и выветрелый тальк; 2 - строматолитовый тальк (выветрелый или окрашенный); 3 - массивный тальк (слабоокрашенный); 4 - массивный тальк (чистый); 5 - ортокварциты, песчаники; 6 - тальковые арениты; 7 - долериты; 8 - приблизительные контуры карьера; 9 - падение слоев.

Месторождения талька Кудауа, Австралия

Месторождение высококачественного кускового стеатита Кудауа находится в Западной Австралии, располагаясь в 10 км к восток-северо-востоку от Три-Спрингс. Его промышленная подземная разработка началась в 1948 году; с 1960 года после разведочного бурения перешли к карьерной добыче. Кудауа занимает важное место в общеавстралийской добыче талька. Значительная часть кускового стеатита, получаемого здесь, экспортируется как ценное керамическое сырье.

Месторождение приурочено к протерозойской толще кремней Кумбердейл максимальной мощностью 1800 м, сложенной слоистыми кремнями, кремневыми брекчиями, ортокварцитами и окремнелыми доломитовыми известняками с подчиненными пластами алевролитов, аргиллитов и песчаников.

Бурением установлено, что тальковые породы образуют горизонтально-слоистую линзу мощностью до 18 м, согласно залегающую в разрезе толщи Кумбердейл (рис. 64). Размеры этой линзы в плане измеряются сотнями метров. Глубина залегания ее подошвы от дневной поверхности составляет около 25 м, а мощность перекрывающих рыхлых отложений с почвенно-растительным слоем - около 6 м.

В структурном отношении линза соответствует куполовидной складке, ось которой имеет меридиональное направление с пологим погружением на юг, а углы падения пород составляют около 5°. Линза подстилается ортокварцитами небольшой мощности, контакт с которыми тектонический; на востоке она ограничена мощной долеритовой дайкой субмеридионального направления и крутого (80°) восточного падения. Признаков термального воздействия этой дайки на тальковую залежь не установлено. На севере у поверхности залегают подстилающие ортокварциты, что свидетельствует о возможном здесь тектоническом ограничении рудной залежи.

В уступах карьера вскрывается следующий разрез линзы (сверху вниз):
1). почва, красновато-коричневая, выветрелые обломки талька и прерывистые слойки кремней - до 6 м;
2). строматолитовый тальк, бледно-коричневый, выветрелый, листоватый или землистый, с отпечатками структур водорослевых строматолитов - от 0 до 6 м;
3). компактный массивный тальк белый до зеленого, массивный либо слабо листоватый, высококачественный; участками раздроблен и окрашен оксидами железа и марганца - от 0 до 12 м;
4). ортокварциты, среднезернистые, местами содержащие гальку, с тонкими прослоями талька и характерной косой слоистостью с углами падения слойков от 20 до 30°.

Наиболее качественным является компактный массивный тальк, представленный плотным скрытокристаллическим восковидным и полупрозрачным серовато-зеленым или белым стеатитом. Из минералов-примесей в нем отмечаются единичные зерна хлорита, прожилки кварца и редкие рассеянные кристаллики пирита. Ниже зоны выветрелого строматолитового талька в свежем плотном стеатите местами вдоль трещин появляются цветные пленки оксидов железа и марганца, ухудшающие качество сырья (снижение белизны). Химический состав массивного талька приведен в табл. 15, из которой видна его высокая степень чистоты. Отметим, в частности, что согласно требованиям, предъявляемым к стеатиту как керамическому сырью в Австралии, предельно допустимые количества Fe₂O₃ и CaO не должны превышать 1,5%, а содержание A1₂O₃ - 4,0%.

Наличие в тальковой залежи признаков осадочных текстур доломитовых известняков, структур водораслевых строматолитов и ее согласное положение в разрезе свидетельствуют по представлениям австралийских геологов о том, что исходными отложениями вероятнее всего были слабо листоватые доломитистые известковые пески и известковые илы, осаждавшиеся на глубинах до 10 м. Не исключается, что наблюдаемое слабо наклонное залегание слоев с образованием купола могло быть результатом формирования доломитового рифа.

Образование кремнистой толщи и тальковой залежи в ней произошло в результате привноса или перераспределения значительных масс кремнезема, происходивших в определенных температурных условиях с участием водных растворов. Заимствованная из доломитов окись магния связывалась совместно с кремнеземом и водой в виде талька, а кальций и углекислота выносились. Разница в объеме исходных осадочных и новообразованных метасоматических пород проявилась в дроблении и трещиноватости, наблюдаемых в тальковой залежи.

Рис. 65. Схема геологического строения и разрез Краснополянского месторождения талька (по М.А.Георгиевскому). 1 - четвертичные отложения (глины); 2 - слюдистые кварциты; 3 - слюдисто-кварцевые сланцы; 4 - углисто-кварцевые сланцы; 5 - хлоритовые сланцы; 6 - тальк-хлоритовые сланцы; 7 тальк-карбонатные рассланцованные породы; 8 - талькиты; 9 - жильный кварц.

Месторождение талька Красная Поляна

Красная Поляна является типичным представителем Миасской тальковой провинции Южного Урала, объединяющей около ста месторождений талька. Располагаясь в 140 км к югу от Миасса (Челябинская область), это месторождение входит в состав так называемой Миасско-Уйской полосы, вытянутой в меридиональном направлении и трассируемой телами ультрабазитовых массивов. В региональном плане месторождение приурочено к северному замыканию Магнитогорского прогиба близ его границы с Восточно-Уральским поднятием.

Участок месторождения представляет собой сложно переслаивающееся моноклинальное чередование нижнекаменноугольных метаморфических сланцев углисто-серицит-кварцевого, кварц-хлорит-серицитового, биотит-кваарцевого и хлоритового составов. Простирание пластов пород север-северо-западное, падение крутое, субвертикальное (рис. 65).

Главная залежь тальковых сланцев имеет форму вытянутой сложной линзы, залегающей согласно преимущественно среди хлоритовых сланцев. Ее мощность достигает 75 м, длина по простиранию 250 м; залежь прослежена горными выработками на глубине 160 м. Падение крутое (50-80°) на юго-запад, реже на северо-запад. В северном и южном окончаниях она расщепляется на ряд выклинивающихся линзообразных разветвлений. Контакт между тальковыми и хлоритовыми сланцами, оконтуривающими залежь, легко определяется по смене окраски и твердости минералов.

В составе залежи помимо резко преобладающих тальковых сланцев (талькитов) присутствуют тальк-хлоритовые сланцы и рассланцованные тальк-карбонатные породы, а также линзы жильного кварца. Тальковые сланцы (талькиты) - светло-серые породы, содержащие помимо талька небольшое количество (до 6%) хлорита и биотита, единичные зерна карбоната, рутила, циркона и кварца. Иногда количество рутила возрастает до 1%. Размер листочков талька и хлорита составляет 0,1-0,2 мм. Тальк-хлоритовые сланцы - зеленовато-серые породы, образованные преимущественно тальком, бледно-зеленым хлоритом (около 12%), единичными зернами кварца (иногда его количество повышается до 15% и порода уже становится тальк-хлорит-кварцевым сланцем), биотита, карбоната и рутила. Размер зерен в породе 0,03-0,2 мм, а единичные листочки биотита чаще более крупные (до 0,6 мм). В тальк - хлоритовых сланцах встречаются следы метасоматически преобразованных вулканогенно-обломочных пород основного состава (бомбовых туфов и лав).

В тальк - карбонатной породе количество карбоната достигает 10-20%, а размеры его зерен составляют 1мм и более. В верхней части залежи карбонат выщелочен и порода приобретает ноздреватый облик, а в самом верху становится рыхлой порошкообразной массой (<Щхалва>) мощностью до 5-6 м.

В тальк - хлоритовых и тальк - карбонатных породах устанавливаются реликтовые тела (до 1 м) нацело серпентинизированных ультрабазитов. Химический состав тальксодержащих пород в контурах залежи приведен в табл 16.

Приуроченность месторождения к полосе ультрабазитовых массивов, находки в составе тальксодержащих образований серпентинизированных останцов ультраосновных пород и метасоматически преобразованных реликтов вулканогенно-обломочных пород основного состава, повышенные содержания никеля и хрома в талькитах и тальк-карбонатных породах свидетельствуют о том, что безглиноземистые (тальковые, тальк-карбонатные) породы залежи сформировались за счет метасоматического замещения исходных ультраосновных пород, а глиноземсодержащие метасоматиты (хлоритовые, тальк - хлоритовые и др.) развивались с замещением исходных метаморфических сланцев и метаморфизованных основных вулканитов (В.С.Шарфман и др.).

Считается, что хлоритовые, карбонат-хлоритовые, тальк-карбонат-хлоритовые, карбонат-тальковые и существенно тальковые породы месторождения являются метасоматическими образованиями, возникшими на контакте двух контрастных по составу пород: серпентинизированных дунитов или перидотитов (богатых магнезией и недосыщенных кремнеземом) и слюдистых и хлоритовых сланцев (богатых глиноземом, пересыщенных кремнеземом с появлением свободного кварца). В результате встречной диффузии происходило развитие наблюдаемой на месторождении реакционной метасоматической зональности типа (по Коренбауму):

Такое биметасоматическое взаимодействие резко различных по своему химизму пород могло иметь место лишь при поступлении гидротермальных растворов, источник которых проблематичен. Учитывая широкое развитие в Миасской провинции гранитоидных интрузий, вызвавших интенсивный метаморфизм пород, многие исследователи связывают возникновение этих растворов с очагами гранитоидного магматизма. Определенным подтверждением последнего является развитие на месторождении лиственитизации, связанной с воздействием углекислых растворов гранитоидных интрузий. Листвениты здесь проявлены локально, тяготея к кварцевым жилам; их типоморфная ассоциация включает кварц, магнезиально-железистый карбонат и фуксит. Заметим, что появление хромсодержащей слюды - фуксита - дополнительное свидетельство образования талькитов за счет ультрабазитов.

Месторождение Красная Поляна было разведано в 1939 году и являлось одним из крупнейших в Миасской провинции. Оно в значительной мере выработано карьером и в настоящее время не эксплуатируется. Высокое качество добываемого талька обусловило его использование в медицинской, парфюмерной, кондитерской и резиновой промышленности, а талькового камня в строительстве.

Рис. 66. Схема геологического строения и геологический разрез по линии 22 Киргитейского месторождения (по А.Б.Кириченко). 1 - глинистые сланцы; 2 - хлорит-глинистые и глинистые сланцы; 3 - доломиты; 4 - плотные талькиты; 5 - кварциты; 6 - элювиальные порошковатые талькиты; 7 - переотложенные порошковатые талькиты; 8 - бокситы; 9 - маршаллиты; 10 - карстовые глины; 11 - делювиальные глины; 12 - брекчированные породы; 13 - тектонические нарушения; 14 - нижняя граница мезокайнозойских кор выветривания; 15 - выветрелость пород.

Киргитейское месторождение кускового и порошковатого талька

Месторождение находится в Нижнем Приангарье (Красноярский край) на стыке юго-восточной части Енисейского кряжа и юго-западной окраины Сибирской платформы. Оно было открыто в 1948 году геологом Н.Р.Рябоконь. Залежь порошковатых талькитов установлена в ходе разведочных работ 1958-1959 гг., проводившихся под руководством А.В.Кириченко. Минералогия талькитов, качество и технологические свойства талька детально изучены П.П.Смолиным.

Площадь рудного поля образована терригенно-карбонатными отложениями верхнепротерозойского возраста, разделяемыми на две свиты: нижнюю (красногорскую) и верхнюю (джурскую). Первая мощностью 600-700 м сложена песчано-глинистыми и глинистыми сланцами, вторая в своей нижней части (200 м) представлена переслаиванием алевритистых сланцев и известняков, а в верхней (600 м) - массивными доломитами. Простирание пластов пород субмеридиональное, падение на восток под углами 45-75°. Общая моноклинальная структура рудного поля осложнена продольными и кососекущими меридиональными разломами и надвигами.

Все жилообразные тела плотных талькитов располагаются среди доломитов джурской свиты вдоль одного из разломов, образуя вытянутую зону протяженностью около 2,1 км и шириной от 1-2 до 100 и более метров (рис. 66). Количество таких параллельных согласных с напластованием пород крутопадающих жил различно: от 1-3 на Южном участке зоны до 10 и более на Центральном. Мощность жил колеблется от незначительной до десятков метров. Среди них имеются и жилы, не выходящие на дневную поверхность. Зона талькитов на Северном участке в своей верхней части перекрыта по надвигу с запада глинистыми сланцами и на поверхность не выходит, подсекаясь на глубине буровыми скважинами. Помимо доломитов и глинистых сланцев среди вмещающих пород на этом участке появляются тела метасоматических кварцитов.

На месторождении широко развита кора выветривания, представленная крупными эрозионно-карстовыми депрессиями, выполненными продуктами химического выветривания глинистых сланцев, плотных талькитов, кварцитов и других пород: гидрослюдистыми, каолинит-гидрослюдистыми глинами, рыжим порошковатым тальком, пылевидным кварцем (маршаллитом), а также бокситами. Глубина коры выветривания колеблется от 10-20 до 100-120 м. Рыхлые элювиальные талькиты с глубиной сменяются выветрелыми, которые в свою очередь переходят в плотные талькиты (рис. 66).

Основная часть промышленных запасов тальковых руд месторождения сосредоточена на его Центральном участке в пределах единого рудного тела длиной в 500 м и шириной 50-110 м. Тело объединяет многочисленные сближенные жилы плотного талькита мощностью от 4-5 до 15-20 м, перемежающиеся со слоями доломитов. Вмещающими породами являются хлорит-глинистые сланцы; иногда вдоль контакта этих сланцев и талькитов появляются пластовые тела кварцитов. Все породы, в том числе и талькиты круто падают на восток под углами 70-85°; слои доломитов, находящиеся к востоку от рудной зоны, имеют более пологие залегания (45-50°). Единичными скважинами тело талькитов прослеживается до глубины свыше 200 м от поверхности без признаков выклинивания.

Глубина коры выветривания над телом талькитов составляет 60-70 м в его приконтактовых частях. Талькиты здесь нацело превращены в мучнистую однородную массу; благодаря полному разложению доломитов и удалению карбонатного материала она является природно обогащенной рудой высокой чистоты. Маломощные линзы пылевидного кварца (маршаллита) появляются лишь в краевых частях на северном фланге рудного тела.

Рис. 67. Схема геологического строения рудного поля Куль-Юрт-Тау (по В.В.Зайкову, И.В.Синяковской, Л.А.Санько). 1 - серноколчеданная залежь с оторочкой сульфидизированных кварцитов; 2 - пирофиллитовые кварциты; 3 - пирофиллит-кварцевые сланцы; 4 - пиритизированные пирофиллит-кварцевые и серицит-кварцевые сланцы; вулканогенные породы баймак-бурибаевского комплекса (D2-C): 6 - рассланцованные лавы и туфы андезито-базальтового и риолито-дацитового состава, 7 - дациты кварц-роговообманково-плагиоклазовые (субвулканическая фация); 8 - контуры карьера; 9 - скважины; 10 - разломы; 11 - докембрийские толщи Урал-Тау; 12 - палеозойские формации Магнитогорского синклинория.

Преобладающей на месторождении разновидностью плотных талькитов является тальковый сланец белого, светло-серого и темно-коричневого цветов. В подчиненном количестве присутствует массивный тальк (стеатит). Талькиты практически мономинеральны, 95-99% в них составляют чешуйки талька размером от 1-2 до 20 мкм, причем больший размер чешуек с ориентированным их расположением свойственен тальковым сланцам. Белизна плотных талькитов (в среднем) - 87,7%, химический состав приведен в таблице 17. Несколько повышенное содержание СаО обусловлено примесью доломита.

Порощкообразные талькиты имеют белую, серую и желтую окраски; они также по существу мономинеральны (98-99% талька с незначительным присутствием хлорита, серицита, турмалина, рутила и кварца); их средняя белизна - 90,3%. Господствующая гранулометрическая фракция (до 0,07 мм) составляет 92,68%; форма частиц - пластинчатая, редко игольчатая; связность слабая. Химический состав приведен в таблице 17. Повышенное содержание кремнезема отражает некоторое разубоживание руды пылевидным кварцем.

По представлениям А.В.Кириченко плотные талькиты являются результатом позднепротерозойского метасоматического замещения доломитов в зоне тектонического разлома развивавшейся вдоль контактов доломитов и глинистых сланцев. Генетически с ними связаны метасоматические кварциты, являвшиеся одним из источников кремнекислоты, необходимой для образования талькитов. Сложные процессы метасоматоза сопровождались выносом кальция. Избыточный кремнезем отлагался в виде жил прозрачного кварца, а избыточный магний - в виде гнезд магнезита.

Рыхлые порошковатые талькиты являются элювиальными. Их образование связано с формированием коры выветривания в мел-палеогеновое время, когда в верхних частях тальк-карбонатной зоны месторождения происходило образование эрозионно-карстовых депрессий с накоплением в них продуктов выветривания коренных пород. При этом карбонатный материал растворялся и почти полностью удалялся. Продукты латерального выветривания глинистых сланцев, снесенные в эти депрессии, образовали карстовые залежи бокситов, а пылевидный кварц, возникший за счет выветривания кварцитов, - линзы маршаллитов.

Высокая степень чистоты (белизны) руд месторождения, их однородность и тонкочешуйчатое строение, особенно характерные для порошкообразных талькитов, отражают их исключительно высокое качество и предопределяют возможность использования практически всеми отраслями - потребителями талькового сырья. Разведанные балансовые запасы талькитов одного лишь Центрального участка месторождения составляют около 7,5 млн т, что позволяет относить его к разряду крупных объектов. Значительную долю запасов составляют наиболее высококачественные порошковатые талькиты, отрабатываемые опытно- промышленным карьером с поставкой небольшого количества тальковой руды потребителям: Красноярскому ЦБК, Химволокно <ЩЕнисей> и Красноярскому шинному заводу.

Месторождение пирофиллита Куль-Юрт-Тау

Известное в литературе как серноколчеданное, месторождение Куль-Юрт-Тау в настоящее время рассматривается как промышленный источник пирофиллитового сырья (В.В.Зайков и др.). Оно находится в башкирской части Южного Урала в 7 км к северу от города Баймак, локализуясь в так называемой Баймак-Бурибаевской вулканической зоне западного крыла Магнитогорского синклинория, осложненной протяженным (около 70 км) крутопадающим на восток разломом шириной до 1-3 км. Этот разлом выражен серией субпараллельных зон рассланцевания, трещиноватости и дробления в эйфельско-живетских вулканитах, представленных преобладающими риолитами и дацитами, а также диабазами, андезито-базальтами, туффитами. В пределах рудного поля установлены две узких протяженных зоны интенсивно рассланцованных гидротермально-метасоматических пород и колчеданных руд - западная и восточная.

Колчеданное месторождение принадлежит западной зоне, сложенной пирофиллит-кварцевыми сланцами и кварцитами; оно представлено согласной линзой массивных пиритовых руд мощностью около 50 м, длиной 180 м и выклиниванием на глубине 100 м от поверхности. Отличительной характеристикой этих руд является широкое проявление в них признаков метаморфической перекристаллизации, катаклаза и регенерации пиритных зерен. Зона прослежена в север-северо-западном направлении более чем на 4 км, имеет ширину 100-500 м и крутое субвертикальное падение. Она ограничена краевыми разломами, отделяющими метасоматиты от субвулканических слабо серицитизированных риолитов и дацитов на западе и от пиритизированных и рассланцованных туфов и лав андезито-базальтового и риолито-дацитового состава на востоке (рис. 67).

Восточная зона протяженностью в 2,5 км и шириной 50-100 м сложена серицит-хлорит-кварцевыми метасоматитами с небольшими линзами медно-цинково-колчеданных руд; значимая пирофиллитовая минерализация в ней отсутствует.

Таким образом, промышленная пирофиллитовая минерализация связана с рудовмещающими серноколчеданную залежь рассланцованными метасоматитами, состав которых определяется различными соотношениями кварца, пирофиллита, серицита и вкрапленности сульфидов. В карьере выделены, а за его пределами прослежены скважинами, две полосы пирофиллит-кварцевых сланцев шириной 30-40 м и 40-60 м, разделенных серноколчеданной линзой и чечевицеобразным телом пирофиллитовых кварцитов. Эти полосы вытянуты по простиранию на 2-4 и 1,5 км, а на глубину - до 200 м (без признаков выклинивания). С запада и востока они окаймляются пиритизированными пирофиллит-кварцевыми сланцами, лимонитизированными до глубины 20-30 м.

Пирофиллит-кварцевые сланцы (пирофиллитовые руды) - это белая и светло-серая порода с голубоватым или желтоватым оттенком, восковидная или с перламутровым блеском. Неравномерное распределение пирофиллита обусловливает появление очковой, плитчатой либо сланцеватой текстур. Содержание пирофиллита в породе может достигать 80%. Второстепенные минералы: диаспор, иллит, серицит, плагиоклаз, каолинит; акцессории: рутил, апатит, пирит, молибденит. В породе встречаются реликтовые выделения серицитизированного плагиоклаза и микробудины серицит-кварцевых пород. Пирофиллитовые кварциты - белые и светло-серые образования массивной, очковой и брекчиевидной текстур. В промежутках между зернами господствующего кварца находится мелкочешуйчатый пирофиллит, достигающий 14% в породе. По валовому химическому составу пирофиллитовые кварциты близки серицит-кварцевым обра.зованиям, образуюшим микробудины в пирофиллит-кварцевых сланцах (табл.18).

По результатам химического анализа состав пирофиллита близок к теоретическому. Доказано (В.В.Зайков и др.), что образование пирофиллит-кварцевых сланцев произошло за счет серицит-кварцевых метасоматитов в обстановке средних (300-420°С) температур на фоне динамометаморфизма колчеданных руд и околорудных измененных пород в послераннекаменноугольное время.

Среди всех пирофиллитсодержащих пород месторождения выделяют 4 типа сырья: господствующий низкощелочной пирофиллит-кварцевый, подчиненные щелочной пирофиллит-серицит-кварцевый, высокоглиноземистый диаспор-пирофиллитовый и глиноземистый пирофиллитовый. Низкое содержание в пирофиллит-кварцевых породах месторождения оксидов железа, титана, магния и кальция, являющихся главными ограничивающими параметрами при промышленной оценке, позволяют рассматривать это сырье как отвечающее требованиям фарфоро-фаянсовой и керамической промышленности. Технологические испытания показали его пригодность для производства керамической плитки, различных огнеупорных и кислотостойких изделий. Подсчитанные запасы пирофиллитового сырья месторождения (без разделения по типам) в проектном контуре карьера по категории С₂ составляют 11,7 млн т.

Назад | Содержание | Вперед

См. также Еремин Николай Иосифович