ПОИСК
Пусть Гектор определяется из условия [c.203]
Слив из кол,гектора иодачи [c.515]
Аморфный тонкопористый кремнезем оказывается настолько реакционноспособным, что его можно использовать для приготовления синтетических глинистых минералов.
Гекторит, или со-содержащий магний бентонит, оказывается пригодным для изготовления электроизоляционного материала после превращения его в форму, содержащую серебро [659].
Каолин образуется в гидротермальных условиях при 200—300°С с использованием силикагеля в качестве источника получения кремнезема [660]. [c.833]
Рис. 6.9. Кривые ДТА гейландита (Проспект Парк, Нью-Джерси) и клиноптилолита (Гектор, Калифорния) [10].
Как уже упоминалось, основания Гектора ацилируются только по одной из двух иминных групп [70а], Вследствие большей реакционной способности [c.441]
Так называемое основание Гектора дает с сероуглеродом в присутствии солей никеля красно-фиолетовый осадок. Эта реакция используется при качественном определении сероуглерода [106] [c.28]
Замещения в октаэдрических слоях монтмориллонита дают его минералогические разновидности. Так, замена алюминия магнием дает р-керолит (по И. И.
Гинзбургу), сапонит и гекторит, замена железом — нонтронит, цинком — соконит, хромом — волконскоит. К существенным различиям приводят и замещения в обменном комплексе.
В зависимости от преобладания в нем катионов натрия, кальция, магния и других получают Na-монтмориллонит, Са-монт-мориллонит и т. п. [c.21]
Из зарубежных месторождений наиболее известны залежи в штате Вайоминг (США), бентонит которых, наряду с высокими выходами раствора, дает малые водоотдачи.
Еще более коллоидальна магниевая разновидность бентонитов — гекторит из Калифорнии [13].
Высокими качествами обладает итальянский бентонит из Изола-ди-Понца, мосганемский бентонит (Алжир), бентонит из Квинсленда (Австралия). [c.39]
Рпс. б. Производство изделий калаидрованием 1-смеситель 2-вальцы 3-де-гектор металла, 4-5-образный наклонный каландр 5-охлаждающие барабаны 6-толшиномер 7-устройство для обрезания кромок 8-закатотаое устройство. [c.8]
Среди других синтезов рассматриваемого типа, суммированных в обзоре [34], следует отметить реакцию тиоцианоамида (NH2S N) с рядом кетонов, имеющих а-метиленовую группу, которая приводит к 2-аминотиазолам взаимодействие а-ацилфосфоранов с ди-тиоцианом, дающее 2-аминотиазолы или 2-меркаптотиазолы, а также 1,3-циклоприсоединение ацетиленов к основаниям Гектора (схема 69) [82 [c.474]
Клиноптилолит (Гектор, Калифорния) Ионообменная смола (амберллт IB С-84) [c.608]
Реакции З-амино-5-ариламино-1,2,4-тиадиазолов с ацилирующими агентами аналогичны реакциям соответствующих 5-алкиламинопроизводных [50], Однако 3,5-дианилино-1,2,4-тиадиазол ведет себя подобно основаниям Гектора , давая только моноацетильные и бензоильные производные независимо [c.441]
Гофман и Габриэль [39] предложили другую структуру для оснований Гектора, принимая их за 3,5-диариламино-1,2,4-тиадиазолы. Курцер [50] опроверг это, синтезировав 3,5-дианилино-1,2,4-тиадиазол и показав его неидентичность основанию Гектора, полученному из фенилтиомочевины. [c.439]
В каолинитовую группу входят минералы каолинит, диккит, галлуазит, в монтмориллонитовую — монтмориллонит, нонтронит, гекторит в группу гидрослюд — гидрослюда, иллит, аллевардит. [c.183]
При изучении сорбции воды цеолитами были измерены времена релаксации протонов [69, 99, 106]. Грехем и сотр.
[66] приводят результаты исследования методом ЯМР низкого разрешения межслоевой воды в гидратированных силикатах, например в вермикулите, монтмориллоните и гекторите, как в кристаллических участках, так и при осмотическом набухании. В кристаллических участках подвижность протонов зависит от содержания воды.
Суюнова и сотр. [192] получили спектры протонного резонанса для К-, Ма-, Мп- и Си-форм монтмориллонита. Эти авторы измеряли ширину линий и вторые моменты для этих линий в процессе гидратации. Овчаренко и сотр.
[133] регистрировали спектры ЯМР широких линий для поликристаллических образцов Ы-, Са-, Mg-, 2п-, Си +- и Со +-форм вермикулита. В спектрах имеется одна широкая линия, характерная, вероятно, для полностью гидратированной структуры, которая сохраняется вплоть до определенного уровня содержания воды. [c.486]
ОКИСЬЮ меди и помещенные в печь с температурой 700 °С 5 — трубки для поглощения выделяющейся в результате окисления воды в — кран для переключения движения тока гетая 7 — де Гектор по теплопроводности (Находится при комнатной температуре) — регулятор расхода гелия 9 — контроль и регулировка подачи гелия в сравнительную ячейку детектора 10 — измеритель расхода гелия. [c.39]
Гекторов, приведенных в табл. 19-1, выбор их зависит от требований специфического применения, основанных на компромиссе меладу стои-л1., – Стыо и их характеристиками. [c.635]
Де.Гекторы разде шются на интегральные и дифференциальные. [c.234]
Косвенным ле-гектор подвижно сти электронов Лг 1 свидо ТС,11) ( ИН) 1>р ц), 11е технический 750 1250 ( ) -5) 10 10- ” 10″ 300 (2 0) 10 мл (1Г,, N.. 0 СО, СИ,) [c.104]
Статьи
« Назад
Типы бентонитовых месторождений 19.10.2015 06:05
Бентонитовые месторождения
1. Месторождения гидротермально-метасоматического типа
Этот генетический тип включает месторождения натриевых и щелочноземельных высококачественных бентонитов. К ним относится Саригюхское месторождение в Армении, Цихисубаньское и Ванискедское в Грузии, Даш-Салахлинское в Азербайджане.
На острове Понца в Италии находится месторождение безжелезистых белых бентонитов, в Японии – группа месторождений щелочных маложелезистых высокосортных бентонитов.
Глины месторождений Бодай, Каминоиама, Хаттари (Япония), кроме монтмориллонита, в значительном количестве содержит кристобалит и цеолиты.
Магнезиальные бентониты (гекториты) добывают в Калифорнии (США). В гекторитах содержится большое количество лития (более 1%), а также фтора (до 4,75%). Месторождения такого типа бентонитов имеются также в Венгрии, Румынии и в целом ряде других стран.
Гидротермально-метасоматические бентониты отличаются голубоватой, серо-зеленоватой, кремовой или желтоватой окраской, при высыхании их цвет становится светлее.
Они пластичны, имеют оскольчатый или раковистый излом, могут содержать реликты материнских пород. Жадно поглощают воду, натриевые и смешанные бентониты при этом набухают, увеличиваясь в 10 раз и более.
На 80-90% они состоят из монтмориллонита, а также из гидрослюды и смешаннослойных минералов. Бентонит для гнб относится к этому типу.
Химический состав: низкое содержание полуторных окислов, вісокое содержание Na2О (до 2,5%), наличие F, Th, Sc, Cs, Mn, Cr, Cu, Ga, Zn, Rb, Pb и других редких элементов, парагенетические минералы горный хрусталь, цеолиты, агат, халцедон, кристобалит, аметист, пирит и галенит.
2. Месторождения вулканогенно-осадочного типа
Месторождения этого типа достаточно многочисленны, представлены высококачественными тонкодисперсными бентонитами, включая наиболее ценные щелочные и светложгущиеся разновидности.
Такими месторождениями являются: Камалинское (Красноярский край), Гумбрийское в Грузии, Азкамарское в Узбекистане, Огланлинское в Туркмении, Ханларское в Азербайджане, Пыжевское (Украина) и др.
За рубежом наиболее известными являются Вайомингское месторождение в США, а также месторождения в штате Вайоминг, на юго-востоке штата Монтана и западе Южной Дакоты.
Для вулканогенно-осадочных бентонитов характерен светлый окрас, в том числе и чистый белый. Для них характерен раковистый излом и однородная структура. Щелочные виды набухают под воздействием воды и образуют тиксотропную массу. На 70 – 90% они состоят из монтмориллонита, остальное составляют примеси в виде смешаннослойных минералов, хлорита, цеолитов, гидрослюды, кристобалита.
Химический состав: повышенное содержание SiО2 (в пределах 65%), А12О3 – 12 – 17%, красящие окислы – 4-5% (иногда 1,5%).
Месторождения этого типа делятся на морские и континентальные – озерные. В морских формируются преимущественно щелочные и светложгущиеся бентониты, в континентальных – озерных – щелочноземельные. Чаще всего они темноцветные.
Пресноводными континентальными месторождениями являются Тель-Хаджар и Рагадан (Сирия), Сандерс-Дефайанс (штат Аризона, США), Харпер-Хиллс (Северный Кентербери, Новая Зеландия) и другие.
Для месторождений вулканогенно-осадочного типа характерна пластовая форма залегания. Запасы обычно мелкие, средние и крупные встречаются реже.
3. Месторождения терригенно- и коллоидно-осадочного типа
Представляют большую группу месторождений, на которых добывают щелочноземельные бентониты.
Известными месторождениями адсорбционных и формовочных бентонитов являются: Черкасское (Украина), Биклянское, Тарн-Барское, верхнее Нурлатское, Смышляевское (Поволжье), Любинское (Западная Сибирь), Подсиньское (Восточная Сибирь) и др. В дальнем зарубежье – это месторождения Портерс-Крик (США), группа месторождений в Японии, в Румынии и др.
Для осадочных бентонитов характерна темная окраска – коричневая, серо-зеленая, темно-серая и черная. Излом землистый или раковистый, в воде не набухают. Высыхая, плотные экземпляры камененют, слоистые – растрескиваются.
На 60 – 70% бентониты этого типа состоят из Са-Mg-монтмориллонита. Остальными составляющими являются смешаннослойные минералы, палыгорскит, гидрослюда, иногда аллофан и каолинит.
Химический состав: высокое содержание Аl2О3 (20%), Fe2О3 (4,5%), низкое содержание Na2О, измеряемое в долях процента.
4. Элювиальные месторождения
Этот тип месторождений образован в следствие субаэрального выветривания и изменений физико-химических характеристик эффузивных, интрузивных и осадочных пород.
Таким образом могут формироваться щелочноземельные бентониты и их железистые разнвидности – нонтрониты, редко – маложелезистые светлые разновидности смешанного и щелочноземельного состава. К месторождениям этого типа относятся: Карлополис в Бразилии, Петровац-на-море в Югославии и др.
Элювиальные бентониты обнаружены на Среднем и Южном Урале, на Алтае, в Казахстане, на юге Сибирской платформы и в других местах.
Конечный продукт после выветривания содержит силикаты с малым содержанием растворимых оснований или гидраты полуторных окислов.
Формирование элювиальных бентонитов определяет:
- состав исходных материнских пород;
- тектоника (рельеф, глубина профиля и пр.);
- климат (соотношение химической и физической форм разложения материнских пород и характер новых минералов).
В зависимости от состава материнских пород, бентониты делятся на подтипы:
- интрузивные породы;
- эффузивные породы;
- осадочные породы.
Бентониты элювиального типа пестроцветные, основные и средние породы – светлые, кислые (редко) – белые. Монтмориллонита (по ультрабазитам) содержится 70 – 75%, бывает и выше. Также они характеризуются вісоким содержанием (до 21%) Fe2О3, (до 8%) MgO, Ni и Со. По средним и кислый породам – повышенное количество Na2О (до 2,5%).
Месторождения имеют линзообразную и карманообразную форму, мощность толщ, измеряемую первыми метрами, площадь – десятки квадратных километров. Запасы в большинстве своем мелкие , иногда средние.
Монтмориллонит
Происхождение названия: Монтмориллонит назван по месту первой находки: это произошло близ г. Монмориллон во Франции (Montmorillon, Vienne, Poitou-Charentes, France).
Другие названия (синонимы):
Гумбрин (от названия села Гумбри в Грузии), фуллерова земля (fuller's Earth), столпенит, бентонит, болюс, отбеливающая глина, нальчикит, кил (с тюркского “шерсть”, “волосы”) или кеффекелит (от Каффа или Кеффа – античного названия г. Феодосии в Крыму), смектит, асканит (от села Аскания в Грузии), гульаби.
Разновидности минерала:
В зависимости от химического состава выделяют большое количество разновидностей монтмориллонита: ферримонтмориллонит (Fe), Ni-монтмориллонит, Ca-монтмориллонит, Mg-монтмориллонит, Ni-монтмориллонит, Cu-Fe-монтмориллонит, аскан-гель (аскангель).
Сингония: Моноклинная
Состав (формула): (Na,Ca)0.3(Al,Mg)2Si4O10(OH)2•nH2O
Цвет:
Наиболее характерные цвета монтмориллонита – белый, белый c сероватым оттенком, голубоватый, бледно-розовый, цвета буйволовой кожи, красный, жёлтый, зеленовато-жёлтый, зелёный, чёрный.
Такая разнообразная окраска монтмориллонита связана с наличием в его составе элементов-примесей.
Например, оттенки от розового до красного в окраске монтмориллонита обусловлены повышенным содержанием марганца; черный цвет вызван большим содержанием органического вещества.
Цвет черты (цвет в порошке): Белый
Прозрачность: Просвечивающий, Непрозрачный
Спайность: Весьма совершенная
Излом: Неровный
Блеск: Матовый, Тусклый
Твёрдость: 1-2
Удельный вес, г/см3: 2-3
Особые свойства:
Главной особенностью монтмориллонита, обусловленной строением его кристаллической решётки, является способность к адсорбции различных ионов (в основном, катионов), а также к ионному обмену.
Наличие изоморфных замещений, огромная удельная поверхность (до 600-800 м2/г) и лёгкость проникновения ионов в межпакетное пространство обеспечивают значительную ёмкость катионного обмена монтмориллонита (80-150 ммоль экв/100 г).
Выходам на дневную поверхность бентонитовых глин, богатых монтмориллонитом и бейделлитом, присущи некоторые интересные внешние признаки. После дождей поверхностные выходы бентонитовых глин превращаются в густую массу, похожую на скользский студень.
В процессе высыхания глины трескаются и в то же время вспучиваются под влиянием продолжающегося сильного разбухания более глубоких участков. В результате поверхность глин приобретает сморщенный, сильно трещиноватый вид, напоминающий кораллы. С наступлением сухого сезона поверхность этих глин высыхает и становится чрезвычайно рыхлой.
Монтмориллонит, как правило, образует плотные глинистые массы, а также встречается в виде агрегатов – тонкодисперсных, скрытокристаллических, тонкочешуйчатых и сферолитовых. Кристаллы монтмориллонита очень малы (размером менее 1 мкм) и видны только под электронным микроскопом: обычно они имеют вид тонких листочков с неправильными очертаниями.
Наличие монтмориллонита в глинах можно предположить по сильному набуханию этих глин при их взаимодействии с жидкостями. Монтмориллонит способен образовывать с водой пластичные студенистые массы, при этом, разбухая, может увеличиваться в объеме в 2-3 раза.
На воздухе монтмориллонит теряет воду (дегидратируется) и становится порошковатым. Монтмориллонит легкий; прилипает к языку; в увлажненном состоянии обладает характерным “глинистым” запахом.
Na-монтмориллонитовые глины жадно впитывают воду, заметно увеличивают свой объём, даже иногда как бы слабо разогреваются. Ca-монтмориллонит разбухает слабо, зато хорошо мылится даже в морской воде.
Точная диагностика монтмориллонита без проведенния лабораторных исследований (измерения оптических констант, рентгенометрических исследований и химических анализов) практически невозможна.
Бейделлит, нонтронит, сапонит, гекторит, соконит, гидрослюды, смешаннослойные минералы, каолинит, сепиолит, палыгорскит, цеолиты, карбонаты, растворимые соли, пирит, магнезиальные силикаты, глауконит, окислы и гидроокислы Fe, модификации кремнезёма и гуминовые соединения.
Монтмориллонит образуется в основном в экзогенных условиях – в щелочной среде, богатой основаниями, особенно Mg, при отсутствии заметных количеств K.
Монтмориллонит отличается многообразием способов и условий образования – он образуется в осадочных, вулканогенных, метаморфических горных породах, в почвах, в отложениях вблизи горячих источников.
Наиболее благоприятные условия для образования монтмориллонита создаются при выветривании основных пород, содержащих значительное количество Mg и Са, в условиях сухого и полусухого умеренного или теплого климата. Это типичный продукт выветривания алюмосиликатов основных изверженных пород в условиях щелочной среды.
Монтмориллонит широко развит в коре выветривания диабазов, базальтов, габбро, перидотитов.Монтмориллонит широко распространен в осадочных горных породах, как аутигенный и терригенный минерал. Он образуется в морской среде — путем трансформации гидрослюд и слюд, а также в процессе диагенеза в осадках лагунных бассейнов.
Многие бентонитовые глины, состоящие из монтмориллонита, образовались в качестве продукта разложения вулканических пеплов, оседавших главным образом в морских бассейнах. В Мировом океане часть монтмориллонита имеет аллотигенный генезис: она связана с корами выветривания и почвами водосборов.
В экваториальной зоне максимальное содержание монтмориллонита отмечено в речных отложениях и во взвеси, а также в отложениях дельт.Монтмориллонит входит в состав почв сухого климата. Известны скопления монтмориллонита в выщелоченных и среднегумусных чернозёмах и каштановых почвах, образующихся на изверженных горных породах.
Образуясь в поверхностных условиях, монтмориллонит является довольно устойчивым минералом. В пустынных местностях поверхностный слой залежей монтмориллонита превращается в тонкий пылевидный материал, который с помощью ветров и самумов легко переносится по воздуху. Оседая, он образует лёссовые отложения, содержащие часто в существенных количествах бейделлит и монтмориллонит.
Монтмориллонит является одним из породообразующих минералов бентонитовых глин, месторождения которых расположены по всему миру.В России в настоящее время разрабатываются: месторождение монтмориллонитовых глин Герпегеж (Кабардино-Балкария), Зырянское месторождение бентонитов (Урал), месторождение бентонитов “10-й Хутор” (Хакасия).
Наиболее известны месторождения бентонитов в Грузии: это месторождение высококачественных отбеливающих глин в окрестностях селения Гумбри, близ Кутаиси (Западная Грузия), а также группа месторождений бентонитовых глин в окрестностях селения Асканиа (в Западной Грузии, к юго-востоку от г. Махарадзе).
Примечательны также месторождения кила (кеффекелита) в Крыму: в районах от Карасубазара до Севастополя они издавна разрабатываются кустарным способом.
Месторождения отбеливающих глин (фуллеровы земли) широко распространены в США (в штатах Флорида, Джорджия, Алабама, Калифорния), а также во Франции (Монтмориллон в Виенне), в Германии, Японии, Венгрии (Токай) и других странах.
Монтмориллонит – ценное полезное ископаемое, которое с давних пор активно используется людьми благодаря своим адсорбирующим и омыляющим свойствам. Жители Крыма еще в средние века широко применяли кил (монтмориллонитовую глину) для обезжиривания шерсти, чистки ковров и тканей, мытья в морской воде, лечения ран и кишечных заболеваний.
В наше время, благодаря высокой поглотительной способности, монтмориллонитовые глины широко используются для различных целей в промышленности – либо непосредственно в просушенном виде, либо после предварительной химической обработки (активации).
Главным потребителем монтмориллонитовых (бентонитовых) глин является нефтяная промышленность, использующая их для очистки продуктов дробной перегонки нефтей от посторонних взвешенных примесей (смол, углистых веществ и т.п.). Как адсорбент для очистки нефтепродуктов применяется ненабухающий кальциевый бентонит, прошедший кислотную обработку.
Монтмориллонит также находит широкое применение при нефтяном бурении, благодаря своей способности давать вязкие суспензии уже при содержании в несколько процентов. Как связующий материал для приготовления вязких буровых растворов используется легко набухающий в воде натриевый бентонит.
В текстильной промышленности используется способность монтмориллонита давать с водой и жирами устойчивые густые суспензии. Бентонитовые глины издавна применяются при отделке суконных материалов с целью удаления жиров и масел, в связи с чем долгое время они именовались сукновальными.Монтмориллонит используется также как отбеливающий материал при производстве тканей.
В производстве резины бентонитовые глины, наряду с каолином, употребляются в качестве активного наполнителя для придания изделиям жесткости, повышения их кислотоупорности и прочности.
В мыловаренной и косметической промышленности бентониты применяются как наполнители при производстве дешевых сортов мыла, изготовлении пудры, грима, губной помады, зубного порошка, пасты и других косметических средств. В пищевой промышленности монтмориллонитовые глины используются для очистки воды и пищевых продуктов (вина, соков, растительных масел).
В медицине монтмориллонит применяется при изготовлении лекарств, главным образом, как связующее вещество (в таблетках и пилюлях), а также как адсорбент вредных веществ при желудочных заболеваниях (смекта), при ранениях, отравлениях алкалоидами и т. д. В сельском хозяйстве бентонит эффективно используется при производстве комбикормов, в качестве подстилки для животных, для мелиорации почвы. Из бентонита производятся наиболее качественные комкующиеся наполнители кошачьих туалетов. Монтмориллонит используется в бумажной промышленности для изготовления «безугольной» копировальной бумаги.
Монтмориллонитовые глины применяются также в керамике, как связующее вещество в формовочных смесях, при производстве железорудных окатышей, а также как гидроизоляционный и адсорбционный материал.
Месторождения бентонитов
Гидротермально-метасоматические месторождения бентонитов
К этому генетическому типу относятся месторождения высококачественных натриевых и щелочноземельных бентонитов нашей страны и мира.
К ним, в частности, принадлежат известные закавказские месторождения – Саригюхское в Армении, Даш-Салахлинское в Азербайджане, Цихисубаньское и Ванискедское Асканской группы в Грузии. Среди зарубежных широко известно месторождение белых безжелезистых бентонитов на о.
Понца в Италии. Близка к нему по качеству группа месторождений высокосортных маложелезистых щелочных бентонитов в Японии, в том числе месторождение Бодай в префектуре Исикава.
Глины этого месторождения, наряду с монтмориллонитом, содержат в значительных количествах цеолиты и кристобалит. Таковы же бентониты месторождения Каминоиама в префектуре Ямагата на севере Японии и Хаттари на о. Хоккайдо.
Большой интерес представляет месторождение так называемых гекторитов – магнезиальных бентонитов у ж.-д. ст. Гектор в штате Калифорния в США. По данным Л.Л. Эймса, Л.Б. Сайда и С.С.
Гольдича, они образованы путем изменения туфов и пеплов, отложенных в замкнутом щелочном озерном водоеме, богатом солями магния, под действием горячих источников. Гекториты содержат в значительных количествах литий (Li2О более 1%) и фтор (до 4,75%).
За последние годы бентониты описываемого типа открыты также в Венгрии (Иштенмейзейс, Комлошка, Мад), Румынии (Окна-Мудс в Трансильвании) и ряде других стран.
Бентониты гидротермально-метасоматического типа имеют серо-зеленоватую, голубоватую, желтоватую или кремовую окраску и при высыхании становятся более светлыми.
В естественном виде описываемые бентониты обладают высокой пластичностью, имеют раковистый или оскольчатый излом, иногда содержат реликты слабоизмененных материнских пород (рисунок 1).
Обычно они жадно впитывают воду, при этом натриевые и смешанные разновидности сильно набухают, увеличиваясь в объеме до 10 – 16 раз и более.
В минералогическом отношении гидротермально-метасоматические бентониты состоят на 80 – 90 % из хорошо окристаллизованного монтмориллонита, а в качестве примесей содержат смешаннослойные минералы и гидрослюду.
Рисунок 1 – Микрофотографии бентонитов с реликтовой структурой:
а – пемзовой, б – пемзовой с каплевидно-сферолитовыми стекловатыми образованиями, в – перлитовой монтмориллонитизированной, г – перлитовой гидрослюдизированной, д – кластической, е – перлитовой.
Для химического состава бентонитов типично пониженное содержание полуторных окислов, в том числе (в среднем) Al2O315,5% и Fe2О3 4,5% и повышенное количество Na2О (до 2,5%).
Весьма характерно присутствие в заметных количествах F, Sc, Cr, Mn, Cu, Zn, Ga, Rb, Cs, Pb, Th и других редких элементов, адсорбированных глинистыми минералами из горячих вод или сохранившихся в качестве реликтов от материнских пород.
В качестве парагенетических минералов характерны агат, халцедон, цеолиты, кристобалит, горный хрусталь и аметист, галенит и пирит.
Месторождения бентонитов описываемого типа образуются путем гидротермального метасоматоза вулканогенно-осадочных пород, в частности базальтовых порфиритов и туфов, пеплов.
Сильное влияние на качественные особенности возникающих при метасоматозе монтмориллонитовых минералов оказывает характер окружающих материнские породы вулканогенно-осадочных образований.
В окружении морских отложений, содержащих высокие концентрации натрия в межгранулярных солевых растворах, создаются благоприятные условия для
генерации натриевых монтмориллонитовых глин. В окружении пресноводных озерных отложений, бедных соединениями натрия, образуются щелочноземельные бентониты типа гекторитов и др.
Качественное разнообразие образующихся бентонитов и содержание в них сопутствующих компонентовзависят также от состава термальных вод, их температуры и кислотности. Благоприятные условия для преобразования вулканических стекол в монтмориллонит создавались при низких (50 – 200°С) и средних (200 – 300°С) температурах гидротерм и их высокой щелочности (рН 9 – 10).
Вулканогенно-осадочные месторождения бентонитов
К вулканогенно-осадочным относятся многочисленные месторождения высококачественных тонкодисперсных бентонитов, в том числе особо ценных щелочных и светложгущихся разностей.
В нашей стране представителями этого типа являются уникальное Огланлинское месторождение щелочных и светложгущихся бентонитов в Туркмении, Гумбрийское в Грузии, Ханларское в Азербайджане, Азкамарское в Узбекистане, Камалинское в Красноярском крае, небольшое Пыжевское на Украине и др.
Из зарубежных особенно известны Вайомингское месторождение высокосортных щелочных бентонитов в США и аналогичная ему по качеству группа месторождений в районе поднятия Блек-Хиллс на территории штатов Вайоминг, юго-восточной части Монтана и западной части Южная Дакота.
Вулканогенно-осадочные бентониты в большинстве случаев отличаются светлой окраской, среди них встречаются и чистые белые разности. Они характеризуются раковистым изломом, часто однородной массивной структурой. Щелочные разности сильно набухают в воде, образуя тиксотропную массу.
Обычно они состоят на 70 – 90% из монтмориллонита, характеризующегося высокой степенью кристаллического совершенства. В качестве примесей содержатся смешаннослойные минералы, гидрослюды, хлорит, цеолиты, кристобалит. В химическом отношении характеризуются повышенным содержанием SiО2 (в среднем 65%). Количество А12О3 обычно 12 – 17%.
Содержание красящих окислов (Fe2О3 – FeO, TiО2) – 4 – 5%, но иногда снижается до 1,5%.
Вулканогенно-осадочные месторождения формировались путем гальмиролиза – подводного преобразования вулканических пеплов и другого пирокластического материала. Качество и чистота образуемых бентонитов определяются составом исходного материала и характером среды водоема, в котором происходило осаждение и преобразование этого материала.
Вулканогенно-осадочные месторождения бентонитов в зависимости от характера среды осадконакопления отчетливо подразделяются на два подтипа: морской и континентальный – озерный.
В процессе многолетних исследований авторы установили, что в морском подтипе наряду с другими разновидностями формируются щелочные и светложгущиеся бентониты, в то время как в континентальных – озерных условиях образуются только щелочноземельные и при этом, как правило, более темноцветные разности.
Преобладающая часть вулканогенно-осадочных месторождений бентонитов формировалась на дне морских водоемов за счет разложения вулканического стекла, источником которого служили подводные извержения, а также извержения вулканов на побережье и островах.
Морская щелочная восстановительная среда особенно благоприятна для преобразования пеплов в монтмориллонит.
Постоянное содержание в морской воде соединений натрия с наличием избыточныхщелочей в исходном материале создает возможность образования именно натриевых бентонитов.
Наиболее тонкодисперсные разности бентонитов образуются по пеплам, занесенным в морской водоем воздушным путем.
В процессе воздушной транспортировки пирокластического материала наиболее грубые частицы и тяжелые темноцветные минералы (железистые и другие) выпадают вблизи от очагов извержения, а наиболее мелкие, легкие и светлые частицы (обедненные рудными минералами) – вдали, на расстоянии сотен километров от них. Вот эти удаленные от вулканических аппаратов участки скопления пеплов в морских водоемах и были наиболее благоприятными для образования светлых маложелезистых бентонитов.
Из пеплов и других пирокластических продуктов, выпавших на сушу и снесенных оттуда вместе с другими разнообразными по составу терригенными материалами в морской или пресноводный водоем, могли быть образованы лишь более грубодисперсные, как правило, щелочноземельные ожелезненные серо-зеленые разности бентонитов.
Теоретически натриевые монтмориллонитовые глины могут образовываться в щелочных содовых озерах. Однако промышленные скопления щелочных бентонитов такого типа в мировой практике не зарегистрированы.
Все известные месторождения вулканогенно-осадочных бентонитов, формировавшиеся в континентальных – озерных условиях, содержат щелочноземельные, реже смешанные по составу бентониты.
Из зарубежных представителей континентального пресноводного подтипа – месторождение кальциевых бентонитов Сандерс-Дефайанс в штате Аризона в США, где отмечаются постепенные переходы от чистых гомогенных монтмориллонитовых глин до песчаниковидных мучнистых туфов.
К континентальному подтипу относятся также недавно открытые небольшие месторождения бентонитов Тель-Хаджар и Рагадан в северо-восточной части Сирии, расположенные в краевых подвижных частях Аравийской платформы. Мощность бентонитовых пород 7 – 10 м, а содержание в них монтмориллонита 70 – 80%.
К пресноводному континентальному подтипу относится месторождение магний-кальциевого бентонита Харпер-Хиллс в Северном Кентербери (Новая Зеландия), образовавшееся в пресном озере в миоценовую эпоху в результате изменения пепла базальтового состава. Благодаря последнему обстоятельству примерно 40% монтмориллонитовых минералов представлено нонтронитом; содержание Fe2О3 в бентоните 14,5%. Бентониты неразбухающие.
Вулканогенно-осадочные месторождения бентонитов характеризуются
пластовой формой залегания, мощность пластов изменяется от первых десятков сантиметров до 5 – 10 м, редко более. Запасы месторождений обычно мелкие или очень мелкие, реже средние и крупные.
Терригенно- и коллоидно-осадочные месторождения
К этому типу относится большая группа месторождений щелочноземельных бентонитов кальциево-магниевого и магниево-кальциевого состава.
К ним принадлежат известные отечественные месторождения формовочных и адсорбционных бентонитов: Черкасское на Украине, Биклянское, верхнее Нурлатское, Тарн-Барское, Смышляевское в Поволжье, Любинское в Западной Сибири, Подсиньское в Восточной Сибири и др.
Среди зарубежных – месторождения формации Портерс-Крик в США, группа экономически важных месторождений в Японии, в Южной Добрудже в Румынии и др. Осадочные бентониты характеризуются почти повсеместно темной окраской – серо-зеленой, коричневой, темно-серой и почти черной.
Они имеют раковистый или землистый излом, в воде распускаются без заметного набухания. При высыхании плотные разности становятся камнеподобными, а слоистые – растрескиваются.
В минералогическом отношении бентониты состоят на 60 – 70% из Са-Mg-монтмориллонита, характеризующегося низкой и средней степенью кристаллического совершенства.
В качестве примесей в них присутствуют смешаннослойные минералы, гидрослюда, палыгорскит, реже каолинит и аллофан.
В химическом отношении они характеризуются повышенным содержанием Аl2О3 (20%), Fe2О3 (4,5%) и потерь при прокаливании (8,5%). Содержание Na2О низкое, обычно измеряется долями процента.
В общем виде процесс формирования осадочных бентонитов сводится к переотложению и диагенетическому изменению продуктов выветривания изверженных, метаморфических и осадочных пород суши и раскристаллизации их коллоидно-дисперсных продуктов.
В зависимости от характера среды бассейнов седиментации осадочные месторождения, так же, как и вулканогенно-осадочные, отчетливо подразделяются на два подтипа: морской и континентальный. Лучшим качеством отличаются месторождения, образованные в морских условиях.
Щелочная среда морских водоемов (рН 7 – 9), к которым приурочена преобладающая часть месторождений, благоприятствует преобразованию хлоритгидрослюдистых продуктов выветривания и раскристаллизации гелей в монтмориллонит, то есть способствует обогащению обломочного монтмориллонитсодержащего глинистого осадка хемогенным монтмориллонитом.
А в кислой среде происходит разубоживание уже принесенного монтмориллонитового осадка вследствие деградации и последующей каолинитизации.
Примером зарубежных осадочных месторождений морского подтипа являются месторождения США, расположенные на территории прибрежных равнин Атлантического океана и Мексиканского залива.
Это, в частности, залежи бентонитов формации Портер-Крик в штатах Миссури, Иллинойс, Теннеси и Миссисипи, а также глины округа Туиггс в штате Джорджия.
Залежи глин отличаются большой мощностью, выдержанностью по простиранию на огромных площадках, но нередко характеризуются невысоким качеством из-за присутствия примесей песчаного и гидрослюдистого глинистого материала. Пласты отличаются большой однородностью.
Представителями осадочного пресноводного подтипа в нашей стране служат месторождения щелочноземельных бентонитов: Любинское в Западной Сибири, Подсиньское в Восточной Сибири; Зырянское в Курганской области и др.
Все они формировались в озерных пресноводных водоема, в восстановительной слабо щелочной или нейтральной среде с рН 7 – 8.
Бентониты этих месторождений характеризуются относительно невысоким качеством, пониженным содержанием монтмориллонита (в среднем 60 – 70%), относительно большей примесью песчаноалевритового материала, чем в бентонитах морского подтипа.
К тому же они иногда отличаются повышенной известковистостью. Тем не менее, описываемые бентониты являются кондиционным формовочным сырьем, а также могут быть использованы для производства буровых растворов, высокосортного керамзита и т.д.
Элювиальные месторождения
К этому типу относятся месторождения бентонитов, образованные путем глубокого субаэрального выветривания и физико-химического изменения интрузивных, эффузивных и осадочных пород.
Таким путем могут быть сформированы залежи щелочноземельных бентонитов, их железистых разностей – нонтронитов, реже маложелезистых светлых разновидностей щелочноземельного и смешанного состава.
Из зарубежных к описываемому типу относятся небольшие месторождения: Петровац-на-море в Югославии, Карлополис в Бразилии и др.
В нашей стране бесспорно элювиальных месторождений бентонитов пока не известно. Проявления же подобных глин известны во многих районах страны.
В европейской части они зарегистрированы в пределах Украинского щита и в Среднем Побужье в древних и мезозойских корах выветривания по основным и ультраосновным изверженным породам, в Приднестровье в корах выветривания по протерозойским эффузивным породам, в центральной части Русской платформы в доэйфельских корах выветривания по кристаллическим породам архейско-протерозойского возраста. Исследованиями последних лет элювиальные бентониты выявлены на Южном и Среднем Урале, в Казахстане, на Алтае, юге Сибирской платформы и ряде других мест. Некоторые из этих месторождений представляют несомненный практический интерес, большинство же, как показали исследования, не отличаются чистотой и имеют обычно небольшую мощность, редко измеряемую метрами.
В процессе выветривания из коренных пород, прежде всего, выносятся наиболее подвижные компоненты: щелочи, щелочные земли и закислые соединения железа. Поэтому конечные продукты выветривания состоят из силикатов с низким содержанием растворимых оснований или же из гидратов полуторных окислов.
Монтмориллонитовые и монтмориллонитсодержащие горизонты, представляющие интерес для поисков бентонитового сырья, приурочены к средней и частично к переходной и нижней (корневой) зонам – зонам конечной гидратации и выщелачивания профилей кор выветривания. Верхняя зона последних – зона окисления и конечного гидролиза уже представлена каолинитовыми, галлуазитовыми и охристыми глинистыми образованиями, а также железняками.
Формирование элювиальных бентонитов, как и других полезных ископаемых, связанных с корами выветривания, определяется в основном тремя факторами: составом исходных материнских пород, климатом и тектоникой. Тектоника района определяет рельеф, глубину профиля выветривания и возможность формирования коры выветривания.
Важное значение имеет климат, определяющий соотношение физической и химической форм разложения материнских пород, а также характер вновь образуемых минералов. Для образования и устойчивого сохранения монтмориллонита благоприятен гумидный – умеренный и теплый влажный климат.
Значительную роль играет также время – продолжительность процесса выветривания.
По составу материнских пород, послуживших исходным материалом для формирования, элювиальные бентониты подразделяются на три подтипа: по интрузивным породам, по эффузивным породам, по осадочным породам.
Для формирования месторождений бентонитов по интрузивным породам наиболее благоприятны ультраосновные, реже основные породы (серпентиниты, пироксениты и др.) богатые соединениями железа и магния. По ним образуются нонтронитовые глины – железистые щелочноземельные бентониты. Примерами таких месторождений являются Сахаринское и другие на Южном Урале.
Из эффузивных наиболее благоприятны для формирования элювиальных бентонитов кислые, реже основные породы (липариты, андезит-липариты и андезиты). По ним образуются светлые маложелезистые щелочноземельные и смешанные бентониты. Примером может служить Усть-Маньинское проявление на восточном склоне Северного Урала.
И, наконец, третий элювиальный генетический подтип формируется за счет выщелачивания осадочных карбонатно-глинистых пород (мергелей, известковистых глин). К нему относится Разгонское месторождение формовочных щелочноземельных бентонитов в Иркутской области.
Бентониты элювиального типа характеризуются рядом специфических признаков. Обычно они пестроцветные, по основным и средним породам – светлые, по кислым (редко) – белые. Содержание монтмориллонита (по ультрабазитам) в среднем 70 – 75%, редко выше.
Степень кристаллического совершенства его низкая.
Бентониты, образованные по ультрабазитам, отличаются в среднем повышенным содержание Fe2О3 (до 21%), MgO (до 8%), Ni и Со, а по средним и кислый породам – относительно повышенным количеством Na2О (до 2,5%) [1].
Форма месторождений линзообразная и карманообразная, мощности толщ обычно измеряются первыми единицами метров, площадь распространения – десятками квадратных километров. Запасы мелкие и очень мелкие, редко средние.
