. Виявлення промислових рудних родовищ є найважливішою науковою проблемою і практичною метою металогенічних досліджень. Прийнято вважати, що технічний потенціал країни багато в чому визначається рівнем розвитку металургії, що створює матеріальну базу для прискорення технічного прогресу. Метал в побуті – тисячі необхідних речей: посуд, леза для гоління, прилади, дитячі іграшки. Але метал без вогнетривів не виплавиш. Потрібні вони для футерівки доменних і мартенівських печей, конверторів, міксерів, в яких перевозиться розплавлений чавун. Доменні, повітронагрівальні, ковшові вироби, коксовий припас, складної конфігурації рекуператорні і центрові трубки, воронки, шиберні пристрої. Їм властива висока вогнетривкість – вони здатні витримати температуру 1700₀ С. Вогнетриви виготовляють з мінеральної сировини – вогнетривкої глини, яка використовується також і в керамічній, і в скляній, і в хімічній, і в цементній, і в будівельній, і в паперовій, і в гумовій, і в парфумерній, і в пластмасовій, і в геологорозвідувальній, і в лакофарбній, і в радіотехнічній й приладобудівній, і навіть в космічній промисловостях . [1]

Однією з передових країн по видобутку каоліну є Україна (18% від світового). На території України відомі 20 розвіданих родовищ вогнетривких глин, балансові запаси яких складають 520 млн.т.

Інтерес представляє Отрадівське родовище вогнетривких та тугоплавких глин. Неогенові глини Отрадівського родовища аналогічні часівярському типу глин та являються східним продовженням єдиного покладу, що процесами давніх ерозійних процесів поділена на окремі поклади: Часівярське, Курдюмівське та Отрадівське родовища.Спеціалізовані геологічні роботи на вогнетривкі глини в даному районі були початі в довоєнний період. Протягом багатьох років (до 70-х рр.) пошуки і розвідка мали своїм об'єктом, головним чином, неогенові глини. У результаті цих робіт були виявлені великі родовища Часівярське та Курдюмівське, на базі яких були побудовані потужні переробні підприємства.

Актуальність роботи полягає у дослідженні генезису вогнетривких та тугоплавких глин на прикладі Отрадівського родовища, вплив генезису на будову родовища та сортовий склад вогнетривких глин для подальшого розвитку сировинної бази країни.

Дослідження генезису, будова та сортовий склад вогнетривких та тугоплавких глин є актуальним на теперішній час. Велике значення мають знання у сфері генезису та будови вогнетривких глин для до розвідки Отрадівського родовища та розвідки інших родовищ вогнетривких глин з як найменшими витратами часу та коштів.

Ціль роботи полягає у вивченні матеріалу про генезис вогнетривких глин інших років, та співставлення зі звітом «Отрадівське родовище вогнетривких та тугоплавких глин» 2004 року, та побудова технологічних карт сортності з використанням мультиплікативного показника якості.

Основні завдання роботи – статистичний аналіз характеристик якості та виявлення їх взаємозв'язків з генезисом глин.

Корисною копалиною на Отрадівському родовищі являються тугоплавкі та вогнетривкі глини, які у віковому відношенні відносяться до відкладів новопетрівської світи неогену (N1 np). Отрадівське родовище тугоплавких та вогнетривких глин представляє собою дуже мілкий поклад, обмежений різким клиноподібним контуром, який витягнутий в меридіональному напрямку і простежується до 700 м в довжину при ширині покладу до 400 м. В південній частині поклад виклинюється у південно-західному напрямку. Загальний невеликий (до 5?) уклон покрівлі і підошви продуктивної товщі відмічається у західному та північно-західному напрямку. [2]

Горизонт глин має складну будову, характеризується мінливістю потужносттю, іноді розщіплюється на дві або три пачки лінзами чи прошарками піску. Підстеляють корисну товщу палеогенові кварцові, в різному ступені глинисті піски. Над глинами продуктивної товщі залягають четвертинні відклади – суглинки і грунтово-рослинний шар. Під суглинками іноді зустрічається супісок і пісок. Загальна потужність розкриву коливається від 1,4 м (в східній частині родовища) до 14,0 м у північно-західній його частині. В верхній частині товщі глини часто карбонатизовані. Карбонати мучнисті, мілкозернисті слабо зцементовані, розповсюджені у вигляді окремих стягнень, гнізд, конкрецій, прожилків, розміром від мм до 10 см. Вміст СаО по окремим пробам досягає 8 %. Потужність пачки карбонатизованої глини від 0,2 м до 2,4 м. В середині товщі глини світло-сірі, часто з вохристо-жовтими плямами та полосами озалізнення, рідше темно-сірі, гумусоподібніні з рідкими углефікованими залишками рослин. Глини тонковідмучені, пластичні, жирні на дотик. Місцями в глинистій товщі відмічаються прошарки піску або глинистого піску, потужністю від 0,1 м до 2,0 м. В нижній частині товщі глини світло-сірі різного ступеня запісковані, потужність такої пачки коливається від 0,2 м до 2,0 м, в середньому 0,8 м. Максимальна глибина підошви глин 22 м (свердловина № Н-43). Перебурена мінімальна потужність товщі глин складає 0,1 м в приконтурних частинах покладу, максимальна потужність глинистої товщі - 11,5 м (свердловина № Н-39) в східній частині родовища. Середня потужність глинистої товщі - 4,75 м. Потужність кондиційних глин на родовищі складає від 0 до 8,5 м, в середньому - 2,7 м.[3]

Глини полімінеральні. Основними породоутворюючими мінералами являються каолініт, мінерали групи монтморилоніту, гідрослюда. Піщано-алевритовий матеріал в шліфах представлений кутоватими зернами кварцу, лусочками гідрослюди, стягненнями гетиту, одиничними зернами акцесорних мінералів (лейкоксену, рутилу, циркону, мінерали титану, турмалін, рідко гематит) та польових шпатів.

Утворення продуктивної товщі. Особливості геологічної будови родовищ вогнетривких і тугоплавких глин та їх розповсюдження в західній частині Донбасу (Артемівське, Часівоярське, Курдюмівське, ін. родовища) показує, що існує певна закономірність їх розповсюдження по площі розвитку.

Встановлено, що розташування покладів пов’язане з пониженими ділянками допалеогенового рельєфу, утворення яких приурочено до процесів вилугування потужних пластів кам’яної солі та, частково, гіпсу в час відкладу продуктивної товщі. Однак, основне прогинання відбувалося після утворення новопетрівських шарів перед четвертинним періодом.

Ці припущення базуються на наступних факторах:

- окремі шари новопетрівських відкладів залягають приблизно паралельно друг другу;

- розмив, який передує відкладам четвертинних порід, знищив товщу новопетрівських відкладів після прогинання, в результаті чого в центрі прогину відмічається найбільш повний розріз новопетрівських відкладів, а на периферії прогину зрізуються усі шари глин.

Вогнетривкі і тугоплавкі глини залягають практично горизонтально в формі лінз або пластових покладів. Гіпсометрія підошви покладів в загальному повторює допалеогеновий рельєф поверхні. Покрівля покладу несе сліди ерозійного розмиву.[1]

З метою вивчення хімічного складу вогнетривких глин родовища проводились скорочені (визначення змісту SiО2, Al2O3, TiО2, Fe2O3) та повні (визначення змісту SiО2, Аl2O3, TiО2, Fe2O3, CaО, MgО, Na2O+K2O, SO3 ) хімічні аналізи. Стосовно до Отрадівському родовища, вогнетривкі глини розділені на п'ять марок: вища - "ОВ", перша - "О-1", друга - "О-2", третя - "О-3", четверта - "ОП".

Марка глин Процентний вміст окислів, %

Al2O3 Fe2O3 Tі О2 CaО

ОВ 26 1,2 1,6 0,95

О-1 24 1,3 1,6 0,95

О-2 22 1,3 1,6 0,95

О-3 19 1,3 1,6 1,1

ОП 15 1,5 1,6 1,1

Для вивчення закономірності розподілу якості вогнетривких глин має значення розгляд показників, які визначають їх сортність, а саме -- вмісту оксиду алюмінію, оксиду заліза й вогнетривкості.

Для кожного показника (відмітка покрівлі пласту, відмітка підошви пласту, потужність пласту, вміст Al2O3, вміст TiО2, вміст Fe2O3, вогнетривкість) за кожною маркою була виконана статистична обробка результатів за допомогою програми STATGRAF. Вивчено середнє, медіани, мода, mіn, max і інші статистичні характеристики.

Таблиця 1. Скорочена статистична характеристика глин марок ОВ, О-1, О-2, О-3, ОП.

Расчёт коэфициента вариации

V=S/X, где

S - Стандартне відхилення,%;

X - Среднє.

S X = V

Визначення коефіцієнту варіації має й практичне значення в геологорозвідувальній діяльності, бо щільність розвідницької мережі заснована на самому мінливому показнику, тобто відстань між профілями пов’язана з мінливим показником. В даному випадку рекомендується вибирати розвідницьку мережу на основі мінливості потужності. Ділянка обмежена промисловим контуром 0,5 м за потужністю.

Интерпретация результатов статистической обработки данных.Пласт огнеупорной глины в пределах участка залегает почти горизонтально (отметка подошвы варьирует от 4,75 до 25,2 м, имея размах 20,45. При этом значения кровли изменяются от 4,05 до 23,8 м, имея размах 19,75), но все же с незначительным подъемом в сторону нулевого контура залежи, о чем свидетельствует вычисленный коэффициент вариации (соответственно подошвы: 0,26, кровли 0,27). Это обстоятельство дает основание предположить, что дно водоема, в котором здесь откладывались глины, также повышалось в этом направлении, и, следовательно, вероятен факт генетического выклинивания пласта глин. Точно также и мощность пласта глин уменьшается в сторону нулевого контура, при этом имея выше коэффициент вариации (0,64). Таким образом, наличие нулевого контура залежи глин обусловлено с одной стороны существованием подъема подошвы пласта глин, а с другой стороны наличием размыва его поверхности и понижением кровли пласта глин в сторону нулевого контура.

Практична цінність работи

- встановлені чітких взаємозв'язків між показниками якості вогнетривкої глини з використанням статистичного пакету STATGRAF.

- встановлення впливу генезису на будову та показники якості вогнетривкої та тугоплавкої глини.

- зміцнення промислової бази високоякісних вогнетривких глин підприємства, а також для покращення якості сировини і можливого використання її для використання у керамічній промисловості.

Огляд основних результатів

. Проаналізована залежність будови та якості вогнетривкої глини від генезису. Встановлена особистість будови вогнетривкої глини на прикладі Отрадівського родовища, яке має лінзовидну будову: вогнетривкі і тугоплавкі глини залягають практично горизонтально в формі лінз або пластових покладів. Гіпсометрія підошви покладів в загальному повторює допалеогеновий рельєф поверхні. Покрівля покладу несе сліди ерозійного розмиву.[4]

Проаналізована залежність якості вогнетривкої глини від вмісту глинозему (Al2O3), вогнетривкості та шкідливої домішки Fe2O3, що знижує якість глин. На підставі виявлених кореляційних зв'язків з використанням статистичного пакету STATGRAF.

Перспектива наступних досліджень

Геохімічні поля окремих показників, наприклад Fe2O3, розподілені значно складніше ніж вказують технологічні карти. Це насамперед обумовлено різноманітним впливом генетичних факторів на геохімічні поля Fe2O3, Al2O3. Дослідження впливу окремих генетичних факторів на якість є метою подальших досліджень.

Висновки

Район детальної розвідки знаходиться на території Артемівського району Донецької області України. Родовище характеризується спокійним рельєфом з загальним зниженням до сходу. Максимальна позначка поверхні родовища складає + 202,9 м, мінімальна - + 190,0 м. Загальний нахил поверхні родовища спостерігається з північного сходу на південний захід. В промисловому відношенні Отрадівське родовище розташоване в Центральному геолого-промисловому районі, що обумовлює вигоду його економічного положення. В районі родовища розташовані крупні родовища, на яких проводяться видобувні роботи: Курдюмівське, Артемівське тугоплавких глин, Часівоярське родовище вогнетривких глин.

Встановлена залежність генезису та будови родовища з сортовим складом вогнетривких та тугоплавких глин.

Cхема накопичення продуктивної товщи вогнетривкої глини.

Рисунок анимирован.

Література

1 .Детальна розвідка Отрадівського родовища вогнетривких та тугоплавких глин. Звіт Донбаської партії геологічного фонду родовищ за 2003-2004 р.р. Відповідальний виконавець: А.В. Шейко, Артемівськ – 2004

2. Борзунов В.М. Геолого-промышленная оценка месторождений нерудного сырья. М., Недра, 1971.

3. И.А. Скабалланович, М.В. Седенко. Гидрогеология, инженерная геология и осушение месторождений. Москва, “НЕДРА”, 1973. Гідрологічна та гідрогеологічна характеристика району

4. Буряк Г.О., Волкова Т.П., Отришко Е.В. Проблеми генезису та якості вогнетривких глин Часів-Ярського родовища//Наукові праці ДонНТУ: Серія гірничо-геологічна. Випуск 60 / Редкол.: Башков Є.О. (голова) та інші. - Донецьк, ДонНТУ, 2006.

5 П.П. Климентов, М.В. Сыроватко. Гидрогеология месторождений твердых полезных ископаемых. Москва. “НЕДРА”. 1966.

6 Звіт про геологорозвідувальні роботи на Часів-Ярському родовищі вогнетривких глин за 1972 – 1978 рр.А.И.Плешков, П.Н.Верховодов, Л.А.Красотін, Ю.Н.Петешенков // Часів-Яр, 1979

7. Міністерство геології СРСР. Всесоюзний науково-дослідницький інститут корисних копалин. Родовища каолінів СРСР. Москва, 1974, 248с.

На головну    Результати пошука в Інтернет    Бібліотека    Посилання    Індивідуальне завдання 

---