РОДОВИЩА КАОЛІНІВ СРСР

- білопальні — з білим черепком.

Щільність глин змінюється в межах від 2,35 до 2,84 г/см³, об'ємна маса — від 1,60 до 2,50 г/см³.

Каоліном називають близьку до мономінеральної глинисту породу, що складається з каолініту та інших мінералів групи каолініту. Він має білий колір, слабопластичний або навіть непластичний. Розрізняють залишкові, або первинні, каоліни, пов'язані з корою вивітрювання польовошпатових вивержених, осадових і метаморфічних порід, і вторинні каоліни, або каолінітові глини, що виникли за рахунок розмиву і перевідкладення матеріалу залишкових каолінів. Останні складаються з кварцу, опалу, халцедону, лусок слюди, нерозкладених залишків зерен польових шпатів і інших мінералів початкової породи. У вторинних каолінах в невеликих кількостях присутні ті ж мінерали, що і в глинах. Особлива цінність каолінів полягає у високому вмісті глинозему.

Найважливішими властивостями глин, каолінів і інших глинистих порід, що визначають застосування їх в промисловості, є пластичність, зв'язність, набухання, усадка, спікливість, вогнетривкість, вспучимість, адсорбційні властивості, колір, водотривкість, відносна хімічна інертність та інш. В основному всі властивості залежать від мінерального складу і ступеня дисперсності глинистої породи, проте залежність ця є складною і розкривається лише із застосуванням спеціальних способів і методів досліджень.

Вогнетривкістю називають властивість глинистих порід витримувати без розм'якшення і плавлення черепка високі температури. Оцінюється вогнетривкість по температурі, при якій зразок чи виріб з даної глини починає оплавлятися і деформуватися. За цією ознакою глини підрозділяють на високовогнетривкі (температура плавлення вище за 1700° C), середньовогнетривкі (1700—1650° C), низьковогнетривкі (1650—1580° C), тугоплавкі (1580—1350° C) і легкоплавкі (нижче за 1350° С). Найвище вогнетривкими є каоліни і каолінітові глини, що володіють високим вмістом глинозему. До легкоплавких відносяться монтморілонітові і більшість гидрослюдистих глин, полімінеральні глини строкатого складу і глини з великою кількістю плавнів (оксиди заліза, вапно і ін.).

Велике практичне значення має величина інтервалу між температурою спікання і температурою плавлення (вогнетривкістю) глин. Чим більший цей інтервал, тим цінніше глина; у легкоплавких глин він складає 100—150° C, але може досягати 350—400° C і більш.

За умовами створення виділяють дві групи промислових родовищ каолінів і глин — вивітрювання (залишкові) і осадкові (див.рис.1). Розробляються також деякі вулканогенно-осадкові, гідротермальні і метаморфогенні родовища.

Рис. 1. Геолого-генетична класифікація каолінів

Залишкові родовища. З них велике практичне значення мають родовища первинних каолінів. Вони виникають при вивітрюванні різних порід, проте найбільш однорідний і тонкодисперсний каолін з мінімальним змістом фарбувальних оксидів утворюється за рахунок кислих вивержених порід — гранітів, аплітів, пегматитів. У продуктах вивітрювання цих порід переважає каолініт, в невеликих кількостях присутні гідрослюди і галуазит, до 50% залишкового кварцу, небагатьох сильно розкладеного польового шпату і стійких акцесорних мінералів. Забарвлення таких каолінів звичайно біле, вогнетривкість досягає 1750—1780° С. Каоліни легко збагачуються. Поклади мають плащеподібну форму і непостійну потужність, що досягає декількох десятків метрів; з підстилаючими материнськими породами вони пов'язані поступовими переходами. До цього типа відносяться численні родовища первинних каолінів України (експлуатуються Глуховецьке і Просянівське родовища), східного схилу Південного Уралу, деякі родовища Сибіру, Казахстану (Олексіївське) і Примор'я.

Каоліни виникають також при вивітрюванні слюдяних і глинистих сланців, мергелів і мергелістих вапняків, але володіють вони гіршою якістю (багато залізистих домішок і плавні, непостійний склад) і поклади невеликі. Відомі такі каоліни на Уралі, в Західному Сибіру і Казахстані.

Осадкові родовища утворюються шляхом зносу глинистого матеріалу і накопичення його в різних водних басейнах. Підрозділяються вони на континентальні, лагунні і морські. Лагунні родовища мають обмежене розповсюдження.

Серед континентальних родовищ промислове значення мають алювіальні, озерні і озерно-болотні, льодовикові і флювіогляціальні.

Алювіальні, або річкові, родовища глин утворюються в долинах річок в результаті зносу і відкладення глинистих продуктів річковими потоками. Поклади в родовищах цього типа мають лінзовидно-пластову форму, невеликі розміри і зв'язані переходами з алевролітами, пісками і галечниками. По мінеральному складу глини непостійні і відносяться до полімінеральним, глинисті мінерали звичайно представлені гідрослюдами в асоціації з різними кількостями каолініту і монтморілоніту, іноді з хлоритами. Звичайно глини піскуваті, в них багато органічних домішок, є прошарки торфу і вугілля, лінзи пісків і галечників. За вогнетривкістю належать вони до легкоплавких і придатні тільки для будівельної і грубої кераміки. Сучасні і стародавні родовища цього типа експлуатуються в багатьох районах колишнього Радянського Союзу, особливо в його азіатській частині, по долинах таких річок, як Єнісей, Ангара, Олена, Амур і ін.

Озерні і озерно-болотяні родовища виникають шляхом відкладення глинистої речовини на дні прісноводих озер. Відсутність в прісних водах електролітів приводить до повільного випадання глинистої речовини і накопичення щодо однорідних тонкодисперсних глин, що містять мало піскуватих частинок. Лише з наближенням до берегів озера однорідні глини змінювалися спочатку піскуватими, а потім переходять в алевріти і пісках. У складі глин широко поширені каолініт, галуазит, монотерміт, гідрослюди, нерідкі майже мономінеральні каолінітові і монотермітні глини, що іноді володіють підвищеним вмістом глинозему. До супутніх мінералів відносяться сульфіди (пірит, марказит), карбонати (переважно сидерит) і оксиди заліза. Часто глини містять рясні рослинні залишки, а серед алеврітів і пісків спостерігаються пласти лігнітів і вугілля; велика кількість органічних речовин пов'язана із заростанням озер і перетворенням їх в болота. Зрідка в глинах зустрічається прісновода фауна. Поклади мають форму лінзоподібних прошарків і пластів, розміри яких в плані визначаються розмірами озера і можуть досягати декількох квадратних кілометрів; потужності покладів коливаються від доль метра до декількох десятків метрів. По технічних властивостях глини з родовищ цього типа відносяться до вогнетривких і використовуються в керамічній п вогнетривкій промисловості, а також в якості формувальні.

На території колишнього СРСР родовища цього типа приурочені головним чином до відкладень карбону, юри, крейди і палеогену, що відповідає основним періодам континентального режиму. Родовища нижнього карбону зосереджені в північно-західному і південному крилах Підмосковного вугільного басейну: це родовища Боровічсько-Любитинського району в Новгородській області і Суворовська група родовищ в Тульській області, окремі родовища відомі в Донбасі, Кузбасі і Казахстані. Юрські родовища відомі уздовж північного схилу Кавказу в Ставропольському краю, в Казахстані поблизу Караганди і в області, Іркутська (Трошковське родовище). До нижньокрейдяним відносяться крупні родовища вогнетривких глин в районі ст. Панцерна Воронезької області і по східному схилу Північного і Середнього Уралу. Палеогеновими є родовища каолінітових глин («вторинні каоліни») Українського кристалічного масиву (Полозьке, Кіровоградське і ін.) п родовища особливо цінних високопластичних монотермітних глин Донецької області (Часів-Ярське, Дружківське і ін.). Ряд крупних родовищ вогнетривких глин, майже вироблених, розташовується на східному схилі Південного Уралу.

Льодовикові, або моренні, родовища глин утворені за рахунок глинистого матеріалу, захопленого і перенесеного льодовиками і відкладеного при таненні. Продукти відкладення дуже погано відсортовані і звичайно представлені суглинками, що містять включення дресви, гравію і валунів, а також більше 50% частинок діаметром більше 0,01 мм. Глинисті мінерали звичайно представлені гідрослюдами, рідше — гідрохлоритами. По вогнетривкості глини цього типа легкоплавкі. Поширені вони і використовуються для виробництва будівельної цеглини .в північних областях європейської частини колишнього СРСР, а також в північній частині Західного Сибіру, що піддавався заледенінню.

Флювіогляціальні (водно-льодовикові) родовища глин тісно пов'язані з льодовиковими і виникають в результаті перемиву морени потоками талих льодовикових вод і відкладення в озерних западинах в літній час піскуватого матеріалу, а в зимове — глинистої речовини. Глини, що утворюються, володіють добре вираженою шаруватістю і називаються «стрічковими». По складу глинистих мінералів вони відносяться до гідрослюдистим або хлорит-гідрослюдистим, по вогнетривкості ж є легкоплавкими. Ці глини розвинені на порівняно невеликих і роз'єднаних площах в північно-західних областях європейської частини колишнього Радянського Союзу і в Білорусії, де використовуються у виробництві будівельної цеглини і рідше — цементів.

Морські родовища глин ділять на прибережні родовища і родовища віддаленої від берега частини шельфу.

Прибережно-морські родовища утворюються за рахунок відкладень глинистої речовини на глибинах до 50 м в місцях, де немає безперервного вимучування опадів, тобто в бухтах, затоках, підводних частинах річкових дельт і між прибережними островами. Глини в родовищах цього типа погано відсортовані і неоднорідні як по гранулометричному складу, так і по мінеральному. Поширеність їх відносно невелика, поклади мають форму лінзоподібних пластів різної протяжності, потужність яких варіює від 0,2 до десятків метрів. По вогнетривкості глини відносяться по перевазі до тугоплавких. Відомі вони в Московській, Тульській і Рязанській областях, на Україні, в Сибіру, Білорусії, Казахстані і ряду інших районів.

Родовища глин у віддаленій від берега частині шельфу виникають на глибинах до 200 м, але лише на таких ділянках моря, де немає сильних течій. У осад тут випадають вельми тонкодисперсні глинисті частинки, що легко утримуються в зваженому стані і облягають електролітами. Переважають гідрослюдисті і бейделітові глини, за гранулометричним складом вельми однорідні. У домішках присутні сидерит, фосфоритові, марганцові і крем'янисті включення, конкреції і дрібні зерна піриту, глауконіт, карбонатні і глинисто-карбонатні конкреції. Глини володіють шаруватістю, на площинах нашарування виявляється слюда. Залягають вони серед могутніх товщ алевріто-глинистих порід, прошарки дрібнозернистих пісковиків, що містять іноді, опок, вапняків і мергелів. Потужності товщ досягають 100 м і більш, розділяються вони на окремі пласти і розповсюджуються на площах в десятки і сотні квадратних кілометрів. Відносяться ці глини до легкоплавких. Вони широко поширені і розробляються в багатьох областях для виробництва будівельної і грубої кераміки. По перевазі використовуються морські глини післяльодовикового або пізньочетвертинного часу, неогенові і палеогенові, рідше — крейдяні, юрські, пермські, карбонові і девонські. У Ленінградській області, наприклад, використовується кембрійська «синя» глина, що залягає неглибоко від поверхні і що досягає потужності 200 м.

Особливе місце серед осадових утворень займають родовища бентонітових глин. Виникають вони в морських і в прісноводих басейнах за рахунок перевідкладення і діагенетичного перетворення продуктів вивітрювання вивержених, вулканогенних і вулканогенно-осадових порід, а також перемиву бентонітових глин з родовищ іншого генезису. Залежно від речовинного складу перевідкладених продуктів вивітрювання і фізико-хімічного режиму водного басейну (тобто його фаціальних умов і в першу чергу лужності середовища) процеси діагенезу приводять до утворення бентонітів різного складу, неоднакових властивостей, різного практичного значення. До цього типа відноситься найбільше в Україні Черкаське родовище бентонитоподібних монтморілонітових і палигорскітових глин на Україні і численні родовища лужноземельних бентонітів Поволжжя.

Вулканогенно-осадкові родовища глин виникають шляхом підводного розкладання (гальмиролизу) вулканічних попелів і туфів, відкладених у водних басейнах (морях, озерах). В умовах лужного середовища багаті склом вулканічні породи змінюються до таких глинистих мінералів, як монтморілоніт і бейделіт, утворюються могутні скупчення вельми цінних лужних і лужноземельних бентонітових глин. Залягають вони серед морських товщ, в яких осадкові породи перешаровуються з туфогенними. Поклади мають форму пластів і лінз, розміри яких варіюють в межах від декількох десятків квадратних метрів до багатьох сотень квадратних кілометрів за площею і від декількох сантиметрів до 40—45 м по потужності. Широко відомі родовища штату Вайомінг (США), де бентонітова товща поширена на площі близько 2,5 тис. км2. У колишньому СРСР експлуатуються родовища Гумбрі (Грузія), Ханлар (Азербайджан), Огланли (Туркменія), Азкамар (Узбекистан) і ряд інших.

Гідротермальні родовища глинистих порід виникають у зв'язку з дією гарячих рідких розчинів магматичного походження на різноманітні вулканогенні породи — андезити, порфірити, альбитофиры, туфи і ін. Перетворення початкових порід відбуваються метасоматичним шляхом і залежно від кислотності — лужності розчинів полягають в пропілітизації, алунітизації, серіцитизації, каолінізації і інших змінах, що приводять, зокрема, до виникнення скупчень глинистих мінералів, тобто утворенню глинистих порід моно- або полімінерального складу.

Важливе промислове значення серед них мають родовища лужних монтморілонітових бентонітів. Вони нечисленні, але бувають крупними і відрізняються дуже хорошою якістю сировини: високими колоїдними властивостями, вологоємкістю, набухаємістю, зв'язуючою здатністю і ін. Світовою популярністю користуються родовища вищих за якістю білопальних безжелезистих натрієвих бентонітових глин о. Понца в Італії. У колишньому СРСР до цього типа відносяться Сарігюхське (Вірменія) і Даш-Салахлінське (Азербайджан) родовища натрієвих монтморілонітових бентонітів; частина дослідників до цього ж типа відносить Аськанську групу родовищ Грузії, що, проте, оспорюється іншими ученими.

Гидротермальні каоліни відомі в Казахстані, Узбекистані, Закавказзі, Закарпатті, на Алтаї і Далекому Сході, проте скупчення чистих каолінітових порід рідкісні, невеликі за розмірами і мають складну будову, звичайно ж забруднені сульфідами, оксидами заліза і іншими домішками. У Примор'ї вивчено і розробляється Гусевське родовище фарфорового каменя, утвореного гідротермальним шляхом по кислих ефузивам і складеного кварцом, каолінітом, гідрослюдами і альбітом. Сировина служить для виробництва фарфору і фаянсу.

Метаморфогенні (метаморфізовані) родовища представлені скупченнями каменеподібних непластичних глинистих порід — аргілітів (включаючи «сухарі», «кременівки», «клей» флінта) і глинистих сланців. Утворюються вони в результаті ущільнення, дегідратації, цементації і неповної перекристалізації глинистих опадів в процесі діагенезу і епігенезу або в початкові стадії метаморфізму глин. Промислові родовища численні і відомі у ряді районів (Донбас, Кузбас, Урал і ін.) [ 3 ].