Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Пирофиллитсодержащие метасоматиты колчеданных месторождений Южного Урала как потенциальное керамическое и огнеупорное сырье (на примереместорождения Куль-Юрт-Тау, Башкортостан)

ВАК РФ 04.00.11, Геология, поиски и разведка рудных и нерудных месторождений, металлогения

Автореферат диссертации по теме "Пирофиллитсодержащие метасоматиты колчеданных месторождений Южного Урала как потенциальное керамическое и огнеупорное сырье (на примереместорождения Куль-Юрт-Тау, Башкортостан)"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФВДЕРАЦИЙ НО ШСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ

УРАЛЬСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ГОРНО-ГЕОЛЭГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

РГ6 од

'Ц^Ь п*)авах РУ-писи

СИНЯКОВСКАЯ Ирина Васильевна

УД{ 552.31:553.1 -.553.67(470.57)

ПИРОФИППИТСОДЕГЖАЩ® МЕТАСОМАТИТЫ КОЛЧЕДАННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЮЖНОГО УРАЛА КАК ПОТЕНЦИАЛЬНОЕ КЕРАМИЧЕСКОЕ И ОГНЕУПОРНОЕ СЫРЬЕ (на примере месторождения Куль-Юрт-Тау, Башкортостан)

Специальность 04.00.11 - геология, поиски и разведка рудных и нерудных местороадениЙ; Металлогения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

ЕКАТЕРИНБУРГ»1994

Работа выполнена в Институте минералогии УрО РАН

Научный руководитель- доктор геолого-минералогических на В.В.Зайков (Институт минералогии УрО РА

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук, профессор

Э.Ф.Ешшн (УГГШ кандидат геолого-минералогических наук Е И.Богданова (ИГиГ)

Ведущее предприятие - ГГП "Башкиргеология" (г.Уфа)

Защита состоится 2,7 мая 1994 года на заседании совета по аащ там диссертаций Д 063.03.02 в Уральской государственной го но-геологической академии.

Адрес: 620219, г.Екатеринбург, ул.Куйбышева, 30

С диссертацией ножно ознакомиться в библиотеке Академии

Автореферат разослан "ггг." апреля 1994 г.

Ученый секретарь совета по защитам диссертаций, доктор физико-математических наук, профессор

Давыдов 0.Б.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность т ё м ы. Среди рудовыещаюцих пород гчеданных местороздений Урала неоднократно отмечались пиро-иитсодерждие метасочатиты, Изучение их обычно проводилось в тлексе с другими рвзностями многокомпонентных гидротермаль— : систем. Исследованиями Н.И.Наковника, -Г. А. Курицинсй, ¡.Гороха, Ф.П.Буслаева, В.П.Логинова, Г-.Н.Пшеничного, ¿.Прокина, А.К.Тимергазиной, А.А.Захаровой и др. получены »воначальные данные о минералогии, химизме и особенностях ¡мещёния пирофиллитсодержшцих пород в колчеданоносных рудашх ¡онах. Однако систематизированных сведений о составе и зако-герностях распределения пирофиллятовой минерализации и данных :е практическом значении до середины 80-х годов не имелось. В ¡тоящее время в России пирофиллит не используется, в отличие ряда зарубежных стран, где этот вид сырья, применяется для шзводстиа керамических, огнеупорных и других пидоп изделий. Актуальность постановки настоящих исследований определяется >бходимостыо всестороннего изучения местороэдения 1ь-Юрт-Тау, как крупнейшего в России объекта со значительными гасами потенциального гшрофиллитового сырья. Впервые присут-зие. пирофиллита здесь отмечено А.А.Захаровой (.1979 г.), а в }4 г. В.В.Зайковым и И.В.Синяковской выявлено широгое разви-1 пирофиллитсодеряащих метасоматитов в пределах рудного поля, щообразие минерального состава и текстурно—структурных осо— тостей определили необходимость их типизации на основании «ралогических, петрохимическюс и технологических критериев. Цель р в б о ® ы - исследование пирофиллитсодержащих ме-зоматитов месторовдения Куль-Юрт-Тау как сырья для керамичес-го и огнеупорного производств. При этом решались следующие теретные задачи:

— изучение геологического строения рудного поля Куль-Юрт-Тау зпределение закономерностей размещения пирофиллитовой минера-зации в пределах вулканических структур;

— сравнительная характеристика минерального и химического гтава, текстурно-структурных признаков всех разновидностей гасоматитов и исходных вулканогенных пород;

- выделение типов пирофиллитового сырья, определение их ми-ралого-петрохимическнх и петрографических особенностей;

- установление конкретных отраслей использования вьзделешшх пов сырья на основании изучения их технологических свойств.

- г -

Методика исследований и g а к т * ч е с к и й материал. Основой работы является круга масштабное геологическое картирование карьера и рудного пс Куль—Юрт—Tay, изучение взаииоотпошенийметасоматических и Hei менешшх вулканогенных пород с детальный опробованием рааре: и отдельных геологических тел.

Фактический материал собран автором в ходе полевых работ рудном поле Куль-Юрт-Тау в 19В4-93 г.г. Задокументировано 3i пог.м керна глубоких и картировочных скважин, закартирове 1700 пог.м бортов карьера. Сопоставление вулканогенных толщ разной интенсивностью проявления гидротермальных изменений динамометаморфизма проводилось с использованием сведений, по/ чешшх при исследовании других рудных полей в Вурибайском, Be хнеуральском, Гайском и Сибайском колчеданоносных районах. И: чено около 500 прозрачных шлифов, обработано свыше 1100 хиь ческих анализов, отобранных автором и другими исследователе по всем разновидностям пород. Обобщение и обработка данных ос ществлялись с использованием программ на базе 1Ш РС/АТ-3^ Исследование минерального состава методами ИК-спектроского термического, рентгеновского, электроцографического и декриш метрического анализов проводилось на материале 300 ц.туфных п] и 26 мономинеральных проб, отобранных автором. Результаты т< нологических испытаний пирофиллитового сырья Куль-Юрт-Тау ба: руются на анализе 4 лабораторно-технологических проб Bei 150-200 кг и 6 технологических проб весом . 0.2-0.5, 5, 10 210 т. Для оценки технологических свойств пирофиллитового сы] на материале этих проб определялись размолоспособноть, khcj тостойкость. степень спекания, водопоглощение, пористость, i аущаяся плотность, огнеупорность и температура плавления.

Научная новизна проведенных исследований оп] деляется следующими основными результатами:

1. В структуре рудного поля Куль-Юрт-Тау реконструиров! йулкано-купольное сооружение риолито-дацитового состава, до! зана стадийность его развития и установлены исходные вулка] генные породы для выделенных разновидностей метасоматитов.

2. Получены и систематизированы сведения о составе и зако] мерностях распределения пирофиллитовой минерализации, опреде, ни парагенезисы минералов дня всех зон метасоматитов местор дения Куль-Юрт-Тау .

3. Впервые на месторождении Куль-Юрт-Тау выделены типы пиро— [>иллитового сырья, для каждого из них определены минерало-го-петрохимические и петрографические особенности; изучены технологические свойства, определяющие возможность их применения в производстве керамических, огнеупорных изделий, покрытий и наполнителей.

Практическая ценность. Данная работа с 1985 по 1990 гг. велась в рамках темы " ЬЬшерагения вулканических зон Ккшого Урала и рациональное использование минерального сырья " (N гос.регистрации 01.87.0000.855)j в настоящее время она является прикладным разделом темы "Минералогия и условия образования палеогидротермальных систем в колчеданоносных районах" , выполняющейся лабораторией прикладной минералогии Института минералогии УрО РАН с 1991 г.

Результаты исследований автора использовались для обоснований по применению пирофиллитового сырья в керамическом и огнеупорном производствах, при оценке масштабов месторовдекиа и подсчете прогнозных ресурсов. На основании рекомендаций, разработанных с участием автора, на рудном поле местороядения Куль-Юрт—Tay в 1990-93 г.г. проведены поисково—оценочные работы на пирофиллитовое сырье Юго-Восточной ГРЭ ПГО "Башкиргеология". Выполненные технико-экономические расчеты показали, что место— ровдеггие моявт иметь промышленное зпапетпт.. Запасы пирофиллитового сырья (по категориям С2+Р1) составляют 18576 тыс.т. Место-роадение рекомендуется для проведения йа нем предварительной разведки.

Апробация работы. Основные положения, рассматриваемые в данной работе, докладывались на совещании по мета— морфогенпой г^еталлс 'ении Урала (Свердловск, 1985), совещании молодых ученых Урала "Минерально-сырьевые комплексы Урала" (Свердловск, 1986), VII съезде EMD "Минералогия — народному хозяйству" (Ленинград, 1987), региональной научио-прахтнческой конференции "Внедрение ресурсосберегающих, малоотходных и безотходных технологических процессов - основное направление НТО в охранех окруяиюцей среда" (Свердловск, 1907), Всесоюзном совещании "Минерально—сырьевые ресурсы и комплексное их освоение" (Сарапул, 1989), II региональном совещании "Минералогия Урала " (Свердловск, 1990). Промежуточные результаты работы изложены в шести отчетах; по теме диссертации опубликовано 25 работ.

Объем и структура работы. Диссертационная работа объемом 137 страниц машинописного текста состоит из "Введения", 4-х глав и "Заключения" и включает 69 иллюстраций, 23 таблицы. Список использованной литературы состоит из 177 наименований.

Химический анализ проб проводился в лабораториях Института минералогии УрО РАН Сг.Шасс, аналитики Л.Ф.Баженова и др.), ПГО "Башкиргеология" (г.Уфа, аналитики Е.А.Ляшенко и др.) и ПГО "Запкаэгеология" Сг.Актюбинск, аналитики Е.К.Глухова и др.). Исследование вещества методами ИК-спектроскопии, рентгеновского, термического, декриптометрического анализа и электронографии выполнено сотрудниками Ильменского заповедника и Института минералогии Ю.В.Корниловым, Т.Ю.Веретенниковой, Л.П.Арзамасцевой, В.А.Котляровым, Т.М.Рябухиной, С.В.Батуровым и др.

Технологические исследования пиро-филлитового сырья проводились в сотрудничестве со специалистами-технологами отраслевых и научных организаций: ВДИСтройкера-мика (г.Железнодорояыый, Московская обл.), Уфимский филиал Ро-соргтехстрома, Уральский Сг.Екатеринбург) и Харьковский политехнические институты, УрапНИИСтромпроект (г.Челябинск), Восточный институт огнеупоров (г.Екатеринбург), Башкирский госпе-динотитут (г.Уфа). Лабораторно-технологические и полузаводскш испытания пирофдахлитового сырья были проведены на Екатеринбур-. гском завода керамических изделий, Башкирском керамическом заводе (п.Кудеевка), Кучинском опытном керамическом заводе, е также на технологической линии Уфимского филиала Росоргтехстро-ма и в лабораториях огнеупорного производства Нияяе-Тагильскогс и Магнитогорского металлургических комбинатов. В этих работаа принимали участие М.К.Гальперина, Н.П.Тарантул, А.К.Ахмадиев, С.Н.Елфимова, Н.А.Михайлова, А.В.Иванова, Л.В.Ерохина, Н.В.Ко-лышкина, А.И.Овчинникова, Э.А.Грядкина, З.Г.Тимофеева, Е.Г.Ка-лимуллина, Р.Я.Ахтямов, Е.В.Зализовский, Р.А.Амиров, У.Ш.Шаях-метов, Ж.А.Выдрина, А.Д.Попов.

Автор выражает благодарность научному руководителю В.В.Зай-кову за советы и практическую помощь в процессе работы. Пр1 проведении полевых работ, обработке материала и интерпретацш некоторых результатов автору большую помощь оказали В.А.Гильма-ев, В.Н.Удачин, Г.Г Кораблев, С П.Масленникова. При написащп текста автор консультировался с А.И.Белковским, О Н.Гряэтвш

- б -

лбаиовой, В.Г.Кориневским, В.Ф.Мягковым , В.В.Масленнико-В.К.Пуртовым, В.Н.Сазоновым. Обработка данных на ГОШ про— [ась с использованием информационно-исследовательской сис— "Ильмены", разработанной О.С.Теленковым. Всем перечислен-:оллегам автор искренне признателен.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ главе 1 дана типизация всех известных в мире месторождений ¡шллитового сырья по закономерностям их размещения и усло-образования. Приводится классификация пирофиллитового я по минеральному составу и химизму. На территории бывшего выделены 7 провинций пирофиллитового сырья. Содержится об-сведений по строению и составу зон метасоматитов на некото-колчеданных месторождениях Юшого Урала, с характеристикой филлитовой минерализации, установленной на этих объектах.

главе 2 определено геологическое положение месторождения в ктурах Магнитогорско-Мугоджарского вулканического пояса.

краткое описание серноколчеданной залежи. Среди вулхано-ого комплекса рудного поля Нуль-Юрт-Тау установлены породы зивной, вулканокластической, экструзивной и субвулканичес— фаций. Для каждой зоны ореола ыетасоматических пород выде-I ; арактерные парагенезиса вторичных минералов. По текстур-ируктурным, петрохимическим и петрографическим признакам 1Соматитов определены исход!Ше вулканогешше порода. ( главе 3 обоснованы критерии выделения четырех типов пиро— штового сырья. Характеристика вещественного с'остава сырья эчает сравнительное описание минерального состава, текстур— ¡труктурных и петрохимических особенностей. Приведены оПти— сие, рентгенографические, термические и пр. свойства породо-»зукших минералов - пирофиллита, кварка, серицита, диаспора щессорных минералов - рутила, пирита, молибденита. 3 главе 4 описаны технологические свойства выделенных типов ья. Систематизированы сведения об использовании пирофиллито-э сырья в промышленности нашей страны и зарубежных стран. По ультатам лабораторяо-технологических и лолуэаводских "опыта-сырья месторождения Куль-Юрт-Тау делаются выводы о возмож-ти его применения для производства керамических, огнеупорных елий, защитных покрытий и наполнителей.

ОБОСНОВАНИЕ ЗАЩИЩАЕМЫХ ПОЛОЖЕНИ!

1. Главные разновидности пирофиллитсодержащих метасоматит месторождения Куль-Юрт-Тау образовались по риодацитовым поток ранней и поздней стадий развития вулкано-купольного сооружена

Месторождение Куль-Юрт-Тау располагается в восточной кры. сжатой антиклинали субмеридионального простирания. Крупн дизъюнктивной структурой в данном районе является Западно-Ире: дыкский разлом, оределякщий крутое восточное падеже (под угл 60-90°) рудовмещакщих образований.

Рудовмещающая базальт-андеэит-дацит-риолитовая толща вход в состав баймак-бурибайского комплекса (Б^е). Вулканогенные п роды в пределах рудного поля Куль-Юрт-Тау метасоматически изм нены. Вьщелены следугацие минеральные парагенезисы, соответств; юцие зонам метасоматической колонки: хлорит+сермцит+кварц, с рицит+кварц, пирофиллит+серицит+кварц, пирофиллит4кварц, сер цит+диаспор+гщрофиллит, пирофиллит. Все метьсоматические поро, в разной степени дислоцированы и рассланцованы.

Главной вулканической структурой рудного поля является р! одацитовое вулкано-купольное сооружение (рис. О. Его централ нал часть представляет собой экструзивный купол, сложенный ап< риодацитами с реликтовой мелкопорфировой структурой и массив» текстурой в центральной части тела, по направлению к флангам кровле - структура становится афировой, а текстура - брекч: евой. Подчиненное значение в строении экструзии име) кварц-гшагиоклазовые средне- и крупнопорфировые дациты. 01 слагают в северной части экструзии интрузивные тела, внедрен: которых соответствует поздней стадии развития купола.

На флангах вулкано-купольного сооружения откартированы зал жи пирофиллит-кварцевых и серицит-пирофиллит-кварцевых метас матитов, расположенных на двух уровнях. Залежи нижнего уров: примыкают-к основанию купола и имеют асимметричное строен» северная — линзовидной формы, длиной I,6 км и шириной до 140 : южная - шириной 140 м в северной части и выклинивающаяся в ю ном направлении на протяжении 600 м. Верхний уровень метасом! титов соответствует апикальной части купола и расположен си метрично относительно его оси: залежи простираются в северном хшюи направлении на 660-700 и и имеют мощность до 100 м.

Выделешше уровни за пределами зоны метасомптитов нредста< лены чередованием потоков ряодацитов. Нижшй - с мощностью о1

Рис.7. Геологическое строение рудного поля местсроздешет Куль-Юрт-Тау 1—3 — вулканические порода баймек-бурибайского комплекса (В^е): 1— рнодациты эффузивной фации, 2- риодациты экструзивной фации ранней стадии развития купола, 3- то зке, поздней стадии; 4 — андезиты и андезито-безальты ирендакского комплек— са (Пгку); 5 - колчеданные руды; 6-10 - метасомати1ы: 6- серицит-кварцевые и хлорит-серицит-кварцевые, 7— пирофилгшт-квар-цевые, 8— серицит—пирофиллит-кварцевые, 9— диаспор-лирофилли-товые, 10- пирофиллитовые; 11 - контуры карьера; 12 - разломы; 13 — геологические границы: а — установленные, б — предполагаемые; 14 - залеаси пирофиллитового сырья: нижнего уровня - северная (Л) и южная (Б), верхнего уровня — северная (В) и южная (Г), /-иаспоровая - север рудного поля (С) и карьер (К)

- а -

дельных потоков 30-50 м, протяженностью 300-600 м на хш фланге, 300—1000 и на северном - сложен ряодацитами с афировс либо редкопорфировой структуры, с присутствием единичных мел* (</ мы) вкрапленников кварца. Риодациты верхнего уровня, с не ностыо потоков 20-60 и и протяженностью 100-400 м, имеют по фировую структуру, вкрапленники представлены иаоыетричньши ае нами кварца размером 0,5-2 мм и составляют от 5 до 10 х от об ема порода. Реже встречаются таблитчатые фенокристаллы ппагио лаза, частично замещенные серицитом. Соответственно, основа петрографическим признаком принадлежности пирофиллитсодержаад метасоиатитов к нижнему уровн-j является реликтовая афирова релиз — мелкопорфировая структура, в то время как для метасом титов верхнего уровня характерно наличие реликтов вкрапленник кварца.

Текстурные характеристики риодацитов обоих уровней закон мерно меняются от основания к кровле: преимущественно массивн потоки сменяются флюидальными и "нодуаечными". В этом же на равлении степень рассланцевания в залежах пирофиллитсодераэщ ыетасоматитов меняется от слабосланцеватой до штитчато—, линз видно- и дисковидно-сланцеггатой. Паибольиему рассланцеван подвержены кварц-пирофиллитовые ши пирофиллитовые разновидно ти, заиещакй^ие фьяммевидные участки и прослои межподушечных г; алокластитов. изначально выполненные стекловатым материало: При изучении микротекстур метасоматитов отмечается ориентир ванное расположение пирофитлитовой составляющей в направлен рассланцевания.

Таким образом, первичная природа метасоматитов местороядек Куль-Юрт—Tay устанавливается при сопоставлении их морфологи текстурно-структурных и петрографических особенностей с соо' ветствукщими признаками вулканогенных пород баймак-бурибайско: комплекса. Судя по признакам "подушечного" сложения, выраженге в линзовидно- и дисковидно-сланцеватой макротекстуре, по релиз товой флюидальной микроструктуре, которая определяется присущ ствием фьяммевидаых аностекловатых включений и наличию реликт« вкрапленников кварца, пирофиллитсодержащие метасоматиты образ< вались по лавовым потокам риодацитового состава.

Генезис пирофиллитсодержшцих метасоматитов месторождеш Куль-йрт-Тау и формирование их текстурно-струк?урных особенно! гей связаны с влиянием двух основных процессов. Во-первых, ai

трудный гидротермальный метасоматоз, сопровождавший среднеде-шский вулканизм. Во-вторых, поэднеиалеозойекий динамометьмор-1эи с сопутствующем! тектошиескши деформациями.

Ослабление вулкашгаеекой деятельности, определившее разделе-ie уровней вулкано-купольной постройки, сопровождалось прояв-шием гидротермально-осадочного сульфидообразования. В этот ;риод сформировалась сериоколчеданная ташза у северного под-зжья экструзионой постройки.

Проявление синрудных гидротермальных изменений выражается а армировании зон метасоматитов рудоносной вулканогенной аарц-хлорит-еершштопой метасоматической формалин (Гркэнон, 492). На месторождении Куль-Юрт-Тау пирофнтшитизация, как и на ^которых других объектах ССурин, ¡993), пространственно и ге-етичееки связана с зоной синрудных метасоматитоа серицит-квар--евого состава. Эти метасоматиты образуются на стадиях кислот-ого И[.[Ш,елачпоалпя под воздействием существенна кислых paci'BO-ов при температурах 200~400*С йСог.лкяский, 1982). Температурив условия иирофиллнтизашш. установленные по декриптации варда из пирофиллитсодерзяЕДХ метасоматитов Куль-Юрт—Tay, оп~ чдепяются интервалом 300-420°. Эти цифры соответствуют темле-атурам образования пирофиллита, попучетныи на основе термоди-ашгческих расчетов и экспериментальных данных (Иванов, 1934).

Расчет баланса вещества по методу В.А.Рудника (.1968), выяв-яет значительный привнос калия и ыинае остальных элементоь Mg, Na, Ca, Fe2+, Fe3+) на стадии образования -серицит-кварца-ых метаеоматигов Куль-Юрт-Тау. В условиях возрастания кнслот-:ости растворов продолжается вынос всех фемических и щелочных лементов, в том числе и калия. Следовательно, последователь-ост l "плагиоклаз—серинат—пирофиллит" отражает усиление стегни кислотного метасоматоза и совпадает со сменой стабильности »тих минералов по мере возрастания кислотности раствора при одинаковых прочих условиях (Зарайский, 19В9).

Приуроченность месторовдения к осевой части Западно-Иренддк -:кого разлома определяет текстурно-структурные особенности не-?асоматигов. Возобновление тектонических смещений по рэзрыцам ia стадии дапамоиетаморфл&иа в пострудный этап развития района ^Захарова, 1981) проявилось в форнировашы сланцеватых текстур юрод рудного ноли Куль--Юрг-Тау. Интенсивность рассланцевания зозрастаег при переходе от иулкьно! ешшх риэнаиип::остеЛ к мета-

соыатитам. В свою очередь, среда метасоматнчееких разновидное тей степень рассланцевания загноит от количества в них пирофил литовой составляющей.

2. Пирофиллитовое сырье является ловим видом полезных иске паемых среда вскрызпшх парод нестороядения Кулъ-Юрт-Тау, елвг-в ет в предела:; рудцого пола залежи определенной морфологии и, соогветстичп с особенностями минерального и химического соста ва, представлено четырьмя типами: I — пирофиллит-кварцевое 1шэ кощелочное; II — серзщит—пирофиллит-кварцевое щелочное; III дкаспор-серкцкт-пярофигаштовое высокоглиноземистое; IV — пиро филлитовое глиноземистое.

Систематизация и сравнительный анализ данных, полученных пр изучении пирофиллигсодержащкх пород месторождения Куль-Юрт-То позволили подразделить их на четыре основных типа. Каадый и них имеет свои минералогические, петрографические и петрохими ческие особенности (табл.?) и образует выдержанные по простира юта и мезлости зоны, которые можно квалифицировать как залез пирофиллитового сырья (рис.1).

Первый тип сырья слагает в пределах рудного поля крушше ли нейко вытянутые иалеак. Минеральный состав представлен пирофил литом и кварцем в количественных соотношениях 1:1.3 — 1:1.45 примесь серицита в среднем не превышает 5 я. Лш1зовидпо-сланце ватая текстура обусловлена дифференцированным распределешге пассивного граиобластогзго кварцевого агрегата и ориентирован лого лепидобластового йирофиллитопаго. Реликты вхраплениико кварца (до 1Сг.~) встречаются в пределах залежей верхнего уровня Петрохиьвкеская специфика I типа сырья определяется высоким со держанием Si02 = 30.4-03.2 %, умеренным - Л1203 = 12.7-13.С при низких содераашгах остальных окислов: MgO = О.1-0.3 я, Са = 0.1-0.3 я. Уе£03+¥е0 = 0.9-1.4 я, IC£&+Na20 = 0.2-0.4 я.

Второй тип сырья образует залежь мощностью 70 м и протяаоэи иостыа 400 и в юго-восточной части рудного поля, а также зон мощностью до 25 м среди залежей сырья первого типа. Для нег характерны следуотчие содержания породообразующих минералов кварц- 47.5-Б0.5 я, серицит- 23-29.5 я, пирофиллит- 10-26.5 х Паблодается сходство ыикротекстур и микроструктур I и II типо сырья. Отличие их состоит в присутствии крупночешуйчатого не ориентированного агрегата серицита, образующего скопления, лин Зй'Ыи среди микрочешуйчатого пирофиллитового, для которого ха

Г...... | Тип I II III IV

|сырья

| Залет A В В г A Б В Г С К А Б В Г

I п 218 31 105 78 53 27 33 72 10 32 3 1 4 3

| SÍ02 82.39 ai .92 B3.22 80.39 78.79 77. BG 75.60 77.09 43.82 41.17 64.72 66.07 65.46 64.78

! Ti 02 0.25 0.26 0.25 0.28 0.27 0.27 0 35 0.28 0.56 1.29 0.51 0.46 0.S2 0.56

| А1203 12.95 12.79 12.71 13.61 14.38 14.15 17 63 14.71 38.03 45.58 28.59 26.74 27.50 28.29

¡ Fe203 0.43 0.13 0.39 0.42 0.76 1.50 0 66 0.36 0.53 0.30 0 0.15 0.22 0.09

( FeO 0.96 2.01 0.47 2.08 1.03 2.15 0 50 2.43 0.37 0.10 0 0 0.09 0

j MnO 0.06 0.02 0.02 0.05 0. 10 0.02 0 02 0.07 0.02 0.02 0 0 0.02 0

1 MgQ 0.12 0.10 0.09 0.26 0.21 0.36 0 15 0.26 0.Ё6 0.12 0.14 <0.1 0.13 а.за

I CaO 0.20 0.10 0.12 0.31 0.21 0.31 0 10 0.31 0.85 0.22 0 0 0.05 0

j Na20 0.12 -0.08 0.09 0.15 0.52 0.79 0 21 0.60 1.02 0.49 0.2S <0.2 0.18 0.33

| K20 0.25 0.25 0.14 0.26 1.34 1.58 1 87 1.44 2.05 1.20 0.52 0.64 0.35 0.30

| P205 0.03 0.01 0.01 0.03 0.04 0.04 0 OS 0.04 0.01 0.09 0 0.08 0 0.05

| H2Q 2.44 2.05 2.58 2.45 2.60 2.01 3 17 2.31 7.03 8.43 5.36 5.24 5.69 5.33

t s 0.10 0.07 0.06 0.05 0.32 0.05 0 04 0.05 0.10 0.17 0 0 0.05 0

1 Pf 39.0 39.0 40.5 41.0 19.5 10.0 26.5 20.5 50.0 49.0 91.0 91.5 94.0 92.5

1 Q SE.5 57.0 5S.5 54.0 57.5 60.5 47.5 54.0

I Ser 4.5 4.0 5.0 23.0 29.5 26.0 25.5 36.0 23.0 9.0 8.5 6.0 7.5

!D 14.0 28.0

• Примечания. 1. Залежи: ниаиего уровня - А - северная, Б - кшаая; верхнего уровня - В - северная, Г - южная (рис. О; п — количество проб в выборке. 2. Для III типа подсчитаны средние по северной части рудного поля ÍС) и по северному борту карьера СЕ). 3. PI- пирофиллит, Q- кварц, Ser- серкцит, D- диаспор.

рактерна ориентировка в направлении сланцеватости. Основной петрохимический признак II типа сырья - повышенная щелочность (содержание KSO+NaSO = 1.9-2.4 я). Содержание St02 несколько ниже (75.6-78.8 х), а А1203 несколько выше (.14.1-14.7 х), чем в сырье I типа.

Третий тип сырья образует залеж* линейной формы длиной 500 м и шириной до 25 и, распгпожегшую на границе нижнего и верхнего уровней. Сложен несколькими минеральными разновидностями, которые отличаются по соотношению диаспора и пирофиллита (от 3\1 до 1:1.5") и содержанию серицита в количестве от 5 до 55 я. Микротекстуры третьего типа сырья определяются сочетанием диаспоро— вой гломерозернистой и слодистой лепидобластовой составлякщих. В случае преобладания первой характерна пятнистая текстура; в диаспор-пирофиллитовых и диаспор-серицит-пирофиллитовых разновидностях с преобладанием лепидобластового агрегата текстура близка к сланцеватой или "глазково"—сланцеватой. Определяющим петрохимическим признаком для III типа сырья является высокая глиноземистость (Al203-3В.0-45.6 х) при низком содержании Si02 (41.2-48.8 х) и колебании щелочности от 1,7 до 3,1 х.

Четвертый тип сырья представлен полосами мощностью от 0.5 до 5—7 и, установленной протяженностью 20 м, сложенными пирофиллитом с незначительной примесью кварца или серицита (1-10 х). Для IV типа сырья определегш две текстурные разновидности: пирофил-литовые сланцы с листовато-сланцеватой текстурой и пирофиллити-ты плотного, "агальматолитового" сложения. Микроскопически пи-рофиллятовые сланцы отличаются от пирофиллититов ориентированным распределением лепидобластового агрегата. Основные петрохи-мические характеристики IV типа сырья - пониженное по сравнению с I и 11 типом и повышенное по сравнению с III типом содержание S 102=64.7-66.1х, повышенное по сравнению с I и II типом и пониженное по сравнению с III типом содержание А1203=26.7-28.6* при незначительном содержании Na2O+KZ0= О,5-0.fix.

Пирофиллит присутствует во всех типах сырья в переменных количествах: от 10 х во П-ом до 95-98 х в IV-ом. Преимущественно встречается в виде лепидобластового агрегата основной массы с размером индивидов О,001-0,006 мм. Кроме того, выполняет обособления фьяммевидной и линэовидной формы среди кварцевой граноб— ластовой составляющей. В пирофиллит-диаспоровых буданах отмечаются прожилки мощностью 1,5-15мм с тестовато-волокнистым, ори—

- 13 ~

'ироващдац поперек проаялкованию, агрегатом пирофиллита. . Установлено, что экспрессным методом диагностики минерально-состава пирофиллитового сырья I, II и IV типов является -спектроскопический анализ. Присутствие пирофиллита определя-:я наличием 3-х пиков поглощения при длинах волн: 950-970, iO-IOeO и 1150-1180 см-', для серицита характерен один эначи-I пик в атом интервале: 1050 см-* , а определение кварца осно— го на присутствии полос поглощения при длинах волн 790 , 805 . Их интенсивность зависит от содержания кварца, находяще— :я вместе с другими минералами. На этом основан количествен-t метод определения кварца и пирофиллита в двухкомпонентных ;сях (Вализер и др. , 1991~).

Особенность определения минерального состава III типа сырья 13ана с наличием диаспора, для Ш-епектра которого характерно юутствие малоинтенсивных пиков при длинах волн 525; 575-585; 3; 750 ; 970 ; 3000 см —*. Основными методами определения сос— за диаспорсодераащего сырья являются термический и рентгено— грический. На термограммах диаспор легко диагностируется по экому глубокому эндоэффекту Ct=525-545"С), который связан с герей воды и переходом минерала в корунд. На дифрактометри-ских кривых для диаспора отмечаются характерные отражения при п = 3.97-3.93; 2.11-2.12; 2.07-2.08; 1.63; 1.47 А. 3. Технологические свойства пирофиллитового сырья определя-ся его минеральным составом: пирофиллит-кварцевое и пирофил-г-серицит-кварцеаое сырье пригодно для производства керами-еких изделий, пирофиллит-диаспоровое — огнеупоров, пирофилли— вое - наполнителей.

Вьщеленные на местороядении Нуль-Юрт-Тау типы сыръя по зшии-скому и шшеральному составу сопоставимы с используемыми в угих странах для производства керамических, огнеупорных изде-й, покрытий и наполнителей. Технологические исследования пи-филлитового сырья местороадения Куль-Юрт-Тау выполнены на марка л е лабораторно-технопогических и технологических проб абл.2).

Керамические изделия. Полузаводские испытания по мене щамота в составах масс кислотоупорных изделий на пиро-ллитовое сырье I типа проводились на Башкирском керамическом воде. Установлено, что физико-технические свойства изделий учшаютея. Это объясняется тем, что пирофиллит-кварцевое сырье

Таблица 2. Области применения пирофиллитового сырья месторождения Куль-Юрт-Тау

Примечание:--разработки доведены до стадии л

раторно-технологических и полуааводскиг испытаний с использ нием пирофиллитового сырья: I-I типа, II - II типа, III -типа, IV - IV типа.

------ перспективные области.

i природном состоянии характеризуется низким водопоглощением. юторое в результате обжига практически не меняется, при этом даслотостойкость пород возрастает до 98,95 х .

Аналогичными свойствами обладает серицит-пирофиллит—кварце— юе сырье, при этом наличие серицита способствует спеканию мас-:ы. В НИИСтройкерамике изучалась возможность использования пи-юфиллитового сырья для производства плиток внутренней облицов-си стен. Наилучшие результаты получены в массах с содержанием трофиллитового сырья I и 11 типа 27 и 35 ж'соответственно¡ По-хученные изделия обладают более высокой прочностью и низким водопоглощением по сравнению с изделиями, выпускаемыми на традиционном сырье.

Испытания пирофиллитового сырья I типа в производстве керамического кирпича проведены в Уфимском филиале Росоргтехстром. полученные изделия обладают лучшими показателями по морозостойкости, огнеупорности, кяслотоетойкости и термостойкости.

В составах масс для производства фасадных плиток и санитарки керамических изделий испытывался I тип сырья. Результаты, голученные в НИИСтройкерамике, показывают, что изделия на основе трофиллитового сырья отвечают требованиям действующих ГОСТов.

В Уфимском филиале Росоргтехстром установлена возможность использования пирофиллитового сырья в производстве термокисло-гоупорной плитки. При введении 30*-ной добавки II типа сырья в состав массы для производства плитки в полученных изделиях отмечается значительное снижение водопоглощения и усадки.

Огнеупорные изделия. В Башкирском госпединституте разработана технология получения жаростойкого материала на фосфатных связках с использованием сырья III типа. Установлено оптимальное содержание пирофиллитового сырья - 23 х, при этом снижается температура твердения, повышается термостойкость, после термообработки изделия имеют высокие прочностные характеристики. Возможность использования III типа сырья взамен традиционно используемого дорогостоящего и дефицитного корунда объясняется присутствием диаспора, который при t=525-545° переходит в корунд.и отсутствием кварца, с которым связаны обратимые кварцевые переходы при нагревании, понижающие термостойкость.

Иеследопания по определению возможности использогания III типа сырья в составе иасс при производстве огнеупорных ковшевых изделий выполнены на Магнитогорском металлургическом комбинате.

Определено, что введение пирофиллитового сырья взамен шамота i количестве 20 и ЗОх является оптимальным, при этом повышаете! предел прочности при сжатии с одновременным понижением открыто! пористости изделий.

Применение сырья в качестве наполнит еля определяется следукк^ими свойствами: белый цвет в порошке, повышение бе-лианы с повышением тонины помола, низкая твердость (около О Этим требованиям удовлетворяет IV тип пирофиллитового сырья, н< 90 и более х сложенный пирофиллитом.

Изучение возможности применения пирофиллитового сырья IV типа в качестве наполнителя антицементационных обмазок и компонентов смесей для оксидирования и нитрооксидирования титановы: сплавов проводилось в ОКБ "Факел". При нитроцементации изделю пастами, содержащими 20-25 х сырья IV типа, обеспечена надежна; защита поверхности обработанных деталей в широком интервал! температур, улучшилось качество их поверхности, исключено образование отслаивающей окалины, ресурс работы повысился на 30-40

ВЫВОДЫ

1. Пирофиллитоваа минерализация па местороэдени Куль-Юрт-Тау связана с процессом «трудного гидротермальног метасоматоза исходных риодацитов ранней и поздней стадий раэви тля вулкано-купольного сооружения в интервале температу 300-420'С. Формирование текстурно—структурных особенностей пи рофиллитсодержащих метасоматитов связано с тектоническими де формациями в процессе яоэднепалеоаойского динамометаморфизма.

2. На местороадении выделены четыре типа пирофиллитовог сырья. I тип сложен кварцем и пирофиллитом, по химической клас сификации он низкощелочной. Минеральный состав II типа - кварц серицит, пирофиллит - определяет его щелочную специфику. Дп высокоглиноземистого III типа характерно присутствие диаспор и пирофиллита, иногда - серицита. IV тип сырья состоит из пира филлита, по химизму относятся к глиноземистым разностям.

3. Минералогическими критериями применения пирофиллитовог сырья являются: для производства керамики - соотношение кварц и пирофиллита и. наличие серицита СI м 11 тип), огнеупоров - от сутствие кварца и сочетание диаспора с пирофиллитом (III тип) наполнителей — содержание пирофиллитовой составляющей не мене 90я (IV тип).

ОСНОВНЫЕ ПУБШ1ШР1 ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. ЗАЙКОВ В.В., 1СОРНИШВ Ю.В., СИНЯКОВСКАЯ И.В. Пирофиллит и >лорудных ыетасоматитах серноколчеданного меетороэдення ib-Юрт—Tay// Минералы месторождений Юаного и Среднего Урала, ¡рдловск: УЩ АН СССР. 1985. С.100-104.

2. ЗАЙКОВ В.В., СИНЯКОВСКАЯ И.В. Особенности размещения юфиллитовой минерализации на территории СССР// Материалы к шралогии рудных районов Урала. Свердловск: УрО АН СССР. 3G. С.80-89.

3. СИНЯКОВСКАЯ И.В., БАСОВ А.Е. Характеристика кварц-пиро-глитовых пород месторождения Куль-Юрт—Tay как сырья для огненной и керамической проыышленностей// Материалы совещания юдых уче!шх Урала "Минерально-сырьевые комплексы Урала". зрдловск: 1986. С.53.

4. ЗАЙЮВ В.В. , СИНЯКОВСКАЯ И.В. , САНЬКО Л.А. Пирит-лирсфил-говое месторождение Куль-Юрт-Тау (Башкирия)// Геология рудных зтороядений. 1987. N4. С.58-68.

5. ЗАЙКОВ В.В. , УДАЧШ В.Н. , СИНЯКОВСКАЯ И.В. Месторождения рофиллитового сырья// Известия АН СССР, серия геологическая. 98. N2. С.93-106.

6. СИНЯКОВСКАЯ И.В. Пирофиллит содержалие породы месторожде-я Куль-Юрт—Tay в производстве керамических и огнеупорных из-гсий// Комплексное использование минерального сырья. 1989. iff. 12-17.

7. СИНЯКОВСКАЯ И.В. Возможность использования пирофиллитсо-ржащих пород колчеданных месторождений в керамической промыш-кности// Достижения науки - производс Свердловск: 1989.

в. СИНЯКОВСКАЯ И.В. Дяаспорсодержащие метасоиатиты месторожг-ния Куль— Юрт-Тау// Минералогия месторождений Урала. Тезисы кладов II регионального совещания "Минералогия Урала". Свер-овск: УрО АН СССР. 1990. Т.2. С.144-146.

9. СИНЯКОВСКАЯ ИВ. Петрографические особенности пирофилли-вого сырья месторождения Куль-Юрт-Тау// Геология, минералогия технология пирофиллитового сырья. Миасс: 1991. С.80-85

10. ZAYKOV V.V., UDACHIN V.N., SINYAKOVSKAYA I.V. rophyllite deposits// Int. Geol. Rev. 1988. V.30. P.90-103.

33-34.