Неметаллические полезные ископаемые.

Глава 10. Цеолиты.

Цеолиты (<кипящие камни>) как минеральный вид известны уже более 200 лет. Длительное время они рассматривались в качестве редких минералов, не образующих промышленных скоплений и интересных лишь для коллекционных целей. Вместе с тем, ряд ценных, порой уникальных для промышленности свойств этих минералов привел в 40-х гг. минувшего столетия к появлению в отдельных промышленно развитых странах (США и др.) производства по выращиванию их синтетических аналогов.

Прогресс в области электронной микроскопии и рентгено-структурного анализа минерального вещества в 60-х гг. минувшего столетия позволил выявить широкое развитие природных цеолитов за счет преобразования вулканического стекла туфов в промышленно значимых концентрациях. С этого времени природные цеолиты стали рассматриваться как новый вид полезных ископаемых.

В настоящее время известно около 50 природных и более 100 искусственных аналогов цеолитов. Учитывая весьма широкое разнообразие свойств и областей использования этих минералов, высокую стоимость их синтеза и наличия крупных природных скоплений некоторых из них, с одной стороны продолжает развиваться производство по выращиванию искусственных кристаллов цеолитов и направленному изменению свойств их природных разновидностей, а с другой - наращивается добыча и использование природного сырья. Мировая добыча природных цеолитов в настоящее время оценивается в 3-4 млн т/год; ее главная доля приходится на КНР (свыше 2,5 млн т), Южную Корею, Канаду, Мексику, Кубу, Венгрию, Болгарию, а также Германию, США, Японию, Италию, Турцию и ряд других стран.

Напомним, что цеолиты являются водными алюмосиликатами щелочных и щелочноземельных металлов с открытой каркасно-полостной структурой. Их кристаллический трехмерный каркас состоит из алюмокремнекислородных тетраэдров [(Si,Al)O₄], объединенных в простые, двойные и более сложные кольца; каждое кольцо включает 4,5,6,8 и более тетраэдров. Поскольку часть четырехвалентных ионов кремния (Si⁺⁴) замещена трехвалентными ионами алюминия (Al⁺³), этот каркас имеет отрицательный заряд, компенсируемый присутствием на стенках полостей одно- и двухвалентных катионов натрия, калия, кальция, магния, реже бария, стронция, лития и других металлов. Суммарный объем полостей и соединяющих их каналов в цеолитах составляет около 50% объема кристалла, а диаметр этих каналов на поверхности кристалла (так называемых <входных окон>) варьирует от 0,26 до 0,8 нм. Внутренние полости и соединяющие их каналы заполнены молекулами так называемой <цеолитной> воды. В общем виде состав цеолитов может быть выражен формулой: M_xD_y[Al_x+2ySi_zO_2x+4y+2z]^.nH₂O, где M и D - одно- и двухвалентные катионы соответственно. В отличие от сходных по химическому составу полевых шпатов, цеолиты имеют более <рыхлую> структуру. Переход цеолитов в полевые шпаты, обычно наблюдаемый при термальном метаморфизме, заключается в перестройке этой структуры с ее уплотнением.

Катионы щелочных и щелочноземельных металлов многих цеолитов могут легко замещаться катионами других тяжелых металлов (катионно-обменные свойства); цеолитная вода легко выделяется при медленном нагревании до 150-400°С без разрушения каркаса (дегидратация), а дегидратированные цеолиты способны вновь поглощать воду (регидратация) либо другие жидкости и газы (адсорбционная способность); благодаря наличию сквозной системы каналов и полостей, сопоставимых по размерам с атомами, молекулами и ионами, кристаллы цеолитов могут пропускать такие частицы, если их величина не превышает диаметра входных окон (молекулярно-ситовой эффект). Перечисленные важнейшие свойства цеолитов определяются их составом и структурой. Так, максимальным поглотительным эффектом обладают высококремнистые цеолиты (с большой величиной отношения Si/Al), характеризующиеся высокой пористостью и большим диаметром входных окон.

К цеолитам, имеющим в настоящее время наибольшую практическую ценность (то есть образующим крупные, почти мономинеральные промышленные скопления и характеризующимся высокой адсорбционной способностью, каталитической активностью, термостойкостью, кислотостойкостью и др.) относятся клиноптилолит, морденит и шабазит. В табл. 12 приведена характеристика состава и свойств некоторых распространенных природных цеолитов, имеющих практическое значение.

Использование цеолитов чрезвычайно разнообразно и неуклонно увеличивается. В промышленности с их помощью осушают и очищают всевозможные газы и жидкости, получают кислород и азот из воздуха, путем ввода в них платины, рения и других катализаторов используют при крекинге нефти, разделяют металлы и получают особо чистые соли, извлекают металлы из подземных и рудничных вод, используют в качестве наполнителей при производстве бумаги, взрывчатых веществ, картона, полимеров, резины, красок и других материалов, как гидравлические добавки в портланд-цементы, применяют для создания глубокого вакуума и др. Около 20% добываемых цеолитов используется в строительстве для производства легких строительных и декоративных материалов и как основа для получения керамзитовых окатышей. В сельском хозяйстве цеолиты весьма эффективны для удержания в почве удобрений и влаги, как кормовые добавки скоту и птице, как дезодоранты (поглотители сильно пахнущих газов), при производстве искусственных почв для закрытого грунта и др. В области охраны окружающей среды - это очистители газовых выбросов от сернистого ангидрида, азота, углерода, аммиака, сероводорода, промышленных сточных вод от цветных и радиоактивных металлов, хлора, стронция, продуктов нефтепереработки; их широко используют при очистке вод морей и океанов при авариях танкеров и нефтепроводов, применяют при дезактивации местности. Цеолиты необходимы для приготовления лекарств и других продуктов фармацевтической, парфюмерной, кондитерской и других отраслей. Природные цеолиты используют при синтезе некоторых искусственных цеолитов. Последние применяются для получения ракетного топлива, биологически разрушающихся моющих средств и в других областях. Высокоглиноземистые цеолиты рассматриваются в качестве потенциального сырья для получения глинозема. В настоящее время установлено, что кроме собственно цеолитовых пород (цеолититов) с содержанием цеолитов более 40%, практический интерес представляют образования с меньшим содержанием цеолитов (от 10 до 40%), если в их составе присутствуют опал, монтмориллонит, кальцит и кристобалит.

Промышленный синтез цеолитов осуществляется при относительно невысоких температурах (до 200°С) и давлении насыщенных паров воды в щелочной среде (рН до 14) из высокореакционного материала. Наиболее перспективным синтетическим минералом является боггсин - непревзойденный адсорбент, широко используемый в нефтехимии, фармацевтике и многих других отраслях. Изменение свойств природных цеолитов производится путем их обработки различными кислотами, щелочами и солями. Так, например, кислотная обработка клиноптилолита может привести к его деалюминированию без разрушения каркаса, сопровождающемуся расширением входных окон, благодаря чему повышается адсорбция к парам воды и бензола.

Образование природных цеолитов происходит в различных геологических условиях: позднемагматических, гидротермальных, метаморфических, диагенетических, выветривания. В общем случае механизм их формирования представляет реакцию поровых вод с вулканическим стеклом, слабо раскристаллизованным глинистым осадком, плагиоклазами или кремнеземом. В зависимости от состава исходных пород и физико-химической обстановки (температура, давление, парциальное давление воды, активность различных ионов и др.) происходит образование того или иного вида цеолитов. Так, клиноптилолит и морденит обычно образуются за счет кислой тефры, в то время как филлипсит и анальцим - чаще за счет основной. Первоначально возникшие цеолиты с течением времени могут переходить в другие более устойчивые в изменившихся условиях формы. Например, хорошо известно замещение клиноптилолита анальцимом, а последнего, в свою очередь, ломонитом.

Наиболее широко распространенные диагенетически-осадочные цеолиты, единственные, дающие существенные промышленные концентрации, имеют кайнозойский и мезозойский возраст. В палеозойских и более древних толщах такие образования практически отсутствуют. Чаще всего благоприятными для диагенетической цеолитизации оказываются морские туфы кислого состава, стекло которых на глубинах порядка 100 м при температурах в десятки °С взаимодействуют с поровыми водами, в результате чего образуется клиноптилолит, либо морденит:
вулканическое стекло + H₂O → клиноптилолит (морденит) + SiO₂ + Fe⁺².

Прямые определения рН растворов, экстрагированных из верхнемиоценовых цеолитизированных кислых туфов, дают значения от 8,3 до 9,5, составляя в среднем 8,9 (Иидзима). По тем же данным, при повышении температуры до 85-125°С (как результат метаморфизма нагрузки, либо наложения гидротермальных растворов) указанные цеолиты переходят в анальцим:

KNaAl2Si10O24.8H2O + Ca+2 + 2HCO3 →	NaAlSi2O6.H2O +	KАlSi3O8 +	5SiO2 +	CaCO3 + CO2 + 8H2O;
клиноптилолит	анальцим	адуляр	кварц	кальцит

CaAl2Si10O24.7H2O + 2Na+ + CO3-2 →	2NaAlSi2O6.H2O +	6SiO2 +	CaCO3 + 5H2O.
морденит	анальцим	кварц	кальцит

Стекло кислых туфов, отложившихся в условиях соленых озер, содержавших ионы CO₃^-2 и HCO₃^- и имевших величину рН около 9,5, обычно превращалось в филлипсит, клиноптилолит, реже в морденит и шабазит. Такие озера типичны для аридных климатических зон. В этой обстановке седиментации нередко проявляется горизонтальная зональность, когда в пределах одного слоя в прибрежной части озера фиксируются туфы и глины, далее - цеолиты, а в центре озера появляются калиевые полевые шпаты.

Соответственно морским либо озерным условиям формирования цеолитов в кислых туфах в настоящее время отчетливо выделяются два главнейших геолого-промышленных типа их месторождений:
1.-пластовые согласные залежи и линзы, обогащенные клиноптилолитом, морденитом и другими цеолитами, в морских вулканогенно-осадочных толщах мезо-кайнозойского возраста;
2.-пластовые согласные залежи и линзы, обогащенные шабазитом и в меньшей степени другими цеолитами, в флювиально-лакустриновых толщах кайнозойского возраста.

К первому типу относятся россиийские месторождения Шивиртуйское и Холинское в Читинской области, Хонгуру в Якутии, Куликовское в Амурской области, Чугуевское в Приморье, Лютогское на Сахалине, Ягоднинское на Камчатке, Пегасское в Кузбассе, месторождения Японии (Итая и др. в районе <зеленых туфов>), Украины (Сокирница в Закарпатье), республик Закавказья (Айдагское, Дзегви, Ноембрянское и др.), Италии, Венгрии (Токай, Харча и др.), Югославии, Мексики, Германии и других стран. Представителями второго типа являются многочисленные миоцен-плейстоценовые месторождения Запада США, а также ряда стран восточной Африки. Генетически в составе выделенных типов преимущественно говорят о вулканогенно-осадочных, реже гидротермально-метасоматических стратиформных месторождениях.

Рис. 57. Геологический разрез формации Сайнокаи с цеолитовой минерализацией в районе Хокуроку (Япония) по скв. О-4 (цифрами показаны глубины, м) (по А.Иидзима). 1 - гравий; 2 - дацитовые туфы; 3 - пемзовые туфы; 4 - туфобрекчии, 5 - аргиллиты, 6 - дациты.

Месторождения клиноптилолита и морденита Японии

Япония оказалась одной из первых стран, приступивших к добыче и использованию природных цеолитов - клиноптилолита и морденита. Последние в большом количестве были обнаружены среди миоценовой пирокластики и вулканогенных осадочных пород субгоризонтального залегания, слагающих обширный регион так называемых <зеленых туфов> в западной половине северо-восточной части о-ва Хонсю с продолжением в юго-западную часть о-ва Хоккайдо. Этот регион широко известен своими многочисленными колчеданными месторождениями Куроко, генетически связанными с субмаринным миоценовым вулканизмом существенно кислого состава.

В разрезе этих толщ цеолитовая минерализация наиболее широко проявлена в верхнемиоценовых образованиях (формация Сайнокаи в районе Хокуроку, коррелирующая со стадией Оннагава, выделяемой для региона <зеленых туфов>), имеющих мощность 200-300 м и представленных дацитовыми и пемзовыми туфами, туфобрекчиями, аргиллитами, кислыми лавами. Кислое стекло в туфах и лавах замещено практически нацело цеолитами, низкотемпературным кристобалитом, кварцем, глинистыми минералами и калиевым полевым шпатом. Перечисленные аутигенные минералы проявляются в зависимости от размеров зерен и пористости исходных кислых вулканитов: в пористых пемзовых и крупнозернистых стекловатых туфах преобладают цеолиты, а в плотных глинистых и тонкозернистых стекловатых туфах широко развиты монтмориллонит, низкотемпературный кристобалит и кварц. Аргиллит не содержит цеолитов. Цеолитизированные кислые туфы отличаются светло-зеленоватой окраской и достаточно рыхлой текстурой.

Доминирующим цеолитом является клиноптилолит. Он образует бесцветные призматические или таблитчатые кристаллы размером до 0,13 мм, развивающиеся по обломкам кислого стекла и пемзы. Нередко такие цеолитизированные обломки окружены пленкой монтмориллонит-кремнеземного состава. Клиноптилолит также фиксируется в везикулах, интерстициальных порах и сегрегационных прожилках. По составу это клиноптилолит Na-K-типа.

Клиноптилолиту по распространенности несколько уступает морденит. Он встречается в форме белых радиальных или волосовидных агрегатов, либо атикулярных кристаллов длиной до 0,3 мм. Встречаясь подобно клиноптилолиту в различных кислых туфах, он, кроме того, замещает стекловатую массу кислых лав и изредка выполняет пустоты растворения пироксена. Иногда лавовые потоки с перлитовой или брекчиевидной текстурой цеолитизированы более интенсивно, чем пирокластические образования.

Нередко с увеличением глубины в составе цеолитизированных вулканитов отмечается более поздний анальцим, замещающий клиноптилолит и морденит. Реже он образует округлые кристаллы диаметром до 50 мкм и их агрегаты в порах туфов, а также мелкие прожилки совместно с кальцитом и кварцем. Химический и минеральный состав измененных кислых туфов приведен в табл. 13.

С промышленной точки зрения наиболее интересными являются площади выхода формации Сайнокаи (рис. 57) и ее верхнемиоценовых эквивалентов на поверхность в удалении от месторождений Куроко: в этих случаях зона клиноптилолит-морденитовой минерализации может достигать мощности до 230 м, ограничиваясь снизу и по латерали зонами внешнего ореола глинистых изменений, сопровождающих сульфидные залежи Куроко. Такие площади, в частности, фиксируются в центральной и северной частях региона <зеленых туфов> в префектурах Амагата (месторождение Итая) и Акита (месторождения Футатуси-махи и Ямамато-ган) соответственно.

На месторождении Итая мощность промышленной залежи в контуре цеолитизированных туфов составляет около 100 м. Здесь получают ежегодно около 60 тыс. т клиноптилолита и морденита, что составляет свыше половины добычи природных цеолитов в стране. Суммарная производительность месторождений Футатуси-махи и Ямамато-ган равна 12 тыс. т клиноптилолита в год. Значительная доля сырья, получаемого на этих месторождениях, используется в качестве наполнителя в бумажной промышленности (вместо каолина), а также как добавка в птичий корм, для осушения газов, для выделения кислорода и азота из воздуха, для дезодорирования в сельском хозяйстве и повышения эффективности химических удобрений, вносимых в почву.

По представлениям Иидзимы и других японских геологов клиноптилолит-морденитовая минерализация в миоценовой кислой пирокластике обусловлена сочетанием процессов диагенеза и метаморфизма нагрузки (захоронения); появление более позднего анальцима в ассоциации с кварцем и кальцитом связано с наложением последующих гидротермальных растворов на эти уже цеолитизированные отложения.

Рис. 58. Схематическая геологическая карта и разрез Айдагского месторождения клиноптилолита (по А.И.Кулиеву). 1 - современные отложения; кампан-маастрихт: 2 - плитчатые светло-серые известняки, 3 - серые песчанистые известняки; верхний сантон: 4 - белые пелитоморфные известняки, 5 - известняки с туфогенным материалом, 6 - белые цеолитизированные туфы (собственно Айдагский пласт), 7 - буровато-серые цеолитизированные туфы (средний пласт), 8 - светло-зеленые цеолитизированные туфы-трассы (нижний пласт); 9 - нижний сантон: чередование разнозернистых туфопесчаников и туфогравелитов; 10 - базальный слой; 11 - силл диабазовых порфиритов; 12 - разрывные нарушения; 13 - туфовый карьер; 14 - скважины.

Айдагское месторождение клиноптилолита в Азербайджане

Месторождение находится в 5-7 км к западу от города Тауз. Оно связано с верхнемеловой вулканогенно-осадочной толщей пород, образующей вытянутую более чем на 100 км полосу. В разрезе этой толщи выделяются отложения коньякского, сантонского, кампанского, иногда маастрихтского и датского ярусов.

Продуктивными являются отложения сантонского яруса, представленные известняками, мергелями, туфопесчаниками, пепловыми туфами и туффитами мощностью в 200 м. Последние, имея исходный риолитовый и риолит-дацитовый состав, в различной степени изменены с новообразованиями цеолитов, анальцима и монтмориллонита. Наиболее изменены тонкообломочные туфы и туффиты.

В структурном отношении месторождение приурочено к пологому (углы падения 15-20°) северо-западному крылу Кероглинской синклинали, местами осложненной складками более высоких порядков и разрывными нарушениями.

Рудным телом является согласная линзовидная залежь цеолитизированных туфов (<айдагский пласт>) мощностью 20-40 м и шириной на поверхности в 20-120 м (рис. 58). Она подстилается и перекрывается известняками, прослеживаясь горными выработками и скважинами на 2,5 км по простиранию и до 700 м на глубину (по падению).

Слагающие залежь туфы характеризуются белой, светло-серой, желтоватой и зеленоватой окраской, тонкоплитчатой и массивной текстурой. Обломки размером в десятые доли - первые мм сложены андезином и кварцем; присутствуют также чешуйки биотита такой же величины. Основная связующая масса породы представляет монтмориллонит-карбонат-клиноптилолитовый агрегат, замещающий вулканическое стекло. Клиноптилолит образует спутанноволокнистые микрозернистые агрегаты с преобладающим размером частиц до 0,01 мм. Его содержание в породе колеблется от 20 до 80%, составляя в среднем 55%.

Средний химический состав этих туфов (мас.%): SiO₂ - 66,07; Fe₂O₃ - 1,58; Al₂O₃ - 12,88; TiO₂ - до 0,01; CaO - 4,4; MgO - 2,7; SO3 - 0,02; MnO - 0,02; K₂O -1,46; Na₂O - 2,66; H₂O - 3,92; п.п.п. - 9,02.

По масштабу оруденения Айдагское месторождение является весьма крупным. Технологические свойства его руд изучены в лабораторных и промышленных условиях для использования в качестве сорбентов, для очистки воды, в сельском хозяйстве и в других областях.

Большинством геологов генезис этого месторождения связывается с позднедиагенетическим преобразованием пепловых туфов, происходившим под воздействием морских или поровых вод нормальной солености и щелочности.

Холинское месторождение клиноптилолита

Месторождение расположено на юго-восточном склоне Холинского хребта в 45 км к северо-западу от ж/д станции Могзон Читинской области. Оно приурочено к юрской палеовулканической постройке, сложенной породами удинской свиты (J_2-3ud): крупнообломочными туфами и конгломератами (нижняя часть разреза мощностью 130 -300 м), туфами смешанного и кислого состава, цеолитизированными туфами трахириодацитового состава (средняя часть разреза мощностью 200-230 м), фельзитами, перлитами, лавобрекчиями, риолитами, туфами, базальтами и андезитами (верхняя часть разреза мощностью свыше 250 м). Отмечаются субвулканические дайки долеритов северо-восточного и северо-западного простираний протяженностью до 600 м и мощностью до 15 м.

Участок месторождения разбит серией разломов на тектонические блоки, смещенные по отношению друг относительно друга на 50-350 м и ступенчато погружающиеся к центру вулкано-тектонической структуры. Цеолитизированные породы средней части разреза удинской свиты образуют продуктивную толщу месторождения, основной объем которой составляют наиболее измененные разновидности кислых туфов.

Рис. 59. Разрез продуктивной цеолитоносной толщи Холинского месторождения (по Боярской и др.). 1 - щебень туфа, супесь; 2 - витрокластический мелкопсефитовый туф; 3 - разнообломочный витро- и литовитрокластический туф (от пелитового до мелкопсефитового); 4 - витрокластический алевролитовый туф; 5 - витрокластический псефит-псамитовый туф; 7 - литовитрокластический псефитовый туф; 8 - дресва и щебень туфа, глина.

Среди них по составу обломков выделяются витролитокластические, витрокластические и кристалловитрокластические образования трахириодацитового состава, а по величине этих обломков - пелитовой (до 0,01 мм), алевритовой (0,01-0,1 мм), псаммитовой (0,1-1 мм) и псефитовой (1-10 мм) размерностей (рис. 59).

Преобладающие псаммитовые туфы составляют около 50%, а алевритовые - около 30% продуктивной толщи; в их обломочной части - стекловатые кислые породы с перлитовой, флюидальной и другими структурами, раскристаллизованный перлит сферолитовой, гребенчатой и других структур, альбит, адуляр, санидин, редко кварц и биотит; цементирующая масса преимущественно представлена пелито-алевритовой пирокластикой. Кислое стекло в обломках замещается цеолитами, реже монтмориллонитом и селадонитом.

Химический состав цеолитизированных пород продуктивной толщи близок и в среднем составляет, мас. %: SiO₂ - 63,47; TiO₂ - 0,16; Al₂O₃ - 12,69; Fe₂O₃ - 1,27; FeO - 0,29; MnO - 0,34; MgO - 0,53; CaO - 0,92; Na₂O -2,58; K₂O - 2,85; H₂O- - 9,29; H₂O+- 5,55; ? = 99,94 (Р.В.Боярская и др.).

В цеолитизированных вулканокластических породах месторождения наиболее распространен клиноптилолит, гораздо более редки гейландит и морденит; из нецеолитовых минералов обычен монтмориллонит, а также селадонит, кварц, кристобалит, опал и адуляр. Клиноптилолит образует три разновидности, локализуясь в основной массе (скрытокристаллические агрегаты), в пустотах выщелачивания (хорошо ограненные кристаллы, образующие друзы на стенках пустот и каверн), в микропрожилках (тонкоигольчатые агрегаты). На месторождении отчетливо проявлена центробежная латеральная зональность, выраженная в смене минеральных ассоциаций от вулканического центра на восток: (клиноптилолит) - (клиноптилолит + селадонит) - (клиноптилолит + селадонит + монтмориллонит) - (клиноптилолит + монтмориллонит) - (монтмориллонит), связанная с понижением температуры преобразующих растворов постоянного состава (А.В.Магер). По мнению В.В.Наседкина, И.В.Гордиенко, Л.Г. Жамойцина и др. цеолиты Холинского месторождения являются гидротермально-метасоматическими, образовавшимися из ювенильных гидротермальных растворов, связанных с вулканической деятельностью; все компоненты, входящие в состав цеолитов, заимствовались из вулканического стекла при его гидратации:
стекло + вода → гидратированное стекло → раствор + цеолиты.

По минеральному составу цеолитизированные туфы (содержание цеолитов более 50%) подразделяются на клиноптилолитовые, монтмориллонит-клиноптилолитовые, селадонит-клиноптилолитовые, кристобалит-адуляр-клиноптилолитовые и кристобалит-адуляр-морденитовые. Среднее содержание цеолитов (клиноптилолита) в таких туфах составляет около 60%, а максимальное - 80-90%.

В составе продуктивной толщи оконтуриваются четыре пологие пластовые залежи (горизонта), самая крупная из которых площадью 3,6x2,1 км имеет мощность 120 м и отрабатывается карьером. Выделяемые в ней участки с повышенным (до 70-80%) содержанием цеолитов позволяют селективно отрабатывать богатые руды. Разведанные запасы цеолитовых руд на месторождении составляют 400 млн т, а прогнозные ресурсы - 600 млн т; в контурах эксплуатационного карьера запасы составляют 60 млн т.

Комплексные исследования клиноптилолитовых руд месторождения показали, что они по большинству показателей не уступают природным цеолитам лучших месторождений страны и могут с успехом применяться в качестве диетических добавок к кормам птицы и животных, мелиорантов при выращивании картофеля и других сельскохозяйственных культур, для очистки воздуха от паров воды, водорода, азота, ртути, летучих соединений серы, при очистке сточных и питьевых вод от различных вредных примесей, при производстве цемента и в других областях.

Силами малого предприятия "Цеолит" Забайкальского ГОКа на месторождении производится добыча, переработка, расфасовка и отправка потребителям цеолитового сырья. В настоящее время Холинское месторождение является одним из наиболее крупных объектов и поставщиков цеолитового сырья в нашей стране.

Месторождение шабазита Бауи в США

Среди многочисленных месторождений цеолитов, выявленных на западе США, месторождение Бауи является наиболее изученным. Оно находится в штате Аризона приблизительно в 140 км к востоку от Таксона. Начиная с 1961 года месторождение разрабатывалось компаниями Юнион Карбайд, Анаконда Минерал и другими.

Месторождение Бауи в числе нескольких ему подобных локализовано в долине Сан-Симон, вытянутой в северо-западном направлении и представляющей межгорный бассейн. В основании долины залегают пласты плиоцен-голоценовых флювиальных и лакустриновых пород суммарной мощностью свыше 600 м. Часть из них являются цеолитовыми туфами, образующими верхний бедный пласт и нижний <рудный> пласт. Последний представляет промышленный интерес.

Этот пласт прерывисто обнажается на расстояние свыше 10 км по обе стороны долины; суммарная протяженность обнаженной части пласта по простиранию составляет около 1000 м. Его мощность колеблется от 0,3 до 1,2 и более метров, а окраска от белой и серой до желтоватой и оранжевой. Промышленная разработка ведется в юго-западном борту долины.

Главными минералами цеолитовых туфов, слагающих <рудный> пласт, являются шабазит, эрионит, клиноптилолит, причем количество шабазита может достигать 80%. Кроме цеолитов в туфах присутствуют смектит, кальцит, галит, гипс, иногда тенардит. В южной части месторождения в небольших количествах присутствует анальцим.

Как полагают американские геологи, указанные цеолиты и ассоциирующие с ними аутигенные минералы кристаллизовались после накопления в озере вулканического пепла как результат изменения последнего под воздействием щелочных поровых вод, захороненных при седиментации.

Назад | Содержание | Вперед