Неметаллические полезные ископаемые.

Глава 12. Тальк и пирофиллит.

Тальк является гидросиликатом магния с теоретическим составом Mg₃[Si₄O₁₀](OH)₂ или 3MgO^.4SiO₂^.Н₂О. Обычно в нем присутствуют примеси алюминия, кальция и железа. Скрытокристаллический плотный агрегат минерала называют стеатитом, а листоватый чешуйчатый - тальковым сланцем. Важнейшие свойства: белизна, низкая твердость (1 по шкале Мооса), высокая температура плавления (1500°C), химическая инертность, низкая тепло- и электропроводность, высокая абсорбционная способность к маслам, краскам, смолам, низкая гигроскопичность, высокая кроющая способность.

Существенно тальковые (более 75%) породы именуют талькитами. Талькит, содержащий волокнистый тремолит, называется асбестином. Если количество талька в породе составляет 35-75%, то ее относят к тальковому или мыльному камню (soapstone). Различают тальк-магнезитовые, тальк-доломитовые и тальк-хлоритовые камни.

Близкими к тальку физическими и технологическими свойствами обладает пирофиллит - А1₂[Si₄O₁₀](ОH)₂ или Al₂O₃^.4SiO₂^.H₂O. Плотная мелкозернистая пирофиллитовая порода с тальком, слюдами и глинистыми минералами - агальматолит (пагодит) - известна как поделочный декоративный камень.

Порошковый тальк, получаемый при измельчении талькитов или флотации измельченных тальк-карбонатных пород, широко используется как инертный наполнитель в производстве всевозможных красок, пластмасс, бумаги, резины, разнообразных химических и медицинских препаратов. Помимо этого, присутствие талька в красках улучшает их вязкость и размешиваемость некоторых пигментов, а в пластмассах - повышает их жесткость. В производстве бумаги тальк не только успешно заменяет каолин как белый упрочняющий наполнитель, но и очищает технологическую древесную пульпу от смол, а бумажную макулатуру от чернил. Присутствие в бумаге талька повышает ее глянцеватость, восприимчивость типографской краске и понижает гигроскопичность.

Порошковый тальк является составной частью (от 45 до 70%) керамической шихты для производства кровельной черепицы, облицовочной плитки, фарфора, технической и бытовой посуды. Смесь 80-90% талька с глиной и другими добавками используется для получения электроизоляционного фарфора (электротехническая керамика).

В парфюмерной и фармацевтической промышленности тальковый порошок является основным сырьем для производства пудры и присыпок, а также наполнителем для таблеток, мыла и зубной пасты, в кондитерской - для покрытия конфет, что придает им блеск и препятствует слипанию; он необходим для изготовления различных смазок, цветных карандашей и др.

Качество талька, идущего на помол, определяется главным образом присутствием в нем железа, понижающего белизну, ухудшающего керамические и химические свойства изделий, их огнеупорность, и электроизоляционные свойства. Предельные содержания железа в тальке определяются областями использования последнего. Так, высокосортный тальк для электрокерамики должен содержать не более 0,7% Fe₂O₃.

Кусковый тальк (стеатит) используется в производстве газовых горелок для маяков, запальных свечей для двигателей внутреннего сгорания, плавильных тиглей в металлургии, для изготовления различных радиодеталей и мелков, рисующих на пластмассах, тканях и металлах. В 1996 г. потребление талька в США составило около 1 млн т, большая часть которого приходилась на пять отраслей промышленности: керамическую (34%), бумажную (23%), лакокрасочную (19%), резинотехническую 10%) и пластмассовую (8%); остальное количество пошло на производство инсектицидов, огнеупоров и пр.

Из тальковых камней (обычно тальк - брейнеритового состава) выпиливают огнеупорный кирпич, используемый для футеровки металлургических, стеклоплавильных и цементных печей. Тальк - хлоритовый камень пригоден для выпиливания электроизоляционных щитов и других деталей, выдерживающих напряжение до 500 вольт; он также используется для производства химически стойкой аппаратуры и тиглей для плавления цветных металлов и их сплавов, для изготовления фильер при волочении медной, алюминиевой и др. мягкой проволоки. Пиленый тальк - хлоритовый (горшечный) камень использован при строительстве ряда зданий в Хельсинки и Санкт-Петербурге.

По сравнению с тальком пирофиллит обладает заметно более высокой огнеупорностью, что и предопределяет его основное использование. Это футеровка внутренних стенок разливочных ковшей сталелитейных предприятий, где он используется совместно с цирконом, приготовление специальных огнеупорных строительных растворов. Пирофиллит используется в производстве белой стеновой керамической плитки и электрокерамических изделий: он понижает огневую усадку при обжиге и ломкость изделий, а также увеличивает их сопротивление термическому удару. Подобно тальковому, пирофиллитовый порошок используют в производстве сельскохозяйственных инсектицидов, как наполнитель пластмасс и разжижитель красок. В Японии в связи с большой добычей пирофиллита его широко используют вместо талька при изготовлении бумаги, пластмасс и керамики.

Современный мировой уровень добычи талька (без талькового камня) составляет более 7,5 млн т/год. Крупнейшими его продуцентами являются КНР и CШA на долю которых приходится около половины мирового производства. К традиционно ведущим производителям талька относятся также Финляндия и Франция; в последние десятилетия резко возросла его добыча в Австралии, Индии и Бразилии, что позволило этим странам стать крупными производителями сырья. Некоторые из этих стран являются традиционными поставщиками талька, используемого в парфюмерии (Франция, КНР, Австралия), в керамической промышленности (CШA, штат Нью-Йорк) и др. Подавляющая часть мировой добычи пирофиллита (1,4-1,7 млн т/год) приходится на Японию, Южную Корею, а также Индию. Россия до 90-х годов занимала третье место в мире (после КНР и США) по добыче талькового сырья, в настоящее время она замыкает десятку стран-продуцентов и отличается выпуском низкосортной продукции (преимущественно талькового камня). Месторождения талькитов разрабатываются как открытым, так и подземным способами, а тальковых камней - только открытым. Непосредственно в забое тальковый камень распиливается на кирпичи и плиты, причем отходы измельчаются и подвергаются обогащению с получением талька.

Тальк образуется в результате различных метасоматических процессов с участием растворов преимущественно по магнезиальным горным породам, содержащим серпентин, доломит, магнезит, оливин, тремолит, диопсид и другие минералы. К таким породам относятся, с одной стороны, доломиты, доломитизированные известняки, магнезиты и магнезиальные мергели, а с другой - ультрабазиты (преимущественно дуниты и перидотиты) и продукты их метаморфизма, представленные чаще всего серпентинитами. Это предопределяет выделение следующих важнейших геолого-промышленных типов месторождений талька и талькового камня:
1). сложные жилы, штоки, линзы и пластообразные залежи маложелезистых талькитов, тальк - магнезитовых, тальк - доломитовых и др. тальк - карбонатных метасоматитов гидротермально - метаморфического генезиса близ контакта доломитов и других магнезиальных карбонатных пород с гранитоидными интрузиями;
2). сложные жилы, штоки, линзы и пластообразные залежи железистых талькитов, тальк - брейнеритовых и тальк - хлоритовых метасоматитов близ контактов серпентинизированных ультрабазитов с более молодыми гранитоидами, либо с вмещающими алюмосиликатными метаморфическими породами (серицит - хлорит - кварцевыми, углисто - кремнистыми и др. сланцами);
3). экзогенные линзы и сложной формы залежи остаточных порошковатых маложелезистых и железистых талькитов в корах выветривания массивных талькитов, тальк - карбонатных и тальк - хлоритовых образований первого и второго типов.

Образование месторождений первого типа (Онотское, Мульводжское, Светлоключевское, Бираканское, Алгуйское, Киргитейское и др. в России, Гевернур Диллон, Ллано, Эплмур и др. в США, Мэдок в Канаде, Люзенак и Тримур во Франции, Италии, Бразилии и Индии), как представляется (И.Ф.Романович), происходит с привносом кремнезема:

3MgCO3 + 4SiO2 + H2O →	Mg3[Si4O10](ОН)2 + СO2,	3MgCa(CO3)2 + 4SiO2 + H2О →	Mg3[Si4O10](ОН)2 +	CaCO3 + 3СО2.
магнезит	тальк	доломит	тальк	кальцит

Если же образованию талька предшествовало формирование тремолитовых (реже диопсидовых) пород, то реакция оталькования может иметь следующий вид:

3MgСа2[Si4O11]2(ОН)2 + 6СО2 + 2H2O →	Mg3[Si4O10](OH)2 +	6CaCO3 +	4SiO2.
тремолит	тальк	кальцит	кварц

Формирование месторождений второго типа (Сысертское, Сыростанское, Шабровское, Медведевское, месторождения Миасской провинции на Урале, Турган-Койван-Аллуста в Карелии, месторождения Южной Осетии в Грузии, Полвиярви и Соткамо в Финляндии, месторождения Норвегии, Хаммондсвил, Рейнбоу в CШA и др.) связано с переработкой серпентинизированных ультрабазитов углекислыми либо кремнекислыми растворами (И.Ф.Романович):

(Мg,Fе)6[Si4O10]2(ОН)8 + 3СО2 →	(Мg,Fе)3[Si4O10)(ОH)2 +	3(Mg,Fe)CO3 + 3Н2О;	(Мg,Fе)6[Si4O10]2(ОН)8 + 4SiO2 →	2(Мg,Fе)3[Si4O10](ОН)2 + 2Н2О
серпентин	тальк	брейнерит	серпентин	тальк

Месторождения третьего типа являются элювиальными: при выветривании апокарбонатных месторождений первого типа (Алгуйское, Киргитейское) формируются остаточные залежи порошковатого талька высокой чистоты, практически не содержащие оксидов железа, алюминия и кальция, а при выветривании апоультрамафитовых месторождений второго типа (Запиваловское, Кара-Кудукское) - низкокачественные железистые порошковатые талькиты.

Промышленные месторождения пирофиллита представляют собой продукты гидротермальной переработки кислых вулканических пород: риолитов, дацитов и их туфов (месторождения Японии, Южной Кореи, Вьетнама, США, Канады, Австралии). По материалам японских исследователей (Р.Китагава и др.) многочисленные месторождения пирофиллита юго-западного Хонсю (префектуры Окаяма, Ямагути, Хиросима, Хиого) среди риолитов и андезитов были сформированы в течение постгранитной и/или вулканической гидротермальной деятельности в позднемеловое - раннепалеоценовое время (K-Ar датирование: 87-63 млн лет). Руды этих месторождений сложены главным образом каолинитом (диккитом), кварцем, и пирофиллитом; в них также могут появляться диаспор и андалузит:

Al2Si2O5(OH)4 +	2SiO2 →	Al2Si4O10(OH)2 + H2O;	2Al2Si2O5(OH)4 →	Al2Si4O10(OH)2 +	2AlO(OH) + 2H2O;	Al2Si4O10(OH)2 +	6AlO(OH) →	4Al2SiO5 + 4H2O.
каолинит	кварц	пирофиллит	каолинит	пирофиллит	диаспор	пирофиллит	диаспор	андалузит

Реже встречаются месторождения, являющиеся результатом метаморфизма высокоглиноземистых осадочных пород а также кварц-серицитовых и других метасоматитов, сопровождающих колчеданные залежи в вулканогенных толщах (Куль-Юрт-Тау, Гай на Южном Урале). В последнем случае образование пирофиллита происходит с выносом щелочей:

2KA13[Si4O10](OH)2 +	6SiO2 + Н2О →	3А12[Si4O10](ОН)2 + K2O.
серицит	кварц	пирофиллит

Рис. 64. Месторождение талька Кудауа, план горизонта 260 м и разрез по линии АБ (по Дж.Бейкеру). 1 - почва и выветрелый тальк; 2 - строматолитовый тальк (выветрелый или окрашенный); 3 - массивный тальк (слабоокрашенный); 4 - массивный тальк (чистый); 5 - ортокварциты, песчаники; 6 - тальковые арениты; 7 - долериты; 8 - приблизительные контуры карьера; 9 - падение слоев.

Месторождения талька Кудауа, Австралия

Месторождение высококачественного кускового стеатита Кудауа находится в Западной Австралии, располагаясь в 10 км к восток-северо-востоку от Три-Спрингс. Его промышленная подземная разработка началась в 1948 году; с 1960 года после разведочного бурения перешли к карьерной добыче. Кудауа занимает важное место в общеавстралийской добыче талька. Значительная часть кускового стеатита, получаемого здесь, экспортируется как ценное керамическое сырье.

Месторождение приурочено к протерозойской толще кремней Кумбердейл максимальной мощностью 1800 м, сложенной слоистыми кремнями, кремневыми брекчиями, ортокварцитами и окремнелыми доломитовыми известняками с подчиненными пластами алевролитов, аргиллитов и песчаников.

Бурением установлено, что тальковые породы образуют горизонтально-слоистую линзу мощностью до 18 м, согласно залегающую в разрезе толщи Кумбердейл (рис. 64). Размеры этой линзы в плане измеряются сотнями метров. Глубина залегания ее подошвы от дневной поверхности составляет около 25 м, а мощность перекрывающих рыхлых отложений с почвенно-растительным слоем - около 6 м.

В структурном отношении линза соответствует куполовидной складке, ось которой имеет меридиональное направление с пологим погружением на юг, а углы падения пород составляют около 5°. Линза подстилается ортокварцитами небольшой мощности, контакт с которыми тектонический; на востоке она ограничена мощной долеритовой дайкой субмеридионального направления и крутого (80°) восточного падения. Признаков термального воздействия этой дайки на тальковую залежь не установлено. На севере у поверхности залегают подстилающие ортокварциты, что свидетельствует о возможном здесь тектоническом ограничении рудной залежи.

В уступах карьера вскрывается следующий разрез линзы (сверху вниз):
1). почва, красновато-коричневая, выветрелые обломки талька и прерывистые слойки кремней - до 6 м;
2). строматолитовый тальк, бледно-коричневый, выветрелый, листоватый или землистый, с отпечатками структур водорослевых строматолитов - от 0 до 6 м;
3). компактный массивный тальк белый до зеленого, массивный либо слабо листоватый, высококачественный; участками раздроблен и окрашен оксидами железа и марганца - от 0 до 12 м;
4). ортокварциты, среднезернистые, местами содержащие гальку, с тонкими прослоями талька и характерной косой слоистостью с углами падения слойков от 20 до 30°.

Наиболее качественным является компактный массивный тальк, представленный плотным скрытокристаллическим восковидным и полупрозрачным серовато-зеленым или белым стеатитом. Из минералов-примесей в нем отмечаются единичные зерна хлорита, прожилки кварца и редкие рассеянные кристаллики пирита. Ниже зоны выветрелого строматолитового талька в свежем плотном стеатите местами вдоль трещин появляются цветные пленки оксидов железа и марганца, ухудшающие качество сырья (снижение белизны). Химический состав массивного талька приведен в табл. 15, из которой видна его высокая степень чистоты. Отметим, в частности, что согласно требованиям, предъявляемым к стеатиту как керамическому сырью в Австралии, предельно допустимые количества Fe₂O₃ и CaO не должны превышать 1,5%, а содержание A1₂O₃ - 4,0%.

Наличие в тальковой залежи признаков осадочных текстур доломитовых известняков, структур водораслевых строматолитов и ее согласное положение в разрезе свидетельствуют по представлениям австралийских геологов о том, что исходными отложениями вероятнее всего были слабо листоватые доломитистые известковые пески и известковые илы, осаждавшиеся на глубинах до 10 м. Не исключается, что наблюдаемое слабо наклонное залегание слоев с образованием купола могло быть результатом формирования доломитового рифа.

Образование кремнистой толщи и тальковой залежи в ней произошло в результате привноса или перераспределения значительных масс кремнезема, происходивших в определенных температурных условиях с участием водных растворов. Заимствованная из доломитов окись магния связывалась совместно с кремнеземом и водой в виде талька, а кальций и углекислота выносились. Разница в объеме исходных осадочных и новообразованных метасоматических пород проявилась в дроблении и трещиноватости, наблюдаемых в тальковой залежи.

Рис. 65. Схема геологического строения и разрез Краснополянского месторождения талька (по М.А.Георгиевскому). 1 - четвертичные отложения (глины); 2 - слюдистые кварциты; 3 - слюдисто-кварцевые сланцы; 4 - углисто-кварцевые сланцы; 5 - хлоритовые сланцы; 6 - тальк-хлоритовые сланцы; 7 тальк-карбонатные рассланцованные породы; 8 - талькиты; 9 - жильный кварц.

Месторождение талька Красная Поляна

Красная Поляна является типичным представителем Миасской тальковой провинции Южного Урала, объединяющей около ста месторождений талька. Располагаясь в 140 км к югу от Миасса (Челябинская область), это месторождение входит в состав так называемой Миасско-Уйской полосы, вытянутой в меридиональном направлении и трассируемой телами ультрабазитовых массивов. В региональном плане месторождение приурочено к северному замыканию Магнитогорского прогиба близ его границы с Восточно-Уральским поднятием.

Участок месторождения представляет собой сложно переслаивающееся моноклинальное чередование нижнекаменноугольных метаморфических сланцев углисто-серицит-кварцевого, кварц-хлорит-серицитового, биотит-кваарцевого и хлоритового составов. Простирание пластов пород север-северо-западное, падение крутое, субвертикальное (рис. 65).

Главная залежь тальковых сланцев имеет форму вытянутой сложной линзы, залегающей согласно преимущественно среди хлоритовых сланцев. Ее мощность достигает 75 м, длина по простиранию 250 м; залежь прослежена горными выработками на глубине 160 м. Падение крутое (50-80°) на юго-запад, реже на северо-запад. В северном и южном окончаниях она расщепляется на ряд выклинивающихся линзообразных разветвлений. Контакт между тальковыми и хлоритовыми сланцами, оконтуривающими залежь, легко определяется по смене окраски и твердости минералов.

В составе залежи помимо резко преобладающих тальковых сланцев (талькитов) присутствуют тальк-хлоритовые сланцы и рассланцованные тальк-карбонатные породы, а также линзы жильного кварца. Тальковые сланцы (талькиты) - светло-серые породы, содержащие помимо талька небольшое количество (до 6%) хлорита и биотита, единичные зерна карбоната, рутила, циркона и кварца. Иногда количество рутила возрастает до 1%. Размер листочков талька и хлорита составляет 0,1-0,2 мм. Тальк-хлоритовые сланцы - зеленовато-серые породы, образованные преимущественно тальком, бледно-зеленым хлоритом (около 12%), единичными зернами кварца (иногда его количество повышается до 15% и порода уже становится тальк-хлорит-кварцевым сланцем), биотита, карбоната и рутила. Размер зерен в породе 0,03-0,2 мм, а единичные листочки биотита чаще более крупные (до 0,6 мм). В тальк - хлоритовых сланцах встречаются следы метасоматически преобразованных вулканогенно-обломочных пород основного состава (бомбовых туфов и лав).

В тальк - карбонатной породе количество карбоната достигает 10-20%, а размеры его зерен составляют 1мм и более. В верхней части залежи карбонат выщелочен и порода приобретает ноздреватый облик, а в самом верху становится рыхлой порошкообразной массой (<халва>) мощностью до 5-6 м.

В тальк - хлоритовых и тальк - карбонатных породах устанавливаются реликтовые тела (до 1 м) нацело серпентинизированных ультрабазитов. Химический состав тальксодержащих пород в контурах залежи приведен в табл 16.

Приуроченность месторождения к полосе ультрабазитовых массивов, находки в составе тальксодержащих образований серпентинизированных останцов ультраосновных пород и метасоматически преобразованных реликтов вулканогенно-обломочных пород основного состава, повышенные содержания никеля и хрома в талькитах и тальк-карбонатных породах свидетельствуют о том, что безглиноземистые (тальковые, тальк-карбонатные) породы залежи сформировались за счет метасоматического замещения исходных ультраосновных пород, а глиноземсодержащие метасоматиты (хлоритовые, тальк - хлоритовые и др.) развивались с замещением исходных метаморфических сланцев и метаморфизованных основных вулканитов (В.С.Шарфман и др.).

Считается, что хлоритовые, карбонат-хлоритовые, тальк-карбонат-хлоритовые, карбонат-тальковые и существенно тальковые породы месторождения являются метасоматическими образованиями, возникшими на контакте двух контрастных по составу пород: серпентинизированных дунитов или перидотитов (богатых магнезией и недосыщенных кремнеземом) и слюдистых и хлоритовых сланцев (богатых глиноземом, пересыщенных кремнеземом с появлением свободного кварца). В результате встречной диффузии происходило развитие наблюдаемой на месторождении реакционной метасоматической зональности типа (по Коренбауму):

серпентин |	тальк + | тальк |	тальк + |	тальк-серицит-хлоритовый
магнезит	хлорит	сланец

Такое биметасоматическое взаимодействие резко различных по своему химизму пород могло иметь место лишь при поступлении гидротермальных растворов, источник которых проблематичен. Учитывая широкое развитие в Миасской провинции гранитоидных интрузий, вызвавших интенсивный метаморфизм пород, многие исследователи связывают возникновение этих растворов с очагами гранитоидного магматизма. Определенным подтверждением последнего является развитие на месторождении лиственитизации, связанной с воздействием углекислых растворов гранитоидных интрузий. Листвениты здесь проявлены локально, тяготея к кварцевым жилам; их типоморфная ассоциация включает кварц, магнезиально-железистый карбонат и фуксит. Заметим, что появление хромсодержащей слюды - фуксита - дополнительное свидетельство образования талькитов за счет ультрабазитов.

Месторождение Красная Поляна было разведано в 1939 году и являлось одним из крупнейших в Миасской провинции. Оно в значительной мере выработано карьером и в настоящее время не эксплуатируется. Высокое качество добываемого талька обусловило его использование в медицинской, парфюмерной, кондитерской и резиновой промышленности, а талькового камня в строительстве.

Рис. 66. Схема геологического строения и геологический разрез по линии 22 Киргитейского месторождения (по А.Б.Кириченко). 1 - глинистые сланцы; 2 - хлорит-глинистые и глинистые сланцы; 3 - доломиты; 4 - плотные талькиты; 5 - кварциты; 6 - элювиальные порошковатые талькиты; 7 - переотложенные порошковатые талькиты; 8 - бокситы; 9 - маршаллиты; 10 - карстовые глины; 11 - делювиальные глины; 12 - брекчированные породы; 13 - тектонические нарушения; 14 - нижняя граница мезокайнозойских кор выветривания; 15 - выветрелость пород.

Киргитейское месторождение кускового и порошковатого талька

Месторождение находится в Нижнем Приангарье (Красноярский край) на стыке юго-восточной части Енисейского кряжа и юго-западной окраины Сибирской платформы. Оно было открыто в 1948 году геологом Н.Р.Рябоконь. Залежь порошковатых талькитов установлена в ходе разведочных работ 1958-1959 гг., проводившихся под руководством А.В.Кириченко. Минералогия талькитов, качество и технологические свойства талька детально изучены П.П.Смолиным.

Площадь рудного поля образована терригенно-карбонатными отложениями верхнепротерозойского возраста, разделяемыми на две свиты: нижнюю (красногорскую) и верхнюю (джурскую). Первая мощностью 600-700 м сложена песчано-глинистыми и глинистыми сланцами, вторая в своей нижней части (200 м) представлена переслаиванием алевритистых сланцев и известняков, а в верхней (600 м) - массивными доломитами. Простирание пластов пород субмеридиональное, падение на восток под углами 45-75°. Общая моноклинальная структура рудного поля осложнена продольными и кососекущими меридиональными разломами и надвигами.

Все жилообразные тела плотных талькитов располагаются среди доломитов джурской свиты вдоль одного из разломов, образуя вытянутую зону протяженностью около 2,1 км и шириной от 1-2 до 100 и более метров (рис. 66). Количество таких параллельных согласных с напластованием пород крутопадающих жил различно: от 1-3 на Южном участке зоны до 10 и более на Центральном. Мощность жил колеблется от незначительной до десятков метров. Среди них имеются и жилы, не выходящие на дневную поверхность. Зона талькитов на Северном участке в своей верхней части перекрыта по надвигу с запада глинистыми сланцами и на поверхность не выходит, подсекаясь на глубине буровыми скважинами. Помимо доломитов и глинистых сланцев среди вмещающих пород на этом участке появляются тела метасоматических кварцитов.

На месторождении широко развита кора выветривания, представленная крупными эрозионно-карстовыми депрессиями, выполненными продуктами химического выветривания глинистых сланцев, плотных талькитов, кварцитов и других пород: гидрослюдистыми, каолинит-гидрослюдистыми глинами, рыжим порошковатым тальком, пылевидным кварцем (маршаллитом), а также бокситами. Глубина коры выветривания колеблется от 10-20 до 100-120 м. Рыхлые элювиальные талькиты с глубиной сменяются выветрелыми, которые в свою очередь переходят в плотные талькиты (рис. 66).

Таблица 17. Химический состав плотных и порошковатых талькитов Киргитейского месторождения, % (по А.В.Кириченко).
	Тальковый сланец				Порошковатый талькит
Химический состав	белый	светло серый	нежно- коричневый	среднее по месторождению (320 проб)	белый	серый	желтый	среднее по месторождению (1023 пробы)
SiO2	60,7	55,7	53,6	55,5	63,19	62,91	62,92	63,1
MgO	31,4	29,4	29,2	30,2	30,20	31,22	30,89	30,6
CaO	0,19	3,45	4.69	3,56	0,17	0,27	н/о	0,27
Fe2О3	1,05	0,43	0,26	0,55	0,33	0,13	0,66	0,38
FeO	0,14	0,12	0,22	0,10	0,20	0,17	0,17	0,11
Al2O3	0,35	0,20	0,05	0,36	0,53	0,67	0,72	0,31
п. п. п.	5,3	9,5	11,3	9,3	4.80	4,78	4,71	4,8
Нерастворимый остаток	93,7	83,3	82,0	86,8	98,45	96,82	97,75	94,4

Основная часть промышленных запасов тальковых руд месторождения сосредоточена на его Центральном участке в пределах единого рудного тела длиной в 500 м и шириной 50-110 м. Тело объединяет многочисленные сближенные жилы плотного талькита мощностью от 4-5 до 15-20 м, перемежающиеся со слоями доломитов. Вмещающими породами являются хлорит-глинистые сланцы; иногда вдоль контакта этих сланцев и талькитов появляются пластовые тела кварцитов. Все породы, в том числе и талькиты круто падают на восток под углами 70-85°; слои доломитов, находящиеся к востоку от рудной зоны, имеют более пологие залегания (45-50°). Единичными скважинами тело талькитов прослеживается до глубины свыше 200 м от поверхности без признаков выклинивания.

Глубина коры выветривания над телом талькитов составляет 60-70 м в его приконтактовых частях. Талькиты здесь нацело превращены в мучнистую однородную массу; благодаря полному разложению доломитов и удалению карбонатного материала она является природно обогащенной рудой высокой чистоты. Маломощные линзы пылевидного кварца (маршаллита) появляются лишь в краевых частях на северном фланге рудного тела.

Рис. 67. Схема геологического строения рудного поля Куль-Юрт-Тау (по В.В.Зайкову, И.В.Синяковской, Л.А.Санько). 1 - серноколчеданная залежь с оторочкой сульфидизированных кварцитов; 2 - пирофиллитовые кварциты; 3 - пирофиллит-кварцевые сланцы; 4 - пиритизированные пирофиллит-кварцевые и серицит-кварцевые сланцы; вулканогенные породы баймак-бурибаевского комплекса (D2-C): 6 - рассланцованные лавы и туфы андезито-базальтового и риолито-дацитового состава, 7 - дациты кварц-роговообманково-плагиоклазовые (субвулканическая фация); 8 - контуры карьера; 9 - скважины; 10 - разломы; 11 - докембрийские толщи Урал-Тау; 12 - палеозойские формации Магнитогорского синклинория.

Преобладающей на месторождении разновидностью плотных талькитов является тальковый сланец белого, светло-серого и темно-коричневого цветов. В подчиненном количестве присутствует массивный тальк (стеатит). Талькиты практически мономинеральны, 95-99% в них составляют чешуйки талька размером от 1-2 до 20 мкм, причем больший размер чешуек с ориентированным их расположением свойственен тальковым сланцам. Белизна плотных талькитов (в среднем) - 87,7%, химический состав приведен в таблице 17. Несколько повышенное содержание СаО обусловлено примесью доломита.

Порощкообразные талькиты имеют белую, серую и желтую окраски; они также по существу мономинеральны (98-99% талька с незначительным присутствием хлорита, серицита, турмалина, рутила и кварца); их средняя белизна - 90,3%. Господствующая гранулометрическая фракция (до 0,07 мм) составляет 92,68%; форма частиц - пластинчатая, редко игольчатая; связность слабая. Химический состав приведен в таблице 17. Повышенное содержание кремнезема отражает некоторое разубоживание руды пылевидным кварцем.

По представлениям А.В.Кириченко плотные талькиты являются результатом позднепротерозойского метасоматического замещения доломитов в зоне тектонического разлома развивавшейся вдоль контактов доломитов и глинистых сланцев. Генетически с ними связаны метасоматические кварциты, являвшиеся одним из источников кремнекислоты, необходимой для образования талькитов. Сложные процессы метасоматоза сопровождались выносом кальция. Избыточный кремнезем отлагался в виде жил прозрачного кварца, а избыточный магний - в виде гнезд магнезита.

Рыхлые порошковатые талькиты являются элювиальными. Их образование связано с формированием коры выветривания в мел-палеогеновое время, когда в верхних частях тальк-карбонатной зоны месторождения происходило образование эрозионно-карстовых депрессий с накоплением в них продуктов выветривания коренных пород. При этом карбонатный материал растворялся и почти полностью удалялся. Продукты латерального выветривания глинистых сланцев, снесенные в эти депрессии, образовали карстовые залежи бокситов, а пылевидный кварц, возникший за счет выветривания кварцитов, - линзы маршаллитов.

Высокая степень чистоты (белизны) руд месторождения, их однородность и тонкочешуйчатое строение, особенно характерные для порошкообразных талькитов, отражают их исключительно высокое качество и предопределяют возможность использования практически всеми отраслями - потребителями талькового сырья. Разведанные балансовые запасы талькитов одного лишь Центрального участка месторождения составляют около 7,5 млн т, что позволяет относить его к разряду крупных объектов. Значительную долю запасов составляют наиболее высококачественные порошковатые талькиты, отрабатываемые опытно- промышленным карьером с поставкой небольшого количества тальковой руды потребителям: Красноярскому ЦБК, Химволокно <Енисей> и Красноярскому шинному заводу.

Месторождение пирофиллита Куль-Юрт-Тау

Известное в литературе как серноколчеданное, месторождение Куль-Юрт-Тау в настоящее время рассматривается как промышленный источник пирофиллитового сырья (В.В.Зайков и др.). Оно находится в башкирской части Южного Урала в 7 км к северу от города Баймак, локализуясь в так называемой Баймак-Бурибаевской вулканической зоне западного крыла Магнитогорского синклинория, осложненной протяженным (около 70 км) крутопадающим на восток разломом шириной до 1-3 км. Этот разлом выражен серией субпараллельных зон рассланцевания, трещиноватости и дробления в эйфельско-живетских вулканитах, представленных преобладающими риолитами и дацитами, а также диабазами, андезито-базальтами, туффитами. В пределах рудного поля установлены две узких протяженных зоны интенсивно рассланцованных гидротермально-метасоматических пород и колчеданных руд - западная и восточная.

Колчеданное месторождение принадлежит западной зоне, сложенной пирофиллит-кварцевыми сланцами и кварцитами; оно представлено согласной линзой массивных пиритовых руд мощностью около 50 м, длиной 180 м и выклиниванием на глубине 100 м от поверхности. Отличительной характеристикой этих руд является широкое проявление в них признаков метаморфической перекристаллизации, катаклаза и регенерации пиритных зерен. Зона прослежена в север-северо-западном направлении более чем на 4 км, имеет ширину 100-500 м и крутое субвертикальное падение. Она ограничена краевыми разломами, отделяющими метасоматиты от субвулканических слабо серицитизированных риолитов и дацитов на западе и от пиритизированных и рассланцованных туфов и лав андезито-базальтового и риолито-дацитового состава на востоке (рис. 67).

Восточная зона протяженностью в 2,5 км и шириной 50-100 м сложена серицит-хлорит-кварцевыми метасоматитами с небольшими линзами медно-цинково-колчеданных руд; значимая пирофиллитовая минерализация в ней отсутствует.

Таким образом, промышленная пирофиллитовая минерализация связана с рудовмещающими серноколчеданную залежь рассланцованными метасоматитами, состав которых определяется различными соотношениями кварца, пирофиллита, серицита и вкрапленности сульфидов. В карьере выделены, а за его пределами прослежены скважинами, две полосы пирофиллит-кварцевых сланцев шириной 30-40 м и 40-60 м, разделенных серноколчеданной линзой и чечевицеобразным телом пирофиллитовых кварцитов. Эти полосы вытянуты по простиранию на 2-4 и 1,5 км, а на глубину - до 200 м (без признаков выклинивания). С запада и востока они окаймляются пиритизированными пирофиллит-кварцевыми сланцами, лимонитизированными до глубины 20-30 м.

Пирофиллит-кварцевые сланцы (пирофиллитовые руды) - это белая и светло-серая порода с голубоватым или желтоватым оттенком, восковидная или с перламутровым блеском. Неравномерное распределение пирофиллита обусловливает появление очковой, плитчатой либо сланцеватой текстур. Содержание пирофиллита в породе может достигать 80%. Второстепенные минералы: диаспор, иллит, серицит, плагиоклаз, каолинит; акцессории: рутил, апатит, пирит, молибденит. В породе встречаются реликтовые выделения серицитизированного плагиоклаза и микробудины серицит-кварцевых пород. Пирофиллитовые кварциты - белые и светло-серые образования массивной, очковой и брекчиевидной текстур. В промежутках между зернами господствующего кварца находится мелкочешуйчатый пирофиллит, достигающий 14% в породе. По валовому химическому составу пирофиллитовые кварциты близки серицит-кварцевым обра.зованиям, образуюшим микробудины в пирофиллит-кварцевых сланцах (табл.18).

По результатам химического анализа состав пирофиллита близок к теоретическому. Доказано (В.В.Зайков и др.), что образование пирофиллит-кварцевых сланцев произошло за счет серицит-кварцевых метасоматитов в обстановке средних (300-420°С) температур на фоне динамометаморфизма колчеданных руд и околорудных измененных пород в послераннекаменноугольное время.

Среди всех пирофиллитсодержащих пород месторождения выделяют 4 типа сырья: господствующий низкощелочной пирофиллит-кварцевый, подчиненные щелочной пирофиллит-серицит-кварцевый, высокоглиноземистый диаспор-пирофиллитовый и глиноземистый пирофиллитовый. Низкое содержание в пирофиллит-кварцевых породах месторождения оксидов железа, титана, магния и кальция, являющихся главными ограничивающими параметрами при промышленной оценке, позволяют рассматривать это сырье как отвечающее требованиям фарфоро-фаянсовой и керамической промышленности. Технологические испытания показали его пригодность для производства керамической плитки, различных огнеупорных и кислотостойких изделий. Подсчитанные запасы пирофиллитового сырья месторождения (без разделения по типам) в проектном контуре карьера по категории С₂ составляют 11,7 млн т.

Назад | Содержание | Вперед