И подпишитесь на новые материалы:
Новые интересные записи
прямиком Вам на почту!
Только полезные материалы!
Аспекты геологии
Бентонитовые глины. Их использование базируется на отбеливающих, сорбционных коллоидных, пластификационных, катионно-обменных свойствах монтмориллонита, преобладающего в минеральном составе этих глин.
В результате поисково-разведочных работ по прогнозу литологической группы ВГУ (Бартенев В.К., Савко А.Д.) Воронежским рудоуправлением в 1998 году было открыто Никольское месторождение бентонитовых глин, которое сразу же начало разрабатываться. Оно находится на юго-востоке Воронежской области, в 220 км от города Воронежа. Недалеко от месторождения проходят железная и автомобильная дороги. Полезная толща глин мощностью до 4,5—5,0 м приурочена к сумской свите, залегающей в нижней части разреза палеогена (Горюшкин В. В., 2000).
Геологический разрез месторождения «Никольское»
1 — почвенно-растительный слой и суглинок, 2 — глина бентонитовая, 3 — глина алевритовая, 4 — глина песчаная, 5 — алеврит, 6 — песок, 7 — песчаник, 8 — щебень (плитняк), 9 — мергель, 10 — мел, 11 — фосфорит желваково-галечный, 12 — глауконит, 13 — гидроокислы железа, 14 — скважина, 15 — пробы
В геологическом строении месторождения принимают участие отложения меловой, палеогеновой, неогеновой и четвертичной систем (рис. 41). Верхнемеловые образования, подстилающие породы сумской свиты, представлены турон-коньякскими мелами и сантонскими мергелями, на которых залегает континентальный железисто-глинистый элювий палеоценового возраста по карбонатным породам. Его перекрывают сумские отложения (Р1sm), представленные в нижней части песками и запесоченными глинами, в верхней — снова песками, содержащими аморфный кремнезем. Выше залегают пески, песчаники и алевриты каневской (Р2kn) и бучакской (Р2bc) свит, а на вершинах водоразделов — киевские глины (P2kv). Перекрываются палеогеновые образования неоген-четвертичными суглинками.
В основании продуктивного пласта на запесоченных глинах залегает пачка серых до грязно-зеленоватых глин (1,2 м). В средней части расположены светло-серые с голубоватым оттенком глины (1,8 м), которые в верхней части пласта сменяются серыми чистыми плотными разностями (2 м). Среди бентонитов отмечаются линзы сильно уплотненных глин с раковистым изломом (звенят при ударе), которые характеризуются повышенными значениями обменных катионов, низким содержанием песчаной фракции и свободного кремнезема.
Бентонитовые глины Никольского месторождения рекомендованы для использования и уже используются в качестве формировочных, для производства буровых растворов. В связи с высокими пластичностью и связующей способностью бентонит может использоваться практически во всех технологиях, но только в качестве пластической и связующей добавки, в частности, при производстве керамической плитки.
Бентонит из месторождения содержит более 25 макро- и микроэлементов и характеризуется отсутствием вредных примесей и токсических свойств, оказывает положительное влияние на организм животных и птиц, а поэтому рекомендуется для использования в качестве добавки (1—2 %) при производстве комбикормов. Бентонитовые глины являются дефицитным видом сырья, особенно для Центральной России. Никольское месторождение может обеспечить потребности этого региона для многих производств.
Помимо Никольского ранее было разведано Щербаковское месторождение формовочных глин в Каменском районе (Бартенев В. К., 1993). Продуктивный пласт приурочен к отложениям киевского возраста, имеет мощность 10—12 м, малую вскрышу. Но глины по качеству хуже сумских Никольского месторождения и поэтому пока не добываются.
Керамические глины.
В Воронежской области разведано одно месторождение керамических глин — Байгоровское. Оно находится в 1,5 км западнее села В. Байгора Верхнехавского района. По данным Г. В. Холмового (1993), полезная толща неогенового возраста представлена пойменными глинами бледно-зеленого цвета с сероватым, желтоватым и коричневым оттенками, в кровле с охристо-красными пятнами ожелезнения. Вскрышные породы средней мощностью 20,1 м представлены мореной и покровными суглинками.
Глины высокодисперсные (фракции менее 0,01 мм — более 60 %) и дисперсные, с низким содержанием мелких включений (менее 1 % фракции более — 0,5 мм), изредка алевритистые, еще реже песчанистые. Среднее содержание фракций (%) по 78 пробам следующее: 1,0—0,5 мм — 0,13; 0,5—0,2 мм — 0,8; 0,2—0,05 мм — 9,75; 0,05—0,01 мм — 12,7; 0,01—0,005 мм — 5,85; 0,005—0,001 мм — 11,89; < 0,001 мм — 59,4 %. Дисперсность и однородность глин возрастают снизу вверх по разрезу.
По химическому составу рассматриваемые глины относятся к полукислым. Их средний химический состав (%) SiO2 — 66,92; Аl2O3+ТiO2 — 17,15; Fe2O3 — 5,64; СаО — 1,19; MgO — 0,89; K2O+N2O — 0,73; SO2 — 0,37; потери при прокаливании — 6,68. Минеральный состав глин представлен монтмориллонитом, каолинитом, гидрослюдой, а суммарный объем поглощенного комплекса колеблется от 37 до 68,5 мг-экв на 100 г породы, что свидетельствует о ее средней и высокой сорбционной активности.
Керамические испытания показали, что байгоровские глины принадлежат к классу тугоплавких глин с огнеупорностью 1470—1540° с повышением ее в некоторых пробах до 1600—1670°, а по спекаемости — к сильно- и среднеспекающимся, низко- и среднетемпературного спекания с широким интервалом спекания (1030—1250°), что является очень ценным свойством при изготовлении керамических изделий. Коэффициент чувствительности к сушке оказался довольно высоким — от 3,3 до 5,0. По пластичности глины относятся к высокопластичным с числом пластичности более 25, а по некоторым пробам — до 53—55. Цвет черепка после обжига — коричневато-, светло-, реже темно-красный, светло-бурый, часто с волосяными трещинами и вспучиванием, что является отрицательным свойством этих глин при использовании их в изготовлении керамических изделий. Для избавления от него необходимы добавки отощителей.
По результатам лабораторно-технологических испытаний байгоровские глины рекомендуются для производства облицовочных плиток, а с добавкой менее пластичных глин — и кислотоупоров. Значительное количество монтмориллонита позволяет использовать эти глины в качестве формировочного сырья.
Значительная вскрыша и невысокие керамические свойства рассматриваемых глин делают вложение инвестиций в их разработку малопривлекательным. Вместе с тем существуют большие перспективы нахождения керамических глин в палеогеновых отложениях. Это подтвердилось открытием Россошанского месторождения, которое сейчас разведуется. По результатам съемочных работ в верхнекиевских образованиях выявлены разности глин, дающие светлый черепок. Из подобных глин получается высококачественная плитка, которой облицованы здания столицы Украины города Киева. В олигоцен-миоценовых песках отмечаются пласты глин мощностью до двух-трех метров, обладающие хорошими керамическими свойствами.