WWW.KNIGA.LIB-I.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Онлайн материалы
 

««МИНЕРАЛОГО-ЛИТОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЦЕОЛИТСОДЕРЖАЩИХ ПОРОД ТАТАРСКО-ШАТРАШАНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ» ...»

0-734578

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

ТЮРИН АНАТОЛИЙ НИКОЛАЕВИЧ

«МИНЕРАЛОГО-ЛИТОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

ЦЕОЛИТСОДЕРЖАЩИХ ПОРОД

ТАТАРСКО-ШАТРАШАНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ»

Специальность 25.00.06 - литология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Казань 2003

Работа была начата в Центральном научно-исследовательском институте геологии нерудных полезных ископаемых (ЦНИИгеолнеруд, г.Казань), продолжена в Татарском геологоразведочном управлении (ИРУ, г.Казань) и завершена на кафедре минералогии и петрографии Казанского государственного университета (КГУ).

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ:

Доктор геолого-минералогических наук, профессор А.И.Бахтин.

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

Доктор геолого-минералогических наук Н.БЛалитов (ЦНИИгеолнеруд, г.Казань), Кандидат геолого-минералогических наук ВХЛзотов ОСТУ, г.Казань).

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ

Татарское республиканское государственное геологическое предприятие «Татарстангеология» (ТРГГП, гЛСазань).

Зашита диссертации состоится « 5 » июня 2003г, в 12°° часов на заседании Диссертационного совета Д 212.081.09 в Казанском государственном университете по адресу: 420008, г. Казань, ул.



Кремлевская, 4/5, геологический факультет КГУ, ауд. 34.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке геологического факультета Казанского государственного университета.

Автореферат разослан « » апреля 2003 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета, кандидат геолого-минералогических наук Р.Р.Хасанов 0-734578 3

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

С распадом СССР основные месторождения цеолитов, обеспечивающие потребности в цеолитовом сырье Европейской части страны, оказались за пределами России: Украине, Грузии, Азербайджане. Возрастающий спрос на природные цеолиты, которые используются практически во всех сферах деятельности человека, определил необходимость создания в Европейской части России надежной базы цеолитового сырья.

Очевидно, что в силу своеобразных условий геологического развития этой территории, ожидать здесь месторождения с качественным цеолитовым сырьем не приходится. Поэтому один из путей решения данной проблемы видится в использовании нового вида природного сорбционного сырья цеолитсодержащих мергельно-кремнистых пород, открытых в Европейской части России в конце восьмидесятых годов.

Уступая традиционным цеолитовым рудам по содержанию цеолитов, они, в связи с присутствием в породе других природных сорбентов - опалкристобалита и монтмориллонита, оказались сопоставимы с ними по технологическим свойствам, что дало основание рекомендовать их применение во всех областях, присущих собственно цеолитовым рудам. Однако широкое использование цеолитсодержащих пород сдерживается недостаточной проработкой особенностей их вещественного состава и специализации технологических свойств. На решение этих вопросов и направлена диссертация, что определило ее актуальность.

Цель работы.

Детальное изучение минералого-литологических особенностей цеолитсодержащих пород Татарско-Шатрашанского месторождения и взаимосвязи их с качественными показателями сырья, минералоготехнологическая типизация цеолитсодержащего сырья и оценка его места и роли в структуре минерально-сырьевой базы Поволжского региона.

Основные задачи исследований:

-выделить природные дипы и разновидности пород, слагающих цеолитоносную толщу, разработать их номенклатуру и минералоголитологическую классификацию;

-определить закономерности размещения различных цеолитсодержащих пород в разрезе продуктивной толщи и разработать схему ее строения;

-изучить вещественный состав цеолитсодержащих пород и установить основные закономерности его изменчивости;

-установить взаимосвязь вещественного состава с физико-химическими (технологическими) свойствами цеолитсодержащих пород;

-выделить минералого-технологические типы цеолитсодержащего сырья и детализировать их по технологическим сортам.

Фактический материал.

Обобщены материалы тематических, оценочных и разведочных работ, выполненных автором в северной части Ульяновско-Саратовского прогиба.

Изучен керн 73 скважин, пробуренных на Татарско-Шатрашанском и Городищенском месторождениях. Проанализированы результаты изучения проб: рядовых - 1182, групповых - 30, укрупненных - 18. По пробам выполнено свыше 5000 анализов, в том числе: рентгенографический количественный фазовый анализ (1215), определение растворимого кремнезема (998), силикатный анализ (362), определение катионообменной емкости (333), спектральный анализ (1182), определение токсичных элементов (217).

Проведено изучение физико-химических (30) и физико-механических свойств (ПО). Выполнена радиационная оценка (54), электронная микроскопия (25) и описание шлифов (950). Обобщены результаты технологических испытаний.

Научная новизна:

-впервые Ульяновско-Саратовский прогиб выделен как новый цеолитоносный район в пределах Восточно-Европейской цеолитоносной провинции;

-разработана минералого-литологическая классификация пород, слагающих цеолитоносную толщу;

-разработана схема строения разреза продуктивной толщи, установлен характер распределения цеолитов в ее разрезе и разработана классификация цеолитсодержащих пород по цеолитовой составляющей;

-установлена зависимость технологических свойств цеолитсодержащего сырья от содержания цеолитов, ОКТ-фазы и глинистой компоненты;

-впервые выделены основные минералого-технологические типы и технологические сорта цеолитсодержащего сырья.

Практическая ценность.

-сформулированные поисковые предпосылки и признаки, контролирующие размещение месторождений цеолитсодержащих пород, позволяют уже на начальном этапе геологического изучения территории дать обоснованный прогноз на цеолитсодержащие породы и выделить перспективные площади;





-определены методические приемы и последовательность изучения месторождений цеолитсодержащих пород при геологоразведочных работах;

-разработанные минералого-литологическая классификация пород и схема строения продуктивной толщи Татарско-Шатрашанского месторождения применимы при изучении других месторождений цеолитсодержащих пород Поволжского региона;

-установлена взаимосвязь вещественного состава с технологическими свойствами цеолитсодержащего сырья, что дает возможность предварительно оценить его качество на этапе минералого-литологического изучения;

-разработана концепция технологического картирования месторождения, на основе которой рекомендована рациональная схема его освоения;

-определены приоритетные направления применения цеолитсодержащего сырья и указаны перспективные области его использования;

-оценена практическая значимость цеолитсодержащих пород и определены их место и роль в оволжского региона.

Основные защищаемые положения.

1. Природные типы пород, слагающие цеолитоносную толщу, характеризуются своеобразным минералогическим составом и литологическими особенностями, что послужило основой при разработке номенклатуры и минералого-литологической классификации пород и позволило выделить все их типы и разновидности, среди которых наибольшим распространением на Татарско-Шатрашанском месторождении пользуются мергели кремнеземистые и кремнеземные, опоки известковисто-глинистые и глинисто-известковистые.

2. Распределение природных типов и разновидностей пород в разрезе продуктивной толщи имеет закономерный характер, что стало основой для разработки схемы ее строения. В составе толщи выделены 4 пачки, сверху вниз:

1 - цеолитовых мергелей, 2 - цеолитистых опок и кремнеземных мергелей, 3 цеолитистых мергелей алевритистых, 4 — цеолитистых мергелей и известняков.

3. Минералогический состав пород закономерно меняется по пачкам и продуктивной толще, что в совокупности с корреляцией содержания цеолитов и породообразующих компонентов положено в основу разработки классификации цеолитсодержащих пород по цеолитовой компоненте, отражающей процентное содержание цеолитов в породе.

4. Минералогический состав цеолитсодержащего сырья определяет его технологические свойства, что является основой его минералоготехнологической типизации. Выделены три минералого-технологических типа сырья: цеолит-кальцит-опал-кристобалитовый (цеолит-мергельно-кремнистый);

цеолит-гидрослюдисто-монтмориллонитовый (цеолит-глинистый); цеолиткварц-глауконитовый (цеолит-песчанистый). Первый тип дифференцирован на технологические сорта: А, В, С, D1 и D2.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 3 монографии и 3 научных статьи, разработано одно практическое руководство и 2 технических условия (ТУ), получены 3 патента на изобретения Российской Федерации и составлены отчеты о геологическом изучении недр: 3 отчета в ЦНИИгеолнеруд и2-вТГРУ.

Апробация результатов работы. В работе приводятся результаты исследований автора за 15 лет - с 1989 по 2003 гг. Полученные данные неоднократно докладывались на Ученом совете ЦНИИгеолнеруд (1991, 1992, 1994 гг.), Геолого-техническом совете ТГРУ (1999, 2001 гг.) и в директивных органах (министерствах, комиссии по запасам). В 1995 году запасы цеолитсодержащего сырья Татарско-Шатрашанского месторождения были утверждены Татарской республиканской комиссией по запасам и по рекомендации ГКЗ поставлены на Государственный баланс цеолитсодержащего сырья Российской Федерации. Подсчет запасов цеолитсодержащего сырья Татарско-Шатрашанского месторождения, выполненный по материалам детальной разведки (1998-2001 гг.) был принят, по согласованию с ГКЗ, для уточнения в балансе.

Материалы по геологии, минералогии и технологии цеолитсодержащих пород рассматривались на республиканском совещании «Природные цеолиты России» (г.Новосибирск, 1992 г), на международной научной конференции «Рациональное использование местного сырья и отходов промышленности в производстве строительных материалов» (г.Казань, 1996 г), на П-ом региональном совещании «Проблемы геологии Поволжья» (г.Казань, 1997 г), а с 2001 по 2002 годы были опубликованы в 3 монографиях.

Работа по цеолитсодержащим породам, в совокупности с разработками по железооксидным пигментам и ониксам, удостоена Государственной премии РТ в области науки и техники за 1998 год.

Объем и структура работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и изложена на 133 стр. машинописного текста, иллюстрируемого 67 рисунками и 18 таблицами. Список литературы содержит 207 библиографических наименований.

В процессе работы автор обсуждал полученные результаты с сотрудниками ряда научно-исследовательских и производственных организаций Р.М.Файзуллиным и Е.М.Аксеновым; доктором биологических наук А.В.Якимовым, доктором технических наук В.Г.Хозиным, кандидатами геолого-минералогических наук В.А.Тимесковым, Е.С.Шуликовым, А.М.Ануфриевым, В.П.Лузиным; кандидатом технических наук И.В.Дьячковым; кандидатом сельскохозяйственных наук Т.Х.Ишкаевым, старшим научным сотрудником Р.Р.Тумановым и другими, учел их советы и замечания.

В оформлении работы принимали участие инженеры:

Р.А.Хабибуллина, В.И.Вяткин, П.Н.Карпов. Всем названным лицам автор выражает искреннюю благодарность.

Особую признательность автор выражает своему научному руководителю - доктору геолого-минералогических наук, профессору А.И.Бахтину и доктору геолого-минералогических наук У.Г.Дистанову.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. УЛЬЯНОВСКО-САРАТОВСКИЙ ПРОГИБ НОВЫЙ ЦЕОЛИТОНОСНЫЙ РАЙОН

Анализ результатов изучения цеолитсодержащих пород Европейской части России предыдущими исследователями и работы автора последних лет, позволили открыть Ульяновско-Саратовский прогиб как новый цеолитоносный район в пределах Восточно-Европейской цеолитоносной провинции, выделенной в 1985 году А.
С.Михайловым. Рассмотрены основные этапы эволюции прогиба во взаимосвязи с минерагенией региона. Закономерный характер размещения проявлений цеолитсодержащих пород, а также их положения в стратиграфической и литологической последовательности и в фациальном плане позволили сформулировать поисковые предпосылки и признаки, определяющие размещение цеолитсодержащих пород, среди которых: структурно-тектонический, стратиграфический, литологический, минералогический. Основываясь на них, в юго-западной части Республики Татарстан, где цеолитсодержащие породы широко развиты, были выделены перспективные площади и дана их оценка на цеолитсодержащее сырье.

2. КЛАССИФИКАЦИЯ ЦЕОЛИТСОДЕРЖАЩИХ ПОРОД НА

ПРИМЕРЕ ТАТАРСКО-ШАТРАШАНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Классификация цеолитсодержащих пород разработана на материалах литологических исследований Татарско-Шатрашанского месторождения (Татарстан), которое относится к наиболее полно и всесторонне изученным месторождениям цеолитсодержащих пород Ульяновско-Саратовского прогиба и в целом Европейской части России.

В геологическом строении месторождения принимают участие меловые (аптский, альбский, турон-сантонский и кампанский ярусы), неоген(?)четвертичные и четвертичные образования.

На размытой поверхности альбских глин залегают нерасчлененные турон-сантонские мергельно-кремнистые отложения, представленные чередованием кремнеземистых цеолитсодержащих мергелей, опок и глинистых пород. Непосредственно в приконтактовой части фиксируется маломощный горизонт конгломерато-брекчий с галькой фосфоритов. Венчают разрез меловых отложений глауконитовые пески и мергели кампанского возраста.

Перекрыты меловые отложения неоген(?)-четвертичными образованиями, четвертичными суглинками и маломощным почвенно-растительным слоем.

В продуктивную (цеолитоносную) толщу выделены цеолитсодержащие мергельно-кремнистые породы турон-сантонского (К2 t-st) возраста.

Продуктивная толща представлена чередованием цеолитсодержащих мергелей и опок и характеризуется содержанием цеолитов более 15%. В морфологическом плане она представляет собой пластообразную залежь с неровной подошвой и глубокими (6-15 м) промывами в кровле. Мощность толщи колеблется в широких пределах и меняется от 36,8 м в центральной части месторождения до 3 м в западной его части.

Выделены природные типы пород, слагающие цеолитоносную толщу Татарско-Шатрашанского месторождения, и на основе их минералогопетрографического изучения разработана номенклатура и минералоголитологическая классификация пород.

В минералогическом отношении цеолитсодержащая порода представляет собой природную четырех-, пятикомпонентную систему переменного состава, где цеолиты из группы клиноптилолит-гейландита, кальцит, опал-кристобалит-тридимитовая фаза, глинистые минералы из группы смешано-слойных образований монтмориллонит-гидрослюдистого состава, и кварц составляют до 90-95% объема породы. Выполненный ряд упрощений и объединений, близких по составу минералогических фаз позволил представить породы, слагающие цеолитоносную толщу на треугольной диаграмме (рис. 1).

Предложенная классификация дает основание выделить разновидности следующих типов пород: известняков, глин, мергелей и опок. Наибольшим распространением на Татарско-Шатрашанском месторождении пользуются Рис. J, Классификационная диаграмма пфод, слагающих цеолитоносную толщу.

мергели кремнеземистые и кремнеземные, опоки известковисто-глинистые и глинисто-известковистые.

–  –  –

Выделенные разновидности характеризуются устойчивым положением в разрезе продуктивной толщи и геометризуются в пределах площади месторождения.

Цеолитистые и слабо цеолитистые породы тяготеют к подошве толщи и слагают четвертую пачку (t-4). В третьей пачке (t-З) также устанавливаются цеолитистые и слабо цеолитистые породы, но с преобладанием первых. Для второй пачки (t-2) типичны цеолитистые породы, а в ее кровле отмечаются и сильно цеолитистые. Первая пачка (t-1) обычно сложена сильно цеолитистыми и цеолитовыми породами. Цеолититы с 40% содержанием в породе цеолитов цеолитовая руда среднего (цеолитов 40-70%) качества (Михайлов, 1990), как правило, устанавливаются в глинистых образованиях альбского возраста, подстилающих продуктивную толщу.

4. МИНЕРАЛОГО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

ЦЕОЛИТСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ

ТАТАРСКО-ШАТРАШАНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

В данной главе цеолитсодержащие породы рассмотрены в сырьевом аспекте. По вещественному составу они являются поликомпонентным сырьем.

Технологические свойства цеолитсодержащих пород определяются соотношением глинистой, кремнистой, карбонатной и цеолитовой составляющими. Аргументируется приоритет цеолитовой и опалкристобалитовой компонент, которые во многом определяют полезные (технологические) свойства породы: катионообменную емкость и адсорбционную способность. На основе анализа и обобщения результатов технологических испытаний цеолитсодержащих пород по основным направлениям применения: земледелию, животноводству и птицеводству, стройиндустрии, очистке питьевых вод, составлены технические условия (ТУ) и технологические регламенты. Принятые в них требования к качеству сырья (табл. 2) послужили основой при разработке минералого-технологической классификации.

–  –  –

Основное внимание в главе уделено минералого-технологической характеристике цеолитсодержащего сырья Татарско-Шатрашанского месторождения. Качественно-количественные технологические показатели данного сырья: катионообменная емкость, адсорбционная способность и физико-механические свойства определены как для продуктивной толщи в целом, так и по слагающим ее пачкам. Установлено, что катионообменная емкость связана с обменом катионов Са2+ (щелочноземельные цеолиты), а обмен катионов Mg2+, K+, Na+ имеет резко подчиненное значение. Проведена корреляция минерального состава и технологических параметров цеолитсодержащего сырья. Факторным анализом показано, что величина катионообменной емкости зависит от содержания глинистой и цеолитовой компонент, причем связь с глинистой компонентой даже более тесная, чем с цеолитовой. Другие компоненты, слагающие породу, с катионообменной емкостью имеют или слабую положительную связь (ОКТ-фаза), или отрицательную (кальцит, кварц), и их влиянием можно пренебречь.

Приводится сравнение основных физико-химических и физикомеханических свойств цеолитсодержащих пород Татарско-Шатрашанского месторождения и цеолитовых руд известных месторождений (Сокирница, Чугуевское и Шивыртуйское). Значения катионообменной емкости, адсорбционной способности и других свойств цеолитсодержащих пород Татарско-Шатрашанского месторождения с содержанием цеолитов 20% сопоставимы с показателями цеолитовых руд, в которых содержание цеолитов составляет 65-70%.

Видимое несоответствие содержания цеолитов и физико-химических параметров сырья объясняется тем, что наряду с цеолитами в цеолитсодержащих породах Татарско-Шатрашанского месторождения в значительных количествах присутствуют еще два природных сорбента - ОКТфаза и монтмориллонит, которые существенно дополняют и расширяют спектр физико-химических показателей цеолитсодержащего сырья.

На основе комплексного изучения цеолитсодержащих пород, их вещественного состава, физико-химических и физико-механических свойств разработана минералого-технологическая классификация цеолитсодержащего сырья.

Предваряет ее изложение обзор и анализ технологических классификаций, разработанных предшественниками при изучении основных месторождений цеолитов: А.И.Буров, А.С.Михайлов, (1988), А.С.Михайлов и другие (1989, 1990, 1992), А.С.Михайлов, У.Г.Дистанов (1999), которые всесторонне рассматривают цеолитовое сырье как с генетических и минералогических, так и технологических позиций. Однако в момент их разработки изучение цеолитсодержащих пород находилось лишь в начальной стадии накопления фактического материала. По этой причине они не могли быть столь детально охарактеризованы.

Тем не менее, исходя из этих классификаций, Татарско-Шатрашанское месторождение следует отнести к осадочному (осадочно-диагенетическому) промышленному типу.

Несомненным шагом вперед стала минералого-технологическая классификация цеолитсодержащего сырья, разработанная на основе изучения месторождений цеолитсодержащих пород Татарстана и сопредельных регионов (Конюхова, Дистанов, Михайлова и др., 1997). В основу классификации были положены минералогический и химический состав, физико-химические и физико-механические свойства цеолитсодержащего сырья и были выделены три качественные группы цеолитсодержащего сырья. Эти качественные группы цеолитсодержащего сырья разнятся по сумме природных сорбентов в породе (опал-кристобалит+цеолит+монтмориллонит), а также по диаметру и объему пор, удельной поверхности и водостойкости.

Апробация классификации на групповых пробах цеолитсодержащих пород Татарско-Шатрашанского месторождения, отобранных в ходе детальной разведки (Тюрин, ф 2001), показала, что в одну группу попадают различные пачки и даже породы, принципиально отличные по вещественному составу, что существенным образом осложняет геометризацию групп в пределах цеолитоносной толщи.

Таким образом, эта классификация, акцентированная на использование цеолитсодержащего сырья в качестве сорбционного материала (очистка вод, осушка газов и пр.) оказалась мало приемлема для других отраслей, где определяющую роль играет вещественный состав сырья.

Вышеизложенное обусловило необходимость создания более универсальной минералого-технологической классификации, которая позволила бы свести в единое целое геологические, аналитические данные с технологическими показателями цеолитсодержащего сырья и требованиями к его качеству (табл. 2), изложенными в действующих технических условиях.

Предыдущие исследователи, так или иначе, обособляли цеолитсодержащие породы от собственно цеолитовых руд по условиям образования, содержанию цеолитов, вещественному составу, указывали и на свойства, которые не присущи для цеолитового сырья, в частности, размер пор

- средний и крупный.

Установленные нами несоответствия содержания цеолитов с качественными показателями сырья, а именно, что цеолитсодержащие породы (цеолитов 20%) оказались сопоставимы по основным физико-химическим и физико-механическим свойствам с рудами, где содержание цеолитов составляет 65-70%, позволили подтвердить правомерность этого обособления.

Более того, с нашей точки зрения, цеолитсодержащие породы представляют собой новый тип цеолитового сырья, принципиально отличный от известных, который требует и новых подходов при изучении и оценке качества. Он выделен нами по месту формирования в платформенный геологопромышленный тип.

К платформенному геолого-промышленному типу можно отнести все месторождения мергельно-кремнистых цеолитсодержащих пород туронсантонского (К 2 t-st) возраста, открытые в пределах северной части Ульяновско-Саратовского прогиба, а, вероятно, и прогиба в целом.

В то же время, цеолиты в значительных количествах (10%) установлены в альбских (K1 al) глинах (26-47%) и кварц-глауконитовых песках (10-20%), подстилающих продуктивную толщу, а также в кампанских (К2 km) глауконитовых песках (10-20%) и мергельно-кремнистых породах (15-25%), перекрывающих толщу. По единичным пробам цеолиты в количестве 17-25%, зафиксированы и в аптских (K1 а) глинах. Эти породы по вещественному составу резко отличны от исследуемых мергельно-кремнистых цеолитсодержащих пород. Специфика состава подразумевает и различия в технологических свойствах и, как следствие, другие направления использования, несвойственные для мергельно-кремнистых пород, что позволяет нам обособить их в самостоятельные минералого-технологические типы цеолитового сырья.

Таким образом, платформенный тип месторождений цеолитсодержащего сырья включает в себя, как минимум, три минералого-технологических типа цеолитсодержащего сырья (рис. 2): цеолит-кальцит-опал-кристобалитовый (цеолит-мергельно-кремнистый), цеолит-гидрослюдисто-монтмориллонитовый (цеолит-глинистый) и цеолит-кварц-глауконитовый (цеолит-песчанистый).

Выделенные минералого-технологические типы широко развиты в пределах Ульяновско-Саратовского прогиба, имеют характерный минералогический состав и фиксированное положение в разрезе меловых образований.

Цеолит-кальцит-опал-кристобалитовый (цеолит-мергельно-кремнистый') минералого-технологический тип. К настоящему времени это наиболее изученный тип цеолитсодержащего сырья. Он устанавливается в туронсантонских мергельно-кремнистых образованиях, которые выделены в полном объеме в продуктивную (цеолитоносную) толщу на всех известных месторождениях цеолитсодержащих пород Ульяновско-Саратовского прогиба.

В литологическом плане он представлен цеолитсодержащими I - цеолит-кальцит-опал-кристобалитоеый (цеолит-мергельно-кремнистый) тип II - цеолит-гидрослюдисто-монтмориллонитовый (цеолит-глинистый) тип III - цеолит-кварц-глауконитовый (цеолит-песчанистый) тип Рис. 2. Минералого-технологическая классификация цеолитсодержащих пород мергелями, кремнеземистыми и кремнеземными, пелитоморфными и алевритистыми, цеолитсодержащими опоками, а также цеолитсодержащими глинистыми известняками. Минералогический состав сырья довольно однообразен. Основные породослагающие компоненты: цеолитовая, кальцитовая, ОКТ-фаза, глинистая и кварц составляют 90-95% от объема сырья.

Количество каждого из породослагающих компонентов меняется в широких пределах, но обычно не превышает 50% от ее объема.

Среднестатистический состав цеолит-кальцит-опал-кристобалитового минералого-технологического типа следующий: цеолит - 18% (10-40%), кальцит - 19% (10-50%), глинистые минералы - 12% (8-25%), ОКТ-фаза - 37% (10-50%), кварц - 4% (1-20%). По существу данный тип представляет собой поликомпонентную систему переменного состава. Его расширенная характеристика приводится при описании технологических сортов.

К этому типу, скорее всего, также относятся кампанские цеолитсодержащие (цеолитов 15-25%) мергельно-кремнистые породы. По вещественному составу они сопоставимы со средними значениями для этого типа.

Установленное некоторое повышение (20%) карбонатности пород и снижение (30%) в их составе ОКТ-фазы не выходят за рамки, принятые для этих компонент, и не скажутся отрицательно на полезных свойствах сырья.

Цеолит-гидрослюдисто-монтмориллонитовый (цеолит-глинистый) минералого-технологический тип. Он связан с альбскими глинистыми породами, подстилающими продуктивную толщу, а также с аптскими глинами и представлен цеолитовыми глинами, слабо кремнеземистыми, алевритистыми, безизвестковистыми и цеолититами - глинистыми породами, в составе которых доминируют цеолиты (40%). Минералогический состав сырья простой.

Основные породослагающие компоненты - цеолитовая и глинистая (монтмориллонит-гидрослюдистая) - в количественном плане сопоставимы друг с другом и слагают 70-85% объема сырья. Кварц и ОКТ-фаза имеют подчиненное значение и не превышают 10-15%. Кальцит практически отсутствует.

В целом, состав цеолит-гидрослюдисто-монтмориллонитового минералого-технологического типа следующий: цеолит - 26-47%, глинистые минералы - 25-45%, кварц - 10-20%, ОКТ-фаза - 5-15%, кальцит - 1%. Таким образом, этот тип представляет собой, с определенной долей допуска, двухкомпонентную систему и характеризуется высоким (26-47%) содержанием цеолитов.

Этот тип по данным комплексной оценки на основе сравнения минералого-технологических характеристик с требованиями ГОСТ и результатами прямых технологических испытаний является пригодным в следующих направлениях: животноводстве, приготовлении буровых растворов, производстве керамического тепло- и звукоизоляционного материала, производстве цемента, в производстве чистящих средств и других.

В аптских глинах нижний предел содержания цеолитов может снижаться до 17% и соответственно возрастает роль глинистой компоненты, которая начинает преобладать (50%) в составе. Поэтому к данному типу они отнесены с долей условности.

Цеолит-кварц-глауконитовый (цеолит-песчанистый минералоготехнологический тип. Он связан с горизонтами кварц-глауконитовых песков альбского возраста и представлен цеолитсодержащими кварц-глауконитовыми и глауконит-кварцевыми песками и алевритами, глинистыми, слабо известковистыми. Основными породослагающими компонентами являются цеолитовая, кварцевая и глауконитовая, которые слагают до 80% объема породы. Кальцит и ОКТ-фаза имеют подчиненное значение и, обычно, не превышают 5-15%. В заметных количествах присутствуют полевые шпаты (до 5%) и слюда (до 2%).

В целом, состав цеолит-кварц-глауконитового минералого-технологического типа следующий: цеолит - 10-20%, кварц - 30-50%, глауконит - 20они составляют 80-90% объема сырья. Таким образом, этот тип представляет собой трехкомпонентную систему и характеризуется невысоким содержанием цеолитов (10-20%).

Данный тип может быть использован после соответствующей технологической подготовки в следующих отраслях: лакокрасочном производстве, производстве калийных мелиорантов, в пивоваренной промышленности, для смягчения вод в котельном хозяйстве, в рыбоводстве и прочем.

Горизонты кампанских кварц глауконитовых песков обычно сильно (до 30%) засорены обломками мергельно-кремнистых пород, которые искажают их валовой вещественный состав, что в конечном итоге не позволяет однозначно отнести их к рассмотренному типу.

К настоящему времени наиболее изученным является цеолит-кальцитопал-кристобалитовый (цеолит-мергельно-кремнистый) минералого-технологический тип. Анализ вещественного состава и требований к качеству сырья по основным направлениям применения: в земледелии, животноводстве, стройиндустрии и очистке питьевых вод, позволил выделить в его объеме технологические сорта: А, В, С, D (табл. 3). Сорт D целесообразно подразделить на D1 и D2. Сорт D1 отвечает требованиям земледелия и животноводства, a D2 только стройиндустрии.

–  –  –

Выделенные сорта характеризуются определенным вещественным составом, отвечают конкретным направлениям применения и геометризуются в разрезе продуктивной толщи (рис. 3). Это позволяет провести дифференцированный подсчет запасов сырья по сортам, что крайне необходимо, так как сырье будет использоваться в различных отраслях производства.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Ульяновско-Саратовский прогиб выделен как новый цеолитоносный район в пределах Восточно-Европейской цеолитоносной провинции. Дана оценка минерагении мезозойских отложений региона и сформулированы поисковые предпосылки и признаки, контролирующие размещение месторождений цеолитсодержащих пород.

Выделены природные типы и разновидности пород, слагающих цеолитоносную толщу Татарско-Шатрашанского месторождения, разработана их номенклатура и новая минералого-литологическая классификация пород, которые применимы при характеристике других месторождений цеолитсодержащих пород Поволжского региона Выяснен характер распределения литологических типов и разновидностей пород в разрезе продуктивной толщи и разработана схема ее строения в составе, которой выделены 4 пачки, снизу вверх: t-4 - глинистых известняков и мергелей (карбонатная); t-З — алевритистых мергелей и опок (алевритистая); t-2 - опок и кремнеземных мергелей (кремнистая); t-l цеолитовых кремнеземистых мергелей (цеолитовая) Установлены основные закономерности изменчивости вещественного состава пород цеолитоносной толщи, корреляция содержания цеолитов с содержанием породослагающих компонентов и предложена классификация цеолитсодержащих пород по величине цеолитовой составляющей. По содержанию цеолитов в породе выделены следующие разновидности: слабо цеолитистые (10-15%), цеолитистые (15-20%), сильно цеолитистые (20-25%), Абс. отм., м сз-юв Магистраль 3

Блок С,-3 БлокР,

Рис. 3. Распределение минералого-технологических типов и технологических сортов в разрезе цеолитоносной толщи Татарско-Шатрашанского месторождения I-III - минералого-технологические типы: I - цеолит-кальцит-опал-кристобалитовый (цеолитмергельно-кремнистый), II - цеолит-гидрослюдисто-монтмориллонитовый (цеолитглинистый), III - цеолит-кварц-глауконитовый (цеолит-песчанистый); 1 -5 - технологические сорта: 1 - А, 2 - В, 3 - С, 4 - D1, 5 - D2.

цеолитовые (25-40%) и цеолититы (40). Целесообразность ее и шаг деления пород обоснован как с геологических, так и с технологических позиций.

Определена взаимосвязь вещественного состава и технологических свойств цеолитсодержащего сырья и проведена его минералоготехнологическая типизация. Цеолитсодержащие породы отнесены к платформенному геолого-промышленному типу, в составе которого выделены три минералого-технологических типа: цеолит-кальцит-опал-кристобалитовый (цеолит-мергельно-кремнистый); цеолит-гидрослюдисто-монтмориллонитовый (цеолит-глинистый); цеолит-кварц-глауконитовый (цеолит-песчанистый), а первый из них дифференцирован на технологические сорта: А, В, С, D1 и D2.

Эта классификация позволяет проводить оценку практической значимости месторождений цеолитсодержащих пород и технологическое картирование месторождения, а в последующем и определять рациональную схему его освоения.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Цеолитсодержащие породы Европейской части РСФСР и перспективы их использования /Сибгатуллин А.Х., Тюрин А.Н., Буров А.И. //Природные цеолиты России. Т.1. Новосибирск, 1992. С.14-18.

2. Патент РФ № 2044494. Кормовая добавка «Порцеол» для сельскохозяйственных животных, птиц и зверей. Якимов А.В., Тюрин А.Н., Кондратов Ю.Д. и другие. Выдан 27 сентября 1995.

3. Ведерников Н.Н., Архиреев В.П., Лузина Л.П., Кузнецова О.Н., Лузин В.П., Тюрин А.Н. и другие. Безобжиговая технология получения гранулированных пористых заполнителей на основе природного минерального сырья и отходов химического производства //Вторые академические чтения РААСН: Материалы международной научной конференции. Часть 5. Рациональное использование местного сырья и отходов промышленности в производстве строительных материалов /Казань, 1996. С.41-42.

4. Использование цеолитсодержащей породы «шатрашанита» в рационах сельскохозяйственных животных, птиц и пушных зверей: Практическое руководство. /Под ред. Якимова А.В. Казань, 1996.

5. Патент РФ № 2083613 Композиция для получения искусственных пористых заполнителей. Лузин В.П., Лузина Л.П., Ведерников Н.Н., Тюрин А.Н., и другие. Выдан 10 июля 1997.

6. Тюрин А.Н., Лузин В.П., Бареев И.А., Лузина Л.П. Цеолитсодержащие породы Татарско-Шатрашанского и Городищенского месторождений Республики Татарстан как эффективный материал для производства пористых заполнителей //Проблемы геологии твердых полезных ископаемых Поволжского региона. Казань, 1997. С.137-138.

7. Тюрин А.Н. Монтмориллонитовый цеолитсодержащий подтип //Методическое руководство по поискам, оценке и разведке месторождений твердых нерудных полезных ископаемых Республики Татарстан. Т.1. Казань,

1999.С.107-110.

8. Патент РФ № 2156781. Состав для вспененного композиционного материала.

Лузин В.П., Лузина Л.П., Тюрин А.Н., Бареев И.А. Выдан 27 сентября 2000.

9. ТУ 9291-006-27827667-2000. «Шатрашанит» минеральная цеолитосодержащая добавка для сельскохозяйственных животных, птиц и пушных зверей. Якимов А.В., Буров А.И., Тюрин А.Н. Введены главным управлением ветеринарии РТ. Казань, 2000.

10. Буров А.И., Тюрин А.Н., Якимов А.В. и другие. Цеолитсодержащие породы Татарстана и их применение. Казань, 2001.

11. Тюрин А.Н. Мергельно-кремнистый тип //Методическое руководство по поискам, оценке и разведке месторождений твердых нерудных полезных ископаемых Республики Татарстан. Т.З. Казань, 2001. С.174-181.

12. Агроминеральные ресурсы Татарстана и перспективы их использования.

/Под ред. Якимова А.В. Казань, 2002.



Похожие работы:

«ВОДА Кристина Рудольфовна ПОЛИТИКА ЯПОНИИ В ТИХООКЕАНСКОЙ АЗИИ В НАЧАЛЕ XXI ВЕКА Специальность: 23.00.04 – Политические проблемы международных отношений, глобального и регионального развития Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата по...»

«Морозов Владимир Петрович СЕДИМЕНТОГЕНЕЗ И ПОСТСЕДИМЕНТАЦИОННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПАЛЕОЗОЙСКИХ КАРБОНАТНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ВОСТОКА ВОСТОЧНО-ЕВРОПЕЙСКОЙ ПЛАТФОРМЫ Специальность 25.00.06 – литология Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук Ка...»

«Заботина Мария Владимировна МИНЕРАЛОГИЯ И УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ГАНЕЕВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ ЗОЛОТА (УЧАЛИНСКИЙ РУДНЫЙ РАЙОН) 25.00.05 – минералогия, кристаллография Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд...»

«Виноградова Екатерина Алексеевна РОЛЬ СТРАТЕГИЧЕСКОЙ КОММУНИКАЦИИ ВО ВНЕШНЕЙ ПОЛИТИКЕ АЛБА (на примере отношений со странами ЕС) Специальность 23.00.04 "Политические проблемы международных отношений, глобального и р...»

«Бидный Алексей Сергеевич Минералогия, возраст и генезис проявлений берилла Уральской изумрудоносной полосы 25.00.05 – минералогия, кристаллография Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого–минералогических наук Москва–2012 Работа выполнена на кафедре минералогии геологического факу...»

«МИХАЛЬЧУК АННА ВЛАДИМИРОВНА СОЦИАЛЬНАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ НАСЕЛЕНИЯ В ТУРИСТСКОМ ПРОСТРАНСТВЕ ХАБАРОВСКОГО КРАЯ (СОЦИОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ) 22.00.04 – Cоциальная структура, социальные институты и процессы Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата социологических наук Хабаровск 2017 Рабо...»

«Семин Максим Владимирович ИНФОРМАЦИОННАЯ ПОЛИТИКА ОСНОВНЫХ УЧАСТНИКОВ ИЗБИРАТЕЛЬНЫХ КАМПАНИЙ 2007-2009 ГГ.: РЕГИОНАЛЬНОЕ ИЗМЕРЕНИЕ (РЕСПУБЛИКА ТАТАРСТАН) Специальность 23.00.02 – политические институты, этнополитическая конфликтология, национальные и политические процессы и технологии Автореферат диссертации на соискание ученой степени ка...»

«~ Филимонов Сергей Владимирович МИНЕРАЛЫ ГРУШIЫ БЛЁКЛЫХ РУД ИНДИКАТОРЫ РУДОГЕНЕЗА (НА ПРИМЕРЕ ГИДРОТЕРМАЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЗОЛОТА) Специальность минералогия, кристаллография 25.00.05 АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискани...»

«МИХНО Анастасия Олеговна ОСОБЕННОСТИ МИНЕРАЛОГИИ И ФЛЮИДНЫЙ РЕЖИМ ОБРАЗОВАНИЯ КАРБОНАТНО-СИЛИКАТНЫХ ПОРОД КОКЧЕТАВСКОГО МАССИВА 25.00.05 – минералогия, кристаллография АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геологоминералогических наук Новосибирск – 2015 Рабо...»

«БЛИНОВА Юлия Михайловна РОЛЬ ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИХ ПАМЯТНИКОВ РОССИИ В РЕКРЕАЦИОННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ Специальность 25.00.25 – геоморфология и эволюционная география АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук Москва — 2014 Работа выполнена на кафедре геоморфологии и палеогеографии географического факультета федерального государс...»








 
2017 www.kniga.lib-i.ru - «Бесплатная электронная библиотека - онлайн материалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.