Месторождения бентонитов в угленосных толщах – новый тип природной органомодификации смектитов Наседкин Василий Викторович
жүктеу/скачать 48.12 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Белоусов Петр Евгеньевич
- Боева Наталья Михайловна
- Ключевые слова
- Литература 1 .
- Работа проводилась при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации. ГК №16.523.11.3006.
| Геолого-минералогические науки
Месторождения бентонитов в угленосных толщах – новый тип природной органомодификации смектитов Наседкин Василий Викторович Доктор геолого-минералогических наук, профессор главный научный сотрудник-консультант Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН 119017, г. Москва, Старомонетный пер., д. 35. Тел. 8 910 424 66 43 nasdi@mail.ru Белоусов Петр Евгеньевич аспирант Младший научный сотрудник Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН 119017, г. Москва, Старомонетный пер., д. 35. Боева Наталья Михайловна Кандидат геолого-минералогических наук Старший научный сотрудник Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН 119017, г. Москва, Старомонетный пер., д. 35. Аннотация Статья посвящена бентонитовым глинам, залегающим в угленосных отложениях, а также влиянию органического вещества на природную органомодификацию смектитов. Ключевые слова: бентонит, монтмориллонит, смектит, органоглина, органомодификация. В месторождениях экзогенного происхождения, как правило, минеральный состав и свойства полезного ископаемого зависят от физико-химический условий формирования главных рудообразующих минералов. Особенно четко эта закономерность проявляется при формировании минералов, обладающих адсорбционными свойствами типа смектитов. Нами исследовались месторождения натриевых смектитов, залегающие в угленосных толщах с промышленным содержанием угля различного качества, в частности Тихменевское месторождение бурых углей на Сахалине и Аккалканское месторождение каменного угля и горючих сланцев в Южном Казахстане. Тихменевское месторождение Тихменевский участок находится в 1,5 км к западу от пос. Тихменево (Поронайский район). В его северной части расположен угольный разрез «Западный». На участке среди туфо-терригенных угленосных отложений верхнедуйской свиты (см. рис. 1) выявлено и изучено 6 бентонитовых пластов различной протяженности. Пласты имеют субмеридиональное простирание с падением в восточном направлении под углами от 30 до 80° и приурочены как к кровле, так и к подошве угольных пластов [1, 2]. 
Рис. 1. Схема размещения Тихменевского месторождения. Масштаб 1:50000 Мощность пластов варьирует от 0,5 до 13 м. Протяженность пластов в субмеридиальном направлении от 300 до 1850 м. Прогнозные запасы составляют более 5 млн. т. Содержание монтмориллонита варьирует от 40 до 80, а местами до 95%. На месторождении встречаются натриевые (до 2,5% Na2O) и кальциево-магнезиальные монтмориллониты. Некоторые пласты состоят полностью из натриевого бентонита, залегающего среди пластов бурого угля. Монтмориллонит ассоциирует с такими минералами как кварц, кристобалит, полевой шпат. В виде реликтов встречается вулканическое стекло. Характерно также присутствие реликтов в различной степени разложенной древесины. Детальные ИК спектроскопические исследования (см. рис. 2), показали присутствие в природных смектитах солей органических кислот (полосы в районе 2000-3000 см-1). Наличие органического вещества также подтверждается результатами термического исследования (см. рис. 3).
Рис. 2. ИКС образца 201.3 запрессовка в KBr 
Рис. 3. Термические кривые (получены на дериватографе) обр. 201.3 Все образцы перед исследованием тщательно очищались от растительных примесей, путем отмучивания в течение 24 часов Аккалканское месторождение Второй объект изучения, Аккалканское месторождение, находится в юго-восточном Казахстане. Бентониты залегают в так называемой Таранчинсой свите средне-пермского возраста. Свита состоит из следующих пород (снизу вверх): линзы каменного угля, аргиллиты, горючие сланцы, песчаники, сидерито-кремнистые породы, известняки и доломиты. Пласт щелочного натриевого бентонита мощностью 5-10 м протягивается в субмеридианальном направлении более чем на 3,5 км (см. рис. 4). Пласты горючих сланцев расположены в непосредственной близости от бентонитового пласта. Содержание Na2O в среднем составляет 2,2-2,5%. Содержание натриевого монтмориллонита в большинстве проб превышает 65-70% [3]. 
Рис. 4. Схематическая геологическая карта Аккалканского месторождения В виде примеси присутствуют кварц, карбонат, каолинит. Природный бентонит характеризуется отчетливо выраженными гидрофобными свойствами. Интенсивная самопроизвольная диспергация бентонита начинается только после введения дополнительно количества Na2O, до 1-1,5%. Термические исследования показали, что в большинстве проб бентонит имеет интенсивный экзотермический эффект в интервале 300-6000С, с максимумом в 400-4200С (см. рис. 5), что характерно также для месторождений Сахалина. Наличие этого эффекта связано с наличием органического вещества, в межпакетном пространстве. 
Рис. 5. Термические кривые (получены на дериватографе). Проба Ак-5 Следует отметить, что бентонитоносная зона в Казахстане, имеет более широкое распространение, чем отмечено выше. Так же в непосредственной близости от Тихменевского месторождения, имеются 3 аналогичных по составу и строению проявления натриевого бентонита. Представленные материалы, авторы рассматривают как новый тип процесса природной органомодификации смектитов. Органическое вещество, вероятно представленное группами C-H, проникает в межплоскостное пространство минералов смектита и замещает обменный катионный комплекс. Одним из важных вопросов, остается – на какой стадии происходит проникновение органического вещества и как оно влияет на технологические свойства глины. С одной стороны глины приобретают гидрофобные свойства, что ухудшает их качества: они перестают самопроизвольно диспергировать в воде и требуют специальной первичной подготовки. С другой стороны природная гидрофобность может сыграть положительную роль, например, при добычи нефти. Так же стоит заметить, что ежегодно производиться до 30 тысяч тонн искусственно модифицированной глины, для производства нанокомпозитов различного назначения, которые в будущем могли бы быть заменены на природные. Дальнейшее изучение этих процессов имен не только научное, но и практическое значение. Литература 1. Сабитов А.А., Конюхова Т.П., Трофимова Ф.А., Зайнуллин И.И., Евсеев В.Ф., Лапшин А.Г., Речкин А.Н. Бентониты Сахалина. Разведка и охрана недр. ФГУП ВИМС, 2007. 2. Меренков А.М. Полезные ископаемые Сахалинской области, Южно-Сахалинск: Сахалинское книжное издательство, 2002. Работа проводилась при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации. ГК №16.523.11.3006. жүктеу/скачать 48.12 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|
