Характеристика вещественного состава и строения глинистых пород аптского яруса (Липецкая область, Елецкий район)

А. В. Крайнов, Д. А. Дмитриев

Воронежский государственный университет

Аптский ярус пользуется широким распространением на территории Липецкой и сопредельных областей. Глинистая часть разреза, с которой связан ряд проявлений и месторождений тугоплавкого сырья, характеризуется крайней невыдержанностью по площади и разрезу (1).

На территории Липецкой области известны два месторождения, числящиеся на государственном балансе, – Лукошкинское и Чибисовское. В результате проведенных работ совместно с ОАО «Геоцентр-Москва» нами выявлены новые участки развития тугоплавких глин, одним из которых является участок Соколье, расположенный в Елецком районе Липецкой области (рис. 1).

В геологическом строении территории принимают участие отложения четвертичной системы, представленные суглинками элювиально-делювиального и ледникового генезиса, а также флювиогляциальными и озерно-ледниковыми песками, супесями и глинами. Меловая система представлена отложениями воловской и сенцовской свит, относящихся к некомскому надъярусу, и сложенными глинами и песками, а также глинами и песками аптского яруса (латненская). Так как верхняя и нижняя границы яруса эрозионные, разделение на свиты латненской серии не всегда возможно. Подстилаются мезозойские отложения породами девона. К полезной толще относятся глины латненской серии. Глины светлые от белых до светло-серых, часто с сизым и сиреневым оттенками, реже окрашены в желтые и красные тона. Нередко глины содержат рассеянную песчаную примесь или тонкие прослои песка, иногда наблюдается горизонтальная слоистость. Средняя мощность полезной толщи по участку 5, 3 м. Мощность вскрышных пород колеблется от 7, 2 до 11, 1 м.

Дифрактометрический анализ проб проводился в препаратах, изготовленных из фракции менее 0, 002 мм, путем нанесения суспензии на покровные стекла с использованием рентгеновского дифрактометра ДРОН-2. Для идентификации минерального состава препараты исследовались в воздушносухом состоянии и насыщенные глицерином. Количественное определение минеральных фаз проводилось методом интегральных интенсивностей по высоте рефлексов.

Все исследованные образцы из глин аптского яруса по характеру дифракционных картин и физическим проявлениям делятся на две группы – каолинитовые и каолинит-смектитовые. Первая – с индексами проб № 1/1 и 1/3, вторая – № 2/1, 3/2, 3/6.

Минеральный состав исследованной фракции обеих проб схож. Основными минералами являются каолинит и кварц. Первый из них определяется по рефлексам 7, 2; 3, 56; 2, 38 Е. Содержание этого минерала в препарате № 1/1 составляет около 70 %, в препарате № 1/3 – около 80 %. Кварца в препарате № 1/1 около 30 %, в препарате № 1/3 – 10 %. В препарате № 1/3 присутствует гидрослюда в количестве около 10 % (рис. 2).

Основным минералом второй группы является смектит. Он определяется по характерным для него рефлексам: для воздушно-сухого препарата – 14, 3; 4, 98; 3, 54 Е; насыщенного глицерином – 18, 0; 9, 2; 5, 82 Е. Количество смектита во фракции составляет около 75 %. Для каолинита характерны рефлексы 7, 18; 3, 57 Е. Его содержание составляет около 15 %. Кварц, количество которого не превышает первых процентов, идентифицируется по рефлексам 4, 26; 3, 34 Е (рис. 3).

Таким образом, на участке Соколье развиты 2 типа глин: каолинитовые и каолинит-смектитовые.

По результатам изучения фракции менее

0, 005 мм глин месторождений Лукошкинское и Чибисовское дифрактометрическим методом В. В. Андреенковым устанавливается их гидрослюдисто-каолинитовый состав (2).

Химический анализ проб карьеров Лукошкинский и Чибисовский, а также технологические испытания на тугоплавкость проводились Казан-ским институтом ЦНИИгеолнеруд. Химический анализ проб участка «Соколье» осуществлялся с помощью энергодисперсионной приставки INCA-250. По содержанию в пробах глинозема все они относятся к полукислым (14–28 %). По содержанию красящих окислов 40 % проанализированных проб участка Соколье относится к группе со средним содержанием красящих оксидов, а 60 % – к группе с высоким содержанием красящих оксидов. Наблюдается увеличение содержания красящих оксидов с глубиной (табл.).

Чибисовского месторождения. Глины первого уступа Чибисовского месторождения относятся к огнеупорным. Это связано с повышенным содержанием в них глинозема (более 27 %).

Все пробы по показателю огнеупорности относятся к тугоплавкому сырью (1430–1450 °С). Между содержанием в породе глинозема и показателем огнеупорности наблюдается зависимость. С понижением доли глинозема уменьшается температура плавления. Кроме того, на показатель огнеупорности влияет минеральный состав. Глины каолинитового состава относятся к тугоплавким, каолинитсмектитовые глины легкоплавкие.

Таким образом, сравнив результаты технологических испытаний проб, взятых из карьеров Лукошкинский и Чибисовский, и проб участка Соколье, выяснилось, что керамические глины последнего уступают по тугоплавкости Лукошкинским и Чибисовским.

Изучив результаты технологических исследований в соответствии с инструкцией (3), можно сделать заключение о возможности применения данного сырья. Для изготовления огнеупорных изделий подойдут глины первого уступа Чибисовского карьера. Из-за повышенного содержания красящих оксидов глины не пригодны для изготовления фарфоровых, фаянсовых, художественных хозяйственных, а также электротехнических изделий. Их используют для изготовления керамической плитки для внутренней и наружной облицовки; канализационных труб; химически стойких изделий.

Для этих же целей пригодны глины разведанного участка. Легкоплавкие глины, не вошедшие в контур подсчета запасов участка Соколье, подойдут для изготовления пустотелых блоков, черепицы, дренажных труб, эффективного и глиняного кирпича.

1. Савко А. Д. Огнеупорные глины и каолины Воронежской антеклизы / А. Д. Савко // Генезис и ресурсы каолинов и огнеупорных глин. – М., 1990. – С. 35–47.

2. Андреенков В. В. Естественные отделочные и облицовочные материалы из осадочных пород северовостока Воронежской Антеклизы / В. В. Андреенков, А. Д. Савко. – Воронеж : Изд-во ВГУ, 2003. – С. 72–87.

3. Межгосударственный стандарт. Сырье глинистое. Классификация. Горное дело. Полезные ископаемые. Clayish materials for ceramic industry. Classiё cation Действует с 01 июля 1976 г. КГС: А50, ОКС: 81.060.10, Переиздание 1993 г.