Запровадження

Об'єктом дипломної роботи є підставоюкианит техногенних розсипівАндрее-Юльевского ділянки, розташованого біляПластовского муніципального району Челябінській області у 18-ти км на захід від р. Пласт й у 6 км південний схід від п.Борисовка, у якому проходила виробнича практика, під керівництвом начальника загону Савічева А. М. На ліцензійній ділянці проводили дослідження техногенних розсипів, з оцінки перспектив видобутку газу і переробкикианита.

У реалізації проекту брали участь такі організації: 1. ТОВ «>Мингрупсил» - організація, фінансування і проведення геологорозвідувальних робіт; 2. ВАТ «>Челябинскгеосъемка» - геофізичні і топографо-геодезичні роботи; 3. Інститут геології і геохіміїУрО РАН - проведення фазових і хімічних аналізів.

До завдань практики входило: 1. Ознайомлення з об'єктом з літературних даним; 2. Ведення геологічних маршрутів, документація; 3. Винесення точок спостереження на топографічну основу; 4. Застосування методик добору, і підготовки проб щодо різноманітних видів аналізу; 5.Минералогическийполуколичественний скорочений аналіз; 6. Збір матеріалу для написання дипломної роботи.

Метою дипломної роботи є підставою характеристикакианита АндріяЮльевсого ділянки.

Завдання роботи: вивчення складу, форми і анатомічного будівлікианита техногенних розсипівАндрее-Юльевского ділянки.

Матеріал для досліджень зібрано під час переддипломної практики і доповнено керівником дипломної роботи Поповим У. А.

Нині поставили завданнядоизучения техногенних розсипівкианита з вироблення технології збагачення й отримання різних промислових сортівкианитових руд. Для прогнозу виходу різних сортів руд треба зазначити якостіобогащаемогокианита, потім і дипломна робота.

Задля реалізації поставлених завдань дипломної праці були досліджені платівкикианита з допомогою рентгеноспектральногомикроанализа, вивчена анатомія, виявлено зональність ісекториальность, і навітьвичерчен монокристалкианита з голівкоюгониометрическим методом, детально описані різні яккианити і розділені на типи, зроблено висновки про генезисі мінералу в техногенних розсипахАндрее-Юльевского ділянки.

Глава 1.Минерали груписиллиманита

До груписиллиманита ставляться такі мінерали:силлиманит,андалузит ікианит (>дистен), що цілком тотожні по валовому хімічним складом і представляютьполиморфние різниці сполукиAl2SiO5 (>Al2O3 = 62,9, SiO2 = 37,1 мас.%). Вони відрізняються одна від друга кристалічною структурою.

>Силлиманит уперше описаний, відповідно доДена, в 1792 р. У 1796 р. вперше знайдене й описанийкианит (Ігумнов, Кожевников, 1935).

>Силлиманит (>Al2SiO5) містить 62,9%Al2O3 і 37,1% SiO2, маєромбическуюсингонию, призматичного чи голчастого (>фибролит) образу, білого, сірого, бурого чи зеленуватого кольору, має досконалоїспайностью по (010), твердістю 6-7, питому вагу 3,23-3,24г/см3. Показники заломлення:Np = 1,659;Ng= 1,680;Nm = 1,660.

>Андалузит має аналогічнийсиллиманиту склад парламенту й формулу,ромбическуюсингонию, утворюєстолбчатие кристали, мають досконалу розщеплення по (100), хорошу розщеплення по (110), твердість 5-7, питому вагу 3,12-3,29г/см3. Показники заломленняNp = 1,632;Ng = 1,643;Nm = 1,638. Колір кристалів воторочках кварцових жив –фиолетово-коричневий, в породах сірий, буре.Кианит має аналогічнийсиллиманиту склад парламенту й формулу, алетриклинной сингонії, представленийпризматическими, пластинчастими, рідше голчастими кристалами, мають досконалу розщеплення по (100) і (110), по (001) розвинена окремість. Показники заломлення:Np = 1,712;Ng = 1,728;Nm = 1,720. Колір кристалів сірий, синій, зеленуватий.Твердость у різних напрямах неоднакова, що дуже характерне длякианита: за межею (100) паралельно подовженню кристала — 4-4,5, в поперечному напрямі 6; межах (010) і (110) — 7.Хрупок (>Минерали…, 1972).

>Минерали груписиллиманита (>МГС) характеризуються містило велику кількістьAl2O3 й володіють наступним важливим властивістю: при випалюванні (за температури понад 1300єС) вони розкладаються із заснуванняммуллита і кварцевого скла (>кристобаллита). Завдяки цьому важливого властивості (освітумуллита) ці мінерали вже з двадцятих років придбали значення з корисними копалинами і вони застосовуватися у вогнетривкої промисловості.

>Муллит (переважно продукт випалу) має формулу3Al2O3 *2SiO2 і склад 71,8%Al2O3, 28,2% SiO2,ромбическуюсингонию, призматичні чи голчасті,спутано-волокнистие кристали, агрегати, схожі насиллиманит.Уд.вес. 3,15, показники заломленняNp = 1,642;Ng = 1,654 (Ігумнов, Кожевников, 1935).

>Электротермическим методом зкианита отримують кремені алюмінієвий сплав - силумін, широко вживаний у автомобілі- і літакобудуванні.Силумин - це сплав кремнію і алюмінію, має низьку щільність (2,4-2,7г/см3), високу питому міцність при нормальної певній температурі й хороші ливарні властивості.Силумин виробляютьсплавлением кристалічного кремнію і алюмінію на електричних чи плазмових печах.

1.1 Застосування

>Минерали груписиллиманита (>андалузит,силлиманит,кианит) характеризуються високої температурою плавлення, не розм'якшуються при нагріванні,кислотоустойчивие, мають хорошими вогнетривкими властивостями. У світі з їхньої основі створюютьсявисокоглиноземистие вогнетриви, силумін, алюміній, кераміка, глазурі, емалі, порцеляну і ін.

Велика механічна міцністьмуллита у зв'язку з хорошою термічної стійкістю послужили основою приготування потім із нього високоякісних вогнетривких виробів:автосвечей тиглів,пирометрических трубок та інших електронагрівальних приладів, брусків длястекловаренних печей, спеціальних сортів порцеляни та інших.

Заводи Росії, США, Західної Європи - й Японії використовуютьвисокоглиноземистие вогнетриви вконверторном,електродуговом виробництвах і лініях безупинної розливанні стали. У тому числі готуютьшиберние затвориразливочних ковшів,футеруются самі ковші, завантажені склянки.Обожженнийкианитовий концентрат є чудовим сировиною щоб одержатинеформованних мас: набивних, наливних, захиснихобмазок, покриттів,мертелей та інших. Особливе його місце займаєвисокоогнеупорное пориста кераміка: різноманітнітеплоизолятори, якимифутеруются топки котлів на танкерах, повітроводи гарячого дуття в доменних печах, проміжний шарстекловаренних печей та інших. Композиційні матеріали з допомогоювисокоглиноземистих сполук знайшли застосування й у системі теплової захисту космічних кораблів «Шаттл» і «Гермес».

>Минерали груписиллиманита (>МГС) що з технічнимглиноземом застосовують у час виготовлення керамічних виробів спеціального призначення: електроізоляційний порцеляна (апаратні і високовольтні ізолятори, свічки запалювання автомобілів, запальні свічки авіамоторів),герметизированние конструкції, низько- і високовольтні конденсатори, медична ікислотоупорная хімічна посуд.

>Обожженний і плавленийкианит разом ізбадделеитом використовується для заміни порошків електрокорунду в технології виготовленняоболочкових форм для точного лиття відповідальних деталей газотурбінних двигунів (лопатки, турбіни, кронштейни та інших.). Вони застосовуються при лиття деталей з спрямованим обертальним моментом для авіаційної промисловості.

З ниткоподібних кристалівмуллита отримують конструкційні матеріали. Останнійкомпануется з порцеляною, керамікою, металами, склом, пластиком,епоксидними смолами та інших., що веде до подовженню терміну служби виробів, збільшуються їх механічна міцність, термічна та хімічна стійкість.Нитридние вогнетриви (>Si3N4,AlN,BN), армованімуллитом, відрізняються підвищеним опоромтермоудару.Фторопласт в суміші з його кристалами єсамосмазивающимсяантифрикционним матеріалом.Добавляется він у жароміцні бетони і цементи (>Лепезин, 2003).

>Кианит - цінне мінеральну сировину дляелектроизоляционних матеріалів, стійких при високих температур і за вплив всіх кислот, включаючифосфористую.

У звіті А. М.Игумнова, До. Є. Кожевникова ">Уральские родовищадистена (>кианита)" (1935) сказано, що отримане зкианитовогополуконцентрата (>Al2O3=45-50%) цеглини проходили випробування на металургійних заводах і за перевірці нашлакоразъедаемость не виявили змін.

>Ограненнийкианит використовують у ювелірному справі.Гранят прозорі каміння хорошої якості в східчастої чи діамантової формі.

Глава 2. Короткий огляд родовищкианита

Прозорікианити ювелірного якості дуже рідкісні. Найвідоміші ювелірнікианити Індії (Кашмір, Пенджаб).Ювелирнийкианит зустрічається й у Бірмі, Бразилії, Кенії, Швейцарії та США (в штатах Монтана, Кароліна, Віргінія, Вермонт, Коннектікут, Массачусетс).

>Рис. 1.Призматические кристаликианитаМорбиан (Франція). Величезні кристали

На увесь світ знаменитими блакитні напівпрозорі кристали в асоціації зпарагонитом (світла слюда) іставролитом, що відбуваються зПиццо-Форно в кантоніТичино (Швейцарія) (рис. 1).

Красиві екземпляри виявлено вТироле (Австрія) і департаменті з знаменитого родовищаПиццо-Форно (до 30 див завдовжки) лазуровій забарвлення, але (кантонТичино, Швейцарія) непрозорі, виявлено у штатіМинас -mineral-kianit.htm)Жерайс (Бразилія). Зеленікианити відкритіМачакос (Кенія).

У країнах розвіданої руд, містять мінерали груписиллиманита, становлять 450 млн. тонн, застосовуються виготовлення високоміцних вогнетривких ікислотоустойчивих матеріалів, і навіть дляалюминиево-кремниевих сплавів типусилуминов. Спосіб розробки родовищ – відкритий, при змісті в рудахкианита (>андалузита,силлиманита) – 10% і запасах сировини до одного мільйон тонн. Виробники концентратів: ПАР, США, Індія, Франція, Бразилія, Швеція, Іспанія. Сумарний обсяг одержуваної ними продукції становить 700-750 тис. т дизпалива на рік.

Обсяги споживання світі з галузям промисловості: 80-85% - вогнетриви; 10-15% - кераміка; 5-10% - решта.

Найбільші родовищакианита у Росії перебувають у Карелії (>Кейви), на Південному Уралі (>Борисовское), у Східній Сибіру. Красивівасильково-синие, небесно-блакитному і фіолетовіограночниекианити добували на Уралі. Прозорі красиво забарвлені зразки, придатні огранки, зустрічаються в Архангельської області. У межахСветлинского рудного поля наВодораздельном,Хрустальном,Косаревском-П ділянках, наБорисовских сопкахкианит розвинений вигляді досить великих (до 10 див) напівпрозорих кристалів синього кольору, які мають інтерес як колекційної сировини (>mineral-land.com/Stones/StoneKyanite.html).

У Росії її концентрати мінералів груписиллиманита (>МГС) не отримують, хоча потреби у них лише у вогнетривкої галузі вимірюються сотнями тисяч т дизпалива на рік, а розвіданої руд перевищують 3 млрд. тонн (>Коротеев, 2009).

>Рис. 2.Кианит в кварці. Карелія Карелія). Розвідані запасикианита (>м-еХизовара) 25 млн. тонн

За данимиЛепезина:

1.Кейвская група родовищ (НоваШуурурта,Тяпш-Манюк,Червурта та інших.), Кольський півострів. Балансові запасикианитових руд - 2.4 млрд. тонн, прогнозні ресурси – 10 млрд. тонн.

2. РодовищеХизовара (республіка

3.РудопроявленияВитимо-Патомского нагір'я (>Сан-Пуричи,Ченги-Сиена, Комсомольське,Согринское,Алексеевское та інших.), Забайкаллі. Ресурсикианита - 1.5 млрд. тонн.Рудопроявления перебувають у зоні БАМ.

4.РудопроявленияЗаангарской частиниЕнисейского кряжу (>Панимбинское,Тейское,Куюмбинское,Верхне-Енашинское та інших.), Красноярський край. Прогнозні ресурси руд, містятьМГС перевищують 500 млн. тонн.

5.Базибайское родовище (Красноярський край). Прогнозні ресурсисиллиманитових руд за категорієюР2 – 283.2 млн. т., за категорієюР3 129.2 млн. т.

6.Тимбинское родовище (>Читинская область). Розвідані запаси руд, містятьандалузит ісиллиманит, за категорієюС2 рівні 423.6 млн. тонн.

7.Кяхтинское родовище (республікаБурятия) включає 20рудопроявленийсиллиманита. Запаси руд за категоріями А2, У і С1 становлять 4.1 млн. тонн (>силлиманита 916 тис. тонн).

8.Китойское родовище (Іркутська область), запасисиллиманитових руд за категорієюС2 — 150 млн. тонн.

9.Рудопроявления нагір'яСангилен, республікаТива. Прогнозовані ресурсиМГС за категорієюР3 становлять 740 млн. тонн.

10. Родовища ірудопроявления в Свердловській і Челябінської областях:Мало-Брусянское,Абрамовское,Сосновское,Косулинское,Уфимское,Мало-Каслинское,Борисовское, Михайлівське, і навіть техногенні піскиАндрее-Юльевского ділянки. Сумарні їх ресурси враховуючикианит становлять 20–25 млн. т. (>Лепезин, 2003)

Найбільшого поширення набула на Уралі мають родовищакианита. Родовищаандалузита,силлиманита представляють виключно мінералогічний інтерес (рис. 3).

>Рис. 3.Схематическая карта уральських родовищдистена,андалузита,силлиманита. По (Ігумнов, Кожевников, 1935): 1-3 родовищаAl2SiO5, 1 – непромислового характеру; 2 – розвідані другорядного значення, 3 – розвідані родовища промислового характеру. Список родовищандалузит 1 – буд.Южаково;силлиманит 2 –Нижнеисетский завод;дистен 3 – буд.Колюткино; 4 –Сисертское; 5 –Соколиний камінь; 6 –Абрамовское; 7 –Черкаскульское; 8 –Иткульское; 9Тюбукское; 10 –Аллакское; 11 –Кисегачское; 12 –Каслинское; 13 – МКаслинское; 14 – Голодне; 15 – Червоне; 16 –Теченское; 17 –Увильди; 18 –>Уфимское; 19 –Таганайское; 20 -Уреньгинское; 21 – Михайлівське; 22 –Светлинское; 23 –Борисовское; 24 –Каменское; 25Карталинское

З іншого боку, під час роботи по мінералогічному вивченнюшлихов уральських розсипівкианит виявлено в розсипах багатьох районів Середнього і Південного Уралу. Із перелічених родовищ (рис. 3) п'ять мають запаси в промисловому кількості та лише двоє з них –Борисовское іМалокаслинское можна використовувати промисловістю (Ігумнов, Кожевников, 1935). Ця думка втратила своєї актуальності і сьогодні.

>Кианит можна мати з промисловою масштабах.Модельний об'єкт техногенних родовищ -Андрее-Юльевский ділянку на Південному Уралі,кианит якого є сировиною длявисокоглиноземистих вогнетривів та (>Коротеев, 2009).

Глава 3. Огляд, аналіз політики та оцінка проведених раніше робіт

>Андрее-Юльевская розсип перебуває в території Російської Бразилії (рис. 4). Вона сталадоразведана іоконтурена з 1963 по 1972 рік геологамиКочкарскойГРП Еге. І.Мецнером та інших. і експлуатувалася протягом 25 років. Для її території було розміщено колишніКаменно-Павловский іКаменно-Александровский копальні.

>Андрее-Юльевскоем-ниероссипного золота об'єднує розсипиЕленинскую, Андріївську,Покровскую-Ленинскую,Каменно-Санарскую (>Колисниченко…2008).

Район виробництвапоисково-оценочних робіт характеризується високим рівнем геологічної вивченості.

Найповніша інформацію про роботах минулих років зведена в звітах А. М.Игумнова (1930, 1932, 1933), М. М.Букиной (1957) іЮжно-УральскойГРП (1989). Вони відбиті інформацію про корінних проявах і родовищахкианита, охарактеризованіелювиальние іделювиальние розсипи. Прокианите заллювия колишніх золотовмісних розсипів згадувалося лише один раз (Ігумнов, Кожевников, 1935).

У 1929-1933 рр. було виконано попередня розвідка наБорисовском проявікианита. Усього пройдено 420 виробок: дрібних шурфів – 406, глибоких (до 10 м) – 6, канав – 8, дудок –1, всього 1350 м3. У 1930-1931 рр. детальні геологорозвідувальні роботи було проведеноУральским відділенням інституту Прикладний мінералогії.Пройдени через 200 метрів за лініях, віддалених друг від друга на 50 м дрібні дудки, а деяких лініях і шурфи зрассечками і розвідувальна шахта, проводилося такожбороздовое випробування. 1932-го рокурудопроявлениеопоисковано A. H.Игумновим (>Савичев, 2009).

У 1930 рокуУралмеханобр провівполупромишленное випробування отриманняполуконцентрата та збагачувальні роботи зВерх–Нейвинской збагачувальної фабриці.Обработано 4600 тонн сирої руди ірудопроявлении отримано 800 тоннполуконцентрата із вмістомкианита 45–48% за його вихідному кількості у гірничій масі 8–10%. Після обробітку з промисловою умовах отримано концентрат, який складається на 90–92% зкианита (>Al2О3-55%), його випробування проводилося вУралВИОК і заводі ім. М. У. Ломоносова.Полуконцентрат містивAl2O3=35,8%, перший концентратА12O3=52-57% (85–90%кианита), вихід 24-25%; другийконцентрат-А12O3=48,9% (72%кианита), вихід 20%. У тому числі виготовленомуллитовие вироби, лабораторні тиглі, покришки та інших.; зполуконцентрата – вогнетривкі цеглини, минулі випробування на металургійному заводі.

Основа: «Геологічна карта гранітнійинтрузииКочкарскогорайона».Составлена за матеріалами геологічної зйомки масштабу 1:50000 У. П.Костарева (1969 р.), У. А.Сусликова (1969 р.), У. Ф. Іванова (1967 р.), Є. П.Шулькина (1968 р.), А. І. Левіта (1970 р.).Масштаб:1см=1км

>Рудние родовища:Россипние родовища: 25.Сумин кар'єр

>Кочкарскоезолото-сульфидно- 10.Светлинская розсип 26.Гранатовая шахта кварцове жильне 11.Еленинская розсип 27.Волчьи ями

>Ново-Троицкое золото- 12. Покровська розсип 28. Самарський кар'єрмишьячковоесульфидно-кварцевое 13. Андріївська розсип 29.Демаринская шахта

>Светлинскоесульфидно-вкрапленное 14.Каменно-Санарская розсип за гірський кришталь з кварцовимштокверком в породах 15. Михайлівська розсип 30. Михайлівськеуглисто-терригеннойфации 16.Чуксинская розсип проявкианита

>Рудниерудопроявления: 17. Благодатна розсип 31.Еремкинское прояв

>Воронинскоезолоторудное Прояви мінералів: аметиста

Отраднезолоторудное 18. Кучинський кар'єр 32. Андріївський кар'єр

>Калиновскоезолоторудное 19.Западно-Пластовский кар'єр 33.Санарский (Покровський)

>Каменно-Санарское 20.Северо-Светлинская розсип рудник

>Каменско-Крестоводвиженская 21.Еремкинский кар'єр 34.Крестоводвиженский група свинцево-цинкових 22.Батуровский кар'єр рудникрудопроявлений 23. Прояв рожевих топазів 35.Кианитовая шахта

>Котлинскоесвинцово-цинковоеРадиомайское 36.Копь рожевихтопазовРудопроявление 24.Светлинскийпегматитовий кар'єр 37.Санарское прояв уранових руд.

>Рис. 4. Геологічна карта Російської Бразилії (>Колисниченко…2008)

Умовні позначення: Червоної лінією – контур ліцензійного ділянки.

>Интрузивние породи

>Пластавский масивплагиогнейсо-гранитов

>Каменно-Санарский масивБиотитових гранітів

>Пластовский масивплагиогранитов

>Ультрабазити,серпентинити

Глибинні розлами

Тектонічні порушення

>Нерасчлененниееффузивиандезитового складу

Білий мармур

Андріївська розсип і Андріївський кар'єр

>Кианитовие і слюдяні сланці

>Карбонатная товщаC1V3-n

Мармур білий посередньо- і грубозернистий

>Осадочно-вулканогенная товщаC1V1-2

>Вулканогеннаяподтолща

>Плагиоклазовиемикропорфирити базальтового іандезито-базальтового складу

>Вулканогенно-осадочнаяподтолща

>Липаритовие порфіри їхлавобрекчии з уламкамиплагиоклазовихпорфиритов базальтового іандезито -азальтового складу

>Туфогенниеалеврити;алевропесчаники,алевролити і пісковики

>Сланциуглистие,углисто-глинистие,углисто-кварцевие,углисто-карбонатние

>Доломити

>Туфоконгломератиизвестковистие

>Сланцево-карбонатная товщаC1v1

Мармур білий, сірий і темно-сірийполосчатий

>Сланциуглистие

>Алевролити,алевропесчаники кварцові, сланцікварц-полевошпат-мусковитовие

Товщабластопсаммитових сланцівC1t2-v1

>Конгломератиполимиктовие,алевропесчаникиПШ-кварцевие,бластопсаммитовие сланці,двуслюдяние сланці зіставролитом, гранатом ікордиеритом.Амфиболовие іполевошпат-амфиболовие породи

>Углисто-слюдистие іграфитисто-слюдистие сланці,филлитислюдистие

>Мрамори

>Кособродская товщаS1-D1

>Нерасчлененниееффузивиандезитового складу,порфиритиплагиоклазовие,туфи,лавобрекчиипорфиритов,туффити, сланцікварц-серицитовие

>Вулканогенная-осадочная товщаPz2

>Сланциуглистие,углисто-карбонатние,алевролитиуглистие

>Терригенние освіти

>Кумлякско-Линевская товщаPz2

>Нерасчлененние сланціуглисто-глинистие,известково-углистие,туфогенниеалевролити з різким переважаннямандезито-базальтовихпорфиритов, нефрит ідиабазовихпорфиритов

>Гнейсо-сланцевая товщаPz1-2

>Сланциграфитисто-слюдистие,гранито-гнейси,амфиболити, сланці слюдяні зкианитом, гранатом іставролитом, мармуриграфитистие

У 1938-1941 рр. на рудахБорисовского родовища проведено лабораторні й напівпромислові випробування різних технологій