Основные типы и условия формирования каолинитов из глин осадочного чехла Воронежской антеклизы

Аннотация

Введение: Каолинит является основным минералом огнеупорных и тугоплавких керамических глин, ценного и одновременно дефицитного сырья. Кроме того, этот минерал входит в состав полиминеральных глин в качестве одного из компонентов. В осадочном чехле Воронежской антеклизы (ВА) глины разновозрастных отложений отличаются по условиям образования, вещественному составу и качеству. Поэтому основной целью настоящей статьи было установление распространения и генезиса этого минерала в глинах осадочного чехла ВА для прогноза их месторождений в качестве керамического сырья на территории этой структуры. Методика: При изучении каолинитов использован комплекс методик. Были проведены полевые исследования, камеральные построения фациальных карт и разрезов, лабораторные и технологические испытания. В процессе проведения работ задокументирован и опробован керн более 50 скважин, описаны и опробованы породы свыше 90 точек наблюдений (обнажения и карьеры) в пределах Воронежской, Курской, Липецкой, Орловской областей. Подготовлены пробы, с помощью прецизионных методов (дифрактометрический и электронно-микроскопический) изучен минеральный и химический составы глин около 200-х образцов. Результаты и обсуждение. Установлено, что каолинитовые глины приурочены к отложениям мамонской толщи верхнего девона, аптского яруса нижнего мела, свитам: киевской эоцена, берекской олигоцена, шапкинской миоцена и усманской плиоцена. Выделено шесть генетических типов каолинитовых глин: первичные каолины коры выветривания (КВ); вторичные каолины; сухарные глины типа «флинт-клей»; озерно-болотные огнеупорные; лагунно-морские тугоплавкие; прибрежно-морские полиминеральные керамические, преимущественно легкоплавкие, глины. Первичные каолины формировались при выветривании пород кристаллического фундамента и в последующем были размыты. Вторичные каолины образовались в мамонское время позднего девона при размыве КВ. Формирование раннекаменноугольных глин типа «флинт-клей» в озерных водоемах связано с синхронным выветриванием в источниках сноса. Оттуда с подземными поверхностными водами поступали растворенные компоненты, из которых Al и Si в виде каолинита выпадали в осадок. В раннем мелу и неогене на аллювиальных равнинах в верховых болотах с восстановительнокислой средой полиминеральные глинистые осадки повергались процессам «проточного диагенеза» с образованием огнеупорных каолинитовых глин. Глины лагунно-морского генезиса формировались в аптском веке и имеют иллит-каолинитовый состав. Они унаследовали свой состав от пород источников сноса и представляют собой тугоплавкие разности. И, наконец, мелководно-морские глины формировались в палеогене, имеют каолинит-монтмориллонит-иллитовый состав и относятся к низкосортному легкоплавкому сырью. Эти условия не благоприятны для накопления каолинита, в результате чего были сформированы низкосортные керамические глины. Выводы: Наиболее важными для наращивания минерально-сырьевой базы керамического сырья являются вторичные каолины, озерно-болотные огнеупорные и лагунно-морские тугоплавкие глины.