Фізико-хімічні властивості цеолітових та цеоліт-монтморилонітових порід середнього палеозою
Особливість гідротермально-діагенетичної цеолітизації. Використання повного комплексу аналітичних методів щодо оцінки якості цеолітових порід. Дослідження мінерального та хімічного складів цеолітів. Адсорбційна спроможність мінералів Уралу.
Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче
Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.
ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ЦЕОЛІТОВИХІ ЦЕОЛІТ-МОНТМОРИЛОНІТОВИХ ПОРІД СЕРЕДНЬОГО ПАЛЕОЗІЮ ПРИПОЛЯРНОГО УРАЛУ
У 90-х роках на Уралі було відкрито родовища природних цеолітів середньодевонського віку співробітниками ЗАПСибНИГНИ (м. Тюмень) під керівництвом В. А. Нефьодова. [2] За генетичною класифікацією родовища та прояви Уралу відносяться до вулканогенно-осадового (діагенетичного) типу, утвореними в результаті діагенезу, що супроводжується низькотемпературним гідротермальним опрацюванням водновідкладених попелових туфів і туфітів. Гідротермально-діагенетична цеолітизація відбувалася під дією термальних розчинів нормальної лужності з відкритих гідротермальних систем. Поклади цеолітових руд пов'язані з девонськими (іноді кам'яновугільними, вулканогенно-осадовими морськими і континентальними) формаціями, де реакція перетворення вулканічного скла на цеоліти протікали набагато повільніше, ніж у високолужних умовах формування ранньодіагенетичних цеолітів. Цеолітові породи асоціюють з теригенними, туфогенними, рідше карбонатними та ефузійними породами. Вихідним матеріалом для утворення цеолітів були попелові туфи татуфіти кислого, середнього та, можливо, основного складу. За кислими та середніми туфами формувалися лужно-земельні клиноптилоліти та морденіти. Поклади руд зазвичай мають пластову, іноді лінзоподібну форму з нечіткими літологічними межами. Потужність покладів цеолітових руд від десятків сантиметрів до десятків метрів за довжиною від десятків метрів до кількох кілометрів. Вміст цеолітів у породах досить високий (60-95%).
За десятиліття вивчення цеолітів просунулося далеко вперед. Під егідою Адміністрацій Ханти-Мансійського та Ямало-Ненецького автономних округів проведено геолого-розвідувальні роботи, технологічні дослідження сировини та оцінено прогнозні ресурси Приполярного та Полярного Уралу. В даний час дослідження мінерального та хімічного складу цеолітових порід та можливі галузі їх застосування ведуться у лабораторіях ТОВ «Літос», Тюменського архітектурно-будівельного та Тюменського нафтогазового університетів, у Тюменській хіміко-аналітичній лабораторії.
Усі дослідження виконані з використанням повного комплексу аналітичних методів щодо оцінки якості цеолітових порід.
До типових представників клиноптилоліт - монтморилонітових руд відносяться Мисовське і Берегове родовища та Північно-Сосьвинське рудопрояв (Приполярний Урал); клиноптилолітові та кліноптилоліт-морденітові породи розвинені на Полярному Уралі (Янгана-Пейське родовище, Тоупугольське та Дорожнє рудопрояви).
Вивчення речовинного цеолітів включало дослідження мінерального і хімічного (елементарного) складів. Мінеральний склад вивчений методами оптичної мікроскопії, рентгеноструктурного, термохімічного, термічного, ядерно-магнітно-резонансного, адсорбційно-люмінесцентного, волюметричного та електронно-мікроскопічних аналізів. Хімічний склад визначено повним силікатомним та атомно-абсорбційними дослідженнями.
Цеоліти - білого, рідше світло-бурого кольору, заміщають вітрокласти, що мають серпоподібну, рогульчасту та неправильну форму; розмір уламків в середньому 0,01-0,1 мм; розподіл цеолітових частинок у породі рівномірний.
Монтморилоніт - зеленувато-бурого кольору, спостерігається у вигляді тонкодисперсних лусочок і лускатих агрегатів, що заповнюють проміжки між цеолітовими зернами та кристалами.
Цеолітові породи Берегового родовища однорідні та щільні туфіти блакитно-зеленого, світло-сірого кольору. Структура порід вітро- і кристаловітрокластична, від алевритової до псаммітової. Під мікроскопом у світлі при збільшенні 180 разів проглядаються безбарвні химерні частинки попелу - це рогульчасті осколки вулканічного скла, заміщені цеолітами при низькотемпературних гідротермальних процесах. Уламки скла, що становлять 60-80% від обсягу туфітів, націло цеолітизовані. Цементуюча частина туфітів (20-40%) представлена цеоліт-монтморилонітовим матеріалом. За рентгеноструктурним аналізом глина представлена кальцієвим монтморилонітом, що відноситься до групи сектитів. У вигляді кластичної домішки в туффітах зустрічаються: плагіоклаз, кварц, слюда (біотит), хлорит, пумпеліт - від часток відсотка до 5%. Ще рідше зустрічаються ефузійні уламки скловатих лав, уламки пухнастих цеолітизованих лав (пемзоподібні уламки), уламки свіжого вулканічного скла коричневого кольору.
Зміст визначальних оксидів цеолітових порід Уралу змінюється незначно. Так, середній хімічний склад туфітів Мисовського родовища наступний: SiO2 - 59,30; Fe2O3 - 3,10; Al 2O3 - 14,50; TiO2 - 0,52; CaO - 3,77; MgO -1,63; FeO - 2,93; SO3 -