ЭКОЛОГО-ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ

"ЭКОМОНИТОРИНГ"

СРЕДНЕУРАЛЬСКАЯ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ЭКСПЕДИЦИЯ

620014 г.Екатеринбург ул.Вайнера, 55 (Уралнедра), каб. 513

тел. 257-20-06, 219-39-08 факс 257-20-06

Главная страница

Наши заказчики

Вопрос / Ответ

Справочник

Полезные ссылки

Начало

В пределах Джабык - Карагайского каолиноносного района развиты также Акмулинская, Анненская, Парижская и другие залежи элювиальных каолинов; изучены они недостаточно и по качеству сырья значительно уступают каолинам рассмотренных выше месторождений. Известно еще одно месторождение - Астафьевское, являющееся единственным на Урале разведанным месторождением переотложенных каолинов. Оно расположено в 2 км юго-восточнее пос. Астафьевска и приурочено к Астафьевской эрозионно-структурной депрессии. Переотложенные каолины в виде крупной неправильной формы линзы мощностью 60 м залегают в толще песчано-галечниковых отложений верхнемелового возраста, выполняющих эрозионные впадины в каменноугольных известняках. Переотложенные каолины белого цвета, по минеральному составу гидрослюдисто-каолинитовые. Запасы месторождения составляют около 30 млн. тонн. Качество сырья низкое и характеризуется высоким содержанием Fe2O3 и ТiО2. Химический состав каолинов данного месторождения приведен в табл. 3.24.

Таблица 3.23.

Технологические свойства чекмакульского каолина

Показатели	Каолин сырец	Обогащенный каолин
SiO2, % Al2O3 , % Fe2O3 , % ТiО2 , % ППП, %	53,49-71,88 17,15-30,70 0,83-1,15 - 4,86-10,95	43,0-60,30 28,99-38,01 0,78-2,91 0,65-2,07 0,20-13,68
Огнеупорность, ºС	1710 - 1750	1750
Полное водосодержение, %	16,7 - 26,4	21,2 - 33,90
Усадка: после сушки после обжига при 1300ºС, % после обжига при 1400ºС, %	5,6 - 13,6 7,6 - 12,8 8,1 - 13,6	12,4 - 19,6
Водопоглощение черепка, %	8 - 28	1,4 - 23,6
Белизна, %: высушенного обожженного		50,0 - 90,8 71, 0 - 94,3
Остаток на сите № 0056, %	43,2 - 71,0
Характер черепка	Белый без мушек и выплавок

Таблица 3.24.

Химический состав астафьевского каолина

Вид каолина	Содержание оксидов, %
	SiO2	Al2O3	Fe2O3	ТiО2	CaO	MgO	К2O	Na2О	ППП
Каолин сырец	49,75	26,38	1,98	1,29	0,83	1,62	2,15	0,18	11,02
Обогащенный	49,04	32,30	2,70	0,98	0,28	0,39	2,24	0,28	11,12

Гранулометрический состав пробы астафьевского каолина по фракциям: более 0,5 мм - 0,27%; 0,5-0,25 мм - 0,80%; 0,25-0,10 мм - 2,55%; 0,10-0,05 мм - 37,08%; 0,05-0,01 мм - 9,70%; 0,01-0,005 мм - 10,55%; 0,005-0,001 мм - 10,20%; менее 0,001 мм - 28,85%. Каолин данного месторождения грубодисперсный, пластичность низкая, огнеупорность 1650-1710ºС.

Кочкарский каолиноносный район занимает западную часть Пластовского административного района Челябинской области и характеризуется широким развитием кор выветривания. Все основные месторождения элювиальных каолинов этого района являются продуктами выветривания нормальных микроклиновых гранитов Джабык-Карагайского интрузивного комплекса и обычно располагаются вдоль бортов эрозионно-структурных депрессий.

Месторождения очень крупные, их запасы измеряются миллионами тонн. Каолин белый и желтовато-белый с крупными зернами кварца, остаток на сите № 0056 37-38,5% и состоит, главным образом, из угловатых зерен кварца; остальное представляет собой тонкочешуйчатый материал, представленный почти исключительно из каолинита. В очень малом количестве присутствуют серицит и мельчайшие зернышки кварца.

В Кочкарском каолиноносном районе зарегистрировано 13 месторождений каолинов: «Журавлиный лог», «Михайловское», Чуксинское, Вознесенское, Старо-Поклевское (Поварненское), Юльевское, «Синий карьер», «Летние хутора», Степное и др. Наряду с элювиальными каолинами широко развиты переотложенные каолины, залегающие среди песчано-глинистых отложений. Залежи переотложенных каолинов практически не оконтурены, а каолины не получили качественной оценки.

К наиболее изученным и представляющим наибольший интерес для фарфоро-фаянсовой и керамической промышленности относятся каолины месторождений «Журавлиный лог» и Михайловское.

Михайловское месторождение расположено к юго-западу от пос. Михайловский, на правом склоне долины реки Кабанка, в 6 км западнее месторождения «Журавлиный лог». Залежи связаны с корой выветривания мелкозернистых биотитовых гранитов, представляющих собой серию мелких круто-падающих даек северо-восточного простирания, иногда секущих толщу каменноугольных известняков, но в целом залегающих по их напластованию.

В разрезе месторождения наблюдается сложное чередование пластообразных залежей каолинов с прослоями окремнелых известняков, имеющих крутое падение. Геологоразведочными работами выделены три залежи: Восточная, Центральная, Западная, ориентированные в субмеридиальном направлении и достигающие в длину 350-400 м при ширине 3-75 м. Глубина каолинизации по отдельным скважинам превышает 75 м, что, возможно, обусловлено наличием тектонического нарушения, на существование которого указывает присутствие катаклазированных гранитов. Некоторые технологические свойства каолинов приведены в табл. 3.25. и 3.26.

Таблица 3.25.

Гранулометрический состав каолина-сырца Михайловского месторождения

Проба	Содержание частиц, %, после рассева через сита
	02	009	0056	Прошло через сито № 0056
1	19,81	34,76	3,98	41,48
2	47,85	5,70	2,95	43,50
3	3,0	3,0	2,9	91,10

Таблица 3.26.

Результаты обогащения михайловского каолина

Показатели по пробам		Восточная залежь			Центральная залежь			Западная залежь
		каолин		Фракция >0,056 мм	каолин		Фракция >0,056 мм	каолин		Фракция >0,056 мм
		Сырец	Обогащ.		Сырец	Обогащ.		Сырец	Обогащ.
Выход каолина	1 2 3 4 5 6	- 11,76 1,76 - - 2,25	40,3 33,19 2,36 0,28 0,75 2,82	- 6,79 0,97 0,17 0,67 4,48	- 19,18 0,52 - - 1,22	51,2 35,73 0,86 0,32 0,48 1,59	- - 0,32 0,18 0,70 2,13	- 16,5 1,96 - - 3,46	40,4 32,61 3,90 0,52 0,82 2,39	- 10,11 1,46 0,19 0,53 4,42
Огнеупорность, ºС		-	1730	-	-	1750	-	-	1710	-
Белизна, %		-	40,3	-	-	51,2	-	-	40,4	-

Лучшим качеством обладают каолины Центральной залежи; в целом месторождение характеризуется низким качеством сырья. Лишь 33% обогащенного каолина удовлетворяют требованиям, предъявляемым к каолинам керамической и бумажной промышленности.

Учитывая огромные размеры залежей (запасы Центральной залежи оцениваются в 650 тыс. тонн), возникла реальная необходимость доразведки месторождений. Каолин залегает линзой, вытянутой в северо-восточном направлении длиной до 300 м и шириной 30-50 м. Мощность наносов от 3 до 5 м, мощность каолиновый толщи превышает 10 м; каолин представляет собой белую массу, сохранившую структуру гранита.

Химический состав каолина-сырца колеблется в следующих пределах, мас. %: SiO2 - 46,47-69,38; Al2O3 - 21,16-38,12; Fe2O3 - 0,24-0,84; CaO - 0,22-0,88%; MgO - 0,15-0,42; ППП - 7,56-9.04.

Обогащенный каолин по химическому составу приближается к эталонной пробе каолина Просяновского месторождения, соответствующей теоретическому составу каолинита (в %): SiO2 45,7-47,9; Al2O3 35,34-39,25; Fe2O3 0,33-0,48; CaO 0,1-0,7; MgO 0,6-0,8; ППП 13,54-18,8.

Примеси в крупных фракциях состоят, в основном, из кварца, мусковита, в небольших количествах из полевого шпата (3-5%). Тонкие фракции составлены агрегатами каолинита. По своим качественным показателям михайловский каолин после обогащения может быть использован в тонкой керамике и в качестве наполнителя в производстве бумажной и резиновой промышленности.

В пределах Кочкарского каолиноносного района отмечен ряд каолинопроявлений, связанных с корой выветривания различных массивов. К известным с давних пор, но почти не изученным проявлениям элювиальных каолинов следует отнести Чуксинское, «Летние хутора», Юльевское, Степное, Стрелецкое, Котликовское, «Синий карьер». Размеры этих каолинопроявлений неизвестны, но имеющиеся аналитические данные указывают на их относительно высокое качество. Они, безусловно, заслуживают более детального изучения. В пределах района зарегистрирован также ряд проявлений переотложенных каолинов (Поварненское, Вознесенское, Чуксинское). Скважинами вскрыты залежи переотложенных каолинов, достигающие мощности 40-60 м и характеризующихся довольно хорошим качеством (Поварненское проявление). Подобные залежи вскрыты и у поселков Каменная Санарка, Светлый, Чесма.

Чуксинское месторождение представляет собой небольшой каолинизированный массив гранита. Каолин очень слюдистый, с крупными чешуйками мусковита, содержит много кварца. Цвет - серый, отмученного - белый. Химический состав каолина, пропущенного через сито 3600 отв/см2 (мас. %): SiO2 - 47,0; Al2O3 - 39,18; Fe2O3 - 0,64; ТiО2 - следы; огнеупорность 1760ºС; белизна - 81-93%. Отмученные каолины пригодны для фарфоро-фаянсовой промышленности.

Каолин месторождения «Летние хутора» характеризуется вполне удовлетворительной пластичностью. Химический состав отмученного каолина (в %): SiO2 - 50,9-54,29; Al2O3 - 33,48; Fe2O3 - 0,22-0,43; ТiО2 - 0,4-0,42; ППП - 11,66-12,33.

Поварненское (Старо-Поклевское) месторождение каолина представлено переотложенным каолином, залегающим на глубине 4-6 м. Сверху каолин перекрывают бурые и красные глины, ниже располагаются мелкозернистые пески мощностью 1,5-2,0 м. Каолин представляет собой массу серовато-белого цвета. Химический состав каолина, пропущенного через сито №0056 (в %): SiO2 - 40,46; Al2O3 - 42,47; Fe2O3 - 0,95; ТiО2 - 0,28; ППП - 14,5. Пластичность вполне достаточная, позволяет использовать каолин в фарфоро-фаянсовой промышленности.

Месторождение «Журавлиный лог» расположено в 10 км к западу от г. Пласт Челябинской области. Балансовые запасы категорий А+В+С1 составляют 7,1 млн. тонн, запасы категории С2 на флангах месторождения составляют 42 млн. тонн. Промышленная залежь с прилегающими флангами приурочена к коре выветривания лейкократовых гранитов. Месторождение представляет собой пластообразную залежь размером 500 х 500 м и глубиной до 48 м. Полезная толща сложена каолинами белого, светло-серого, кремового и желтого цвета. Наибольшее развитие имеют светлоокрашенные разности (белые, серые, кремовые).

Каолины данного месторождения относят к высококачественному сырью для различных отраслей промышленности.

Основными породообразующими минеральными компонентами являются кварц и минералы группы каолинита - каолинит и галлуазит. Содержание кварца в каолине - сырце изменяется в пределах 35-70%, в обогащенном каолине содержание свободного кварца не превышает 3-5%. Соответственно содержание каолинита и галлуазита в сырце достигает 30-65%, в обогащенном продукте 95-97%.

Химический состав каолина-сырца и обогащенного каолина приведен в табл. 3.27.

Гранулометрический состав каолиновых концентратов приведен в табл. 3.28.

По химическому и зерновому составу обогащенный каолин удовлетворяет требованиям ГОСТ 21286-82 маркам КФ - 1 и КФ - 2.

Минеральный состав каолина-сырца приведен в табл. 3.29.

В каолине месторождения «Журавлиный лог» каолинит присутствует в виде крупнокристаллических агрегатов (от 45-60 мкм до 90 120 мкм), показатель преломления 1,560. Кварц присутствует в виде зерен обломочной формы размером от 20-30 мкм до 150-180 мкм. Зерна в основном чистые, лишь отдельные из них содержат микровключения. В незначительном количестве отмечаются также чешуйки слюды (от 1-2 х 9-15 до 30 мкм) и зерна железистых минералов.

Таблица 3.27.

Химический состав каолина-сырца и обогащенного каолина

Проба каолина	Содержание оксидов, %
	SiO2	Al2O3	Fe2O3	TiO2	CaO	MgO	К2О	Na2О	ППП
Каолин-сырец	63,95-69,70	19,28-24,40	0,05-0,70	0,22-0,96	0,39-1,12	0,10-0,58	0,25-3,20	0,06-0,27	5,9-9,8
Каолин обогащенный	46,57-49,19	35,34-38,60	0,38-0,84	0,28-0,56	0,39-1,05	0,10-0,80	0,42-2,00	0,08-0,41	12,0-13,84

Таблица 3.28.

Гранулометрический состав каолиновых концентратов

Проба	Содержание частиц размером, мкм, %
	40 - 20	20 - 10	10 - 5	5 - 2	2 - 1	Менее 1
1	-	7,3	9,2	19,5	9,7	54,3
2	-	16,0	11,3	19,3	10,5	42,9
3	2,6	6,5	12,0	17,6	10,7	40,6
4	-	8,8	13,4	17,1	11,2	49,5

Таблица 3.29.

Минеральный состав каолина-сырца

Фракция	Значение	Содержание минералов, %
		каолинит	кварц	полевой шпат	слюда
Песчанистая (более 0,056 мм)	от - до среднее	0,0-5,0 2,0	5,0-25,0 18,0	25,0-73,0 55,0	7,0-50,0 25,0
Глинистая (менее 0,056 мм)	от - до среднее	70,0-95,0 89,0	единич. зерна 1,0	0,0-20,0 10,0	0,0-15,0 7,0

В результате рентгенографических исследований выявлено наличие каолинита средней степени упорядоченности (коэффициент кристалличности по Хинкли 0,83), небольшого количества слюды (мусковита), калиевого полевого шпата и кварца. Пробы обогащенного каолина тонкодисперсные, при формовании и сушке напоминают пробы просяновского каолина. Емкость поглощения по метиленовой сини обогащенного каолина 16-18 мг/г, для некоторых проб этот показатель значительно выше - 21-29 мг/г. Концентрация водородных ионов находится в пределах требований ГОСТ 21286-82 (рH = 8,6-9,2). Данные о содержании растворимых солей приведены в табл. 3.30.

Таблица 3.30.

Содержание растворимых солей

Проба	Содержание, мг-экв на 100 г вещества
	Ca2+ + Mg2+	SO2-4	HCO3-	Cl-	Na+	К+
1	2,7	2,99	1,97	0,65	1,42	следы
2	2,2	1,86	1,74	0,81	0,36	следы
3	0,90	0,24	0,7	0,32	0,31	0,02
4	0,87	0,26	0,66	0,42	0,29	следы

Некоторые пробы каолина трудно разжижаются и требуют применения нетрадиционных видов электролитов. В обжиге, как каолин-сырец, так и обогащенный каолин образуют окрашенные в светлый (почти белый) цвет образцы.

Результаты термического анализа показали характерную, типичную для каолина картину. Наибольший эндотермический эффект в области 100-120ºС вызван удалением адсорбированной и межслоевой воды. Второй значительный эндотермический эффект с максимумом при 575-590°С связан с удалением конституционной воды и разрушением кристаллической решетки глинистых минералов (каолинита и гидрослюды). Он сопровождается потерей массы (6,37%). Интенсивный экзотермический эффект при 980-1000ºС обусловлен образованием новых кристаллических фаз (муллита) из продуктов распада каолинита, а экзотермический эффект при 1250ºС -кристаллизацией кристобалита. Образцы характеризуются сравнительно небольшой усадкой.

Результаты термического анализа приведены в табл. 3.31

Таблица 3.31.

Результаты термического анализа каолина

Образец	Эндотермический эффект		Экзотермический эффект		Потеря массы, %, в интервале температур, ºС			Общая потеря массы, %
	1	2	1	2	20-240	240-400	400-1000
1	60-120	575-590	980-1000	1250	2,35	0,47	11,75	14,57
2	60-120	575-580	980-990	1250	1,82	0,48	10,77	13,07

Керамические свойства обогащенного каолина приведены в табл. 3.32.

В настоящее время многие заводы керамической промышленности РФ используют в производстве каолин месторождения «Журавлиный лог».

Кочкарский каолиноносный район относится к категории перспективных не только на элювиальные, но и на переотложенные каолины эрозионно-структурных депрессий. Кроме того, его следует считать перспективным и на щелочные каолины, присутствие которых установлено на месторождении «Журавлиный лог».

Таблица 3.32.

Керамические свойства обогащенного каолина

Показатели	Проба 1	Проба 2
Минеральный состав, %: Каолинит Кварц Слюда Полевой шпат Карбонаты	85,0-86,5 1,5-2,0 1,5-3,6 2,0-2,5 0,7-0,9
Влажность при формовании, %	35,85	34,2
Пластичность по Пфефферкорну: число пластичности предел пластичности Усадка образцов, %, при температуре, ºС: 900 1000 1100 1200 1280 1350 1380	33,6 23,0-38,3 7,64 9,0 11,3 15,5 19,08 19,2 19,5	32,1 21,5-37,1 7,2 8,16 10,3 14 15,8 15,92 16,56
Предел прочности, МПа, при темпаратуре, ºС: 110 900 1000 1100 1200 1350 1380	5,47 21,9 46,0 41,0 59,0 93,0 120,0	3,38 14,3 22,0 25,4 58,0 75 88,5
Водопоглощение, %, после обжига при температуре, ºС: 900 1000 1100 1200 1280 1350 1380	25,37 24,45 21,27 5,57 6,18 3,37 треск	24,8 24,66 21,66 9,8 5,67 треск треск

Перспективы наращивания сырьевой базы каолинов в Челябинской области не ограничены. В пределах Кыштымского каолиноносного района апробированы ресурсы категории Р2 в количестве 30 млн. тонн, Кочкарского - более 60 млн. тонн, Джабыкского - 45 млн. тонн. Кроме того, на 10 перспективных площадях, приуроченных к району развития главного гранитоидного пояса Урала, прогнозные ресурсы категории Р3 составляют 354 млн. тонн.

Мугоджарская каолиноносная субпровинция прослеживается примерно до широты г. Эмбы, территориально совпадая с географическими границами Мугоджар. В пределах южного и северного окончания Мугоджар коры выветривания в значительной степени эрозированны. Подавляющее большинство месторождений элювиальных каолинов относится к гранитному типу и связано с корой выветривания гранитов двух интрузивных комплексов: Магнитогорского и Адамовского. В пределах данной субпровинции можно выделить два основных каолиноносных района, представляющих промышленный интерес: Домбаровский и Вернеиргизский.

Домбаровский каолиноносный район расположен к юго-востоку от г. Орска и в структурном отношении приурочен к восточному крылу Магнитогорского прогиба, в зоне его сочленения с Восточно-Уральским поднятием. Каолиновые залежи связаны с корой выветривания гранитоидов Магнитогорского комплекса и в общем характеризуются относительно низким качеством сырья. В пределах этого района разведано два месторождения элювиальных каолинов: Архангельское и Домбаровское.

Архангельское месторождение элювиальных каолинов находится в 10-15 км юго-западнее пос. Архангельского (Домбаровский район Оренбургской области), генетически связано с корой выветривания гранитов и гранодиоритов Домбаровского массива. Разведанная залежь каолинов приурочена к зоне контакта гранодиоритов с гранитами и занимает значительную площадь. Запасы оконтуреной залежи по категориям А+В+С1 составляет 2133 тыс. тонн.

Выход фракций менее 0,05 мм в среднем достигает 77,3%, фракции менее 0,005мм - 40%. Химический состав каолина-сырца Архангельского месторождения следующий, %: SiO2 - 63,7; Al2O3 - 22,7; Fe2O3 - 2,16; ТiО2 - 0,77; ППП - 7,39.

Результаты технологических испытаний каолина приведены в табл. 3.33.

Таблица 3.33.

Результаты технологических испытаний каолина Архангельского месторождения

Показатели	от - до	среднее
Пластичность, %	5,0-9,75	7,2
Полное водозатворение, %	19,9-28,05	23,7
Связность, МПа	2,67-11,65	6,14
Усушка при 110ºС, %	3,05-4,63	3,5
Общая усадка, %, при температуре, ºС 1350 1410	10,60-13,40 10,70-13,60
Огнеупорность, ºС	1600-1700

Домбаровское месторождение элювиальных каолинов расположено в 4 км к юго-западу от дер. Домбаровки и в 5 км от пос. Архангельского, приурочено к коре выветривания гранитов и гранито-гнейсов Домбаровского массива. Каолины представляют собой относительно выдержанную залежь покровного типа, средней мощностью 20 м. По физико-химическим свойствам они мало отличаются от каолинов Архангельского месторождения и относятся к разряду высокожелезистых (2,23%). Попытки обогащения домбаровских каолинов не привели к заметному улучшению качества сырья. После обогащения несколько уменьшается содержание щелочей, что связано с удалением примеси флогопита.

В пределах Домбаровского каолиноносного района зарегистрировано несколько каолинопроявлений: Можаровское, Аще-Бутакское и др.; они имеют небольшие размеры и характеризуются низким качеством сырья. Месторождения каолинов данного района характеризуются высоким содержанием красящих оксидов и могут рассматриваться как сырье для изготовления огнеупоров. Перспективы их применения в других отраслях производства без применения особых методов обогащения весьма проблематичны.

Верхнеиргизский каолиноносный район занимает значительную территорию, включающую в себя южную часть Домбаровского района Оренбургской области и частично северные районы Актюбинской области Казахстана. Район расположен в пределах водораздельного пространства рек Иргиз и Ушкота, где широко развита площадная кора выветривания. Все крупные залежи элювиальных каолинов этого района - продукты выветривания гранитоидов Адамовского интрузивного комплекса и в целом значительно превосходят по качеству каолины, возникшие за счет выветривания гранитоидов Магнитогорского интрузивного комплекса.

Химический состав каолинов Верхнеиргизского каолиноносного района приведен в табл. 3.34.

Таблица 3.34.

Химический состав каолинов Верхнеиргизского каолиноносного района

Месторождение	Содержание оксидов, %
	SiO2	TiO2	Al2O3	Fe2O3	FeO	К2О	Na2О	ППП
Обогащенные каолины по гранитоидам Адамовского комплекса
Тасбулакское	47,02	0,79	32,67	0,15	0,30	0,30	0,30	17,4
Ушкотинское	48,01	0,91	32,26	0,34	0,39	2,11	1,99	12,5
Кошенсайское	45,43	0,43	35,98	1,05	0,25	1,80	0,13	13,3
Аралчинское	48,91	0,63	36,67	0,45	0,22	1,52	0,31	13,2
Обогащенные каолины по гранитоидам Магнитогорского комплекса
Домбаровское	46,2	0,27	34,40	1,10	0,57	3,25	0,20	11,9
Верхнекиембаевское	47,98	1,05	32,25	2,07	0,45	3,44	0,13	11,5

В пределах района развиты Союзное, Уймшильское, Кара-Кудукское, Тасбулакское и др. месторождения элювиальных каолинов, расположенных в пределах Актюбинской области Казахстана.

В пределах Вернеиргизского каолиноносного района обнаружен ряд залежей элювиальных каолинов, связанных с корой выветривания гранитоидов Адамовского комплекса. Эти каолины обладают относительно высоким качеством сырья. Следует назвать Тасбулакское, Ушкотинское, Кошенсайское, и др., которые пока не получили промышленной оценки, но заслуживают внимания. Данный район является наиболее перспективной территорией Мугоджар для выявления промышленных залежей высококачественных каолинов, в том числе и микроклиносодержащих (щелочных).

Южно-Ушкотинское месторождение находится в Домбаровском районе Оренбургской области в 30 км юго-восточнее районного центра пос. Домбаровский с ж.д. станцией Профинтерн. Месторождение выявлено в результате поисковых работ, проведенных в пределах Верхне- Ушкотинской площади в 1999-2001 г.г. В геологическом строении месторождения принимают участие породы домезозойского складчатого комплекса и развитой по ним мезозойской корой выветривания, а также неогеновые и четвертичные покровные отложения. Среди образований домезозойского комплекса, на месторождении развиты гранитоиды Верхне-Ушкотинского массива с незначительным количеством мелких линзовидных тел серпентинитов. Среди гранитоидов массива выделяются:

- микроклинсодержащие порфировидные граниты с биотитом и мусковитом;

- осветленные микроклинизированные и мусковитизированные порфировидные граниты;

- плагиограниты и тоналиты порфировидные с биотитом и реже роговой обманкой.

Мезозойская кора выветривания вмещает и контролирует месторождение первичных каолинов. В профиле выветривания (снизу-вверх) по разрезу выделяются четыре зоны: дезинтеграции (дресвы), гидрослюдисто-каолинитовая (объединенная с начальной каолинизацией), собственно каолинов и охристо-каолинитовая (инфильтрационная). Полезное ископаемое связано собственно с каолиновой зоной, состоящей из двух подзон: нормальных и щелочных каолинов. Мощность нормальных каолинов колеблется от 0,0 до 29,6 м (средняя 7,2 м), мощность щелочных каолинов колеблется от 0,0 до 25,0 м (средняя 5,2 м).

Полезная толща, на Южно-Ушкотинском месторождении представлена пятью разобщенными друг от друга залежами. По морфологии они, в целом, однотипные и представляют собой линзо-пластообразные тела с чередующими клинообразными и чашеобразными углублениями подошвы и более выдержанной волнистой, обычно размытой, кровлей.

Стратиграфически выше коры выветривания залегают плиоценовые и четвертичные отложения, которые являются вскрышными. Мощность этих отложений колеблется от 0,0 до 22,0 м (средняя 2,2 м).

В тектоническом отношении выделяется как докоровая (древняя) тектоника, так и неотектоника. Характерной особенностью ее является проявление четких линейных зон тектонитов субширотного направления.

По сложности геологического строения месторождение соответствует второй группе согласно «Классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых».

Утверждены ГКЗ (протокол № 693 от 16.11.2001 г.) запасы первичного каолина в количестве 2336 тыс.т по категории С, из них нормальных 1191 тыс.т, щелочных - 1145 тыс.т; по категории С2 подсчитано 36158 тыс. т. Месторождение передано в государственный резерв.

Химический состав каолина-сырца и содержание породообразующих минералов приведены в табл. 3.35 и 3.36.

Таблица 3.35.

Химический состав каолина-сырца Южно-Ушкотинского месторождения

Компонент	Природные типы
	нормальный каолин	щелочной каолин	нормальный каолин
SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO K2O ∆m прк	66 - 73 18 - 22 0,5 - 0,8 0,07 - 0,16 0,05 - 0,16 0,05 - 0,1 0,5 - 2,0	65 - 74 25 - 22 0,3 - 0,7 0,08 - 0,12 0,05 - 0,2 2,0 - 5,6 2,9 - 7,5	56 - 68,7 22 - 29 0,3 - 1,5 0,3 - 0,8 0,15 - 0,5 0,1 - 0,25 7,0 - 10,5

Таблица 3.36.

Минеральный состав каолина-сырца Южно-Ушкотинского месторождения

Минерал	Природный тип
	нормальный каолин	щелочной каолин	нормальный каолин
Каолинит Кварц Микроклин Мусковит Прочие	45 - 50 48 - 52 1 - 2 1 - 3 1 - 2	30 - 35 45 - 48 18 - 20 1 - 2 1 - 2	55 - 65 30 - 40 1 - 2 1 - 2 1 - 3

Химический состав отмученного каолина (сито № 0056): SiO2 - 46,14-46,5%; Al2O3 - 36,01-37,8%; Fe2O3 - 0,53-0,75%; TiO2 - 0,08-0,11%; K2O - 0,51-0,88%.

По содержанию красящих оксидов железа и титана каолин относится к высококачественным и удовлетворяет требованиям ГОСТ 21286-82 «Каолин обогащенный для керамических изделий».

Керамические свойства каолинов Южно-Ушкотинского месторождения приведены в табл. 3.37.

Средне-Ушкотинское месторождение приурочено к центральной части крупного Средне-Ушкотинского гранитного массива (Шотинское) в пределах Восточно-Уральского поднятия. Каолин развит, в основном, по мусковитовым гранитам и частично по гранито-гнейсам. В пределах месторождения выделено четыре разобщенных рудных тела с расстояниями между телами от 1,0 до 3 км.

Таблица 3.37.

Керамические свойства каолинов Южно-Ушкотинского месторождения

Вид каолина	Порог структуро-образования, г/см3	Усадка, %			Механическая прочность на изгиб, МПа
		воздушная	огневая	полная	в сухом состоянии	в обожженном состоянии (1350°С)
Каолин-сырец Отмученный	1,15 1,155	2,5 -	5,2 -	7,6 11,9	1,3 2,1	26,0 38,6

Верхне - Ушкотинское месторождение расположено в 1,5-2,0 км к северо-востоку от п. Ушкота, в пределах северной части Верхне-Ушкотинской интрузии гранитов и приурочено к его мезозойской коре выветривания, мощность которой достигает до 50 м.

В пределах участка выделено одно рудное тело, мощность которого колеблется от 1,0 до 24 м, при средней - 9,8 м. Мощность вскрыши от 0,5 до 15 м. Наиболее высокосортные каолины развиты в западной части рудного тела.

По требованиям тонкой керамики выделено три сорта (1, 2, 3).

Всего на Верхне-Ушкотинском месторождении по требованиям ГОСТ 21286-82 «Каолин обогащенный для керамических изделий» выделено 9,8 млн. тонн. Общие запасы - 26053 тыс.тонн. Для бумажной промышленности пригодны 25,1 млн. тонн.

Содержание белого цвета колеблется от 69% до 90%, в том числе более 80-74% всех проб и более 87-29% проб.

Содержание Al2O3 в пределах 30-35%, Fe2O3 от 0,5 до 1,5%, TiO2 на уровне 0,2-0,5%. Огневая усадка от 2,9 до 11%. Водопоглощение от 0,2 до 23%.

В северной части Мугоджарской каолиноносной субпровинции детально разведано Теренсайское месторождение элювиальных каолинов, расположенное в 12 км к северо-востоку от ж/д ст. Теренсай (Оренбургская область), приуроченное в структурном отношении к борту Джарлинского грабен-синклинария. Каолины образованы за счет выветривания гранитов Желмансайского массива и характеризуются очень невыдержанной мощностью, изменяющейся от нескольких метров до 20-30 м, запасы - 8,8 млн. тонн. Залежь каолина делится грядой каолинизированного гранита на две части: восточную и западную. В восточной развиты белые разности, в западной - серые, желтые, ожелезненные, даже розовые и фиолетовые. После обогащения можно выделить четыре марки каолина, характеристика которых приведена в табл. 3.38.

Таблица 3.38.

Характеристика обогащенного каолина

Марка	Состав оксидов, %				Огнеупорность, ºС	Белизна после обжига при температуре 1350 ºС
	SiO2	Fe2O3	RO+R2O	ППП
1	36,73-38,0	0,65-0,86	1,0-3,0	12,43-12,61	1760	89,94
2	34,82-37,6	0,82-1,25	1,5-3,0	11,05-12,72	1740-1760	82,87
3	34,7-35,83	0,17-1,46	2,0-3,0	10,4-11,3	1740-1750	78,51
4	31,4-34,4	0,93-2,33	3,0-5,5	8,5-10,9	1650-1740	80,0

Полиминеральный состав каолина-сырца (в среднем по месторождению) представлен каолинитом - 68%, мусковитом - 7,3%, кварцем - 8,6%, полевым шпатом - 14,7%, карбонатами и лимонитом - 1,4%.

В отличие от стабильности минерального состава каолинов их химический состав варьирует в значительной мере, что обусловлено изменчивостью количества примесей. По этой же причине химический состав обогащенного каолина, выход которого составляет 40-50%, отличается от химического состава чистых минералов каолинового ряда.

Пробы каолина-сырца легко распускаются в воде и поддаются гидроциклонному обогащению без добавки электролитов. Обогащенный каолин относится к числу грубодисперсных, ввиду незначительного содержания частиц размером менее 0,001 мм (6,78-24,13%).

Керамические свойства каолина приведены в табл. 3.39.

Высокое содержание оксидов щелочных металлов и полевого шпата в составе каолина служит предпосылкой для проведения доразведки месторождения на щелочные каолины (комплексное сырье для керамической промышленности).

Северо-Ушкотинское месторождение является частью Ушкотинского каолиноносного района, приурочено к центральной (осевой) зоне Восточно-Уральского поднятия, в сложении которого значительное участие принимают гранитоиды.

Таблица 3.39.

Керамические свойства каолина

Показатели	По данным ГИКИ	По данным нерудной лаборатории ОГУ
Водосодержение, %	24,7-36,9	20-35
Воздушная усадка, %	2,1-4,6	3-7
Полная усадка при температуре обжига 1350ºС, %	6,3-12,2	-
Пористость после обжига при 1350ºС, %	13-34	13-20
Предел прочности в МПа после сушки и обжига при температуре, ºС: 110 900 1350	0,3-1,7 0,8-7,6 25,1-81,8	- - -
Белизна, %: в воздушно-сухом состоянии после обжига при 1350ºС, %	58-82 47-82	80-88 85-94
Огнеупорность, ºС	1650-1760	1670-1750

Северо-Ушкотинское проявление элювиальных каолинов расположено в Домбаровском районе Оренбургской области вблизи дороги Орск - Рудный клад, в 30 км восточнее ст. Профинтерн (п. Домбаровский), в 22 км южнее г. Ясный. Мощность вскрыши от 2 до 8,0 м, мощность полезной толщи 11,3 м. Прогнозные запасы 31 млн. тонн. Каолины не обводнены, качество достаточно высокое.

Месторождение «Полигонное» расположено в непосредственной близости к г. Ясный.

Химический и минеральный составы проб каолина Полигонного и Северо-Ушкотинского месторождений приведены в табл. 3.40 и 3.41.

По химическому составу пробы каолина-сырца идентичны.

Вариации химического состава каолина-сырца согласуются с соотношениями в нем главнейших минеральных компонентов: каолинита, кварца, микроклина и мусковита; важным показателем является также содержание оксидов железа и титана, которое в некоторых пробах превышает 1,2-1,5% и значительно снижает белизну каолина.

Сравнение приведенных сведений позволяет отметить, что по показателям вещественного состава каолина-сырца месторождений Полигонное и Северо-Ушкотинское он может оказаться пригодным для производства кислых огнеупоров, бытового фарфора, фаянса, майолики и низковольтного фарфора.

Таблица 3.40.

Химический состав каолина-сырца Полигонного и Северо-Ушкотинского месторождений

Наименование месторождений, № проб	Содержание оксидов, %
	SiO2	Al2O3+TiO2	Fe2O3	CaO	MgO	K2O	Na2O	Сумма щелочных	ППП
Полигонное, П - 1	70,90	20,55	0,81	0,35	0,31	0,46	0,06	0,52	6,48
Северо-Ушкотинское: CУ - 14	67,79	21,86	0,90	0,44	0,31	0,80	0,10	0,90	7,74
СУ - 36	71,29	20,36	0,59	0,49	0,12	0,20	0,10	0,30	7,01
СУ - 71	72,23	19,56	0,41	0,49	0,23	0,22	0,04	0,26	6,51

Таблица 3.41.

Минеральный состав каолина-сырца Северо-Ушкотинского месторождения

Месторождение	Содержание минералов, %
	каолинит	кварц	микроклин	мусковит
Северо-Ушкотинское	40,0 - 60,0	39,0 - 48,0	4,0 - 10,5	0,0 - 8,0

Химический состав проб обогащенного каолина Полигонного и Северо-Ушкотинского месторождений приведен в табл. 3.42.

Таблица 3.42.

Химический состав проб обогащенного каолина Полигонного и Северо-Ушкотинского месторождений

Наименование месторождения, № проб	Содержание оксидов, %
	SiO2	Al2O3+TiO2	Fe2O3	CaO	MgO	K2O	Na2O	Сумма щелочных	ППП
Полигонное, П - 1	57,64	30,9	0,90	0,35	0,37	1,06	0,08	1,01	8,72
Северо-Ушкотинское: CУ - 14	50,89	34,02	0,95	0,35	0,46	1,20	0,08	1,28	12,1
СУ - 36	47,61	36,6	0,77	0,52	0,10	1,20	0,1	1,3	13,07
СУ - 71	60,0	29,07	0,68	0,44	0,17	0,62	0,04	0,66	9,07

Из приведенных в табл. 3.42 данных следует, что обогащенный продукт отличается стабильно пониженным содержанием Al2O3, за исключением пробы СУ - 36.

Минеральный состав (расчетный) обогащенных проб каолина приведен в табл. 3.43.

Таблица 3.43.

Минеральный состав (расчетный) обогащенных проб каолина

Наименование месторождения, № проб	Минеральный состав проб, %
	Микроклин	Альбит	Анортит	Итого полевого шпата	Глинистые вещества	Свободный кварц	Примеси
Полигонное, П - 1	6,22	0,67	1,72	8,61	71,83	18,31	1,26
Северо-Ушкотинское: СУ - 14	7,18	0,69	1,75	9,62	81,55	7,42	1,42
СУ - 36	7,20	0,86	2,61	10,67	87,61	0,97	0,9
СУ - 71	3,65	0,34	2,17	6,16	69,26	23,74	0,87

Минеральный состав обогащенных проб каолина, класс крупности 0,02 мм, приведен в табл. 3.44.

Таблица 3.44.

Минеральный состав обогащенных проб каолина, класс крупности 0,02 мм

Наименование месторождения	Минеральный состав проб, %
	Каолинит	Кварц	Слюда	Полевой шпат
Полигонное	74±7 - 82±7	13±3 - 16±3	5,2±2 - 9±2	0,0-1,0±0,5
Северо-Ушкотинское	94 - 95	1 - 2	3 ± 1	не обнаружен

Дисперсный состав проб каолина Полигонного и Северо-Ушкотинского месторождений приведен в табл. 3.45.

Таблица 3.45.

Дисперсный состав проб каолина Полигонного и Северо-Ушкотинского месторождений

Наименование месторождений, № проб	Содержание частиц, %
	свыше 60 мкм	60 - 10 мкм	10 - 5 мкм	5 - 1 мкм	менее 1 мкм
Полигонное, П - 1	40,98	37,0	8,62	8,28	5,01
Северо-Ушкотинское: СУ - 14	35,17	25,55	10,28	14,96	14,04
СУ - 36	46,02	13,24	7,46	15,12	18,16
СУ - 71	41,1	27,72	9,68	12,56	8,94

Керамические свойства проб каолинов, обогащенных с использованием сит с сеткой № 02, приведены в табл. 3.46.

Таблица 3.46.

Керамические свойства проб каолинов Полигонного и Северо-Ушкотинского месторождений

Наименование месторождений, № проб	Порог структуро- образования, г/см3	Остаток на сите с сеткой № 0063, %	Влажность формовочная, %	Усадка, %			Механическая прочность на изгиб, МПа		Водопогло- щение, %
				Воздуш- ная	Огне- вая	Полная	В сухом состоянии	В обожженном состоянии
Полигонное, П-1	1,28	41,3	22,5	2,7	5,8	8,4	1,8	29,4	7,1
Северо-Ушкотинское: CУ - 14	1,11	37,1	28,0	4,9	8,6	13,1	2,3	47,0	13,9
СУ - 36	1,18	45,6	23,0	2,3	8,9	11,0	1,7	60,0	18,5
СУ - 71	1,3	41,6	22,0	1,0	4,7	5,6	1,0	22,0	8,0

Полная усадка варьирует от 5,6 до 13,1%, соответственно варьирует и водопоглощение керамического черепка от 4-6% до 8-18,5%.

Пробы каолина Северо-Ушкотинского месторождения характеризуются низкими значениями предела прочности при изгибе в сухом состоянии.

Белизна каолина Полигонного месторождения - 62%, Северо-Ушкотинского - 78%.

Киембаевское месторождение каолинов расположено в Домбаровском районе Оренбургской области. Химический состав каолинов Киембаевского месторождения приведен в табл. 3.47.

Отличительной особенностью каолинов являются два обстоятельства: во-первых, относительно низкое содержание оксида алюминия, во-вторых, достаточно высокая чистота материала, содержание примесей не превышает 3,5%.

Огнеупорность каолина 1650-1670°С.

Каолин относится к классу огнеупорных полукислых малопластичных глин, которые могут быть использованы в огнеупорной и керамической промышленности. Кроме того, просматриваются предпосылки его использования в производстве волокнистых материалов.

Мугоджарская каолиноносная субпровинция, по сравнению с Южноуральской и Среднеуральской субпровинциями, изучена слабо.

Несмотря на широкое развитие здесь площадных кор выветривания, ни одно из связанных с ними месторождений элювиальных каолинов не эксплуатируется. Необходимо проведение поисковых и разведочных работ по доразведке перспективных залежей и месторождений каолинов.

Таблица 3.47.

Химический состав каолинов Киембаевского месторождения

Наименование проб	Содержание оксидов в пересчете на сухое вещество, %
	SiO2	Al2O3	Fe2O3	TiO2	CaO	MgO	R2O	SO3	ППП
Пр. 7-1	67,58	21,46	2,01	0,70	0,55	0,56	нет	0,08	6,58
Пр. 7-2	67,27	21,55	2,01	0,70	0,35	0,50	нет	0,06	7,14
Пр. 22-1	65,21	22,98	1,51	0,80	0,43	0,23	нет	0,07	8,93
Пр. 22-2	65,56	22,87	1,31	0,80	0,35	0,22	нет	0,08	8,44
Пр. 27-1	70,58	19,11	1,41	0,80	0,55	0,49	нет	0,08	6,68
Пр. 27-2	74,90	15,89	1,51	0,70	0,43	0,32	нет	0,06	6,02
Пр. 58	58,76	27,33	1,21	0,91	0,86	0,31	нет	0,10	10,32
Пр. 77	69,15	21,13	1,50	0,90	0,43	0,58	нет	0,08	5,81
Пр. 7-1-1	65,55	22,60	1,61	0,57	0,26	0,33	0,46	0,05	8,10
Пр.7-1-2	64,26	22,89	1,29	0,81	0,26	0,33	0,39	0,05	8,22
Пр. Е (валовая)	63,4	24,5	1,42	--	0,40	1,18	0,72	--	8,8

Продолжение

uralgidrogeo@narod.ru