Минералого-химические и структурные особенности опоковидных опал-кристобалитовых пород как сырья для стройиндустрии

Abstract

Актуальность исследования обусловлена необходимостью освоения и вовлечения опоковидных опал-кристобалитовых пород и их переходных разновидностей в производство строительных материалов различного назначения в регионах распространения данных пород - центральные районы России, Поволжье, Западная Сибирь, Северный Кавказ. Цель: разработать критерии и методики оценки опоковидных опал-кристобалитовых пород при геологических работах для определения наиболее перспективных направлений их использования в производстве строительных материалов. Объекты: разведанные месторождения и крупные проявления опоковидных опал-кристобалитовых пород, которые при геологических работах были оценены узконаправленно и в настоящее время не разрабатываются ил и не используются в производстве строительных материалов и изделий. Методы: методики определения физико-механических свойств горных пород; методика количественного химического анализа горных пород, рентгенофазовые исследования, электронно-зондовые исследования, обеспечивающие возможность проведения элементного анализа в диапазоне от Na до U; методики проведения технологических испытаний по соответствующим технологиям производства строительных материалов и изделий. Расшифровка дифрактограмм проводилась с использованием соответствующих методик путем сопоставления с подобными исследованиями, а также с использованием международных баз данных. Результаты. Разработана классификация опоковидных опал-кристобалитовых пород по химическому и минеральному составу как сырья для получения различных видов строительных материалов. Выделено четыре основных классификационных критерия: содержание кремнезёма в виде опала, содержание кремнезёма в виде кварца, содержание оксида алюминия и оксида кальция. Выделено шесть видов опоковидных опал-кристобалитовых пород: опоки окремнелые, опоки классические, опоки песчанистые, опоки глинистые, опоки карбонатные и опоки глинисто-карбонатные. Разработанная классификация позволяет на основе данных по химико-минералогическому составу опоковидных опал-кристобалитовых пород дать конкретные рекомендации по их использованию для производства определённых видов строительных материалов и прогнозировать их свойства.

The relevance of the research is caused by the need to develop and involve opokamorphic opal-cristobalite rocks and their transitional varieties in the production of building materials for various purposes in the regions of distribution of these rocks - the central regions of Russia, the Volga region, Western Siberia, the North Caucasus. The main aim of the research is to develop criteria and methods for the assessment of opokamorphic opal-cristobalite rocks during geological work to determine the most promising directions of their use in the production of construction materials. Objects: explored deposits and large manifestations of opokamorphic opal-cristobalite rocks, which during geological work were evaluated narrowly and are not currently being developed or used in the production of construction materials and products. Methods: methods for determination of physical and mechanical properties of rocks; method of quantitative chemical analysis of rocks, X-ray phase studies, electron probe studies providing the possibility of elemental analysis in the range from Na to U; methods for carrying out technological tests according to the relevant technologies for the production of building materials and products. Decoding of diffractograms was carried out using appropriate methods, by comparison with such studies, as well as using international databases. Results. The authors have developed the classification of opokamorphic opal-cristobalite rocks by chemical and mineral composition as raw materials for the production of various types of building materials. There are four main classification criteria: the content of silica in the form of opal, the content of silica in the form of quartz, the content of aluminum oxide and calcium oxide. Six types of opokamorphic opalcristobalite rocks were identified: silicified gaize, classical gaize, sandy gaize, clay gaize, carbonate gaize and clay-carbonate gaize. The developed classification allows, based on the data on the chemical and mineralogical composition of opokamorphic opal-cristobalite rocks, giving specific recommendations on their use for the production of certain types of building materials and predicting their properties.