29. Слюды.

Минералогия. Слюды представляют собой группу диметасиликатов слоистой структуры. Все они кристаллизуются в моноклинальной сингонии, обладают совершенной спайностью по пинакоиду, что позволяет расщеплять их на тончайшие пластинки. Окраска их варьирует от бесцветной до зеленовато-коричневой и почти черной. Несмотря на относительно широкое распространение слюд в природе, в том числе биотита (магнезиально-железистой слюды), лепидолита (литиевых слюд), основное промышленное значение имеют мусковит (калиево-алюминиевая слюда) и флогопит (калиево-магнезиальная слюда). В промышленности используется также гидрослюда – вермикулит.

Физические свойства. Важнейшими физическими свойствами мусковита и флогопита, обусловливающими их промышленое применение, являются: 1) весьма совершенная спайность, позволяющая получать тончайшие (до нескольких микронов) и прочные гибкие листочки; 2) относительно высокая химическая стойкость (особенно у мусковита); 3) термическая стойкость, т. е. способность сохранять при нагревании физические свойства (у мусковита достигает 500–600 ^о, у флогопита – 1000 ^оС); 4) высокая электрическая прочность, определяемая напряжением, при котором происходит пробой диэлектрика; 5) прозрачность мусковита и некоторых разностей флогопита.

Основным промышленным свойством вермикулита является его способность вспучиваться при нагревании свыше 200^оС с увеличением объема в 8–12 раз. Кроме того, важным свойством его является высокая способность к катионному обмену.

Применение в промышленности. Главными потребителями мусковита и флогопита являются электротехническая и радиотехническая промышленность. В этих отраслях промышленности используется около 85–90 % всей добычи качественного сырья. Листовая слюда применяется также в качестве вставок в окна плавильных печей, бытовых приборов, в очках.

Отходы от обработки слюды (скрап), дробленая и молотая слюда используются при изготовлении толя, рубероида и других мягких кровельных изделий, для производства слюдинита и слюдопласта, огнестойких материалов, красок, смазок и т. д.

Вспученный вермикулит находит применение в строительстве как наполнитель звуко- и теплоизоляционных штукатурок, используется в авиационной и автомобильной промышленности, а также для очистки промышленных вод и улавливания газов.

Типы руд. Состав руд определяется присутствием основных минералов – мусковита, флогопита, вермикулита и др. Они могут быть преимущественно мусковитовыми, флогопитовыми, вермикулитовыми или литиевыми.

Общетехнические требования. При оценке качества слюд исключительное значение придается физическим свойствам минералов и определению выхода отдельных сортов. Ведущим признаком при этом является размер кристаллов слюды, наличие и характер дефектов в кристаллах, особенности химического состава и другие показатели.

Добыча. Месторождения слюд эксплуатируются, как правило, открытым способом. Основные запасы этого вида минерального сырья сосредоточены в России, Индии, Малагасийской Республике, США, Канаде, Бразилии и ЮАР. Общемировая добыча слюд составляет около 300 тыс т/год, в том числе доля листовой слюды менее 7 тыс т. Крупнейшим мировым продуцентом скрапа является США. Мировая добыча вермикулита находится на уровне 500 тыс. т. Причем более 90 % приходится на долю США и ЮАР.

Условия образования месторождений слюд. Мусковит и флогопит являются продуктами эндогенных процессов, характеризовавшихся высокими температурами, большим давлением и различным химизмом сред. В условиях высокой активности глинозема происходило формирование мусковита, а в условиях повышенной активности магния и железа – флогопита и биотита.

Образование мелкочешуйчатого мусковита осуществлялось обычно при кристаллизации различных магматических пород. Однако промышленные месторождения связаны только с телами аляскитовых гранитов (содержание слюды до 15 % и более).

Крупнокристаллический листовой мусковит формировался, как правило, в составе тел гранитных пегматитов, распространенных в полях метаморфических докембрийских толщ амфиболитовой фации регионального метаморфизма.

Формирование промышленной флогопитовой минерализации, связанной с массивами ультраосновных щелочных пород, происходило в результате инфильтрационного замещения ультрабазитовых пород и окружающих их магматических метасоматитов.

Вермикулит образовывался в процессе гидратации флоготипа и биотита в зоне гипергенеза при формировании коры выветривания.

Геолого-промышленные типы месторождений. В настоящее время главное значение имеют следующие геолого-промышленные типы месторождений:

1. Согласные пластовые и четковидные залежи, жильные и неправильной формы тела мусковитовых плагиоклазовых и плагиоклаз-микроклиновых гранитных пегматитов в древних высокометаморфизованных толщах. К этому типу относятся месторождения Мамско-Чуйской и Карело-Кольской провинций в России, в штатах Бихар, Раджастан и Андхра-Прадеш в Индии, в Бразилии, Зимбабве и других странах.

2. Линзы, гнезда, жилы, неправильной формы метасоматические залежи крупнокристаллического флогопита в карбонатных комплексах ультраосновных щелочных пород. Наиболее характерные месторождения – Ковдор, Гулинское, Маган в России, Якупиранга в Бразилии, Лулекоп в ЮАР и др.

3. Линзовидные, пластообразные, гнездовые, жильные и столбообразные залежи крупнокристаллического флогопита среди диопсидовых, кварц-диопсидовых, скаполит-диопсидовых пород, пироксен-роговообманковых сланцев, доломитов, кальцифиров в составе древних высокометаморфизованных гранито-гнейсовых комплексов. К этому типу принадлежат месторождения Алданской слюдоносной провинции в России, Памирской провинции в Таджикистане, ряд месторождений в пределах Канадского кристаллического щита.

4. Пластовые, линзовидные, жило- и штокообразные залежи вермикулита в корах выветривания массивов ультраосновных (пироксенитовых) и ультраосновных щелочных пород (месторождение Ковдор в России, Либби в США и др.).

Геология месторождений слюд. В США основные месторождения слюды расположены в штате Северная Каролина. Одним из наиболее крупных среди них является месторождение мелкочешуйчатого мусковита Спрус Пайн.

Источником слюды являются в основном пегматиты. Содержание слюды в добытом минеральном сырье составляет 2–6 %, на богатых участках достигает 30–40 %.

Мамско-Чуйская слюдоносная провинция находится на севере Иркутской области и связана с гигантским поясом докембрийских кристаллических гнейсов и сланцев. Здесь широко распространены пегматиты, проявлены дайки гранит-аплитов и аплитов.

Ковдорское месторождение флогопита и вермикулита. Расположенный в юго-западной части Кольского полуострова Ковдорский массив щелочных-ультраосновных пород является чрезвычайно сложным по своему геологическому строению.