Научная статья на тему 'Исследование горелых пород Гусиноозерского угольного месторождения'

Исследование горелых пород Гусиноозерского угольного месторождения Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
540
74
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
УГОЛЬНЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ / ГОРЕЛЫЕ ПОРОДЫ / МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЙ СОСТАВ / ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ / ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА / COAL DEPOSITS / BURNT ROCKS / MINERALOGICAL COMPOSITION / CHEMICAL COMPOSITION / PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Юрьева Елена Валерьевна, Лобацкая Раиса Моисеевна

Цель статьи заключается в исследовании сырья горелых пород Гусиноозерского месторождения, отобранного с четырех отвалов, изучении химического и минералогического состава гореликов, выявлении основных разновидностей горелых пород и их физико-механических свойств в зависимости от размера и минералогического состава. Методы. У отобранных проб определен химический состав, который исследован на рентгено-флуоресцентном спектрометре Bruker S4 PIONEER. С помощью оптического микроскопа Axio Lab.A1 выполнен минералогический анализ горелых пород с подробным описанием шлифов. Изучены физико-механические свойства горелых пород с целью практического использования. Результаты. На восточной части Гусиного озера отмечены четыре основных наиболее масштабных отвала горелых пород, с которых взяты пробы. В результате исследования получены данные о химическом составе. Выявлено, что горелые породы имеют высокую концентрацию SiO2 и Al2O3 более 50%. Изучение минералогического состава горелых пород показало, что в основном они имеют кварц-полевошпатовый состав с цементной составляющей в виде рудного вещества. По размеру зерен образцы относятся к алевролитам и имеют алевритовую структуру, но в зависимости от степени обжига алевролитовый материал диагностируется с трудом и наблюдаются только кварцевые зерна, а сам материал сильно пропитан окислами железа. После исследования состава породы все горелики поделены на пять групп в зависимости от размера и разновидности. К первой группе самых мелких образцов относятся разновидности декоративных пород гореликов, которые обладают высокой хрупкостью и низкой твердостью: это аргиллитовые образования, алевролиты и шлаки. Во второй группе наблюдаются все те же самые образования, что и в первой, а также встречаются образцы группы песчаников, которые недостаточно подвержены природному обжигу в отвалах. В третью и четвертую группу входят практически все разновидности группы алевролитов. Пятая группа включает в себя крупные образцы алевролитов и алевропесчанников. Выводы. Результаты исследования показали, что горелые породы Гусинноозерского месторождения схожи по минералогическому и химическому составу с «гореликами» других месторождений, различаются лишь соотношения минералов и их химическая концентрация. Благодаря изучению механических свойств сделано заключение о возможности использования горелых пород в качестве поделочного материала.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Юрьева Елена Валерьевна, Лобацкая Раиса Моисеевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

STUDIES OF GUSINOOZERSK COAL DEPOSIT BURNED ROCKS

The Purpose of the article is to study the stock of Gusinoozersk deposit burnt rocks selected from four dumps, examine their chemical and mineral composition as well as identify the main types of burnt rocks and their physico-mechanical properties depending on their size and mineralogical composition. Methods. Several samples were selected and their chemical composition was examined by means of the x-ray fluorescent spectrometer Bruker S4 PIONEER. Mineralogical analysis of burnt rocks and a detailed description of microsections were performed with the help of the optic microscope Axio Lab A1. For the purpose of practical application, the study was given to the physical and mechanical properties of burnt rocks. Results. There are 4 big primary dumps of burnt rocks in the eastern part of Gusinoe lake, where the samples were taken. As a result of research we got the data on their chemical composition. It was found that burnt rocks contain high concentration of SiO2 and Al2O3 (more than 50%). The study of the mineralogical composition of burnt rocks has showed that they mainly consist of quartz and feldspars including ore substance as a cement part. By the size of grains the samples belong to the siltstones and have a siltstone structure. However, depending on the burning grade, siltstone material is difficult to diagnose, only quartz grains are observed, whereas the material itself is impregnated with iron oxides. Having studied the composition of the rock, we classified all of the burnt rocks into 5 groups depending on their size and type. The first group of the smallest samples includes decorative burnt rocks of high brittleness and low hardness: these are argillic formations, siltstones and cinders. The second group consists of the same formations as the first group but also includes some samples of sandstones which are less likely to be burnt in dumps. The third and the fourth groups include almost all types of siltstones. The fifth group consists of large samples of siltstones and silty sandstones. Conclusions. The study results have showed that Gusinoozersk deposit burnt rocks are similar in mineralogical and chemical composition to the burnt rocks from the other deposits. The only difference is in the ratio of minerals and their chemical concentration. The study of the mechanical properties of burnt rocks allowed to derive a conclusion on the possibility to use them as an ornamental material.

Текст научной работы на тему «Исследование горелых пород Гусиноозерского угольного месторождения»

Оригинальная статья / Original article УДК: 552.08

ИССЛЕДОВАНИЕ ГОРЕЛЫХ ПОРОД ГУСИНООЗЕРСКОГО УГОЛЬНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

© Л.В. Юрьева1, Р.М. Лобацкая2

12Иркутский национальный исследовательский технический университет, Российская Федерация, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

РЕЗЮМЕ. Цель статьи заключается в исследовании сырья горелых пород Гусиноозерского месторождения, отобранного с четырех отвалов, изучении химического и минералогического состава гореликов, выявлении основных разновидностей горелых пород и их физико-механических свойств в зависимости от размера и минералогического состава. Методы. У отобранных проб определен химический состав, который исследован на рентгено-флуоресцентном спектрометре Bruker S4 PIONEER. С помощью оптического микроскопа Axio Lab.AI выполнен минералогический анализ горелых пород с подробным описанием шлифов. Изучены физико-механические свойства горелых пород с целью практического использования. Результаты. На восточной части Гусиного озера отмечены четыре основных наиболее масштабных отвала горелых пород, с которых взяты пробы. В результате исследования получены данные о химическом составе. Выявлено, что горелые породы имеют высокую концентрацию SÍO2 и AI2O3 - более 50%. Изучение минералогического состава горелых пород показало, что в основном они имеют кварц-полевошпатовый состав с цементной составляющей в виде рудного вещества. По размеру зерен образцы относятся к алевролитам и имеют алевритовую структуру, но в зависимости от степени обжига алевролитовый материал диагностируется с трудом и наблюдаются только кварцевые зерна, а сам материал сильно пропитан окислами железа. После исследования состава породы все горелики поделены на пять групп в зависимости от размера и разновидности. К первой группе самых мелких образцов относятся разновидности декоративных пород гореликов, которые обладают высокой хрупкостью и низкой твердостью: это аргиллитовые образования, алевролиты и шлаки. Во второй группе наблюдаются все те же самые образования, что и в первой, а также встречаются образцы группы песчаников, которые недостаточно подвержены природному обжигу в отвалах. В третью и четвертую группу входят практически все разновидности группы алевролитов. Пятая группа включает в себя крупные образцы алевролитов и алевропесчанников. Выводы. Результаты исследования показали, что горелые породы Гусинноозерского месторождения схожи по минералогическому и химическому составу с «гореликами» других месторождений, различаются лишь соотношения минералов и их химическая концентрация. Благодаря изучению механических свойств сделано заключение о возможности использования горелых пород в качестве поделочного материала.

Ключевые слова: угольные месторождения, горелые породы, минералогический состав, химический состав, физико-механические свойства.

Формат цитирования: Юрьева Л.В., Лобацкая Р.М. Исследование горелых пород Гусиноозерского угольного месторождения // Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле Российской академии естественных наук. Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых. 2017. Т. 40. № 2. С. 109-119.

STUDIES OF GUSINOOZERSK COAL DEPOSIT BURNED ROCKS

L.V. Yurieva, R.M. Lobatskaya

Irkutsk National Research Technical University,

83, Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russian Federation.

1Юрьева Елена Валерьевна, аспирант, e-mail: lenochka_russ@mail.ru Elena V. Yureva, postgraduate, e-mail: lenochka_russ@mail.ru

2Лобацкая Раиса Моисеевна, доктор геолого-минералогических наук, профессор, зав. кафедрой геммологии, e-mail: lobatskaya@gmail.com

Raisa M. Lobatskaya, Doctor of geological and mineralogical sciences, Professor, The head of the Chair of Gemology, e-mail: lobatskaya@gmail.com

Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле РАЕН. ISSN Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых Т. 40, № 2

2541-9455 Proceedings of the Siberian Department of the Section of Earth Sciences RANS.

Geology, Exploration and Development of Mineral Deposits Vol. 40, No. 2

ABSTRACT. The Purpose of the article is to study the stock of Gusinoozersk deposit burnt rocks selected from four dumps, examine their chemical and mineral composition as well as identify the main types of burnt rocks and their physico-mechanical properties depending on their size and mineralogical composition. Methods. Several samples were selected and their chemical composition was examined by means of the x-ray fluorescent spectrometer Bruker S4 PIONEER. Mineralogical analysis of burnt rocks and a detailed description of microsections were performed with the help of the optic microscope Axio Lab A1. For the purpose of practical application, the study was given to the physical and mechanical properties of burnt rocks. Results. There are 4 big primary dumps of burnt rocks in the eastern part of Gusinoe lake, where the samples were taken. As a result of research we got the data on their chemical composition. It was found that burnt rocks contain high concentration of SiO2 and AhO3 (more than 50%). The study of the mineralogical composition of burnt rocks has showed that they mainly consist of quartz and feldspars including ore substance as a cement part. By the size of grains the samples belong to the siltstones and have a siltstone structure. However, depending on the burning grade, siltstone material is difficult to diagnose, only quartz grains are observed, whereas the material itself is impregnated with iron oxides. Having studied the composition of the rock, we classified all of the burnt rocks into 5 groups depending on their size and type. The first group of the smallest samples includes decorative burnt rocks of high brittleness and low hardness: these are argillic formations, siltstones and cinders. The second group consists of the same formations as the first group but also includes some samples of sandstones which are less likely to be burnt in dumps. The third and the fourth groups include almost all types of siltstones. The fifth group consists of large samples of siltstones and silty sandstones. Conclusions. The study results have showed that Gusinoozersk deposit burnt rocks are similar in mineralogical and chemical composition to the burnt rocks from the other deposits. The only difference is in the ratio of minerals and their chemical concentration. The study of the mechanical properties of burnt rocks allowed to derive a conclusion on the possibility to use them as an ornamental material.

Keywords: coal deposits, burnt rocks, mineralogical composition, chemical composition, physical and mechanical properties

For citation: Yurieva L.V., Lobatskaya R.M. Studies of Gusinoozersk coal deposit burned rocks. Proceedings of the Siberian Department of the Section of Earth Sciences of the Russian Academy of Natural Sciences. Geology, Exploration and Development of Mineral Deposits. 2017, vol. 40, no. 2, pp. 109-119. (In Russian).

Россия располагает огромными запасами ископаемых углей, бассейны и отдельные месторождения которых расположены на всей обширной территории страны. Эти запасы сосредоточены в 25 угольных бассейнах, восьми крупных угленосных площадях и более чем в 650 отдельных месторождениях, не входящих в бассейны. В общей сложности в России находится больше одной трети мировых залежей угля. Площади развития зон выгорания иногда достигают десятков квадратных километрах [1].

Ежегодно по всей России увеличивается объем добычи угля, что приводит к накоплению на земной поверхности огромного количества отходов производства. В результате добычи и обогащения полезных ископаемых образуются десятки миллионов кубометров отвальных пород, которые практически не находят широкого применения.

Некоторые разновидности горелых пород имеют интересные текстуры и

вполне сравнимы с яшмовидными образованиями, что дает возможность их использования в дизайне. Тем не менее из-за неспособности принимать идеальную полировку материал вследствие высокой пористости и мягкости до сих пор не эксплуатируются. Это и явилось поводом для полного исследования гореликов. Нами использовались образцы, отобранные на Гусиноозерском месторождении, которое находится в Центральной Бурятии, примерно в 100 км от города Улан-Удэ. На данном месторождении производится добыча бурого угля открытым способом компанией «Баин-Зурхе» [2].

В 20-30-е годы XX века в связи с началом разработки Гусиноозерского месторождения угля была составлена геологическая карта (рис.1) окрестностей озера.

По данным геологической карты района месторождения горизонты горелых пород распространены на восточной стороне озера [4]. В настоящее время

Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле РАЕН. Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых Т. 40, № 2 ISSN Proceedings of the Siberian Department of the Section of Earth Sciences RANS. 2541-9455

Geology, Exploration and Development of Mineral Deposits Vol. 40, No. 2

Рис. 1. Геологическая карта Гусиноозерского месторождения [3] Fig. 1. Geological map of the Gusinoozersk field [3]

эта часть попала в пределы угольного месторождения и вся местность представляет собой чередование карьеров и терриконов отработанных пород. Техногенные отложения распространены практически до самой береговой линии озера и оставляют не перекрытой только грунтовую дорогу и узкую полоску песчаного пляжа. Образования гореликов на этом месторождении встречаются в виде локально развитых горизонтов пород мощностью 0,5-1,5 метра, отдельных глыб размером до 1-2,5 метра (рис. 2) и тонких уплощенных галек на берегах озера. Отработанное угольное месторождение сопровождается породами гореликов различных размеров. Это крупные отвалы, в которые грузовые машины вывозят остатки ненужного сырья (рис. 3).

Исследование проводилось на восточной части озера, где были отмечены четыре основные наиболее масштабные отвала горелых пород. На карте - точки Г1, Г2, Г3, Г4 (рис. 4).

Между точками Г3 и Г4 находится угольное месторождение, на котором в

настоящий момент проводится добыча угля, а горелых пород практически не наблюдается за исключением мелких отложений, в общей массе представляющих собой сплошные пористые кирпичные и желтые породы без декоративных рисунков. На точке Г2 встречаются крупные глыбы декоративных гореликов размером до 2 м. Они имеют полосчато-слоистый рисунок в бордовых, красных и желтых тонах и однородную структуру с мелкой пористостью. Основная часть всех пород была отобрана на точке Г1 с координатами N51°16.100' E106°32.065'.

У отобранных проб определен химический состав, который исследован на рентгено-флуоресцентном спектрометре Bruker S4 PIONEER. Количественный и качественный анализы производились с помощью двух детекторов, которые регистрируют разные группы химических элементов - тяжелых и легких. Съемка образцов производилась в течение 5 минут при напряжении на родиевом катоде рентгеновской трубки 30 кВ в вакууме.

Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле РАЕН. ISSN Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых Т. 40, № 2

2541-9455 Proceedings of the Siberian Department of the Section of Earth Sciences RANS.

Geology, Exploration and Development of Mineral Deposits Vol. 40, No. 2

Рис. 2. Глыбы декоративных пород гореликов

Фото Л.В. Юрьевой Fig. 2. Blocks of decorative burnt rocks

Photo by L.V. Yurieva

Рис. 3. Отвалы с угольного месторождения

Фото Л.В. Юрьевой Fig. 3. Coal deposit dumps

Photo by L.V. Yurieva

Рис. 4. Карта Гусиного озера

Фото с GPS-навигатора Fig. 4. Map of Gusinoe lake

GPS-navigator photo

В результате исследований получены данные о химическом составе образцов, представленные в табл. 1. Отвалы Гусиноозерского месторождения складываются из горных пород, в составе которых распространены такие химические соединения, как SiO2, Al2Oз, Fe2Oз, MgO, ТО2, Na2O, CaO. В виде примесей присутствуют P2O5, SOз, BaO, MnO, CeO2, ZrO2, SrO, Rb2O, V2O5, Ga2Oз, Y2Oз.

При пробоподготовке произошло образование дополнительных примесей. Наличие незначительной концентрации WOз обусловлено тем, что в планетарной

мельнице используются вольфрамовые шарики для измельчения. При формообразовании проб использовался воск ^2 в качестве связующего вещества, который также отражен в таблице составов в размере 20%.

При элементном анализе была установлена высокая концентрация кислорода. Рентгенофлуоресцентный анализ подразумевает исследование образца в вакууме - это означает, что кислород не может существовать в кристаллической структуре в свободной форме. В связи с этим произведен перерасчет на оксидные формы всех веществ.

Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле РАЕН. Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых Т. 40, № 2 ISSN Proceedings of the Siberian Department of the Section of Earth Sciences RANS. 2541-9455

Geology, Exploration and Development of Mineral Deposits Vol. 40, No. 2

Для определения состава использовался более быстрый метод анализа, в пробе присутствовало соединяющее вещество, производился перерасчет из-за концентрации кислорода, поэтому возникла погрешность в размере около 15%. В итоге суммарный состав элементов для первого образца составил 85%, а для второго - 87%.

Таблица 1

Химический состав горелых пород Гусиноозерского месторождения по данным рентгено-флуоресцентного анализа

Table 1

Chemical composition of Gusinoozersk deposit burnt rocks according to X-ray fluorescence analysis data

Преобладающий вещественный состав минералов, слагающих горелые породы, часто устанавливают визуально - путем простого осмотра. Установлено, что все горелики подразделяются на глинистые сланцы, аргиллиты, алевролиты, тонкозернистые песчаники.

Первая проба / First sample Вторая проба / Second sample

Соединение / Compound Атомный номер / Atomic number Концентрация,%/ Concentration, % Соединение/ Compound Атомный номер / Atomic number Концентрация, % / Concentration, %

Основные химические соединения / Main chemical compounds

SiO2 14 41,09 SiO2 14 45,85

AI2O3 13 14,81 AI2O3 13 11,68

Fe2Oa 26 4,27 Fe2O3 26 3,727

K2O 19 2,134 K2O 19 2,369

MgO 12 0,916 MgO 12 0,639

TiO2 22 0,817 TiO2 22 0,653

Na2O 11 0,425 Na2O 11 1,19

CaO 20 0,29 CaO 20 0,441

Примесные э Impurity e лементы / ements

P2O5 15 0,1 P2O5 15 0,1

SO3 16 0,139 SO3 16 0,016

BaO 56 0,074 BaO 56 0,066

MnO 25 0,0409 MnO 25 0,066

CeO2 58 0,031 CeO2 58 0,022

ZrO2 40 0,0193 ZrO2 40 0,0409

SrO 38 0,0158 SrO 38 0,0155

Rb2O 37 0,0117 Rb2O 37 0,0109

V2O5 23 0,011 V2O5 23 0,016

Ga2O3 31 0,0043 Ga2O3 31 0,0029

Y2O3 39 0,00247 Y2O3 39 0,00377

Примеси, полученные при пробоподготовке / Impurities obtained under sample preparation

CH2 6 20 CH2 6 20

WO3 74 0,0696 WO3 74 0,235

Всего, % / Total, % 85,27107 Всего, % / Total, % 87,14397

Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле РАЕН. ISSN Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых Т. 40, № 2

2541-9455 Proceedings of the Siberian Department of the Section of Earth Sciences RANS.

Geology, Exploration and Development of Mineral Deposits Vol. 40, No. 2

Наиболее исчерпывающее понятие о природе и характере составляющих горелых пород дает петрографическое исследование под микроскопом при небольшом увеличении.

Для изучения минералогического состава горелых пород изготавливались

шлифы для трех образцов, наиболее характерных для Гусиноозерского месторождения. Изучение минералогического состава и снимки шлифов производились с помощью оптического микроскопа Axio Lab.A1. Данные представлены в табл. 2.

Таблица 2

Характеристика шлифов горелых пород Гусиноозерского местородения

Table 2

Description of Gusinoozersk deposit burnt rock microsections

Образец горелой породы / Sample of burnt rocks

Снимок шлифов при 10-кратном увеличении / Imagery of rock section at a 10-fold increase

Название породы; текстура; структура; размеры частиц / Name of rock, texture, structure, _particle sizes_

ЕР-1

ЕР-1-10

Название породы - алевролит

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

кварц-полевошпатовый; текстура - ориентированная, тонкослоистая; структура - алевритовая; размеры частиц -менее 0,05 мм / Name of the rocks - siltstone

quartz-feldspars; texture - oriented, lamellar; structure - aleuritic;

particle size -less than 0.05 mm

ЕР-2

ЕР-2-10

Название породы -алевролит кварцевый; размеры частиц -менее 0,03 мм / Name of the rocks: quartz-siltstones;

рarticle size -less than 0.03 mm

ЕР-3

ЕР-3-10

Название породы - алевролит

кварц-полевошпатовый; текстура - ориентированная, тонкослоистая; структура - алевритовая; размеры частиц -0,01-0,1 мм / Name of the rocks - siltstone-

quartz-feldspars; texture - oriented, lamellar;

structure - aleuritic; particle size - 0.01-0.1 mm

Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле РАЕН. Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых Т. 40, № 2 ISSN Proceedings of the Siberian Department of the Section of Earth Sciences RANS. 2541-9455

Geology, Exploration and Development of Mineral Deposits Vol. 40, No. 2

В шлифе ЕР-3-10 по минеральному составу главными компонентами являются кварц (содержание - 20-25%) и полевые шпаты (содержание - 15-20%). Кварц в породе отчетливо выделяется по своим оптическим характеристикам, имеет остроугольные угловатые формы, иногда осложненные температурным воздействием, вследствие чего края зерен нередко оплавлены. К полевым шпатам условно отнесены зерна буроватого цвета без явных признаков внутреннего строения. Редко встречаются среди обломочного материала пластинки биотита и обломки кремнистых пород. В данном шлифе встретилось зерно циркона.

Цементация обломочного материала осуществляется за счет тонкозернистого рудного вещества, распределенного неравномерно в виде нечетких мик-рослойков.

Там, где цементное вещество отсутствует, обломочные зерна контактируют за счет структур растворения по конформному типу - зерна плотно прилегают друг к другу.

Шлиф ЕР-1 по своим минералогическим характеристикам близок к шлифу ЕР-3, но вследствие того, что этот образец подвергался высокотемпературному обжигу, кварц-полевошпатовый состав просматривается хуже. Размеры зерен -менее 0,05 мм.

Шлиф разновидности ЕР-2 относится к группе гореликов по алевролитам. Тонкоалевролитовый материал диагностируется с трудом. В пределах шлифа встречаются зерна кварца размером менее 0,03 мм, характер которых свидетельствует о том, что эти породы подверглись термическому остеклованию.

Порода сильно пропитана окислами железа, имеющими в отраженном свете красновато-оранжевый рефлекс. В породе образца под воздействием температуры преобладают элементы текучести - псевдофлюидальность.

Изучение минералогического со-

става горелых пород показало, что в основном они имеют кварц-полевошпатовый состав с цементной составляющей в виде рудного вещества. По размеру зерен образцы относятся к алевролитам и имеют алевритовую структуру, но в зависимости от степени обжига алевролито-вый материал диагностируется с трудом и наблюдаются только кварцевые зерна, а сам материал сильно пропитан окислами железа.

Изучение минералогического состава помогло в распределении всех ди-зайнопригодных разновидностей горелых пород по группам. Установлено более 10 разновидностей с разнообразными геммологическими и технологическими свойствами, зависящими от минералогического состава углесодержащих пород и вида их переработки [5]. Выявленные на месторождении разновидности визуально поделены на пять групп горелых пород в зависимости от размера образцов (табл. 3).

К первой категории самых мелких образцов относятся разновидности декоративных пород гореликов, которые обладают высокой хрупкостью и низкой твердостью. Аргиллитовые образования по своим свойствам представляют собой очень мягкие, рыхлые, глинистые образования. Алевролиты с отпечатками флоры обладают слоистой структурой и отслаиваются при малейшем механическом воздействии. Шлаки в свою очередь очень мягкие по твердости и достаточно хрупкие, поскольку имеют крупнопористую структуру.

Во второй категории наблюдаются все те же самые образования, что и в первой, а также встречаются образцы группы песчаников, которые недостаточно подвержены природному обжигу в отвалах.

Третья и четвертая категории наиболее интересны для использования в ювелирном дизайне, поскольку более прочные и твердые. В эту группу входят

Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле РАЕН. ISSN Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых Т. 40, № 2

2541-9455 Proceedings of the Siberian Department of the Section of Earth Sciences RANS.

Geology, Exploration and Development of Mineral Deposits Vol. 40, No. 2

Таблица 3

Разновидности горелых пород в зависимости от размера образцов

Table 3

Varieties of burnt rocks depending on size of samples

Категория горелых пород в зависимости от размера образцов / Category of burnt rocks depending on size of samples Декоративные разновидности / Ornamental types

1. До 5 см - 30 % / Up to 5 sm - 30% Светлые и кирпичные аргиллитовые глинистые образования; алевролиты с отпечатками флоры; шлаки / Light and brick argillic clayey formations; siltstones with traces of plant residues; cinders

2. От 5 до 10 см - 25% / From 5 to 10 sm - 25% Глинистые образования; песчаники; алевролиты; шлаки / Clayey formations; sandstones; siltstones; cinders

3. От 10 до 20 см - 20% / From 10 to 20 sm - 20% Пятнистые, сливные обожженные и полосчатые алевролиты; песчаники / Knotted, confluent burnt and banded siltstones; sandstones

4. От 20 до 50 см - 15% / From 20 to 50 sm - 15% Сливные обожженные спекшиеся алевролиты с декоративным рисунком; алевролито-песчаники / Confluent burnе sintered siltstones with an ornamental pattern; silty sandstones

5. От 50 и более см - 10% / From 50 and more sm - 10%

практически все разновидности алевролитов. Они совмещают в себе не только внешние эстетические, но и оптимальные физико-химические свойства.

Пятая категория включает в себя крупные образцы, которые представляют большой интерес для использования в дизайне интерьеров и экстерьеров. Такие образцы не подходят для использования в ювелирном дизайне, поскольку в качестве мелких вставок в украшениях теряются все декоративные и текстурные характеристики камня, а в качестве сувенирной продукции вполне могли бы использоваться в сочетании с металлами, такими как латунь или медь.

Выявлено, что 25% всех пород составляют образцы от 20 см, отдельные достигают до 1,5 м. Декоративные и прочностные свойства таких крупных глыб гораздо выше. Чаще всего горелые породы

таких размеров имеют полосчатый рисунок с контрастным сочетанием цветов.

В зависимости от минералогического состава горелых пород различаются их физико-механические свойства, которые важны при внедрении данного материала в ту или иную сферу производства. Твердость горелых пород варьирует в пределах от 3 до 7 по стандартной шкале твердости. Удельный вес крупных образцов колеблется в пределах от 2,2-2,6, а насыпной породы - от 0,9-1,25. В табл. 4 приведены основные характеристики горелых пород, свойственные той или иной разновидности [6].

Как видно из табл. 4, горелые породы, которые относятся к разновидностям песчаников и алевролитов, имеют достаточно хорошие показатели предела прочности, водопоглощения и морозостойкости. Такие параметры свидетель-

Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле РАЕН. Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых Т. 40, № 2 ISSN Proceedings of the Siberian Department of the Section of Earth Sciences RANS. 2541-9455

Geology, Exploration and Development of Mineral Deposits Vol. 40, No. 2

Таблица 4

Основные физико-механические характеристики горелых пород

Table 4

Main physical and mechanical properties of burnt rocks

Разновидность/ Kind of rock Твердость по шкале Мооса / Moos' hardness Характеристики/ Characteristics

Песчаники/ Sandstones 7 По размеру зерен песчаники разделяются на: мелкозернистые (от 0,1-0,25 мм); среднезернистые (0,25-0,5 мм); крупнозернистые (0,5 мм). Предел прочности при сжатии - 10-200 МПа. Водопоглощение - 0 ,5-6,0%. Морозостойкость - 100 циклов. Плотность - 2250-2670 кг/м3. Пористость - 0,69-6,70% / By grain size sandstone is divided into: fine-grained (0.1-0.25 mm); medium-grained (0.25-0.5 mm); coarse-grained (0.5 mm). Crushing stress - 10-200 MPa. Water absorption ability - 0.5-6.0%. Frost resistance - 100 cycles. Density - 2250-2670 kg/m3. Porosity - 0.69-6.70%

Алевролиты / Siltstones 5-6 Сцементированная осадочная порода, сложенная более чем на 50% частицами алевритовой размерности (0,01-0,1 мм). Предел прочности при сжатии - 8-140 МПа. Водопоглощение - 1,32-1,79%. Морозостойкость - 100 циклов. Плотность - 2250-2670 кг/м3. Пористость - 10,9-11,3% / Coherent sedimentary rock more than 50% of which is constituted by aleurites of 0.01-0.1 mm grain size. Crushing stress - 8-140 MPa. Water absorption ability - 1.32-1.79%. Frost resistance - 100 cycles. Density - 2250-2670 kg/m3. Porosity - 10.9-11.3%

Аргиллиты / Mudstone 4 Твердая, камнеподобная глинистая горная порода, образовавшееся в результате уплотнения, дегидратации и цементации глин при диагенезе и эпигенезе. Предел прочности при сжатии - от 6 до 70 МПа. Водопоглащение - 9-11%. Морозостойкость - 15 циклов. Плотность - 1300-2600 кг/м3. Пористость - от 1,6 до 6,1% / Hard, stone-like clayey rock formed as a result of compaction, dehydration and cementation of clays in diagenesis and epigenesis. Crushing stress - from 6 to 70 MPa. Water absorption ability - 9-11%. Frost resistance - 15 cycles. Density - 1300-2600 kg/m3. Porosity - from 1.6 to 6.1%

Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле РАЕН. ISSN Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых Т. 40, № 2

2541-9455 Proceedings of the Siberian Department of the Section of Earth Sciences RANS.

Geology, Exploration and Development of Mineral Deposits Vol. 40, No. 2

ствуют о том, что данный материал может быть внедрен не только в мелкие декоративные элементы в интерьере, но также использован и в экстерьере. Наряду с этим горелики (разновидности алевролитов) обладают высокими эстетическими свойствами. У аргиллитов прочностные и эстетические свойства, наоборот, низкие - они малопригодны

Библиографический список

1. Уголь // Информационно-аналитический центр «Минерал». Все о минерально-сырьевом комплексе России и мира [Электронный ресурс]. URL: http://mineral.ru/Facts/russia/131/297/in-dex.html (дата обращения: 26 марта 2017).

2. Маркова Л.В., Лобацкая Р.М. Использование горелых пород в качестве поделочных материалов: материалы XVI Всерос. науч.-практ. конф. по направлению «ТХОМ». М.: Изд-во Университета машиностроения, 2014. С. 212- 214.

3. Топографическая карта окрестностей Гусиноозерска 200-М48-11.

4. Записка к карте М48-11 / ред. Н.Г. Державина, С.А. Пенькова, К.Н. Ильина. Ленинград: Ротапринт ВИТР, 1962. 85 с.

5. Маркова Л.В., Лобацкая Р.М. Технология облагораживания горелых пород для ювелирного дизайна // Дизайн. Теория и практика. 2014. Вып. 18. С. 101-113. [Электронный ресурс]. URL: http://enidtp.ru/ru_RU (дата обращения:

для использования в дизайне и требуют облагораживания.

Приведенные выше характеристики горелых пород дают основание для проведения серии экспериментов по улучшению их технологических характеристик для внедрения в дизайн бижутерии, инте-рьерных объектов и сувенирных изделий.

References

1. Ugol' [Coal]. Informatsionno-analiticheskii tsentr "Mineral". Vse o mineral'no-syr'evom komplekse Rossii i mira [Information and analytical center "Mineral". All about the mineral and raw materials complex of Russia and the world]. Available at: http://mineral.ru/Facts/russia/131/297/in-dex.html (accessed: 26 March 2017).

2. Markova L.V., Lobatskaya R.M. Ispol'zovanie gorelykh porod v kachestve podelochnykh materialov [Using burnt rocks as ornamental materials]. Materialy XVI Vserosiiskoi nauchno-prakticheskoi konferencii po napravleniyu "TKhOM" [Materials of XVI All-Russian scientific and practical conference on the subject "Art processing technology materials"]. Moscow, Universitet mashinostroeniya Publ., 2014, pp. 212-214. (In Russian).

3. Topograficheskaya karta okrestnostei Gusinoozerska 200-M48-11 [Topographic map of the Gusinoozersk environs 200-M48-11].

4. Derzhavina N.G., Pen'kova S.A., Il'ina K.N. Zapiska kkarte M48-11 [Note to the map M48-11]. Leningrad, Rotaprint Vserossiiskogo nauchno-issledovatel'skogo instituta metodiki i tekhniki razvedki Publ., 1962. 85 p.

5. Markova L.V., Lobatskaya R.M. Tekhnologiya oblagorazhivaniya gorelykh porod dlya yuvelirnogo dizaina [Technology of burned rocks improvement for jewelry design]. Dizain. Teoriya ipraktika [Design. Theory and Practice], 2014, vol. 18,

Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле РАЕН. Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых Т. 40, № 2 ISSN Proceedings of the Siberian Department of the Section of Earth Sciences RANS. 2541-9455

Geology, Exploration and Development of Mineral Deposits Vol. 40, No. 2

26 марта 2017).

6. Книгина Г.И. Строительные материалы из горелых пород. М.: Стройи-здат, 1966. 207 с.

рр. 101-113. Available at: http://enidtp.ru/ru_RU (accessed: 26 March 2017). (In Russian).

6. Knigina G.I. Stroitel'nye materialy iz gorelykh porod [Building materials produced of burnt rocks]. Moscow, Stroiizdat Publ., 1966. 207 р.

Статья поступила 02.05.2017 г.

The article was received 02.05.2017.

Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле РАЕН. ISSN Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых Т. 40, № 2

2541-9455 Proceedings of the Siberian Department of the Section of Earth Sciences RANS.

Geology, Exploration and Development of Mineral Deposits Vol. 40, No. 2

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.