ПРОМЫШЛЕННЫЕ МИНЕРАЛЫ

Методы добычи полевого шпата

Пегматиты образуют главным образом небольшие по размеру месторождения, очень неоднородные по составу и трудно поддающиеся разведке и оценке в отношении качества сырья и запасов.

Большей частью пегматиты приходится разрабатывать вручн/ю, что является очень трудоемким и дорогостоящим процессом. Потребность промышленности в некоторых добываемых из пегматитов минералов была непостоянной. По этим причинам, а также другим, о которых читатель узнает из дальнейшего, разработка пегматитов периодически становилась нерентабельной, и на большинстве издавна известных месторождений эксплуатационные работы неоднократно прерывались.

Полевошпатовые рудники — наиболее крупные из всех рудников, заложенных в пегматитах, и только на них горные работы проводились более или менее регулярно. Полевой шпат — самый обильный минерал в пегматитах, а его запасы на многих месторождениях очень большие. Кроме того, потребность в полевошпатовом сырье неуклонно возрастала. Вследствие этого несколько компаний вложили значительный капитал в полевошпатовые рудники и помольные установки.

Суммарная добыча полевошпатового сырья в США в 1957 г. составила 430 000 длинных тонн на сумму 4 350 000 долл.  Первое место по добыче полевого шпата занимает Северная Каролина, на долю которой приходится около 54% всего тоннажа и 60% стоимости добычи полевошпатового сырья в США. За ней следуют штаты Колорадо, Южная Дакота и штаты Новой Англии (Нью-Гэмпшир, Мэн, Коннектикут). На долю этих штатов приходится 35% тоннажа общей ежегодной добычи и 28% ее стоимости. Кроме того, полевой шпат в небольших количествах добывается на месторождениях некоторых других штатов.

В вышеприведенные цифры не включены данные по добыче «силспа» («silspar») —смеси полевого шпата и кварца, добываемой с 1956 г. из дюнных песков в штате Калифорния. «Силспа» содержит более 50% полевых шпатов и по классификации Горного бюро США относится к полевошпатовому сырью.

Месторождение Спрус-Пайн, Северная Каролина

Это широко известное месторождение неметаллических полезных ископаемых размером около 10 миль в ширину и 25 миль в длину расположено в районе хребта Блу-Ридж в западной части штата Северная Каролина (Brobst, 1955; Olson, 1944). Район месторождения характеризуется горным рельефом с абсолютными высотными отметками от 2100 до почти 6700 футов. Он дренируется глубоко врезанными извилистыми реками, которые текут в западном направлении и впадают в реку Теннесси. В долинах главных рек района Норт-Тоу и Саут-Тоу встречаются древние террасы, расположенные на высоте почти 200 футов над их уровнем.

Породы, слагающие этот район, представлены сильно вы- ветрелыми докембрийскими гнейсами и кристаллическими сланцами. Они прорваны бесчисленными телами пегматитов, а также более крупными телами пород необычного типа, известных под названием аляскиты. Аляскиты — светлые породы гранитного ряда; они не содержат темноцветных минералов и состоят из олигоклаза (45%), кварца (25%), микроклина (20%) и мусковита (10%). Зерна минералов в среднем около 7г дюйма. Аляскиты образуют тела до 1 мили шириной и 2 миль длиной, вытянутые согласно северо-восточному простиранию вмещающих пород. В телах аляскитов встречаются пегматиты, составлящие часть месторождения Спрус- Пайн, причем некоторые из этих пегматитов представляют собой сегрегационные образования тех же аляскитов, а другие— более поздние тела выполнения трещин. Аляскиты и пегматиты имеют примерно одинаковые валовые составы и, по-видимому, общий источник. Однако во . вмещающих аляскиты кристаллических сланцах встречается больше пегматитов, чем в самих аляскитах; эти пегматиты характеризуются хорошо выраженным зональным строением и сложным минеральным составом.

Аляскиты и пегматиты уже длительное время разрабатываются на полевой шпат и слюду, а выветрелые аляскиты представляют собой ценные месторождения остаточного каолина (стр. 197). В описываемом районе встречается множество других различных минералов, и поэтому месторождение Спрус-Пайн широко известно среди коллекционеров минералов.

Высококачественный калиевый полевой шпат добывается из мощных пегматитовых тел с хорошо выраженной зональностью, расположенных главным образом в кристаллических сланцах. Полевой шпат в них встречается в виде крупноблочных микроклин-кварцевых ядер либо в промежуточных или боковых зонах, примыкающих к кварцевым ядрам. Эти зоны обычно разрабатываются по отдельности, а добытая порода дробится вручную, причем полевой шпат очищается от кварца и других посторонних минералов.

Плагиоклазы обычно приурочены к более внешним промежуточным или боковым зонам, которые обычно более мелкозернистые и содержат значительно большую примесь других минералов, чем пертитовые. Поэтому плагиоклаз труднее выделить в больших количествах из зональных пегматитов. Пла- гиоклазовое сырье получают сейчас главным образом в виде смеси калиевых и натриевых полевых шпатов при валовом извлечении и помоле аляскитов. В средней карьерной пробе аля- скита отношение плагиоклаза к пертитовому микроклину составляет около 2:1. Аляскиты извлекают из карьера, дробят, размалывают и подвергают флотации. При этом получают полевошпатовое сырье, которое может быть использовано в стекольном производстве, а также кварц и слюдяную ме< лочь. На месторождении имеются крупные запасы аляскитов, а потребности промышленности в этих видах сырья постоянны.

Однако вопреки тенденции к крупномасштабным горным работам частично полевошпатовое сырье все еще добывается кустарными методами. Обычно кустарная добыча полевого шпата заключается в неоднократной разборке отвалов отдельными лицами, особенно на больших рудниках. При этом собирают небольшие груды довольно высококачественного полевого шпата, хотя ни один из обломков этого минерала не крупнее ореха. Многие семьи в течение долгого времени жили именно благодаря переборке отвалов.

Прочие месторождения

Хотя большинство месторождений пегматитового сырья районов Блэк-Хилс и Скалистых гор уже описано в литературе, основное внимание в этих описаниях уделено не полевому шпату, а листовой слюде, сподумену, бериллу и другим минералам. Лучше охарактеризованы месторождения полевых шпатов Новой Англии (Cameron et al., 1954; Olson, 1950; Watts, 1916). Практически на всех этих месторождениях большая часть добываемого полевого шпата представлена перти- товым микроклином, условия залегания которого сходны с условиями залегания полевого шпата в пегматитах с хорошо развитой зональностью на месторождении Спрус-Пайн. Общая закономерность пегматитов выражается в том, что по направлению от стенок внутрь к ядру количество плагиоклаза в них уменьшается, а количество пертита увеличивается. Поэтому наиболее пригодные для добычи полевого шпата участки обычно приурочены к промежуточным зонам или кварце- во-пертитовым ядрам. На многих месторождениях в качестве побочных полезных ископаемых добывают слюду, сподумен или берилл. Ни на одном из этих месторождений не встречается массивных залежей пород, богатых плагиоклазом, которые можно было бы сравнить с аляскитами месторождения Спрус-Пайн.

Полевые шпаты добываются из пегматитов на месторождении Брайсон-Сити в штате Северная Каролина (Cameron, 1951), которое расположено в горах Блу-Ридж примерно в 85 милях юго-западнее Спрус-Пайн и находится на продолжении направления регионального простирания пород этого последнего месторождения. Кроме того, полевые шпаты добываются на месторождении Монета в штате Виргиния, на месторождении Кингман в штате Аризона и в целом ряде других месторождений .

ЛИТЕРАТУРА

Barnes V. Е. (1946). Feldspar in the Central Mineral Region of Texas, Univ. Texas Pub., 4301, 93—104.

Bast in E. S. (1910). Economic geology of the feldspar deposits of the United States, U. S. Geol. Survey Bull, 420.

Brobst D. A. (1955). Guide to the geology of the Spruce Pine district, North Carolina, Geol. Soc. Amer. Guidebook, Guides to southeastern geology, 577—592.

Cameron E. N. (1947), Applications of the concept of zonal structure in pegmatites to prospecting for feldspar, Econ. Geology, 42, 420.

Cameron E. N. (1951). Feldspar deposits of the Bryson City district, North Carolina, N. C. Div. Min. Res. Bull., 62.

Cameron E. N. et al. (1954). Pegmatite investigations, 1942—1945, New England, U. S. Geol. Survey Prof. Paper, 265, 49—53.

Kulp J. L., Brobst D. A. (1956). Geology of the Bakersville-Plumtree area, Spruce Pine district, North Carolina, U. S. Geol. Survey Map MF 97.

Olson J. C. (1944). Economic geology of the Spruce Pine pegmatite district, North Carolina, N. С- Div. Min. Res. Bull., 43.

Olson J. C. (1950). Feldspar and associated pegmatite minerals in New Hampshire, N. H. Min. Res. Survey, pt. 14.

Parker J. M., Ill (1943). New Jersey's potential feldspar resources, Rutgers Univ., Bur. Min. Research Bull., 5, pt. 1.

Parker J. M., Ill (1950). Feldspar and mica deposits of southeastern United States, Proc. Southeastern Mineral Symposium, 1949, Knox- ville, Univ. Tenn. Press, 42—48.

Parker J. M., Ill (1953). Geology and structure of a part of the Spruce Pine district, North Carolina, N. C. Div. Min. Res. Bull., 65.

Watts A. S. (1916). The feldspars of the New England and North Appalachian states, U. S. Bur. Mines Bull., 92.

Wilson M. E., Buchanan R. M. (1957) Felspar, Geology of Canadian Industrila Mineral Deposits, Montreal, Can. Inst. Min. and Met., 85—89.