Какие полезные ископаемые добывают в асбесте

Месторождения асбеста возникают в основном в условиях регионального или контактового метаморфизма, причем относительная роль каждого из видов метаморфизма не всегда ясна и поэтому дискуссионна.

Для месторождений асбеста большое значение в определении промышленной значимости в настоящее время имеет их формационная группировка. Выделяются следующие формации месторождений асбеста:

• хризотил-асбестовая в ультрамафитах;
• хризотил-асбестовая в магнезиальных карбонатных породах;
• антофиллит-асбестовая в метаморфизовапных ультрамафитах;
• режикит-асбестовая в ультрамафитах;
• тремолит- и актинолит- асбестовая в зонах контакта тел ультрамафитов;
• актинолит-асбестовая среди мафитов интрузивных и эффузивных и пирокластах последних;
• крокидолит- и амозит-асбестовая в доломитсодержащих железистых кварцитах;
• тремолит-асбестовая в доломитах;
• родусит-асбестовая в засолоненных пестроцветных отложениях;
• рихтерит-асбестовая в зонах контакта щелочных пород и доломитов.

Хризотил-асбестовая формация в ультрамафитах играет ведущую роль в добыче и запасах асбестовых руд. В этой формации выделяют ряд типов асбестовых месторождений. К баженовскому типу относят месторождения с резко преобладающим поперечноволокнистым жилкованием асбеста, с проявляющейся зональностью в распределении типов руд.

Например, на ставшем классическим Баженовском месторождении от слабо измененных перидотитов, формирующих остаточные «ядра», в сторону серпентинитов установлены следующие зоны:

• безрудных перидотитов на периферии ядер,
• простых и сложных отороченных жил,
• крупной сетки в окружающих ядра серпентинитах,
• мелкой сетки,
• мелкопрожила,
• серпентинитов и серпентинитов с тончайшими прожилками асбеста («просечкой»).

Генезис асбеста одни геологи связывают с воздействием на ультрамафи- ты гидротерм гранитоидов (П. М. Татаринов, Б. Я. Меренков и др.), другие — с воздействием растворов неясного генезиса, т. е. относят к телетермальным (Н. Н. Ведерников и др.), третьи относят к авто- метасоматическим образованиям, т. е. асбестообразующие растворы считают производными самой ультрамафитовой магмы.

По-видимому, более приемлемы две первые точки зрения, которые следует не противопоставлять, а рассматривать как дополняющие друг друга: в одних случаях сыграли роль гранитоидные интрузии, хотя бы в простом подогреве вод, вызывающих асбестизацию, в других решающая роль принадлежала метаморфогенным водам, нагретым благодаря циркуляции в глубинных зонах земной коры. Ко второму типу относят лабинский. Он представлен месторождениями, на которых наблюдаются одиночные поперечноволокнистые ясилы или несколько вытянутых жил хризотил-асбеста, расположенные вдоль зон разлома или вблизи контакта с жилами гранитоидов в ультрамафитах.

Для России в настоящее время этот тип не имеет промышленного значения. Третий тип ешкеульмесский (или карачаевский). Для него характерны продольноволокнистые жилы, типичные для Ешкеульмесского месторождения Казахстана. Волокно этого месторождения пригодно для использования в промышленности, но освоение месторождения задерживается из-за большого количества волокнистого иемалита, загрязняющего при обогащении асбестовую фракцию.

К четвертому типу следует относить вожминский, характерный для Вожминского массива Карелии. Асбестизация этого типа представлена преимущественно волокном массы. Содержание волокна высокое, но почти пет волокна выше 4-го сорта, при резком преобладании 6-го и 7-го сортов. В России этот тип пока находится в стадии изучения, но в США имеются эксплуатируемые месторождения, на которых асбестизация представлена лишь волокном массы. Форма рудных тел для ешкеульмесского и вожминского типов — штоки, линзы. Генезис в основном близок к баженовскому типу.

Хризотил-асбестовые месторождения в магнезиальных карбонатных породах — магнезитах и доломитах — имеют относительно небольшие запасы волокна. Волокно поперечноволокнистое, маложелезистое. Формы залежей в основном линзо- и жилообразные. Залежи преимущественно располагаются вблизи контактов с интрузивными породами — от кислых до основных, но иногда и на значительном удалении от выходов интрузивов на поверхность. Месторождения этой формации эксплуатируются в США, КНР и спорадически в России. Примером месторождения, связанного с доломитами, служит Аспагашское в Сибири, а асбестовая минерализация в магнезитах известна на Онотском тальковом руднике.

Месторождения антофиллит-асбеста связаны с интенсивно метаморфизованными ультрамафитами (в амфиболитовой стадии), расположенными среди гнейсов и амфиболитов. Асбестовые руды состоят из «жесткого» (неасбестированного) антофиллита, ромбических пироксенов, талька, брейнерита и асбестового волокна. Форма рудных тел — штоки и линзы, реже встречаются жилы. Генезис месторождений одни исследователи (И. Ф. Романович, Т. А. Смирнова и др.) связывают с региональным метаморфизмом, другие (П. М. Татаринов, В. П. Петров и др.) — с контактовым метаморфизмом, обусловленным внедрением даек гранитоидов.

Месторождения режикит-асбеста связаны с зонами разломов в ультрамафитах. Оруденелыми являются тальк-карбонатные, хлорит- тальковые и другие апоультрамафитовые породы. Обычно оруденение связано с близлежащими дайками средних и кислых пород, которые рассматриваются (Ю. К. Андреев и др.) как источник щелочей для асбеста. Генезис месторождений — гидротермальный. Форма рудных тел — линзы, штоки.

Месторождения тремолит- и актинолит-асбеста иногда представлены залежами, приуроченными к зонам контактов ультрамафитов с вмещающими породами. Прожилки асбеста продольно- и косоволокнистые, а также типа волокна массы локализуются в актинолитовых апоультрамафитовых породах. Залежи — линзовидные, мелкие. Промышленного значения этот тип в России не имеет.

Месторождения актинолит-асбеста иногда связаны с основными породами и их пирокластами. Залежи в магматических и эффузивных основных породах в России не имеют промышленного значения из-за малых параметров и трудностей при извлечении волокна. Однако в пирокластических породах (лавоагломератовой толще) известны залежи (Ялтинское месторождение в Казахстане), которые детально разведывались. Форма тел — линзо- и пластообразная. Жилки асбеста поперечноволокнистые. Генезис месторождения — регионально-метаморфический (О. Б. Бейсеев).

Крокидолит- и амозит-асбестовые месторождения в толщах доломитсодержащих железистых кварцитов представлены линзо- и пластообразными телами и содержат волокно в основном поперечноволокнистое, реже продольноволокнистое. Прожилки располагаются в основном субпараллельно. Мощность зон со сближенными прожилками 1—4 м. Генезис метаморфогенный. Пример — месторождения Капской провинции в ЮАР.

Тремолит-асбестовые месторождения в доломитах связаны обычно с контактовым метаморфизмом, обусловленным внедрением интрузий. Нередко тремолит-асбест сопровождается маложелезистым хризотил-асбестом. Пример — Вангырское месторождение в Коми.

Родусит-асбестовые месторождения в пестроцветных засолоненных толщах представлены линзо- и пластообразными залежами. Асбест поперечно-, косо- и продольноволокнистый, а также в виде «вкрапленников». Последние представляют собой агрегаты диаметром 0,1—5 см, состоящие из неволокнистого и волокнистого родусита и ряда вторичных минералов, включая карбонаты и альбит. Генезис месторождений одни геологи (Ю. К. Андреев) относят к телетермальным, другие (П. П. Пискорский) — к метаморфогенным.

Месторождения рихтерит-асбеста связаны с контактами доломитов и щелочных интрузивных пород. Волокно локализовано в вытянутых зонах, при этом содержание волокна низкое, длина волокон — короткая (измеряется первыми миллиметрами). Генезис, вероятно, контактово-метаморфический. Рихтерит-асбест известен и в самих щелочных породах, но там он представлен в основном ломкой разностью и промышленного значения пока не имеет.

К асбестам относят минералы, способные легко расщепляться на тонкие прочные волокна, напоминающие хлопок или шерсть. Среди асбестов выделяют две главные группы: серпентин-асбестов и амфибол-асбестов.

Серпентин-асбест относится по структуре к хризотилу, поэтому его обычно называют хризотил-асбестом. Он характеризуется определяемой под электронным микроскопом рулонной или трубчатой структурой, обусловливающей высокую прочность. По составу среди этого вида асбеста выделяют железистый и маложелезистый, а по прочности — асбест нормальной прочности, полуломкий и ломкий.

Волокно хризотил-асбеста нормальной прочности характеризуется механической прочностью на разрыв (в МПа) 2800—3600, полуломкого 1900—3000 и ломкого 1700—2200. Ломкий хризотил-асбест отличается повышенной сорбционной способностью. Прочность существенно понижается у деформированных волокон. Кроме ломкого асбеста невысокая прочность у выветрелого хризотил-асбеста, который называют асбестом пониженной прочности (в отличие от ломкого, понижение сопротивления на разрыв которого связано с процессами метаморфизма асбестизированных ультрамафитов — их карбонатизацией).

Маложелезистый хризотил-асбест характеризуется повышенными диэлектрическими свойствами, а ломкий — высокой сорбцией. Для хризотил-асбеста характерна высокая огнестойкость: при температуре выше 400 °С начинает выделяться конституционная вода и только при 700—750 °С разрушается структура минерала. У хризотил- асбеста, как и амфиболового асбеста, высокая щелочестойкость, но он слабо сопротивляется воздействию кислот. После четырехчасового кипячения в HCl плотностью 1,19 г/см3 он растворяется на 50—57%.

Амфиболовые асбесты относятся к «асбестам вращения», так как у них кремнекислородные тетраэдры в цепочках повернуты по отношению друг к другу. Все амфиболовые асбесты относятся к кислотостойким.

Среди асбестов выделяют ромбические и моноклинные. К ромбическим относится антофиллит-асбест — (Mg, Ре) [818022] (ОН, Р)2. В его составе содержится небольшое количество глинозема, незначительное хрома, никеля, марганца, щелочей. Асбест этот огнеупорен— не изменяется до температур 920—940 °С. Прядильные свойства антофиллит-асбеста хуже, чем у хризотил-асбеста. Сопротивление волокна на разрыв 1350—2600 МПа.

К моноклинным амфиболовым асбестам относятся щелочные асбесты. Для подгруппы щелочных асбестов характерна способность к высокой сорбции. К ней относятся следующие асбесты: крокидолит-асбест, режикит (или маг- незиоарфведсонит)-асбест, родусит-асбест, рихтерит-асбест.

Первый из них нередко называют синим асбестом, благодаря его преимущественно серо-синей окраске. Режикит- и родусит-асбест называют голубым асбестом. Окраска их в большинстве случаев голубовато-серая. Рих- терит-асбест голубовато-серого, серовато-синего и белого цвета. Наиболее длинные волокна из щелочных асбестов могут образовывать крокидолит- и режикит-асбесты. У них же наиболее прочное волокно, выдерживающее сопротивление на разрыв 3300—3400 МПа (у родусит-асбеста 1700 МПа).

К щелочноземельной подгруппе принадлежат актинолит-, тремолит- и амозит-асбесты. Актинолит-асбест наименее стоек из данных асбестов к кислотам. Растворимость его в HCl плотностью 1,19 г/см3 после четырехчасового кипячения 20,3%, а у тремолит- и амозит-асбестов соответственно 4,8 и 12,8%. Амозит-асбест отличается повышенной в этой подгруппе прочностью — сопротивление на разрыв 3000 МПа, а у тремолит- и актинолит-асбестов прочность значительно ниже: их волокна обычно без особого труда разрывают ружами.

Для асбестовой продукции выделяют много различных сортов и марок. ГОСТ предусматривает хризотил-асбест «кусковой» — агрегаты асбеста с недеформированпыми волокнами, диаметр которых не менее 2 мм, и хризотил-асбест «иголка» с агрегатами асбеста, волокна которых в диаметре менее 2 мм. К распущенному асбесту относят асбест с перепутанными и деформированными волокнами. Получают такой асбест обычно в результате механического обогащения.

По текстурам выделяют асбест жесткой группы, промежуточной, полужесткой и мягкой. Жесткая группа вырабатывается из отборной руды ручной сортировки; полужесткая и мягкая — продукт механизированной добычи руды; промежуточная получается из руд селективной выемки, предварительно обогащенных в цехах дробильносортировочного комплекса. Среди руд различных групп выделяются сорта, а в последних — марки в зависимости от количеств остатков асбеста на различных ситах контрольного аппарата (размеры ячеек в свету 12,7; 4,8 и 1,35 мм); длины волокна; процента пыли и более крупных частиц пустой породы, называемых галей (граница пыли и гали 0,25 мм); содержания фракций —0,0071 и —5 мм; объемной массы; степени распушки волокна. У наиболее высоких сортов длина волокна наибольшая. Например, сорта 0 марки ДВ—0-80 средняя длина волокна не менее 13,7 мм, а сорта 0 марки ДВ—0-55 13 мм, 1-го сорта марки ПРЖ—1-75 12,5 мм, марки ПРЖ—1-50 10,5 мм, у 2-го сорта марки П—2-30 8 мм, а марки П—2-15 7,5 мм.

У более низких сортов длина волокна не входит в показатели ГОСТа. Всего выделяют восемь сортов (с 0 по 7). Наиболее длинноволокнистый асбест повышенного качества относят к текстильному, несколько короче волокно у шиферного асбеста, еще короче у картонно-бумажного и самое короткое у цементно-строительного. Ориентировочная средняя длина волокна у асбеста 7-го сорта 0,7 мм. Антофиллит-асбест выпускается двух сортов АП—1-42 и АП—2-12. Для первого из них остаток на сите 1,35 мм составляет более 42%, для второго — более 12 %. При подсчете запасов антофиллит-асбестовых руд в России большое внимание уделялось содержанию волокна в классах +0,5 и +1,6 мм. Содержание промышленного волокна в асбестовых рудах от 1—2 до 15—20% и более.

Текстильные сорта асбеста используются для получения асбопряжи и ткани. Обычно при этом в асбестовые волокна добавляют 20—25% хлопка, а иногда (например, для тормозных лент) с асбестовыми нитями скручивают тонкую бронзовую проволоку. Асбестовая пряжа идет для изготовления уплотняющих прокладок, плетеных и тканевых набивок (асбестовых жгутов, шнуров, плетенок), дисков сцепления, электроизоляционных лент, тканей для турбогенераторов, асбестовых матрацев как теплоизоляционного материала, для паровых котлов, труб, холодильников и др., приводных ремней, спецодежды для пожарных команд и металлургов, асбофильтров и др.

Шиферные и картонно-бумажные сорта асбеста (длина волокна преимущественно 2—8 мм) идут на изготовление кровельного материала—шифера (15% асбеста и 85% цемента), асбоцементных труб (для канализации и водопроводов и других целей), асбестовых бумаг и картона (тепловая изоляция и др.), специальных пластмасс (например, из асбеста и бакелита) п т. д.

Асбесты цементно-строительной группы используются для получения асбоцементных изделий, асбошпал, асбестовой штукатурки, огнестойких красок, различных теплоизоляционных изделий, например, в смеси с диатомитом, трепелом (вулканит и др.), добавок в асфальт и т. д.

Кислотостойкие асбесты наряду с обычным использованием применяют для получения кислотостойких пластмасс (например, фаолита).

Асбесты с повышенной сорбцией (например, крокидолит-асбест) частично используются в картонах-фильтрах, сорбирующих радиоактивную пыль и газы. Маложелезистые асбесты применяются в электропромышленности для изоляционных изделий.

Различные типы асбестовых руд выделяются по текстурным и структурным данным. Например, среди руд хризотил-асбеста различают поперечно-, косо- и продольноволокнистые, а также руды без явно видимого асбеста (асбестмассы). Для ряда месторождений среди поперечноволокнистых руд можно выделить простые и сложные отороченные жилы, руды крупной и мелкой сеток, мелкопрожил, сложные жилы, руды в виде сетки серий из мелких жил и т. д.

Простые отороченные жилы (рис. 97, а) представлены прожилками асбеста, развитыми в ультрамафитах, причем от вмещающих пород прожилки отделены зоной серпентинизации (оторочкой). Нередко жила хризотил-асбеста разбивается на части просечкой — зонкой, состоящей из магнетита, серпентина и других минералов. Сложные отороченные жилы (рис. 97, б) представляют собой серию субпараллельных жил, обычно с более мощными жилами по периферии, также отделенными от вмещающих ультрамафитов зоной серпентинитов. Руды типа крупной сетки формируют сеть отороченных жил разной ориентировки в ультрамафитах, а мелкой сетки — в серпентинитах (рис. 97, е). Мелкопрожилом называют систему маломощных субпараллельных прожилков асбеста в серпентинитах (рис. 97, г) . Мощность отдельных жилок 0,5—2—3. мм, речке до 5—6 мм.

Сложные жилы — серии (из нескольких жил) субпараллельных более мощных жил в серпентинитах и серпентинитах с отдельными ядрами ультрамафитов. В сериях сложных жил нередко центральные жилы мощнее периферийных.

Очень тонкие («волосяные») прожилки хризотил-асбеста в серпентинитах называют просечкой (так же, как и зонки магнетита и других минералов, разделяющие мощные жилы асбеста).

Руды антофиллит-асбеста по текстурным признакам делятся на массивные и жильные (продольно-, поперечно- и косоволокнистые), а массивные разделяются по структурным особенностям на столбчатые, звездчатые, пучковатые.

Среди месторождений асбеста ведущее место принадлежит хривотил-асбестовым. Месторождения асбеста распределены на земном шаре неравномерно. Большими запасами асбеста располагает Канада. Асбестовые месторождения имеются в России, ЮАР, КНР, США, Греции, Италии, Югославии, Зимбабве, Бразилии, Австралии, на Кипре, в Индии, Колумбии, Финляндии, Мексике, Мозамбике.

Рис. 97. Некоторые типы хризотил-асбеста:
а — простая отороченная шила, в центре жилы видна просечка;
б — сложная отороченная шила;
в — руда типа мелкой сетки;
г — руда мелкопрожильная.
1 — гарцбургит,
2 — серпентинит,
3 — хризотил-асбестовые жилки.