Izvestiya of Saratov University.

Earth Sciences

ISSN 1819-7663 (Print)
ISSN 2542-1921 (Online)
Full text:
download
(downloads: 23)
Language: 
Russian
Heading: 
Geology
Article type: 
Article
UDC: 
552.57:553.612
DOI: 
10.18500/1819-7663-2023-23-4-272-283
EDN: 
PLEBOD

On the role of salty coals in kaolinite transformation into paragonite-type hydromica within the Donbass tonsteins

Autors: 
Korobov Aleksandr Dmitrievich, Saratov State University
Korobova Lyudmila Aleksandrovna, Saratov State University
Abstract: 

The character of kaolinite hydromicatization within the Donetsk Basin tonsteins in the course of metamorphism depends on the types of enclosing coals: either normal or salty ones. Alongside with terrigenous minerals within the coal-bearing masses and the fossil sea waters, indicator authigenous minerals from salty coals – halite and glauberite – should be specified as the sources of sodium and potassium for kaolinite hydromicatization. The conditions, most favorable for formation of the most stable phase of paragonite-type hydromica in kaolinite interlayers, arise within paralic formations over the areas of alkaline caustobioliths formation in the course of metamorphism. In the case when halite and glauberite from salty coals make the principal source of sodium, brammalite generation begins in matatonsteins during anthracite formation. The process goes on until feldspars and micas begin active supply of potassium into chloride Cl-Ca-Na brine. From this moment on, brammalite in clay interlayers is being rapidly replaced with illite. Eventually, association of paragonite and muscovite-type hydromicas arises within the clay interlayers. If the principal source of the alkaline elements responsible for kaolinite hydromicatization consists of terrigenous minerals from normal (nonsaline) coal-bearing masses (potassium feldspars, micas, plagioclases), exclusively illite develops within metatonsteins.

Key words: 
salty coals
tonstein
metamorphism
brammalite
paragonite
Reference: 
  1. 1. Попов А. А. Синтез мусковита и парагонита при температурах 350–500°С // Геохимия. 1967. № 10. С. 1064–1070.
  2. Зарицкий П. В. Превращение каолинита в гидрослюду в тонштейнах Донбасса // Минералогический журнал. 1987. Т. 9, № 3. С. 54–64.
  3. Лескевич И. Е., Савчук С. В. Каолинит в нижнекарбоновых углях Западного Донбасса // Доклады АН СССP. 1961. Т. 137, № 5. С. 1206–1208.
  4. Зарицкий П. В. Так называемые тонштейны в угольных пластах Донбасса и их генезис // Доклады АН СССP. 1967. Т. 177, № 2. С. 422–425.
  5. К вопросу о генезисе углей с повышенным содержанием натрия / А. И. Егоров, М. Н. Егорова, Л. Я. Кизильштейн, В. В. Гальчиков, Ю. А. Федоров // Ресурсы твердых горючих ископаемых, их увеличение и комплексное рациональное использование в народном хозяйстве : VII Всесоюзное угольное совещание : тезисы докладов. Ростов н/Д, 1981. С. 374–376.
  6. Иванова А. В., Пожидаев С. Д. К вопросу о соленых углях Донбасса // Угольные бассейны и условия их формирования : VI Всесоюзное геологическое угольное совещание : тезисы докладов : в 2 частях. Львов, 1980. Ч. 1. С. 109–110.
  7. Кизильштейн Л. Я., Гальчиков В. В., Лосева А. Ф., Смахтин Л. А. Угли с повышенным содержанием щелочей в Донецком бассейне // Угольные бассейны и условия их формирования : VI Всесоюзное геологическое угольное совещание : тезисы докладов : в 2 частях. Львов, 1980. Ч. 2. С. 30–32.
  8. Пожидаев С. Д., Грицай Р. А., Иванова А. В. О генезисе соли в углях Западного Донбасса // Угольные бассейны и условия их формирования : VI Всесоюзное геологическое угольное совещание : тезисы докладов : в 2 частях. Львов, 1980. Ч. 2. С. 100–101.
  9. Клер В. Р., Дик Э. П., Жаров Ю. Н. Изучение соленых углей // Разведка и охрана недр. 1987. № 2. С. 30–34.
  10. Иванова А. В., Кривега Т. А. Соленые угли Западного Донбасса. Киев : Наукова думка, 1985. 123 с.
  11. Кизильштейн Л. Я., Вялов В. И., Гальчиков В. В. Распределение натрия в углях северной части Донецкого бассейна // Известия вузов. Геология и разведка. 1983. № 2. С. 70–77.
  12. Кизильштейн Л. Я., Гальчиков В. В., Федоров Ю. А. Натрий и калий в микрокомпонентах углей Северного Донбасса // Химия твердого топлива. 1983. № 4. С. 36–42.
  13. Коробов А. Д., Коробова Л. А. Метаморфизм угленосных толщ и гидротермально-метасоматические фации межугольных терригенных пластов // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. 2021. № 11. С. 52–62.
  14. Холодов В. Н. Геохимия осадочного процесса. Москва : ГЕОС, 2006. 608 с. (Труды ГИН РАН. Вып. 574).
  15. Зарицкий П. В. Межугольные каолинитовые прослои Донецкого бассейна // Литология и полезные ископаемые. 1977. № 6. С. 134–139.
  16. Зарицкий П. В. Изменение химико-минерального состава межугольных прослоев (тонштейнов) в зависимости от степени метаморфизма вмещающих углей // Геологический журнал. 1983. Т. 43, № 1. С. 59–66.
  17. Сапрыкин Ф. Я., Клер В. Р., Кулачкова А. Ф. Геохимические особенности концентрации редких элементов в различных фациальных типах отложений угленосных формаций // Угленосные формации и их генезис. Москва : Наука, 1973. С. 126–138.
  18. Таранушич Ф. Ф. Элементы – примеси в углях Восточного Донбасса // Литология и полезные ископаемые. 2003. № 1. С. 97–104.
  19. Иванова А. В. Геолого-генетические факторы засоления углей Западного Донбасса // Доклады АН УССP. Серия Б. 1983. № 1. С. 12–17.
  20. Иванова А. В. Петрохимические факторы засоления углей Западного Донбасса // Доклады АН УССP. Серия Б. 1983. № 4/6. С. 6–9.
  21. Иванова А. В. Соленые угли Украины // Литология и полезные ископаемые. 2004. № 3. С. 298–303.
  22. Кизильштейн Л. Я., Федоров Ю. А., Лутохин А. Г., Гальчиков В. В. Натрий в углях Донбасса // Разведка и охрана недр. 1984. № 2. С. 33–36.
  23. Ковалев К. Е., Шендрик Т. Г., Крыпина Л. М. Рентгеноструктурные исследования соленых углей Новомосковского месторождения Западного Донбасса // Физико-химическая активизация углей. Киев : Наукова думка, 1989. С. 64–69.
  24. Симонова В. В., Шендрик Т. Г. Минеральные компоненты соленых углей и их превращение в окислительных условиях // Химия твердого топлива. 1995. № 6. С. 81–87.
  25. Зарицкий П. В. Межугольные каолинитовые прослои («тонштейны») Донбасса // Записки Всесоюзного минералогического общества. Вторая серия. 1970. Ч. 99, вып. 5. С. 619–625.
  26. Карпова Г. В. Глинистые минералы и их эволюция в терригенных отложениях. Москва : Недра, 1972. 174 с.
  27. Попов А. А. Калий и натрий в природных мусковитах и парагонитах // Труды минералогического музея АН СССP. 1969. Вып. 19. С. 61–69.
  28. Зарицкий П. В. О гидрослюдизации каолинитовых прослоев // Доклады АН СССP. 1973. Т. 210, № 2. С. 438–440.
  29. Дриц В. А., Коссовская А. Г. Глинистые минералы: слюды, хлориты. Москва : Наука, 1991. 178 с.
  30. Белоусова В. Т. Эпигенетические изменения песчаников свит С6 2 и С7 2 Донецкого бассейна // Вопросы метаморфизма углей и эпигенеза вмещающих пород. Ленинград : Наука, 1968. С. 238–251.
  31. Зарицкий П. В. К вопросу об изменении состава межугольных прослоев (тонштейнов) при переходе от каменных углей к антрацитам // Осадочные породы и руды. Киев : Наукова думка, 1984. С. 97–102.
  32. Грим Р. Э. Минералогия и практическое использование глин. Москва : Мир, 1967. 603 с.
  33. Бриллинг И. А. Влияние температуры и давления на фильтрационные свойства глин // Связанная вода в дисперсных системах. Москва : Издательство Московского университета, 1977. Вып. 4. С. 130–135.
  34. Гольдберг В. М., Скворцов Н. П. Влияние температуры и минерализации подземных вод на проницаемость глинистых водоупоров // Гидрогеология. Инженерная геология и строительные материалы. Москва : Наука, 1980. С. 73–77.
  35. Сыроватко М. В. Гидрогеология и инженерная геология при освоении угольных месторождений. Москва : Госгортехиздат, 1960. 500 с.
  36. Зайцев И. К. Вопросы классификации и генезиса промышленных вод и рассолов // Труды научнотехнического совещания по гидрогеологии и инженерной геологии. Вып. 2. Минеральные, термальные и промышленные воды. Москва : Недра, 1968. С. 152–164.
  37. Карпова Г. В. О парагонитовых гидрослюдах в терригенных породах Большого Донбасса // Доклады АН СССP. 1966. Т. 171, № 2. С. 443–445.
  38. Бобровник Д. П. Гидропарагонит в аргиллитах визейского и нижненамюрского ярусов ЛьвовскоВолынского каменноугольного бассейна // Минералогический сборник Львовского государственного университета. 1977. № 31, вып. 1. С. 81–84.
  39. Валяшко М. Г. Геохимия и генезис рассолов Иркутского амфитеатра. Москва : Наука, 1965. 159 с.
  40. Хелгесон Г. К. Комплексообразование в гидротермальных растворах. Москва : Мир, 1967. 273 с.
  41. Карпова Г. В. О мусковитовых гидрослюдах в угленосных полифациальных отложениях // Литология и полезные ископаемые. 1967. № 6. С. 15–27.
  42. Соляков И. П. Водоносные горизонты каменноугольных отложений // Гидрогеология СССР : в 7 томах. Т. 6. Донбасс. Москва : Недра, 1971. С. 84–103.
  43. Куковский Е. Г., Мовчан Н. П., Шевченко В. И., Щербань И. П. Роль натрия в процессе гидротермальной аргиллизации вмещающих пород Славянского ртутного месторождения в Донбассе // Доклады АН УССР. Серия Б. 1982. № 3. С. 18–21.
Received: 
04.09.2023
Accepted: 
18.10.2023
Published: 
25.12.2023