Польові шпати — найпоширеніші мінерали силікатного класу
Польовий шпат є одним з найважливіших породоутворюючих мінералів земної кори, що належить до класу силікатів та складають близько 60% земної кори. Вони зустрічаються у магматичних , метаморфічних та осадових породах у всіх частинах світу. Вони належать до алюмосилікатів калію, натрію та кальцію, формуючи складні ізоморфні ряди й різновиди, серед яких найвідоміші ортоклаз, мікроклін, альбіт та анортит.
Більша частина континентальної кори Землі складається з магматичних порід, таких як граніт , діорит і гранодіорит. Польові шпати також є важливими складовими габро та базальту , які є основними типами гірських порід в океанічній корі Землі. У міру вивітрювання та метаморфізації магматичних порід мінерали польового шпату стають компонентами осадових та метаморфічних порід.
Назва польового шпату пов’язана, з одного боку, з грецьким “спате” пластина, а з іншого з постійними знахідками в польових умовах. Сам термін використовується із середини XVIII ст.
Корунд входить до переліку корисних копалин загальнодержавного значення, затвердженого постановою Кабінету Міністрів України від 12 грудня 1994 р. № 827, як сировина скляна та форфорово-фаянсова.
Перелік корисних копалин загальнодержавного значення
Ознайомтесь з повним класифікованим списком корисних копалин України
Перейти до перелікуФізичні властивості
Мінерали польового шпату мають різноманітні фізичні властивості, які роблять їх легко впізнаваними та корисними для різноманітних застосувань. Деякі з основних фізичних характеристик:
- Колір: Мінерали польового шпату мають різні кольори, включаючи білий, рожевий, червоний, помаранчевий, жовтий, зелений, синій і сірий. Конкретний колір залежить від виду польового шпату і наявності домішок або включень.
- Глянець: Польовий шпат зазвичай має склоподібний (склоподібний) або перламутровий блиск, що надає йому блискучого вигляду під час полірування.
- Твердість: Польовий шпат має твердість 6–6,5 за шкалою Мооса, що робить його досить твердим і міцним, придатним для різноманітних промислових застосувань.
- Розпад: мінерали польового шпату мають два напрямки ідеальної спайності, які перетинаються або майже перетинаються під кутом 90 градусів. Цей характерний малюнок розщеплення корисний для ідентифікації польового шпату в польових умовах і в ручних зразках.
- Прозорість: Польовий шпат може бути прозорим, напівпрозорим або непрозорим, залежно від конкретного мінералу та наявності домішок або включень.
Однією з найяскравіших особливостей деяких мінералів польового шпату, особливо лабрадориту та місячного каменю, є їхня гра кольору, або ефект Шиллера. Це оптичне явище, відоме як лабрадоресценція або адуляресцеценція, створює приголомшливе відображення кольорів, коли світло взаємодіє з внутрішньою структурою кристала.
Утворення польового шпату
Мінерали польового шпату утворюються в різних геологічних середовищах, включаючи вивержені, метаморфічні та осадові породи. Вони кристалізуються з магми як в інтрузивних, так і в екструзивних магматичних породах, а також важливі в метаморфічних породах, таких як гнейс і сланці. Польовий шпат також зустрічається в осадових породах, таких як пісковики та конгломерати.
Група польових шпатів поділяється на дві основні підгрупи: лужні польові шпати та плагіоклазові польові шпати. Лужні польові шпати, до складу яких входять такі мінерали, як ортоклаз, мікроклін і санідин, багаті калієм і натрієм. Плагіоклазові польові шпати, до складу яких входять такі мінерали, як альбіт, анортит і лабрадорит, багаті кальцієм і натрієм. Дуже рідко зустрічаються цельзінові (калієво-барієві) польові шпати, деякі мінерали мають ніжно кремовий колір, тому вони мають колекційне значення.
Плагіоклази, переважно кальцієві, є основними породоутворюючими мінералами магматичних і багатьох метаморфічних порід. У магматичних породах спочатку кристалізуються плагіоклази, багаті на анортитовий компонент (An), а потім утворюються більш кислі (багаті на кремнезем) різновиди. У таких випадках часто формуються зональні кристали. Деякі магматичні породи майже повністю складаються з плагіоклазу (анортозит та інші). У пегматитових жилах часто зустрічається альбіт, який утворюється за рахунок перекристалізації інших плагіоклазів, особливо натрієвмісних і калієвих польових шпатів. У гідротермальних умовах і при вивітрюванні плагіоклази змінюються на каолінові мінерали й серицит. Плагіоклази, багаті на анортитовий компонент, руйнуються швидше, ніж кислі різновиди; альбіт є більш стійким.
Калієві польові шпати — головні породоутворюючі мінерали кислих магматичних порід (граніти, сієніти, гранодіорити тощо), а також деяких широко поширених метаморфічних порід (гнейси). У гнейсах переважає низькотемпературний мікроклін, тоді як у магматичних породах плутонічного типу присутній ортоклаз, а у вулканічних — санідин.
Ортоклаз і мікроклін, разом із кварцом і мусковітом, є головними мінералами пегматитів. Якщо в них присутній берил, мікроклін може бути збагачений берилієм, який, подібно до алюмінію, здатний заміщати атоми кремнію. Для пегматитів характерні проростання ортоклазу (мікрокліну) з кварцом, відомі як «писаний граніт», що є продуктом перекристалізації евтектичного магматичного розплаву.
Порівняно з плагіоклазами, калієві польові шпати більш стійкі до руйнування, проте можуть заміщуватися альбітом, утворюючи «метасоматичний пертит». У гідротермальних умовах і при вивітрюванні вони змінюються на мінерали групи каоліну.
Добре відомі родовища калієвих польових шпатів у Норвегії, Швеції, на Мадагаскарі, на території Ільменського заповідника та в багатьох пегматитових проявленнях Південного Уралу. Також вони зустрічаються у штаті Мен (США) та в інших регіонах.
Джерела та родовища польовошпатової сировини
Найважливішими джерелами польовошпатової сировини є гранітні пегматити, граніти, нефелінові сієніти, кислі вулканічні породи, польовошпатові піски та пісковики, кори вивітрювання, лужні каоліни й відходи збагачення каолінів. Традиційно найбільше значення мають пегматити, які здавна використовувалися завдяки великим кристалам, що легко відокремлюються. Незважаючи на зменшення їх частки у видобутку, вони залишаються важливими, особливо так звані «керамічні пегматити», відомі в багатьох регіонах світу — Америці, Африці, Азії, Австралії та Європі.
Велику роль відіграють також лужні каоліни, що формуються внаслідок метасоматичних перетворень інтрузивних порід і вважаються перспективним джерелом висококалієвої сировини. У процесі їх формування видаляються домішки, шкідливі для кераміки, і накопичується калій. Такі породи (мікроклінвмісні каоліни) відзначаються високою якістю та придатні для виробництва шихт.
Окрім пегматитів і каолінів, значення мають різні гранітоїди та лужні породи, як свіжі, так і змінені (альбітити, апліти, нефелінові сієніти тощо). Відомі родовища — Такоб (Таджикистан), Режик (Урал), Аскоран (Казахстан), Лянгар (Узбекистан), Кире-Кей (Туреччина), Блу-Маунтин (Канада), Кольський півострів (Росія), острів Сьорне (Норвегія) та інші. Каолінізовані інтрузиви розробляються також у Великій Британії, Польщі та Росії. Запаси поділяються за масштабами на унікальні, великі, середні, дрібні та дуже дрібні.
Запаси польових шпатів в Україні
Україна має значний потенціал у сфері польовошпатової сировини, проте за видобутком займає лише 39‑е місце у світі.
Запаси польовошпатової сировини України становлять 9,1 млн т (враховано 8 родовищ). У промисловій розробці перебувають 3 пегматитові (Житомирська, Запорізька, Рівненська обл.) та 1 мікрогранодіоритове (Закарпаття) родовища з річним видобутком близько 13 тис. т.
Головні геолого-промислові типи родовищ: гранітні пегматити, каоліни, гранітоїди, нефелінові сієніти, польовошпатові піски та пісковики, а також нетрадиційні та техногенні джерела сировини. Загалом на Українському щиті виявлено близько 20 тис. проявів пегматитів у межах 67 полів.
Використання сировини
Польовий шпат і пегматит широко використовуються в керамічній, фарфоро-фаянсовій, скляній, електротехнічній, абразивній промисловості та при виробництві електродів. Найбільшими споживачами є керамічна (понад 40%) та скляна промисловість (понад 50%).
У кераміці шпат забезпечує спікання мас, а для електрокераміки та фарфору застосовують переважно гігантозернисті мікроклінові пегматити. Найсуворіші вимоги ставляться до сировини для ізоляторів.
У склоробстві потрібні калієві шпати: вони підвищують в’язкість і хімічну стійкість скла та додають блиск. Аl₂O₃ зменшує теплове розширення й підвищує міцність, тоді як залізо є шкідливою домішкою.
Сировина також використовується у виробництві емалей, полив, абразивів. Найбільш придатними є калієві шпати (мікроклін, ортоклаз), які добре плавляться і формують щільний фарфор. Небажані домішки — залізовмісні мінерали, що знижують білизну й ізоляційні властивості.
Загалом скляна промисловість споживає до 2/3 світових запасів шпату, решта йде на кераміку. Щорічне світове використання перевищує 3 млн т, з них половина припадає на США.
ПРОЙДЕМО РАЗОМ ШЛЯХ ВІД ІДЕЇ ДО ВИДОБУВАННЯ
Теоретичні знання з геології, мінералогії та оцінки ресурсів — лише початок. Щоб реалізувати потенціал родовища, потрібна чітка послідовність дій: від правових процедур до польових робіт і видобутку.
Нижче — покроковий шлях, який ми допомагаємо пройти на практиці.
Пов’язані матеріали
Більше публікацій про корисні копалини, способи видобутку та практичне використання ресурсів.
Цирконій і гафній. Властивості та поширення
Гафній і цирконій — це стратегічно важливі метали, які завдяки своїм унікальним фізико-хімічним властивостям
Плагіограніт. Інтрузивна порода як свідок глибинних процесів планети
Плагіограніт — інтрузивна порода, що відображає процеси магматичної диференціації та формування океанічної кори.
Палигорськіт. Унікальні властивості породи та її поширення
Палигорськіт — волокнистий глинистий мінерал із високими адсорбційними властивостями, який утворюється у відкладах теплого мілководдя.


