Квар­цит. Вла­сти­во­сті, гене­зис, поши­ре­н­ня та про­ми­сло­ве зна­че­н­ня

Квар­ци­ти — це мета­мор­фі­чна поро­да, яка більш ніж на 70% скла­да­є­ться з квар­цу. Вони утво­рю­ю­ться вна­слі­док пере­кри­ста­лі­за­ції квар­цо­вих піско­ви­ків під дією висо­ких тем­пе­ра­тур і тиску. Окрім квар­цу, до їх скла­ду вхо­дять домі­шки таких міне­ра­лів, як польо­ві шпа­ти, біо­тит, муско­віт, силі­ма­ніт, дистен, анда­лу­зит, магне­тит, гема­тит та інші. Ці ком­по­нен­ти впли­ва­ють на фізи­ко-хімі­чні вла­сти­во­сті квар­ци­тів, визна­ча­ю­чи їхню при­да­тність для різних галу­зей про­ми­сло­во­сті.

Квар­цит вхо­дить до пере­лі­ку кори­сних копа­лин загаль­но­дер­жав­но­го зна­че­н­ня затвер­дже­но­го поста­но­вою Кабі­не­ту Міні­стрів Укра­ї­ни від 12 гру­дня 1994 р. № 827, як сиро­ви­на вогне­трив­ка та сиро­ви­на для обли­цю­валь­них мате­рі­а­лів.

Зале­жно від скла­ду міне­ра­лів-домі­шок роз­рі­зня­ють моно­мі­не­раль­ні квар­ци­ти, польо­во­шпа­то­ві, слю­ди­сті, силі­ма­ні­то­ві, сери­ци­то­ві та інші різно­ви­ди. Квар­ци­то­по­ді­бні піско­ви­ки є пере­хі­дним різно­ви­дом між піско­ви­ка­ми та квар­ци­та­ми, в яких части­на зерен квар­цу збе­рі­гає свій пер­вин­ний кла­сто­ген­ний вигляд, а части­на зазна­ла мета­мор­фі­чної пере­кри­ста­лі­за­ції. Цемен­ту­ю­чий мате­рі­ал у таких поро­дах може бути пред­став­ле­ний квар­цо­вим, слю­дя­но-квар­цо­вим або хло­рит-сери­ци­то­вим цемен­том, що не пов­ні­стю зце­мен­то­вує міне­раль­ні зер­на, зали­ша­ю­чи їх час­тко­во віль­ни­ми. Через незна­чні від­мін­но­сті у скла­ді та стру­кту­рі квар­ци­ти та квар­ци­то­по­ді­бні піско­ви­ки часто об’­єд­ну­ють під загаль­ною назвою “квар­ци­ти”.

Генезис кварцитів

Фор­му­ва­н­ня квар­ци­тів від­бу­ва­є­ться у двох основ­них гео­ло­гі­чних умо­вах: регіо­наль­но­го та кон­та­кто­во­го мета­мор­фі­зму. У пер­шо­му випад­ку вони утво­рю­ю­ться в гли­бо­ких части­нах зем­ної кори, де піско­ви­ки або квар­цо­ві оса­до­ві поро­ди зазна­ють впли­ву висо­ких тем­пе­ра­тур і тиску. У про­це­сі пере­кри­ста­лі­за­ції зер­на квар­цу зро­ста­ю­ться між собою, утво­рю­ю­чи щіль­ну, моно­лі­тну стру­кту­ру.

Дру­гий меха­нізм — кон­та­кто­вий мета­мор­фізм — від­бу­ва­є­ться в зонах впли­ву магма­ти­чних інтру­зій. Висо­ка тем­пе­ра­ту­ра, що супро­во­джує про­ни­кне­н­ня магми, спри­чи­няє ущіль­не­н­ня та час­тко­ве пере­плав­ле­н­ня оса­до­вих квар­цо­вих порід. У таких умо­вах можуть фор­му­ва­ти­ся різно­ви­ди квар­ци­тів, що містять домі­шки польо­вих шпа­тів та інших міне­ра­лів.

Квар­ци­ти можуть місти­ти різні домі­шки, які потра­пи­ли до них на ста­дії фор­му­ва­н­ня. Напри­клад, при­су­тність гема­ти­ту або магне­ти­ту надає поро­ді чер­во­ну­ва­то­го або буро­го забарв­ле­н­ня, а висо­кий вміст силі­ма­ні­ту чи дисте­ну свід­чить про під­ви­ще­ний рівень мета­мор­фі­зму.

Промислове значення та застосування кварцитів

Квар­ци­ти є бага­то­ці­льо­вою міне­раль­ною сиро­ви­ною, яка широ­ко вико­ри­сто­ву­є­ться в чор­ній і кольо­ро­вій мета­лур­гії, будів­ни­цтві, хімі­чній та еле­ктрон­ній про­ми­сло­во­сті. Вони є основ­ною сиро­ви­ною для виро­бни­цтва дина­со­вих вогне­три­вів, феро­спла­вів та квар­ци­то-гли­ни­стих мас, що засто­со­ву­ю­ться для футе­ров­ки ста­ле­роз­лив­них ков­шів.

Зав­дя­ки висо­ко­му вмі­сту крем­не­зе­му квар­ци­ти вико­ри­сто­ву­ю­ться у виро­бни­цтві кри­ста­лі­чно­го крем­нію, який є важли­вим ком­по­нен­том для еле­ктрон­ної про­ми­сло­во­сті. Крім того, вони засто­со­ву­ю­ться як флю­со­ва сиро­ви­на в мета­лур­гії, спри­я­ю­чи утво­рен­ню шла­ків, які зв’язують неба­жа­ні домі­шки у виплав­ле­но­му мета­лі.

Щіль­ні моно­квар­ци­ти зна­хо­дять засто­су­ва­н­ня у хімі­чній про­ми­сло­во­сті, де їх вико­ри­сто­ву­ють для виго­тов­ле­н­ня кисло­то­трив­ких мате­рі­а­лів, а також як сиро­ви­ну для наса­док сір­ча­но­ки­слих башт. Також квар­ци­ти є сиро­ви­ною для отри­ма­н­ня крем­ні­єв­мі­сних спла­вів, таких як силу­мін (сплав алю­мі­нію з крем­ні­єм) і кар­бід крем­нію, який вико­ри­сто­ву­є­ться в абра­зив­ній та кера­мі­чній про­ми­сло­во­сті.

У буді­вель­ній галу­зі квар­ци­ти засто­со­ву­ють у вигля­ді сті­но­во­го, обли­цю­валь­но­го та рва­но­го каме­ню, а також як сиро­ви­ну для виго­тов­ле­н­ня спе­цще­бе­ню, буту та деко­ра­тив­них мате­рі­а­лів.

Родовища кварцитів в Україні

Укра­ї­на є одним із про­від­них виро­бни­ків квар­ци­тів у сві­ті, займа­ю­чи тре­тє місце за запа­са­ми після Росії та Казах­ста­ну, а за видо­бу­тком посту­па­ю­чись лише Росії. Основ­ні родо­ви­ща роз­та­шо­ва­ні в межах Укра­їн­сько­го щита (УЩ) та Дні­пров­сько-Доне­цької запа­ди­ни.

Загаль­ні балан­со­ві запа­си квар­ци­тів в Укра­ї­ні ста­нов­лять понад 181 млн тонн, з яких най­біль­ша час­тка при­па­дає на Жито­мир­ську область (140 млн тонн). Дні­про­пе­тров­ська область має понад 26 млн тонн квар­ци­тів, а Кіро­во­град­ська – близь­ко 15 млн тонн. Окре­мо виді­ля­є­ться родо­ви­ще квар­ци­то­по­ді­бних піско­ви­ків у Сум­ській обла­сті із запа­са­ми 9,7 млн тонн.

Нині в Укра­ї­ні роз­ро­бля­ю­ться три основ­них родо­ви­ща квар­ци­тів – Овру­цьке, Тов­ка­чів­ське та Мало­ске­лю­ват­ське.

Овру­цьке родо­ви­ще, роз­та­шо­ва­не в Жито­мир­ській обла­сті, є одним із най­ста­рі­ших і най­біль­ших родо­вищ квар­ци­тів. Воно екс­плу­а­ту­є­ться з 1936 року і має про­ду­ктив­ні запа­си роже­вих квар­ци­тів, що вико­ри­сто­ву­ю­ться у виро­бни­цтві дина­со­вих вогне­три­вів та феро­спла­вів. Щорі­чний видо­бу­ток тут ста­но­вить 2,3–2,5 млн тонн, з яких близь­ко 1,5–1,8 млн тонн вико­ри­сто­ву­є­ться у феро­сплав­ній про­ми­сло­во­сті. Поруч із ним зна­хо­ди­ться Тов­ка­чів­ське родо­ви­ще, звід­ки сиро­ви­на поста­ча­є­ться на Чер­во­но­ар­мій­ський дина­со­вий та Запо­різь­кий феро­сплав­ний заво­ди.

На Кіро­во­град­щи­ні роз­та­шо­ва­ні Мало­ске­лю­ват­ське та Іва­нів­ське родо­ви­ща, які містять висо­ко­які­сні квар­ци­ти з вмі­стом крем­не­зе­му до 99,5%. Вони є сиро­ви­ною для виро­бни­цтва феро­спла­вів, про­те не при­да­тні для виро­бни­цтва дина­су.

Окре­мо слід виді­ли­ти Бани­цьке родо­ви­ще в Сум­ській обла­сті, де роз­ві­да­ні вели­кі покла­ди квар­ци­то­пі­ско­ви­ків і квар­ци­тів, що вико­ри­сто­ву­ю­ться у виро­бни­цтві кри­ста­лі­чно­го крем­нію та феро­спла­вів. Родо­ви­ще роз­та­шо­ва­не у Шос­ткин­сько­му райо­ні Сум­ської обла­сті, у 20 км на пів­день від м. Глу­хів. Роз­роб­ку родо­ви­ща роз­по­ча­ли у 1890 р., а з 1928 р. його роз­ро­бля­ють як про­ми­сло­вий об’єкт. У 1958 р. сиро­ви­ну з цьо­го родо­ви­ща поча­ли вико­ри­сто­ву­ва­ти для виро­бни­цтва кри­ста­лі­чно­го крем­нію. Про­ду­ктив­на тов­ща квар­ци­то­ви­дних піско­ви­ків нале­жить до від­кла­дів буча­цької сві­ти (еоцен). Сере­дня поту­жність скла­дає 9 м. За які­стю сиро­ви­ни, родо­ви­ще уні­каль­не за вмі­стом крем­не­зе­му – 99–99,9%. Запа­си скла­да­ють 9,8 млн т, а пло­ща кар’єру ста­но­вить 20 га.

Менш які­сну сиро­ви­ну також видо­бу­ва­ють побли­зу сіл Хов­зів­ка та Руднє­во, вміст крем­не­зе­му скла­дає 65–68%. Схо­жим за кіль­кі­стю та які­стю запа­сів до Бани­цько­го родо­ви­ща є Мацків­ське родо­ви­ще квар­ци­то­пі­ско­ви­ків. Воно роз­та­шо­ва­не в 5 км на пів­ні­чний захід від Бани­цько­го родо­ви­ща. На родо­ви­щі вико­на­но попе­ре­дню роз­від­ку. Через скла­дні умо­ви і зби­тко­вість роз­роб­ки, його не реко­мен­ду­ва­ли для подаль­шої деталь­ної роз­від­ки.

Перспективи розвідки та видобутку

Укра­ї­на має зна­чні пер­спе­кти­ви у роз­ши­рен­ні видо­бу­тку квар­ци­тів, осо­бли­во у Жито­мир­ській та Кіро­во­град­ській обла­стях, де про­гно­зні ресур­си пере­ви­щу­ють 2,5 млрд тонн. Пер­спе­ктив­ні ділян­ки для гео­ло­го­ро­зві­ду­валь­них робіт роз­та­шо­ва­ні у райо­нах Овру­ча, Олев­ська, Приазов’я та Доне­цької обла­сті.

З огля­ду на зро­ста­н­ня попи­ту на крем­ній, феро­спла­ви та вогне­три­ви, подаль­ше осво­є­н­ня родо­вищ квар­ци­тів в Укра­ї­ні може спри­я­ти роз­ви­тку мета­лур­гій­но­го ком­пле­ксу, буді­вель­ної та еле­ктрон­ної про­ми­сло­во­сті. Вико­ри­ста­н­ня суча­сних мето­дів зба­га­че­н­ня та опти­мі­за­ція логі­сти­ки дозво­лять під­ви­щи­ти рен­та­бель­ність видо­бу­тку та екс­пор­ту квар­ци­тів на сві­то­вий ринок.