Сапо­ніт. Хара­кте­ри­сти­ка, поши­ре­н­ня, засто­су­ва­н­ня

Сапо­ніт — амор­фний міне­рал, схо­жий на мон­тмо­ри­ло­ніт. Його стру­кту­ра пред­став­ле­на у вигля­ді луска­тих, зем­ли­стих, гли­но­по­ді­бних щіль­них мас, а також воло­кни­стих агре­га­тів, сфе­ро­лі­тів і зрід­ка неве­ли­ких ста­ла­кти­тів. У воло­го­му ста­ні він м’я­кий і жир­ний на дотик, у сухо­му — утво­рює щіль­ну пори­сту масу. Для міне­ра­лу хара­ктер­на доско­на­ла спай­ність по пло­щи­ні (001).

Сапо­ніт вхо­дить до пере­лі­ку кори­сних копа­лин загаль­но­дер­жав­но­го зна­че­н­ня затвер­дже­но­го поста­но­вою Кабі­не­ту Міні­стрів Укра­ї­ни від 12 гру­дня 1994 р. № 827, як сиро­ви­на агро­хі­мі­чна та сиро­ви­на для виро­бни­цтва міне­раль­них пігмен­тів.

Фізико-хімічні властивості

Сапо­ні­ти (магні­є­ві сме­кти­ти) — це гру­па трьо­хо­кта­е­дри­чних тон­ко­дис­пер­сних шару­ва­тих силі­ка­тів і алю­мо­си­лі­ка­тів стру­ктур­но­го типу 2:1. Вони нале­жать до мон­тмо­ри­ло­ні­то­вої гру­пи, де Al³⁺ май­же пов­ні­стю замі­ще­ний магні­єм у окта­е­дри­чній сітці міне­ра­лу, а Si⁴⁺ у тетра­е­дри­чній сітці час­тко­во замі­ще­ний Al³⁺. Сапо­ні­ти хара­кте­ри­зу­ю­ться роз­бу­ха­ю­чою стру­кту­рою та висо­ки­ми сорб­цій­ни­ми вла­сти­во­стя­ми.

Хімі­чна фор­му­ла Mg3[(OH)2|Al0,33Si3,67O10]•nH2O.
При­бли­зний склад сапо­ні­ту: SiO2 — 39,6–54,7%, Al2O3 — 3,9–10,2%, MgO — 15,8–33,3%, Fe2O3 — 0,2–12,0%, FeO — 0–7,8%, CaO — 0–2,9%, Na2O — 0–0,7%, K2O — 0–0,3%, TiO2 — 0–0,4%, MnO — 0–0,3 H2O + (стру­ктур­на вода OH) — 4,2–12,0, H2O-(гідратаційна вода) — 7,2–17,4.

Колір сапо­ні­то­вих глин варі­ю­є­ться від жов­ту­ва­то­го до буро­го або сіру­ва­то-зеле­но­го, а злам нерів­ний.
За дани­ми лабо­ра­тор­них дослі­джень вияв­ле­но насту­пні фізи­чні вла­сти­во­сті:

• дій­сна пито­ма вага: 2,65- 2,97 г/см3,
• сере­дня густи­на — 1876–2160 кг/м3,
• пла­сти­чність — 28,4
• твер­дість за шка­лою Моо­са — 1,5 – 2,5,
• пори­стість — 23,13–36,82%,
• водо­по­гли­на­н­ня — 11,79–25,01%,
• воло­гість — 23,33%,
• вогне­трив­кість — 1280–1300°С,
• кое­фі­ці­єнт роз­ри­хле­н­ня — 1,67.

Сапо­ні­то­ві й сапо­ні­тов­мі­сні поро­ди скла­да­ю­ться пере­ва­жно з шару­ва­тих алю­мо­си­лі­ка­тів. Основ­ний поро­до­утво­рю­ю­чий міне­рал — три­о­кта­е­дри­чний сме­ктит-сапо­ніт. У неве­ли­ких кіль­ко­стях при­су­тні діо­кта­е­дри­чний сме­ктит (до 7–10%), аналь­цим (до 35% у нижньо­му гори­зон­ті, 3–8% у верх­ньо­му), а також каль­цит, гема­тит, кварц, ана­таз і хло­рит.

Поширення сапоніту

Упер­ше про­ми­сло­ві покла­ди сапо­ні­то­вої сиро­ви­ни були вияв­ле­ні на тере­нах Укра­ї­ни в 70-тих роках мину­ло­го сто­лі­т­тя на захі­дно­му схи­лі Укра­їн­сько­го щита, де сапо­ні­то­ві гли­ни утво­рю­ють бен­то­ні­то­ву про­він­цію. Тут вони при­уро­че­ні до кори виві­трю­ва­н­ня базаль­то­вих туфів волин­ської серії вен­ду.

У Хмель­ни­цькій обла­сті роз­ві­да­но чоти­ри родо­ви­ща сапо­ні­то­вих глин: Ташківське‑І, Ташків­ське-ІІ, Радо­шів­ське і Вар­ва­рів­ське, загаль­ні запа­си яких оці­ню­ю­ться в межах 10–20 млн тонн. Видо­бу­ток сапо­ні­ту вже здій­сню­є­ться на одно­му з родо­вищ неве­ли­ким кар’єром, а про­ду­кція пере­ро­бля­є­ться у місті Сла­ву­та.

Сапо­ні­то­ві й сапо­ні­тов­мі­сні поро­ди Вар­ва­рів­сько­го родо­ви­ща пред­став­ле­ні в основ­но­му висо­ко дис­пер­сним гли­ни­стим міне­ра­лом. У верх­ньо­му гори­зон­ті (гли­би­на 20–40,9 м) сапо­ні­то­ва поро­да має бурий або тем­но-бурий колір, у сухо­му ста­ні роз­ри­хле­на, іно­ді сипка, з тон­ки­ми ущіль­не­ни­ми гори­зон­таль­но-шару­ва­ти­ми про­шар­ка­ми зеле­ну­ва­тих і сві­тло-сірих тонів. У нижньо­му гори­зон­ті (гли­би­на 40–70 м) поро­ди щіль­ні, моно­лі­тні, з тем­но-бурим забарв­ле­н­ням і рако­ви­стим зла­мом.

Оцін­ка яко­сті сапо­ні­ту Вар­ва­рів­сько­го родо­ви­ща і спи­ра­є­ться на вимо­ги галу­зе­вих техні­чних умов, затвер­дже­них голо­вою Дер­жав­но­го депар­та­мен­ту вете­ри­нар­ної меди­ци­ни Міні­стер­ства аграр­ної полі­ти­ки Укра­ї­ни, заре­є­стро­ва­них у Хмель­ни­цько­му дер­жав­но­му цен­трі стан­дар­тів, метро­ло­гії та сер­ти­фі­ка­ції за №102/000952 — ТУ У 24.4–13973968-003‑2003 «Боро­шно сапо­ні­то­ве «Сапо­корм». Згі­дно з техні­чни­ми умо­ва­ми сапо­ні­то­ве боро­шно вико­ри­сто­ву­є­ться у тва­рин­ни­цтві та пта­хів­ни­цтві як міне­раль­на при­ро­дна про­фі­ла­кти­чно-ліку­валь­на домі­шка до кор­му, сти­му­ля­тор росту і оздо­ров­ле­н­ня тва­рин та пти­ці, а також як сор­бент.

Згі­дно з літо­ло­гі­чним роз­рі­зом, Вар­ва­рів­ське родо­ви­ще пред­став­ле­но таки­ми шара­ми:

• Покрив­ний шар — вапня­ки, вапня­ко­ві піско­ви­ки (до 0,6 м);
• Бен­то­ні­то­ві поро­ди (4,5–6 м);
• Кре­м’я­ни­сті поро­ди (до 1–1,5 м);
• Сапо­ні­то­вий шар (до 70–80 м).

За ана­ло­гі­єю з Вар­ва­рів­ським родо­ви­щем кори­сна копа­ли­на Ташківської‑1 ділян­ки пред­став­ле­на пла­сто­по­ді­бним покла­дом аргі­лі­то­по­ді­бних сапо­ні­то­вих глин бабин­ської сві­ти вен­ду, при­уро­че­них до кори виві­трю­ва­н­ня базаль­то­вих туфів бере­сто­ве­цько­го гори­зон­ту волин­ської серії нижньо­го кем­брію, щіль­них, з гар­но збе­ре­же­ни­ми стру­ктур­ни­ми озна­ка­ми улам­ків туфо­ге­них порід, кори­чне­во­го, чер­во­но-кори­чне­во­го, зеле­ну­ва­то­го і сіро­го кольо­ру, тон­ко­ша­ру­ва­тої текс­ту­ри, поту­жні­стю від 17,0 до 40,3 м. До роз­крив­них порід від­не­се­ні крей­дя­ні від­кла­ди, пред­став­ле­ні жов­на­ми кре­ме­ню, зце­мен­то­ва­ни­ми піща­но-гли­ни­стим мате­рі­а­лом, хал­це­до­но­лі­ти, четвер­тин­ні піски та грун­то­во-рослин­ний шар загаль­ною сере­дньою поту­жні­стю 18,4 м.

Застосування сапоніту

Сапо­ніт, зба­га­че­ний таки­ми хімі­чни­ми еле­мен­та­ми, як алю­мі­ній, каль­цій, залі­зо, водень, магній, кисень, титан, мар­га­нець, натрій, калій та фосфор, має широ­кий спектр засто­су­вань у сіль­сько­му госпо­дар­стві та про­ми­сло­во­сті. Зав­дя­ки сво­їм вла­сти­во­стям він вико­ри­сто­ву­є­ться для міне­раль­ної під­го­дів­лі тва­рин, як кон­сер­вант зеле­них кор­мів, а також як мелі­о­рант кор­мів. Сапо­ніт також ефе­ктив­ний для рекуль­ти­ва­ції земель, забру­дне­них радіо­ну­клі­да­ми.

Магні­є­вий різно­вид сапо­ні­то­вих глин, також відо­мий як бен­то­ні­то­ві гли­ни, широ­ко засто­со­ву­є­ться у понад 80 галу­зях госпо­дар­ства роз­ви­не­них кра­їн. Вони є важли­вою скла­до­вою між­на­ро­дних екс­порт­но-імпорт­них опе­ра­цій, що свід­чить про їхню висо­ку еко­но­мі­чну цін­ність. Укра­ї­на, напри­клад, має потре­бу в сапо­ні­то­вій сиро­ви­ні понад 4 млн тонн щоро­ку, з яких 3 млн тонн необ­хі­дні лише для тва­рин­ни­цтва.

Сапо­ні­то­ві гли­ни можуть слу­гу­ва­ти при­ро­дни­ми добри­ва­ми, які спри­я­ють під­ви­щен­ню вро­жа­їв куку­ру­дзи, пше­ни­ці, жита та інших зер­но­вих куль­тур. Зокре­ма, висо­кий вміст магнію у сапо­ні­ті і його ней­тра­лі­зу­ю­чі вла­сти­во­сті дозво­ля­ють сут­тє­во під­ви­щи­ти вро­жай­ність дер­но­во-підзо­ли­стих ґрун­тів, що займа­ють зна­чну части­ну орних земель укра­їн­сько­го Поліс­ся.

Сапо­ніт і гла­у­ко­ніт можуть вико­ри­сто­ву­ва­ти­ся в годів­лі кур­чат-брой­ле­рів як добав­ки або ком­по­нен­ти ком­бі­кор­му в обся­зі 4–6% від загаль­ної маси кор­му. Засто­су­ва­н­ня цих при­ро­дних міне­ра­лів пози­тив­но впли­ває на трав­ну систе­му пти­ці, зокре­ма спри­яє під­ви­щен­ню засво­є­н­ня азо­ту кор­му на 1,0–1,3% і покра­щен­ню пере­трав­но­сті клі­тко­ви­ни. Зав­дя­ки сво­їм вла­сти­во­стям сапо­ніт і гла­у­ко­ніт спо­віль­ню­ють про­хо­дже­н­ня кор­му через шлун­ко­во-кишко­вий тракт, що дозво­ляє змен­ши­ти воло­гість кор­мо­вої маси в кише­чни­ку на 1,2–3,8%.

Крім того, ці міне­ра­ли мають пози­тив­ний вплив на фізіо­ло­гі­чний стан орга­ні­зму брой­ле­рів. Вони спри­я­ють збіль­шен­ню вмі­сту віта­мі­ну А в печін­ці на 33,4 мкг, під­ви­щу­ють рівень жир­них кислот у раціо­ні на 0,12–4,06% і збіль­шу­ють кон­цен­тра­цію гемо­гло­бі­ну в кро­ві. Як зазна­чає М.Ф. Кулик, впро­ва­дже­н­ня сапо­ні­ту та гла­у­ко­ні­ту в годів­лю сіль­сько­го­спо­дар­ської пти­ці спри­яє під­ви­щен­ню збе­ре­же­н­ня кур­чат-брой­ле­рів на 1,0–2,0%, їх живої маси на 0,9–7,4%, а також зни­жує витра­ти кор­му на оди­ни­цю при­ро­сту на 1,2–7,4%.

На осно­ві сапо­ні­то­вої сиро­ви­ни укра­їн­ські нау­ков­ці ство­ри­ли кор­мо­ву добав­ку під назвою «Фіста­шки», яка виро­бля­є­ться дослі­дним заво­дом Він­ни­цько­го НВО «Мін­до­бри­ва». Цей про­дукт широ­ко вико­ри­сто­ву­є­ться у тва­рин­ни­цтві для полі­пше­н­ня раціо­ну тва­рин і пта­хів.

У фар­ма­ко­ло­гії сапо­ніт вико­ри­сто­ву­ють як адсор­бент, агент, що під­ви­щує в’язкість, суспен­ду­ю­чий агент або емуль­га­тор, є кори­сним як стру­ктур­ний ком­по­нент у напів­твер­дих косме­ти­чних і меди­чних про­ду­ктах. А також при роз­роб­ці шлун­ко­во-кишко­вих рент­ге­нів­ських кон­тра­стних речо­вин і пре­па­ра­тів, при­зна­че­них для про­лон­го­ва­ної достав­ки у шлун­ко­во-кишко­вий тракт.