Месторождения каолина в бассейне реки Шаранта во Франции представляют собой глинистые отложения, образовавшиеся осадочным путем и затем ограниченные другими геологическими структурами.
Геологическая единица, называемая бассейном Шаранты, состоит из эоценовых и олигоценовых отложений, залегающих над карстовыми известняковыми образованиями кампана , на севере Аквитанского бассейна . Бассейн Шаранты назван в честь департаментов Шаранта и Приморская Шаранта . Каолиновые глины Шаранты относятся к этой в основном континентальной формации, часто называемой сидеролитовой , главный выход которой расположен на юге департамента Приморская Шаранта, в 56 километрах (35 милях) к северо-востоку от города Бордо. Карьеры разбросаны вдоль полосы длиной 32 км (20 миль), шириной 11 км (6,8 миль), проходящей с севера на юг.
Концентрации глины, имеющие экономическую ценность, состоят из последовательности глин, песков и гальки. Это месторождение ливневого потока, расположенное недалеко от извилистых рек, заложено в отложении песчано-глинистых материалов с переменным содержанием железа, происходящих от латеритного выветривания французских гранитов « Центрального массива » . [1] [ требуется цитирование ] [2] [ требуется цитирование ] [3] [ требуется цитирование ] Наличие многочисленных уровней, богатых лигнитом , указывает на то, что месторождение было сформировано в присутствии обильного органического вещества, что привело к важным педогенетическим и диагенетическим возможностям эволюции. Эти химические и минералогические эволюции (растворение–кристаллизация) допускают новое образование каолина и гиббсита , а также сульфида железа . [4] [ требуется цитирование ]
В своем основании, сильно переплетенные и имеющие форму каналов, эти отложения часто заполняют карстовые впадины, что приводит к образованию глиняных колодцев . Сопоставление особенностей иногда не объясняется с помощью законов осадконакопления, вероятно, в связи с явлениями постседиментационной деформации, в конечном итоге связанными с обрушением субстрата. [5] [ необходима цитата ] В верхней части серии отложения более регулярны, с боковыми расширениями до нескольких сотен метров.
Эти сложные геометрии, со структурами размером менее 20 метров, приводят к особенно сложным фазам распознавания, оценки и эксплуатации. В этой сложной геометрии следует отметить важные литологические изменения. Компания AGS использует не менее 24 кодов описания и 8 цветовых кодов для описания своих образцов. Эти классы подразделяются с учетом содержания органических веществ , железа , титана , калия , цвета и способности к течению. [ требуется цитата ]
Неопределенность в оценке тоннажа минеральных ресурсов или запасов руды зависит от ряда факторов, и неопределенность определения границ месторождения является одним из них. [6] [ необходима цитата ] В месторождениях с резкими контактами геометрия может быть относительно простой, тем не менее, всегда существует неопределенность, вызванная отсутствием информации и большой сеткой скважин. Как правило, эти границы определяются содержанием минерала, а не геологическими свойствами: границы месторождения выбираются на основе бортового содержания. Изменяя важный фактор бортового содержания, границы месторождения могут быть расширены или сужены. По этой причине, даже для месторождений с резкими границами, четкое определение бортового содержания и различие между рудой и пустой породой из-за разбавления во время добычи, наличия промежуточного слоя и ограничения добычи селективным способом являются существенными. Однако в случае разработки мягких материалов добыча может осуществляться более избирательно, и будет легче учитывать геологические и геометрические ограничения. С другой стороны, иногда неопределенность оценки содержаний больше, чем неопределенность определения границ. Затем выполняется оценка в предопределенных границах. Можно представить, что анизотропия и структурная сложность месторождения обусловлены его геометрической формой, в то время как геометрические размеры месторождения помогают нам предположить его экономическую ценность. [ необходима цитата ]
Геометрические особенности могут появляться в вариографических исследованиях, и обычно они влияют или скрывают структуры распределения градаций. Наличие ряда почти однородных областей каолина, связанных вместе в зоны , создает эффект мозаики. Это явление обусловлено существованием периодических режимов оседания рек. Размер этих зон может влиять на форму вариограммы и увеличивать эффект самородка из-за высоких различий значений на краю зон . Эффект дырки является одним из других известных явлений, вызванных наличием двух или более отдельных линз с низкой разницей в градациях и форме. Таким образом, можно оценить расстояние между этими линзами.
Тири [7] [ требуется цитата ] упомянул, что фактическая геологическая обстановка отложений каолина не может быть объяснена только циклами транспортировки и седиментации. Он также заявил, что минералогические последовательности не могут быть интерпретированы без локальных геохимических преобразований. Кульбицкий доказал существование вермикулярных минералов (каолинита и диккита ), несовместимых с нормальными осадочными последовательностями.
Образования лигнита относительно часто встречаются в месторождениях глины Шаранта. Их толщина изменяется от нескольких дециметров в линзах до метрической шкалы в непрерывных формах. Эти органические материалы оказали некоторое влияние на слои отложений каолина. Некоторые из наблюдаемых влияний следующие: в образцах, собранных близко к этим органическим материалам, глины обычно не содержат слюдяных минералов, и особенно в окрестностях лигнита Кюизиан, каолинит очень хорошо упорядочен, и глина не содержит разбухающих глин с гидразином. Появление гиббсита всегда связано с этими хорошо упорядоченными каолинитами. Обычно появление гиперглиноземистых глин из-за существования гиббсита является одной из интересных тем в истории этих каолинов. Это вызывает много дискуссий о происхождении этого минерала. Существование гиббсита упоминалось в исследованиях Лангина и Хальма (1951), Кайера и Журдена (1956), Кульбицки (1956), Дюбрей и др. (1984) и Делине (1994). [ необходима цитата ]
Обычно месторождения каолина покрыты цветными последовательностями песка. В некоторых карьерах мы можем наблюдать красные, зеленые и иногда черные пески. Черный цвет может быть обусловлен наличием пирита и органических материалов. Иногда можно найти ископаемые деревья (плавающие ветви и стволы деревьев), а крупный размер гальки (несколько миллиметров) свидетельствует о высокой транспортировке энергии. Этот тип песка может оказывать некоторое влияние на выщелачивание минеральными и органическими кислотами, производимыми пиритом и органическими материалами, нижних месторождений каолина. Тири обнаружил, что обычно эти каолины содержат довольно хорошо упорядоченный каолинит. Очевидно, что уровень кристаллизации может контролировать технические свойства каолинита, а также структурные примеси. Высокоэнергетический ток может нарушить непрерывность отстоявшихся слоев каолина и снизить простоту методов оценки.
Гиббсит нестабилен в присутствии кварца и будет преобразован в минералы каолинита, поэтому гиббсит образовался после осаждения, и мы можем назвать его новообразованием гиббсита. [8] [ необходима цитата ] Теперь главный вопрос заключается в образовании гиббсита в середине каолинового ряда. Из-за pH выщелачивания может произойти растворение Al 2 O 3 или SiO 2 (профиль подзола или латерита). Первая теория пытается описать это с помощью профилей подзола: она предполагает выщелачивание кремнезема из минералов и, соответственно, образование гиббсита из выщелоченного каолина. Таким образом, мы должны найти гиперглиноземистые материалы, содержащие гиббсит, в нижнем ряду каолина. С другой стороны, вторая теория предлагает процедуру выщелачивания алюминия в очень кислой среде, в отложенных органических материалах (лигните) с глиной. Органические материалы могут ускорить растворение и транспортировку ионов алюминия с вмешательством органического комплекса. [9] [ необходима ссылка ] предложили следующие сценарии для этого растворенного алюминия.
Растворенный алюминий может транспортироваться с комплексом в менее кислую среду.
Эта теория сама по себе не может объяснить то, что наблюдается in situ в некоторых образцах месторождения «BD», где гиббсит был обнаружен в песчаных слоях, содержащих кварц.