Ганистер (или иногда ганнистер [1] ) — это твёрдый, мелкозернистый кварцевый песчаник , или ортокварцит [2] , используемый в производстве силикатного кирпича, обычно применяемого для футеровки печей. Ганистеры сцементированы вторичным кремнезёмом и обычно имеют характерный занозистый излом.
Корнуольские шахтеры изначально придумали этот термин для твердых, химически и физически инертных кварцевых песчаников, сцементированных кремнием, которые обычно, но не всегда, встречаются как морские земли в английских угольных мерах карбона. Этот термин теперь используется для похожих кварцевых песчаников, которые обычно встречаются как морские земли в угольных мерах карбона Новой Шотландии , США, и триасовых угленосных пластах Сиднейского бассейна в Австралии . [3] [4] [5]
Там, где ганистер залегает под углем в качестве морской земли, он обычно пронизан многочисленными корневыми следами. Эти корневые следы обычно состоят из углеродистого материала. Ганистеры, которые содержат обилие ископаемых корней, которые выглядят как тонкие углеродистые, карандашные полосы или отметины, называются «карандашными ганистерами». В других случаях корневые следы состоят из тонких, ветвящихся узелков, называемых « ризолитами », которые образовались вокруг корней до того, как они разложились. [2] [3]
Из детальных исследований ганистеров геологи [3] [4] [6] [7] пришли к выводу, что типичный ганистер — это окремненный поверхностный горизонт, т. е. горизонт E, погребенной почвы, называемой « палеосолью », образовавшейся в песчаных отложениях. Эти и другие исследования обнаружили, что ганистеры содержат многочисленные свидетельства того, что когда-то они были верхним горизонтом почвы , образовавшейся в суглинистых или песчаных отложениях. Доказательства включают некоторую комбинацию обугленных корней и корешков, ризолитов, иллювиальных глинистых кутанов, силкритоподобных кремнеземных цементов, а также выщелачивание и изменение песчаных отложений выветриванием и растениями. Эти исследования утверждают, что разрушение легко выветриваемых минералов, т. е. полевого шпата, в поверхностном горизонте почвы почвообразовательными процессами — это то, что создает богатую кварцем природу ганистеров. Цементация кремния, которая создает ганистер, обычно происходит в результате растворения растительного опала в почвенном профиле и его повторного отложения в качестве цемента кремния внутри него. Образование ганистеров наблюдалось в современных почвах, например, в дельте Окаванго в Ботсване. [5] [8]
Важным промышленным применением ганистера было формованное монолитное огнеупорное покрытие или кирпичная футеровка для кислотного конвертера Бессемера , сталелитейного процесса, разработанного в 1856 году в Шеффилде, Англия. Первоначально этот процесс не мог быть успешно использован другими сталелитейными заводами, кроме Бессемера, из-за его потребности в железной руде с низким содержанием фосфора. Это привело к разработке основного процесса Бессемера или процесса Гилкриста-Томаса , в котором вместо кремнистого ганистера использовалась кальцинированная доломитовая футеровка. Эта щелочная футеровка с известковым флюсом реагировала с расплавленным железом, образуя шлак, который удалял примеси фосфора. [9] [10]