Актуальність роботи та огляд існуючих досліджень. Визначення генетичних умов та чинників утворення промислових родовищ вогнетривких глин є однією з важливих науково-практичних проблем сучасних досліджень. Наукова проблема полягає у побудові моделі процесу утворення покладів та реконструювання палеофаціальної обстановки для одержання залежності між генетичними факторами та якісними характеристиками вогнетривких глин.

      У вітчизняній та іноземній геологічній науці існує суперечність щодо питань утворення та мінерального складу вогнетривких глин, палеофаціальних та палеохімічних обставин їх накопичення, джерела теригенного матеріалу.

      Таке різноманіття рішень питання генезису вогнетривких глин свідчить про його неоднозначність і потребує більш детального аналізу.

      З практичної сторони проблема генезису вогнетривких глин тісно пов'язана з якістю вогнетривкої глини, а це в свою чергу –з економічною ефективністю геологорозвідувальних та видобувних робіт і набуває особливо важливого значення в сучасних умовах.

      Україна належить до держав із винятково багатими надрами і потужним мінерально-сировинним комплексом. Зараз технічний потенціал країни визначається рівнем розвитку металургії, що утворює матеріальну базу для прискорення технічного прогресу. Гірничо-металургійний комплекс України на даний момент забезпечує близько 27% товарного виробництва, більш 40% валютних надходжень. На експорт прямує до 80% прокату чорних металів, що складає приблизно 3% обсягу світової торгівлі цим видом продукції. За обсягом виробництва чавуна та сталі Україна займає 7 місце у світі. А вогнетриви у металургійному процесі- важлива ланка, вони необхідні для футерування доменних та мартенівських печей, конверторів, міксерів, в яких транспортується розплавлений чавун, для ізложниць, куди розливається зварена сталь, повітрянагрівних виробів, коксового припасу складної конфігурації, рекуператорних та центрових трубoк, воронки, шиберні пристрої, сталерозливних припасів дуже складної конфігурації, фасонних виробів-сифонів, пробок, стаканів, вироби для коксових батарей, шамоту. Окрім основного напрямку – металургії, спектр галузей використання вогнетривких глин дуже широкий. У керамічній промисловості вогнетривкі глини служать для виготовлення грубої (глиняний посуд, кахель для стін і підлоги) та тонкої кераміки завдяки своїм вогнетривким та пластичним властивостям, у хімічній, електронній, фармацевтичній промисловості, для облицювання космічних кораблів. У вигляді глинистих розчинів (стійких суспензій) тонкодисперсні глини застосовуються при прохідці розвідувальних бурових свердловин на нафту, солі та цілий ряд рихлих корисних копалин з метою замулювання (заповнення дрібних порожнеч в тріщинуватих бокових породах) і тим самим запобігання обваленню стінок свердловин, а також для більш легкого витягання разом з буровою рідиною подрібнених уламків руд (завдяки глинистому наповнювачу питома вага рідини підвищується)[1-3].

      Робота направлена на встановлення достовірних генетичних і якісних закономірностей просторового розповсюдження покладу часів-ярських вогнетривких глин. Накопичений вже досить багатий кількісний і теоретичний матеріал за результатами проведених геологічних робіт розгляд якого на сучасному рівні моделювання та комп'ютерної обробки даних може вирішити поставлені питання.

      Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Основний напрям проведених досліджень відповідає програмі науково-технічного розвитку Донецької області на період до 2020 року, а також основним положенням державної програми развитку та реформування гірничо-металургійного комплексу України на період до 2011 року [4].

      Результати наукових досліджень, що наведені в роботі одержані в процесі виконання науково-дослідних робіт на кафедри «Корисні копалини й екологічна геологія» Донецького національного технічного університету».

      Мета і основні завдання досліджень. Мета цієї роботи полягає у теоретичному обгрунтуванні і побудові моделі процесу утворення покладів вогнетривких глин та реконструювання палеофаціальної обстановки для одержання залежності між генетичними факторами та якісними характеристиками вогнетривких глин. Практичне завдання – визначити можливість побудування на основі досліджених генетичних і якісних закономірностей прогнозних технологічних карт на високоякісні вогнетривкі глини.

      Досягненню мети сприяло вирішення таких завдань:

      - глибоке теоретичне дослідження питань генезису вогнетривких глин;

      - визначення тісного кореляційного зв'язку між показниками якісних характеристик глин;

      - обгрунтування, апробація показників для комплексного геохімічного картуваннядосліджуваної ділянки;

      - виявлення зв'язків між одержаними показниками і прогнозними ресурсами;

      Об'єкт дослідження – ділянка Південна унікального Часів-Ярського родовища вогнетривких глин.

      Предмет дослідження –генетичні особливості та зв'язок якісних характеристики вогнетривких глин.

      Методи досліджень. Для вирішення поставлених завдань застосовувався такий комплекс методів: 1) побудова моделі процесу утворення покладів та реконструювання палеофаціальної обстановки;2) статистичні методи обробки даних скорочених хімічних аналізів для визначення характера зв'язку між якісними характеристиками вогнетривких глин; 3) кореляційний і регресійний аналіз під час перевірки зв'язків і обгрунтування залежності між якісними показниками.

      Наукова новизна одержаних результатів. 1)визначено генетичні умови утворення вогнетривких глин родовища на основі узагальнення теоретичного матеріалу в цій галузі; 2) розроблений мультиплікативний показник якості вогнетривких глин.

      Практичне значення одержаних результатів. Відчутний економічний ефект від видобувних робіт, проведених на основі побудування прогнозних і технологічних карт на високоякісні вогнетривкі глини на основі розрахованого комплексного показника якості, який відбиває зв'язок генетичних і якісних характеристик вогнетривких глин. Результати роботи можуть визначити вибір об'єктів першочергового освоєння під час видобутку та використані під час пошукових робіт.

      Особистий внесок автора. В основу роботи покладені матеріали, зібрані автором протягом двох виробничих практик на Часів-Ярському родовищі та власних досліджень при виконанні НДРС. Автором побудовані спеціалізовані геохімічні карти із застосуванням комп'ютерних програм для інтерпретації результатів досліджень.

      Апробація результатів дисертації. Результати роботи впроваджені на ВАТ „Часів-Ярський вогнетривкий комбінат” у вигляді побудованих карт комплексного показника якості та окремих якісних характеристик. Результати роботи опубліковані у п'яьох статтях .у збірниках наукових праць, матеріалів і тез конференцій, доповідалися на міжнародних конференціях (Донецьк-2004, 2005, Київ-2006).

      Публікації. Основні положення магістерської роботи опубліковані в трьох статтях .у збірниках наукових праць, матеріалів і тез конференцій.

      Структура роботи та висновки. Дисертація складається із вступу, чотирьох розділів, висновків, переліку використаних джерел і додатків.

      В першому розділі „Стан питань генезиса вогнетривких глин та впливу їх на якісні показники” подано стан рішення проблеми генезиса вогнетривких глин та пов'язані з ним якісні характеристики.

      Пластичні вогнетривкі глини є яскравим прикладом мінеральної сировини, властивості якої залежать від умов утворення. У звязку з цим з'ясування генетичних особливостей досліджуваних глин має велике практичне значення. Особливо важливе вірне вирішення проблеми генезиса для організації пошуково-розвідницьких та видобувних робіт на вогнетривкі глини, пластичні разності яких є дефіцитною сировиною[6-7].

      Вважалося, що в мінеральному складі часів-ярських вогнетривких глин переважає каолініт. Майже одночасне відкриття у 1932 р. академіком Бєлянкіним Д.С. та Куманіним у 1933р.нового мінералу монотерміта визначило в науці іншу точку зору. В літературі зустрічається багато назв мінералу, схожого за своїми властивостями на монотерміт: меллоріт (за Бріндлі), лівесіт (за Грімсхау та Робертсом), файрклей, „гідрослюда часів-ярського типу”, „протокаолін”, часоврит (за Потапенко С.В.), Х-мінерал (за Куманіним К.Г), глімертон та ін. [8,9]

      Неоднозначні також точки зору багатьох дослідників щодо палеофаціальних та палеохімічних обставин накопичення глин. Одні дослідники вважають, що в полтавськиий час на місці сучасного родовища був розташований континентальний один прісний мілководний басейн з густою рослинністю по берегах, інші доводять про неглубокі роз'єднані чи в якійсь мірі пов'язані між собою водоймища.

      Досить протилежні відношення існують щодо джерела теригенного матеріалу. На думку одних геологів, джерелом теригенного матеріалу був Приазовський кристалічний масив. Але Ілліцький заперечує:”Особливістю хімічного складу глинистих мінералів родовища, значна відстань від кристалічного масиву і повязаних зним родовищ глин, мілководний характер водоймищ в межах площі родовища та їх відособленість – усі ці моменти кажуть проти генетичного зв'язку родовища між Українським чи Азово-Подільським кристалічними масивами”.Він вважає, що Джерелом теригенного матеріалу, що зноситься в полтавські водойми, була кора вивітрювання мезозойських і палеозойських відкладень, адже в районі родовища широким розповсюдженням користалися юрські глинисті сланці і глини, близькі по хімічному складі до вогнетривких глин, тріасові каоліністі піски і глини, верхньопалеозойські кварцово-полевошпатові піщаники, глини і глинисті сланці.

      Дослідження Вікулової М.Ф. та Звягіна Б.Б. встановили, що структурні форми каолініту, що встановлюються за формою елементарного осередку і ступеня досконалості структури, самі по собі, як це витікає з викладеного вище, не є чіткими індикаторами якоїсь однієї певної обстановки, але в сукупності з поряд геологічних даних і особливостями будови порід вони вже тепер можуть з'явитися додатковими критеріями для визначення умов їх утворення.

      При подальших дослідженнях глин для уточнення умов їх освіти не можна обмежуватися видовими визначеннями глинистих мінералів. Необхідно поєднувати детальний структурний аналіз глинистих мінералів, проведений комплексом методів, з детальним фаціальним аналізом глин і вміщуючих їх осадових товщ. При цьому слід звертати особливу увагу на встановлення ознак успадкованості складу глинистої речовини і проявів аутигенного мінералоутворення в різні стадії розвитку осадка—породи.

      Шкідливо впливають на якість вогнетривких глин і керамічних виробів із глин залізовмісні мінерали (гетіт, гематит, магнетит, ільменіт, пірит), карбонати та сульфати (алуніт, ярозіт)[5].

      В другому розділі „Геолого-генетичні типи каолінів і глин ” охарактеризовані типи промислових родовищ каолінів і глин і подано їх класифікаційну схему (рис.1).

      За умовами утворення виділяють дві групи промислових родовищ каолінів і глин — вивітрювання (залишкові) і осадкові (вторинні) Розробляються також деякі вулканогенно-осадкові, гідротермальні і метаморфогенні родовища.

      Родовища первинних каолінів виникають при вивітрюванні різних порід, проте найбільш однорідний і тонкодисперсний каолін з мінімальним змістом фарбувальних оксидів утворюється за рахунок кислих вивержених порід — гранітів, аплітів, пегматитів. У продуктах вивітрювання цих порід переважає каолініт, в невеликих кількостях присутні гідрослюди і галуазит, до 50% залишкового кварцу, небагатьох сильно розкладеного польового шпату і стійких акцесорних мінералів. Забарвлення таких каолінів звичайно біле, вогнетривкість досягає 1750—1780° С. Каоліни легко збагачуються. Поклади мають плащеподібну форму і непостійну потужність, що досягає декількох десятків метрів; з підстилаючими материнськими породами вони пов'язані поступовими переходами. До цього типа відносяться численні родовища первинних каолінів України (експлуатуються Глуховецьке і Просянівське родовища), східного схилу Південного Уралу, деякі родовища Сибіру, Казахстану (Олексіївське) і Примор'я.

      Каоліни виникають також при вивітрюванні слюдяних і глинистих сланців, мергелів і мергелістих вапняків, але володіють вони гіршою якістю (багато залізистих домішок і плавні, непостійний склад) і поклади невеликі. Відомі такі каоліни на Уралі, в Західному Сибіру і Казахстані.

      Осадові родовища утворюються шляхом зносу глинистого матеріалу і накопичення його в різних водних басейнах. Підрозділяються вони на континентальні, лагунні і морські. Лагунні родовища мають обмежене розповсюдження [10, 11].

      Серед континентальних родовищ промислове значення мають алювіальні, озерні і озерно-болотні, льодовикові і флювіогляціальні.

      Алювіальні, або річкові, родовища глин утворюються в долинах річок в результаті зносу і відкладення глинистих продуктів річковими потоками. Поклади в родовищах цього типа мають лінзовидно-пластову форму, невеликі розміри і зв'язані переходами з алевролітами, пісками і галечниками.

      Озерні і озерно-болотяні родовища виникають шляхом відкладення глинистої речовини на дні прісноводих озер (рис.2,3). Відсутність в прісних водах електролітів приводить до повільного випадання глинистої речовини і накопичення щодо однорідних тонкодисперсних глин, що містять мало піскуватих частинок. Лише з наближенням до берегів озера однорідні глини змінювалися спочатку піскуватими, а потім переходять в алевріти і пісках. У складі глин широко поширені каолініт, галуазит, монотерміт, гідрослюди, нерідкі майже мономінеральні каолінітові і монотермітні глини, що іноді володіють підвищеним вмістом глинозему. До супутніх мінералів відносяться сульфіди (пірит, марказит), карбонати (переважно сидерит) і оксиди заліза. По технічних властивостях глини з родовищ цього типа відносяться до вогнетривких і використовуються в керамічній та вогнетривкій промисловості, а також в якості формувальні.

      На території колишнього СРСР родовища цього типа приурочені головним чином до відкладень карбону, юри, крейди і палеогену, що відповідає основним періодам континентального режиму. Родовища нижнього карбону зосереджені в північно-західному і південному крилах Підмосковного вугільного басейну: це родовища Боровічсько-Любитинського району в Новгородській області і Суворовська група родовищ в Тульській області, окремі родовища відомі в Донбасі, Кузбасі і Казахстані. Юрські родовища відомі уздовж північного схилу Кавказу в Ставропольському краю, в Казахстані поблизу Караганди і в області, Іркутська (Трошковське родовище). До нижньокрейдяним відносяться крупні родовища вогнетривких глин в районі ст. Панцерна Воронезької області і по східному схилу Північного і Середнього Уралу. Палеогеновими є родовища каолінітових глин («вторинні каоліни») Українського кристалічного масиву (Полозьке, Кіровоградське і ін.) п родовища особливо цінних високопластичних монотермітних глин Донецької області (Часів-Ярське, Дружківське і ін.). Ряд крупних родовищ вогнетривких глин, майже вироблених, розташовується на східному схилі Південного Уралу.

      Льодовикові, або моренні, родовища глин утворені за рахунок глинистого матеріалу, захопленого і перенесеного льодовиками і відкладеного при таненні. По вогнетривкості глини цього типа легкоплавкі. Поширені вони і використовуються для виробництва будівельної цеглини .в північних областях європейської частини колишнього СРСР, а також в північній частині Західного Сибіру, що піддавався заледенінню.

      Флювіогляціальні (водно-льодовикові) родовища глин тісно пов'язані з льодовиковими і виникають в результаті перемиву морени потоками талих льодовикових вод і відкладення в озерних западинах в літній час піскуватого матеріалу, а в зимове — глинистої речовини. Ці глини розвинені на порівняно невеликих і роз'єднаних площах в північно-західних областях європейської частини колишнього Радянського Союзу і в Білорусії, де використовуються у виробництві будівельної цеглини і рідше — цементів.

      Морські родовища глин ділять на прибережні родовища і родовища віддаленої від берега частини шельфу.

      Прибережно-морські родовища утворюються за рахунок відкладень глинистої речовини на глибинах до 50 м в місцях, де немає безперервного вимучування опадів, тобто в бухтах, затоках, підводних частинах річкових дельт і між прибережними островами. Глини в родовищах цього типа погано відсортовані і неоднорідні як по гранулометричному складу, так і по мінеральному. По вогнетривкості глини відносяться по перевазі до тугоплавких. Відомі вони в Московській, Тульській і Рязанській областях, на Україні, в Сибіру, Білорусії, Казахстані і ряду інших районів.

      Родовища глин у віддаленій від берега частині шельфу виникають на глибинах до 200 м, але лише на таких ділянках моря, де немає сильних течій. У осад тут випадають вельми тонкодисперсні глинисті частинки, що легко утримуються в зваженому стані і облягають електролітами. По перевазі використовуються морські глини післяльодовикового або пізньочетвертинного часу, неогенові і палеогенові, рідше — крейдяні, юрські, пермські, карбонові і девонські. У Ленінградській області, наприклад, використовується кембрійська «синя» глина, що залягає неглибоко від поверхні і що досягає потужності 200 м.

      Особливе місце серед осадових утворень займають родовища бентонітових глин. Виникають вони в морських і в прісноводих басейнах за рахунок перевідкладення і діагенетичного перетворення продуктів вивітрювання вивержених, вулканогенних і вулканогенно-осадових порід, а також перемиву бентонітових глин з родовищ іншого генезису. Залежно від речовинного складу перевідкладених продуктів вивітрювання і фізико-хімічного режиму водного басейну (тобто його фаціальних умов і в першу чергу лужності середовища) процеси діагенезу приводять до утворення бентонітів різного складу, неоднакових властивостей, різного практичного значення. До цього типа відноситься найбільше в Україні Черкаське родовище бентонитоподібних монтморілонітових і палигорскітових глин на Україні і численні родовища лужноземельних бентонітів Поволжжя.

      Вулканогенно-осадкові родовища глин виникають шляхом підводного розкладання (гальміролізу) вулканічних попелів і туфів, відкладених у водних басейнах (морях, озерах). В умовах лужного середовища багаті склом вулканічні породи змінюються до таких глинистих мінералів, як монтморілоніт і бейделіт, утворюються могутні скупчення вельми цінних лужних і лужноземельних бентонітових глин. Широко відомі родовища штату Вайомінг (США), де бентонітова товща поширена на площі близько 2,5 тис. км2. У колишньому СРСР експлуатуються родовища Гумбрі (Грузія), Ханлар (Азербайджан), Огланли (Туркменія), Азкамар (Узбекистан) і ряд інших.

      Гідротермальні родовища глинистих порід виникають у зв'язку з дією гарячих рідких розчинів магматичного походження на різноманітні вулканогенні породи — андезити, порфірити, альбитофиры, туфи і ін. Перетворення початкових порід відбуваються метасоматичним шляхом і залежно від кислотності — лужності розчинів полягають в пропілітизації, алунітизації, серіцитизації, каолінізації і інших змінах, що приводять, зокрема, до виникнення скупчень глинистих мінералів, тобто утворенню глинистих порід моно- або полімінерального складу.

      Важливе промислове значення серед них мають родовища лужних монтморілонітових бентонітів. Вони нечисленні, але бувають крупними і відрізняються дуже хорошою якістю сировини: високими колоїдними властивостями, вологоємкістю, набухаємістю, зв'язуючою здатністю і ін. Світовою популярністю користуються родовища вищих за якістю білопальних безжелезистих натрієвих бентонітових глин о. Понца в Італії. У колишньому СРСР до цього типа відносяться Сарігюхське (Вірменія) і Даш-Салахлінське (Азербайджан) родовища натрієвих монтморілонітових бентонітів; частина дослідників до цього ж типа відносить Аськанську групу родовищ Грузії, що, проте, оспорюється іншими ученими.

      Гидротермальні каоліни відомі в Казахстані, Узбекистані, Закавказзі, Закарпатті, на Алтаї і Далекому Сході, проте скупчення чистих каолінітових порід рідкісні, невеликі за розмірами і мають складну будову, звичайно ж забруднені сульфідами, оксидами заліза і іншими домішками. У Примор'ї вивчено і розробляється Гусевське родовище фарфорового каменя, утвореного гідротермальним шляхом по кислих ефузивам і складеного кварцом, каолінітом, гідрослюдами і альбітом. Сировина служить для виробництва фарфору і фаянсу.

      Метаморфогенні (метаморфізовані) родовища представлені скупченнями каменеподібних непластичних глинистих порід — аргілітів (включаючи «сухарі», «кременівки», «клей» флінта) і глинистих сланців. Утворюються вони в результаті ущільнення, дегідратації, цементації і неповної перекристалізації глинистих опадів в процесі діагенезу і епігенезу або в початкові стадії метаморфізму глин. Промислові родовища численні і відомі у ряді районів (Донбас, Кузбас, Урал і ін.).

      В третьому розділі розглянуто геологічну характеристику Часів-Ярського родовища вогнетривких глин та досліджуваної ділянки, якісні показники вогнетривкої глини [10].

      У геологоструктурному відношенні район родовища приурочений до північно-західної околиці Донецької складчастої освіти. Тут на сполученні північно-східного крила Дружковсько-Константіновськой антиклиналі з Бахмутськой улоговиною розташована Краматорсько-Часов-Ярська мульда, виконана крейдяними, неоген-палеогеновыми відкладеннями. Мульда витягнута з південного сходу на північний захід. Ширина її в районі Часов-Яра складає 6-8 км.

      Привроченность району до названих тектонічних структур зумовила участь в його геологічній будові гірських порід від верхнекам?яновугільних до четвертинних Часів-Ярське родовище вогнетривких глин приурочені до піщано-глинистої товщі неогену, повсюдно перекритим плащеподібним покладом четвертинної системи, тому практичне значення для характеристики геологічної будови родовища має опис умов залягання і літологічного складу порід кайнозойської групи. В межах ділянки «Блок 18» в стародавньому рельєфі мезо-палеозойських відкладень простежуються чітко виражені позитивні і негативні форми. Найбільш крупні з них - це депресія, пермський "гребінь" і мульдоподібне зниження, що знаходиться на південний захід від останнього[6].

      Палеогенові відкладення (Р_2-3) на родовищі розчленовані на 2 свити: київську і харківську.

      Київська свита (Р₂^kv) має в межах родовища обмежене розповсюдження і на ділянці відсутній.

      Харківська свита (Р₃^hr) на родовищі користується найширшим і повсюдним розповсюдженням. Її утворюють глауконіто-кварцові дрібнозернисті піски зеленувато-жовтого і зеленувато-сірого кольору. Піски харківської свити є морськими відкладеннями.

      Піски харківської свити піддавалися розмиву, як перед відкладенням полтавської свити, так і в подальший час, тому їх потужність коливається в значних межах - від 0,3 до 21,05 . У південній частині родовища описувана свита має істотно меншу потужність і представлена головним чином худими і жирними різницями потужністю 1-8 м.

      На більшій частині площі свого розповсюдження харківські відкладення перекриті піщано-глинистою товщею нижнього неогена (N₁), віднесеною до полтавської свити.

      Полтавська свита (N₁^pt) представлена континентальними, переважно піщаними утвореннями з покладом глин в нижній частині піщаної товщі. Полтавську свиту на родовищі звичайно розчленовують на 3 горизонти:

      - горизонт підглиняних пісків;

      - горизонт вогнетривких глин;

      - горизонт надглиняних пісків.

      Горизонт підглиняних пісків унаслідок післятретинної ерозії характеризується меншою площею розповсюдження, чим підстилаючі його харківські піски. За кольором піски світло-сірі, іноді жовті і жовтувато-бурі. Шар підглиняних пісків невитриманий по потужності. Зменшення потужності відбувається в південно-східному напрямі аж до повного виклинювання унаслідок ерозії.

      Горизонт вогнетривких глин є пластовим покладом, контури якого, загалом, співпадають з контурами масиву третинних порід. Але в даний час конфігурація покладу істотно змінена багаторічними експлутаційними роботами і порушена її цілісність. Будова горизонту дуже складна, що обумовлено особливостями осадконакопичення в глибоких і порівняно вузьких западинах (депресіях). У їх межах поклад глини розчленовується на два самостійні пласти, причому кожний з них в свою чергу характеризується складною будовою. Контакти горизонту вогнетривких глин з вміщуючими породами нерідко поступові.

      Особливе це відноситься до контакту глин з надглиняними пісками, коли із-за збільшення змісту піску основні глини змінювалися напівкислими, а останні - некондиційними глинами або глинистими пісками [4].

      У цих умовах під горизонтом слід розуміти пласт кондиційних глин, включаючи глини і ЧПК-2, з внутрішньопластовими лінзами пісків і піщаних глин [12, 13].

      Глини мають світло-сіре забарвлення, місцями майже біле, іноді з плямами охристо-жовтого, червоно-бурого і фіолетового кольору. У найбільш занурених ділянках в покладі з'являються темно-сірі, темно-бурі і чорні різниці, місцями в різному ступені гумусированные, рідше вуглисті з рослинними залишками, що обвуглилися.

      Для покладу відмітними особливостями є:

      - значна потужність покладу (3-4 м і більш) за винятком приконтурной частини і району пермського "гребеня";

      - наявність в крівлі малопотужного прослоя дрібнозернистого піску охристо-жовтого і червоного кольору;

      - майже повсюдне розповсюдження в грунті пласта малопотужного прослоя слабосцементированого пісковика або пісковика середньої фортеці (по місцевому "кам'яниста кірка"), що є маркіруючим горизонтом при проведенні розвідувальних робіт.

      Середня потужність пласта глин в проектному контурі кар'єру Ш черги складає 6,1 м (від 0,7 до 14,3 м), в т.ч. кондиційних- 4,35 м.

      Для південної частини родовища, особливо для ділянки "Блок 18", характерний переважання в пласті напівкислих і зажелезненных глин.

      Горизонт надглиняних пісків на родовищі також користується широким розповсюдженням, але за площею він поступається горизонту вогнетривких глин, оскільки унаслідок ерозії надглиняні піски були розмиті в приконтурній зоні, на крайньому півдні родовища і в багатьох інших місць. Піски дрібно- і тонкозернисті пилуваті світлого забарвлення - білі, світло-сірі, рожеві, жовті, рідше строкатобарвні.

      Неогенові, а за межами їх розповсюдження і палеогеновые відкладення, повсюдно перекриті товщею четвертинних опадів, представлених мелко- і среднезернистымн різною мірою глинистими пісками і суглинками.

      Четвертинні піски поширені неповсюди. Найчастіше вони виконують нерівності рельєфу дочетвертичных порід. Піски мають бурий, червоно-бурий, іноді жовтий колір.

      У товщі четвертинних суглинків простежуються два шари. Нижній утворений червоно-бурими, темно-бурими і коричнево-бурими щільними суглинками масивного складання. Суглинки складені глинистим тонкочешуйчатым матеріалом гидрослюдисто-монтмориллонитового складу.

      Верхній шар складний лесоподібними суглинками коричнево-бурого кольору.

      В четвертому розділі викладено аналіз впливу генетичних умов на якість часів-ярських вогнетривких глин. З метою побудування ймовірної статистичної і росторової моделі розподілення основних якісних характеристик (Fe₂O₃, Al₂O₃, вогнетривкість) виконано статистичну обробку вибірки із 273 значень скорочених технічних аналізів, розраховані коефіцієнти кореляції, виконано регресій ний аналіз. [4-6].

      Визначено, що вогнетривкість залежить від співвідношення вмісту А1₂О₃та Fe₂O₃, тобто вона змінюється під впливом цих трьох чинників, але з перевагою головного – вмісту А1₂О₃. Це підтверджується встановленим значимим позитивним зв'язком між ними. За допомогою розрахунку рангової кореляції Спірмена між вогнетривкістю і вмістом окислу алюмінію встановлено коефіцієнт кореляції R_{Al, Vogn} =0,7594. Це говорить про наявність лінійного зв’язку між показниками при сингенетичному утворенні цих компонентів [14].

      У прибережних зонах водоймища і на завершальній стадії осадонакопичення панувала окисна обстановка, на що вказує інтенсивне фарбування глин, що тут утворилися, окислами заліза в жовті, червоні і бурі тони. Характерне переважання напівкислих і озалізнених глин в південній частині родовища. Нерідкі знахідки піритових „олівців” на ділянці пояснюється тим, що відбулося додаткове привнесення оксиду заліза в прибережних окислювальних умовах. Це викликало зниження пластичних властивостей, надало охристо-жовтого, червоно-бурого забарвлення зазвичай світло-сірим глинам, погіршало якісні характеристики. Шкідливі домішки (Fе₂О₃ та TiО₂) у вогнетривких глинах переводять високі марки з підвищеним вмістом Al₂O₃ в низькі. Підвищений вміст Fе₂О₃ та TiО₂ знижує вогнетривкість, тобто виступають плавнями. Проведеним кореляційним аналізом встановлений зворотній зв'язок між вмістом TiО₂ та вогнетривкістю.

      Більш високий вміст глинозему і низький вміст оксиду заліза (ІІІ) в глинах, з високими показниками вогнетривкості, центральної частини родовища порівняно з південною може пояснюватись тим, що сучасне родовище в неогеновий період являло собою мілководе прісноводе континентальне водоймище і в його центральній частині, що була розташована значно далі від його берегів, привнесення шкідливих домішок (Fе₂₃, Al₂О₃) було значно меншим. А це означає, що вогнетривкість підвищується разом з вмістом Al₂O₃ у напрямку з півдня на північ (рис.2), у бік центральної частини родовища.

      Доцільно проводити видобуток вогнетривкої глини за виділеними сортами, кожен з яких унікальний і знаходить застосування при виробництві вогнетривів для певних галузей народного господарства. На підставі виявлених кореляційних зв'язків показників якості та діючих технічних умов на вогнетривку глину (А1₂О₃, Fе₂О₃, вогнетривкість) технологічне картування доцільно проводити за комплексним показником якості:

      де Vogn – вогнетривкість.

      де Al – вміст алюмінію.

      де Fe – вміст оксиду заліза.

      В результаті поєднання технологічних карт сортності і карт мінливості різних генетичних чинників (тектонічних, морфологічних, хімічного складу та фізичних властивостей порід, генезису мінералів) в геоінформаційних системах встановлені основні генетичні фактори, що формували якість часов-ярских вогнетривких глин.

      ПЕРЕЛІК ОПУБЛІКОВАНИХ РОБІТ З ТЕМИ ДИСЕРТАЦІЇ

      1.    Отришко О.В., Буряк Г.О., Панов Б.С. Екологічна обстановка і заходи щодо забезпечення нормативного стану навколишнього середовища і екологічної безпеки на Часів-Ярському вогнетривкому комбінаті і кар'єрах гірничого управління.// Збірка доповідей ІІІ Міжнародної наукової конференції аспірантів та студентів „Охорона навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів”. Донецьк, 2004.С.104-105.

      2.   Козак В.Ю., Отришко О.В. Якість як фактор конкурентноздатності глин //Матеріали VI Міжнародної наукової конференції студентів і молодих учених „Економіка і маркетинг у ХХІ сторіччі”, ч. І, Донецьк, 2005. С. 171-172.

      3.    Отришко О.В., Буряк Г.О., Волкова Т.П.Проблеми генезису та якості Часів-Ярського родовища вогнетривких глин.// Наукові праці ДонНТУ. Серія гірничо-геологічна. У виданні.

      4.    Отрышко Е.В., Романова В.Ю. Совершенствование методов экологического образования как фактор оптимизации отношений «человек – окружающая среда»//Сб.науч.трудов."Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов"-Донецк: ДонНТУ, 2003,-с.63-65.

      5.    Буряк Г.О., Отришко О.В.Потенційний екологічний ризик геодинамічних зон//Збірка тез доповідей ІХ Міжнародної науково-практичної конференції студентів, аспірантів та молодих вчених "Екологія. Людина. Суспільство"/ Укладач Д.Е. Бенатов. -К.:НТУУ "КПІ", 2006.С.64.

      Перелік посилань

      1.    Часів-Ярський вогнетрив: нариси / Авт. кол.: Білоусов В.Н., Гайдар П.С.,Голубничий І.Д // Донецьк, 1990.

      2.    Бабенко В.В. Вивчення споживчих властивостей вогнетривкої глини. Опитування споживачів у 2003 р., м.Часів-Яр, 2003р.,30с.

      3.    Гинзбург И.И.Ближайшие задачи при решении важнейших проблем минералогии глин.// Материалы совещания по исследованию и использованию глин. Львовский государственный университет имени И.Франко. Львов, 1980 С.8-31.

      4.    Малахов Н.Я.. Основне положення державної програми развитку та реформування горно-металургійного комплексу України на період до 2011 р. Нові вогнетриви, №11, 2004, 59-60с.

      5.    Звіт про геологорозвідувальні роботи на Часів-Ярському родовищі вогнетривких глин за 1972 – 1978 рр. Том 1 / Плешков А.І., Верховодов П.Н., Красотін Л.А., Петешенков Ю.Н.// Часів-Яр, 1979.

     6.    Геологічний звіт про дорозвідку Часів-Ярського родовища формувальних пісків за 1977-1982 рр. Том 1 / Верховодов П.Н., Уварові З.Н., Красотін Л.А. // Часів-Яр, 1982.

      7.    Звіт про геологорозвідувальні роботи на Часів-Ярському родовищі вогнетривких глин за 1972 – 1978 рр. Том 14 / Плешков А.І., Верховодов П.Н., Красотін Л.А., Петешенков Ю.Н.// Часів-Яр, 1979.

     8.    Мінералогія Донецького басейну. Частина 1 / Є.К.Лазаренко, Панов Б.С., Груба В.І.// Київ, 1979.

      9.    Georges Millot. Geoloie des argiles (alternations, sedimentologie, geochimie).Masson et Cie, editeurs 120, boulevard Saint-Germain, Paris-VIe, 1964, 359c.

      10.    Курс родовищ твердих корисних копалин / Під ред. Татарінова П.М., Карякіна А.Є. // Ленінград, 1975 р., 631с.

      11.    Пошуки та розвідка родовищ нерудної металургійної сировини / В.М Борзунов // Москва, 1980.

      12.    Вогнетривкі глини / Лихарев Б.К.// Петроград, 1918.

      13.    Технічні умови та ДОСТи на корисні копалини ( вогнетривкі глини та формувальні піски ) Київ, 2003.

      14.    Волкова Т.П., О.В. Отришко, Г.О. Буряк. Проблеми генезису та якості глин Часів-Ярського родовища вогнетривких глин. // Наукові праці ДонНТУ. Серія гірничо-геологічна. У виданні.