Кианит - Kyanite

1. Общие сведения о минерале (полезном ископаемом)

1.1. Краткие исторические сведения. Происхождение кианита связано с процессами метаморфизма, поэтому и встречается он в основном в кристаллических метаморфических породах. Часто извлекается из россыпей. Красивые васильково-синие, небесно-голубые и фиолетовые ограночные кианиты добывали на Урале. Встречаются прозрачные красиво окрашенные кианиты в Архангельской области и других районах СССР.
Наиболее известны ювелирные кианиты Индии (Кашмир, Пенджаб), откуда их привозили еще в XVII в. В России индийские кианиты называли баусом. В России ограночные камни добывали на Урале, где их веретенообразные кристаллы называли овсянками и использовали как недорогой ювелирный материал для работы. Индийские кианиты в России называли баусом.
К.Патканов (1874г.) пишет: а камень баус сиз, голуб, а вы за яхонт не купите. Предупреждение не случайно: синие ограненные кианиты похожи на сапфир, но твердость его гораздо ниже. В настоящее время отличить их несложно: у кианита показатели преломления и плотность ниже. Голубые и голубовато-зеленые кианиты похожи на аквамарины, но характеризуются более высокими показателями преломления и плотностью. Ювелирный кианит встречается также в Бирме, Бразилии, Кении, Швейцарии и США (в штатах Монтана, Каролина, Виргиния, Вермонт, Коннектикут, Массачусетс).
Гранят прозрачные камни хорошего качества в ступенчатой или бриллиантовой форме. Менее прозрачным красиво окрашенным кристаллам или камням с эффектом кошачьего глаза придают форму кабошона.
Кианиты, не представляющие интереса для ювелирных целей, являются высокоглиноземистым сырьем, применяются при производстве высококачественных огне- и кислотоупорных изделий, в производстве специальных изоляторов, тиглей для литья стали, запальных свечей и т.д. (сайт "Ассоциация "Промышленные минералы"), (сайт "Империя самоцветов").

1.2. Основные свойства минерала. Минерал кианит - силикат алюминия. Он получил свое название благодаря интенсивному темно-синему цвету (греч. kyanos - синий). Впрочем, бывают голубые, зеленые, желтые, фиолетовые, бесцветные или почти черные кианиты. Их цвет вызван примесями соединений железа, хрома, титана и марганца. К тому же окраска кианитов может меняться от фиолетово-голубой до кобальтово-синей и от желтовато-зеленой до зеленой в зависимости от угла зрения. Существуют камни с эффектом кошачьего глаза, которым обычно придают форму кабошонов. В природе чаще всего встречаются непрозрачные спутанно-волокнистые кианиты; прозрачные камни ювелирного качества редки. Кианит или дистен, очень распространен в природе, он относится к породообразующим минералам. Однако прозрачные красиво окрашенные образцы, пригодные для огранки, встречаются редко. Кианит относится к триклинной сингонии, пинакоидальному виду симметрии. Форма его кристаллов обычно длинностолбчатая, досковидная. Скатанные веретенообразные кристаллы на Урале называются овсянками. Часто встречаются двойники с двойниковой плоскостью (100) и сростки радиально расходящихся кристаллов.
Окраска в различных кристаллографических направлениях изменяется от фиолетово-голубой до бесцветной и кобальтово-синей или от желтовато-зеленой до зеленой. Известны кристаллы с эффектом кошачьего глаза.
Блеск стеклянный, на плоскостях спайности перламутровый. Твердость - наиболее характерное свойство кианита. Она резко отличается в различных направлениях: на грани (l00) вдоль удлинения кристалла 4,5, поперек удлинения 6; на гранях (010) и (l 10) 7. Это свойство обусловило второе название кианита - дистен (от греч.- двойной, - крепость, т.е. двоякосопротивляющийся). Хрупкий. Спайность совершенная по (100) и менее совершенная по (010). По (001) наблюдается отдельность.

1.3. Область применения, примеры использования и требования к качеству продукции. Минералы группы cиллиманита- силлиманит, андалузит и кианит при общности химического состава, значительно отличаются по своим свойствам.
Около 90% кианита используется в огнеупорной промышленности. В незначительных количествах он потребляется в керамике, стекле, санитарной и технической керамике
Единых требований к кианитовому концентрату нет. Временные технические условия на кианитовый концентрат, лимитируют следующие показатели: а) по минеральному составу - кианита не менее 90%, кварца 5-10%, слюды не более 1,5%, полевого шпата и прочих менее 0,5%; б) по химическому составу - AL2O3 не менее 55%, SiO2 не менее 40%, Fe2O3+FeO не более 0,5%, TiO2 не более 1,21%, F не более 0,1%, S не более 0,3%; в) по физическим свойствам - удельная масса 3,6 г/см3, насыпная плотность 2,0 г/см3, гранулометрический состав менее 315 m, влажность не более 1% [1]. В зарубежной литературе сведения о технических стандартах на кианитовое сырье отсутствуют.

1.4. Инновационные аспекты использования. Минералы группы силлиманита (андалузит, силлиманит и кианит) содержат 62,9 мас.% Al2O3 и 37% SiO2, имеют высокую температуру плавления, устойчивы к деформациям, не размягчаются при нагревании, не подвергаются химической коррозии и абразии, обладают хорошими огнеупорными свойствами. Приготовленные на их базе высокоглиноземистые огнеупоры занимают ведущее место в структуре потребления металлургическими производствами развитых стран (сайт "Informatika").

1.5. Основные типы месторождений. На образование андалузита, силлиманита и кианита влияют следующие процессы: 1) контактовый метаморфизм; 2) региональном метаморфизм высокоглиноземистых пород, главным образом глинистых, бокситоносных осадков; 3) метасоматоз (кислотное выщелачивание).
Андалузит контактово-метаморфического происхождения известен в ряде следующих месторождений: Акташ (Узбекистан) - пирофиллитовые, серицитовые и агальматолитовые сланцы мощностью 300-400 м, содержащие 10-80% андалузита, 20% дюмортьерита и 5-15% корунда; Уайт-Маунтин (Калифорния, США); Марико-Дистрикт (ЮАР) - россыпь мощностью 0,3 м и др.
Силлиманит образует призматические и волокнистые агрегаты при высокой температуре в присутствии железа в контактово- и регионально-метаморфических процессах. Его можно найти в гнейсах, роговиках и россыпях. На крупнейшем в мире месторождении силлиманита Сона-Пахар (Ассам, Индия) встречается также корунд. Известны также залежи в Пипре (Мадхья-Прадеш, Индия), Капской провинции (ЮАР), Вармбаде (Намибия) и Такаринге (Новый Южный Уэльс, Австралия), Маунт-Кроуфорде (Южная Австралия).
Месторождение кианита Генри-Ноб (Южная Каролина, США) относится к контактово-метаморфическим. Кварцевая линза (кварц, 20% кианита, пирит) протяженностью 3000 м и мощностью 80 м залегает в катазоне метаморфизованных гранитоидов докембрия и образует останец (монаднок), который выступает больше чем на 100 м над окружающим пенепленом. В метаморфическом процессе кианит образуется при дефиците кремнезема. Некоторые исследователи считают, что кианит может образоваться в результате привноса глинозема гидротермальными растворами после метаморфической стадии [2]. В Финляндии кианит отмечен в архейских слюдяных сланцах и протерозойских серицито-кварцевых сланцах и кварцитах. Наиболее интересными оказалось проявление Халлаваара (близ Суомусалми), Хирвиваара и Контиолахти (см. табл. [3]).
Проявление Халлаваара представляет образования кианита в результате процессов интенсивного химического выветривания на рубеже 2,2 млрд. лет и последующего метаморфизма захороненных каолиновых глин. Проявления Хирвиваара и Контиолахти связаны с серицито-кварцевыми сланцами и кварцитами с более однообразным минеральным составом. Главные минералы: кварц, серицит, кианит и андалузит; второстепенные - пирофиллит, турмалин, хлорит, иногда дюмортьерит. Содержание кианита колеблется в пределах 4-25 %. Область распространения кианитовых сланцев в районе Контиолахти оценивается ресурсами кианитовых руд 25 млн. тонн с содержанием 13 % и 5 млн. тонн с содержанием 20 %.
В настоящее время получено право вести добычу кианитовых руд одной малой финской компании. По сведениям Геологической Службы Финляндии компания будет добывать сырье и без обогащения отправлять потребителю в виде огнеупорных стандартных блоков.
В Швеции в районе Шеллефтео - рудное поле (северная Швеция) - обнаружены перспективные проявления андалузитов, которые образовались в результате интенсивных изменений протерозойских супракрустальных пород. Состав: серицит-кварцевые и мусковит-серицитовые сланцы содержат 30-40% андалузита. Минералогические исследования показали, что почти весь полевой шпат замещен слюдой. 33-57% породы состоит из чешуйчатого мусковита (0,05 – 0,5 мм) и кварца (0,1 –0,3 мм). Теоретически могут быть достигнуты следующие показатели обогащения: наиболее высокие - AL2O3 - 60%, Fe2O3 – 0,8%, наиболее низкие AL2O3 - 52%, Fe2O3 – 1,2%.
До 1993 года в Швеции разрабатывалось месторождение кианита Холсьоберг компанией Svenska Kyanite AB, но, не выдержав конкуренции на западном рынке со стороны американских производителей, разработка карьера приостановлена и компания закрыта [3].
Месторождения высокоглиноземистого сырьяпринадлежат к нескольким генетическим типам, среди которых можно выделить седиментогенный и метаморфогенно-метасоматический.Изучение кианитовых месторождений Кольского полуострова, Карелии, Сибири и Урала позволило установить их полиметаморфический генезис, обусловленный длительностью и сложностьюгеологической истории формирования структур северо-восточной части Восточно-Европейской платформы (Балтийский щит и Карелия), структур южного обрамления Сибирской платформы и Уральской геосинклинали, что обусловило наличие сходных черт развития кианитовых месторождений, хотя масштабы минерализации в разных регионах различные[8].


Химический состав кианитсодержащих пород и составы кианитовых концентратов

1.6. Оценка запасов минерала. Основными производителями минералов группы кианита являются США и Индия.
Крупнейшее месторождение мира - кианитовые сланцы с рутилом, мусковитом, топазом, турмалином в Индии (Кхаммам, Бхандара, Сидхбум и др.) Большие запасы имеют США, Бразилия, Испания и Австралия.
В незначительных количествах минералы группы кианита производятся в ЮАР, Болгарии, Бразилии, и некоторых других странах Основные производители кианита на мировом рынке показаны на диаграмме.
Мировые ресурсы андалузита оцениваются в несколько сот тысяч тонн, силлиманита - в несколько десятков миллионов тонн и кианита - примерно в 10 млн. т.
В России промышленно освоенных месторождений кианита нет. Разведаны месторождения кианита Кейвской свиты Кольского полуострова (свыше 20 месторождений) и месторождение Хизоваара в Карелии.
Кейвские кианитовые сланцы - это крупнейшие в мире области концентрации кианита, реже андалузита в Мурманской области. Кианитсодержащие сланцы в составе свиты кейв представлены несколькими разновидностями. Продуктивными являются кианитовые, кварц-кианитовые и ставролито-кианитовые сланцы, образующие горизонт мощностью от 80 до 150 метров, прослеженный на протяжении около 140 км [4]. Падают сланцы преимущественно полого. Минеральный состав сланцев: кианит 30-40% (колебания от 10-15 до 75-80%), мусковит, кварц, ставролит. Кроме того, во вмещающих комплексах встречены в больших скоплениях гранат, жильный кварц, мусковит, амазонит, циркон. Иногда, кроме кианита, из группы силлиманита встречается в виде концентраций андалузит и силлиманит.
В пределах этой полосы открыты 29 месторождений и проявлений, пять из которых разведаны около 40 лет назад. Группа получила название - Кейвская группа. Суммарные запасы около 4 млрд. тонн руды, а по кат. В+С1+С2 868 млн. тонн руды. Наиболее изучены месторождения Новая Шуурурта, Червурта, Тяпыш-Манюк, Тавурта. Получены концентраты кианита с содержанием Al2O3 55,3% при выходе 32,7% и извлечении 67,7%. Вообще имеются сведения, что содержание Al2O3 в кианитовом концентрате достигало 57-58% при незначительном количестве вредных примесей (окислы железа не более 1%, щелочи до 1%). Доказана их пригодность для изготовления силумина и высококачественных огнеупоров. Район месторождений Кейвской группы необжитой и труднодоступный, что является основной причиной не разработки этих руд.
На открытый аукцион выставляется Андрее-Юльевский участок остаточных техногенных россыпей на территории Пластовского муниципального района Челябинской области. Победитель аукциона получит лицензию на право пользования недрами с целью геологического изучения, разведки и добычи кианита (огнеупорный материал) и попутных полезных ископаемых сроком на 27 лет.
Андрее-Юльевский участок техногенных россыпей расположен в 18 км юго-западнее города Пласт и в 6 км юго-восточнее поселка Борисовка. Площадь горного отвода составляет 10,98 кв км. В одном из вариантов запасы кианита на участке по категории С2 составляют 320 тыс т, запасы рутила - 13400 т, кварца - 9,5 тыс куб м. Прогнозные ресурсы золота оцениваются в 200 кг. По категории С1 запасы кианита оцениваются в 100 тыс. т.
Победитель аукциона должен будет провести геологическое изучение участка, добычу кианита и попутных полезных ископаемых. В течение трех лет с даты государственной регистрации лицензии результаты разведочных работ должны быть представлены на государственную регистрацию. Начало промышленной разработки кианита должно быть осуществлено не позднее 5,5 лет с даты государственной регистрации лицензии. Вывод предприятия на проектную мощность не менее 5 тыс т кианитового концентрата в год должен быть осуществлен не позднее 7 лет с даты государственной регистрации лицензии (сайт "Вестник золотопромышленника (проект Прайм-ТААС)").


Производство кианита на мировом рынке (тыс. т.) [5]