Глины

ГЛИНЫ, пелитолиты (от греческого πηλ?ς - глина, грязь), осадочные горные породы, более чем наполовину состоящие из глинистых минералов. С водой образуют пластичное тесто, при высыхании способное сохранять приданную ему форму, а после обжига получать твёрдость камня. К глинам относят и породы того же минерального состава, но не обладающие в естественном виде пластичностью и не размокающие в воде - аргиллиты и глинистые сланцы, которые потеряли эти свойства в процессе литогенеза на стадиях катагенеза и метагенеза (при стадиальном превращении глинистых пород). Глины в основном тонкодисперсные (состоят из минеральных частиц размером менее 0,001 мм), но имеются и крупнодисперсные глины, с размером слагающих частиц 0,001-2 мм. Выделяют коллоидальные глины (размер чешуек <0,0001 мм), субколлоидные (0,0001-0,001 мм), алевритовые (0,001-0,05 мм) и песчаные (0,05-2 мм). Часто эти гранулометрические фракции образуют смеси.

Главные химические компоненты глины: SiO₂ (22-70%), Al₂О₃ (0-40%) и Н₂О (5-41%). Среди глинистых минералов, слагающих глины, преобладают каолинит, монтмориллонит, галлуазит, гидрослюды, палыгорскит, сепиолит, хлориты. По минеральному составу различают глины мономинеральные (каолинитовые, или каолины, монтмориллонитовые, или смектиты, гидрослюдистые, хлоритовые, палыгорскитовые и др.) и в разной степени смешанные - олигомиктовые, мезо- и полимиктовые (резко преобладают). Обычно в глинах присутствуют неглинистые примеси: алеврит, песок, органическое вещество, природные карбонаты, оксиды кремния (кварц, халцедон), реже - гидроксиды железа и алюминия. По количеству примесей выделяют чистые глины (примесей <5-10%), слабо- и сильнопримесные (10-25% и 25-50% соответственно), например, известковистые и известковые. Свыше 80% глин имеет обломочную структуру (так как образовались путём механического переотложения глинистых минералов). У элювиальных (смотри Элювий) глин и метаморфических глинистых сланцев структура конформная, лепидобластовая. От химического, минералогического, гранулометрического состава и степени литифицированности глины зависят их физико-химические и технологические свойства - пластичность, степень набухания, усадка, спекаемость, огнеупорность, вспучиваемость, адсорбционная способность и др., которые определяют промышленное применение глинистых пород.

Глины - широко распространённые породы осадочной оболочки Земли (их среднее содержание по объёму составляет 55-60%). Большая часть глин образуется в корах выветривания влажных поясов Земли. В тропическом поясе формируются латеритные коры выветривания мощностью до 200 м, сложенные главным образом каолинами, которые образуются в результате химического преобразования гидрослюдистых и монтмориллонитовых глин, залегающих на контакте с силикатной породой, подвергающейся выветриванию. Каолины также образуются в корах выветривания вулканических пород при воздействии на них гидротермальных растворов (гидротерм), выносящих все элементы, кроме кремния и алюминия. Коры выветривания постоянно разрушаются, слагающие их глинистые минералы переносятся, отмучиваются и осаждаются в тиховодных условиях в виде ила, при уплотнении переходящего в собственно глины, аргиллиты и глинистые сланцы. Глины встречаются в составе континентальных, прибрежноморских, морских осадочных формаций; они являются индикаторами физико-химических, физических условий и палеогеографических обстановок на поверхности Земли. Присутствие глины на планетах Солнечной системы свидетельствует о наличии на них жидкой воды. Возможно, спайные плоскости глинистых минералов были матрицей для синтеза крупных органических молекул, приведших к возникновению жизни на Земле. Образование и сохранение на сотни миллионов лет залежей нефти и горючего газа связано не только с нефтематеринскими глинами, но и наличием глинистых покрышек - флюидоупоров.

Глины - ценный природный строительный материал как в естественном виде (ядра грунтовых плотин), так и в смесях. Некоторые глины - сырьё для извлечения железа, алюминия и других элементов. По характеру технических требований промышленности выделяют четыре наиболее важные группы глины: легкоплавкие (показатель огнеупорности <1350°С), тугоплавкие (1350-1580°С) и огнеупорные (> 1580°С), каолины, адсорбционные. Легкоплавкие глины - самые распространённые и разнообразные: полимиктовые, железисто-смектитовые и гидрослюдистые, нередко с песком и органическим веществом. Применяются для производства грубокерамических изделий, строительного кирпича, черепицы, дренажных труб, цемента и для получения керамзита, лучшие сорта - для изготовления гончарной посуды. Вредные примеси - включения грубых обломков, особенно гипса и известняка. Огнеупорные и тугоплавкие глины должны содержать 20-42% глинозёма и характеризоваться высокой связующей способностью и пластичностью. Состав огнеупорных глин - мономинеральный каолинитовый или монотермитовый; тугоплавкие глины менее выдержанны по составу. Эти глины служат сырьём для производства различных керамических изделий, прежде всего санитарно-технического фаянса, огнеупорных и кислотоупорных изделий. Каолины непластичны, крупнодисперсны, обладают слабой связующей способностью. Являются лучшим сырьём для изготовления тонкого фарфора. Адсорбционные глины характеризуются повышенной связующей способностью, высокой адсорбционной и каталитической активностью. Имеют главным образом монтмориллонитовый состав (смектиты). Многим адсорбционным глинам дают названия по месторождениям, например, аскангель, гумбрин, гиляби, бентонит, кил. В цементной промышленности, кроме легкоплавких глин, используют аргиллиты, глинистые сланцы, суглинки. Месторождения глин известны повсеместно: легкоплавких - в Московской и Ленинградской областях (Россия); огнеупорных и тугоплавких - Боровичское, Латненское (Россия), в графствах Нортамберленд и Дарем (Великобритания); каолинов - Новоандреевское, Алексеевское (Украина), Сент-Остелл (Великобритания), Седлец-Прчице (Чехия); адсорбционных - Черкасское (Украина), Блэк-Хилс (США); цементных аргиллитов и глинистых сланцев - в Западной Сибири и на Дальнем Востоке (Россия), а также в Грузии, Казахстане и др.

Лит.: Глины, их минералогия, свойства и практическое значение. М., 1970.