シャラント盆地のカオリンの鉱床

フランスのシャラント盆地のカオリンの鉱床は、堆積によって形成され、その後他の地質構造によって閉じ込められた 粘土の鉱床です。

シャラント盆地と呼ばれる地質単位は、アキテーヌ盆地の北部にあるカンパニアンのカルスト石灰岩層の上にある始新世と漸新世の堆積物で構成されています。シャラント盆地は、シャラント県とシャラント＝マリティーム県にちなんで名付けられました。シャラントのカオリン粘土は、シデロリティームと呼ばれる主に大陸性の層に属し、その主要な露頭はシャラント＝マリティーム県の南部、ボルドー市から北東に56キロメートル (35マイル) の位置にあります。採石場は、長さ32キロメートル (20マイル)、幅11キロメートル (6.8マイル) の南北の帯に沿って点在しています。

経済的価値のある粘土の濃縮物は、粘土、砂、小石の連続体から構成されています。この急流堆積物は、網目状の河川に近く、フランスの「中央高地」花崗岩のラテライト 風化による鉄含有量の変動する砂質粘土質物質の堆積を引き起こしました。^{[1] [引用が必要] [2] [引用が必要] [3] [引用が必要]}褐炭に富む層が多数存在するということは、堆積が豊富な有機物の存在下で行われたことを示し、重要な土壌生成および続成作用の可能性につながっています。これらの化学的および鉱物学的進化（溶解-結晶化）により、カオリンとギブサイト、および硫化鉄が新たに形成されます。^{[4] [引用が必要]}

これらの堆積物は、その基底部では高度に絡み合い、溝状を呈しており、カルスト地形の窪地を埋めることが多く、粘土井戸の形成につながる。これらの特徴の並置は、堆積法則では説明できないことがあり、おそらく堆積後のひずみ現象と関連しており、最終的には基質の崩壊につながると考えられる。^{[5] [要出典]}堆積物の上部では、堆積物はより規則的で、横方向への広がりは最大数百メートルに達する。

20 メートル未満の構造を持つ複雑な形状は、認識、評価、および開発段階を特に困難にします。この複雑な形状では、重要な岩相の変化に注意する必要があります。AGS 社は、サンプルの説明に 24 以上の説明コードと 8 つの色コードを使用しています。これらのクラスは、有機物、鉄、チタン、カリウムのグレード、色、および流動性を考慮して細分化されています。 ^{[引用が必要]}

鉱物資源や鉱石埋蔵量のトン数を推定する際の不確実性は多くの要因に依存しており、鉱床境界の定義の不確実性もその1つです。^{[6] [要出典]} 鋭い接触がある鉱床では、形状は比較的単純である可能性がありますが、それでも情報不足と大きな掘削孔グリッドによって引き起こされる不確実性が常に存在します。 一般的に、これらの境界は地質学的特性ではなく鉱物の品位によって決定されます。鉱床境界はカットオフ品位に基づいて選択されます。 カットオフ品位という重要な要素を変更すると、鉱床の境界が拡大または縮小される可能性があります。 このため、境界が鋭い鉱床であっても、カットオフ品位の明確な定義と、採掘中の希釈、中間層の存在、選択的な採掘の制限による鉱石と脈石の区別が不可欠です。 ただし、柔らかい材料の採掘の場合、抽出はより選択的に行うことができ、地質学的および幾何学的制限を考慮に入れるのが容易になります。一方、品位の推定に関する不確実性は、境界の定義に関する不確実性よりも大きい場合があります。その場合、推定は事前に定義された境界内で実行されます。鉱床の異方性と構造の複雑さはその幾何学的形状によるものであると考えられますが、鉱床の幾何学的寸法は、その経済的価値を推測するのに役立ちます。^{[引用が必要]}

幾何学的特徴はバリオグラム研究で現れることがあり、通常は品位分布構造に影響を与えたり、隠したりします。ほぼ均質なカオリン領域がゾーンでつながっているため、モザイク効果が生じます。この現象は、河川の周期的な沈降様式の存在によるものです。これらのゾーンのサイズはバリオグラムの形に影響を与え、ゾーンの端の値の差が大きいためにナゲット効果を増大させる可能性があります。ホール効果は、品位と形状の差が小さい 2 つ以上の分離されたレンズの存在によって引き起こされる他の既知の現象の 1 つです。したがって、これらのレンズ間の距離を推定できます。

Thiry ^{[7] [要出典]}は、カオリンの堆積の実際の地質学的状況は、輸送と堆積のサイクルだけでは説明できないと述べています。また、鉱物学的シーケンスは、局所的な地球化学的変化なしには解釈できないと述べています。Kulbickiは、通常の堆積シーケンスと互換性のないバーミキュラー鉱物（カオリナイトとディッカイト）の存在を証明しました。

シャラント粘土鉱床では、褐炭層が比較的よく見られます。その厚さは、レンズ状の数十センチメートルから、連続した形でメートル単位まで変化します。これらの有機物は、カオリン堆積層に何らかの影響を及ぼしました。観察された影響の一部は次のとおりです。これらの有機物の近くで採取されたサンプルでは、​​粘土には一般に雲母鉱物が含まれておらず、特にキュイシアン褐炭の付近では、カオリナイトは非常に整然としており、粘土にはヒドラジンで膨張した粘土は含まれていません。ギブサイトの発生は、常にこれらの整然としたカオリナイトと関連しています。通常、ギブサイトの存在による超アルミニウム粘土の発生は、これらのカオリンの歴史における興味深い主題の 1 つです。このため、この鉱物の起源について多くの議論が交わされています。ギブサイトの存在は、Languine and Halm (1951)、Caillere and Jourdain (1956)、Kulbickie (1956)、Dubreuilh et al. (1984)、Delineau (1994) の研究で言及されています。^[要出典]

一般的に、カオリン鉱床は色のついた砂の層で覆われています。採石場によっては、赤、緑、時には黒の砂が見られます。黒色は、黄鉄鉱や有機物が含まれているためかもしれません。時には化石木材（浮遊する木の枝や幹）が見つかり、粗い小石（数ミリメートル）とともに高エネルギー輸送の証拠となります。このタイプの砂は、黄鉄鉱や有機物によって生成される鉱物酸や有機酸による、下層のカオリン鉱床の浸出に何らかの影響を与える可能性があります。Thiry は、一般的にこれらのカオリンにはかなり整然としたカオリナイトが含まれていることを発見しました。明らかに、結晶化のレベルによって、カオリナイトの技術的特性だけでなく構造不純物も制御できます。高エネルギー電流は、カオリンの沈殿層の連続性を中断し、推定方法の単純さを低下させる可能性があります。

ギブサイトは石英があると安定せず、カオリナイト鉱物に変化するため、堆積後にギブサイトが形成され、新形成ギブサイトと呼ぶことができます。^{[8] [出典が必要]}さて、主な問題は、カオリン系列の中間におけるギブサイトの形成についてです。浸出の pH により、Al ₂ O ₃または SiO ₂の溶解が発生する可能性があります (ポドゾルまたはラテライトプロファイル) 最初の理論は、ポドゾルプロファイルでこれを説明しようとします。つまり、鉱物からシリカが浸出すると想定し、浸出したカオリンからギブサイトが形成されます。したがって、カオリンの下位系列にギブサイトを含む超アルミニウム材料が見つかるはずです。一方、2 番目の理論では、粘土とともに堆積した有機物 (亜炭) の非常に酸性の媒体でアルミニウムを浸出する手順を提案しています。有機物は、有機複合体の介入により、アルミニウムイオンの可溶化と輸送を加速できます。^{[9] [要出典]は、}この溶解したアルミニウムについて以下のシナリオを提案した。

溶解したアルミニウムは複合体とともに酸性度の低い媒体に輸送される可能性があります。

1-この媒体に石英が含まれていると反応し、整然としたカオリナイト鉱物が得られます。

2- 石英が存在しない場合は、アルミニウムは水酸化物鉱物、ギブサイトとして沈殿します。

この理論だけでは、石英を含む砂層でギブサイトが発見された「BD」鉱床のいくつかのサンプルでその場で観察された現象を説明できません。

• Koneshloo M.、Viches M.、Rolley JP (2005)、「大陸環境におけるカオリン粘土の堆積性鉱床のモデリング：フランスのシャラント鉱床への応用、第 20 回世界鉱業会議」