Steatyt
advertisement
KOMINEK Steatyt – rzadki składnik skorupy ziemskiej Steatyt jest skałą metamorficzną. Powstał w wyniku reakcji minerałów, które zaszły w wysokiej temperaturze oraz pod wysokim ciśnieniem. W skali globalnej, steatyt jest raczej rzadką skałą, tworzącą w skorupie ziemskiej obce formacje, ponieważ jego składniki pochodzą z materiałów skalnych znajdujących się w warstwie poniżej skorupy ziemskiej – z płaszcza Ziemi. Termin steatyt (kamień mydlany - ang. soapstone) jest stosowany dla wielu różnych rodzajów skał, o różnym składzie mineralnym oraz właściwościach. Jedyną cechą wspólną dla nich jest to, że mogą one być łatwo obrabiane, ze względu na dużą zawartość talku. Inne właściwości, takie jak odporność na temperaturę oraz zdolność do magazynowania ciepła, zmieniają się w dużym stopniu i tym samym, nie wszystkie rodzaje skał tej kategorii posiadają właściwości umożliwiające ich wykorzystanie do budowy pieców. część II 64 dna oceanów oraz znajdującego się pod nim płaszcza, jako tak zwany kompleks ofiolityczny, przedostała się do obcego środowiska, pomiędzy granity oraz inne typy skał występujących w skorupie ziemskiej. Wprowadzenie do oryginalnej masy skalnej, pochodzącego z zewnętrznego źródła dwutlenku węgla, umożliwiło powstanie głównego składnika steatytu, minerału węglanowego nazywanego magnezytem. Źródło pochodzenia drugiego, głównego składnika steatytu, czyli talku, jest związane z podobnymi przemianami, w trakcie których początkowy skład chemiczny skał uległ gwałtownym zmianom. Proces ten jest nazywany metasomatozą. Ostateczny wygląd pokładów steatytu MammuttiStone jest wynikiem serii fałdowań górskich. W trakcie tych wydarzeń tektonicznych, które ukształtowały całą skorupę ziemską, materiał został wiele razy zmiażdżony pod dużym ciśnieniem, w trakcie wyczerpującego procesu, trwającego dziesiątki milionów lat. Steatyt MammuttiStone tworzy wydłużone, przypominające soczewkę złoże skalne, którego kształt jest wynikiem opisanych powyżej ruchów tektonicznych. Steatyt znajdowany w należącym do firmy Nunnanlahden Uuni Oy złożu MammuttiStone przemieścił się do skorupy ziemskiej z płaszcza Ziemi, w przybliżeniu 2700 milionów lat temu. W odpowiedzi na fałdowanie się łańcuchów górskich, część 65 Bardzo duża część złoża zawiera odmianę steatytu o wyjątkowo wysokiej jakości, nazywanej MammuttiStone, która składa się zazwyczaj z magnezytu oraz blaszkowego talku. Położenie kopalni oraz jej otoczenie, obejmujące złoże MammuttiStone, zostały przedstawione na Rysunku 1. Informacje dotyczące lokalizacji złoża zostały oparte na badaniach przeprowadzonych przez firmę Nunnanlahden Uuni Oy. Charakterystyczna foliacja lub też struktura łupliwości złoża MammuttiStone są zgodne z podłużną osią złoża. Na ostatnim etapie powstawania, płaszczyzny łupliwości talku, z którego zbudowany jest steatyt, uległy „skręceniu” pod wpływem tektonicznego nacisku, działającego w kierunku z Północy na Południe. Ze względu na połączony wpływ wszystkich wyżej wymienionych zjawisk, steatyt MammuttiStone ma budowę silnie blaszkową; innymi słowy, posiada wyraźną strukturę łupliwości. Mikrostruktura tej rzadkiej odmiany steatytu powoduje, że nadaje się on wyjątkowo dobrze na materiał do budowy kominków. Steatyt jako materiał do budowy kominków Steatyt MammuttiStone składa się głównie z magnezytu oraz z łuskowego, blaszkowego talku. Ten typ steatytu talkowo-magnezytowego nadaje się idealnie do budowy kominków. Skały znajdowane w złożu MammuttiStone nie mają jednorodnych właściwości, ani też nie jest to ten sam typ steatytu. Wręcz przeciwnie, złoże składa się z różnych odmian, które mogą być wykorzystywane do różnych celów. Jeśli dla każdego elementu kominka zostanie wybrany właściwy rodzaj steatytu, to wtedy on może być wykorzystywany do budowy bardzo trwałych kominków, które zadowolą nawet najbardziej wymagających odbiorców. Największe naprężenia cieplne w kominkach występują w określonych miejscach. Steatyt jest trwałym i nadającym się do tego typu konstrukcji materiałem, pod warunkiem, że zostaną one wykonane z drobnoziarnistego typu steatytu, o odpowiedniej foliacji, zawierającej łuskowy, blaszkowy talk. Odmiany zawierające gruboziarnisty magnezyt nadają się najlepiej do budowy przewo66 Rysunek 1 dów kominowych oraz do innych elementów kominków, których temperatura nie przekracza 500oC. Co jest oczywiste, gruboziarnisty steatyt może być wykorzystywany do budowy zewnętrznych elementów kominków, ponieważ nie nagrzewają się one do temperatury powyżej 200oC. Steatyt jako materiał służący do magazynowania oraz przewodzenia ciepła Materiały wykorzystywane do budowy kominków muszą charakteryzować się dużą pojemnością cieplną oraz dużą sprawnością przewodzenia ciepła. W przypadku skał o małej porowatości, ich zdolność do magazynowania ciepła oraz ich ciepło właściwe są wyznaczane przez ich skład mineralny. Zarówno magnezyt, jak i talk charakteryzują się odmiennymi pojemnościami cieplnymi, które można określić w sposób naukowy. Ciepło właściwe steatytu MammuttiStone, składającego się w połowie z talku oraz w połowie z magnezytu, może zostać określone na podstawie jego składników. Foliacja czyni steatyt MammuttiStone anizotropowym, to znaczy, że jego zdolność do przewodzenia ciepła będzie różna w różnych kierunkach. Będzie ona zależała od takich właściwości, jak skład skały lub też foliacja. Łupki, w tym i steatyty, charakteryzujące się silną, płaską foliacją, liniowym fałdowaniem oraz słabszą linijną foliacją posiadają swoją własną, charakterystyczną dla nich przewodność cieplną oraz odporność na wysokie temperatury. Strukturalnie łupliwy steatyt o płaskiej foliacji charakteryzuje się największą prze- wodnością cieplną równolegle do płaszczyzny łupliwości oraz najmniejszą przewodnością cieplną prostopadle do tej płaszczyzny. Skała ze złoża MammuttiStone, charakteryzująca się najlepszą odpornością na ciepło, składa się głównie z dwóch typów minerałów, magnezytu oraz talku. Podgrzanie steatytu do temperatury przekraczającej 520 oC prowadzi do powstania nowego typu minerału, peryklazu. Foliacja czyni steatyt MammuttiStone anizotropowym Radosław Grabowski /NunnaUuni Polska Źródło: Badania materiałowe przeprowadzonych w kopalni MammuttiStone w Finlandii należącej do firmy NunnaUuni Oy pod kierownictwem Aulisa Karki oraz Seppo Gehora. Instytut Optyki Elektronowej, Uniwersytetu Oulu w Finlandii. 67
