Минералы

 Горные породы



Кварцевый песок. Ульяновская область, окрестности поселка Силикатный.

Карьер по добыче кварцевого песка. Ульяновская область, окрестности поселка Силикатный.

Добыча кварцевого песка. Ульяновская область, окрестности поселка Силикатный.


Пески

     Рыхлые песчаные породы - это всем хорошо известные пески. Размер обломков от 1 до 0,01мм. Состав и цвет непостоянные. Состоят главным образом из зерен кварца (кварцевые пески и алевриты) или, кроме кварца, еще содержат в большом количестве полевые шпаты, глинистые минералы, слюды, окислы железа (лимонит, гематит, магнетит, ильменит), глауконит, рутил, органическое вещество. Пески различных районов нередко характеризуются типичными для них второстепенными минералами, наличие которых зависит главным образом от состава пород, из которых эти пески образовались. Некоторые примеси бывают, характерны для какого-либо одного генетического типа песка. Так, например, полевошпатовые зерна часто входят в состав четвертичных песков. Слюда обыкновенно содержится в эоловых песках. В зависимости от доминирующей примеси различают пески кварцево-полевошпатные, кварцево-слюдистые и т.п. В природе среди других песков кварцевые пески пользуются наиболее широким распространением. Форма зерен у песков разнообразна. Обычно их делят на окатанные, полуокатанные и остроугольные. Мелкие зерна обычно бывают окатаны и даже угловаты. Средние зерна более окатаны, крупные окатаны меньше, чем средние. Степень окатанности зерен зависит главным образом от происхождения песка. Кварцевые пески являются продуктом механического разрушения и химического разложения горных пород, содержащих кварц. Такими породами являются граниты, гранито-гнейсы, гнейсы, песчаники, кварциты. Из анализа данных о геологическом строении толщ, содержащих кварцевые первично-осадочные породы, следует, что формирование их в истории Земли происходило периодически и совпадало с эпохами корообразования. Эти процессы контролировались главным образом тектоническими циклами. Что же касается различия общей мономинеральности рассматриваемых пород разных эпох, то оно зависело от эволюции процессов не только химического выветривания, но и рельефообразующих факторов, а также от состава субстрата кор, изменения климата и участия в выветривании биоты.


     По способу образования пески разбиваются на следующие типы:

    1.Элювиальные пески (eluvio - вымывать) - продукты выветривания горных пород, оставшиеся на месте своего образования. Элювиальные пески характеризуются зернами остроугольной формы. Для них типично присутствие глины, полувыветрелых полевых шпатов. Элювиальные пески находят применение главным образом в качестве материала для железнодорожного балласта.

    2.Аллювиальные пески (alluvio - нанос, намыв) - продукт переноса песчаных и глинистых частиц, формирующихся постоянными водными потоками и отложенных в текучих (или стоячих) речных (или озерных) водах. Пески эти весьма разнообразны по механическому и минералогическому составу и формам залежей. Зерна речных песков более или менее окатаны, озерных - остроугольны. Древнеаллювиальные и озерные пески служат одним из источников для получения крупнозернистых формовочных песков.

    3.Делювиальные пески (deluo - смываю) - генетический тип отложений, возникающий в результате накопления смытых со склонов дождевыми и талыми снеговыми водами рыхлых продуктов выветривания. Выделен в 1890 г. А.П. Павловым. Залежи этих песков отличаются непостоянством состава и небольшими запасами.

    4.Флювиогляциальные пески очень разнообразны по минералогическому составу, отличаются непостоянством залегания и быстрым изменением гранулометрического состава и содержания глины. Зерна грубо окатаны, имеют различную величину, доходя в некоторых случаях до размера гальки. Среди отложений этого типа встречается много хороших формовочных песков.

    5.Эоловые пески образуются в результате деятельности ветра. В пустынях они называются барханами, у берегов морей - дюнами. Песчинки состоят из хорошо окатанных зерен кварца, которые отсортированы ветром по величине зерен. Преобладают частицы размером от 0,1 до 0,25 мм. Месторождения этого типа разрабатываются для стекольной промышленности.

    6.Морские пески, отложившиеся в прибрежных частях моря, отличаются однородностью, небольшим содержанием глины, высоким содержанием окиси кремнезема и незначительным окиси железа. Зерна обычно хорошо окатаны. Пески эти распространены на значительном пространстве и отличаются большой мощностью.

    Кварцевый песок представляет собой сырье, широко применяемое в различных отраслях промышленности и строительства. Наибольшее количество песка потребляют стекольное и фарфорово-фаянсовое производство; производство растворимого стекла, строительного кирпича, силикатного кирпича, портланд-цемента, бетона, асфальтовых смесей, кровельных рулонных материалов, литейное производство (формовочные пески); кварцевый песок используют в качестве абразивного материала, для фильтрования водопроводной воды, в дорожном строительстве для балластных отсыпок, приготовления основания под дорожные покрытия и при устройстве железнодорожных насыпей и т.д.

    На территории Ульяновской области широко развиты отложения песков и песчаников. Они приурочены к верхнеюрским, меловым, третичным и четвертичным системам. Основные месторождения их приурочены к палеогеновым отложениям третичной системы. Они широко развиты в западной, юго-западной и центральных частях области: Павловском, Барышском, Инзенском, Теренгульском, Вешкаймском, Сенгилеевском, Ульяновском районах области.

    В области учтено 78 месторождений песка, 15 из них разведаны.

    Количество месторождений юрских песков равно - 1, меловых - 2, палеогеновых - 51, четвертичных - 19.

    Наиболее перспективными и ценными являются месторождения кварцевых песков, залегающих среди палеогеновых отложений третичной системы. Палеогеновые пески по составу можно подразделить на два основных типа: кварцевые, кварцево-глауконитовые. Месторождения кварцевых песков приурочены к отложениям нижнесызранской свиты (сосновской фации), саратовской и камышинской свит.

    Пески имеют цвет светло-серый, светло-желтый, серый, по гранулометрическому составу мелко-среднезернистые. Эти пески содержат до 99,7 % чистого кремнезема и небольшое количество других окислов. Так, например, Ташлинские кварцевые пески имеют примесь окиси железа лишь в сотых долях процента. Во всех приведенных технических условиях основным требованием для стекольных песков, помимо высокого содержания SiO2, является содержание железа, которое определяет пригодность песка для того или иного сорта стекла. Железо входит в состав песка в виде окиси или закиси и является самой вредной примесью. Закисное железо придает стеклу зеленоватый оттенок, или окисно-желтый. Во время варки стекла с большим содержанием железа атмосфера в печи бывает большей частью восстановительной, вследствие чего стекло получается с зеленоватым оттенком. При малом содержании железа зеленоватое стекло можно обесцветить прибавкой незначительного количества перекиси марганца, никеля или селена, которые окрашивают стекло в дополнительный к зеленому красный или розовый цвет. Полное обесцвечивание стекла удается при содержании в нем окиси железа не более 0,1 %. При изготовлении стекла, для которого допускается окраска в зеленый и желтый цвет, могут применяться пески с более высоким содержанием железа. Предельное содержание железа должно устанавливаться в каждом конкретном случае.

    В середине XIX века на территории современного Барышского района близ с. Старая Ханинеевка и недалеко от р.п. Измайловка существовали небольшие стекольные заводы, на которых изготавливалась стеклянная тара. Так как песок, используемый на этих заводах, содержал небольшое количество примеси железа, то стекло имело зеленоватый цвет. В настоящее время кварцевые пески в окрестностях с. Старая Ханинеевка не разрабатываются. Наиболее крупными месторождениями кварцевых песков являются Ташлинское - 30 млн.м3 (Теренгульский район), Артюшкинское - с запасами свыше 8 млн.м3 (Сенгилеевский район), Обуховское - 14млн.м3 (Барышский район). В Ульяновской области известно шесть месторождений стекольных песков, разведаны на промышленные категории только два месторождения: Ташлинское и Артюшкинское. Разрабатывается в настоящее время только Ташлинское месторождение, занимавшее третье место в СССР. Пески этого месторождения использовали 23 стекольных завода.

    В настоящее время в результате геологоразведочных работ геологи выявили перспективный участок южнее р.п. Красный Гуляй, кварцевый песок на обнаруженной залежи отвечает всем требованиям стандарта на стекольное сырье. По предварительной оценке, на перспективном участке выявленные запасы составляют 39 млн т.

    Наряду с кварцевыми песками значительным развитием среди палеогеновых отложений пользуются кварцево-глауконитовые разности. Они встречаются в Инзенском, Вешкаймском, Теренгульском районах. Кварцево-глауконитовые пески преимущественно мелкозернистые, реже - тонкозернистые, желтовато-серые и желтовато-зеленые. Они состоят главным образом из кварца, глауконита, полевого шпата. Содержание глауконита в некоторых образцах достигает 40-45%: в месторождениях "Охотничье", "Назайкинское", "Калмыковское", "Репьевское". Эти пески местами сильно загрязнены окислами железа и глинозема и не пригодны для получения белого стекла, но зато они могут быть использованы для строительных и других целей. Наиболее крупным месторождением кварцево-глауконитового песка является "Охотничье" с запасами 862 тыс.м3.

    К пескам четвертичного возраста относится небольшое количество изученных и разведанных месторождений, среди них можно выделить аллювиальные, делювиальные, флювиогляционные.

    Аллювиальные пески можно подразделить на современные аллювиальные и древнеаллювиальные. Современные аллювиальные пески развиты в пойменной и русловой части р. Свияги, р. Суры, р. Черемшана, р. Инзы и других рек. В долине р. Волги современные пески в поймах затоплены.

    Древнеаллювиальные пески прослеживаются в долинах р. Волги (особенно в ее левобережной части), р. Свияги, р. Инзы и некоторых других рек, они слагают первую и частично вторую надпойменные террасы. По составу кварцевые, светло-серые или ржаво-желтые пески - мелко-зернистые, реже среднезернистые, неравномерно отсортированные, косослоистые с прослойками и линзами светло- серой пластичной глины и суглинков и иногда с включениями щебня. Наиболее крупными месторождениями древнеаллювиальных песков являются Первомайское, Большеключищинское, Баратаевское и др.

    Делювиальные пески на территории области распространены менее широко и встречаются в месторождениях Ульяновского, Кузоватовского, Вешкаймского районов. Пески желтовато-серые, буровато-желтые, мелкозернистые, глинистые, плохо отсортированные.

    Флювиогляциональные пески встречаются еще реже на территории нашего края, достоверно они обнаружены в северо-западных районах: Инзенском, Барышском. Мощность их достигает 10-12 м, пески обычно мелкозернистые, кварцевые по составу, светло-желтого цвета, косослоистые, со следами мелкой ряби течения. Содержат включения в виде окатанных обломков опок и песчаника, могут быть использованы для дорожных и строительных целей.

    Пески нижнемелового возраста встречаются только в правобережной части области: в Карсунском, Майнском и других районах. По внешнему виду они зеленовато-серые, мелкозернистые, глинистые по составу, характеризуются низкими строительными качествами и не пригодны для стеклоделия. Местами пески содержат значительное количество глауконита и могут быть использованы для получения зеленой краски, в некоторых горизонтах в песках содержится значительная примесь фосфорита, они могут быть использованы в качестве минеральной подкормки и удобрения. Крупным месторождением меловых и нижнемеловых песков является Сиучевское с запасом 500 000 м3.

    Наша область обладает большими запасами песков разнообразных по возрасту и составу. В настоящее время они используются в производстве стекла, стекло получается в результате сплавления кварцевого материала, щелочи и извести. Из кварцевых материалов чаще всего применяется кварцевый песок, реже кварцит или кремень. Для производства стекла пригодными считаются пески, содержащие SiO2 не меньше 98-98,5 %, содержание окислов железа не должно превышать 0,1 %; окиси хрома - тысячных долей процента; глинозем, щелочи и окислы щелочноземельных металлов не должны составлять более 1,0-1,5 %. В Ульяновской области по составу эти пески относятся к среднезернистой, мелкозернистой и тонкозернистой фракции. Все месторождения разрабатываются карьерным способом. Кварцевые пески имеют большое народнохозяйственное значение в экономике Ульяновской области.

Формовочные пески

     Мелкозернистые кварцевые пески применяются в литейном деле для изготовления форм и стержней для стального и чугунного литья. В нашей области выявлено 5 месторождений формовочных песков, два из которых разведаны: Ташлинское (Теренгульский р-н) с запасами песка более 1 млн т и месторождение "39-го километра" Теренгульского района с запасами 435 тыс.м3. Ташлинские пески обладают хорошей газопроницаемостью, необходимой при литье. Песчинки "ташлинского" песка мелкозернисты и мало окатаны и поэтому плотно не прилегают одна к другой в форме, в результате чего газ, образующийся при литье металла, свободно проходит через стенки формы, уменьшая количество брака и повышая качество отлитой детали.


Строительные и дорожные пески

     В Ульяновской области разведано больше 50 месторождений строительных и дорожных песков, приуроченных к отложениям верхнеюрской, нижнемеловой, третичной и четвертичной систем. Разведаны только три месторождения: Красногуляевское, в районе разъезда "39-й километр" и Белый ключ. Сорок два месторождения имеют учтенных запасов до 500 тыс. м3, 3 месторождения от 500 тыс. до 1 млн м3. Строительные пески используются для строительных работ, для производства бетона, кладочных и штукатурных растворов, для производства силикатного кирпича и силикатных блоков. Обычно это кварцевые пески светло-серого и желтовато-серого цвета, в основном мелкозернистые, слабо глинистые, часто ожелезненные в той или иной степени с примесью гальки и щебня от 1 до 5-6 см.