Главная → Статьи

Геология месторождений естественных заполнителей

Речные отложения

Речные отложения песка и гравия образуются в результате переноса и отложения материала текучими водами. Различные формы, в. которых встречаются такие отложения, были перечислены выше. Четыре вида формаций песка и гравия по их значению и пригодности для заполнителей располагаются в следующем порядке: 1) русловые отложения, 2) террасовые отложения, 3) аллювиальные отложения и 4) отложения в поймах рек.

Минералогический и петрографический состав речных песков и гравия обычно бывает весьма разнородным, потому что породы, из которых образуются отложения, уносятся системой водных потоков из самых различных материнских пород. Свойства речных отложений меняются в зависимости от количества и изменчивости исходных материалов и их первоначальных физических и химических свойств. Сложность речных отложений постепенно возрастает по мере того, как речная система, удаляясь от истоков, проходит через многие почвенные и горные формации. Это условие сохраняется до-нижних плёсов речной системы, где в связи с уменьшением скорости движения могут перемещаться лишь более мелкие частицы.

Условия, существующие в исходных пунктах речных отложений, могут существенно измениться в процессе перемещения и отложения пород, а также и впоследствии. Следовательно, такие факторы, как распределение частиц по крупности в потоке, уменьшение размера частиц, выветривание, химические реакции, в том числе и выщелачивание, оказывают значительное влияние на конечные свойства материалов речных отложений.

Распределение породы по крупности или сортировка их текучей водой является механизмом, который определяет максимальные и минимальные размеры частиц, распределение их по размерам или зерновой состав в этих пределах, вид напластования и его изменения, характер покрывающего пласта (вскрыши), мощность и протяженность отложения. Все эти факторы имеют важное значение для правильной оценки месторождений, как возможных источников заполнителей. Процессы механической сортировки и отложения в значительной степени зависят от величины потоков и скорости движения воды, частоты разливов и природы, размера, формы и характера подстилающих пород. Таким образом, очевидно, что знание геологии, гидрологии и топографии района имеет значение при оценке данного месторождения.

Уменьшение размеров кусков породы под влиянием ударов, измельчения и истирания также влияет на зерновой состав и на максимальный размер составных частей месторождения, а в особенности на форму зерен, степень их окатанности и текстуру поверхности. В результате этих процессов мягкие разности могут быть полностью уничтожены, что повышает ценность отложения в целом. Процессы выветривания, химических изменений, выщелачивания, растворения, замораживания и оттаивания действуют одновременно с седиментационными процессами. Выщелачивание растворимых веществ, разложение химически неустойчивых материалов, разрушение или ослабление цементирующей среды, образование новых цементирующих материалов, возникновение оболочек и даже уплотнение в виде конгломератов — таковы некоторые результаты разрушающего действия указанных процессов. В связи с большей продолжительностью этих воздействий материалы террасовых отложений оказываются наиболее сильно затронутыми разрушающими и метаморфическими процессами,, а материалы аллювиальных отложений — в меньшей степени.

Ледниковые отложения

Во время великого ледникового периода значительные массы льда, образовавшиеся на большей части Северной Америки, постепенно продвинулись далеко в глубь территории страны. По мере увеличения толщины ледового слоя и усиления давления на нижележащие слои ледники текли подобно вязкой жидкости. Нижележащие слои земной коры крепко смерзались в сплошную массу и увлекались движущимся льдом. Кроме того, лед поднимал и увлекал с собой весь покрав местности, по которой он проходил. Эти движущиеся ледники были, вероятно, самой мощной транспортирующей средой для почв и горных пород во все геологические периоды.

По мере того как передний край движущегося льда начинал таять и отступать, отлагались огромные скопления ледниковой валунной глины. Валунная глина, не переработанная потоками, образовавшимися в результате таяпия ледника, мало пригодна для получения заполнителей, потому что она содержит огромные валуны и большие количества глины, ила и почвы. Однако значительная часть этого материала была обработана и рассортирована водами ледникового происхождения и образовала такие отложения, как морены, ледниковые террасы, отложения в дельтах рек и выносы из ледника за пределы морены. Эти переработанные или слоистые отложения валунной глины образуют важный источник получения заполнителей для бетону. Так например, заполнители для изготовления 8 400 000 м3 бетона, уложенного в плотине Грэнд Кули Дам, штат Вашингтон, были получены из такого месторождения. Это месторождение содержало значительное количество мелкого, истертого ледником материала, обладающего гидравлической активностью, что способствовало улучшению удобообрабатываемости свежего бетона и развитию более высокой прочности в затвердевшем бетоне.

Большинство замечаний, которые делались относительно влияния характера месторождения породы на свойства речных отложений, применимо также к ледниковым отложениям. Однако эти последние гораздо более изменчивы по составу и модулю крупности и хуже рассортированы. Поэтому они требуют соответствующей обработки и удаления фракций слишком больших размеров. В период отложения ледниковые материалы подвергались многим процессам, которые влияли и на речные отложения, но вследствие их большего геологического возраста они подвергались также действию метаморфических изменений и выветривания. Уничтожение мягких зерен в ледниковых материалах не достигло таких размеров, как в речных отложениях, и куски породы из-за меньшего истирания имеют более остроугольную форму.

Долинные ледники, образующие бассейны и ведущие себя почти так же, как большие ледяные горные покровы, служат важными источниками получения заполнителей в высокогорных районах Скалистых гор и Сиерра-Невады.

Морские отложения

Материалы морских отложений очень мало используются для получения заполнителей. Морские отложения песка и гравия могли быть образованы ледниками и потоками или возникнуть на месте залегания из прибрежных горных пород в результате естественных процессов выветривания и действия морских волн и течений. Морские отложения состоят обычно из твердых, прочных зерен, что явилось результатом избирательного действия сил природы, уничтожающих менее прочные составные части. Зерна обычно бывают округлыми и довольно однородными по размеру.

Прибрежные пески и гравий нуждаются в тщательной промывке для удаления загрязняющих солей, попадающих в них при выщелачивании более древних террасовых отложений.

Золовые отложения

Материалы, отложенные ветром, обычно состоят из мелкого песка с ограниченными колебаниями размеров зерен. Они представляют собой главным образом кварц, очень тверды и округлы, что является результатом сильного сортирующего и ударного действия ветра. Пески, отложенные ветром, находят весьма ограниченное применение в качестве заполнителей для бетона. Их используют главным образом как вспомогательный материал для пополнения недостающих тонких фракций в мелком заполнителе.

Отложения обломочных пород

Отложения обломочных пород образуются у подножий крутых горных склонов в результате скопления пород, скатившихся под действием силы тяжести. Состав таких отложений ограничен составом материнской породы. Они характеризуются крупными остроугольными глыбами, которые оторвались от материнской породы в результате естественных процессов выветривания. Эти отложения состоят из материалов, изменившихся и ослабленных под влиянием выветривания, поэтому они хуже по качеству, чем материнская порода. Отложения обломочных пород мало используются в качестве источников заполнителей для бетона, так как обычно поблизости можно найти другие, экономически более выгодные отложения.

Ваш отзыв