Осадочные горные породы, используемые в качестве полезных ископаемых

Гравий и песок образуются в результате физического разрушения ранее существовавших пород. Они состоят из несцементированных, окатанных в неодинаковой степени обломков горных пород и минералов различного состава и формы.

Гравий обычно состоит из обломков (1-2 см в поперечнике) кремня, кварца, гранита, гнейсов, диабазов, кварцита и др. Пески по минеральному составу бывают кварцевые, кварцево-полевошпатовые, кварцево-глауконитовые и др. Они состоят из обломков (зерен) размером от 2 до 0,1 мм.

Песчаники - обломочная порода, образовавшаяся вследствие цементации песка с различными размерами зерен. Породоразрушающими минералами являются кварц, полевые шпаты, слюды, глауконит и различные обломки горных пород. По составу цементирующего вещества различают песчаники кварцевые, глинистые, известковые, доломитовые, гипсовые и т. п.; по минералогическому составу кластических зерен - кварцевые, глауконитовые и т. п.; по крупности зерен - мелко-, средне- и крупнозернистые.

Цвет песчаников белый, светло-серый (чистые кварцевые песчаники), красный или буровато-желтый и др. Обычно он обусловлен наличием примесей - окислов железа, битуминозных веществ и др.

Пески и песчаники используются в стекольном производстве. Пески применяют в качестве формовочного материала, для производства силикатного кирпича. Пески и гравий играют важную роль в качестве наполнителей бетона, а также при сооружении железнодорожного полотна, оснований и покрытий автомобильных дорог и для других целей. Кварцевые песчаники используются в металлургической промышленности, в виде штучного камня употребляются при сооружении промышленных и гражданских зданий.

Пески, гравий и песчаники на территории Кавказа установлены во многих пунктах, в некоторых из них ведется разработка.

Глинами называют тонкодисперсные горные породы, состоящие в основном из так называемых глинистых минералов - алюмосиликатов. Образуются они в результате химического и механического выветривания пород. По минеральному составу выделяют глины каолинитовые, монтмориллонитовые и др.

Применяются глины в керамической промышленности для изготовления кирпича, черепицы, канализационных и дренажных труб и других изделий. Сырьем для получения фаянса и фарфора служат каолин, кварц, полевой шпат и высококачественная глина.

Глинистые породы широко распространены на территории Кавказа.

Монтмориллонитовые глины (бентонитовые глины) образуются в коре выветривания эффузивных пород, содержащих вулканическое стекло, а также средних и ультраосновных пород. Иногда возникают в обломочных и эффузивно-обломочных породах, содержащих пирокластический материал, в лагунных и морских водоемах в результате преобразования вулканического стекла и глинистых минералов на стадии диагенеза. Породообразующими минералами являются монтмориллонит, а также гидрослюды и др. [Логвиненко Н. В., 1974]. Название монтмориллонит получил по местности Монтморилльон во Франции.

Эти глины жирны на ощупь. Цвет их светлый, серовато-белый, зеленоватого и желтоватого тонов. Обладают пластичностью, способностью разбухать в воде, увеличиваясь в объеме в 10 раз. Адсорбционная способность их высокая.

Бентониты широко применяются в нефтеперерабатывающей промышленности для очистки нефтепродуктов, а также при изготовлении качественных глинистых растворов, употребляемых при бурении скважин. В качестве формовочных глин они используются в металлургической промышленности. Немаловажное значение имеют бентониты в химической, фармацевтической, бумажной и мыловаренной промышленности, в парфюмерии. В пищевой промышленности они служат средством для очистки масел, жиров, соков и т. п.

В Грузии много месторождений этих глин - месторождение Гумбри, Аксанская группа месторождений и др. В Армении находится в эксплуатации крупное Саригюхское месторождение высококачественных глин. В Азербайджане разрабатываются Ханларское месторождение и др.

На Северном Кавказе вблизи Нальчика (Кабардино-Балкарская АССР) выявлены глины, обладающие адсорбционной способностью. Подобные глины имеются в Майкопском районе Краснодарского края, в Северной Осетии, Чечено-Ингушетии. В Дагестане известно свыше 30 проявлений и месторождений бентонитовых глин. Здесь в пределах Урминской синклинали обнаружено и детально изучено крупное Халагоркское месторождение этих глин.

К карбонатным породам, используемым в качестве полезных ископаемых, обычно относятся известняки, доломиты и мергели. В минералогическом составе известняков преобладает карбонат кальция - кальцит СаСО₃ (56% СаО), в составе доломитов - минерал CaMg(CO₃)₂ (30,4% CaO, 21,9% MgO); мергели состоят из карбонатов в смеси с глиной.

Породы, по составу переходные, называются доломитовыми известняками, известковыми доломитами, известковыми мергелями и т. п.

Известняки химического происхождения образовались в морях, где из пересыщенных растворов выпадал карбонат кальция - это так называемые химические осадки. Таким образом возникают плотные известняки и оолитовые известняки. Значительную группу составляют органогенные, или зоогенные, известняки, состоящие из остатков раковин, кораллов, микроорганизмов, растительности.

В виде примесей известняки иногда содержат глины, пески, битуминозные вещества и др. Нередки чистые известняки.

Цвет известняков обычно белый, серый, светло-серый, буроватый, желтоватый, зеленоватый, черный и реже красный.

Кавказ богат известняками, пригодными для производства высококачественного портландцемента. Ресурсы их практически неисчерпаемы. На Северном Кавказе разрабатываются крупные месторождения Новороссийской группы, на базе которых работает ряд цементных заводов. В Ставропольском и Краснодарском краях, в Северной Осетии и Дагестане разведан ряд месторождений известняков, пригодных для производства кальцинированной соды, соляной кислоты и для использования в сахарной промышленности. В Чечено-Ингушской АССР имеются крупные запасы известняков, используемых в цементной промышленности.

На территории Грузии запасы цементного сырья велики и разведаны во многих районах республики. Разнообразные виды цементного сырья имеются также в Армянской ССР. Здесь из известняков получают карбид кальция, ацетилен, каустическую соду, соляную и уксусную кислоты, они используются при производстве хлорпреновых каучуков, резинотехнических изделий и т. п.

В Азербайджанской ССР известняки, приуроченные к верхнему мелу (сеноманская известняково-мергельная толща), являются прекрасным сырьем для цементной промышленности. Эта толща известняков прослеживается на сотни километров. Здесь построен Таузский цементный завод, который кроме цемента обычных марок вырабатывает декоративный цемент различных цветов. В районе Кишлы (недалеко от Баку) для изготовления цемента используются известняки древнекаспийского возраста. В районе Зыха, на восточном склоне возвышенности Зых-Даг, имеются выходы известняков среднего отдела апшеронского яруса, также пригодных для выработки цемента.

Известняки Кавказа с большим успехом используются в качестве строительного и облицовочного камня. Они же применяются в металлургии (флюс), в печатном деле (литографский камень), в сельскохозяйственном производстве (почвы с обменной кислотностью улучшают с помощью известкования), в текстильной, бумажной, кожевенной промышленности.

Под доломитами понимают хемогенные осадочные породы, состоящие главным образом из минерала доломита CaMg(CO₃)₂.

На Кавказе открыты большие запасы этого ценного полезного ископаемого. В Армении на южных склонах Памбакского хребта в долине Мамарика установлены богатые месторождения доломита, аналогичные открыты в Иджеванском районе. Ткварчельские доломиты Грузии представляют промышленный интерес в качестве сырья для получения металлического магния. На Северном Кавказе разведано Боснийское месторождение (Северо-Осетинская АССР) высококачественных доломитов, используемых в стекольной промышленности, для изготовления огнеупорных изделий и в других отраслях промышленности. Доломиты многих месторождений Кавказа находят применение в резиновой промышленности, в фаянсовом и фарфоровом производстве, в строительном деле.

Мергели представляют собой смешанные глинисто-карбонатные морские осадки. Некоторые мергели, встречающиеся на Кавказе, являются ценным компонентом в производстве цемента высокого качества.

Кремнистые туфы - светлые пористые породы, состоящие из опала, залегают в виде тел неправильной формы, натеков, корочек, образуются из вод горячих источников.

Воды горячих источников часто насыщены и перенасыщены кремнеземом. На большой глубине, характеризующейся высокими температурами и повышенными давлениями, кремнезем находится в растворенном в воде состоянии. При выходе воды на поверхность давление и температура снижаются и кремнезем выпадает в осадок.

Образование известковых туфов или известковых натеков (травертинов) аналогично образованию описанных выше кремнистых туфов. Только в данном случае воды содержат в растворенном состоянии углекислую известь, которая и выпадает из раствора при выходе воды на поверхность Земли (у источников). Известковый туф представляет собой пористую ячеистую известковую породу. В травертинах встречаются различные растительные и другие органические остатки.

Кремнистые туфы - ценное полезное ископаемое, они известны на Кавказе и в Закавказье, в районах развития горячих минеральных вод. Применяются как декоративный материал, для изготовления кремнистого цемента и в качестве гидравлических добавок к обычному цементу, используются как теплоизоляционный и звукоизоляционный материал.

Рис. 37. Травертин. Правый берег Куры. Грузинская ССР

В Грузии можно наблюдать интенсивное отложение известкового травертина у термального минерального источника на правом берегу Куры (рис. 37). Этот источник находится в 11 км от Вардзия вниз по течению Куры. В Азербайджане известны интересные (различного цвета и оттенков) полосчатые травертины в верховьях р. Тертер у источников Истису. Мощность их здесь сравнительно большая, но интересно, что процесс отложения травертинов у действующих источников интенсивно продолжается и в настоящее время. Этот процесс даже можно наблюдать. Мощные отложения травертинов отмечаются в Южном Дагестане на нефтепромысле Берекей. В Берекее некоторые скважины, фонтанируя высокоминерализованной водой (рассолом), бурно выделяют углекислый газ. При этом из воды выпадает углекислый кальций. Последний образует комочки наподобие горошин. В процессе фонтанирования воды из скважин близ расположенные кустарники, деревья и вся другая растительность покрываются брызгами воды. Вода, испаряясь, оставляет затвердевший углекислый кальций, превращая тем самым растительность в "каменную".

Рис. 38. Джульфинские минеральные источники. Скважина, фонтанирующая водой

Вокруг скважин скапливаются целые бугры гороховидного травертина. Описанная картина наблюдается и у Джульфинских мышьяковистых источников. В процессе бурения скважин здесь получили довольно мощные переливы (фонтаны) мышьяковистой воды. Струя воды над устьями скважин поднималась примерно на 50 м (рис. 38). Ниспадая, брызги воды покрывали вокруг растительность (рис. 39).

Рис. 39. 'Окаменевшая' растительность у Джульфинских минеральных источников

На территории Кавказа месторождения травертинов известны в Дагестане, Грузии и в других пунктах. В Армении хорошо изучены месторождения травертинов в Веденском районе, Араратское. Араратские травертины отличаются однородностью состава, высоким содержанием углекислого кальция (96,5%). Они используются при производстве цемента. Из араратских чистых туфов получают карбид кальция.

Известковые туфы Кавказа иногда можно применять для декоративной отделки фасадов (они хорошо обрабатываются), а более прочные туфы и для кладки стен.

Диатомит (позднелат. "Diatomeae" - диатомитовые водоросли) - рыхлая, землистая или слабосцементированная, тонкопористая и легкая порода плотностью 1,9-2,2. Цвет ее белый или светло-желтый. Состоит из скорлупок диатомовых водорослей, сцементированных опалом. Вследствие высокой растворимости этих скорлупок диатомит легко превращается в трепел и опоку.

В Закавказье встречаются диатомитовые озерные осадки.

Применяется диатомит в химической промышленности при изготовлении ультрамарина, в качестве адсорбента используется при производстве динамита, в атомной промышленности служит для улавливания радиоактивных веществ из воды. В пищевой промышленности его применяют для очистки, отбеливания сахарных сиропов, растительных масел, сала, глицерина, фруктовых соков, в нефтехимической и перерабатывающей промышленности - для очищения нефтей и масел. Хорошие результаты дает как полировочный материал.

Рис. 40. Диатомит. Киатибское месторождение. Грузинская ССР

На Кавказе имеются большие запасы диатомитов. В Грузии известно Кисатибское месторождение недалеко от г. Ахалцихе, расположенное высоко в горах (1400-1700 м над уровнем моря), содержащее бурые, белые, серовато-кремовые диатомиты (рис. 40). Открыты также Чобаретское, Хонское месторождения диатомитов и др. В Армении установлены промышленные запасы диатомитов, они сосредоточены в Джрадзорском, Парпийском, Гегамском и других месторождениях. Всего на территории Армении выявлено около двух десятков месторождений этого полезного ископаемого. Известна целая группа месторождений в Сиасанском районе, где диатомиты образовались в горных озерах вулканического происхождения. Месторождения диатомитов морского происхождения встречаются на Северном Кавказе - в Краснодарском крае на Тамани и в других пунктах.