Генетические типы месторождений формовочных песков и их промышленное значение

09.06.2018
Физико-географические условия образования формовочных песков весьма разнообразны. Наибольшая часть кварцевых формовочных песков отлагалась в прибрежноморских условиях, однако месторождения кварцевых формовочных песков известны и среди континентальных отложений. Эти месторождения по условиям образования разделяются на элювиальные, пролювиальные и делювиальные, аллювиальные, озерные, ледниковые и эоловые.

Определенная часть месторождений кварцевых формовочных песков образовалась в континентально-морских условиях — дельтах рек и лагунах. Месторождения глинистых песков генетически однообразнее. Они приурочены в основном к элювиальным, пролювиально-делювиальным и морским отложениям. Значительно реже они встречаются среди речных, озерных и морских осадков.

Морские месторождения характеризуются большими размерами, спокойными условиями залегания полезного ископаемого и весьма совершенной сортировкой песков. Образуются они или в пляжевой зоне, располагающейся между линией отлива и линией наивысшего прибоя, или в неритовой зоне, между линией отлива до глубины 200—400 м. Месторождения пляжевой зоны характеризуются преобладанием крупно- и среднезернистых песков, часто чередующихся в разрезе и сменяющих друг друга по простиранию. В песках нередко содержатся гравий и галька, что снижает их ценность как формовочного материала.

Месторождения неритовой зоны отличаются хорошей отсортированностью и окатанностью зерен песка. Полезное ископаемое образует здесь довольно мощные (до нескольких десятков метров) пластовые залежи, развитые на больших площадях и сложенные кварцевыми песками высокой чистоты: содержание зерен кварца здесь нередко достигает 98—99%. Наиболее чистые разности песков обычно образуются на глубинах, не превышающих 70—100 м. Месторождения этого типа являются источником получения наиболее ценных формовочных песков.

Типичными представителями месторождений этого типа являются Люберецкое в Московской области, Басьяновское на Урале, Миллеровское и Гусаровское на Украине, палеогеновые пески Среднего и Южного Поволжья (Саратовское, Чаадаевское) и др.

Люберецкое месторождение представлено крупной пластовой залежью, имеющей площадь около 30—35 км2. Образовано оно кварцевыми песками верхневолжского яруса юры. Мощность песков на большей части месторождения выдержана и составляет 20—25 м, уменьшаясь на периферии до 4,5—5 м. Пески характеризуются высокой степенью сортировки и почти полным отсутствием как крупных, так и пылевидных частиц. Пески почти мономинеральные-кварцевые. В толще их встречаются караваеобразные тела кварцевых песчаников (рис. 27).

Басьяновское месторождение в Свердловской области представлено пластообразной залежью песков позднемелового возраста. Мощность песков до уровня грунтовых вод в среднем составляет 5 м, а ниже 7 м. Формовочные пески подстилаются гравелистыми песками, залегающими на неровной размытой поверхности палеозойских пород. Вскрышные породы представлены песчано-глинистыми отложениями мощностью от 1 до 12 м (рис. 28). Пески главным образом кварцевые, равномернозернистые, мелко- и среднезернистые. Кроме кварцевых, в меньшем количестве встречаются тощие и полужирные пески.

Главной отличительной чертой элювиальных месторождений, в основном определяющей их промышленную ценность, является зависимость качества формовочных песков от характера материнских пород. В элювии изверженных пород редко встречаются значительные месторождения, в основном из-за полного отсутствия сортировки; с алювием осадочных пород (особенно песков и песчаников) иногда связаны промышленные месторождения формовочных песков (Северо-Запад, Урал, Сибирь). Месторождения обычно характеризуются сложной формой залежей и непостоянством зернового состава песков. В большинстве случаев пески слабо глинистые, мелкозернистые, пылеватые. Метаморфические породы могут в определенных случаях образовывать месторождения формовочных песков. Продукты разложения кварцитов, например, могут быть представлены чистыми кварцевыми песками, но более мелкозернистыми и пылеватыми, чем образовавшиеся за счет выветривания песчаников. При выветривании кварцево-слюдистых сланцев иногда образуются глинистые (полужирные, жирные и очень жирные) пески, однако значительные месторождения формовочных песков за счет метаморфических пород не образуются.

Пролювиальные и делювиальные месторождения формовочных песков встречаются редко, пески обычно плохо отсортированы и характеризуются невысоким качеством.

Аллювиальные месторождения обычно характеризуются пластовой формой залегания, значительной протяженностью и сравнительно большой мощностью полезного ископаемого. Сложены они кварцевыми песками разной крупности, значительно реже встречаются слабоглинистые пески. На некоторых месторождениях отчетливо выражено различие между песками верхней и нижней частей разреза. Обычно пески в нижней части менее отсортированы.

Озерные месторождения отличаются разнообразием минерального и зернового состава песков. Наряду с плохо отсортированными полимиктовыми песками встречаются однородные кварцевые пески, характеризующиеся хорошей окатанностью зерен. С отложениями крупных озерных водоемов связан ряд промышленных месторождений Урала, Сибири и Дальнего Востока.

Чуриловское месторождение формовочных песков в Челябинской области, например, приурочено к отложениям палеогена. Для месторождения характерно частое переслаивание песков средне-, мелко- и тонкозернистых с белыми пластичными и песчанистыми глинами.

Ледниковые отложения (донные и конечные морены), как правило, не образуют месторождений формовочных песков. Чаще формовочные пески встречаются в водно-ледниковых отложениях. Более всего благоприятны для их образования предледниковые отложения, образование которых обусловлено размывом дочетвертичных пород водами, поступающими из области надвигавшегося ледника. В определенных случаях месторождения этого типа, сложенные кварцевыми песками высокого качества, могут представлять практический интерес.

Эоловые месторождения континентального происхождения не известны. Месторождения, образовавшиеся в континентально-морских условиях, встречаются среди современных песчаных образований. В строении таких месторождений преобладают крупно- и среднезернистые пески с весьма концентрированной зерновой структурой, однако минеральный состав песков весьма изменчив. Обычно преобладают пески кварцево-полевошпатового состава. Кварцевые пески встречаются редко.

Дельтовые месторождения характеризуются недостаточной сортированностью материала, нередко заключают прослои глин и скопления органических остатков. На месторождениях, образовавшихся во внешних частях дельт, нередко встречаются значительные пласты хорошо отсортированных песков, пестрых по составу, что значительно снижает ценность месторождений этого типа.

Лагунные месторождения, связанные обычно с небольшими водоемами, характеризуются еще большим непостоянством и худшей сортировкой материала. Часто среди них появляются глинистые пески, вследствие чего обычно они практического интереса не представляют.