Поиски формовочных песков

09.06.2018
Специфичность требований, предъявляемых к формовочным пескам, обусловливает ряд особенностей в направлении их поисков. Как было показано выше, месторождения формовочных песков могут образовываться в различных условиях, однако наиболее благоприятными для накопления мономинеральных кварцевых песков, представляющих наибольший интерес для литейной промышленности, являются краевые части эпиконтинентальных морских бассейнов. Здесь в условиях равнинного берега и небольших глубин образуются хорошо отсортированные пески. Особый интерес представляют участки, примыкающие к устьям рек — к местам поступления материала с суши. Протяженность таких участков вдоль береговой линии может быть весьма значительной. По направлению к центральной части бассейна пески становятся глинистыми, глауконитовыми, местами в них отмечаются зоны ожелезнения.

Существенное влияние на формирование месторождений формовочных песков оказывает состав питающих провинций. Более продуктивны области размыва, сложенные преимущественно кислыми породами — гранитами, гранито-гнейсами, кварцитами и т. п, Характерной особенностью кварцевых песков является парагенетическая связь их с кремнистыми породами, глауконитом и каолиновыми глинами.

Хорошей сортировке материала способствует удаленность бассейнов осадконакопления от зоны размыва. Месторождения, сформировавшиеся в предгорных прогибах, недалеко от питающих провинций, обычно содержат грубый материал (гравий, гальку, валуны). Лучшие по качеству песков месторождения значительно удалены от областей интенсивного размыва. Все это показывает, что наиболее перспективными для поисков месторождений кварцевых формовочных песков являются краевые мелководные участки эпиконтинентальных бассейнов. Именно здесь, в зоне резкого изменения динамики среды, смешения вод суши и моря, активной биологической деятельности происходит четкая дифференциация приносимых с суши продуктов как механического, так и химического выветривания.

Наибольшее количество месторождений кварцевых песков сосредоточено на платформах, и чем древнее платформа, тем больше месторождений (Русская платформа). Образование осадочных отложений на платформах происходило на широкой территории медленно погружающихся участков — синеклиз, впадин, а в предгорных районах — в ограниченных депрессиях. На древних платформах пески более качественные, так как источником их образования являются осадочные породы. Кроме того, продукты разрушения ранее сформировавшихся осадков в платформенных условиях длительное время в процессе транспортировки и неоднократного переотложения находятся под воздействием агентов химического выветривания.

Месторождения кварцевых песков на территории России выявлены почти во всех стратиграфических подразделениях, начиная с докембрия. Однако количество месторождений и их запасы в разных горизонтах различны: наибольшее число месторождений и запасов кварцевых песков связано с палеогеном и неогеном, значительная их часть приурочена к современным меловым, юрским и девонским отложениям. Все это необходимо учитывать при выборе площадей для постановки поисковых работ на формовочные пески.

Поиски месторождений обычно начинаются с маршрутного обследования местности, выделенной исходя из установленных перспектив по имеющемуся фактическому геологическому и палеогеографическому материалу. Выделение перспективных площадей производится в предполевой период на основе крупномасштабных геологических карт (не мельче 1:50 000), а также данных об известных в районе месторождениях песков или пород, из которых они могли образоваться при наличии соответствующих условий. При анализе карт и других материалов выделяются площади распространения песчаных отложений, определяются условия их залегания, устанавливаются перспективные фации и положение их в стратиграфическом разрезе района. В тех случаях, когда отсутствуют геологические карты, позволяющие выделить перспективные для поисков формовочных песков площади, необходимо перед постановкой поисковых работ произвести специализированную геологическую съемку масштаба не менее 1:50 000. При проведении маршрутных поисков или специализированной геологической съемки изучаются все естественные обнажения, искусственные выемки, обследуются действующие и старые карьеры. В местах с плохой обнаженностью проходятся закопушки, канавы, шурфы, дудки или мелкие скважины.

Поисковые маршруты располагаются в зависимости от геологического строения района поисков, обнаженности района, фациального типа песчанных отложений и сложности контуров продуктивных образований. Плотность сети наблюдений при поисках, в зависимости от указанных условий изменяется от 0,5 до 1 км, что соответствует расстояниям между маршрутами от 0,5 до 1 км при расстояниях между точками наблюдений на линиях маршрутов от 0,5 до 1 км. При обнаружении проявлений песков, представляющих практический интерес, но имеющих сложное строение, плотность точек наблюдения целесообразно увеличить вдвое.

При проведении поисков вдоль долин рек, в относительно узкой полосе следует проложить основной маршрут по берегу реки, используя естественные обнажения и расчистки береговых обрывов и вспомогательные маршруты, удаленные от берега реки на половину ширины заданной полосы обследования. При проведении поисков в узкой полосе вдоль железных или шоссейных дорог при плохой обнаженности местности, рекомендуется располагать выработки в шахматном порядке, по линиям, параллельным дорогам. Целесообразно также пройти ограниченное число маршрутов перпендикулярно к линии берега или оси дороги.

Существенную помощь при проведении поисковых работ могут оказать геофизические методы. Различные генетические типы формовочных песков и породы, их вмещающие, характеризуются определенными величинами удельного электрического сопротивления. Это позволяет применять для поисков месторождений формовочных песков различные методы электроразведки. Как показывает имеющийся опыт, наболее эффективным из них является метод вертикального электрического зондирования (ВЭЗ). Этим методом возможно выявление и оконтуривание участков развития песчаных пород, иногда определение мощности полезной толщи и вскрышных пород. Плотность точек сети ВЭЗ определяется глубиной залегания песчаных отложений: чем ближе к поверхности они залегают, тем чаще ставятся точки ВЭЗ, однако не чаще, чем на расстоянии, равном глубине залегания исследуемого горизонта.

В тех случаях, когда объектами исследования являются наклонно залегающие породы или узко линейнолокализованные тела, для их изучения может быть применено электропрофилирование. Необходимыми условиями применения этого метода являются постоянство мощности и сопротивления покровных образований и благоприятная дифференциация слагающих район пород по электропроводности. С целью выбора наиболее оптимального способа геофизических исследований необходимо провести опытные работы.