Пісок складається головним чином з зерен кварцу, до якого в певній кількості бувають наточити зерна польового шпату, магнетиту, граната, циркону та інших мінералів, що володіють достатньою твердістю і хімічної стійкістю. Піски, що утворилися в морях, складаються головним чином з добре відсортованих зерен кварцу і зазвичай залягають правильними, рівними шарами, ніж помітно відрізняються від пісків з косою і неправильної слоистостью, що утворилися в річках або пустелях. Від домішки оксидів заліза іноді покривають плівкою ( «сорочкою») зерна кварцу і польового шпату піски набувають жовту або іржаво-бурого забарвлення, углисті частки повідомляють їм сірий або чорнуватий колір; піски, що утворилися на дні морів, нерідко забарвлені в сірувато-зелений колір, що залежить від домішки мінералу глауконіту, і називаються глауконітовими пісками.
Якщо піски утворюються від руйнування порід, що містять стійкі мінерали. наприклад самородне золото. платину, олов'яний камінь, вольфраму. корунд. ці мінерали збираються в пісках і утворюють вторинні родовища зазначених мінералів або розсипи, що залягають в ярах, старих руслах річок і річок. При цьому завдяки тому, що більшість складових частин первісної породи - польові шпати. рогова обманка, слюда та інші нестійкі мінерали - при вивітрюванні руйнуються механічно і хімічно і несуться плинної водою, розсипи завжди багатшими зазначеними вище цінними мінералами, ніж початкові породи. Для багатьох цінних копалин, особливо золота, платини, олов'яного каменю розсипи мають величезне практичне значення, часто перевершує значення корінних родовищ.
Форма зерен піску буває дуже різна, залежно від ступеня обливання, а розміри зерен коливаються від 0,25 до 2 мм. Найбільшою чистотою і однорідністю відрізняються морські піски і пісок пустель (еолового походження).
Родовища пісків різних сортів в СРСР надзвичайно
численні, але ще недостатньо вивчені. У дореволюційний час спеціальні сорти піску, родовища якого в подальшому були знайдені в багатьох місцях СРСР, в значній кількості привозилися з-за кордону. Так, в 1913 році було ввезено близько 3500 вагонів піску на суму 183 679 руб. золотом.
Цей факт наочно показує, як мало були вивчені наші мінерально-сировинні ресурси до революції і яке економічне значення може мати така всім відома і всюди поширена осадова порода, як пісок.
Мал. 126. Пісковик з кварцовим цементом йод мікроскопом
Пісковики.
При просочуванні через пісок різних мінеральних розчинів його зерна скріплюються і виходить зцементована порода, звана піщаником.
Залежно від природи цементу, розрізняють пісковики кварцові, вапняні, крем'янисті, глинисті, залізисті і т. Д. У деяких пісковиках зерна піску зцементувати настільки слабо, що він легко раздавливается руками; інші ж пісковики по міцності майже не поступаються щільним масивно-кристалічних порід і представляють, чудовий будівельний матеріал. Найміцнішими вважаються пісковики з кварцовим цементом (рис. 126). Якщо цемент заповнює повністю проміжки між зернами піску і порода має суцільний зливний вид, її називають кварцитом. Більшість кварцитів відноситься до порід метаморфическим, які будуть розглянуті нижче.
Застосування. Щільні пісковики різних типів, переважно кварцові, застосовуються як для будівель, так і для виготовлення жорен, точильних каменів і плит для тротуарів. Особливе значення має використання чистих кварцових пісковиків для виготовлення динасу - кременистого вогнетривкої цегли. Родовища пісковиків зустрічаються в СРСР в цілому ряді районів і зазвичай розробляються для місцевого будівництва. Відзначимо кілька найбільш відомих родовищ.
Досить щільні кварцові пісковики розроблялися раніше в найближчих околицях Москви (поблизу с. Татарово, Литкаріно і ін.) І застосовувалися для облицювання набережних Москва-ріки, виготовлення плит для тротуарів і для будівельних цілей. Відомо родовище будівельних пісковиків в Люберецком районі. На півдні Донецького басейну поблизу ст. Амвросія-ки експлуатуються родовища щільного пісковика, званого кварцитом. Крім того, кварцові пісковики розробляються для місцевих потреб у багатьох місцях Поволжя, наприклад, в Ульяновському, Саратовському, Камишинському і інших округах. Пісковики з глинистим цементом видобуваються на чорноморському узбережжі Кавказу (Туапсинський піщаник), а також в Херсонському районі на Україні і в багатьох місцях.
Алеврити - тонкозернисті, пилоподібні породи - складені зернами різних мінералів, переважно кварцу, причому розмір переважаючих зерен коливається від 0,1 до 0,01 мм. Такі породи часто неправильно називають то глинами, то суглинками, що, звичайно, не відповідає дійсності. До алевритів можна приєднати тонкозернисту породу, відому під назвою лес.
Широко поширена на півдні України і в особливості в Середній Азії неслоістимі порода светложелтого кольору, дуже ніжна на дотик, легко розтирати між пальцями в пил. Лес складається з суміші дрібних зерен кварцу і глинистих частинок, з домішкою до 30% вуглекислого вапна, кото раю місцями виділяється у вигляді різної форми конкреції зазвичай білого кольору ( «журавчіков»). Лес про утворених в резуль-таті накопичення дрібного матеріалу, принесеного вітром або під дою. Він володіє дуже характерною для пего вертикальної отдельностью; завдяки цьому в ньому нерідко розвиваються яри і ущелини зі стрімкими стінами.
Завдяки великому вмісту солей лесових грунт отли чає родючістю і дає великі врожаї культурних рослин, особливо при штучному зрошенні, як, наприклад, в Середній Азії.
Ущільнені і зцементовані алеврити називаються Алєв рол ит а ми. За своїм характером вони дуже близькі до так на зувати глинистих сланців, з якими їх часто помилково змішують.
Найпоширенішими продуктами хімічного руйнування вивержених порід є глини. Вони опише ються при хімічному вивітрюванні польових шпатів, нефелина, слюд і деяких інших породоутворюючих мінералів, крім кварцу, і таким чином є частково хімічними і частково механічними опадами.
Глини в сухому стані мають землистий характер, зазвичай легко розтираються між пальцями в тонкий порошок, рідше вони міцні і тверді. Легко вбирають воду, після чого стають в'язкими і пластичними. Після випалу глини дають кам'яну масу.
Глини мають дуже тонкої (дисперсної) структурою і складаються найчастіше з каолініту (розмір часток <0,01 мм) Аl4 (ОН)8 [Si4 O10 ] и сходного с ним монотермита 1 или же из монтмориллонита и др.
Глини утворюються з тонкоотмученного, зваженого у воді матеріалу, який несеться плинної водою і поступово осідає в гирлах річок і в морях.
Залежно від їх мінералогічного складу розрізняють глини:
3) монтморилонітові (бентонітові і Флорида-нові).
Каолінітові глини пов'язані переходами з відкладеннями каоліну.
Каолініт, як було зазначено в розділі «Мінералогія», утворюється головним чином при хімічному вивітрюванні польових шпатів і інших алюмосилікатів. Каолін, що утворилися на місці вивітрювання польовошпатових порід, називаються первинними. Вони зустрічаються порівняно рідко завдяки тому, що каолін легко розмивається, несеться плинної водою в підвішеному стані і відкладається знову в замкнутих водних басейнах у вигляді вторинного каоліну.
У вологому стані каолін і взагалі глини жадібно вбирають воду, розбухають і дають пластичну масу, що не пропускає води, завдяки чому дуже часто служать водотривким горизонтом для ґрунтових і міжпластовому вод.
З первинних родовищ з каоліновими заводами на них відзначимо Глухівці і Турбів в Київській області, найбільше у світі ПРОСЯНСЬКИЙ родовище в Дніпропетровській області та
велике родовище вторинних (перевідкладених) каолінів - Пологи Дніпропетровської області.
На Уралі великі родовища первинних каолінів з новими каоліновими заводами на них знаходяться поблизу Киштима (Середній Урал) і близько Магнітогорська. Відомі родовища вторинних каолінів та в Сибіру - Мойское на р. Іртиші і ін.
Вогнетривкі каолінові глини жирні на дотик, зазвичай білі з сіруватим відтінком, нерідко забарвлені в бурий і зеленуватий колір. Вони складаються головним чином з каоліну (від 40 до 70%) з домішкою дрібних часток інших мінералів, нерідко також зерен кварцу, жирні на дотик.
Застосування. Вогнетривкі глини широко застосовуються як в фарфоро-фаянсової промисловості, так і для виготовлення вогнетривкої цегли, шамоту та інших виробів.
Вогнетривкі каолінові глини розробляються в різних районах СРСР. Найбільші родовища - поблизу ст. Пологи Дніпропетровської області, де вони залягають під шаром вторинного каоліну; ст. Оленівка Сталінської ж. д. ст. Латная Воронезької обл. Сталиногорск, Гжель, Любитіно, ст. Боровичі в Ленінградській обл. Курьінского і Байновское родовища на Уралі та ін.
Монотермітовие глини складаються головним чином з найдрібніших частинок і лусочок монотерміта. За зовнішнім виглядом вони схожі з каоліновими глинами і нерідко переходять в них. Частина цих глин огнеупорна і містить значну кількість лугів, особливо К2 О.
До них належать глини Часів-Яру в Донецькій обл. утворюють величезні поклади. Вони володіють вогнетривкістю, високою пластичністю і є цінною сировиною, особливо для виробництва шамоту.
Вибільних або сукновальні, бентонітові та флорідіновие глини різко відрізняються від вогнетривких глин, описаних вище, за своїм хімічним і мінералогічним складом, а також і за фізичними властивостями. Вони складаються головним чином з монтмориллонита і інших близьких до нього мінералів і містять порівняно багато MgO і СаО.
По генезису вибільних глини, зокрема флорідіновие і бентонітові, вважають продуктами діагенеза тонких вулканічних продуктів - туфів.
До цього виду глин належать сукновальні глини, які не володіють пластичністю і, вбираючи воду, нерідко розсипаються в порошок. Вони добре поглинають різні жири і масла та застосовуються для очищення вовни і сукон.
До них відноситься також кил, що видобувається в Криму, - сіра або зеленувато-сіра глина, яка при усмоктуванні води розпадається в найтонший порошок. Кіл зустрічається також на Кавказі поблизу Баку.
До того ж типу глин належать так звані флорідіновие глини, що застосовуються для очищення й освітлення нафтопродуктів. Родовища цих глин (гумбрин) розробляються в Грузії, близько дер. Гумбрі, поблизу Кутаїсі, а також близько Баку ( «Асканія») і поблизу Нальчика на Північному Кавказі ( «нальчікін»)
Важливого значення набувають останнім часом бентонітові глини Огланлінского родовища в Туркменії, що відрізняються досить великою в'язкістю і тонкою отмученний частинок, що зближує ці глини за властивостями з колоїдами.
Вони застосовуються для формувальних сумішей при литві деталей машин.
Велика домішка до глин каоліну і монотерміта повідомляє їм жирний на дотик характер і пластичність, чому ряд глин носить назву жирних.
На відміну від жирних глин, худі глини користуються надзвичайно широким розповсюдженням, мають часто значною потужністю і пофарбовані в різні кольори завдяки домішкам. Водні оксиди заліза надають глині жовто-бурий або червоно-бурий колір і значно знижує температуру її плавлення. Часто спостерігаються домішки більших зерен кварцу, слюди. польового шпату.
Родовища худих глин розкидані по всьому Союзу і широко розробляються для потреб цегляного гончарного, черепичної та інших виробництв. Особливий тип глин представляють маси глинистого матеріалу, що залишається після вилуговування глинистих вапняків. Ці залишкові глини нерідко зустрічаються в підмосковних вапняках і відомі під назвою «митінной глини». Залишкові глини грунтів, що утворюються на вапняках південних областей СРСР (Крим, Кавказ), називаються червоноземах - «терра роса».
Змішані породи.
У природі дуже широко поширені породи змішаного - піщано-глинистої характеру. Так як практично важливо знати тип такої породи, прийнято більш точно характеризувати їх склад. Інститут геологічної карти прийняв таку схему найменування порід:
Пісок містить частинок менше ...... 0,01 мм до 5%
Супісок тонка ............. 20-30%
Суглинок грубий ............ 30-40о / 0
Суглинок тонкий ............. 40-50%
Глина груба ............. 50-60%
Глина тонка ............. 60 і більше%
М. С. Швецов пропонує називати змішані породи за певним правилом: на першому місці ставити назву переважної складової породи, а потім у вигляді прикметників інші компоненти в порядку їх зменшення. При ним після кожної назви ставити відсоток вмісту в дужках. Наприклад, пісок (60), алевритового (32), глинистий (8).
Можна умовно ввести і таке правило: при вмісті більше 30% ставити суфікс «овий», при кількості 10-30% «справжній», а при утриманні меншому, ніж 10%, ставити прийменник «з». Тоді взята для прикладу порода буде пісок алевритового з глиною.
При ущільненні і цементації глин виникають тверді, що не розмокають у воді породи, звані аргиллитами. До них можна віднести щільні каолінові породи району Борова-чий, звані там «сухарями». Іноді застосовується для позначення аргиллитов іноземний термін флінтклей, що в перекладі з англійської означає кремниста глина.
Однією з різновидів аргиллитов є глинисті сланці.
Глинисті сланці.
Якщо глини піддаються тиску вищерозміщених шарів осадових порід або здавлення при процесах гороутворення, вони ущільнюються і набувають здатність розколюватися на тонкі пластинки - робляться Сланцеватая. Найтвердіші і щільні різновиди Сланцеватая глин називають глинистими сланцями. Вони складаються з глинистих частинок з домішкою кварцового пилу, а іноді також лусочок серициту і хлориту, тонкосланцевати і зазвичай мають темне забарвлення. Колір їх залежить від мінеральних домішок: углисті частки дають темно-сірі або чорне забарвлення, окис заліза - червонуваті тони, а домішка хлорита повідомляє зеленувате забарвлення.
Глинисті сланці відрізняються від глин значно більшою твердістю і не розмокають від води. При ударі молотком вони розколюються на пластинки по сланцеватості, причому поверхню розколу зазвичай матова або ж має слабкий шовковистого блиску, якщо до складу сланців входить серицит або хлорит.
Глинисті сланці різних типів у великій кількості зустрічаються на Кавказі, на Уралі і в інших гірських районах, а також в околицях Кривого Рогу на Україні, переважно серед древніх осадових порід, що зазнала сильного здавлення при гороутворенні. Найбільші і найкращі вивчені родовища глинистих сланців знаходяться у ст. Ларі на Військово-грузинській дорозі і біля Краснов Поляни на Кавказі, в Кривому Розі і на Уралі (Атлянское родовище).
Застосування. Глинисті сланці застосовуються, як покрівельний матеріал, а тонкослоістие щільні сланці темного кольору - для грифельних дощок.
Застосування сланців, як покрівельного матеріалу, має велике майбутнє, так як вони мають ряд переваг в порівнянні навіть з покрівельним залізом. Вони вогнестійкі, не вимагають фарбування, не піддаються атмосферних впливів і завдяки цьому представляють вічний покрівельний матеріал, що відрізняється до того ж дешевизною.