В геологическом отношении мергели относятся к осадочным породам, образовавшимся при одновременном осаждении карбоната кальция и глинистых веществ. Твердость мергеля ниже твердости известняка; чем больше глинистых веществ содержится в мергеле, тем ниже его твердость. Иногда в мергеле также содержатся битумные составляющие. Цвет мергеля зависит от глинистых веществ и меняется от желтого до серочерного. Мергели являются прекрасным сырьем для производства цемента,так как представляют собой однородную смесь карбонатной и глинистой составляющих.
Натуральный цемент.
Известковый мергель, химический состав которого соответствует составу портландцементной сырьевой смеси, применяется для производства так называемого натурального портландцемента; однако месторождения такого сырья встречаются редко. В зависимости от количественного соотношения карбонатного и глинистого компонентов в состав цементной сырьевой смеси входят различные карбонатно-глииистые породы (табл. 1.1.3.1.).
В табл. 1.1.3.2 приведен химический состав различных известняков и мергелей, применяющихся для производства портландцемента.
| Компонент | Известняк | Известняк | Известняк | Известняк | Мергель | Мергель | Мергель |
| SiO 2 | 3.76 | 6.75 | 4.91 | 4.74 | 27.98 | 33.20 | 21.32 |
| Al 2 O 3 | 1.10 | 0.71 | 1.28 | 2.00 | 10.87 | 8.22 | 4.14 |
| Fe 2 O 3 | 0.66 | 1.47 | 0.66 | 0.36 | 3.08 | 4.90 | 1.64 |
| CaO | 52.46 | 49.80 | 51.55 | 51.30 | 30.12 | 27.30 | 39.32 |
| MgO | 1.23 | 1.48 | 0.63 | 0.30 | 1.95 | 1.02 | 0.75 |
| K 2 O | 0.18 | Следы | Следы | 0.16 | 0.20 | 0.12 | 0.06 |
| Na 2 O | 0.22 | Следы | Следы | 0.28 | 0.33 | 0.18 | 0.08 |
| So 3 | 0.01 | 1.10 | 0.21 | - | 0.70 | 0.37 | - |
| Потери при прокаливании | 40.38 | 39.65 | 40.76 | 40.86 | 24.68 | 24.59 | 32.62 |
| Итого | 100.00 | 99.96 | 100.00 | 100.00 | 99.91 | 99.90 | 99.93 |
Опишите минералы (ортоклаз) и породы (опока, мергель, аргиллит), отвечая на вопросы, помещенные в примечаниях к таблицам
Ортоклаз - (от греч. orthуs - прямой и klбsis - ломка, раскалывание), породообразующий минерал из группы полевых шпатов.
Химический состав K .
В качестве примеси содержит Na (до 8% Na2O), реже Ва и в небольших количествах Fe, Са, Rb, Cs и пр. Кристаллизуется в моноклинной системе. Кристаллы призматической формы. Характерны разнообразные двойники адуляр, лунный камень, обыкновенный полевой шпат, санидин (стекловатый полевой шпат). Спайность совершенна, под углом 90° (отсюда и название), чем отличается от микроклина. Цвет светло-розовый, буровато-жёлтый, иногда красный; блеск стеклянный. Твердость по минералогической шкале 6-6,5; плотность 2550-2580 кг/м3. Ортоклаз - один из важнейших породообразующих минералов магматических горных пород. скопления крупных кристаллов Ортоклаза характерны для пегматитовых жил. Часто образуется в процессе регионального и контактного метаморфизма. При выветривании ортоклаз превращается в каолин, в калиевую слюду, иногда эпидот. Места залегания Эйфель, Пантеллерия, Монте-Сомма, Албанские горы. Используется в качестве сырья в стекольной и керамической промышленности.
Мергель (нем. Mergel, от лат. marga) - осадочная горная порода смешанного глинисто-карбонатного состава: 50 -- 75% карбонат (кальцит, реже доломит), 25 -- 50% -- нерастворимый остаток (SiO2 + R2O3). В зависимости от состава породообразующих карбонатных минералов мергели делятся на известковые и доломитовые. У обычных мергелей в нерастворимом осадке содержание кремнезема превышает количество полуторных окислов не более чем в 4 раза. Мергели с соотношением SiO2: R2O3> 4 относятся к группе кремнеземистых.
Виды мергелей
Мергель ангидрита-доломитовый -- термин, примененный для сильно ангидританосных доломитовых мергелей и глинистых ангидрита-доломитов, которые по содержанию глинистого вещества соответствуют мергелям.
Мергель гипсовый -- мергель содержащий гипс, рассеянный или образующий желвачки, тонкие пропластки.
Мергель гипсово-доломитовый -- то же, что мергель ангидрита-доломитовый, но кальция представлены гипсом, а не ангидритом.
Мергель глинистый -- содержит от 50 до 70% (или от 50 до 75%) глинистых частиц.
Мергель доломитовый - глинисто-карбонатная осадочная горная порода, в которой карбонатный породообразующий мергеля представлен доломитом, составляющим от 5 до 50% всей породы.
Мергель доломитовый глинистый - доломитовый мергель, содержат от 50 до 75% глинистого вещества.
Мергель известковый -- глинисто-карбонатная порода, содержит от 50 до 75% СаСО3. Используется в цементной промышленности.
Мергель мелоподобный -- порода, содержащая 10 - 30% глинистого материала и 35 - 90% кальцита, представленного мельчайшими скелетами организмов и микрозернистым кальцитом, тонко перемежающихся с глинистыми частицами. Сравнительно мягкая, растирающаяся, обычно светлоокрашенная горная порода.
Мергель пресноводный - рыхлая, рассыпчатая, порошкообразная масса углекислого кальция, отложенная в водоемах озерно-болотного типа в результате выпадения [СаСО3] из раствора, обогащенная глинистой примесью (свыше 30%). Применяется для выжига извести и производства цемента. Синонимы: мергель озерный, мергель торфяной.
Мергель руинный - известковая порода, структура которой напоминает обломочную. В мергеле руинном участки четырехугольной формы, сохраняющие первичный серый цвет породы, окружены пространством, окрашенным окислами железа в красный цвет. Мергель руинный отмечен среди верхнемеловых флецевых отложений Австрии и во флецевых зонах Италии.
Мергель цементный -- естественный известковый мергель, пригодный для производства портландцемента; для этого он подвергается обжигу до спекания. Состав колеблется, особенно изменчиво отношение кремнезема к сумме полуторных окислов (Аl2О3 + Fe2O3). Поэтому при приготовлении шихты для цементного клинкера в мергель цементный вводятся известковистая или глинистая добавки. В природе встречаются натуральные разности мергеля цементного (СаСО3 75 - 80%, R2O3 + SiO2 20 - 25%), пригодные для обжига без добавок (например, новороссийская группа месторождений).
Мергель малоустойчив к атмосферным воздействиям. Мергель широко распространён в природе, встречается во всех системах, начиная с протерозоя, развит повсеместно среди карбонатных и глинистых толщ. Используются как сырьё в производстве некоторых видов цемента. Наибольшее значение имеют цементные мергеля-натуралы, содержащие 75-80% CaCO3. Наиболее известны цементные мергелям район: Новороссийска, Амвросиевки (Донецкая область) и с. Подгорного (Воронежская область). Месторождения мергеля разрабатываются открытым способом.
Опока. Общими инженерно-геологическими особенностями опок являются: высокая пористость; большая влагоемкость; сравнительно высокая прочность в сухом состоянии и значительное ее падение при водонасыщении; слабая морозоустойчивость.
Характерной чертой опок является именно их чрезвычайно слабая морозоустойчивость. Уже после 2-4 циклов попеременного замораживания и оттаивания образцы разрушаются. Это может быть объяснено лишь большой влагоемкостью опок (до 50-70%). Кроме того, нужно отметить, что хотя поры в опоках открытые и сообщаются друг с другом, водопроницаемость опок ничтожна (возникающий в опоках естественного отложения коэффициент фильтрации, равный 5 м/сут.), связан исключительно с растрескиванием пород массива.
Аргиллит (от греч. бrgillos - глина и lнthos - камень) - твёрдая, камнеподобная глинистая порода, образовавшаяся в результате уплотнения, дегидратации и цементации глин при диагенезе и эпигенезе. По минералогическому и химическому составу аргиллиты очень сходны с глинами, но отличаются от них большей твёрдостью и неспособностью размокать в воде. Сложены в основном глинистыми минералами гидрослюдистого монтмориллонитового и хлоритового типов с примесью частиц кварца, слюды, полевых шпатов. Подобно глинам, аргиллит образуют либо массивные пласты, либо микрослоистые (плитчатые) разновидности. Аргиллиты - типичные осадочные породы, характерные для геосинклинальных складчатых областей, а также глубоко погруженных осадочных толщ платформ.
Все то, что добыто человеком из недр земли и используется, по праву называется полезными ископаемыми. Одним из таких полезных ископаемых является мергель, который используется не только как удобрение, а и во многих других областях. В нашей статье мы ознакомимся с характеристикой мергеля, его происхождением и полезными свойствами.
Где встречается
Мергелевые залежи распространены практически повсеместно, так как происходят от довольно распространенных горных пород, как глина и известняк. На нашей территории происхождение мергеля берет начало на Кубани (предгорья, горы, Азовско-Кубанская равнина), где таится множество полезных ископаемых. Также обнаружено его большой запас в горах, протяженностью от п. Верхнебаканского до г. Сочи.
Форма залегания – слои, которые перемежаются с глинистыми слоями или других карбонатных пород. Образуется из отложений на дне морей или озер.
Состав, текстура
Мергель – осадочная горная порода, имеющая смесь глинисто-карбонатных минералов: от 50 до 80% кальцит или доломит, от 50 до 20% глинистый материал.
Самые ценные натуральные породы содержат кальцит 76-82 %, глинистые частицы 20 -25 %.
Порода обладает небольшой твердостью, мелоподобная, хорошо размокает в воде. Цветовой окрас от белого до желто-зеленого, редко темно-серый, буровато-красноватый, иногда окрас бывает пестрый (меняется послойно).
Как используется
Мергель используется в качестве удобрения наравне с известью, так как в его составе присутствует углеизвестковая соль. Положительные свойства мергеля, как удобрения, действуют на улучшение физических свойств почвы. Конечно, если сравнивать с известью, то мергеля следует вносить несколько больше, а именно количество рассчитывается пропорционально содержанию в нем известковых составных.
В мергеле также в очень малых количествах содержится калийная и фосфорная кислота, поэтому для проведения мергелирования следует учитывать множество факторов, одним из которых является состав почвы. Однако при применении мергеля в качестве удобрения на соответствующей почве, он оказывает благоприятное действие для получения хороших урожаев, без каких-либо дополнительных удобрительных средств.
Полезное ископаемое мергель, нашел свое применение также в строительстве. После прохождения переработки получается цемент (обжиг с последующим тонким помолом). Высоко карбонатный мергель используется в производстве щебня, а с большим содержанием гипса и его разновидностей не представляет практической ценности.
Возможно, вас заинтересует – как проходит известкование почвы
), 25 - 50 % - нерастворимый остаток (SiO 2 + R 2 O 3). В зависимости от состава породообразующих карбонатных минералов мергели делятся на известковые и доломитовые. У обычных мергелей в нерастворимом осадке содержание кремнезёма превышает количество полуторных окислов не более, чем в 4 раза. Мергели с соотношением SiO 2: R 2 O 3 > 4 относятся к группе кремнезёмистых.
Виды мергелей
- Мергель ангидрито-доломитовый - термин, применённый Писарчик (1963) для сильно ангидритоносных доломитовых мергелей и глинистых ангидрито-доломитов, которые по содержанию глинистого вещества соответствуют мергелям.
- Мергель гипсовый - мергель, содержащий гипс, рассеянный или образующий желвачки, тонкие пропластки и т. п. Разновидностью М. г. является гипсо-доломитовый мергель.
- Мергель гипсово-доломитовый - то же, что мергель ангидрито-доломитовый, но соли кальция представлены гипсом , а не ангидритом .
- Мергель глинистый - содержит от 50 до 70 % (Теодорович, 1950) или от 50 до 75 % (Пустовалов, 1940; Вишняков 1940; Рухин, 1953) глинистых частиц.
- Мергель доломитовый - глинисто-карбонатная осадочная горная порода, в которой карбонатный породообразующий м-л представлен доломитом, составляющим от 50 до /5% всей породы (Вишняков, 1940; Пустовалов, 1940; Рухин, 1953). М. д. могут быть связаны переходами с доломитами, глинами, аргиллитами и ангидрито-доломитовыми мергелями.
- Мергель доломитовый глинистый , Вишняков, 1933, - доломитовый мергель, содержат от 50 до 75 % глинистого вещества.
- Мергель известковый - глинисто-карбонатная порода, содержит от 50 до 75 % СаCO 3 (Вишняков, 1940; Пустовалов, 1940; Рухин, 1953). Используется в цементной промышленности.
- Мергель мелоподобный - порода, содержащая 10 - 30 % глинистого материала и 35 - 90 % кальцита , представленного мельчайшими скелетами организмов и микрозернистым кальцитом, тонко перемежающихся с глинистыми частицами. Сравнительно мягкая, растирающаяся, обычно светлоокрашенная горная порода.
- Опока (мергель пламенный) - микропористые породы, сложенные аморфным кремнезёмом (опалом) с примесью глинистого вещества, скелетных частей организмов (диатомей , радиолярий и спикул кремневых губок), минеральных зёрен (кварца , полевых шпатов , глауконита). Содержание SiO 2 достигает 92-98 %. Термин является синонимом франц. «гёзов» ["гезов"], немецких «пламенных мергелей». В русской литературе О. первоначально называлась кремнистым мергелем и кремнистой глиной. Одни авторы считают О. продуктом изменения диатомитов , спонголитов , трепелов ; др. относят их к морским химическим образованиям. О. широко распространены среди меловых и нижне-палеогеновых отложений (Поволжье, вост. склон Урала, В. европейской части СССР и др.).
- Мергель пресноводный - рыхлая, рассыпчатая, порошкообразная масса углекислого кальция, отложенная в водоёмах озёрно-болотного типа в результате выпадения [[СаСО 3 ]] из раствора, обогащённая глинистой примесью (свыше 30 %). Применяется для выжига извести и производства цемента . Синонимы: мергель озёрный, мергель торфяной.
- Мергель руинный , Hausler, 1965, - известковая порода, структура которой напоминает обломочную. В М. р. участки четырехугольной формы, сохраняющие первичный серый цвет породы, окружены пространством, окрашенным окислами железа в красный цвет. М. р. отмечен среди верхнемеловых флишевых отложений Австрии и во флишевых зонах Италии .
- Мергель цементный - естественный известковый мергель, пригодный для производства портландцемента ; для этого он подвергается обжигу до спекания. Состав М. ц. колеблется, особенно изменчиво отношение кремнезёма к сумме полуторных окислов (Аl 2 О 3 + Fe 2 O 3). Поэтому при приготовлении шихты для цементного клинкера в М. ц. вводятся известковистая или глинистая добавки. В природе встречаются т. н. натуральные разности М. ц. (СаСО 3 75 - 80 %, R 2 O 3 + SiO 2 20 - 25 %), пригодные для обжига без добавок (например, новороссийская группа
Мергель - это горная порода, в которую может входить множество различных компонентов. Ее внешний вид очень непрезентабельный. Тусклый цвет, отсутствие красивого блеска делают породу непривлекательной для декора, отделки или коллекционирования, зато другие ее свойства очень полезны в строительстве.
Полезное ископаемое мергель
Название "мергель" происходит из немецкого языка. По-другому его называют "рухляк" и "глинистый известняк". Мергель очень похож на сланец, аргеллит, алевролит. В зависимости от соотношения главных компонентов и состава дополнительных примесей он обладает различными свойствами и характеристиками. Так, выделяют более двадцати его видов: гипсовый, глинистый, мелоподобный, известковый, цементный, пресноводный и другие.
Мергель - это не минерал. Он представляет собой именно горную породу, сложенную в основном глинистыми частицами и карбонатом кальция в любых минеральных формах. В большинстве случаев он состоит из смеси глин, доломитов и гипсов в различных пропорциях, иногда - из глины и силикатов.
В зависимости от минерального состава карбонатов, которые входят в мергель, его разделяют на известняковый, доломитовый или гипсово-доломитовый. По составу примесей он бывает углистый, песчанистый, кремнеземистый, слюдистый и т. д.
Физические и химические свойства
Горная порода мергель окрашена в светлые оттенки. Обычно она имеет бурый, красноватый или бело-желтый цвет. Гораздо реже встречаются черные, темно-серые и пестрые оттенки. Структура породы тонкозернистая или скрытокристаллическая, по своей структуре она может быть однородной цельной или же слоистой.
Так же как известняк и мел, мергель реагирует с соляной кислотой. При этом на его поверхности появляется темное глинистое пятно, что отличает его от других пород. Мергель хорошо размокает в воде, приобретая запах глины. Слегка намокая, он может немного прилипать к языку. В большом количестве жидкости теряет прочность и растворяется в ней, как и мел. Однако это происходит только при высоком содержании глины. Если в мергеле много кремния или карбоната, то влиянию воды он поддается гораздо хуже.
Кроме основных составляющих полезное ископаемое может содержать соединения железа, которые придают ему красноватый оттенок. Частыми компонентами породы являются фракции кварца, песчано-алевритовых частиц, а также окаменелые останки древних растительных и животных организмов.
Все виды мергеля обладают разными свойствами, которые зависят от состава породы. Основные характеристики, по которым их сравнивают и классифицируют:
Глинистый мергель
Глинистый как правило, рыхлый и очень неустойчивый. Он легко поддается растрескиванию, разламыванию и выветриванию. Хорошо впитывает в себя влагу и размокает. Глинистых частиц в такой породе может содержаться от 45 до 75 %, остальное приходится на карбонат и различные примеси.
Мелоподобный мергель
Мелоподобная порода обычно окрашена в светлые оттенки, обладает высокой рыхлостью, слабой прочностью и плотностью. Она легко растирается и крошится, очень мягкая наощупь. Мергель этого типа содержит до 30 % глины и около 30-90 % кальцита. В больших количествах в нем представлены известковые останки скелетов организмов.
Опока
Опока также называется кремнистым или пламенным мергелем. Это порода, которая сложена преимущественно минералом опалом. Его содержание может достигать от 50 % до 90 %. В отличие от мергеля глинистого и мелоподобного вида, опока является довольно прочным материалом. Он обладает большой пористостью, окрашен в серые оттенки и звенит, подобно камням, при падении. В его состав нередко входят частички скелетов древних организмов, а также фракции шпата, кварца, глауконита и глины.
Образование породы
Мергель - это осадочная порода, на формирование которой уходят миллиарды лет. Он образуется при осаждении частиц глины, минеральных остатков карбонатов, а также при истирании раковин и наружных скелетов морских обитателей.
Порода залегает слоями или в виде монолитных каменных блоков. Она не очень стойкая и долговечная, относительно легко поддается трансформациям под действием различных климатических, геологических и эрозионных процессов.
Глинистый мергель образуется на морском дне благодаря наслоению донных осаждений. За счет этого они более рыхлые и несвязанные. Известковые и каменные виды породы более плотные и цельные. Они формируются под действием разрушительных сил воды, а также прессования слоями, которые залегают выше.
Месторождения
Ископаемое мергель широко распространено на планете и всегда сопровождается залежами известняка и глины. Породу добывают в Беларуси, России, Украине, различных странах Европы, а также на Американском континенте.
Горная порода образуется в лагунах, на дне морей, соленых и пресноводных озер. Именно поэтому ее находят в местах, где когда-то располагались водоемы. Основное количество мергеля на международном рынке поставляют Англия, Греция и Турция. Крупные находятся также в Италии и Соединенных Штатах Америки. Кроме того, породу добывают на Кавказе, в Крыму, в Амвросиевском районе Донецкого бассейна, в Тацинском районе Ростовской области, в Крымске Краснодарского края, в Белорецком, Тюльменском, Инзерском районах Республики Башкортостан и других месторождениях.
Добыча мергеля
Для продажи мергель готовят в виде цельных камней или в виде крупной каменной крошки. Из-за распространенности материала его стоимость совсем не высокая. Один кубический метр мергеля стоит примерно 7-10 долларов.
Как правило, горную породу добывают открытым способом при помощи специальных машин для резки камня. Карьеры мергеля представляют собой огромные горизонтальные ступенчатые террасы, каждый уступ которых составляет 15-20 метров в высоту. Машины раскалывают несколько слоев породы, которую затем грузят на транспорт и вывозят для дальнейшей обработки.
Для превращения мергеля в щебень применяют роторные или щековые дробильные машины. Чаще всего его превращают в портландцемент, который потом используют в качестве строительного материала. Для этого мергель перемалывают на мельницах и обжигают в печах.
Где его применяют?
Горная порода не обладает никакой декоративной ценностью, да и широким спектром применения тоже. Тем не менее люди знают и используют ее с древних времен. Так, в античности мергель служил в качестве удобрения для почв. Насыщенный им грунт избавляется от лишней кислотности и отлично впитывает влагу. На таком фундаменте замечательно растут травы, злаки и виноград, поэтому это простую технологию применяют и в наши дни.
Кроме того, мергель - это распространенный строительный материал. В основном его применяют не самостоятельно, а в качестве компонента для цементных растворов. В некоторых странах его применяют как кирпич для возведения различных конструкций. Однако материал не является очень прочным и надежным, со временем он может слегка осыпаться или откалываться от воздействия ветра и осадков. Из-за этих особенностей высоких домов из него не сооружают, а строят лишь здания до двух этажей максимум.
