Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Естественные отделочные и облицовочные материалы из осадочных горных пород северо-востока Воронежской антеклизы

ВАК РФ 25.00.11, Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Андреенков, Виталий Васильевич

ОГЛАВЛЕНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. КРАТКИЙ ОЧЕРК ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ РЕГИОНА.

1.1 Докембрийские образования.

1.2 Фанерозойские образования.

1.2.1 Девонская система.

1.2:2 Каменноугольная система.

1.2.3 Юрская система.

1.2.4 Меловая система;.

1.2.5 Палеогеновая система.

1.2.6 Неогеновая система.

1.2.7 Четвертичная система.

2. МЕТОДИКА ИСЛЕДОВАНИЙ.,.

3. ЦВЕТНЫЕ ПЕСКИ - НОВОЕ МИНЕРАЛЬНОЕ СЫРЬЕ ДЛЯ ДЕКОРАТИВНО-ОТДЕЛОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ.

3.1 Состояние проблемы.:.

3.2 Краткая геологическая характеристика месторождений песков Липецкой области.'.

3.3 Зависимость технологических свойств декоративно-отделочных покрытий от особенностей литологического состава цветных песков.

3.4 Генезис и перспективы нахождения цветных песков на северо-востоке Воронежской антеклизы.

4. ОБЛИЦОВОЧНЫЕ КАМНИ СЕВЕРО-ВОСТОЧНОГО СКЛОНА ВОРОНЕЖСКОЙ АНТЕКЛИЗЫ.

4.1 Состояние проблемы.■

4.2 Геологические предпосылки создания создания минерально-сырьевой базы облицовочных камней на северо-востоке Воронежской антеклизы.:.

4.3 Технологические и декоративные свойства облицовочных камней из карбонатных пород фаменского яруса.

4.4 Гео лого-прогнозная оценка месторождений и перспективных площадей об лицовочного камня.

5. АПТСКИЕ ПЕСЧАНИКИ СЕВЕРО-ВОСТОКА ВОРОНЕЖСКОЙ АНТЕКЛИЗЫ -НОВЫЙ ВИД МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ ДЛЯ ОБЛИЦОВОЧНЫХ И АРХИТЕКТУРНО-ДЕКОРАТИВНЫХ ИЗДЕЛИЙ.

5.1 Распространение и геологическая характеристика песчаников.

5.2 Минералого-петрографические особенности песчаников.

5.3 Физико-механические и декоративные особенности песчаников.

6. АПТСКИЕ КЕРАМИЧЕСКИЕ ГЛИНЫ СЕВЕРО-ВОСТОКА ВОРОНЕЖСКОЙ АНТЕКЛИЗЫ.;.

6.1 Характеристика минерально-сырьевой базы керамических глин.

6.2 Литология и минеральный состав глин.

6.3 Керамические свойства и их зависимость от химического и минерального состава глин.;.

6.4 Оценка перспектив расширения минерально-сырьевой базы керамических глин.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Естественные отделочные и облицовочные материалы из осадочных горных пород северо-востока Воронежской антеклизы"

Липецкая область, расположенная в пределах северо-восточной части Воронежской антеклизы (ВА), является высокоразвитым агропромышленным регионом, и дальнейшее ее развитие во многом обусловлено состоянием собственной минерально-сырьевой базы. Рост промышленного производства и сельского хозяйства, расширение сети транспортных магистралей, решение социальных проблем сопровождается неуклонным ростом добычи и потребления минерального сырья. Здесь сосредоточено большое количество крупных предприятий металлургической, машиностроительной, горнодобывающей и перерабатывающей промышленности, строительной индустрии и агропромышленного комплекса, развитие которых во многом зависит от минерально-сырьевой базы. Наметившийся в последние годы рост промышленности, обусловленный становлением рыночных отношений, предъявляет быстрорастущий спрос на многие новые виды полезных ископаемых. Это влечет за собой необходимость укрепления минерально-сырьевого комплекса региона, увеличение добычи полезных ископаемых на эксплуатируемых и выявления новых месторождений.

Особенно быстрыми темпами в регионе развивается строительная индустрия, потребляющая большое количество каменно-строительного, песчаного и глинистого сырья (строительный щебень, строительный песок, керамические глины). Одним из сдерживающих факторов ее развития в условиях рыночной экономики являлось отсутствие запасов минерального сырья, пригодного для производства облицовочных и декоративно-отделочных материалов. Поставки подобных материалов из других регионов из-за возросших цен и высоких транспортных тарифов приводят к резкому увеличению капитальных затрат при возведении объектов промышленного и гражданского строительства.

Проблема производства прогрессивных и относительно дешевых облицовочных и декоративно-отделочных материалов может быть решена путем использования местного минерального сырья и применения при его переработке новых современных технологий. От характера и качества отделки и облицовки зависит не только архитектурная и художественная выразительность строительных объектов, но и в значительной степени срок их эксплуатации и санитарно-гигиенические условия внутри помещений. Для внешних и внутренних облицовочных и отделочных работ новых и реконструкции старых общественных зданий (банков, офисов, храмов, спортсооруже-ний, архитектурно-бытовых объектов, жилых помещений), обустройства элементов садово-парковой архитектуры, реставрационных работ и художественного убранства используют самые разнообразные материалы: от декоративно-защитных и отделочных растворов (лаки, краски, пигменты, штукатурные растворы и пески), облицовочных изделий из натурального камня (облицовочные плиты, стеновые блоки) до керамических облицовочных материалов (лицевой кирпич, облицовочная керамическая плитка, терразиты).

Удовлетворения потребностей строительной индустрии в подобных материалах было реализовано через выявление среди осадочных отложений северо-востока ВА промышленных запасов минерального сырья, пригодного для производства облицовочных и отделочных изделий. Наиболее перспективными для выявления месторождений этого сырья, являются верхнедевонские, нижнемеловые и неогеновые осадочные отложения[4].

В качестве объекта исследований среди девонских отложений рассматривались верхнефаменские карбонатные породы (известняки и доломиты), перспективные для выявления месторождений облицовочного и стенового камня. Наибольший интерес среди нижнемеловых образований представляют песчано-глинистые отложения апта. Тугоплавкие глины являются ценным сырьем для производства керамических облицовочных изделий и лицевого кирпича. Мелкозернистые кварцевые пески могут быть использованы в качестве заполнителя для приготовления цветных штукатурно-отделочных и декоративно-защитных растворов. Из кварцитовидных песчаников возможно производство облицовочных плит, стеновых камней, изделий для реставрационных работ и художественного убранства, элементов садово-парковой архитектуры и городского благоустройства. Песчаные отложения усманской и горянской свит неогена представляют интерес в качестве цветных песков для приготовления отделочных растворов.

Цель и задачи работы. Главной целью настоящей работы являлось обоснование перспектив создания минерально-сырьевой базы для производства облицовочных и отделочных изделий на территории Липецкой области. Для достижения этой цели необходимо было решение следующих задач:

1 - установление закономерностей формирования месторождений цветных песков аптского и плиоценового возраста, пригодных для приготовления декоративно-отделочных растворов, исследование зависимости технологических свойств последних от вещественного состава исходного сырья;

2 - изучение известняков и доломитов фаменского яруса для выявления месторождений облицовочного камня, установление технологических и физико-механических свойств исходного сырья и готовых изделий;

3 - исследования вещественного состава и технологических свойств кварцито-видных песчаников апта - нового минерального сырья для производства облицовочных и стеновых материалов;

4 - изучение вещественного состава, генезиса, технологических свойств и перспектив использования в качестве сырья для керамических облицовочных изделий аптских тугоплавких глин.

При изучении цветных песков исследовались гранулометрия в соответствии с ГОСТ 8736-93 "Песок для строительных работ"; минералогический, а также химический составы с определением содержания 8Ю2, А203, Ре203, потерь при прокаливании, водорастворимых солей, в том числе Са^ и Изучался также ряд технологических показателей готовых изделий - устойчивость фактурного слоя к действию ультрафиолетовых лучей, атмосферостойкость, адгезия, морозостойкость и другие свойства.

Методы исследования облицовочных камней из карбонатных пород и кварцито-видных песчаников включали в себя изучение их минералогических и структурно-текстурных особенностей, а также большой комплекс физико-механических испытаний. Это объемный и удельный веса, пористость, водопоглощение, прочность на сжатие в воздушно-сухой среде при водопоглощении и после замораживания, морозостойкость. Исследовались декоративно-эстетические (декоративность, цветовое предпочтение, отражательная способность, полируемость, насыщенность, структурно-текстурные особенности), технологические свойства (распиловка, шлифовка, полировка, коэффициент обрабатываемости, удельный выход плит, блеск, истираемость, технологическая производительность, морозостойкость), блочность и трещинова-тость.

Аптские тугоплавкие керамические глины изучались с помощью гранулометрического анализа, определений пластичности в соответствии с ОСТ 2.1-7.8-88 "Сырье глинистое для производства керамического кирпича и камней", химического состава на Si02, А2О3, ТЮ2, Fe203, CaO, MgO, SO3, К20, Na20, п.п.п. Минеральный состав исследовался иммерсионным, рентгеноструктурным, термическим анализами. Среди технологических свойств определялись огнеупорность, спекаемость, чувствительность к сушке, прочность на сжатие, формовочная влажность, усадка, водопоглоще-ние черепка, цвет черепка.

Опытно-промышленные испытания, окончательно характеризующие качество готовых изделий, по цветным пескам осуществлялись Центральной научно-исследовательской лабораторией стройматериалов г. Липецка непосредственно на строительных объектах.

Опытно-промышленные испытания облицовочных камней проводились во ВНИПИИстромсырье, непосредственно в камнерезных цехах ОАО "Доломит" (доломит), ОАО "Липецкгеология" (известняк) и ОАО "Воронежское рудоуправление" (песчаники), а также в ОАО "Центральная научно-исследовательская лаборатория стройматериалов г. Липецка".

Аптские керамические глины прошли опытно-промышленные испытания в специализированных институтах (НИИстройкерамика, институт им. Будникова и др.), а промышленные испытания на многочисленных керамических и кирпичных заводах -потребителях сырья ( Старый Оскол, Воронеж, Рязань, Волгоград и др.)

Исследования базировались на огромном фактическом материале. С 1988 по 2000 г.г. было обследовано и изучено свыше 150 карьеров и обнажений, 500 скважин общим объемом более 10 тыс. погонных метров, использованы данные около 1000 гранулометрических, 2000 физико-механических, 1000 химических, 200 минералогических, 300 лабораторно-технологических, 28 опытно-промышленных и промышленных испытаний.

Подавляющее большинство гранулометрических, физико-механических и химических анализов выполнены в лабораториях ОАО "Липецкгеология", ГГП "Воронеж-геология", ОАО ЦНИЛ. Технологические, декоративно-эстетические и опытнопромышленные испытания выполнялись в специализированных лабораториях и инстатутах: ОАО ЦНИЛ, НИИстройкерамика, ВНИПИИстромсырье и других, непосредственно в цехах и на заводах по изготовлению облицовочных изделий.

Защищаемые положения. ъ *

1. На северо-востоке Воронежской антеклизы выявлены цветные пески - новое минеральное сырье для декоративно-отделочных покрытий. Цветные пески связаны с аптскими и плиоценовыми образованиями. Их окраска обусловлена эпигенетическими процессами, а цветовые оттенки зависят от толщины пленки гидроокислов железа на зернах кварца и размеров последних.

2. Карбонатные образования фаменского яруса можно использовать в качестве сырья для облицовочных камней. Их декоративные и технологические свойства определяются структурно-текстурными, минералогическими и химическими особенностями карбонатных образований, формировавшихся в различных фациальных условиях и подвергшихся постдиагенетическим преобразованиям.

3. Аптские песчаники северо-востока Воронежской антеклизы пригодны для широкого комплекса облицовочных и архитектурно-декоративных изделий. Песчаники имеют эпигенетическое происхождение и образовались по тонкозернистым слабоглинистым пескам в результате метасоматического замещения глинистого цемента кварцевым.

4. Минерально-сырьевая база керамических глин северо-востока Воронежской антеклизы определяется наличием неглубоко залегающих линз аптских глин. Выделяются четыре их литологогенетических типа, различающихся по минералогическому, гранулометрическому и химическому составам и керамическим свойствам, что обусловлено особенностями формирования этих глин.

Научная новизна. Впервые в пределах развития осадочных пород северо-востока ВА были выявлены новые нетрадиционные виды минерального сырья, пригодного для производства облицовочных и декоративно-отделочных материалов. Переоценены старые и выявлены новые месторождения и участки облицовочных камней, цветных песков и керамических тугоплавких глин. На основе многочисленных испытаний сырья доказана и фактически подтверждена возможность использования аптских и плиоценовых песков различной цветовой окраски в качестве цветных добавок для приготовления декоративно-отделочных растворов, верхнедевонских известняков и доломитов и аптских кварцитовидных песчаников для производства натуральных облицовочных плит и стеновых блоков. Выявлены возможности широкого применения аптских тугоплавких глин для производства лицевого кирпича, облицовочных керамических, половых и фасадных плиток, терразитов.

Впервые построены среднемасштабные фациальные карты северо-востока ВА в аптском и плиоценовом срезах времени с выделением перспективных площадей цветных песков, облицовочных камней, тугоплавких керамических глин. Определено более 25 разновидностей цветовых оттенков окраски аптских песков, установлено, что их окраска обусловлена пленкой гидроокислов железа, образовавшейся вокруг зерен в результате постдиагенетических процессов.

Выявлено, что известняки и доломиты имеют широкий спектр структурно-текстурных и ими обусловленных декоративно-эстетических разновидностей. Они контролируются фациальными условиями формирования и последующим диагенезом карбонатных пород. Песчаники, напротив, характеризуются небольшим разнообразием структурно-текстурных и декоративно-эстетических разновидностей при достаточно высокой прочности и полируемости. Блочность облицовочных камней определяется как вертикальной, так и горизонтальной трещиноватостью.

На основе тщательного анализа вещественного состава и технологических свойств тугоплавких керамических глин выявлена закономерная связь качества готовых изделий с особенностями химических ,гранулометрических и минералогических параметров исходных пород. Установлена зависимость спекаемости и огнеупорности глин от различных соотношений количественных параметров химического, гранулометрического и минералогического составов. Выявлены основные факторы формирования месторождений цветных песков, облицовочных камней и тугоплавких керамических глин. Доказана эффективность использования местного минерального сырья для производства облицовочных и декоративно-отделочных материалов. Составлена прогнозно-минерагеническая схема районирования проявлений облицовочного камня ВА с выделением перспективных площадей.

Практическая реализация работы. Материалы исследований, изложенных в диссертационной работе, использовались при составлении геологических и производственных отчетов о поисках,оценке и разведке цветных песков, поисково-оценочных I работах на облицовочные камни, доразведке Лукошкинского и Чибисовского месторождений тугоплавких глин, доразведке Данковского и Сокольско-Ситовского, Ольшанецкого и Рождественского месторождений карбонатного сырья. Совместно с сотрудниками ОАО ЦНИЛ автором создан малокомпонентный декоративно-отделочный раствор "Пескопласт" на основе использования аптских и плиоценовых цветных песков. В настоящее время в г. Липецке "Пескопластом" на основе цветных песков отделаны многие общественные здания (кинотеатр "Октябрь", Липецкое издательство и др.).

Результаты исследований реализованы через опытно-промышленные предприятия ТОО "Изкам" и ТОО "Долкам". Отработана и внедрена технология переработки облицовочного камня из местных известняков и доломитов. Была доказана необходимость развития в Липецкой и прилегающих областях камнеперерабатывающих производств. В настоящее время работают камнерезные цеха по производству облицовочных камней в ОАО "Липецкгеология" (г. Липецк) с производительностью 1000

9 ^ м плит и 100 м стеновых блоков, ОАО "Доломит" (г. Данков) с производительноо стью 6000 м плит в год. Автор лично принимал участие в создании данных производств в качестве руководителя первого и консультанта второго.

Продукция камнеперерабатывающих цехов в настоящее время пользуется устойчивым спросом и находит широкое применение как в Липецкой области, так и за ее пределами. Плитами из доломита облицованы многие общественные здания и сооружения (ДК "Звездный", ДК "Юбилейный", ОАО "Силан", памятник Петру I и многие другие в г. Липецке, усыпальница Петра I в Санкт-Петербурге, памятник Пушкину в г. Москве, ряд зданий в г. Воронеже). Изделиями из известняка облицованы многие общественные здания и частные коттеджи, церкви и храмы. Кварцитовидный песчаник используется для изготовления облицовочных плит камнерезным цехом ОАО "Воронежское рудоуправление". .

Аптские керамические глины нашли широкое применение при производстве лицевого кирпича и облицовочных керамических плит и в настоящее время в качестве высокопластичной добавки поставляются во многие регионы Центральной России (Старооскольский, Голицынский, Ярославский, Железногорский и другие кирпичные заводы; Орловский, Волгоградский, Рязанский, Санкт-Петербургский и другие керамические заводы). Отработана методика поисков, разведки и исследований цветных песков. Создан малокомпонентный декоративно-отделочный раствор "Пескопласт" и исследованы его технологические свойства. Разведаны месторождения этого нового вида минерального сырья.

На основе изучения трещиноватости, блочности, декоративно-эстетических и технологических свойств известняков, доломитов и песчаников обоснованы предпосылки для создания новой минерально-сырьевой базы облицовочных камней в Центрально-Черноземном и Центральном районах России. Переоценены многие месторождения карбонатных пород верхнего девона и нижнего карбона, а также строительных песчаников апта на облицовочный камень.

Установлены новые критерии поисков и разведки месторождений облицовочного камня среди карбонатных пород верхнего девона и аптских кварцитовидных песчаников нижнего мела. Выявлено, что аптские керамические глины по характеру спе-каемости образуют 4 керамические группы, каждая из которых пригодна для получения определенных видов керамических облицовочных материалов.

Построенные фациальные карты аптского и плиоценового времени с выделенными на них перспективными площадями являются основой для дальнейших поисков новых месторождений цветных песков, тугоплавких глин и облицовочных песчаников.

Апробация работы. Отдельные, положения и разделы диссертации докладывались на ежегодных конференциях геологического факультета ВГУ (1999 - 2001 г.г.), различных совещаниях научно-технических советов ЦЦПР (Москва), на литологиче-ском совещании "Литология и полезные ископаемые Центральной России" (38.07.02), на I международном симпозиуме "Биогенные взаимодействия: жизнь и камень" (С.-Петербург, 25-27.06.02). По теме диссертации опубликовано 2 статьи в геологическом сборнике к 300-летию горно-геологической службы России, 5 статей в "Вестнике Воронежского университета", одна статья в геологическом вестнике Центральных районов.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав и заключения. Включает 148 страницы текста, 28 таблиц, 55 рисунков, 66 библиографических ссылок. В первой главе дан краткий очерк геологического строения региона, во второй - описана методика исследований. В третьей главе рассматриваются цветные пески, в четвертой - облицовочные известняки и доломиты, в пятой - квар-цитовидные песчаники, в шестой - керамические глины.

Заключение Диссертация по теме "Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения", Андреенков, Виталий Васильевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Одной из важнейших задач народного хозяйства является производство высокоэффективных строительных, в том числе прогрессивных облицовочных и декоративно-отделочных материалов. Решение этой задачи во многом обусловлено состоянием минерально-сырьевой базы строительных материалов конкретного региона. Выявление собственной минерально-сырьевой базы облицовочных и декоративно-отделочных материалов определяет дальнейшее развитие стройиндустрии. В Центрально-Черноземном регионе ранее в промышленных масштабах они не фиксировались. В результате проведенных исследований установлено их наличие среди осадочных комплексов северо-востока ВА.

Выявлены новые виды минерального сырья для производства высокоэффективных строительных материалов: цветных песков, пригодных для получения декоративно-отделочных растворов; облицовочных карбонатных пород (известняков и доломитов) для изготовления облицовочных плит и стеновых камней средней прочности; облицовочных песчаников для производства плит и архитектурных блоков.высокой прочности; керамических тугоплавких глин для производства лицевого кирпича, облицовочных керамических плиток, терразитов. Использование этих материалов в значительной степени увеличивает срок эксплуатации строительных объектов ,создает благоприятные санитарно-гигиенические условия внутри помещений и выразительный художественный внешний облик.

В результате анализа имеющийся геологической информации и комплекса выполненных автором полевых, аналитических, опытно-промышленных и теоретических исследований установлено следующее:

1. В пределах развития песчаных отложений апта и плиоцена (усманская и го-рянская свиты) выявлен новый тип минерального сырья, представляющего собой цветные строительные пески, пригодные для получения малокомпонентного поли-меротделочного состава «Пескопласт». Он представляет собой новую гетерогенную систему, состоящую из водной полимерной дисперсии, декоративного заполнителя-цветного песка и специальных добавок, регулирующих его технологические свойства.

Отработана оригинальная технология его получения и использования в строительстве.

Формирование аптских цветных песков происходило в условиях преобразования эрозионно-денудационного рельефа при накоплении в прибрежной зоне мелководного моря тонко-мелкозернистых песков серых оттенков и наложением в последующую эпоху эпигенетических изменений, обусловленных гидрогеологическим режимом и гипсометрическим положением участков. Плиоценовые цветные пески сформировались в условиях аллювиальных долин с последующим наложением дальнейших эпигенетических процессов в постнеогеновое время. Эпигенетические изменения привели к образованию цветовых разновидностей песков. Выявлено 24 цветовых оттенка, обусловленных образованной вокруг зерен лимонитовой пленкой, а широкая цветовая гамма - толщиной и крупностью зерен. Наибольшая толщина пленки на крупнозернистых песках придает им оранжевые, коричневые и красновато-бурые цвета. Серые цветовые разновидности присущи тонкозернистым пескам с минимальной толщиной пленки. Технологические свойства «Пескопласта » зависят от химического и фракционного состава цветных песков, в которых содержание 8Ю2 колеблется от 90 до 98 %,А1203 от 0,6 до 3,5 % ,Ре203 от 0,6 до 2 %, а модуль крупности варьирует от 0,8 до 2,1. Прочность сцепления «Пескопласта» со стеной увеличивается с уменьшением модуля крупности песков, повышением содержаний окиси алюминия и окиси железа. Устойчивость фактурного слоя к действию ультрофиолетовых лучей возрастает с увеличением содержаний окиси алюминия и окиси железа. Увеличение содержаний в песках водорастворимых солей кальция и магния ведет к образованию на готовой поверхности изделий налетов и выцветов. Разновидности «Пескопласта» определяются цветом песка.

На основе составленных фациальных карт аптского и плиоценового времени и исследования вещественного состава цветных песков дана прогнозная оценка территории. Выделено 6 прогнозно-перспективных площадей: Лев-Толстовская, Стано-влянская, Тербунская, Хлевенская, Боринская, Чаплыгинская. По данным этого прогноза в пределах Тербунской, Хлевенской и Боринской площадей Липецкой ГРП разведано 3 месторождения цветных песков соответствено: Васильевское, Фомино-Негачевское, Стебаевское. Полезная толща этих месторождений представляет собой сложно геометризуемые линзообразные тела разноокрашенных по цвету строительных песков. Выработаны кондиции, определяющие качество цветных песков.

II. Карбонатные породы фаменского яруса(известняки и доломиты), применяемые в качестве каменностроительного (щебень), металлургического, технологического и цементного сырья могут также широко использоваться как облицовочные камни ,имеющие высокие декоративно-эстетические показатели, высокие блочность и удельный выход плит, оптимальные технологические параметры при распиловке, шлифовке, полировке. Декоративность, цветовое предпочтение, отражательная способность и полируемость облицовочных известняков и доломитов зависят от степени перекристаллизации пород, их структурно-текстурных особенностей и окраски. Характер вторичных изменений, степень перекристаллизации, наличие органических остатков, цвет породы, слоистость, зернистость, обособление кристаллов кальцита в виде друз, гнезд и прожилков, текстуры взмучивания и полосчатость, обломочный характер пород создают широкое разнообразие декоративных разновидностей среди карбонатных пород фаменского яруса.

В составе извесняков елецкого горизонта выявлены в различной степени перекристаллизованные органогенно-детритовые, конгломеративно-брекчиевые, пелито-морфные и пятнистые декоративные разновидности в различной степени перекристаллизованные. Они имеют светло-серые, желтовато-белые, кремовые и коричневато-серые цветовые оттенки. Декоративность их колеблется от 18 до 25 баллов, что соответствует второму и третьему классам декоративности. Отражательная способность полированных плит варьирует от 45 до 132 единиц блескомера, соответствующих четвертой и третьей категориям отражательной способности. Из известняков елецкого горизонта возможно получение блоков второй, третьей, четвертой и пятой групп. Блочность составляет 53,6-74,1%,у дельный выход плит после полировки колеблется

2 3 от 3,4 до 11,0 м/м . Известняки Лебедянского горизонта имеют конгломерато-брекчиевые, полосчатые, органогенно-обломочные, микрозернистые и пелитоморф-ные в различной степени перекристаллизованные декоративные разновидности. Им присущи желтовато-кремовые и светло-серые цветовые оттенки. Декоративность оценивается в 20-24 балла и соответствует третьему и второму классам. Отражательная способность составляет 110-120 единиц блескомера, что соответствует четвертой и третьей категориям. Блочность колеблется от 35,8-66,6 %. Возможно получение блоков четвертой и пятой групп. Удельный выход плит после полировки 15,8-16,0 м2/м3. Доломиты плавского горизонта характеризуются темно-серыми ,серыми и зеленовато-серыми цветовыми оттенками и имеют конгломерато-брекчиевые, органо-генно-детритовые, массивные и пятнистые декоративные разновидности. Они полностью перекристализованы. Их декоративность оценивается в 24-27 баллов и соответствует второму классу. Отражательная способность полированных плит составляет 158-185 единиц блескомера, что отвечает второй и первой категориям отражательной способности. Блочность колеблется в широких пределах и составляет 13,6 - 33,2 %. Из доломитов возможно получение блоков четвертой и пятой групп. Удельный выход

2 3 плит после полировки составляет 14,0-18,3 м /м . Среди плавских доломитов в четвертой пачке кудеяровских слоев выявлены высоко декоративные поделочные разновидности.

В результате минерагенического районирования облицовочного камня выделено семь прогнозно-перспективных площадей облицовочных карбонатных пород: Липецкая, Грязинская, Донская, Елецкая, Рождественская, Тюшевская, Данковская

Дана оценка условий разработки облицовочного камня на эксплуатируемых месторождениях карбонатного сырья, учитывающая комплексность их разработки с организацией участков по добыче облицовочного камня с помощью механического рыхления массива за пределами зоны сейсмического воздействия горно-взрывного производства. На базе созданных опытно-промышленных производств отработана методика камнерезания местного облицовочного сырья.

III. Кварцитовидные песчаники апта пригодны в качестве облицовочного и архитектурно-декоративного камня. Обладая в целом невысокими декоративно-эстетическими показателями, они имеют высокую прочность и морозостойкость, а поэтому могут быть использованы для внешней облицовки зданий, изготовления ступеней, бордюров, стеновых камней, обустройства элементов садово-парковой архитектуры и художественного убранства.

Оконтурены поля их развития среди аптских отложений. Установлено, что песчаники сильно затронуты эрозионными и водно-ледниковыми процессами. В современном гипсометрическом плане они обычно тяготеют к склонам водоразделов.

Морфология тел песчаников достаточно сложна. В плане они имеют форму «амебо-образных» тел в радиусе от первых десятков до 1500-2000 метров. Встречаются, в виде отдельных прослоев и линз, мощностью от первых до 5-6, реже 15-16 метров. Определяющими формирование месторождений кварцитовидных песчаников являются эпигенетический и тектонический факторы, последний из которых влиял на блоч-ность.

По результатам петрографических исследований в песчаниках установлено два типа цемента: крустификационный и регенерационный. Образование песчаников происходило в стадию эпигенеза при воздействии на линзы и прослои глинистых песков инфильтрационных вод. Выделено три основных структукно-текструрных разновидности песчаников: кварцитовидные сливные, сахаровидные и глинистые слабоуплотненные. В качестве облицовочных пригодны кварцитовидные песчаники. Они имеют высокую прочность (до 3484 кг/см ), высокую блочность (до 70%). Из них возможно получение облицовочных блоков первой, второй и третьей групп. Удельный выход облицовочных плит из них колеблется от 11,5 до 22 м2/м3. Отражательная способность невысокая и составляет 65-100 единиц блескомера, что соответствует третьей и четвертой категориям. Декоративность песчаников оценивается в 23-24 балла.

Выделены две прогнозно-перспективные площади: Тербунская и Становлянская.

IV. Аптские тугоплавкие глины, имеющие широкое развитие в пределах исследуемой территории являются остродефицитным сырьем для производства облицовочных керамических изделий (фасадной и половой плитки, облицовочной плитки, лицевого кирпича, терразитов). Выделено четыре литолого-генетических типов керамических глин, соответствующих четырем промышленным керамическим группам. Глинистая фракция керамических глин имеет гидрослюдисто-каолинитовый состав и представляет собой механическую смесь каолинита и гидрослюды при преобладании первого. В небольших количествах присутствует монтмориллонит. Установлена зависимость технологических свойств керамических глин от их химического, гранулометрического и минералогического состава. Так, высокие содержания глинистой фракции, окиси алюминия и каолинита уменьшают водопоглощение обозженного черепка, увеличивают интервал спекания и формовочную влажность керамической мае

143 сы. Более низкие содержания этих компонентов увеличивают водопоглощение, уменьшают формовочную влажность. При интервале спекания не менее 200° С, водо-поглощении менее 2% керамическая масса пригодна для изготовления высококачественной фасадной и половой плитки. При водопоглощении обозженных черепков от 2 до 5 % и меньшим интервалом спекания керамическая масса пригодна для производства облицовочной керамической плитки. Неспекающиеся глины с водопоглощением более 5% пригодны для изготовления лицевого кирпича.

В результате фациального анализа аптских глин выделено пять прогнозно-перспективных площадей: Чибисовско-Лукошкинская, Алексеевская, Чириковская, Куйманская и Кузовлевская.

Таким образом, в результате проведенных работ получены следующие результаты:

1. Обоснованы предпосылки для создания минерально-сырьевой базы стройин-дустрии отделочных и облицовочных материалов в пределах северо-востока ВА.

2. На основе литологических, фациальных, палеогеографических и тектонических исследований дан прогноз поисков и разведки месторождений цветных песков, облицовочных и архитектурных материалов, керамических глин.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Андреенков, Виталий Васильевич, Воронеж

1. Андреенков B.B. Аптские керамические глины Липецкой области / В.В. Андреен-ков // Вестн. Воронеж, ун-та. Сер. геол. 2000 . - №5 (10). - С. 148-158.

2. Андреенков В.В. Облицовочные камни северо-восточного склона Воронежской антеклизы / В.В. Андреенков, В.А. Окороков // Вестн. Воронеж, ун-та. Сер. геол.-1999. -№ 8. -С.113-131.

3. Андреенков В.В. Песчаники апта Воронежской антеклизы как новый вид минерального сырья для облицовочных и архитектурно-декоративных изделий / В.В. Андреенков // Вестн, Воронеж, ун-та. Сер. геол. 2000. № 3(9). - С. 160-170.

4. Андреенков В.В. Перспективы использования нерудного сырья северо-востока Воронежской антеклизы для производства облицовочных и декоративно-отделочных изделий / В.В. Андреенков // Вестн. Воронеж, ун-та. Сер. геол. 2001, - № 11. - С. 161-170.

5. Андреенков В.В. Цветные пески новое минеральное сырье для декоративно-отделочных покрытий / В.В. Андреенков // Вестн. Воронеж, ун-та. Сер. геол. -1999, - № 7. - С.167-180.

6. Атлас текстур и структур осадочных горных пород. М.: Недра, 1962. - 4.1: Обломочные и глинистые породы. 578 с.

7. Атлас текстур и структур осадочных горных пород. М.: Недра, 1969. - 4.2: Карбонатные породы. 708 с.

8. Ашмарин Г.Д. Исследования влияния технологических параметров на фазовый состав глиняных изделий полусухого прессования / Г.Д. Ашмарин. М., - 1987. - С. 92-98.

9. Беликов Б.П. О методе изучения трещинной тектоники месторождений строительного камня / Б.П. Беликов. М.: Изд-во АН СССР, 1953. - 38 с.

10. Беликов Б.П. Месторождения облицовочного камня в СССР / Б.П. Беликов. М.: Госстройиздат, 1952. - 70 с. - (Справочник архитектора; Т. 14).

11. Борзунов В.М. Геолого-промышленная оценка месторождений нерудного сырья / В.М. Борзунов. М: Недра, 1971. - 160 с.

12. Виноградов С.С. Доломиты. Оценка месторождений при поисках и разведки / С.С. Виноградов. М.: Недра, 1961. - 170 с.

13. Виноградов С.С. Требования промышленности к качеству минерального сырья. Доломит. / С.С. Виноградов. М.: Недра, 1961. - 38 с.

14. Виноградов С.С. Естественные каменные стеновые материалы РСФСР / С.С. Виноградов. М.: Госстройиздат, 1948. - 168 с.

15. Вишняков С.Г. Классификация осадочных карбонатных пород / С.Г. Вишняков // Труды Межвузовского научного совещания по геологии и полезным ископаемым Центрально-Черноземных областей. Воронеж, 1957. - С. 135-154.

16. Государственный баланс запасов полезных ископаемых Российской Федерации // Глины тугоплавкие. М., Росгеолфонд, 2000. - 76 с.

17. Грищенко М.Н. К истории геологического развития территории центральночерноземных областей в неогене / М.Н. Грищенко, Г.В. Холмовой // Труды 3 совещания по проблемам изучения Воронежской антеклизы. Воронеж, 1966. - С. 184-190.

18. Григорович М.Б. Основы оценки месторождений облицовочного камня / М.Б. Григорович // Разведка и охрана недр. 1968. - № 12. - С. 4-8.

19. Григорович М.Б. Строительные и облицовочные камни / М.Б. Григорович // Поиски и разведка месторождений минерального сырья для промышленности строительных материалов. М., 1968. - С. 74-90.

20. Григорович М.Б. Облицовочные и строительные камни / М.Б. Григорович // Ус^го* вия образования и закономерности размещения полезных ископаемых. Л., 1971. - С. 247-251.

21. Доронин В.Л. Карповское месторождение тугоплавких глин / В.Л. Доронин, В.И. Иванов // Геология и неметаллические полезные ископаемые ЦЧЭР. Воронеж, 1989.-С. 114-119.

22. Карпова Г.В. Глинистые минералы и их эволюция в терригенных отложениях / Г.В. Карпова. М.: Недра, 1972. - 171 с.

23. Кора И.М. Комплексное использование Латненского месторождения / И.М. Кора // Вестн. Воронеж, ун-та. Сер. геол. 1998. - № 6. - С. 150-153.

24. Коссовская А.Г. Проблемы эпигенеза / А.Г. Коссовская, В.Д. Шутов // Эпигенез и его минеральные индикаторы. М., 1971. - Вып. 221. - С. 9-34.

25. Котельников Д.Д. Глинистые минералы осадочных пород / Д.Д. Котельников, А.И. Конюхов. М.: Недра, 1986. - 247 с.

26. Крашенинников Г.Ф. Учение о фациях с основами литологии / Г.Ф. Крашенинников, А.Н. Волкова, Н.В. Иванова. М.: Недра, 1988.-214 с.

27. Логвиненко Н.В. Петрография осадочных пород / Н.В. Логвиненко. М.: Недра, 1984.-416 с.

28. Махлаев В.Г. Условия осадконакопления в верхнефаменском бассейне Русской платформы / В.Г. Махлаев. М.: Недра, 1964. - 234 с.

29. Методы изучения осадочных пород: В 2-х томах / Под ред. Н.М. Страхова. М.: Госгеолтехиздат, 1957. - Т. 1. 612 е.; Т. 2. - 564 с.

30. Методические рекомендации по оценке при поисках и разведке облицовочного камня. М.: Недра, 1973. - 35 с.

31. Наливкин Д.В. Учения о фациях / Д.В. Наливкин. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1955 - 1956. - Т. 1. 1955. - 534 е.; Т. 2. 1956. - 394 с.

32. Окороков В.А. Литология фаменских отложений Воронежской антеклизы / В.А. Окороков, А.Д. Савко. Воронеж: Б. И., 1998. - 121 с.

33. Окороков В.А. Тектонический контроль распределения фаций фаменского яруса на северо-восточном склоне Воронежской антеклизы / В.А. Окороков, Ю.М. Шишкин И Литогенез в докембрии и фанерозое Воронежской антеклизы. Воронеж, 1975. - С. 56-63.

34. Окороков В.А. Новая сырьевая база строительных известняков в Липецкой области / В.А. Окороков, B.C. Вельских // Геология и неметаллические полезные ископаемые ЦЧЭР. Воронеж, 1982. - С. 102-105.

35. Окороков В.А. Этапы осадконакопления фаменского века на северо-восточвом склоне Воронежской антеклизы / В.А. Окороков // Тезисы совещания по современным проблемам геологии. Воронеж, 1974. - С. 87-88.

36. Окороков В.А. Стратиграфия и литология отложений северо-восточного склона Воронежской антеклизы / В.А. Окороков // Границы девона и карбона на территории СССР: Материалы к всесоюз. хювещ. по девону. Минск, 1976. - С. 87-93.

37. Окользин Е.П. Замер трещиноваэеесж на карьерах нерудных строительных материалов / ЕЛ. Окользин. Тольятти: ВНЙИнеруд, 1971. - 30 с.

38. Орлов A.M. Природные облицовочные камни. Требования цррмь^шлейности к качеству минерального сырья / А.М. Орлов. М.: Недра, 1965. -fh>m. 30. - 53 с.

39. Орлов В.П. Государство и минерально-сырьевая база / В.П. Орлов, Ю.В. Немерюк. М.: Росгео, 2001. - 43 с.

40. Петров В.П. Глины как полезное ископаемое / В.П. Петров // Глины и их минералогические свойства и практическое значение. М., 1970. - С. 207-213.

41. Преображенская В.Н. Юра и низы нижнего мела территории ЦЧО / В.Н. Преображенская. Изд-во Воронеж, ун-та, 1966. -182 с.

42. Прогнозные ресурсы твердых полезных ископаемых Российской Федерации на 1 января 1998 г.//Неметаллы. М., 1999. - 127 с.

43. Раскатов Г.И. Геоморфология и неотектоика территории Воронежской антеклизы / Г.И. Раскатов. Воронеж: Изд-во Воронеж, ун-та, 1969. - 164 с.

44. Ратеев М.А. Закономерности размещения и генезис глинистых минералов в современных и древних морских бассейнах / М.А. Ратеев. М.: 1964. - 288 с. - (Тр. ГИН;Вып. 112).

45. Розанов Ю.А. Зависимость физико-механических свойств известняков от особенностей их структуры / Ю.А. Розанов. М., 1952. -196 с. -(Тр. ИГН АН СССР; Вып. 146).

46. Рухин Л.Б. Основы литологии / Л.Б. Рухин. Л.: Недра, 1969. - 703 с.

47. Савко А.Д. Эпохи порообразования в истории Воронежской антеклизы / А.Д. Сав-ко. Воронеж: Изд-во Воронеж, ун-та, 1979. - 120 с.

48. Савко А.Д. Глинистые породы верхнего протерозоя и фанерозоя Воронежской антеклизы / А.Д. Савко. Воронеж: Изд-во Воронеж, ун-та, - 1989. - 192 с.

49. Савко А.Д. Основные типы и факторы формирования месторождений в осадочном чехле положительных структур древних платформ / А.Д. Савко // Вестн. Воронеж, ун-та. Сер. геол. 1997. - № 4. - С. 117-131.

50. Савко А.Д. Минералого-генетическая характеристика аптских глин Северного склона Воронежской антеклизы / А.Д. Савко // Литология и стратиграфия осадочного чехла Воронежской антеклизы. Воронеж. 1997. - Вып. 4. - С. 3-10.

51. Савко А.Д. Литологические типы ф^рнских пород Воронежской антеклизы. / А.Д. Савко, В.А. Окороков // Вестн. Воронеж, ун-та. Сер. геол. 1998. - № 5. - С. 62-87.

52. Савко А.Д. Фации фаменского века на территории Воронежской антеклизы. / А.Д. Савко, В.А. Окороков, А.И. Мизин // Вестн. Воронеж, ун-та. Сер. геол. 1998. -№ 6.-С. 31-43.

53. Савко А.Д. Фанерозойские коры выветривания и связанные с ними отложения Воронежской антеклизы, их неметаллические полезные ископаемые: Автореф. дис. д-ра геол. минер, наук / А.Д. Савко. - М., 1984. - 32 с.

54. Соловьев Д.В. Облицовочные материалы: Требования промышленности к качеству минерального сырья / Д.В. Соловьев. М.: Госгеолиздат, 1947. — 61 с.

55. Страхов Н.М. Основы теории литогенеза / Н.М. Страхов. М.: Изд-во АН СССР, 1960.-Т. 1.-212 с; Т. 2.- 574 с.

56. Страхов Н.М. Типы литогенеза и их эволюция в истории Земли. / Н.М. Страхов. -М.: Недра, 1962. 535 с.

57. Сыромятников В.А. Сырье для строительной керамики и санфаянса. / В.А. Сыромятников // Поиски и разведка месторождений минерального сырья для промышленности строительных материалов. М., 1968. - С. 163-184.

58. Сташков В.М. Особенности аптских отложений окресностей с. Крутые хутора Липецкой области / В.М. Сташков, В.Н. Бурыкин, Н.М. Зачиняева // Литология и стратиграфия осадочного чехла Воронежской антеклизы. Воронеж, 1977. - С. 6267.

59. Цехомский A.M. Строение и состав пленки на зернах кварцевых песков / A.M. Це-хомский // Кора выветривания. М., 1960. - С. 294-312.

60. Фациальные типы глинистых пород / Под ред. М.Ф. Викулова и др. М.: Недра, 1973.-288 с.

61. Фролов В.Т.К вопросу о классификации осадочных пород / В.Т Фролов. М.: Недра, 1984. - 222 с.

62. Фролов В.Т. Литология / В.Т. Фролов. М.: Недра, 1993. - 430 с.

63. Хожаинов Н.П. Литология терригенных толщ палеозоя и мезозоя Воронежской антеклизы и проблемы их рудоносности: Дис.д-ра геолого-минерал, наук / Н.П. Хожаинов. Воронеж, 1970. - 662 с.

64. Хожаинов Н.П., Фациальные основы поисков месторождений песков в отложениях апта Воронежской и Липецкой областей / Н.П. Хожаинов, Ю.Г. Стоянов // Литология и стратиграфия осадочного чехла Воронежской антеклизы.-Воронеж, 1977.-С. 16-21.

65. Япаскурт О.В. Стадиальный анализ литогенеза: Учеб. пособие / О.В. Япаскурт. -М.: Недра, 1989. г 142 с.