Природные строительные материалы

Песок и гравий. Песок, состоящий из частиц размером 0,1 – 1 мм, и гравий с размером обломков минералов и горных пород размером 1-10 мм, применяют в качестве заполнителей бетонных смесей, вяжущих строительных растворов, асфальтовых масс, в производстве строительного и силикатного кирпича. Из песков с содержанием кремнезема более 96% делают оконное стекло, а чистые кварцевые пески с содержанием кремнезема более 99% идут на изготовление оптического стекла, зеркал и хрусталя. В последнем случае песок должен быть свободен от гидроокислов железа, хрома и других примесей, влияющих на ораску стекла. Самый распространенный природный обломочный материал – супеси, исползуют для отсыпки дорог и строительных площадок.

Гравий в природе почти всегда находится в смеси с песком. Такой материал называют песчано-гравийной смесью.

Высококачественного стекольного сырья с промышленными запасами в области пока не обнаружено. Пески имеющихся месторождений могут использоваться для производства бутылочного стекла. Однако, после простого обогащения пески Тумашевского, Верхнекаменского (Заводоуковский р-н), Чернореченского (г.Сургут), Заводопетровского (Ялуторовский р-н), Андреевского (Тюменский р-н) месторождений можно с успехом применять для изготовления оконного стекла (рис.92).

Определенный интерес, как стекольное сырье, представляют собой верхнеолигоценовые белые кварцевые пески корликовской свиты в северной части области, достигающие мощности 6-7 м. К сожалению, песчаные пачки этой свиты невыдержанны по мощности и содержат много включений каолинитовых глин. Можно ориентировать промышленность на комплексное использование пород корликовской свиты. Разделив породы на песчаную и глинистую фракции, можно получить хорошее сырье для изготовления стекла и высококачественные глины для керамической промышленности.

Есть перспективы расширения сырьевой базы строительных песков. В бассейнах Надыма и Пура широко развиты песчаные фации салехардской и казанцевской свит, достигающие мощности 5-6 м. Особую ценность в этом районе представляют собой современные русловые средне- крупнозернистые пески Надыма, Левой и Правой Хетты. В них нередка значительная примесь гравия и гальки. Ряд залежей строительных песков выявлен в районе пос.Красноселькуп, приуроченных к современномку русловому аллювию р.Таз и ее притоков.

Для отсыпки дорог, строительных площадок, дамб и других сооружений пригодны пески с примесью алевритового и глинистого материала (супеси). Запасы их в Тюменской области неограниченные. Обширные площади Западно-Сибирской равнины, покрытые озерно-аллювиальными осадками и отложениями надпойменных террас, в значительной степени сложены этим материалом.

По данным А.П.Каменских (2009), в Тюменской области выявлены 69 месторождений строительных песков для производства бетона с запасами и прогнозными ресурсами 3 324 980 тыс.м³, в том числе в ЯНАО 47 месторождений с запасами 2 535 693 тыс. м³, в ХМАО 11 месторождений с запасами 712 957 тыс. м³, в южных районах области 11 месторождений с запасами 76 330 тыс. м³. Наиболее крупные из месторождений: Хадуттинское (пос.Ямбург), Табъяхинское, Евояхинское, Аркатабъяхинское (р-н г. Новый Уренгой), Самбургское (р.Пур), Русловое, Правохеттинское (р-н г.Надым), Чернореченское, Сургутское (р-н г.Сургут), оз.Андреевское (возле г.Тюмень), Дуванское, Верхне-Каменское (Заводоуковский район).

На территории Тюменской области разведаны 9 месторождений песков, пригодных для производства стекольных изделий, в том числе в ХМАО 2 месторождения с запасами 5280 тыс.м³, в ЯНАО 5 месторождений с запасами 36 441 тыс.м³, в южных районах 2 месторождения (Тумашевское, Заводопетровское) с запасами 14 181 тыс.м³.

В области разведано 39 месторождений природной песчано-гравийной смеси с общими запасами и прогнозными ресурсами 581 106 тыс. м³, в том числе в Ямало-Ненецком автономном округе 12 месторождений с запасами 242 760 тыс. м³, в Ханты-Мансийском автономном округе – 33 месторождения с запасами 38 850 тыс. м³ и прогнозными ресурсами 338 346 тыс. м³.

В табл. 15 приведен перечень наиболее значимых месторождений песков и песчано-гравийных смесей Тюменской области с использованием данных А.П.Каменских (2009)

Глинистое сырье. В глинах преобладают очень тонкие частицы (менее 0,01 мм), состоящие из минералов группы каолинита, монтмориллонита и гидрослюд. Природные глины всегда представляют собой смешанный агрегат зерен перечисленных минералов. Кроме того, в большинстве глин есть примесь полевых шпатов, кварца, гидроокислов железа и алюминия. К мономинеральным глинам относятся каолинитовые и монтмориллонитовые.

Каолинитовые глины окрашены в белый и светло-серый цвет, жирные на ощупь, при замешивании с водой дают вязкое тесто, которое хорошо раскатывается в руках. Эта разновидность глин обладает очень высокой огнеупорностью Температура их плавления выше 1700⁰С. Они применяются для производства огнеупорного кирпича и тонкой керамики (фарфора, фаянса). Другие важные области применения каолинитовых глин – бумажная, лакокрасочная, резиновая, парфюмерная промышленность.

Главным породообразующим минералом монтмориллонитовых глин является минерал монтмориллонит. Это сырье обладает способностью сильно разбухать в воде, что обусловлено свойством кристаллической решетки монтмориллонита раздвигаться и вмещать жидкие вещества. На этом основаны очищающие и отбеливающие свойства монтмориллонитовых глин. Это позволяет широко использовать их в качестве сорбентов при очистке шерсти в сукновальном производстве, для очистки и осветления нефтепродуктов, растительных масел, вин, пива, фруктовых соков, уксуса, сточных вод. При обжиге монтмориллонитовые глины сильно вспучиваются, поэтому их все в больших количествах используют в производстве легких наполнителей бетона – керамзита и аглопорита.

Керамзит получают путем обжига легкоплавких сильно вспучивающихся глин во вращающихся печах. Аглопорит получается при спекании смеси глины и древесных опилок.

Способность монтмориллониовых глин давать с водой долго не осаждающиеся суспензии используется в приготовлении из них буровых растворов, которые хорошо обволакивают стенки скважин и выносят шлам горных пород на поверхность.

Мономинеоральные глины представляют собой большую ценность, но они весьма редки в природе. Большинство глин относится к категории смешанных (полиминеральных). В зависимости от количества примесей кремнистых минералов (кварца, халцедона, опала) глины подразделяются на жирные и тощие. Чем больше содержание в глинах глинистых минералов, тем они «жирнее».

Главная масса полиминеральных глин используется в производстве кирпича, строительной керамики, плитки для полов, глиняной посуды и др. Большое количество глин используют в цементной промышленности. В районах, где нет природного мергеля, для изготовления цемента применяют смесь известняка и глины.

В Тюменской области существенно монтмориллонитовые и существенно каолинитовые глины развиты на восточном склоне Приполярного Урала. В Северо-Сосьвинском районе произведен подсчет их запасов, которые составляют по каолинитовым глинам 15 млн м³, по монтмориллонитовым – 50 млн м³. В пределах равнинной части области кирпичные и керамзитовые глины связаны с четвертичными отложениями. Керамзитовые глины добываются в ряде месторождений из чеганской (тавдинской) свиты эоцена - олигоцена.

По данным А.П.Каменских (2009), на территории Тюменской области разведано 298 месторождений глинистого сырья с общими запасами и прогнозными ресурсами 11 793 160 тыс.м³. Для гончарных изделий пригодны глины Головинского, Кыштырлинского и Богандинского месторождений глин.

В таблицах 18,19 приведены краткие сведения по основным месторождениям глин Тюменской области.