ВВЕДЕНИЕ 3
1. ОБЩАЯ ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
ТОЛЩИ НИЖНЕКЕМБРИЙСКИХ ГЛИН 5
1.1. Распространение, залегание и стратиграфия 5
1.2. Литологическая характеристика 6
1.3. Геохимическая характеристика 8
1.4. История геологического развития 9
1.5. Гляциодислокации 10
1.6. Гидрогеология 11
1.7. Практическое использование 14
2. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
ТОЛЩИ КЕМБРИЙСКИХ ГЛИН 16
2.1. Гранулометрический состав 16
2.2. Физические свойства 17
2.3. Механические свойства 19
2.4. Характеристика глин в зонах трещиноватости 20
2.5. Геодинамические особенности 23
2.6. Использование синих глин в качестве основания и среды для строительства
сооружений 24
3. СТРОЕНИЕ ТОЛЩИ КЕМБРИЙСКИХ ГЛИН В КАРЬЕРЕ В Г. НИКОЛЬСКОЕ 25
3.1. Общая информация 25
3.1.1. Информация о кирпичном заводе и продукции 25
3.1.2. Информация о карьере 27
3.2. Полевое исследование синих глин в карьере 28
3.3. Изменение свойств глин по разрезу карьера 29
3.2.1. Химический состав 29
3.2.2. Гранулометрический состав 31
3.2.3. Минералогический состав 32
3.2.4. Физические свойства 34
3.2.5. Трещиноватость и оползневые процессы 36
3.4. Сравнение свойств глин в карьере и в разрезе всей толщи 36
Заключение 38
Список использованной литературы 39
В последние десятилетия наблюдается рост населения Санкт-Петербургской городской агломерации. Возникающий спрос на строительство новых жилищных массивов и инфраструктурных объектов требует поставок больших объёмов строительных материалов компаниям-застройщикам (ЛСР.Стеновые, 2022). Соответственно, растёт необходимость в добыче больших объёмов сырья для производства стройматериалов. Одним из наиболее востребованных видов строительных материалов являются керамические изделия: клинкер, кирпичи, плитка и др.
Основное сырьё для их изготовления — глина, вода и различные добавки (песок, древесные опилки и пр.). Каждое предприятие, выпускающее стройматериалы, имеет собственные составы добавок, зависящие от технологии изготовления и особенностей глинистого сырья. Наиболее часто используемым сырьём в пределах Ленинградской области являются нижнекембрийские «синие» глины, добываемые открытым способом. Даже в однородной с первого взгляда толщи могут быть выделены интервалы разреза, в пределах которых глины будут удовлетворять технологическим критериям. В то же время глинистое сырьё, добытое из другой части разреза, им не соответствует, созданная из него керамическая продукция не выдерживает нормативные нагрузки.
До сих пор вопросами выделения перспективных уровней разреза, из которых целесообразна добыча глинистого сырья, занимаются технологи керамических предприятий. С точки зрения геологии детализация разреза всей толщи синих глин под нужды строительной промышленности не производилась. Существенный вклад в поиск решения этой проблемы может внести изучение особенностей геологического и инженерно-геологического строения толщи нижнекембрийских глин. Последнее связано с тем, что помимо сырья глины являются основанием для многих сооружений на юге Санкт-Петербурга и в Ленинградской области. Отдельный интерес представляет изучение оползневых процессов, негативно влияющих на инфраструктуру.
Объектом данного исследования стала толща нижнекембрийских глин на крупном искусственном обнажении — карьере в г. Никольское Ленинградской области. Карьер разрабатывается компанией «ЛСР. Стеновые материалы», ей же принадлежит расположенный рядом завод по производству керамики.
Целью исследования является выделение интервалов в разрезе синих глин для решения технологических задач, основанное на различных особенностях строения толщи.
Для этого мной были поставлены и выполнены следующие задачи:
1. Анализ литературных данных о строении толщи нижнекембрийских «синих» глин, их свойств и связанных с ними геодинамических процессов.
2. Визуальное изучение толщи, отбор образцов и лабораторные исследования
3. Определение особенностей в строении толщи глин
4. Выделение интервалов разреза, наиболее пригодных для производства керамики
Научная новизна работы заключается в комплексном подходе к выделению особенностей строения толщи глин. Её изучение производилось с инженерно-геологической, гидрогеологической, минералогической, геохимической, структурно-геологической точек зрения.
В ходе проведённого исследования были обобщены сведения о толще нижнекембрийских синих глин сиверской свиты. Проанализировано их положение в региональной структуре, литологические и геохимические характеристики, уточняющие историю геологического развития региона в низах кембрия. Также учтено влияние оледенений на залегание пород и их свойства, дана гидрогеологическая характеристика водоупорного горизонта непосредственно синих глин, выше- и нижележащих водоносных горизонтов. Рассмотрены инженерно-геологические свойства глин и их зональность по разрезу.
По итогам полевых и лабораторных исследований глин в карьере, были установлены следующие особенности их строения:
1. В верхней, прикровельной части глины сильно дислоцированы, реже — смяты, и обладают повышенной трещиноватостью, влажностью, содержанием каолинита. С глубиной данные параметры убывают до определённой постоянной величины.
2. Гранулометрический состав глин изменяется независимо от глубины залегания, он определяется только условиями осадконакопления. 1 и 4 уровни карьера характеризуются повышенным содержанием пылеватых фракций, на 4 уровне часты песчаные прослои.
3. Минералогический состав глин постоянен, химический изменяется в узких пределах: 2, 3 и 5 уровни отличаются несколько повышенным содержанием глинозёма AI2O3, а 5 уровень — содержанием окислов железа БезОз.
4. По физическим свойствам глины характеризуются как уплотнённые, твёрдые, с пористостью в пределах 30%. Влажность пород сильно зависит от конкретного места отбора проб грунта.
Таким образом, для производства керамики наиболее перспективна добыча глин из 2 и 3 уровня, поскольку они обладают повышенным содержанием глинистых частиц, трещиноватостью и сравнительной однородностью. Глины 1 и 4 уступов сильно алевритистые, местами переходят в суглинки. Добыча сырья из 5 уступа требует вскрыши четвёртого, что понижает рентабельность его разработки.
Комплексное исследование синих глин в карьере позволило не только подтвердить установленные ранее закономерности зонального изменения свойств от глубины залегания, но и выявить литологические различия в самом разрезе сиверской свиты нижнего кембрия.
