Химический состав песка. Причины образования природных песков

Минералогический состав природных песков в большинстве случаев резко отличается от минералогического состава исходных материнских горных пород; следствием изменения минералогического состава песков является изменение и химического их состава.
Если в изверженных породах в среднем содержится около 60% Si02 и 18% Al203+Fe203, то в кварцевых песках содержание Si02 возрастает до ~ 99%, а в промышленных песках—до 70—90%.

На начальной стадии разрушения кислых кристаллических пород (гранита, гнейса) образуются аркозовые песчаные породы, или аркозы (пески и песчаники), серого, розового, желтоватого, зелено­ватого и других цветов, в зависимости от содержащихся в аркозе минералов (химический состав аркозов — до 70% Si02 и около 16—17% АL20з+Ре20з).

Аркозы обычно располагаются поблизости от горных кряжей, состоящих из кислых пород. Как указывает Л. В. Пустовалов, по мере увеличения расстояния от материнской породы до аркозового отложения можно проследить упрощение минералогического состава и постепенное приближение к мономинеральному составу кварцевых песков.
Б. М. Гуменский отмечает, что полевошпатовые породы выветриваются быстрее бесполевошпатовых; среди первых легче выветриваются те, в которых полевые шпаты бедны кремнеземом. Породы, содержащие полевой шпат, кварц и слюду, выветриваются быстрее, чем те же породы, но без слюды. Породы, богатые черной слюдой (биотитом), в том числе бесполевошпатовые, выветриваются быстрее, чем содержащие белую слюду (мусковит).

При разрушении основных изверженных пород вначале образуется близкая к ним по минералогическому составу полиминеральная порода — граувакка (вакка). Л. В. Пустовалов рассматривает граувакку, так же как и аркоз, как промежуточную стадию продолжительного процесса образования чистых кварцевых песков. Различают диабазовую, базальтовую, диоритовую и другие вакки по их материнским породам. Цвет вакки — серый (граувакка), желтый, бурый и т. д. Во многих случаях вакки содержат глинистые фракции, что является особенностью разрушения основных пород. Чаще всего вакки и аркозы представлены песчаниками, но встречаются среди них и пески.
В состав природных песков входит большое количество минералов, основными из которых являются кварц, полевые шпаты, кальцит, слюда. Реже встречаются такие минералы, как глауконит, ангидрит, роговые обманки, доломит, авгит, диопсид, циркон и др.

Классификация песков по минералогическому составу (по П. И. Фадееву)

Содержание составных частей / Наименование песка Главный минерал Все другие минералы
название содержание, % преобладающий минерал содержание, %
Мономинеральные
Кварцевый Кварц
90
Не определяет названия песка
10
Полевошпатовый Полевые шпаты
90
10
Слюдистый Слюды
90
10
Роговообманковый Роговая обманка
90
10
Полиминеральные
Квапцево-полевошпатовый Кварц
50-90
Полевые шпаты
10-50
Кварцево-слюдистый -
50-90
Слюды
10-50
Кварцево-роговообманконый -
50-90
Роговая обманка
10-50
Полевошпатово-кварцевый Полевые шпаты
50-90
Кварц
10-15
Слюдисто-кварцевый Слюды
50-90
-
10-15
Роговообманково-кварцевый
и т. д.
Роговая обманка
50-90
-
10-15
Полевошпатово-слюдистый и т. д. Полевые шпаты
50-90
Слюды
10-50

Пески, состоящие в основном из зерен одного минерала, называются мономинеральными, а имеющие в своем составе различные минералы — полиминеральными. Общепризнанной классификации песков по минералогическому составу не существует. Для наших целей можно использовать классификацию [35], предложенную П. И. Фадеевым (табл.).

Минералогический и химический состав природных песков
фото природные пески

Наиболее переработанными являются кварцевые пески, тщательно отсортированные природой и представляющие скопление зерен наиболее химически устойчивого минерала — кварца. Почти все метальные, менее устойчивые, минералы в этих песках отсутствуют. Эти пески с некоторыми примесями имеют и наибольшее распространение в природе.

Изредка в районах морского прибоя, в прибрежных водах субтропиков и других местах кварцевые пески вытесняются известняковыми песками, возникшими в основном в результате разрушения древних кальцитов и обломков раковин.
Иногда встречаются кварцево-слюдистые пески, образовавшиеся в результате того, что зерна слюды передвигаются значительно быстpee зерен кварца и достигают таких отложений песка, которые прошли длительный период переработки и очистились от других примесей.

Морские пески иногда содержат, наряду с кварцевыми, глауконитовые зерна зеленого цвета, обычно округлой формы. Химический состав песка глауконита переменный; он состоит из кремнезема, воды, глинозема, каолина, закиси и окиси железа и других элементов. Обычно глауконит причисляют к группе гидрослюд; его кристаллическая структура близка к структуре биотита.

При переходе биотита в глауконит объем слюды увеличивается в 10—20 раз. Нередко замечается расслоение глауконита вдоль зерен или по их периферии, а также растрескивание; иногда образуются волокнистые разности. Однако химическая устойчивость глауконита считается высокой.
Пески с другими видами минералогического состава (см. табл.) являются продуктами отложения разрушенных горных пород на различных стадиях их геологической переработки.

Добавить комментарий