3.3. Шөгінді тау жыныстары, оларды құраитын минералдар

Шөгінді тау жыныстары — жер қыртысын құраушы магмалык, ме-таморфтық және көне шөгінді жыныстарының желге мүжілу, (үгілу және еру) процестерінің нәтижесінде өз орнынан ажырап, су айдын-дары түбінде түнудан пайда болған жыныстар. Бұл түнба, яғни шөгінді екі жағдайда түзілген: механикалық - үгілген түйірлердің салмағы өсерінен және химиялық — судағы ерітінділердің канығу концентра-циясына жетуі мен алмасу реакцияларының әсерінен. Сондай-ақ шөгінді тау жыныстарында олардың қүралуы кезімен бір уақытта не біраз кейінірек түзілген органикалық қалдыктарда (әк тастар, диато-миттер т.б.) кездеседі. Осыларға сәйкес шөгінді тау жыныстары үш топқа бөлінеді 1) механикалық шөгінділер, 2) химиялық шөгінділер және 3) органикалық шөгінділер.

Шөгінді тау жыныстарының қүрылымы оларды құраушы түйірлер-дің шамасы, пішіні, өзара ұштасуы бойынша аныкталынады. Бүл жы­ныстар жер қыртысында горизонталь қатпарлар түрінде жаткан қабат күрайды; оларға көбінесе кабаттық текстура* тән. Сондыктан шөгінді тау жыныстарын кейде кабатты тау жыныстары деп те атайды. Шөгінді

Текстура — қатты заттардың құрылым сипаты. Егер структура (құрылым) кобінесе жыныс түйірлерінің кристалдану дэрежесі және мөлшерімен сипатта-иі.іііса (мысалы, уак не ірі біркелкі емес немесе біркелкі түйірлі жыныстар), текстура (сурет) түйірлердің өзара орналасу жайымен сипатталынады (мысалы, млгмалык тау жыныстарына массивтік — тығыз, ал шөгінді тау жыныстарына кабаттмк — тығыздығы төменірек текстуралар төн).

33

т ау жыныстары жер қыртысы массасының 10% - дайын қүрайды және жер бетінің 75%-ын жауып жатады.

Шөгінді тау жыныстарының көбінің қүрылымы магмалықтар-дікімен салыстырғанда кеуекті, сондықтан олардың беріктілігі төменірек. Кейбір шөгінді жыныстар суда ерігіш (мысалы, гипс) не-месе ерімейтін ұсақ бөлшектерге ыдырайды (мысалы, балшық).

Шөгінді тау жыныстарын қүрайтын негізгі миисралдар

Бұл минералдарға кремнеземді және саз балшықты минералдар, карбонаттар және сульфаттар жатады.

Кремнеземді шгаералдардың көп тараған түрлері - опал, хальце-дон, шөгінді кварц.

Опал (8і0₂-пН₂0) — құрылымы аморфты минерал: құрамын-дағы су мөлшері 2-ден 14%-ға, кейде 34%-ға дейін; қыздырғанда су-дан арылып, су сіңіргенде мөлдірленеді; түссіз, сүттей ак, қоспалар (М§0, СаОҒе₂0₃А1_?0₃, т.б.) салдарынан сары, көк не кара түсті бола-ды; жарыкты күбылтады; тығыздығы — 1,9-2,5 г/см³, каттылығы Моос шкаласы бойынша - 3-6; мортты болады. Трепел, диатомит, гейзерит түгел дерлік опалдан түрады. Опал кристалданғанда хальцедонға, кварцка айналады.

Халъцедон 8Ю₂ — қүрылымы талшыкты немесе жасырын крис­таллы (шыны кристаллы); әр түсті (жасыл, т.б.); түсіне карай аттары да көп (хризопраз, т.б.); шыны, балауыз секілді жылтыр; қаттылығы — 6-7, тығыздығы - 2,6 г/см³ шамасында.

Кварц (8Ю₂). Шөгінді тау жыныстары күрамында магмадан пайда болған кварц (28-бет) және шөгінділерден түзілген кварц болады. Кварцтың соңғы түрі ерітінділерден тікелей түзіледі және опал мен хальцедоннан кайта кристалдануынан пайда болады.

Саз балшықты (балшықты, сазды) минералдар негізінде саз бал-шықтарды қүрайды және коспа болып аз мөлшерде қүмды тастардың, ізбесті тастардың әк тастардың) т.б. жыныстардың қүрамында да кездеседі (қоспа-балшық соңғылардың касиеттерін айтарлықтай өзгертеді). Балшык минералдары тобына сулы алюмосиликаттар жа­тады; олардың кең тараған түрлері: каолинит, монтмориллонит және гидрослюдалар.

Каолинит — алюминийдің сулы силикаттар тобындағы саз бал-шықтардың негізін қүрайтын сазды минерал. Химиялык формуласы

34

А1₂0₃-8Ю₂пН₂0, күрамында 39,5% А1₂0₃, 46,5% ЗЮ₂,14% Н₂0 бар; Қүрылымы кристаллы. Ол негізінде ак, сарғылт, кызғылт, көкшіл ренді де болады; сипаласаң майлы (балауыз жылтырлы; қаттылығы Моос шкаласы бойынша — 1, тығыздыгы - 2,5-2,6 г/см³. 500-600°С-қа дейін қыздырғанда судан айырылады) эндотермиялык эффект пайда болады; кристалдык торлары бүзылады. 950-1000 °С-қа дейін қыздырғанда -силлиманит пен муллит (бірінші экзотермиялык эффект), ал 1200 °С-та -кристоболит (екінші экзотермиялык эффект) кристалданады.

Каолинит алюмосиликаттарға бай төгілме (атпа) және метаморф-тық жыныстардың үгілуінен жаралады. Қүрылыста ол негізінде ке­рамика және цемент өндірісінде пайдаланылады. Каолинит кендері Украинада, Орадда, Қазақстанда (Торғай өңірінде), шетелдерде Үлы-британия, Чехословакия, Франция, Қытайда т.б. кездеседі.

Монтмориллонит — бентонитті* балшықты (сазды) құрайтын жа­сырын кристаллы минерал. Реңі ақ, сұр, жасыл, көбінесе күңгірт: кат-тылыгы — 1, тығыздыгы — 1,8 г/см³. Су сіңгенде монтмориллониттің көлемі өседі, сондыктан оның қүмды немесе ізбесті тастардағы қос-пасы (3-4%-дан бастап) алғашқылардың суға және аязға төзімділігін өтетөмендетеді.

Монтмориллониттің кристалдықторында аниондар мен катиондар кабат-қабат (қабаттар түзеп) орналасқандыктан балшықжақсы иленеді.

Гидрослюдалар слюдалар мен дала шпаттарының ыдырауынан түзіледі; қүрамы күрделі, мысалы вермикулит - магний, темір, су, алюминий силикатынан тұрады. Вермикулит коңыр, коңыр сары, алтын, жез түстес, қаттылығы — 1-1,5, тығыздығы — 2,4-2,7 г/см³, 900-1000^вС-қа дейін қыздырганда көлемі 15-25 есе өседі, кабыршақ-тар арасына ауа толып, салмағы өте жеңілдейді. Вермикулит кенін қыздыру аркылы алынатын өте жеңіл өнім де вермикулит деп аталы-нады; ол жылу мен дыбысты өткізбейді, жеңіл бетонның толтырғыш-тары ретінде т.б. күрылыс материалдарын, бүйымдарын өндіру үшін қолданылады; вермикулит, вермикулит-асбест кендері Қазақстанда Лктөбе облысында, Көкшетау облысындағы Красный май, Шығыс Қазақстандағы Азутауда орналасқан.

Карбонаттар — көмір кышкьшының тұздары; кристаллы заттар; кыздырғанда балқу температурасына жетпей кальций және магний

*Бентониттер — вулкандық жыныстардың үгіліп, көшуінен пайда болған өте үі-лк. бөлшсктерден (негізінде 0,001 мм темен түйірлерден) құрылған саз жыныстар.

35

т отықтары мен көмірқышқыл газына ыдырайды. Карбонаттардың ма-ңыздылары - кальцит, магнезит және доломит. Бұл минераддар өздері аттас шөгінді тау жыныстарын кұрайды.

Кальцит (СаС0₃) қаттылығы - 3, тығыздығы - 2,7 г/см³, түссіз немесе ақ; механикалық қоспалар болса сұр, сары, кызғылт не көгілдір; шыныдай жылтыр. Ол өте көп тараған минерал; суда азғана ериді (0,03 г/л); ерігіштегі көміртек тотығының судағы ерітіндісінде шұғыл өседі, өйткені бұл жағдайда кальцитпен салыстырғанда ерігіштігі 100 есе үлкен кальцийдің көміртекті қышқылының қышкылы - (СаНС0₃)₂ түзіледі; 10%-ті қышқылында (НС1) кальцит ду қайнап ериді (соңғы реакция кальцитті аныктаудың қосымша әдісі ретінде қолданылады).

Магнезит (МёС0₃) және доломит (СаС0₃МёС0₃) физика-механи-калық қасиеттері бойынша кальцитке жақын: одан гөрі қаттырақ (4,5-ке дейін), ауырлау (3 г/см³-га, яғни бір текше сантиметрінің сал-мағы 3 грамға дейін), ерігіштігі кальциттікінен де төмен.

Сульфаттар. Бүл минералдар тобының негізгілері - гипс және ангидрит.

Гипс (Са80₃ -2Н₂0) кристаддарының пішіні жаксы жетілген, тал-шыкты (ине секілді; көбінесе түссіз, ак; коспалар түсін көгілдендіреді. сарғылтгандырады; шыны тәрізді жылтыр; каттылығы — 2, тығыздығы — 2,3 г/см³; суда ерігіш (20°С-та 2,05 г/л. яғни цельсий бойынша 20 гра-дуста бір литр суда 2,05 грамм гипс ериді).

Ангидрит (Са80₄) - түсі гипске үқсас, каттылығы - 3-3,5, тығыз-дығы 3 г/см³; гипспен бірге катпарласып қабат-кабат болып жатады; су әсерінен көлемін ұлғайтып, гипске ауысады.

Осы минераддардан күрылатын жыныстар да гипс, ангидрит деп аталынады.

Механикальщ шөгінді тау жыныстары

Бос жыныстар: қүм, малта тас, балшық. Қүм — әртүрлі минерал -дардан құралған түйірлерінің мөлшері 5 мм дейін жыныс. Құрылыс ерітінділерінде, бетондарда т.б. колданылады.

Малта тас — формасы (кескіні) жүмыр (малта) түйірлерінің молшері ірі (5-150 мм) жыныс. Ауыр бетондардың ірі толтыргыштары ретінде пайдаланылады.

Балшықтың қүрамында молшері 0,01 мм кем болшектер (түйірлер) 50%-дан жоғары болады; бұл болшектердің кобінің ірілігі 0,001 мм-ден

36

де кем. Болшектерінің ірілігі томеңдеген сайын балшық иленгіш келеді. Балшықтың қүрамында оте коп минералдар кездеседі, олардыц ең бастылары - каолинит, гидрослюдалар және монтмориллонит. Қасиеттеріне және өндірісте колданылуына қарай балшык 4 топқа бөлінеді. Бірінші топ — қурылыс балшықтары. Олардың кұрамында темір тотығы мол гидрослюдалар көбірек; кірпіш, черепица, керам­зит, аглопорит өндіруге және цемент өндщуде негізгі шикізаттыц бірі ретінде пайдаланылады. Екінші топ - каолинитті (кристалдары май-да) балшықтар; темір тотыгы 3%-тен аспайды, иленуге көнгіш; отка төзімді материалдар, фарфор және фаянс жасауда және, кажетті жағ-дайда, иленгіштігі томен балшықтарға қоспа ретінде қолданылады. Үшінші топ - каолиндер: иленгіштігі томен (каолиниттің кристалдары ірі); темір тотығы аз фарфор, фаянс, отқа тозімді бұйымдар жасауда т.б. өндірістерде пайдаланылады. Тортінші топ — монтмориллонитті балшыктар: бұлар оте иленгіш.

Байланысқан жыныстар: қүм тастар, конгломераттар, брекчия.

Құм тастар — табиғи байланыстырғыш затпен біріктірілген құм түйіршіктері. Табиги цементпен біріктірілген жұмыр кесектерді — кон­гломерат, ал пішіндері жарықшақ кесектерді - брекчия дейді.

Табиғи цементтер — әктас, сулы немесе сусыз кремнезем, темір тотығы және балшық. Бұлар аркылы біріктірілген қүм тастар сәйке-сінше әктасты, кремнийлі, темірлі және балшыкты күм тастар деп ата­лынады. Сусыз кремнезем, яғни кремнеземнің кристаллы түрімен біріктірілген кремнийлі күм тастардан басқалары суланса және осы күйінде тоцазыса, онан соң жібісе (жылыса) тез ыдырайды. Кремне-земнің кристаллы түрімен біріктірілген кремнийлі кұм тастардың беріктігі және суда, аязда төзімділігі оте жоғары.

Химиялъщ шөгіиді тау жыныстяры

Химиялыкшогінді тау жыныстарыныңтобына - карбонатты және сульфатты жыныстар жатады.

Карбонатты жьшыстардьщ ішінде коп тарағандары — ізбестас және доломит. Кальцит пен доломит минералдарының сандық (пайыздык қатынасына байланысты бұл жыныстар таза ізбестастан бірте-бірте таза доломитке ауысады (3.2-кесте). Доломиттелінген ізбестастардың беріктілігі жоғары болады.

37

3 .2-кесте. Ізбестасты-доломитті жыныстарды жіктеу

Жыныстың аты	Құрамы, %
	кальцит	доломит
Ізбестас	95-100	5-0
Аз доломитгі ізбестас	75-95	25-5
Доломитті ізбестас	50-75	50-25
Ізбестасты доломит	25-50	75-50
Аз ізбестасты доломит	5-25	95-75
Доломит	0-5 •	100-75

Ізбестастар, ізбестер және цементтер өндірісінде шикізат ретінде, бетондарда толтырғышы ретінде кеңінен қодданылады. Ізбестастар: доломит қоспаяы ізбестастар және доломиттер.

Фундаментгер құру үшін шой тас (бут) түрінде, жылы климатты жерлерде жылжымайтын ғимараттардың, тұрғын үйлердің қабырғала-рын кұру үшін және олардың ең тығыздары ғимараттардың сыртын өндеу үшін такталар түрінде пайдаланылады. Доломиттер керамика өндірісінде бүйымдарды кеуекті ету үшін, шыны өндірісінде шикізат-тардың бірі ретінде, шойын өндірісінде флюс ретінде қодданылады.

Ізбестастарда балшыктардың қоспасы да әжептәуір. Қүрамында 25-тен 50%-ға дейін балшык бар ізбестас мергель деп аталынады. Мергельді портландцемент өндірісінде шикізат ретінде пайдалану өте тиімді, өйткені мергель жокта, шикізат ретінде екі компонент - ізбестас және балшык қолданылады. 3.3-кестеде ізбестасты-балшыкты жыныс-тардың түрлері келтірілген. Ылғалданған жағдайда балшықтар ізбес-тастардың беріктігін төмендетеді.

3.3-кесте. Ізбестасты-балшықты жыныстарды жіктеу

Жыныстың аты	Құрамы, %
	кальцит	доломит
Ізбестас	95-100	5-0
Балшықты ізбсстас	75-95	25-5
Мергель	50-75	50-25
Ізбестасты мергель	25-50	75-50
Ізбестасты балшык	5-25	95-75
Балшық	0-5	100-75

Сульфатты жьгаыстар — гипс және ангидрит. Бүлар табиғи су-ларда сульфатты қосылыстар ерітінділерінің концентрациясы жоға-рылауы әсерінен шөккен жыныстар. Гипс пен ангидрит сусыздану және сулану салдарынан бір-біріне ауысады. Олар гипсті байланыс-тырғыш заттар, портландцемент т.б. материалдарды өндіру үшін пай­даланылады. Реңі әдемі ангидрит пен гипс ішкі өндеу, ал суға төзімді эмульсиялар сіңірілгеннен соң сыртқы ондеу материалдары ретінде де қолданылады.