Группа месторождений строительных материалов

1.1. Естественные строительные камни

Под естественными строительными камнями понимаются горные породы, которые по механическим, химическим и декоративными свойствам пригодны для использования в строительстве после механической обработки.

К общераспространенным естественным строительным камням относятся полезные ископаемые, пригодные для получения дробленого камня, главным образом щебня с размером обломков от 3 до 80 мм. Щебень используется для строительства дорог, наполнителя бетонов, как крошка для декоративных покрытий.

К щебеню, который может быть различным по физико-механическим свойствам и петрографическому составу, предъявляются требования по прочности, морозостойкости, содержанию пылевидных, глинистых, илистых частиц, засоряющих примесей, зерен пластинчатой и игловатой форм, зерен слабых пород, а также к его крупности. Среди месторождений естественных строительных камней целесообразно выделить следующие геолого-промышленные типы.

Промышленные типы месторождений естественных строительных камней

Тип 1. Пластовые и рифовые залежи известняков. По объему добычи и общему количеству запасов этот тип является главным источником строительных камней в Пермском крае.

Месторождения известняков среди карбонатных пород пользуются наибольшим распространением, залежей доломитов значительно меньше. Всего в Пермском крае известно 157 объектов карбонатного сырья. Сводным балансом учтено 20 месторождений карбонатных строительных камней с запасами 445,3 млн. м³.

К числу мономинеральносырьевых относятся наиболее крупные месторождения известняков для строительного щебня: Утесовское, Всеволодо-Вильвенское, Луньевское (рис.1.1) и др. Поставщиками попутных строительных материалов являются также разрабатываемые месторождения известняков для флюсовой и химической промышленности: Чаньвинское, Ивакинское и др. Этот подтип месторождений следует считать полиминеральносырьевым.

Породы полезной толщи Луньевского месторождения мощностью до 75 м представлены окремненными известняками мелко-и тонкозернистыми, трещиноватыми, участками выветрелыми и закарстованными. Известняки месторождения по классификации М. М. Протодьяконова имеют коэффицент крепости 7-9, объемную массу от 2,48 до 2,8 г/см³, плотность от 2,67 до 2, 75 т/м³, влажность 0,06-0,36%. Уровень подземных вод на месторождении 189-192 м , что соответствует уровню воды в р. Луньва. Размеры месторождения –1100х450 м, балансовые запасы–10885,6 тыс. м³, закарстованность месторождения по данным разведочных работ составляет 16,6%.

Рис.1.1. Типовой геологический разрез месторождения известняков

Тип 2. Линзо-, штоко- и дайкообразные залежи магматических горных пород. Тип включает месторождения двух подтипов: дайкообразных залежей габбродолеритов и линзовидных залежей граносиенитов.

Габбродолериты широко распространены на востоке края (в горно-складчатой части), где среди древних рифейско-вендских и палеозойских толщ встречается большое количество выходов даек этих горных пород. Разведаны три месторождения (Ломовское, Вижайское и Ново-Вильвенское), пригодные для производства щебня повышенной плотности, с первоначальными запасами 91,4 млн. м³. По площади дайки распределены неравномерно, протягиваются на десятки километров, ориентированные согласно основным складчатым структурам и разрывным нарушениям преимущественно субмеридиональном направлении.

Мощность Вижайской дайки колеблется от единиц до нескольких сотен метров, протяженность - от сотен метров до 15-20 км с перерывами, связанными с погружениями поверхности тел. Вмещающими дайки породами являются осадочные и вулканические образования от верхнего рифея до нижнего силура включительно. В экзоконтактах даек развиты роговики, мощность зон роговиков обычно 2-3 м, иногда - до первых десятков метров.

Рис.1.2. Типовой геологический разрез месторождения габбродолеритов

Средний химический состав полезного ископаемого по массиву:

SiO₂ – 47,3%; CaO – 10,52%;

Al₂O₃ – 14,8%; MgO – 7,35%;

Fe₂O₃ – 3,67%; МпО – 0,06%;

FeO – 9,22%; К₂О – 0,62%;

TiO₂ – 1,62%; Na₂O – 2,16%.

Р₂О₅ – 0,14% п.п.п – 2,74%

Линзовидные (кислые) интрузивные породы менее распространены по сравнению с горными породами основного состава. Разведано Троицкое месторождение граносиенитов.

Троицкое месторождение состоит из трех участков: «Ореховка», «Западный» и «Гора Троицкая». В строении месторождения, кроме граносиенитов, принимают участие вмещающие породы верхнепротерозойского метаморфического комплекса, габбродолериты и долериты, а также перекрывающие рыхлые образования, представленные корой выветривания коренных пород и четвертичными отложениями различного генезиса и состава.

Непосредственно на месторождении граносиениты контактируют с вмещающими породами верхнего протерозоя (РR₃), это нижнетанинская (РR₃tn₁) и среднетанинская (РR₃tn₂) подсвиты.

Рис.1.3. Типовой геологический разрез месторождения граносиенитов

В плане Троицкая интрузия имеет неправильную овальную форму, вытянутую в меридиональном направлении. Протяженность ее около 9,5 км, ширина в среднем 2,5 км, площадь – 24 км².

Суммарные запасы месторождения по категориям А, В и С₁ - 130 млн. м³.

Граносиениты, слагающие Троицкую интрузию, представляют собой магматическую породу, отличающуюся высокой прочностью, даже в затронутых выветриванием разностях.

Независимо от окраски и структурных особенностей качественно граносиениты имеют одинаковый минералогический состав. Основными породообразующими минералами для них являются калиевый полевой шпат, плагиоклаз и кварц. Постоянно в небольших количествах присутствуют биотит, магнетит, титаномагнетит, реже пирит; из акцессорных – анатит, циркон; из вторичных: альбит, серицит, хлорит, мусковит, гематит, эпидот, карбонат.

Количественное соотношение основных породообразующих минералов:

1. Калиевый полевой шпат – 60-70%;

2. Плагиоклаз – 5-18%;

3. Кварц – 7-15%;

4. Биотит – 1-8%;

5. Рудные минералы – 1-9%;

6. Карбонат – 0,5-8%;

7. Акцессорные минералы – 0,5-1%;

Химический состав полезного ископаемого:

SiO₂ – 61, 9 - 66, 9%; CaO – 0,9 - 3,6%;

Al₂O₃ – 14, 7 - 16, 9%; MgO – 0,2 - 2,3%;

Fe₂O₃ – 0, 7 - 1,5%; МпО – 0,03 - 0,19%;

FeO – 2,0 - 4,1%; К₂О – 4,0 - 6,9%;

TiO₂ – 8,0 - 1,9%; Na₂O – 3,4 - 5,0%.

Породы пригодны для производства высокопрочного кислотостойкого щебня, заполнителя бетонов всех марок до 500 включительно.

Тип 3. Пластовые залежи доломитов и доломитизированных известняков. Месторождения относятся к числу полиминеральносырьевых. Доломиты используются чаще как агросырьё, а доломитизированные известняки – как пильный камень (Больше-Сарсинское месторождение в Октябрьском районе и Камайское в районе г. Кунгура). Отходы производства используются как строительный камень.

Полезная толща Больше-Сарсинского месторождения сложена карбонатными породами филипповского горизонта кунгурского яруса. Залежь пластообразная, залегание пород почти горизонтальное.

В пределах месторождения выделяется несколько пачек доломитов и известняков. Доломиты массивные и толстоплитчатые, в верхней части оолитовые, участками пелитоморфные. Мощность пачек от 2,3 до 25м. Известняк мелкозернистый, массивный. Мощность пачки 4,0-6,0м. Вскрышные породы представлены глинами мощностью 0,8-7,3м.

Рис.1.4. Типовой геологический разрез месторождения доломитов

и доломитизированных известняков

Химический состав доломитов (в %) СаО – 31,11-40,00; МqО – 11,95-22,45; нерастворимый остаток – 0,16-1,72; R₂О₃ – 0,1-1,72; п.п.п.–42,06-46,74.

Запасы карбонатных пород (в тыс. м³), используемых в качестве пильного камня: В– 1040, С₁– 647; для обжига на известь оолитовые доломиты эти же запасы составляют (в тыс. т) по категориям: В –2080; С₁ –1294; пелитоморфные доломиты (в тыс. м³): В –90; С₁ –9652 - на щебень.

Тип 4. Пластообразные залежи мраморов и мраморизованных известняков (относятся к полиминеральносырьевым). Они разрабатываются как месторождения облицовочного и пильного камня. В качестве общераспространенных полезных ископаемых используются отходы производства в виде мраморной крошки. (Пихтовское месторождение мраморизованных известняков в Александровском районе Пермского края).

В качестве продуктивной толщи месторождения выделяются два стратиграфических подразделения: турнейский ярус нижнего карбона и фаменский ярус верхнего девона.

Турнейский ярус представлен биогенными массивными, реже слоистыми тонкозернистыми, темно-серыми до черных известняками. Мощность до 9,5 м. Ниже по разрезу залегает фаменский ярус, который развит на площади всего месторождения и имеет значительную мощность не менее 100м, сложен тонкозернистыми, массивными и плотными известняками. На месторождении разведано 3096,5м³ известняков, пригодных для производства облицовочного камня.

Рис.1.5. Типовой геологический разрез месторождения мраморизированных известняков

Бисерское месторождение мраморизированных известняков и доломитов имеет пластообразную форму залегания, запасы по категориям А+В+С₁–4021 тыс. м³. Химический состав (%): мраморизованных известняков CaO - 50,41, MgO - 2,12, SiO2 - 3,12, Al2 O3 – 0,52, Fe2 O3 – 0,25, п.п.п. –40,79; доломитов CaO - 30,12, MgO - 16,25, SiO2 - 6,16, Al2 O3 – 1,56, Fe2 O3 – 1,09, п.п.п. –41,62.

Тип 5. Пластовые залежи гипса и ангидрита. На территории края имеются большие запасы гипса и ангидрита. Общие запасы строительного гипса составляют порядка 90 млн. т. Гипс и ангидрит, пригодный для строительных целей, представлен в 36 проявлениях и месторождениях, сложенных сульфатными отложениями кунгурского яруса, развитыми в Добрянском, Кунгурском, Кишертском, Октябрьском и Ординском районах. Разнозернистый гипс разных сортов представлен белой и серой разновидностями с всевозможными переходными цветовыми оттенками. Залегание, как правило, близповерхностное, что предопределяет открытый способ отработки. Балансом учтено 8 месторождений с запасами 73325 тыс. т, из них гипс - 48639 тыс. т, ангидрит 24686 тыс. т.

Наиболее крупными предприятитиями по добыче этих полезных ископаемых являются ООО «Кнауф Гипс Кунгур» и ОАО «Ергач», разрабатывающие 5 месторождений. ООО «Урал Ресурс» разрабатывает «Богомоловское» месторождение (рис.1.6) гипса расположенного в Ординском районе. Запасы месторождения на 01.01.2010 г. по кат. С₁+ С₂ – 15500 тыс.т.

По качественным показателям полезная залежь месторождения относительно выдержана и представлена гипсом 2 сорта - 24,3%, 3 сорта - 62,5%, 4 сорта - 12,2% и некондиционными прослойками до 0,7 м в объеме 1,0%. Закарстованность месторождения составляет до 25%. Размеры месторождения в плане–1800х465 м. Запасы полезного ископаемого по сумме категории С₁+С₂ –14399,4 тыс. т. Химический состав по сортам гипсового и гипсоангидритового камня приведен в таблице.

Химический состав по сортам гипсового и гипсоангидритового камня

Богомоловского месторождения

Сорт	Содержание в гипсовом камне, %, не менее		Содержание в гипсоангидритовом камне, %, не менее
	Гипса CaSO4 x 2H2O	Кристаллиза- ционной воды	Гипса и ангидрита в пересчете на CaSO4 x 2H2O	Серного ангидрита SO3
1	2	3	4	5
1	95	19.88	95	44.18
2	90	18.83	90	41.85
3	80	16.74	80	37.20
4	70	14.64	-	-

Рис.1.6. Типовой геологический разрез месторождения гипса