В нижней части иллюстрации представлены два различных режима разведки песчано-гравийной смеси, которые обозначены прямоугольниками. Первый режим является идеализированным, в то время как второй режим отражает практическое использование месторождений, которые могут быть несимметричными и принимать разные формы в зависимости от окружающих условий.
Все о песчанике
Одним из наиболее известных минералов, получивших широкое распространение, является песчаник, также известный как дикий камень. Несмотря на то, что он имеет общее название, его внешний вид может значительно варьироваться, что связано с его разнообразными водными и геологическими формированиями. Песчаник применяется в самых разных областях, начиная от строительства и заканчивая художественной доработкой. В ответ на потребности людей человечество стало производить искусственные аналоги этого камня, что стало возможным благодаря относительно простым технологиям его синтеза.
Что это такое?
Слово «песчаник» уже само по себе указывает на происхождение этой породы — она образована в результате естественного процесса уплотнения песка. Однако, следует отметить, что просто наличие песка не достаточно для формирования такой породы; в природе песок обычно не встречается в абсолютно чистом виде, и его исходная структура не позволяет создать монолит без дополнительных добавок. Соответственно, для образования зернистой осадочной породы, которая и называется песчаником, необходимы цементовые компоненты, которые помогают закрепить песчинки друг с другом.
Также важно упомянуть, что термин «песок» ничего не говорит о его химическом составе, он лишь указывает на размер частиц — это нечто мелкое и сыпучее. Основные минералы, из которых формируется песчаник, могут включать слюду, кварц, полевой шпат или глауконитовый песок. Разнообразие же цементирующих компонентов лишь расширяет спектр характеристик песчаника, среди которых можно отметить глинозем, опал, каолин, шлак, кальцит, халцедон, карбонат, доломит, гипс и многие другие, что в свою очередь влияет на его физические и химические свойства.
Таким образом, рах}\й, минерал может обладать различными свойствами в зависимости от его точного химического состава, что позволяет человеку эффективно использовать его для разнообразных целей, включая строительство, в декоративных целях и для создания искусственных материалов.
Происхождение
Процесс формирования песчаника связан с давлением, которое воздействует на участок Земли, когда он lange время находился под водой, на дне моря. В течение миллионов лет различные отложения образуют толщи песка, которые, под воздействием значительного давления, становятся спрессованными. Ученые утверждают, что по наличию песчаника можно судить о колебаниях уровня моря в различные исторические периоды. Например, предположительно, сейчас известные высокие горы Дагестана когда-то были погружены под толщу воды, что возможно подтвердить анализируя осадки песчаника; однако на данный момент они возвышаются на большие высоты. Дикий камень обычно накапливается слоями, и их толщина может варьироваться в зависимости от количества доступного песка и времени, которое это давление действовало.
На самом деле, сформировать песчаник можно, всего лишь имея спрессованный песок — представляющий собой мелкие частицы более грубой породы, подвергшейся многовековому воздействию воды. Ученые предполагают, что именно этот процесс, а не само сжатие песчинок, является наиболее трудоемкой частью формирования диких пород. Когда отдельные частицы песка оседают на тихих участках морского дна, не подверженных течениям, для образования стабильного песчаника требуется «всего» несколько сотен лет.
Известно, что песчаник использовался в строительстве с древних времен. Одной из самых знаменитых архитектурных достопримечательностей, построенной из материала, является всемирно известный Сфинкс, однако множество других строений в античных городах также возведены с применением этого камня, как например, известный Версальский дворец. Расширенное использование песчаника в качестве популярных строительных материалов стало возможным благодаря геологическим изменениям на планете — карта океанов и континентов претерпела множество изменений, и сегодня многие регионы, которые принято считать частью континента, на самом деле в прошлом представляли собой морские глубины, более привычные для воды. Главные центры добычи песчаника расположены в Кемеровской и Московской областях, Поволжье и на Урале.
Добыча песчаника осуществляется двумя основными методами, каждый из которых подходит для определённого типа минерала и их характеристик. Например, более твердые сорта, такие как кварц и кремнезем, зачастую подвергаются дробеструйной обработке с использованием тяжелых грузов, а полученная порода затем разрезается на более мелкие плиты. Со своей стороны, если порода состоит из более мягких компонент, таких как известняк или глина, то добычу производят с помощью экскаваторов, что дает возможность сохранить частицы и их структуру.
После извлечения, сырьё необходимо очищать от примесей, шлифовать и полировать, в некоторых случаях возможно его окрашивание для достижения заданного эстетического эффекта.
Описание камня песчаник
Данный минерал сформировался из мелких частиц, таких как кварц, полевой шпат, слюда и глауконит, которые были скреплены временем с глиной и известняком. По своему состоянию в природе, песчаник может встречаться как в чистом виде, так и с наличием разных примесей, например, ильменита, магнетита, граната, рутиля, циркона и турмалина.
В песчанике ключевым компонентом может быть цементирующее вещество различных типов, что подчеркивает его разнообразие:
Благодаря своим естественным и прочным характеристикам песчаник зачастую называют «золотым сечением», так как его прочность становится почти сопоставимой с гранитом. При этом известняк способен впитывать влагу и сильно не устойчив к низким температурами. Песчаник, напротив, устойчив к частым циклам замораживания и оттаивания.
Эта порода имеет высокую плотность и богата веществами, такими как кремнезем и соединения слюды. Кроме того, камень демонстрирует высокую огнестойкость: температура его обжига достигает 1700 градусов Цельсия. Кварц, в свою очередь, имеет самую высокую температуру горения. Силикатные камни являются наиболее крепкими, в то время как доломитовый и известковый песчаник имеют меньшую устойчивость.
Читайте также: Использование мусковита в промышленности
Цветовая гамма минералов варьируется. Наиболее распространенными являются зеленоватые оттенки. Красные минералы, как правило, имеют в своем составе соединения железа. Также существуют породы коричневого и черного оттенков. Если в песчанике имеются фосфатные соединения в качестве цементирующих компонентов, его цвет может измениться до желтовато-коричневого. Чистый белый песчаник не содержит примесей и состоит только из кварца или известняка. Однако наиболее ценными считаются экземпляры с однородным цветом, которые могут быть использованы в декоративных целях.
Виды минерала
Песчаник представляет собой горную породу, сформированную в результате цементации песка. Этот песок уже давно раньше был пропитан металлами, которые растворялись в воде и стали частью геологического цикла. Обычно порода откладывается слоями или пластами, образуя в результате взаимодействия с глубинными водами через трещины или поры в самой структуре песчаника.
Цементация песчаников путем известковой составляющей характерна для морских образований; на мелководье океанов формируются ледниковые породы; на континентах минералы возникают за счет железистой цементации ; в лагунах и внутренних водоемах осуществляются процессы гипсовой цементации, создающей песчаник.
При выветривании вулканических пород формируются серые поклады. В зависимости от отдельного минерального состава горные породы могут быть распределены по следующим типам:
- Мономинеральные. К ним относятся кварцевые песчаники, состоящие исключительно из кварца, полевого шпата либо глауконита;
- Полигомиктовые. Состав этих пород включает слюду и кварц.
Существует также большая группа полимиктовых песчаников, которые могут содержать широкий спектр соединений кварца:
Читайте также: Разновидности гипса и физические свойства камня
Месторождения полезного ископаемого
Песчаник формировался в течение тысяч лет. Основные месторождения этой породы можно найти в древних морях и океанах. Его образование происходит в результате разрушения исходных пород и цементирования обломков с течением времени. Вода и ветер способствовали перемещению этих обломков скал.
В природе окаменелости формируются из частиц кварца, кальцита, халцедона и опала, которые прочно скреплены глиной. Округлость зерен и наличие множества различных соединений, не характерных для данного региона, указывают на процесс движения породы.
В России месторождения песчаника располагаются в Московской области, Поволжье, Западной Сибири, Дагестане и Дальнем Востоке. Эту породу также добывают в Украине, Болгарии и Казахстане.
Свойства песчаников
Эта порода отличается высокой плотностью и способностью к впитыванию воды. Силикатные и карбонатные песчаники демонстрируют более высокие механические показатели, тогда как глинистые породы имеют более низкие значения.
Кварцевый песчаник способен выдерживать температуру звучания до 1700 °C. Кроме того, он обладает характерной высокой пористостью. Измельчаемость песчаника считается умеренной. Цвет этого минерала может варьироваться от светло-коричневых или желтовато-коричневых до красноватых и даже более темных оттенков.
Внешний вид песчаников меняется в зависимости от месторождения и формирования этих пород. Обычно они находятся в слоях внутри осадочного чехла, что делают их доступными для исследований и добычи.
Песчаник также служит отличным естественным поглотителем различных минералов и ресурсов. Благодаря своей пористой структуре пласты песчаника могут удерживать нефть, газ, воду и другие природные ресурсы.
Применение песчаника
Данный минерал активно используется в строительной индустрии. Песчаник создает не только прочные стены, но и служит отделочным материалом для фасадов зданий.
Из него производят щебень и бутовый камень, которые находят применение в различных строительных проектах и ландшафтном дизайне.
Песчаник с высоким содержанием кварца используется для создания огнеупорных изделий, что позволяет применять его в таких отраслях, как металлургия, где он необходим при выплавке меди и никеля.
Среди различных видов песчаника можно выделить несколько, которые обладают уникальными свойствами и нашли применение в строительстве. Он также используется в декоративных целях, как в изысканных архитектурных решениях, так и в прикладных науках.
Ракушечный песчаник содержит обломки раковин, которые соединены вместе, создавая уникальную текстуру. Оолитовый и ископаемый песчаник характеризуются воздушной структурой, состоящей из сфер различного размера, что делает их прекрасно подходящими для использования в определенных проектах.
