ОСАДОЧНЫЕ ПОРОДЫ

 

Болотные подугольные глины

 

 

Ежегодно добывается громадное количество глин, отложившихся в древних болотах, главным образом на месторождениях подугольных глин пенсильванского возраста в центральной и восточной частях США. Глины же современных болот имеют незначительное практическое значение. Подугольные глины названы так потому, что они обычно залегают непосредственно под угольными пластами. Пласты этих глин являются составными частями типичных циклов пенсильванских отложений, которые рассматриваются в общих работах по седиментологии и стратиграфии.

 

Подугольные глины, имеющие практическое значение, встречаются главным образом в нижней части толщи пенсильванских отложений — в сериях Потсвилл и Аллегейни,

 

Мощность некоторых пластов глин превышает 12—15 футов, а у большей части разрабатываемых пластов составляет в среднем 3—10 футов. Отдельные пласты по простиранию значительно изменяются в мощности или фациально сменяются известковистыми глинами и даже мергелистыми известняками. Подугольные глины вниз по разрезу обычно постепенно сменяются песчаниками — базальным горизонтом циклотемы. Некоторые пласты глин разрабатываются отдельно, в то время как другие параллельно с перекрывающим пластом угля. Мощность вскрыши определяет целесообразность применения открытой или подземной разработки.

 

Подугольные глины представлены пластичными, полупластичными, полусухарными и сухарными разновидностями. Пластичные. глины мягкие и влажные, в обнажении они разрушаются и образуют пологие формы в рельефе склонов. Сухарные глины более плотные и не выделяются в виде грядок или ступенек на склонах, в связи с тем, что они встречаются в более мягких пластичных глинах в виде линз и включений, увлекаемых в оползни мягким материалом. Подугольные глины обычно описываются как «массивные» или «бесструктурные», и хотя эти термины недостаточно верно отражают истинное строение глин, они все же указывают на отсутствие плитчато- сти. Как пластичные, так и сухарные глины имеют землистый или глыбовый излом; у плотных сухарных глин появляется раковистый излом. В пластичных глинах обычно встречаются зеркала скольжения, покрытые тонкой пленкой органического вещества. Зеркала скольжения, возможно, образовались в результате дифференциальных подвижек в глинах после выщелачивания включенного в глины органического вещества.

Подугольные глины сложены преимущественно каолинитом, иллитом и смешанно-слойным глинистым минералом — иллит-монтмориллонитом (Schultz, 1958). Многие подугольные глины обладают хорошей огнеупорностью и являются первосортным огнеупорным сырьем. Однако это вовсе не означает, что термины «подугольная глина» и «огнеупорная глина» — синонимы, так как многие огнеупорные глины не являются подугольными, а многие подугольные глины не обязательно будут огнеупорными. Действительно, подугольные глины большей частью используются для производства строительных глиняных материалов, особенно кирпичей и черепицы. В меньшей мере эти глины применяются в качестве цементного сырья.

 

Неглинистые вещества в подугольных глинах представлены преимущественно кварцем и слюдой. Кроме того, встречается диаспор, которого довольно много на месторождениях в штатах Пенсильвания и Миссури. Примесь диаспора значительно повышает огнеупорность глин.

 

Происхождение подугольных глин не совсем ясно. В 1941 г. Гривс-Уокер (Greaves-Walker, 1939, стр.14—24) привел 11 гипотез происхождения подугольных глин, различающихся в некоторых деталях между собой. Многие исследователи, начиная с Уортена в 1866 г., были уверены в том, что подугольные. глины представляют собой по4вы, на которых произрастали углеобразующие растения и в большей или меньшей степени преобразованные в процессе развития этой растительности, а также частичного разложения растительных остатков. Однако некоторые полевые данные свидетельствуют о том, что эта гипотеза неприемлема.

 

В подугольных глинах отсутствует зональность, наблюдающаяся у современных почв. Кроме того, очень часто под тонкими пластами угля (а не под мощными) залегают более мощные толщи глин и даже лучшего качества, а сухарные разновидности глин с большим содержанием глинозема могут залегать ниже пластичных глин, которые, несомненно, менее изменены, чем сухарные глины.

 

Возможно, что подугольные глины отложились, по существу, в том же виде, в каком они встречаются сейчас, и что они подверглись лишь небольшим изменениям после отложения. Гривс-Уокер (Greaves-Walker, 1939) предположил, что глинистый материал был привнесен в виде «почвенных коллоидов» очень медленными потоками, дренировавшими сильно выветрелые породы. Материал крупнее коллоидных размеров отфильтровывался широкой каймой болотной растительности, через которую медленно просачивались потоки. Глинистые коллоидные вещества подвергались некоторой переработке во время транспортировки и после отложения, так как речные и болотные воды содержали углекислый газ и органические кислоты. Постепенно болота зарастали с краев и образовывался слой торфяника, позднее уплотнившийся в пласты каменных углей, которые залегают поверх пластов глин.

 

Мак-Миллан (McMillan, 1956, стр. 236—243) предложил несколько иную гипотезу происхождения подугольных глин Нодавей (пенсильванская система) в штате Канзас, а именно что эти глины являются ископаемым или захороненным «глеем». Глей — это клейкая, пластичная коллоидальная глина, встречающаяся под торфяниками в современных трясинах, озерах и пресноводных болотах. Так как глей встречается только под торфяниками независимо от того, образовался ли торфяник на месте или был привнесен извне, разложение растительного покрова должно обязательно влиять на образование глин. Мак-Миллан предполагает, что подугольные глины образовались аналогично современным глеям. Он считает, что после накопления торфяника органические вещества диффундировали вниз в первоначальные илистые осадки или даже в глинистые сланцы и в анаэробных условиях в насыщенной водой среде превратили их в глины. (Если бы гипотеза Мак- Миллана была применима ко всем подугольным глинам, то эти глины следовало бы исключить из группы «переотложенных глин» и включить их в группу «глин, образовавшихся при изменении пород» наряду с бентонитами.) Мак-Миллан ссылается на работу недедкого геолога Мора, который обнаружил, что если торфяная почва в тропиках почти постоянно находится под водой, то гуминовые кислоты вызывают «подводное выветривание» пород, которое приводит к образованию бледно-серых или голубовато-серых почв, сложенных почти нацело каолинитом и кремнекислотой.

 

Каждую из предложенных гипотез происхождения под- угольных глин можно опровергнуть с помощью тех или иных фактов. Поскольку исследователь, несомненно, отдает себе в этом полный отчет, в таких случаях нельзя отделаться однозначным объяснением того или иного факта, а следует приводить несколько, по меньшей мере более одной, гипотез. Все эти рассуждения, однако, не дают исчерпывающего ответа на главный вопрос о генезисе подугольных глин, который все еще остается неясным.

 

 

 

 Смотрите также:

 

ГЛИНЫ. Происхождение глин

Происхождением своим глины, вероятно, обязаны водоемам озерно-болотного типа, возникшим в условиях под- пруженных рек».

 

Огнеупорные глины и каолины

Огнеупорные глины и каолины. Области использования глин весьма разнообразны.
1. Пластообразные тела огнеупорных глин среди отложений озерной и болотной фаций.

 

Естественные основания. Строительные конструкции. Влажность...

При промерзании глина пучится, так как поры ее в большинстве случаев заполнены водой.
Грунты с органическими примесями (растительный грунт, ил, торф, болотный грунт)...