ОСАДОЧНЫЕ ПОРОДЫ

 

Месторождения известняков и доломитов

 

 

После второй мировой войны добыча известняков и доломитов устойчиво возрастала. В 1957 г. суммарное их производство превысило 380 млн. коротких тонн . Известь выпускалась в 33, цемент — в 37, а щебень известняка и доломита — в 46 штатах. В связи с такими масштабами производства совершенно ясно, что разрабатываются многочисленные геологические формации. Практически все эксплуатирующиеся карбонатные отложения имеют морское происхождение, хотя в деталях они различаются по способам накопления и масштабам постседиментационных изменений. Они также отличаются по возрасту, составу и структурным позициям. Ниже карбонатные породы рассматриваются раздельно как цементное сырье, в качестве высококальциевых известняков, штучного камня и как доломитовое сырье.

 

Известняки формации Джэксонберг

 

Большое промышленное значение в северо-восточных штатах имеют известняки формации Джэксонберг (средний ордовик), развитые в восточной Пенсильвании (Miller, 1933). Эти породы представляют собой глинистые слабомагнезиальные известняки, по составу почти идеальные в качестве цементного сырья. Они доступны для эксплуатации в больших количествах, имеют незначительную мощность вскрыши, расположены вблизи месторождений каменного угля, используемого в качестве топлива при их переработке, и находятся от крупных рынков сбыта в пределах экономически выгодных расстояний. С использования именно этих известняков, начавшегося в 1875 г., ведет свое существование промышленность по производству портланд-цемента. Джэксонбергские известняки обнажаются в пределах узкого пояса длиной около 50 миль, который с перерывами протягивается от реки Скул- килл в северо-западном направлении до пункта, расположенного в нескольких милях за рекой Делавэр в Нью-Джерси. Цементные заводы концентрируются в долине реки Лихай севернее Аллентауна и восточнее за Назаретом, в округах Лихай и Нортгэмптон. Джэксонбергские известняки входят в группу формаций, подстилающих Великие Равнины. Они подстилаются доломитами формации Бикментаун (Киттатин- нинг), которые выходят на поверхность южнее. В районе развития добычи цементного сырья эти две формации почти согласны, хотя северо-восточнее, в пределах Нью-Джерси, между ними наблюдается резкое несогласие. Джэксонбергские известняки перекрываются формацией Мартинсберг, которая развита непосредственно севернее, в пределах известного пояса аспидных сланцев в районе Бангор — Пен-Аргайл и других районах (стр. 108).

 

Формация Джэксонберг представлена двумя хорошо различимыми фациями. Нижняя ее часть, получившая название цементные известняки, представлена серыми массивными кристаллическими известняками, в которых содержание карбоната кальция составляет от 80 до 95%. Верхняя часть формации, которая преимущественно разрабатывается, называется толщей цементных пород. Эта фация представлена темно-серыми до черных тонкозернистыми глинистыми известняками со средним содержанием карбоната кальция 66—70%. Обе фации довольно постепенно переходят друг в друга.

 

Формация Джэксонберг, так же как перекрывающая формация Мартинсберг и подстилающая Бикментаун, претерпела интенсивную складчатость. Вследствие массивного характера бикментаунских доломитов и цементных известняков Джэксонберг складки в этих породах имеют крутое падение крыльев и достигают в поперечнике от нескольких футов до нескольких сот футов. В отличие от них толща цементных пород была настолько некомпетентной, что в ней возникли мельчайшая складчатость и тектонические разрывные нарушения, которые местами обусловили значительное увеличение мощности слоев и возникновение аспидного кливажа. В связи с такой нарушенностью цементные породы разламываются частично по поверхности напластования, а частично по плоскости кливажа и образуют неправильные зазубренные обломки. В этих породах часто встречаются кварцевые и каль- цитовые жилы.

 

В участке пересечения джэксонбергских известняков рекой Лихай падение пород невелико и выходы продуктивного горизонта имеют ширину более 2 миль, однако в участках с более крутым падением ширина выходов редко достигает более полумили. Появление изолированных от продуктивной полосы участков развития формации Джэксонберг частично обусловлено складчатостью и последующей эрозией, а частично выпадением этой формации из разреза, что вызывало непосредственное налегание глинистых сланцев Мартинсберг на доломиты Бикментаун. Сложная структура района не позволяет точно определить мощность формации Джэксонберг; видимо, ее максимальное значение достигает 600 футов.

 

Колебания состава цементных пород иллюстрируются тремя анализами. Состав этих пород меняется как от пласта к пласту, так и в пределах одного пласта, обнажающегося в одном карьере. В некоторых ^карьерах цементные породы содержат полезные компоненты в соотношениях, точно отвечающих требованиям для производства цемента, но в большинстве случаев разные уступы и борта карьеров содержат сырье различного состава, и для получения нужного соотношения компонентов приходится смешивать породы разного качества. Породы с чрезмерно низким содержанием карбоната кальция приходится облагораживать или, как говорят, «подслащивать». Добавляемый высококальциевый известняк ввозится из других районов, например известняк формации

 

Анвилл (ордовик), который разрабатывается примерно в 60 милях к юго-западу в направлении регионального простирания пород (Gray, 1952). Но одна из действующих здесь компаний установила, что если количество привозного известняка, вводимого в цементную шихту, превышает 10%, то экономически целесообразнее добиваться увеличения карбоната кальция за счет местного цементного сырья посредством облагораживания его пенной флотацией и последующим введением этого концентрата в сырье, поступающее из карьера (Boucher, 1953). Анализ получаемого флотационного концентрата приведен в колонке 4  6.1. Однако в некоторых случаях поступающий из карьеров материал имеет настолько высокое содержание карбоната кальция, что его приходится корректировать введением глинистого материала.

 

Полевые наблюдения показывают, что формация Джэксонберг не имеет выдержанного характера, а отложилась местами на частично размытой и неровной поверхности доломитов Бикментаун. Джэксонбергские известняки были смяты в пологие складки и частично удалены эрозией, перед тем как регион был покрыт мартинсбергским морем. В этом морском бассейне отложились большие количества безызвестковых илов, плащеобразно перекрывавших эродированные поверхности формаций Джэксонберг и Бикментаун и даже толщу верхнего кембрия (Miller, 1937, стр. 1709). Неустойчивость земной коры нарастала к концу ордовика, когда этот район претерпел таконскую орогению. Интенсивные напряжения сжатия проявлялись в районе также в период акадской и позднепалеозойской фаз складчатости (стр. 1б9).

 

Известняки формации Колумбус

 

Огайо занимает первое место среди штатов, производящих известь и известковую щебенку, кроме того, здесь выпускается много цемента. Промышленное значение в качестве источников высококальциевого известнякового сырья здесь имеют четыре формации. Из них формации Брассфилд (нижний силур) и Колумбус (средний девон) развиты в центральной и западной части Огайо, в формации Максвилл (миссисипий, ярус Мерамек) и Ванпорт (пенсильваний, серия Аллегани) распространены в восточной и юго-восточной частях штата. Наиболее интенсивно из всех формаций эксплуатируются известняки Колумбус.

 

Основные выходы известняков формации Колумбус располагаются в пределах пояса протяженностью около 150 миль и шириной 20 миль, протягивающегося из центральной части штата Огайо в северном направлении к озеру Эри. Региональное падение толщи в восточном направлении около 30 футов на милю. Известняки Колумбус приурочены к восточному крылу сводового поднятия Финдли. В шарнире этой антиклинали известняки удалены эрозией и сохранились лишь в одном небольшом участке, а на противоположном крыле складки, в северо-западной части штата Огайо, они не появляются. В связи с этим можно полагать, что сводовое поднятие Финдли существовало во время отложения формации Колумбус и представляло собой западную границу бассейна ее отложения. Точно такие же соотношения установлены в северной части штата Онтарио, где известняки Колумбус ограничены с востока северным продолжением сводового поднятия Финдли.

 

В центральной части штата Огайо максимальная мощность формации Колумбус на выходах несколько превышает 100 футов. Формация несогласно залегает на девонских доломитах группы Детройт-Ривер или более древних породах и перекрывается известняками формации Делавэр, средняя мощность которых составляет около 46 футов. Известняки формации Делавэр простираются поперек сводового поднятия Финдли, как это наблюдается в северо-западной части штата Огайо и в Мичигане, где они носят название формации Данди (стр. 256). Дэлаверские известняки в Огайо перекрываются девонскими глинистыми сланцами формаций Олентанги и Огайо.

 

Примечательной особенностью литологического состава формации Колумбус является его однородность во всех без исключения выходах. Породы формации имеют светло-серый оттенок, тонко- и среднезернистое сложение, довольно толстослоисты и содержат большое количество окаменелостей. Самые верхние несколько дюймов формации насыщены зубами и обломками костей девонских рыб, и этот «костяной пласт», несмотря на незначительную мощность, удается установить во всех главных выходах. Наибольшее содержание кальцита в известняках наблюдается в верхней части формации, а по направлению к ее основанию постепенно возрастает доломит- ность пород. В средней части формации имеется зона, в которой присутствуют пласты кремней мощностью в несколько футов, значительное количество кремнистого материала имеется и в нижней половине формации.

 

Наиболее интенсивно эксплуатируется верхняя часть формации мощностью от 10 до 50 футов. В этих верхних пластах содержание карбоната кальция обычно достигает 90% (сумма карбонатов более 95%), а в некоторых слоях высококальциевого известняка содержание карбоната кальция достигает 95% и более.

 

В одном из карьеров в центральной части штата Огайо, в котором ежегодно добывается более 5 млн. г дробленого камня, продуктивные известняки Колумбус мощностью около 100 футов перекрываются известняками Делавэр мощностью в несколько футов и налегающими на них валунными глинами такой же мощности ( 6.1). Валунные глины, не представляющие никакого практического интереса, тщательно удаляются с поверхности делавэроких известняков. Эта неровная поверхность с выполненными глинистым материалом карстовыми карманами; на ней наблюдаются борозды и штрихи скольжения ледникового происхождения. Тонкоплитчатые де- лавэрские известняки содержат повышенное количество примеси глинистого материала, а иногда и кремней.; они дробятся для использования в качестве железнодорожного балласта и в других целях, в которых важную роль играют физические свойства сырья. В рассматриваемом карьере известняки Колумбус вынимаются лишь в пределах верхней части до глубины 42 фута. В этой части известняки не содержат кремнистого материала и представлены однородными пластами мощностью 1—6 футов. В них часто встречаются стилолитовые швы и в изобилии присутствуют окаменелости. Сырье относится к типу высококальциевого и используется главным образом в качестве флюса. После добычи сырье транспортируется железной дорогой на сталелитейные заводы в штаты Огайо, Пенсильвания и западную часть штата Виргиния. Кроме того, известняки применяются в качестве грубого фильтра сточных близ Акроиа, в северо-восточной части штата Огайо. Вследствие регионального падения толщи известняки залегают на глубине около 2200 футов от земной поверхности.

 

Здесь были пройдены две шахты, которые пересекли базальные горизонты пенсильванских отложений, осадки миссисипского возраста и верхнедевонскую толщу (Stauffer, 1944). После этого в штатах в верхних 50 футах формации Колумбус были развиты обширные эксплуатационные работы по камерно-столбовой системе. Производительность рудника составляет 300 т высококальциевого камня в час. На поверхности сырье поступает на завод для производства извести, которую соединяют с солью для получения кальцинированной и каустической соды, а также других щелочных продуктов.

 

Судя по составу и характеру фауны, отложения формации Колумбус представляют собой нормальные морские известняки, причем в нижней части формации они были несколько доломитизированы. Осадки формации накапливались в мелком море, протягивавшемся в Огайо из Аппалачского бассейна и достигавшего сводовых поднятий Цинциннати и Финдли. Формация Колумбус долгое время рассматривалась как развитый на западе аналог известняков формации Онондага, распространенной в штате Нью-Йорк, но работы, проведенные в Онтарио, показали, что Онондага залегает ниже отложений группы Детройт-Ривер, на которой залегают известняки Колумбус, и, таким образом, позволили прийти к выводу о значительно более молодом возрасте формации Колумбус. Стратиграфические взаимоотношения известняков Колумбус обобщены Стауффером (Stauffer, 1957).

 

Известняки формации Сейлем

 

Не менее 60% штучного известняка, производимого в США, получают при разработке формации Сейлем (миссиси- пий, ярус Мерамек), развитой в южной части центральной Индианы (Longhlin, 1929; Perry et al., 1954). Этот светлосерый камень используется широко по всей стране и привычен для глаза во внешнем облике торговых и промышленных сооружений, в том числе школьных и университетских зданий.

Название Сейлем этой формации было присвоено сотрудниками Геологических служб штатов Индиана и Иллинойс, однако в номенклатуре Геологической службы США они обозначаются к^к известняки Сперген. В торговой практике этот камень носит название индианского или бедфор&ского; последнее название он получил от города, расположенного в центре района его добычц,

 

Выходы сейлемских известняков располагаются по восточной, западной и южной границам Иллинойского бассейна, однако добыча известняка в качестве строительного камня производится лишь в пределах узкого пояса длиной в 40 миль, протягивающегося через округа Блумингтон и Бедфорд в Индиане. Региональное падение толщи западное в сторону от сводового поднятия Цинциннати с уклоном от 35 до 70 футов на милю. Хотя мощность сейлемских известняков и составляет только 20—90 футов, малые углы падения, а также рассечен- ность речной сетью обусловливают наличие многочисленных выходов в пределах весьма извилистой полосы шириной от 1 до 12 миль. Эта формация представляет собой часть широко распространенной толщи известняков, залегающей в средней части разреза отложений миссисипской системы, развитых в регионе.

 

Продуктивные известняки залегают на известняках формации Харродсберг мощностью около 75 футов и перекрываются известняками Сент-Луис, мощность которых колеблется от 90 до 300 футов. Все эти формации слагают низменную равнину южной Индианы, характеризующуюся хорошо развитым карстовым рельефом.

 

Знаменитый сейлемский строительный камень представляет собой калькаренит, т. е. обломочный известняк, сложенный зернами песчаных размеров. Цемент породы чисто каль- цитовый. Зерна представлены: 1) оолитами, в ядрах которых расположены мельчайшие обломки раковин; 2) фоссилизиро- ванными раковинами, в том числе целыми раковинами фора- минифер и обломками мшанок, лилий, кораллов; 3) незначительным количеством карбонатного обломочного материала неизвестного происхождения. Мелкие окаменелости и обломки фауны обволочены плотным кальцитовым материалом, что сообщает породе псевдоолитовый облик. Это очень характерный тип породы, который можно в первом приближении назвать микроракушечником или даже присвоить ему специальное название спергенит (Pettijohn, 1957, стр. 405—407).

 

Бедфордский камень представлен необычайно массивными пластами мощностью 30 футов и более, в которых главные поверхности напластования выражены плохо и наиболее заметная текстурная особенность — косая слоистость. Поверхности раздела и глинистые прослойки в нем отсутствуют, в связи с чем косая слоистость не нарушает однородности породы. Местами по поверхностям напластования присутствуют стило- литовые швы («петушиные лапы»; Crowfeet). Они выполнены черным глинисто-битуминозным веществом с неправильно распределенной вкрапленностью пирита и обычно настолько малы, что не ослабляют и не портят камень. Из числа суще* ственных особенностей камня, связанных с его осадочным происхождением, можно отметить лишь некоторые колебания в величине зернистости, что и следовало ожидать для аренито- вого осадка, отложившегося из текучих вод. При добыче довольно легко выделяются монолитные блоки 60 футов длиной, 10—12 футов высотой и 4 фута толщиной.

 

Ниже уровня грунтовых вод массивный камень имеет серую или голубовато-серую окраску, но в карьерах выше этого уровня окраска его бывает коричневатой и светло-серой. Общая пористость известняка колеблется от 8 до 20%, но водо- насыщение составляет лишь четверть или треть этой величины, так как многие поры плотно закрыты и вода не проникает в них. Крепость, прочность и долговечность камня вполне приемлемы при использовании во всех обычных целях. Физические свойства бедфордского камня рассмотрены Лохлином (Loughlin, 1929, стр. 166—178). Ценное свойство камня — его легкая обрабатываемость. В карьерах он мягок, легко добывается, и из него нетрудно получить блоки желательной формы. После высыхания и вылеживания камень становится несколько тверже.

 

Не следует думать, что сейлемская формация известняков целиком состоит из массивного спергенита. Верхние и нижние части формации обычно представлены тонко- и среднезерни- стыми слоистыми известняками, весьма мягкими, мелоподоб- ными и содержащими примесь глинистого и алевритового материала; местами здесь присутствуют известковистые алевролиты. Некоторые прослои сильно доломитизированы и содержат повышенную примесь органического вещества, испуская в связи с этим зловонный запах при ударе. Отдельные тонкие золы таких загрязненных известняков появляются и в продуктивной части формации в массивных известняках. Многие такие зоны имеют линзовидный характер, причем по мере увеличения мощности одной из них в другой может происходить уменьшение мощности. Такие обратно пропорциональные соотношения мощностей линз между красноватыми грубокри- сталлическими известняками и бурыми известковистыми и до- ломитистыми алевролитами описаны Перри и др. (Perry et а!., 1954, стр. 56).

 

Мощность первого из этих прослоев постепенно возрастает от 0 до 6,9 футов, тогда как мощность второго прослоя параллельно уменьшается от 6,5 футов до 0. Подобный тип линзовидности — характерная особенность формации в целом. Слоистые известняки, несмотря на примесь алевролитового материала и локальную доломитность, содержат типичную морскую фауну и отложились в нормальных мелководных условиях. Однако в массивном спергените в изобилии присутствуют крупные фораминиферы, а моллюски встречаются редко, и они представлены мелкими угнетенными формами. Значение этой карликовой «спергеновой фауны» неоднократно обсуждалось, но до сих пор не выяснено (Cloud, 1948, стр. 58—59). По мере накопления раковины перемещались в разных направлениях при волнении, переносились течениями и в конце концов отлагались. Во всех отношениях, за исключением состава, спергенит напоминает чистые хорошо отсортированные кварцевые песчаники. Представляется вероятным, что спергенитовые отложения сформировались в качестве баров» и отмелей у береговой линии и переходят постепенно в направлении открытого моря (в направлении регионального падения?) в нормальные слоистые известняки. После захоронения под другими осадками известковый песок был сцементирован кристаллическим кальцитом, отложившимся за счет привнесенного вещества.

 

По данным Лохлина (Loughlin, 1929, стр. 127), еще в 1929 г. были пройдены многие эксплуатационные скважины, но материалов почти не сохранилось. Изучению геологии месторождения уделялось мало внимания до тех пор, пока в 50-х годах геологами Геологической службы Индианы не были проведены детальные полевые и камеральные исследования (Perry et al., 1954; Smith, 1957). При этих исследованиях было установлено, что сейлемскую формацию можно подразделить на основании относительной распространенности тех или иных видов фауны на зоны. Определение условий отложения осадков в этих зонах способствует выяснению участков, благоприятных для получения штучного камня наилучшего качества, и оценке мощности продуктивной толщи. Геоморфологические исследования служат предпосылкой для оконтуривания участков низкокачественного, окрашенного в бурый цвет камня и повышенного развития карста.

 

Доломиты формации Расин

 

Из Ниагарской группы формаций (средний силур), которые обнажаются в северо-западной части штата Огайо, северной части штата Индиана и северо-восточной части штата Иллинойс, ежегодно добываются многие миллионы тонн доломитов. Близость этих пород к сталелитейным заводам Чикаго, Гэри, Детройта и Кливленда обеспечивает устойчивую потребность в очень чистом доломите, используемом в качестве огнеупорного и флюсового сырья. Большие количества доломита используются также в качестве сельскохозяйственной извести и во многих видах применения, основанных на физических свойствах этого камня.

 

К числу наиболее широко эксплуатирующихся формаций группы Ниагара относятся доломиты Расин (Lowenstam et al., 1956; Willman, 1943), которые разрабатываются открытым способом в обширной области, включающей Чикаго, Джолиет и Канкаки, Иллинойс. Эта формация мощностью 250—300 футов приурочена к верхней части Ниагарской серии. Она залегает на доломитах формации Уокешо, которые имеют мощность 30—60 футов, и перекрывается формацией Порт-Байрон мощностью около 60 футов, состоящей из очень чистых доломитов. Все эти формации обнажаются по реке Де-Плейн и другим водным артериям, а также в виде немногих изолированных низких холмов коренных пород в пределах площадей, в остальном прикрытых ледниковыми отложениями. Породы падают на восток с уклоном в несколько футов на милю.

 

Главнейшая особенность доломитовых отложений формации Расин в рассматриваемом районе — присутствие большого количества рифов ( 6.2). Величина ядер этих рифов колеблется по ширине и высоте от нескольких футов до образований диаметром в четверть мили, мощностью до 150 футов. В большинстве случаев рифы приурочены к верхней части формации, и на многих из них располагаются крупнейшие карьеры. Детальные стратиграфические исследования показали, что в рифовых отложениях можно выделить много мелких фаций, однако для общих описательных целей эти фации можно объединить в три группы: ядро рифа, крылья рифа и междурифовое пространство.

В большинстве случаев ядра рифов сложены массивным и бесструктурным доломитом, хотя иногда локально присутствуют волнистые прерывистые поверхности слоистости.

 

Породы, слагающие рифы, имеют средне- и грубозернистое сложение и серую, коричневатую или пятнистую окраску. Обычны каверны различных размеров, причем многие из них возникли за счет растворения раковин. Общая пористость может достигать 20%. В некоторых рифах в кавернах присутствует черный вязкий асфальт, представляющий собой, очевидно, остаточную фракцию после выделения из нефти летучих веществ. Для ядер рифов характерно присутствие обильной и разнообразной фауны, в том числе кораллов, лилий, брахио- под и трилобитов. В  6.2, колонка 1, приведен анализ очень чистого доломита из ядра рифов.

 

Массивные породы ядра рифа могут в горизонтальном направлении постепенно переходить в доломитовые отложения крыльев рифа с хорошо выраженной слоистостью; в других случаях слоистые доломиты примыкают к массивным породам ядра. В большинстве случаев отложения крыльев рифа представлены доломитами высокой чистоты, близкими по составу к развитым в ядре, но отличаются от последних своей стратифицированностью и слагают пласты мощностью от 1 дюйма до 1 фута, падающие в сторону от ядра. Падение доломитов на крыльях рифа достигает 45°, но в среднем близко к 30°. С уменьшением угла падения по мере удаления от рифа доломитовые отложения крыльев сливаются с горизонтально залегающей междурифовой толщей; при этом изменение состава породы весьма незначительно. Однако во многих случаях в краевых частях рифа доломиты высокой чистоты сменяются загрязненными примесью глинистого или алевритового материала, в которых содержание растворимого вещества составляет лишь 60—80% ( 6.2, колонка 2). Для междурифовых отложений характерны плотное сложение и хорошо выраженная слоистость, а также присутствие кремнистых конкреций и прослоев. Остатки фауны в этой фации менее обильны, чем в ядре и на крыльях рифа.

 

Рифы формации Расин в северном Иллинойсе росли в мелководном шельфе, оторачивающем Висконсинское нагорье. Их ядра представляли собой устойчивый по отношению к действию волн пористый жесткий каркас, сложенный скелетами рифообразующих организмов. Отложения крыльев рифа состоят из обломочного материала, выбитого волнами из зоны ядра и отложившегося на крутом склоне рифа совместно с остатками обитавших здесь организмов. Междурифовые пласты формировались в более глубокой спокойной воде, периодически обогащавшейся илистым материалом. Для более детального ознакомления с историей развития ниагарских рифов читатель отсылается к статье Лоуэнстэма (Lowenstam, 1957) и более ранним работам, упомянутым этим автором. Причины столь полной доломитизации ниагарской толщи до сих пор не ясны.

 

Другие месторождения известняков

 

К числу наиболее ценных высококальциевых известняков восточной части США относятся известняки формации Нью- Маркет (формации Мошейм в более ранних работах). Это плотные серые толстослоистые породы общей мощностью от 40 до 250 футов, состав которых близок к теоретическому составу карбоната кальция. По возрасту они относятся к началу среднего ордовика (ярус Чези). Нью-маркетские известняки разрабатываются химическими и другими компаниями в северной части долины Шенандоа в Виргинии (Edmundson, 1945). Известняки и вмещающие их толщи собраны в довольно резкие складки и разбиты сбросами; в карьерах для них характерно крутое падение.

 

Наиболее широко эксплуатирующиеся высококальциевые известняки в центральной Пенсильвании принадлежат несколько более молодой ордовикской толще — известнякам Валентайн (Кау, 1943; Swain, 1946). Известняки Валентайп представляют собой горизонт формации Кертин, относящейся к группе Блэк-Ривер. Местное название известняков — пласт Белфонт; они имеют серую окраску, по сложению меняются от толстослоистых до тонкоплитчатых и по составу очень чистые. Общая мощность известняков 90 футов, причем в верхних 70 футах разреза в среднем содержится 97—98% карбоната кальция. Падение крутое, местами вертикальное. Выходы известняков Валентайн на дневную поверхность расположены в пределах узкой полосы северо-восточного направления в округах Сентр и Клинтон. Вокруг Белфонта вален- тайнские известняки добываются при помощи открытых и подземных работ в качестве химического сырья для производства флюсов и других продуктов.

 

Третий тип промышленно важных известняков среднего ордовика в пределах Аппалачского складчатого пояса — ор- томрамор Холстон, развитый в районе Ноксвилл в восточном Теннесси (Gordon et al., 1924). По особенностям использования эти известняки совершенно отличаются от двух описанных выше. Они представляют собой толстослоистую кристаллическую породу, которую можно извлекать в виде крупных пластин и блоков. Они хорошо воспринимают полировку и известны в строительной промышленности под названием тен- нессийского мрамора. Общая мощность формации — около 400 футов, однако суммарная мощность пригодных для разработки пластов составляет лишь несколько более 75 футов. В связи с развитием складчатости, проявлением тектонических нарушений и эрозии холстонский ортомрамор обнажается на поверхности в виде длинных узких полос, местами расширяющихся в участках ундуляции главных складок. Падение пород от пологого до опрокинутого. Окраска камня изменяется в пределах гаммы, обладающей высокими декоративными качествами, — от светло-серого через розоватый, серый, розовый и красный до глубокого шоколадно-коричневого цвета. Участки, обладающие различными оттенками, обычно отделены выдержанными темно-серыми стилолитовыми швами. Порода состоит из раковин и обломков раковин, мшанок, кораллов, лилий, брахиопод и других организмов, которые можно видеть в шлифах и на полированных поверхностях. Иногда встречаются вытянутые скелеты головоногих длиной до 7 футов.

 

Косая слоистость свидетельствует об обломочном происхождении породы. Изменения в окраске от розового до красного цветов обусловлены периодически отлагавшимися очень незначительными количествами окисного железа. После отложения известняки были частично перекристаллизованы с образованием двойниковых зерен кальцита, которые включают и замещают обломки окаменелостей. Холстонский ортомрамор частично используется для внешней облицовки зданий, но главным образом применяется для покрытия полов внутренних помещений, стеновых панелей, подоконников и др.

 

В районе, окружающем Роджерс-Сити и Алпину, в северо-восточной части южной половины полуострова Мичиган, высококальциевый известняк добывается в больших количествах, чем в любом другом районе страны с развитой добычей известняка. Основная масса камня извлекается здесь из двух среднедевонских формаций—Данди и перекрывающих эту формацию известняков Роджерс-Сити. Эти формации различаются лишь по ископаемой фауне, но литологически очень сходны. Формация Данди, представляющая собой стратиграический эквивалент известняков Делавэр штата Огайо стр. 245), в районе Роджерс-Сити имеет мощность 140 футов, а мощность известняков Роджерс-Сити составляет около 70 футов. Эти формации сложены толстослоистыми кристаллическими серыми и коричневатыми известняками с обильной фауной, в главной массе содержащими 97—98% карбоната кальция. В основании формации Роджерс-Сити присутствует прослой доломита мощностью 8 футов (Ehlers, Radabaugh, 1938).

 

В районе существуют очень крупные запасы высококачественного камня, и поскольку месторождения расположены поблизости от побережья озера Гурон, имеется возможность транспортировки добытого сырья водой в крупные промышленные центры района Великих озер. В карьере Роджерс-Сити, одном из крупнейших в мире, ежечасная добыча составляет около 4000 т. Добыча, дробление, сортировка и погрузка камня на суда производятся с использованием высокопроизводительного оборудования. Из добытого сырья выпускается около 45 сортов полупродуктов, различающихся величиной частиц и химическим составом, которые направляются на сталелитейные, химические, известковые и цементные заводы. Водные перевозки осуществляются в период с апреля по декабрь, костальные месяцы производятся вскрышные работы и подготовка новых участков к эксплуатации.

 

Месторождения описаны достаточно хорошо, в связи с чем можно указать экономические и геологические условия, при которых известняки и доломиты приобретают промышленную ценность. Ссылки на соответствующие конкретные примеры можно было бы привести в огромном количестве. К числу таких хорошо описанных известняков, в частности, относятся: известняки формаций Окала (эоцен) и Тампа (миоцен) Флориды; известняки миссисипского возраста, разрабатываемые в качестве флюсового сырья в бирмингемском сталелитейном районе Алабамы (Abbott, 1938); известняки того же возраста, разрабатываемые в качестве цементного сырья и для получения дробленого камня в районе Сент-Луиса (Hinchey et al., 1947); меловые известняки внутренних частей Береговой равнины, эксплуатирующиеся для получения цементного сырья у Далласа и Форт-Уэрт; палеозойские меловые известняки региона Скалистых гор; палеозойские метаморфизованные известняки- многих горизонтов Калифорнии, широко использующиеся в промышленности и строительстве на западном побережье США (Bowen, 1957; Anonymous, 1959).

 

 

 

 Смотрите также:

 

Щебень. Щебнем называют материал, полученный в результате...

Для производства щебня используют гранит, диабаз и другие изверженные породы, а также плотные осадочные породы — известняк, доломит и измененные породы — кварцит.
месторождения можно производить так называемую селективную разработку карьера...

 

Каменные материалы из осадочных горных пород.

Месторождения известняков имеются во многих республиках СССР.
Наиболее богатое месторождение магнезита имеется на Урале. Доломит состоит в основном из минерала того же названия СаСОз* •MgCO3.

 

ДОЛОМИТ, доломиты - известковые, мергелистые, песчанистые...

В СССР крупные карьеры по добыче доломита имеются в Донбассе, на Урале, в Подмосковье, Сибири и др. районах.
Применяют доломит для тех же целей, что и известняки, а также для производства ...

 

Каменные материалы из метаморфических пород.

Месторождения глинистых сланцев имеются на Урале, Украине, Кавказе (в Грузинской ССР) и в других районах.
На 10 схематически показана микроструктура мрамора. Мраморы образовались из известняков (реже из доломитов) под влиянием высокой температуры и под...