Геолого-литологические особенности и условия формирования Джарылгачской группы месторождений строительных песков

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Геолого-литологические особенности и условия формирования Джарылгачской группы месторождений строительных песков

22.08.2020

В связи со значительным увеличением объемов промышленного, гражданского и курортного строительства в южных областях Украины проблема обеспечения их строительными песками и песчано-гравийными смесями о каждым годом становится все более острой. Так, в 1972 г. потребность Крымской области в строительных песках составляла 3,0 млн.м3, в 1976 г. - 4,5 млн.м3, а в будущей пятилетке около 7 млн.м3. Имеющаяся в настоящее время минерально-сырьевая база этих материалов на супе не обеспечивает строительные организации. Стремясь снизить затраты на добычу песков, ряд хозяйственных организаций по собственной инициативе, в течение ряда лет ведут добычу морских песков, В Крымской области пески на шельфе добывали Ялтинский, Евпаторийский к Керченский морские порты, трест "Крымморгидрострой" в Севастополе, в Херсонской области -Скадовский и Генический морские порты. Добыча морских песков имеет ряд экономических преимуществ по сравнены) о разработкой материковых карьеров. Она не требует значительных капиталовложений, так как для добычи используется технический флот, предназначенный для других целей. Перевозка производится наиболее дешевым видом транспорта - водный. Себестоимость тонны продукции может быть весьма низкой, если применяется мощные земснаряды. В то же время добыча морских песков требует преодоления ряда трудностей, разработка подводных карьеров должна вестись с учетом геологического строения месторождения, условий его формирования, чтобы не был нанесен ущерб строениям и экономически ценным землям, расположенным на побережье.

В течение 1976-1979 гг. на акватории Джарылгачского, северной и северо-восточной частях Каркинитского залива производственными партиями объединения "Крымморгеология" проводились поисковые на строительные пески работы с применением морского бурения я звуковое геолокации. Всего в районе исследовании было пробурено 307 скважин глубиной от 2,0-2,5 до 15,1 м. Результаты этих работ и легли в основу настоящей работы.

Джарылгачская группа месторождений строительных песков расположена в пределах южной части Джарылгачского залива, примыкающей с севера к о-ву Джарылгач и состоит из трех месторождении (Восточного, Центрального и Западного), разделенных косами Глубокая и мелкая.

Береговая линия Джарылгачского залива имеет прибрежно-морсков расчленение. Здесь в ходе послеледниковой трансгрессии Черного моря воды ингрессировали в устья речных долин и балок. В результате сформировался сложнорасчлененный берег, в пределах которого выдвинутые в море мысы чередуются с заливами и лагунами. Вся береговая линия испытывает влияние экзогенных факторов рельефообразования, основные из которых рассмотрим ниже. Район исследований является отмелым. Глубины не превышает 10-14 м, a средние равны 3-4 м, в западной части залива до 2-3 м.

В геологическом строении месторождении по данным бурения принимает участие плиоценовые и современные отложения. Средне-верхнеплиоценовые отложения широко развиты в северо-восточной части побережья Джарылгачского залива, обнажаются в береговых обрывах и вскрыты многочисленными скважинами на дне Джарылгачского залива. Представлены они красно-бурыми глинами, характер но, что в верхней части глины несколько видоизменены. Под воздействием морской воды глины в верхах разреза приобретает серый цвет с синеватым оттенком, ниже следует постепенный переход к красно-бурым глинам, через прослои пятнистых глин. Фаунистических остатков в керне скважин обнаружить не удалось.

Современные отложения в пределах месторождений и дна всего Джарылгачского залива, пользуется широким распространением и представлены морскими, лагунно-морскими илами, раку вечным к пламя, а также песками -и песчано-ракушечным и образованиями, имя же сложен о-в Джарылгач.

Анализируя историю развития бассейна, геоморфологическую обстановку и распределение фауны по разрезу, можно прийти к заключение, что весь комплекс осадков сравнительно молодой и относится к каламитскому и джеметинскому времени. В большинстве скважин расчленить эти осадки не представляется возможным и они датируется как каламитско-джаметинские. Весь этот комплекс осадков залегает со стратиграфическим несогласием на глинах плиоценового возраста (рис. 1).

Наламитско-джеметинские отложения представлены илами, алевритами, очень редко илистыми песками. Химический состав их характеризуется повышенным содержанием глинозема, кремнезема и кальция. Легкая фракция представлена обломками ракуши и хорою окатанными зернами кварца. В тяжелой фракции преобладает минералы группы гидроокислов железа и магнитные шарики.

Мощность каламятско-дженетинской толщи колеблется от 0,5 до 11,0 м. Джеметинские отложения в пределах Джарылгачского залива развиты повсеместно, формируя современный рельеф корскога дна, и представлены всеми литологическими разностями пород, среди которых четко выделяется четыре комплекса осадков; песчаные, песчано-ракушечные, алевриты и илы (рис. 2).

Песчаные отложения развиты широкой полосой (0,8-1,0 км) вдоль северного побережья о-ва Джарылгач на глубинах моря до 5,0 м. Пески cepые темно-серые, мелко-среднезернистые (медианный диаметр Md = 0,20+0,35), кварцевые и кварцево-детритовые. Песка кварцевые и кварцево-детритовые имеют приблизительно одинаковое распространение, причем в их распределении не замечено какой-либо закономерности. Пески хорошо отсортированы (коэффициент сортировки S0 = I,6-2,0), что характерно для районов спокойного осадконакопления. об этом свидетельствует также явное (до 70%) преобладание одной песчаной фракции - мелкозернистой (0,1-0,25 мм).
Геолого-литологические особенности и условия формирования Джарылгачской группы месторождений строительных песков

Гранулометрический состав характеризуется в среднем следующими величинами; содержание фракции более 1,0 мм - 5-15%, фракция менее 0,1 мм - до 3-5%. содержание пелитовой составляющей 0,5-1,01.

Химический состав песчаных отложения характеризуется преобладанием кремнезема (50-98%). Содержание кальция составляет в основной массе 5-20% и находится в прямой зависимости от наличия детрита и ракуши в песке. Содержание минералов тяжелой фракции обычно не превышает 5% веса пробы. Качественно тяжелая фракция представлена в основном минералами группа гидроокислов железа, дистеном, ставролитом, силлиманитом, турмалином к ильменитом. В незначительных количествах присутствует: пирит, марказит, эпидот, рутил, циркон, анатаз, гранат, амфибола, лимонит, монацит, андалузит, апатит, корунд, шпинель, топаз, пироксены. Легкая фракция представлена преимущественно обломками раковинного материала и кварцем.

Песчано-ракушечные отложения прослеживается в виде линейно-вытянутого, прерывающегося тела вдоль о-ва Джарылгач, а также в виде локальных разобщенных залежей на акватории Джарылгачского залива. к песчано-ракушечным отложениям относятся осадки, содержащие 30-70% раковин и ракушечного детрита. Минералого-петрографический состав характеризуется значительными колебаниями содержания кварцевых зерен и ракуши. В крупнозернистых фракциях (до более 0,5 им включительно) преобладает ракуша и ее обломки, где их содержание достигает 100%, в более мелких преобладает (до 99%) кварц.

Выход тяжелой фракции и качественный состав аналогичен описанному для песчаных отложений.

Зля всей Джарылгачской группы месторождении характерно увеличение содержания ракуши и ракушечного детрита к самым верхним частям разреза. В отдельных местах содержание ракуна в приповерхностном слое достигает 90-95%, однако мощность таких прослоев редко превышает 0,2-0,3 м. Илистые образования развиты в Дхарылгачском заливе повсеместно с глубин моря 5-7 м. Илы серые, темно серые, алевро-пелитовые, пластичные, с обилием (до 30-40%) детрита и целых ракушек. Легкая фракция состоит из обломков кварца и раковинного детрита, в редких пробах присутствует десятые доли процента обломков известняков, тяжелая фракция представлена преимущественно минералами группы гидроокислов железа. Изучение термограмм пелитовой составляющей показывает почти исключительно гидрослюдистый состав с присутствием карбонатов.

Химический состав характеризуется преобладанием глинозема и кремнезема. Алевриты в пределах Джарылгачского залива имеет крайне ограниченное распространение и прослеживается в виде линейно-вытянутых тел у пос. Красное и с южной стороны о-ва Джарылгач.

Алевриты серые и темно-серые, крупные, песчанистые. Содержание алевритовых частиц колеблется в пределах 60-80%, пелитовых 1,0-1,51, ракуши 5-13%, содержание песчаных частиц 20-25%. Минералого-петрографический и химический состав алевритов аналогичен составу песчаных отложений.

Дженетинские отложении пройдены буровыми скважинами на всю мощность, изменяющуюся от 0,5 до 11,0 м.

К полезному ископаемому среди выделенных осадков относятся пески, песка с ракушей (содержащие 10-30% ракуши и ракушечного детрита) и песчано-ракушечные отложения. Как уме отмечалось выше, они слагают три месторождения (Восточное, Центральное и западное). Полезное ископаемое залегает горизонтально с поверхности дна до глубин 5-7 м. Вскрышные породы отсутствует. Мощность полезного ископаемого до 11,0 м. Средняя мощность (м) по месторождениям 6,0 (Восточное), 1,9 (Центральное) и 6,4 (Западное). Прогнозные запасы ,строительных лесков в пределах Джарылгачской группы месторождений составляет 160 млн.м3.

Выявленные месторождения могут быть отнесены к первой группе крупных пластовых месторождений с выдержанным строением и мощностью полезной толщи.

Береговые процессы в заливе развивается как по абразионному, так и по аккумулятивному пути, причем в зависимости от контура береговой линии, от ее экспозиции относительно результирующего вектора ветроволнового режима, уклонов подводного склона и других факторов, эти пути развития выражены по-разному.

Северное побережье Джарылгачского и каркинитского заливав представляет собой слабо приподнятую сушу. По преобладанию тех или иных береговых процессов в пределах побережья выделяется ряд участков.

На участке между вершиной Джарылгачского залива и п-овом Горький Кут подводный склон до глубины 5,0 м является довольно отмелым с уклонами дна от 0,05 до 0,0013. Форма профиля выпуклая, выровненная поверхность дна у берега и довольно резкое увеличение углов наклона с глубины 3-5 м. Ветро-волновой режим в районе залива характеризуется двумя господствующими направлениями: южное (юго-западное), воздействующее на о-в Джарылгач с морской стороны и восточное (северо-восточное), вызывающее штормовые волнения на акватории залива и сгонно-нагонные изменения уровня моря.

О-в Джарылгач защищает залив от наиболее интенсивных штормов, приходящих с юга и имеющих наибольшую длину разгона. При волнении восточных румбов штормы имеют гораздо меньшую длину разгона, что приводит к ослаблению прибрежно-морских процессов в заливе, последние несколько активизируются при нагонах. Слабая активность береговых процессов вызвана чрезвычайной отмелостью подводного склона и распространением на них обширных зарослей морокой травы.

С мористой стороны о-ва Джарылгач наблюдаются проявления волновой абразии побережья, наиболее четко в районе восточной оконечности острова, у маяка. Бepeг здесь активно абрадируется, клиф со свежими прибойники нишами в различных стадиях развития, достигает высоты более 1 м. В то же время в западной части острова преобладает процессы аккумуляции, о чем свидетельствует занесение в течение одного года искусственной протоки, созданное Скадовским морским портом с целью улучшения водообмена залива с морем.

Северное побережье острова носит ярко выраженный аккумулятивный характер. Даже при небольшом (1-1,5 балла) волнении наблюдается выброс на пляж ракушечного материала, сопровождавший процесс нарастания берега. ОС интенсивности нарастания берега в северном направлении свидетельствует остатки причала в восточной части побережья (в 800 м западнее оконечности острова), расположенные в настоящее время в 50 м от уреза воды. Интенсивность аккумулятивных процессов убывает в западном направлении. В прибрежной зоне острова имеется вдоль береговые и поперечные потоки насосов, транспортирующая способность которых максимальна на Восточном месторождении в убывает в направлении к центральному. На западном месторождении, начиная с района косы Мелкой, имеет место застойные зоны. О застойных явлениях свидетельствует отсутствие заносиности старого карьера по добыче морских песков, Воронки и траншеи сохраняй острые углы наклона бортов и ту форму, которая была им придана при работе добычных средств уже в течение ряда лет.

Аккумулятивная форма Джарлыгач образовалась в джеметинское время я ее развитие продолжается и до сих пор. В ходе развития черноморской трансгрессии различными авторами выделяется несколько скачков к замедлений подъема уровня моря. Периодам замедления соответствуй разновозрастные генерации морских аккумулятивных форм, часто отгораживавших от моря лагунные акватории. О-в Джарылгач представляет собой современный бар, образование которого началось в период замедления подъема уровня моря, наступившего после последнего джеметинского скачка трансгрессии.

Поток наносов, питающий эту аккумулятивную форму, идет, по-видимому, с запада из районов массового развития аллювиальных выносов р. Днепра, чему в огромной мере способствует гидродинамический режим данной акватория, о чем было сказано выше.

Весьма вероятно, что при трансгрессивном подъеме уровня моря, часть материала каламитского бара, расположенного южнее на глубинах моря 10-15 и, была переотложена поперечный перемещением ближе к берегу и примяла участие в образовании нового аккумулятивного тела. Учитывая преобладайте в данном районе волновые движения южных и юго-западных румбов, можно предположить, что процесс этого перемещения продолжается и в наше время,

He исключена также возможность поступления песчаного материала с Бакальской банки, расположенной южнее. Возможно, Бакальская банка и о-в Джарылгач представляет собой единую динамически активную современную аккумулятивную форму. Поток песчаных наносов, питающий современную аккумулятивную форму о-ва Джарылгач и его подводного продолжении, на которой расположены описываемые месторождения, направлен, как уже отмечалось выше, с запада и ига и никакого отношения к прилегающему северному берегу Джарылгачского залива не имеет.

Литодинамическая связь между северный и южным берегом залива отсутствует, о чем свидетельствует наличие между ними довольно широкой (3-4 км) другой литодинамической зоны (спокойного осадконакопления, ограниченного волнового воздействия), где отлагаются илистые осадки, в связи с этим разработка месторождения в пределах упомянутого аккумулятивного тела не повлечет за собой увеличения скоростей размыва клифов или исчезновения песчаных пляжей на северном побережье Джарылгачского залива. Более того, подобная разработка может внести некоторое оживление в гидродинамическую обстановку Джарылгачского залива, задержав его обмеление и заиливание, к которому приводит перераспределение песчаного материала, поступающего с юга вдоль северной части острова.

У восточной оконечности о-ва Джарылгач существуют ионные придонные течения со скоростью до 0,5-0,7 м/с, которые транспортируют материал внутрь залива, где под воздействием наиболее интенсивных восточных и северо-восточных штормовых течений материал вовлекается в местный поток наносов, направленный с востока на запад вдоль побережья о-ва Джарылгач. По мере продвижения внутрь залива скорость потока уменьшается и материал осаждается на дно, формируя обширную до 2-4 км шириной подводную отмель. Об этом свидетельствует конфигурация кос острова, вытянутых в западном направлении, а также данные гранулометрических анализов. По мере продвижения к вершине залива крупность песчаного материала уменьшается, увеличивается количество пылеватых, глинистых и илистых частиц. Учитывая, что Восточное и Центральное месторождения расположены на пути движения потока насосов, можно ожидать определенную генерацию залежи вследствие перехвата карьером части песчаного материала.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: