Мергель — горная порода¶
Мергель — мягкая карбонатная горная порода, состоящая преимущественно из карбоната кальция (CaCO₃) с примесью глинистых частиц (обычно 10–50 %). Относится к осадочным породам химического и органогенного происхождения. По сути является промежуточным звеном между известняком и глиной: если содержание карбоната кальция превышает 50 %, порода считается мергелем, если опускается ниже — переходной к глине. Название происходит от нем. Mergel, восходящего к лат. margila («глина»).
¶Состав и свойства
Основной компонент мергеля — кальцит (карбонат кальция), второстепенный — глинистые минералы (каолинит, иллит, монтмориллонит). Дополнительно могут присутствовать кварцевые зёрна, опал, органическое вещество, оксиды и гидрооксиды железа и марганца. По минеральному составу различают:
- карбонатные мергели — с преобладанием кальцита (содержание CaCO₃ 50–75 %);
- глинистые мергели — с повышенной долей глинистых минералов (CaCO₃ 30–50 %, формально переходные к глинам);
- кремнистые мергели — с примесью опала и халцедона;
- железистые и марганцевистые мергели — с включениями железных и марганцевых соединений, часто окрашенных в бурый, красноватый или зеленоватый цвет.
Цвет породы обычно серый, серо-зелёный, желтоватый или бурый. Твёрдость по шкале Мооса — 1–3, что позволяет царапать породу ногтем или медной монетой. Плотность 1800–2500 кг/м³. Пористость невысокая, но структура мергеля мелкозернистая, иногда землистая. При обжиге при 900–1000 °C карбонат кальция разлагается с образованием извести (CaO), что определяет важнейшее технологическое свойство породы.
¶Образование и распространение
Мергель образуется в морских и озёрных бассейнах преимущественно в зоне шельфа, в условиях повышенной биологической продуктивности. Основная масса карбонатного вещества — биогенного происхождения: это обломки раковин моллюсков, фораминифер, водорослей, а также цианобактериальный «ил». Глинистая составляющая поступает с материковым стоком или вулканическим пеплом. Смешение биогенного карбоната и глины в различных пропорциях формирует весь спектр переходов от чистого известняка к глине.
В России мергели широко распространены в Восточно-Европейской платформе, особенно в центральных и северо-западных районах (Московская, Костромская, Вологодская, Ленинградская области). Крупные месторождения известны в Прибалтике, Скандинавии, Германии, Франции, США. Многие месторождения связаны с отложениями мелового и палеогенового возраста; в России мергели часто встречаются в верхнемеловых и палеогеновых толщах, а также в юрских образованиях.
¶Добыча и промышленное использование
Мергель добывают преимущественно открытым (карьерным) способом, поскольку залегает относительно близко к поверхности и обладает низкой твёрдостью. Основные направления применения:
- Производство цемента. Наиболее массовое применение: мергель служит сырьём для получения портландцемента, так как содержит и карбонат кальция, и глинистую составляющую — оба компонента, необходимых для обжига клинкера. В ряде цементных заводов России (например, в Костромской, Вологодской, Ленинградской областях) мергель является основным сырьём.
- Производство извести и доломитовой муки. После обжига мергель даёт жирную известь, используемую в строительстве, сельском хозяйстве (нейтрализация кислых почв) и химической промышленности.
- Сельское хозяйство. Известкование кислых почв — важнейшая агротехническая мера, для которой применяют тонко измельчённый мергель (мергелевую муку). Повышение pH почвы улучшает доступность питательных веществ и структуру почвы.
- Строительные материалы. Мергель используется для производства мергелевых кирпичей, а также как добавка в известковые растворы. В ряде регионов исторически применялся как местный строительный камень.
- Пищевая и медицинская промышленность. Некоторые разновидности высокочистого мергеля (с низким содержанием глины и примесей) могут служить сырьём для получения пищевого карбоната кальция — наполнителя и антислёживающего агента.
- Геотехника и экология. Мергелевая мука применяется для нейтрализации кислых шламов, кислотных стоков, а также при рекультивации нарушенных земель.
¶Месторождения России
Крупнейшие разрабатываемые месторождения мергеля в России сосредоточены в центральных областях. Известны Лихославльское (Тверская область), Судиславльское (Костромская область), Сямженское (Вологодская область) и ряд других. Многие из них разрабатываются десятилетиями и снабжают региональные цементные заводы. Геологические запасы мергеля в России исчисляются миллиардами тонн, что обеспечивает долгосрочную сырьевую базу цементной промышленности.
¶Экологические аспекты
Добыча мергеля, как и любой карьерной разработки, связана с трансформацией ландшафта, снятием почвенного покрова и изменением гидрологического режима. Однако после добычи карьеры часто рекультивируют, засыпая их грунтами и засевая травами; в ряде случаев затопленные карьеры превращаются в водоёмы. Мергель экологически безвреден, не содержит токсичных компонентов, что облегчает обращение с отходами переработки.
¶Примечания и источники
- Бут В. И. «Физико-химические основы технологии силикатов и материалов на их основе»
- Справочник «Полезные ископаемые России», том 1
- ГОСТ 9758-2012 «Известь строительная вяжущая неорганическая»
- Лазько Е. Е., Лукьянова Н. С. «Полезные ископаемые СССР»