Мергель: осадочная горная порода¶
Мергель — мягкая карбонатная осадочная горная порода, состоящая преимущественно из карбоната кальция (CaCO₃) с примесью глинистых минералов (обычно 10—35 %) и кварцевого песка. По содержанию CaCO₃ мергель занимает промежуточное положение между известняком (более 50—90 % CaCO₃) и глиной (менее 25 % CaCO₃). Плотность породы составляет 1800—2600 кг/м³, твёрдость по шкале Мооса — 3—4. Название происходит от немецкого Mergel, восходящего к древневерхненемецкому mēr («море») и gal («известь»), что буквально означает «морская известь».
¶Образование и залегание
Мергели образуются в морских и озёрных бассейнах при химическом осаждении карбоната кальция из воды либо при биогенном накоплении — в основном за счёт известковых скелетов моллюсков, фораминифер и водорослей. Смешение карбонатного материала с глинистым илом формирует характерную промежуточную структуру породы.
В геологической летописи мергели широко представлены в мезозойских и кайнозойских отложениях. В России наиболее известны:
- Дантовские мергели — верхнемеловые отложения в районе Волгограда и Астрахани;
- Таврические (палеогеновые) мергели Крыма и Причерноморья;
- Олигоценовые мергели Прикаспийской впадины;
- Юрские мергели Средней полосы и Поволжья.
Пластовые залежи часто чередуются с глинами, мелом и опоками, формируя линзовидные или пластовые тела мощностью от нескольких сантиметров до десятков метров.
¶Свойства
По физическим свойствам мергель — пористая (пористость 20—40 %), достаточно прочная на сжатие, но легко поддающаяся разрыхлению при выветривании. Цвет варьирует от светло-серого и белого до бурого и зеленоватого — в зависимости от примесей железа, органики и глинистых минералов.
При обжиге при температуре 800—1000 °C карбонат кальция разлагается с образованием негашёной извести (CaO), что определяет основное промышленное использование породы. Мергель, содержащий более 80 % CaCO₃, иногда относят к высококачественным разновидностям, пригодным для производства цемента.
¶Классификация
По химическому составу различают:
| Тип | Содержание CaCO₃ | Примечание |
|---|---|---|
| Известковый мергель | 50—75 % | Близок к известняку |
| Глинистый мергель | 25—50 % | Близок к глине |
| Кремнезёмистый мергель | 25—75 % | С примесью опоки, кремня |
По структуре выделяют алевритовый, глауконитовый, фораминиферовый и ракушечный разновидности.
¶Применение
Основные направления использования мергеля:
- Производство цемента. Мергель — главное сырьё для получения портландцемента в ряде стран, включая Россию. Пласты мергеля в Центрально-Чернозёмном районе (Новомосковский, Подольский и другие цементные заводы) разрабатываются десятилетиями.
- Производство извести. Обжиг мергеля даёт негашёную и гашёную известь для строительства и сельского хозяйства.
- Сельское хозяйство. Известкование кислых почв молотым мергелем повышает pH и улучшает структуру почвы; порода также служит кормовым минеральным удобрением, восполняющим дефицит кальция в рационе животных.
- Строительные материалы. Мергель применяется как заполнитель в бетонных смесях, для производства кирпича-сырца и штукатурных растворов.
- Химическая промышленность. Используется как источник кальция для получения кальцинированной соды и других химических продуктов.
¶Месторождения в России
Крупнейшие разрабатываемые месторождения мергеля расположены в Воронежской, Липецкой, Тульской, Московской, Волгоградской и Астраханской областях. В Центрально-Чернозёмном районе сосредоточены наиболее экономически значимые запасы, обеспечивающие работу десятков цементных производств. В Западной Сибири и на Урале мергели распространены в составе мезозойских толщ, но экономическое значение имеют пока ограниченно.
¶Экологические аспекты
Добыча мергеля ведётся открытым способом, что приводит к формированию карьеров и ландшафтных изменений. Одновременно молотый мергель применяется для рекультивации нарушенных земель и нейтрализации кислых почв, что делает породу одним из материалов экологического восстановления.
Источники:
- Горная энциклопедия / гл. ред. Е. А. Козловский. — М.: Советская энциклопедия, 1984—1995.
- Петрунин М. П. Мергели и их использование в сельском хозяйстве. — М.: Колос, 1974.
- Справочник по петрографии осадочных пород / под ред. И. М. Страхова. — М.: Недра, 1984.
- Смирнов В. М. Геология полезных ископаемых. — М.: Недра, 1987.