 |  | |
 УДК 552.5: 549.01 Кристаллы гипса в кайнозойских отложениях района г.Новочеркасска (Ростовская область)
Каламыйцев В.В., старший преподаватель Южно-Российский государственный политехнический университет Волков Д.О., студент, Ляшенко А.С., студент Новочеркасский геологоразведочный колледж
В работе было проведено исследование кристаллических форм аутигенного гипса в неоген-четвертичных отложениях района г.Новочеркасска. Дано описание кристаллических агрегатов в различных стратиграфических подразделениях кайнозоя
Материал для данной работы был собран во время прохождения геологической практики в районе г.Новочеркасска. В песчаном карьере были взяты образцы для изучения и описаны друзы гипса в различных стратиграфических подразделениях кайнозоя. В геологическом строении района принимают участие песчано-глинистые отложения сарматского яруса, пески мэотического яруса, известняки-ракушняки понтического яруса, глины скифского горизонта эоплейстоцена, суглинки плейстоцена и почвенно-растительный слой голоцена. В стенках карьера были обнаружены многочисленные пустоты с друзами гипса. Гипс в данном случае аутигенный, образовавшийся уже после накопления осадков. Далее приводится описание кристаллических форм сверху вниз по разрезу.
Формируются в виде галльских двойников срастания как отдельные образования (до 6 см), значительно превышающие по размеру кристаллическую подложку, состоящую из мелких одиночных кристаллов (в среднем <1 см). По плоскости срастания порою можно наблюдать небольшое количество захваченного в ходе роста материала, представленного светлыми суглинками (рис.1).
Рис.1. - Кристаллы гипса с двойниками типа “ласточкин хвост”
В плейстоценовых суглинках наблюдается и другие кристаллические формы, по размеру превышающие все найденные (рис.2). Здесь представлены в основном призматические формы, размер кристаллов не превышает 2 см. Приуроченность к одному и тому же горизонту не обязательно создаёт одинаковые условия формирования.
Рис.2. - Друзы кристаллов гипса в суглинках плейстоцена
Формируются в плотных красных глинах эоплейстоцена, богатых оксидами железа. В ходе роста захватывают глинистый материал, сосредоточенный преимущественно в виде отдельных скоплений в кристалле, приповерхностном слое и между кристаллами, что и придаёт им характерную красную окраску (рис.3). Подобные кристаллы образуют куда более плотные кристаллические агрегаты по сравнению с приуроченными к плейстоцену. При этом, размеры кристаллов значительно меньше (≈0.5см), размер возрастает при приближении к менее плотному суглинистому материалу, а цвет становится блёклым красным.
Рис.3. - Полиристаллы гипса в скифских глинах
Растворы проникают и глубже – в понтические известняки. В зоне их контакта со скифскими глинами наблюдаются красные кристаллы, растущие на подложке из известняка. Глубже гипс бесцветный, но в плотных слоистых известняках рост кристаллов зачастую весьма ограничен и ассоциируется с кальцитом. В случае мелких, ограниченных масс наиболее лёгкий способ отличить гипс от кальцита – с помощью ультрафиолета (350-370 nm). Кальцит в этой области спектра сильно флуоресцирует.
Рис.4.- Кристаллы гипса на кристаллах кальцита Климат Новочеркасска характеризуется коэффициентом увлажнения = 0.75 [1]. Данное значение показывает отношение среднегодового количества осадков к количеству испарённой влаги с площади водной поверхности. Таким образом, в сочетании с геологическими характеристиками района, обеспечивающими высокую минерализованность вод, в условиях высокой испаряемости можно наблюдать концентрирование солевых растворов и отложение ряда солей, одной из которых является гипс (CaSO4×2H2O). Осадочные породы Новочеркасского холма представлены лессовидными суглинками, глинами, известняками и разнообразными песками. Источниками Са+2 являются суглинки [2] и, преимущественно, известняки. Высокая пористость такой их разновидности, как известняк-ракушняк (при дальнейшем растворении образуется рыхлая его разновидность – тырса), приводит к проникновению в них вод, растворяющих кальцит (CaCO3). Кальций – довольно активный металл. В соединении CaCO3 он связан с слабым анионом CO3-2, поэтому способен заменять его на более активные анионы, такие как SO4-2 или Cl-. В некоторых местах минерализованность подобных вод может достигать значения в 18 г/л [3], отличаясь агрессивным Ca-Na-сульфатным составом. Источником сульфат-иона в данном случае является почвенные растворы. Насыщение почвенных растворов сульфат-ионом – сложный процесс, включающий в себя несколько источников соединений серы. Это серная кислота H2SO4, выпадающая вместе с атмосферными осадками, а также ряд газов, таких как SO2, H2S и прочие [1]. Они вступают в реакции с компонентами почвы или входящими в биологический круговорот и присутствующими в нём постоянно, в виде разнообразных органических соединений серы. Для данной территории характерен низкий коэффициент фильтрации грунтов и их низкая водоотдача. За счёт этого талые и дождевые воды довольно долго проходят сквозь массив грунта, насыщаясь разнообразными соединениями и проникая в нижележащие горизонты. В ходе реакций, обусловленных проникновением таких растворов в слои пород или другие растворы, богатые Ca+2, и возникает CaSO4.За счёт сухого воздуха, резких суточных перепадов температуры, с повышением температуры гипс начинает растворяться и поднимается капиллярными силами на поверхность. Здесь из-за высокой температуры и испарения начинается кристаллизация. С понижением температуры, кристаллизация прекращается, но из-за недостатка влаги кристаллы не могут растворяться[5]. Растворимость гипса может варьировать в зависимости от примесей, температурного режима, и в сочетании со структурно-текстурными особенностями окружающих пород, условиями испарения и движением растворов создаёт разнообразные условия для роста кристаллического гипса.
Библиографический список
| ||
 |  |
