Нетрадиционные виды минерального сырья и экологические аспекты применения агроруд в современных технологиях и нанотехнологиях

В годы пребывания ледяного покрова в долине Хопра климат Нижнего Поволжья был холодный. Многие растения и животные перенести этот климат не могли и потому или гибли или покидали Поволжье. Обитали в то время здесь мамонты, олени. Стада мамонтов имели пастбища или у кромки льдов, или в долине рек. Чаще всего скелеты этих больших животных находят в речных наносах.

Много найдено обломков костей животных ледниковой эпохи в берегах Большого и Малого Иргизов, Чагры, Терешки и в пойме Волги у Хвалынска.

Осадочные породы, залегают в нашей области и без нарушения и с нарушениями своего первоначального напластования. Ненарушенное залегание имеют пласты четвертичного периода и плиоценовой эпохи. Однако нельзя сказать, что эти пласты совсем не перемещались. При медленных колебаниях земной коры они то опускались, то поднимались, образуя при этом прогибания и поднятия без складок и сбросов.

К началу возникновения в Поволжье акчагыльского водоема отложения на территории Саратовской области подверглись энергичным перемещениям по вертикали, при которых в них происходило образование складок, иногда с разрывом их сплошности (сбросы). Так возникли геологические структуры Саратовской области.

С геологической точки зрения особый интерес привлекают складки с выпуклостью пластов к поверхности земли (антиклинали). В таких складках ныне открыты залежи нефти, газа, соли. В нашей области в строении складок имеются большие различия. В пределах Общего Сырта, возле Новоузенска и Александрове Гая ядро складок сложилось из пермской поваренной соли и гипса. Это купола -- складки. Они имеют большое географическое распространение и занимают всю Прикаспийскую низменность, Урало-Эмбенскую возвышенность, часть территории Общего Сырта и Сыртовой равнины Заволжья, В настоящее время вся эта территория называется Урало-Эмбенской солянокупольной областью.

Наши заволжские соляные купола или приподняты или опущены. Озинская группа соляных куполов приподнята и своими сводами вышла на поверхность земли, наоборот, прикаспийские опущены, лежат под толщей плиоценовых и четвертичных отложений и внешне себя не проявляют.

Основные месторождения и проявления агроруд Саратовской области

Азотнокислое сырье. Запасы азотнокислого сырья имеется в Питерском (с.Нариманово), Саратовском (с.Клещевка) и ряде других районах Саратовской области. Но все они по своим запасам незначительны и не представляют промышленного значения.

Фосфатное сырье. На балансе запасов фосфоритного сырья Саратовской области месторождения не числятся, но в области имеется 10 месторождений и рудопроявлений. В Саратовской области залежи фосфоритов встречаются на отрогах Приволжской возвышенности в Красноармейском, Саратовском и ряде других районах. Месторождения подченены главным образом породам мелового и третичного возраста. Наибольшее практическое значение имеют следующие участки фосфоритов: Саратовское (фосфориты альбского возраста) - занимает участок правого берега Волги к югу от г.Саратова, протягиваясь полосой до 25 км и шириной более 2 км. Фосфоритный слой представляет собой скопление желваков фосфорита двух генераций, песчанистого и глинистого типа, сцементированных зеленоватобурым, часто фосфатизированным глауконитовым песком. Мощность фосфоритного слоя в пределах изученной площади обычно колеблется от 0,25 до 0,35 м, а продуктивность слоя от 250 до 300-350 кг/м2. Содержание Р2О5 от 18,5% в районе «Красный Текстильщик» до 24,5% в Хмелевско-Трещихинском участке. Фосфориты залегают в частях, граничащих с оврагами, глубина залегания до 10-15 м, а на террасах до 40-50 м. Общие запасы фосфоритного сырья Саратовского участка составляют более 9495 тыс.т. Считается, что Саратовские фосфориты уступая фосфоритам некоторых месторождений в отношении содержания Р2О5, имеют преимущество в незначительном содержании полуторных окисей железа и алюминия (3,4%) и благоприятном составе нерастворимого остатка, что дает высокий процент разложения (86,55%).

Курдюмский участок фосфоритов находится в пределах Саратовского и Татищевского районов. Разведаны два участка по 2 км2 - собственно Курдюмский и Расловский. Общий разведанный запас составляет 1759 тыс.т. Фосфоритный слой представляет собой конгломерат из сцементированных кварцевым песком желваков фосфорита и фосфоритных галек. Мощность фосфоритного слоя колеблется от 0,12 до 1,62 м. Курдюмское месторождение может эксплуатироваться только подземным способом путем наклонных или вертикальных шахт (40 м), Расловский участок может эксплуатироваться как подземным (шахты, штольни), так и открытым способами.

Продуктивность фосфоритных участков Саратовского района

По оценкам геологов Курдюмский участок представляет больший практический интерес, чем Расловский.

Бурлукский участок находится на водораздельном плато рек Медведица-Бурлук. Общая площадь участка более 30 квадратных километров, а запасы оцениваются в 12300 тыс.т. Фосфоритный пласт туронского возраста имеет мощность от 0,15-0,40 м (плита) до 0,40 м (конгломерат). Содержание Р2О5 колеблется от 12 до 16%, нерастворимй остаток составляет 45-62%. Средняя продуктивность составляет от 357 до 457 кг/м2.

Савельевский фосфоритоносный участок находится в Пугачевском районе, площадью более 37 квадратных километров. Фосфориты содержат до 22% и Р2О5 залегают на глубине до 60 метров. Общие запасы участка оцениваются в 30 млн. тонн. Слой фосфоритов подстилает горючие сланцы.

Участок окрестностей г. Вольска и бассейна р.Хопер. Фосфориты вольского типа «вольскиты» залегают или в виде линз выше или ниже песков, или в самих песках в виде крупных глыб непостоянной мощности. Геологический возраст относится к верхне-меловым. Для фосфоритов вольского типа характерны следующие особенности, отличные от других видов : а) белый цвет, реже с слабым сероватым оттенком, б) пластовый (не желвачный ) характер, в) гигроскопичность, г) необычная для фосфоритов однородность петрографического состава, отсутствие зерен кварца. Содержание Р2О5 колеблется от 26,5 до 39,8%, при 12,0-1,5% нерастворимого остатка. Общие запасы участка оцениваются в 150 млн.тонн.

Таким образом, в Саратовской области имеются значительные запасы фосфоритов различного типа и состава. Фосфориты можно использовать в качестве фосфорного удобрения после механического измельчения в виде фосфоритной муки, а также могут быть использованы для производства суперфосфата. Необходимо учитывать, что фосфоритная мука эффективна на кислых почвах с низким содержанием подвижного фосфора. По материалам последних агрохимических обслелований, в Саратовской области 963 тыс. га или 17% пахотных земель нуждается в известковании. Кроме того, разные растения неодинаково реагируют на удобрение фосфоритной мукой. Люпин, гречиха, эспарцет, горчица хорошо усваивают муку при слабокислой и нейтральной реакции. Доступность из Р2О5 фосфоритов увеличивается при сверхтонком помоле.

Исходя из геологического строения области, необходимо отметить, что перспективы выявления крупных месторождений в области отсутствуют. Однако применение фосфоритов из разведанных месторождений в хозяйствах области в виде фосфоритной муки (особенно на кислых почвах) может быть более экономически оправданным, чем применения суперфосфата.

Органические агроруды. Саратовская область относительно бедна запасами торфа. Заторфованность территории составляет лишь 0,013%. Почти все известные торфяники сосредоточены в правобережной части области и приурочены к поймам реек Медведецы, Хопра, Аткары, Баланды и ряда озер. Преобладающим для области является низинный месторождений, степень разложения органики повышенная - в пределах 40-75%. На территории области выявлено 82 торфяных месторождения, общей площадью порядка 1245 га и с запасами порядка 16млн м3.

Основные месторождения торфа Саратовской области

Наибольшее количество месторждений торфа находится в Ртищевском районе с суммарным запасом более 7 млн тыс м3. Значительное количество месторождений имеется в Петровском и Екатериновском районах.

Горючие сланцы. Балансом запасов горючих сланцев по Саратовской области учтены 3 месторождения: Савельевское, Коцебинское и Озинское.

* Савельевское месторождение расположено в Краснопартизанском районе, в 22 км южнее г. Пугачева. Глубина залегания сланценосной толщи на месторождении различна и колеблется от 6 до 140 метров. Промышленное значение имеют 4 и 5 пласты сланца. Качество сланцев характеризуется следующими данными: теплотворная способность 1020-3380 ккал/кг, зольность 44,1-70,7%, содержание СО2 - 3,0-25,8%.

* Озинское месторождение расположено в Озинском районе, в 5 км юго-западнее станции Озинки. Общая мощность сланценосной толщи достигает 50 и более метров. Качество сланцев этого месторождения характеризуется следующими показателями: теплотворная способность до 3575 ккал/кг, зольность 48,2-82,2%. Месторождение отрабатывалось с 1943 по 1957 гг. подземным способом, а затем было законсервировано в связи с высокой стоимостью добычи сланца.

Саратовская область обладает благоприятными перспективами для выявления новых месторождений горючих сланцев. Отмечены залежи сланцев на Кашпир-Хвалынской и Перелюб-Благодатовской площадях. Залежи отмечаются высокой сланценосностью и значительными размерами.

Непрпменным условием рентабельной разработки месторождений является комплексное использование горючих сланцев, полная утилизация как органической, так и минеральной (в качестве удобрения) части сланцев.

В Саратовской области разработана программа инвестиционной и технологической стратегии комплексного освоения месторождений горючих сланцев. Расчеты специалистов прогнозируют хорошие рыночные перспективы нового производства. Комплексная добыча и переработка сланцев открывает возможность получения широкого спектра необходимых продуктов для отраслей народного хозяйства: в топливно-энергетическом комплексе, химической промышленности, сельском хозяйстве, строительстве и здравоохранении и т.д. Необходимо перепрофилировать в энерготехнологические комбинаты по безотходной переработке горючих сланцев химзаводов в поселках Горный и в Шиханах.

Каменные и калийно-магнезиальные соли. Балансом запасов Саратовской области месторождения солей не учтены, хотя и имеются два изученных месторождений (Озинское и Гремучинское) и несколько неразведанных.

Озинское месторождение расположено в 6 км к юго-востоку, а Гремучинское - в 10 км к севеверо-востоку от ст. Озинки. В геологическом отношении месторождения относятся к Прикаспийской солянокупольной провинции, в строении которой принимают участие галогенные и терригенные породы пермского, мезозойского и более молодого возраста. Полная мощность галогенной толщи не установлена и по геофизическим данным может дотигать до 3,0 тыс. м, а возможно и более. Вскрытая верхняя часть разреза галогенной толщи сложена в основном каменной солью с прослоями, прожилками и гнездами калийных и магнезиальных солей, глинистых пород, а также ангидрида и гипса.

В сложении галогенной толщи главнейшую роль играет каменная соль, имеющая кристаллически-зернистую структуру и слоистую текстуру. Содержание хлористого натрия в породе составляет 75-90%. Каменная соль содержит примеси глинисто-карбонатного материала, ангидрита, а также калийно-магнезиальных солей. Минеральный состав сложный, состоящий изтипичных сульфатов-кизерит, ангидрит, гипс, астраханит, глауберит, хлоридов-галит, сильвин, карналлит, бишофит и других.

В соляной толще Озинского месторождения наибольший интерес представляет бишофитовая залежь, имеющая мощность 115 метров и вскрытая скважинами на глубине 221-245 метров. Бишофит содержится в количестве от 55,45 до 83,77%.

На Гремучинском месторождении наибольший практический интерес представляет карналитовая и силльвинитовая зоны. Содержание карналлита от 70,1 до 77,4 %, сильвинита 20,3-58,3%. Добычу карналлита и сильвинита можно организовать шахтным способом.

Запасы каменной соли на этих месторождениях практически не ограничены.

Сера и серосодержащие породы. В Саратовской области разведанные месторождения серы отсутствуют, но имеются проявления серы в Саратовском Заволжье. Проявление самородной серы приурочены к сульфатно-карбонатным отложениям верхнего карбона, глинисто-мергелистым породам триасского и юрского периодов, гипсоносным глинам плиоцена и илистым современным осадкам. Сера имеет широкое площадное развитие на южном склоне Жигулевско-Пугачевского свода или развита более локально в кепроках (каменных шляпах) соляных куполов. Самородная сера встречена на глубинах 450-1020 метров на Марьевской, Давыдовской, Кушумской, Римско-Корсаковской, Южно-Степновской областях.

Основные месторождения цеолитовых пород

Саратовской области

Глауконитосодержащие породы на территории области распостранены широко Они имеются практически во всех административных районах Правобережья Саратовской области.

В Саратовской области к глауконитсодержащим отложениям относятся пески, песчаники и мергели. Мощность продуктивного пласта изменяется от 2,5 до 20 м. Содержание зернистого глауконита составляет 30-60%. Особенно перспективен район с.Нижне-Банновка (Красноармейский район), где содержание глауконита в породе достигает 60%.(табл. 17 )

Потребность в природных сорбентах для нужд земледелия достаточно трудно оценить из-за отсутствия должного объема исследований, испытаний и опыта применения адсорбентов.

Основные месторождения и рудопроявления глауконитовых пород Саратовской области

Прогнозные ресурсы области на глауконитовое сырье оцениваются в 256,6 млн м3 . Значительная доля ресурсов приходится на Лысогорский ( 105,9 млн м3 ) и Саратовский ( 85 млн м3 ) районы. Наибольшее количество проявлений расположено в Лысогорском, Саратовском, Калининском, Татищевском районах.

Известняково-кремнистое сырье.

На балансе запасов Саратовской области числится 9 месторождений известняков и доломитов с общими запасами 336698 тыс. м3 .

Известняки и доломиты приуроченные к средне-верхнекаменноуольным и нижнепермским отложениям встречаются в междуречьи Медведицы и Чардыма ( сс. Тепловка и Воронцовка). Средняя мощность полезной толщи 15,5 м (12,8-28,0 м). Химический состав известняков (в %):СаО 38,67-55,34; SiO2 0,36-27,66; Al2 O3 0,04-2,62; Fe2 O30,06-0,57.

Нижнепермские карбонатные отложения встречаются в Ивантеевском и Пугачевском районах (Ивантеевское, Пугачевское, Иргизское, Ново-Березовское, Березовское месторождения).

Ново-Березовское месторождение расположено в 5,5 км восточнее с. Березово. Мощность полезной толщи 5,4-30,0 м, и представлена плотными и кавернозными тонкозернистыми доломитами с прослойками доломитовой муки. Содержание окислов кальция 30,7-36,6%,магния 19,9-20,84%,алюминия 0,4-0,6%, железа 0,14-0,96%. Доломиты пригодны не только для строительных нужд, но и для производства удобрений.

Иргизское месторождение расположено на на северной окраине с.Варваровки, на правом берегу р. Б.Иргиз. Полезная толща мощностью 36,8 м. Содержание основных окислов (в %): кальция 25,9-36,4; магния 15,3-22,9; кремния+алюминия+железа 0,36-5,73, серы 0,4-1,01.

Саратовская область по разведнным запасам мела занимает первое место в Поволжье. Меловые залежи приурочены к образованиям туронского, сантонского, кампанского и маастрихтского ярусов верхнего отдела меловой системы. Выходы мела туронскогояруса на поверхность известны в районе г.Хвалынска и г.Вольска. В карьерах Вольских цементных заводов мел представлен двумя пачками: нижняя-грубый мергелистый мел, верхняя-мягкий писчий мел. Мел характеризуется следующим составом (%): SiO2 1,02-18,4; Fе2О3 0,34-2,42; MgО 0,08-1,06; Al2О3 0,1-5,33; CаО 40,4-55,2; SО3 0,12-0,34.

В 3 км к северо-западу от города Хвалынска имеется месторождение мела мощностью до 52,8 м. Мел трещиноватый, плотный с землистым изломом, с содержанием СаСО3+MgСО3 от 89,19 до 99,74%.

В южной части области меловые отложения проявляются в разрезах близи сел Золотого, Н.Банновка и Лапоть.

Образования мела маастрихтского яруса в Заволжьи встречаются в районе рабочего поселка Озинки, села Песчаный Мар.

В целом на балансе в Саратовкоц области числится 11месторождений мела. Лабораторно-технологическими испытаниями установлена пригодность карбонатного сырья для производства мела кормового, пригоден для подкормки животных и птицы и для известкования кислых почв.

* Саратовское ( мергель). Расположено на западной окраине г. Саратова в верхней части завокзального выступа Лысой горы. Мергель маастрихтского яруса вскрыт большой карьерной выемкой глубиной около 12 м. Он имеет светло-серый цвет со слабым зеленоватым оттенком, плотный. Его состав в %: SiО2 --26, А12Оз --7, CaCO3 -- 51, СаСО --35. Мергель разрабатывался до 1939 года для производства цемента.

* Латрыкское (мергель). Расположено у южной окраины г.Саратова, вблизи шоссейной дороги, идущей из Саратова в Волгоград. Разрабатывается мергель маастрихтского яруса, светлосерый, рыхлый, легко поддающийся обработке. Вскрытая мощность пласта равна 12 м. Вскрыша -- почва и суглинок мощностью до 2 м. Эксплуатируется главным образом для бытовых нужд местным населением.

Саратовская область распологает, по существу, неограниченной сырьевой базой кремнистых пород, среди которых основное место занимают опоки.

В области выявлено свыше 100 проявлений опок, разведано и числится на балансе всего три месторождения в качестве сырья для цементного производства.

Месторождение опок Вольской группы. Относятся к группе сызранских опок. Характеризуются высокой поглотительной способностью. Химический состав опок (в%):SiO2 76,54-80,48; Al2O3 0,5-7,6; Fе2О3 3,31-4,49; SО3 0,21-0,45.

* Поливановское (опоки) Расположено на северо-восточном склоне Лысогорского массива на 0,5 км юго-западнее с. Поливановки. Разрабатывается палеоценовая (сызранская) опока, окремнелая, темно-серого цвета, звонкая, пористая. Мощность пласта около 10 м. Состав: SiО2-- 84%, AI2O3 -- 9% и различные примеси. Вскрыша -- почва и суглинки с щебенкой мощностью до 10 м. Используется при строительстве дорог дорожно-строительными организациями.

* Лысогорское (опоки) Расположено на западной окраине г. Саратова, па склоне Лысой горы, недалеко от аккумуляторного завода. Разрабатывается палеоценовая (сызранская) опока светло-серая, пористая и легкая, с раковистым изломом. Состав в %: SiО2 -- 87, А1203 -- 8,5. Объемный вес--1,4. Удельный вес -- 2,13. Вскрыша -- почва, суглинок со щебенкой мощностью до 5 метров.

Глины керамзитовые. На балансе запасов области значится 17 месторождений с запасами 45827 тыс. куб. м. Разведанные месторождения керамзитового сырья с запасами промышленных категорий известны в восьми районах области (Энгельсском, Саратовском, Аркадакском, Татищевском, Озинском, Балаковском, Аткарском и Марксовском). В каждом из них возможно увеличение объёмов добычи и вовлечение не разрабатываемых месторождений в хозяйственный оборот. Имеются благоприятные геологические предпосылки для организации керамзитового производства в Самойловском, Ртищевском, Петровском, Пугачевском районах.

Вопросы для самопроверки:

· Какие агрономические руды встречаются в Саратовской области ?

· Имеются ли в Саратовской области месторождения азотнокислых, фосфорных, калийных агроруд ?

· Какими агрорудами богаты Саратовские недра ?

· Какие виды нетрадиционного агрохимического сырья имеются в области ?

Размещено на Allbest.ru