Мергелі. Характеристики. Різновиди. Поширення.

Мергель – однорідна за структурою, дрібнозерниста порода, якій у вологому стані часто властива деяка пластичність. Мергелі переважно мають світле забарвлення, але трапляються і червоного, коричневого та фіолетового кольорів. Деякі мергелі утворюють закономірні ритмічні чергування з тоненькими глинистими й піщаними верствами (флішові відклади).

Як домішки в мергелях можуть бути присутні органічні рештки, зерна кварцу та інших мінералів, сульфати, оксиди заліза, глауконіт тощо. Найбільш характерними структурами мергелів є алевропелітова та псамопелітова. Утворюються мергелі за умов одночасного відкладення глинистого та карбонатного матеріалу.

Мергелі — осадова гірська порода, котра є перехідною між карбонатними й глинистими породами, із вмістом глинистих частинок від 20 до 70%. Типові мергелі містять не більше 5% доломіту. Мергелі входять до переліку корисних копалин загальнодержавного значення затвердженого постановою Кабінету Міністрів України від 12 грудня 1994 р. № 827, як сировина цементна та сировина для пиляних стінових матеріалів.

Властивості мергелів

За мінеральним складом мергелі поділяються на дві групи:
1. Мергелі, що містять від 20 до 40% глинистої складової;
2. Глинисті мергелі, в яких показник зростає від 40 до 70%.
Натуральні цементні мергелі, що містять від 75 до 80% CaCO₃(решта – дрібні частинки силікатних мінералів), іможуть використовуватись у виробництві портландцементу без будь-яких добавок.

Хімічний склад мергелів:
1. Вміст SiO₂ коливається від 7,99 – 23,10%;
2. ВмістAl₂O₃ коливається від 2,45 – 7,95%;
3. Вміст Fe₂O₃ коливається від 1,30 – 2,80%;
4. Вміст CaO коливається від 0,78 – 1,50%;
5. Вміст SO₃ коливається від 0,65 – 1,30%.

Галузі використання

Мергелі, як карбонатні породи, використовуються в різних галузях промисловості, зокрема для виготовлення будівельних матеріалів. Одним з основних напрямів використання є виробництво цементу для будівництва. В’яжучі матеріали, такі як цемент, змішуються з водою у порошкоподібному стані, набувають пластичності, а потім твердіють, утворюючи міцну кам’яну масу. Деякі з цих матеріалів твердіють і зберігають міцність лише на повітрі, наприклад, повітряне вапно й будівельний гіпс, тоді як інші можуть твердіти під водою, як гідравлічне вапно та різні види цементу.

Процес виробництва цементу включає випалювання суміші вапняку, глини та мергелю-натуралу при температурі близько 1450 ℃. Після цього матеріал розмелюється до стану дрібного порошку, який є основною складовою цементу. У процесі випалювання утворюються різні сполуки.

Найважливішим серед в’яжучих будівельних матеріалів є портландцемент, який відрізняється високою міцністю і швидкістю застигання. Це тонкий порошок, що складається переважно з цементного клінкеру (80–90%), а також містить 3–6% гіпсу і до 15% активних мінеральних добавок. Для виробництва портландцементу, може використовуватись мергель з високим вмістом CaCO₃.
Додатково, важливо згадати про пиляльний мергель. Цей матеріал отримують з мергелів шляхом випилювання готових блоків або розпилювання блоків-заготовок. Використовується для облицювання зовнішніх та внутрішніх стін, фундаментів і інших частин будівель та споруд.

Родовища в Україні

Родовища мергелю в Україні зосереджені здебільшого в Донецькій, (Амвросіївське та Карпівське) Івано-Франківській областях та в АР Крим.

Амвросіївське родовище. Розташоване в районі однойменної залізничної станції у верхів’ї балки Білий Яр за 24 км від діючого заводу. У будові родовища беруть участь породи середнього карбону і крейди; мергелі входять до складу відкладів кампанського ярусу. Потужність товщі до 140м, глибина залягання підошви пласта від 20 до 180 м. Мергелі сірого кольору, щільні, масивні, у зоні вивітрювання (30–40 м) — сірувато-білі, пухкі, тріщинуваті. Корисна копалина підстеляється кварц-глауконітовими пісковиками або глинистими сланцями кам’яновугільного віку.

За вмістом СаСО₃ виділяють чотири типи мергелів:

піщанисті (СаСО₃ — 55–73%);
звичайні (СаСО₃ 76–78%);
строкатого складу (СаСО₃ 65–82%);
глинисті (СаСО₃ менше 70%).

Балансові запаси (А+В+С₁) сягають 647 млн т, на 01.01.06 залишок запасів – 346,8 млн т. Родовище розробляється ВАТ “Донцемент”.

Карпівське родовище. Родовище складається з крейди, товщина якої коливається від 3,8 до 43,7 метрів (з середньою товщиною 16,1 м), та цементного мергелю, товщина якого варіюється від 50,6 до 158 м (з середньою товщиною 67,4 м).
Запаси крейди в категоріях А+В+С₁ становлять 25 млн т, а мергелю (у категоріях В+С₁) — 105 млн т. На початок 2006 року залишок крейди складав 24 млн т, а мергелю — 103 млн т. Це родовище розробляється акціонерним товариством “Донцемент”.

Межигірсько-Дубовецьке родовище розташоване поблизу м. Галич Івано-Франківської області. Родовище складається з шарів мергелю, чия товщина коливається від 44,5 до 76,3 м (середня товщина — 56,0 м). Ці шари складені світло‑, голубувато- і темно-сірими мергелями з високою щільністю, тріщинуватістю і нечітко вираженою шаруватістю. Виділяються мергелі-натурали (з вмістом СаО 40–44%) та глинисті мергелі (з вмістом СаО 15–40%). Вище шарів мергелю розташовані шари гіпсу товщиною від 0,7 до 7,9 м. Запаси мергелю в категоріях А+В+С₁ становлять 34,8 млн т, а в категорії С₂ — 47,7 млн т; запаси гіпсу в категоріях А+С₁ — 3,8 млн т. На початок 2006 року залишок запасів складав: мергелю — 24,9 млн т, гіпсу — 3,8 млн т. Це родовище розробляється акціонерним товариством “Івано-Франківськцемент”.

Бахчисарайське родовище. Родовище мергелю розташоване поблизу м. Бахчисарай на південно-східному схилі третього пасма Кримських гір, складене мергелями еоцену, перекритими четвертинними суглинками.

Поклади корисної копалини представлені:

1) четвертинними вапнистими суглинками;
2) глинистими мергелями альмінського й верхів качинського ярусів (СаО 19–41%), потужністю від 1,0–2,0 до 78,6 м (середня 26);
3) вапнистими мергелями качинського ярусу (СаО понад 41,6%), потужністю 25,5 до 71,7 м (середня 54,2).

Отже, Україна має значні запаси мергелю, які використовуються в будівництві та промисловості, зокрема для виробництва цементу. Родовища мергелю розподілені по різних областях країни і представлені різними типами мергелю. Крім того, використання пиляльного мергелю для будівельних потреб, таких як облицювання стін і фундаментів, є поширеним. Родовища мергелю активно розробляються промисловими підприємствами, що сприяє розвитку будівельної та цементної промисловості в Україні.