№ 4 (14) / 2023
В.М. Ширинкина,
студентка 1-го курса Санкт-Петербургского горного университета императрицы Екатерины II
К.В. Панкратова,
доцент кафедры гидрогеологии и инженерной геологии Санкт-Петербургского горного университета императрицы Екатерины II, к.г.-м.н.
Аннотация. Объект исследования – магнитный чёрный песок, собранный на Халактырском пляже (Камчатка). Цель работы – инженерно-геологическая классификация магнитных чёрных песков Камчатки. Актуальность работы определяется повышенным интересом к пескам для лечения, однако информации о грунте с точки зрения инженерной геологии крайне мало. Уникальные условия образования этого песка увеличивают интерес к нему. Был проведён ряд лабораторных исследований, в результате которых были получены данные о минеральном и гранулометрическом составе, физических и водных свойствах грунта. Выполнен литературный обзор по данному вопросу.
Ключевые слова: магнитный песок, физические свойства, минеральный состав, гранулометрический состав, водные свойства, классификация.
Введение. Магнитные чёрные пески давно вызывают интерес своими бальнеологическими свойствами. Но при всем многообразии информации о лечебных свойствах песка отсутствуют данные об инженерно-геологической классификации этого грунта.
Грунт отобран с Халактырского пляжа на Камчатке. Халактырское месторождение титаномагнетитовых песков расположено на восточном побережье полуострова Камчатки, россыпь ограничена береговой линией океана. Вдоль побережья она протягивается на 32 км. Месторождение образовалось за счет размыва и выноса реками рыхлых туфов и шлаков Авачинского и Козельского вулканов [1, 2]. В геологическом отношении Камчатка относится к зоне активной вулканической деятельности, имеется около 300 крупных и средних вулканов, 29 из них являются действующими, из них самый большой вулкан Евразии – Ключевская Сопка [3].
Помимо Хлактырского пляжа на Камчатке (Россия), чёрные магнитные пески можно также встретить в Сарафово (Бургас, Болгария) и в посёлке Уреки (Грузия).
В открытых источниках приводятся данные только по классификациям песков Халактырского пляжа по строительным классификациям.
Цель работы – инженерно-геологическая классификация магнитных чёрных песков Камчатки. Под инженерно-геологическими особенностями понимаем характеристики состава физических и водных свойств.
Методы. Для классификации чёрных магнитных песков нужно было исследовать их свойства. Изучение физических и водных свойств грунтов производилось по методикам, представленным в ГОСТах. Физические свойства: ГОСТ 5180-20151; ГОСТ 12536-20142. Водные свойства: ГОСТ 2558420163. Лабораторные исследования проведены на базе Санкт-Петербургского горного университета императрицы Екатерины II.
Результаты. В минеральном составе можно выделить преобладание амфиболы (до 23%), кварца (до 21%) и сростков амфибол-пироксеновых с магнетитом (таблица 1). Отмечены единичные значения титанита, кальцита, гипса, цикрона, доломита, оливина, а также возможно присутствие апатита.
1 ГОСТ 5180-2015. Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик : Межгосударственный стандарт : дата введения 22-07-2015 / Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации. – Изд. официальное. – Москва : Стандартинформ, 2019. – 20 с.
2 ГОСТ 12536-2014. Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микро агрегатного состава: Межгосударственный стандарт: дата введения 05-12-2014 / Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации. – Изд. официальное. – Москва: Стандартинформ, 2019. – 20 с.
3 ГОСТ 25584-2016. Грунты. Методы лабораторного определения коэффициента фильтрации: дата введения 31-08-2016 / Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации. – Изд. официальное. – Москва: Стандартинформ, 2016. – 19 с. Гранулометрический состав песка выполнен ситовым
методом без промывки по ГОСТ 12536-20142 (таблица 2).
Результаты показывают преобладание процентного содержания фракций 0,5-0,25 и 1-0,5 мм 53,5% и 43,8% соответственно. Процентное содержание пылеватых и глинистых фракций в совокупности составило менее 0,1%. По ГОСТ 25100-20204 грунт является песком средней крупности, по классификации Охотина – песком среднезернистым.
С помощью кумулятивной логарифмической кривой (рис. 1) был определён коэффициент неоднородности изучаемого грунта (Сu = 1,83), что означает, что грунт однородный.
Результаты определения физических и водных свойств песка представлены в таблице 3.
Обсуждение. Для инженерно-геологической классификации в первую очередь важны следующие характеристики грунта: гранулометрический состав, однородность, водопроницаемость, плотность грунта в предельно плотном и рыхлом сложениях, коэффициент пористости песка в предельно плотном и рыхлом состоянии и плотность скелета.
Заключение. В результате лабораторных исследований были получены данные о чёрном магнитном песке, который имеет уникальные условия образования и свойства. Данный грунт можно классифицировать по ГОСТ 251002020 как среднепористый, плотный, однородный, рыхлый, сильноводопроницаемый песок средней крупности.
4 ГОСТ 25100-2020. Грунты. Классификация: Межгосударственный стандарт: дата введения 30-04-2020 / Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации. – Изд. официальное. – Москва: Стандартинформ, 2020. – 38 с.
Список литературы
1. Хомчановский А.Л., Батанов Ф.И. Проект системы мониторинга Халактырского пляжа (Камчатка) // Труды XI Международной научно-практической конференции: сб. науч. ст. – Тверь. – 2022. – С. 240-243.
2. Пинегина Т.К., Базанова Л.И. Новые данные о параметрах исторических цунами на побережье Авачинского залива (Камчатка) // Вестник камчатской региональной ассоциации учебно-научный центр. Серия: науки о земле: сб. науч. ст. – Петропавловск-Камчатский. – 2016. – С. 5-17.
3. Юрманов А., Сазонов А., Аленова А., Басалай К., Козизода А., Синчук Н., Тигранян М., Bassiouny M., Khale A., Tawfik J. Халактырский пляж: проблемы и перспективы устойчивого развития // Научно-практическая конференция «Геосистемы северо-восточной Азии»: сб. науч. ст. – Владивосток. – 2023. – С. 201-205. – DOI: 10.35735/9785604844175_201.
4. Панкратова К.В., Жукова А.М. Микроорганизмы в грунтах: факторы развития, методика количественной оценки и инженерно-геологическое значение // Материалы II международной заочной научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов: сб. науч. ст. – Белгород. – 2012. – С. 22-28.
5. Кунгурова В.Е. Минеральный состав титаномагнетитовых песков Халактырского месторождения (Юго-Восточная Камчатка) // Горный информационно-аналитический бюллетень: сб. науч. ст. – 2021. – № 11. – СВ 19. – С. 14–24. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_11_19_14.
6. Иванкова А.И., Фролова А.С., Голюков И.В., Семаль В.А., Нестерова О.В. Сравнительный анализ гранулометрического состава почв Авачинского залива // Аграрный вестник приморья: сб. науч. ст. – Владивосток. – 2021. – С. 7-10.
7. Коршунов Е.А., Буркин С.П. Технология переработки титаномагнетитовых песков и руд / Инновационные технологии в металлургии и машиностроении. Материалы 6-й международной молодежной научно-практической конференции. – Екатеринбург. –2013. – С. 751–757.
8. Ефремов И. Освоение Халактырского месторождения титаномагнетитовых песков - ресурс стратегического развития Камчатки // Горный вестник Камчатки: сб. науч. ст. – 2021. – №2 (51). – С. 71-76.
9. Агапкин И.А. Сравнение гранулометрического состава камчатских пеплов с лунным реголитом // 19-я Конф. молодых учёных «Фундамент. и приклад. космич. исслед»,ИКИ РАН: сб. науч. ст. – Москва. – 2022 – С. 5-7. – DOI: 10.21046/ KMU-2022-5-7 EDN: KFNQMW
10. Жукова А.М., Панкратова К.В. Некоторые данные о воздействии органической компоненты на свойства песков в процессе их загрязнения // Девятая межвузовская молодежная конференция: сб. науч. ст. – СПб. – 2008. – С. 200201.
