stringtranslate.com

Гравий

Гравий (самый большой фрагмент на этой фотографии имеет размер около 40 мм (1,6 дюйма))

Гравий ( / ˈ ɡ r æ v əl / ) — рыхлая совокупность обломков горных пород . Гравий встречается на Земле в естественных условиях в результате осадочных и эрозионных геологических процессов; он также производится в больших количествах в коммерческих целях в виде щебня .

Гравий классифицируется по размеру частиц и включает классы размеров от гранул до фрагментов размером с валун . В шкале Уддена-Вентворта гравий подразделяется на зернистый гравий (2–4 мм или 0,079–0,157 дюйма) и галечный гравий (4–64 мм или 0,2–2,5 дюйма). ISO 14688 классифицирует гравий как мелкий, средний и крупный, с диапазонами 2–6,3 мм (0,079–0,248 дюйма) для мелкого и 20–63 мм (0,79–2,48 дюйма) для крупного. Один кубический метр гравия обычно весит около 1800 кг (4000 фунтов), или один кубический ярд весит около 3000 фунтов (1400 кг).

Гравий является важным коммерческим продуктом, имеющим ряд применений. Почти половина всего произведенного гравия используется в качестве заполнителя для бетона . Большая часть остального используется для строительства дорог, либо в качестве основания дороги, либо в качестве дорожного покрытия (с асфальтом или другими связующими или без них). Природные пористые отложения гравия обладают высокой гидравлической проводимостью , что делает их важными водоносными горизонтами .

Определение и свойства

Сепаратор песка и гравия в гравийном карьере в Германии

В разговорной речи термин «гравий» часто используется для описания смеси кусков камня разного размера, смешанных с песком и, возможно, с некоторым количеством глины. [1] Американская строительная промышленность различает гравий (природный материал) и щебень (полученный искусственным путем механического дробления горной породы.) [2] [3] [4]

Техническое определение гравия различается в зависимости от региона и области применения. Многие геологи определяют гравий просто как свободные округлые частицы горной породы диаметром более 2 мм (0,079 дюйма), не указывая верхний предел размера. [5] [6] [7] [8] Гравий иногда отличают от щебня, который представляет собой свободные частицы горной породы в том же диапазоне размеров, но угловатой формы. [9] Шкала Уддена-Вентворта , широко используемая геологами в США, определяет зернистый гравий как частицы размером от 2 до 4 мм (от 0,079 до 0,157 дюйма), а галечный гравий — как частицы размером от 4 до 64 мм (от 0,16 до 2,52 дюйма). Это соответствует всем частицам с размерами между крупным песком и булыжниками . [10]

Министерство сельского хозяйства США и Американское общество почвоведов определяют гравий как частицы размером от 2 до 80 мм (от 0,079 до 3,150 дюйма), в то время как немецкая шкала (Аттербург) определяет гравий как частицы размером от 2 до 200 мм (от 0,079 до 7,874 дюйма). [11] Инженерный корпус армии США определяет гравий как частицы размером менее 3 дюймов (76 мм), которые удерживаются сеткой номер 4, которая имеет шаг ячеек 4,76 мм (0,187 дюйма). [12] [5] ISO 14688 для почвенной инженерии классифицирует гравий как мелкий, средний и крупный с диапазонами от 2 мм до 6,3 мм до 20 мм до 63 мм. [13]

Насыпная плотность гравия варьируется от 1460 до 1920 кг/м 3 (от 2460 до 3240 фунтов/куб. ярд). [14] Природный гравий имеет высокую гидравлическую проводимость , иногда достигающую более 1 см/с. [15]

Источник

Большая часть гравия образуется в результате распада коренной породы по мере ее выветривания . Кварц является наиболее распространенным минералом, встречающимся в гравии, поскольку он твердый, химически инертный и не имеет плоскостей спайности , по которым порода легко раскалывается. Большинство частиц гравия состоят из множества минеральных зерен, поскольку лишь немногие породы имеют минеральные зерна крупнее примерно 8 миллиметров (0,31 дюйма) в размере. Исключения включают кварцевые жилы , пегматиты , глубокие интрузии и высокосортные метаморфические породы . Фрагменты породы быстро округляются, поскольку они переносятся реками , часто в пределах нескольких десятков километров от их исходных выходов на поверхность. [16]

Гравий откладывается в виде гравийных слоев или отмелей в руслах рек; [17] в аллювиальных конусах выноса ; [18] в прибрежных морских условиях, где гравий поставляется ручьями или эрозией вдоль побережья; [19] [20] [17] и в дельтах быстрых ручьев. [21] Верхний залив Миссисипи содержит обширные залежи кремнистых гравийных пород, которые, как полагают, имеют свое происхождение менее чем в 100 милях (160 км) от периферии залива. [22]

Было высказано предположение, что образованные ветром ( эоловые ) гравийные «мегарябли» в Аргентине имеют аналоги на планете Марс . [23]

Производство и использование

Гравийная дорога в Финляндии

Гравий является основным основным сырьем в строительстве . [24] Песок обычно не отделяется от гравия в официальной статистике, но щебень рассматривается как отдельная категория. В 2020 году песок и гравий вместе составили 23% всей промышленной добычи полезных ископаемых в США, общей стоимостью около 12,6 млрд долларов. Было произведено около 960 млн тонн строительного песка и гравия. Это значительно превышает производство промышленного песка и гравия (68 млн тонн), которые в основном представляют собой песок, а не гравий. [25]

Подсчитано, что почти половина строительного песка и гравия используется в качестве заполнителя для бетона . Другие важные применения включают в себя дорожное строительство, в качестве дорожного основания или в асфальтобетоне ; в качестве строительного наполнителя; и в бесчисленном множестве второстепенных применений. [24]

Гравий широко и обильно распространен, в основном в виде речных отложений, речных пойм и ледниковых отложений, поэтому экологические соображения и качество диктуют, являются ли альтернативы, такие как щебень , более экономичными. Щебень уже вытесняет природный гравий на востоке Соединенных Штатов, а переработанный гравий также становится все более важным. [25]

Этимология

Слово гравий происходит от старофранцузского gravele [26] или gravelle . [27]

Типы

Природный осадочный гравийный слой
Камень , дробленый механическим способом , с размером частиц примерно от 5 до 15 мм.

Различные виды гравия различаются по составу, происхождению и вариантам использования. Типы гравия включают:

Гравий для берега
Естественно отложенный гравий, смешанный с песком или глиной, обнаруженный в реках и ручьях и рядом с ними. Также известен как «береговой поток» или «речной поток». [28]
Скамейка из гравия
слой гравия, расположенный на склоне долины выше нынешнего дна ручья, указывающий на прежнее расположение русла ручья, когда оно было на более высоком уровне. Термин чаще всего используется на Аляске и территории Юкон . [29]
Щебень
Камень дробится и сортируется с помощью сит, а затем смешивается с получением смеси камней и мелочи. Он широко используется в качестве покрытия для дорог и подъездных путей, иногда с нанесенной поверх него смолой . Щебень может быть изготовлен из гранита , известняка , доломита и других пород. Также известен как «дробленый забой», DGA (плотный заполнитель), QP (карьерный процесс) и обочина. [30] Щебень отличается от гравия Геологической службой США. [25]
Мелкий гравий
гравий, состоящий из частиц диаметром от 2 до 6,3 миллиметров (от 0,079 до 0,248 дюйма) [13]
Гравий лаговый
поверхностное скопление крупного гравия, образовавшееся в результате удаления более мелких частиц.
Платный гравий
также известный как "pay dirt"; прозвище для гравия с высокой концентрацией золота и других драгоценных металлов. Металлы извлекаются путем промывки золота .
Гравий мелкий
Также известный как «гороховая галька» — это чистый гравий, по размеру похожий на садовый горох . [31] Используется для бетонных поверхностей, дорожек, подъездных путей и в качестве субстрата в домашних аквариумах.
Пьемонтский гравий
крупный гравий, переносимый с возвышенностей горными ручьями и откладывающийся на относительно ровной поверхности, где вода течет медленнее. [32]
Гравий плато
слой гравия на плато или другом участке выше высоты, на которой обычно встречается гравий речных террас. [33]
Гонт
Грубые, рыхлые, хорошо окатанные, обработанные водой, особенно аллювиальные и пляжные , осадки, которые в основном состоят из гладкой и сфероидальной или уплощенной гальки, булыжников и иногда небольших валунов, обычно диаметром от 20 до 200 миллиметров (от 0,79 до 7,87 дюйма). [34]

Связь с растительным миром

В местах, где преобладает гравийная почва, растительность, как правило, более редка. [35] Это связано с более низкой способностью гравия удерживать влагу, а также с соответствующим недостатком минеральных питательных веществ, поскольку более мелкие почвы, содержащие такие минералы, присутствуют в меньших количествах.

В геологической летописи

Осадки, содержащие более 30% гравия, которые литифицируются в твердую породу, называются конгломератами . [6] Конгломераты широко распространены в осадочных породах всех возрастов, но обычно являются второстепенным компонентом, составляя менее 1% всех осадочных пород. [7] Аллювиальные конусы выноса , вероятно, содержат самые большие скопления гравия в геологической летописи. [18] К ним относятся конгломераты триасовых бассейнов восточной части Северной Америки и новый красный песчаник южного Девона . [12]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "гравий" . Оксфордский словарь английского языка (Электронная правка). Oxford University Press . (Требуется подписка или членство в участвующем учреждении.)
  2. ^ Долли, Томас П. (2021). «Песок и гравий (строительство)». Геологическая служба США, сводка по полезным ископаемым : 141. doi : 10.3133/mcs2021 . S2CID  242973747.
  3. ^ "Полное руководство по щебню и гравию". Gra-Rock . 16 июня 2020 г. Получено 24 ноября 2021 г.
  4. ^ "Щебень против гравия". ALBlair Construction Ltd. 24 октября 2017 г. Получено 24 ноября 2021 г.
  5. ^ ab Jackson, Julia A., ed. (1997). "гравий". Словарь геологии (Четвертое издание). Александрия, Вирджиния: Американский геологический институт. ISBN 0922152349.
  6. ^ ab Blatt, Harvey; Tracy, Robert J. (1996). Петрология: магматические, осадочные и метаморфические (2-е изд.). Нью-Йорк: WH Freeman. стр. 523. ISBN 0716724383.
  7. ^ ab Boggs, Sam (2006). Принципы седиментологии и стратиграфии (4-е изд.). Upper Saddle River, NJ: Pearson Prentice Hall. стр. 135. ISBN 0131547283.
  8. ^ Аллаби, Майкл (2013). "гравий". Словарь геологии и наук о Земле (Четвертое издание). Оксфорд: Oxford University Press. ISBN 9780199653065.
  9. ^ Prothero, Donald R.; Schwab, Fred (2004). Осадочная геология: введение в осадочные породы и стратиграфию (2-е изд.). Нью-Йорк: WH Freeman. стр. 67. ISBN 0-7167-3905-4.
  10. ^ Крумбейн, WC (1934). «Распределение частот размеров осадков». Журнал седиментационной петрологии . 2 (4). doi :10.1306/D4268EB9-2B26-11D7-8648000102C1865D.
  11. ^ Блатт, Харви; Миддлтон, Джерард; Мюррей, Рэймонд (1980). Происхождение осадочных пород (2-е изд.). Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси: Prentice-Hall. стр. 57. ISBN 0136427103.
  12. ^ ab Blatt, Harvey; Middletone, Gerard; Murray, Raymond (1980). Происхождение осадочных пород (2-е изд.). Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall. стр. 631. ISBN 0136427103.
  13. ^ ab "ISO 14688-1:2002 – Геотехнические исследования и испытания – Идентификация и классификация грунтов – Часть 1: Идентификация и описание". ISO .
  14. ^ Хартман, Х. Л., ред. (1992). Общество горного дела, металлургии и разведки (SME) Справочник по горному делу . Том 2 (2-е изд.). Литтлтон, Колорадо, США: Общество горного дела, металлургии и разведки (SME). ISBN 978-0873351003.
  15. ^ Freeze, R. Allan (1979). Грунтовые воды. Cherry, John A. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall. ISBN 0-13-365312-9. OCLC  4493153.
  16. ^ Протеро и Шваб 2004, стр. 68–70.
  17. ^ ab Prothero & Schwab 2004, с. 74.
  18. ^ ab Leeder, Mike (2011). Седиментология и осадочные бассейны: от турбулентности к тектонике (2-е изд.). Чичестер, Западный Сассекс, Великобритания: Wiley-Blackwell. стр. 290. ISBN 9781405177832.
  19. ^ Дженнингс, С.; Смит, К. (январь 1990 г.). «Голоценовая эволюция гравийного побережья Восточного Сассекса». Труды Ассоциации геологов . 101 (3): 213–224. Bibcode : 1990PrGA..101..213J. doi : 10.1016/S0016-7878(08)80006-5.
  20. ^ Bridgland, DR; Saville, A.; Sinclair, JM (июнь 1997 г.). «Новые доказательства происхождения гравия хребта Бьюкен, Абердиншир». Scottish Journal of Geology . 33 (1): 43–50. Bibcode : 1997ScJG...33...43B. doi : 10.1144/sjg33010043. S2CID  129225730.
  21. ^ Кэри, Аллен С. (январь 1951 г.). «Происхождение и значение ажурного гравия». Труды Американского общества инженеров-строителей . 116 (1): 1296–1308. doi :10.1061/TACEAT.0006486.
  22. ↑ Поттер, Пол Эдвин (январь 1955 г.). «Петрология и происхождение гравия Лафайет: Часть 1. Минералогия и петрология». Журнал геологии . 63 (1): 1–38. Bibcode : 1955JG.....63....1P. doi : 10.1086/626223. S2CID  128550835.
  23. ^ de Silva, SL; Spagnuolo, MG; Bridges, NT; Zimbelman, JR (1 ноября 2013 г.). «Гравийно-покрытые мегарифели Аргентинской Пуны: модель их происхождения и роста с последствиями для Марса». Бюллетень Геологического общества Америки . 125 (11–12): 1912–1929. Bibcode : 2013GSAB..125.1912D. doi : 10.1130/B30916.1.
  24. ^ ab Bolen, WP (2000). "Sand andgravel construction" (PDF) . US Geological Survey Minerals Yearbook . Архивировано из оригинала (PDF) 20 октября 2021 г. . Получено 26 июля 2021 г. .
  25. ^ abc Геологическая служба США (2021). Обзоры минерального сырья (отчет). стр. 141–143. doi : 10.3133/mcs2021 .
  26. ^ Collins English Dictionary – Complete & Unabridged 11th Edition. Получено 30 августа 2012 г. с сайта CollinsDictionary.com: http://www.collinsdictionary.com/dictionary/english/gravel
  27. ^ Gravel, сущ., Оксфордский словарь английского языка, второе издание на CD-ROM (версия 4.0) © Oxford University Press 2009
  28. ^ Джексон 1997, «береговой гравий».
  29. ^ Джексон 1997, «скамейка из гравия».
  30. ^ "Quarry Process – QP, DGA – NJ, NY, NYC, PA". braenstone.com . Архивировано из оригинала 27 января 2018 года . Получено 1 мая 2014 года .
  31. ^ Джексон 1997, «мелкий гравий».
  32. ^ Джексон 1997, «гравий предгорий».
  33. ^ Джексон 1997, «гравий плато».
  34. ^ Джексон 1997, «дранка».
  35. ^ C.Michael Hogan. 2010. Абиотический фактор. Энциклопедия Земли. Ред. Эмили Моноссон и К. Кливленд. Национальный совет по науке и окружающей среде. Архивировано 8 июня 2013 г. в Wayback Machine . Вашингтон, округ Колумбия.

Внешние ссылки

Медиа, связанные с гравием на Wikimedia Commons