ОСАДОЧНЫЕ ПОРОДЫ

Месторождения песчаника

Песчаники, используемые в промышленности, резко различаются по составу, распространению и возрасту, а также по типу и количеству цемента. В этом разделе детально рассматриваются три важных района месторождений песчаников США — Бериа, Орискани и Сент-Питер — и вкратце описывается несколько других месторождений. Надеюсь, что таким образом читатель познакомится с разнообразными геологическими условиями, в которых встречаются промышленные месторождения песчаников.

Песчаники Бериа

Песчаники Бериа, широко используемые в США для получения штучного камня, разрабатываются в округе Лорейн в северной части штата Огайо, примерно в 25 милях западнее Кливленда. Они представляют собой светло-серые средне- и тонкозернистые протокварциты с кремнеземистым или глинистым цементом. В этих песчаниках содержится более 90% кварца, немного кремня, неизмененного полевого шпата и обломков пород. Содержание минералов тяжелой фракции менее 1%.

Песчаники Бериа подстилаются сланцами Бедфорд, с которыми они тесно генетически связаны. Эти породы по возра- , сту относятся к раннемиссисипским, а ниже сланцев Бедфорд залегают уже девонские сланцы формации Огайо. Песчаники Бериа согласно перекрываются сланцами Санбери, но в районе разработок эти породы размыты и на песчаниках залегают ледниковые образования. Все породы залегают почти горизонтально.

В северной части штата Огайо песчаники Бериа состоят из двух толщ. Верхняя толща — пласт песчаника мощностью 20—40 футов; в верхней части (на одну треть мощности пласта) он тонкоплитчатый и здесь в обилии встречаются знаки ряби. Нижние две трети верхней толщи сложены массивными и обычно косослоистыми породами. Нижняя эксплуатируемая толща сложена массивными однородными песчаниками, которые не образуют выдержанного пласта, а выполняют древнее русло, глубоко врезанное в подстилающие сланцы ( 5.4). Максимальная глубина карьера в этих русловых песчаниках достигает 235 футов.

Геология сланцев Бедфорд и песчаников Бериа описана Пиррером и др. (Реггег et al., 1954). В северной части штата Огайо обе эти формации были отложены в дельтах рукавов

палеореки «Онтарио-Ривер», впадавших в море с севера. После отложения и консолидации осадков дельта Бедфорд была приподнята и обновленные потоки глубоко врезались в нее, местами прорезая сланцы Бедфорд и подстилающие сланцы Огайо. Во время образования песчаников Берна реки несли в изобилии песчаный материал, который сначала выполнял ро- вообразные русла, а затем распространился в горизонтальном направлении, в результате чего сформировалась верхняя пластовая часть песчаников Берна. Русловые залежи извилистые и имеют асимметричную форму в поперечном разрезе. Резкий контакт между стенками русла и выполняющими его песчаниками указывает на то, что сланцы Бедфорд перед размывом уже были достаточно литифицированы. Довольно однородная горизонтальная слоистость по всей мощной толще песчаников объясняется отложением медленно текущими водами в предварительно врезанном русле.

В результате ледниковой эрозии большая часть верхнего пласта песчаников была снесена и остались только массивные русловые отложения, которые выделяются в виде длинных грядок, поднимающихся на 50 футов и более над окружающей низменной равниной.

Для русловых песчаников характерно отсутствие примесей. Здесь встречаются отдельные растительные обрывки и тонкие прослойки углистого материала. Дискообразные сланцевые и глинистые окатыши, образованные из подстилающих пород, иногда слагают линзы протяженностью 2—25 футов и мощностью от 1 до 16 дюймов. Однако все эти породы составляют не более 1 % к общей массе песчаников.

Песчаники Орискани

Важный источник высококремнеземистых песков в восточных районах США — песчаники Орискани раннеде.вонского (алстерийского) возраста. Они залегают в виде тонкого пласта, который прослеживается в поверхностных выходах из центральной части штата Нью-Йорк (где он и получил свое название) в южном направлении в южную часть штата Виргиния, тогда как его распространение под перекрывающими породами установлено до восточной части штата Огайо. Несмотря на широкое распространение, песчаники Орискани лишь спорадически промышленно интересны мощностью и качеством, приобретая практическое значение только в немногих местах, которые расположены в складчатом поясе центральной части Аппалачских гор. Главные из этих районов месторождений песчаника расположены в округах Мифлин и Хантингдон в центральной части штата Пенсильвания и примерно в 55 милях к юго-западу вдоль прямой, соединяющей окрестности Камберленда, Мэриленда и рек Ханнок и Беркли- Спрингс в северо-восточной части штата Западная Виргиния.

В этих районах песчаники Орискани в действительности представляют собой группу, включающую две формации — вверху песчаники Риджли, внизу кремнистые породы Шри- вер. Пески добываются только из формации Риджли. Но, поскольку термин Орискани более широко известен и чаще применяется, наименование промышленных песков происходит от названия группы, а не от названия формации.

Песчаники перекрываются сланцами онондагского возраста (средний девон), от которых они отделяются резким волнистым контактом, вероятно указывающим на несогласие. Нижний контакт с кремнистыми породами Шривер постепенный. Формация Шривер, сложенная темными кремнеземистыми сланцами с большим количеством стяжений черных кремней, подстилается сланцами и известняками хелдерберг- ского возраста (нижний девон).

Породы формации Орискани и Хелдерберга протягиваются в виде длинных грядок, как это вообще характерно для относительно устойчивых толщ складчатой серии Аппалачских гор. В одних грядах структура моноклинальная, в других — синклинальная. Падение юго-восточное или северо-западное от 15—20° до вертикального и возможно опрокинутого.

Во многих местах мощность песчаников Орискани составляет лишь несколько футов, но в центральной части штата Пенсильвания и в штатах Мэриленд и Западная Виргиния она достигает 200—350 футов. Свежие породы — это белые и голубовато-серые ортокварциты, цемент обычно известкови- стый, но местами кремнеземистый. Породы прочные, крепкие и местами используются в качестве железнодорожного балласта. Эти песчаники средне- и мелкозернистые, хорошо отсортированные, с угловатыми и полуугловатыми зернами. Повсюду встречаются невыдержанные прослои конгломератов. Они состоят из полуугловатых и округлых белых кварцевых галек диаметром обычно не более 0,5 дюйма.

Песчаники Орискани имеют ценность не только из-за своей мощности, но и вследствие их чистоты и рыхлого сложения. В районах карьеров песчаники почти нацело кварцевые. В них встречаются отдельные зерна частично измененного полеэргр шпата и иногда зерна роговой обманки и турмалина. Среди вредных примесей встречается немного лимонита и местами вторичные окислы марганца со следами кобальта.

Выщелачивание цемента приводит к тому, что обычно прочные песчаники Орискани превращаются в рыхлые песчаники или несвязные пески. Фиттке (Fettke, 1919) утверждает, что выщелачивание имело место только в небольших участках целого пояса обнажений, очевидно, там, где песчаники в большей степени раздроблены при складчатости. Поверхностные воды, просачиваясь в породы через микроскопические межзерновые поры и по трещинам, растворяли цемент. Местами встречаются постепенные переходы от белого рыхлого песчаника у трещин до стекловидного кварцита в удалении от них. Фиттке отмечает, что в обнажении в нижних частях гряд там, где они пересекаются потоками, текущими с более верхних частей склонов, песчаники сильнее выветрелые, чем на гребнях гряд. Однако полная дезинтеграция песчаников в рыхлый песок встречается не повсеместно, и поэтому добытое сырье необходимо подвергать помолу на фабриках.

Судя по некоторым геологическим признакам, песчаники Орискани — это прибрежные мелководные осадки, отложившиеся в тектонически стабильной обстановке. Об этом свидетельствуют преобладание кварца, присутствие линз конгломератов и многочисленные находки морской фауны. Исследование минералов тяжелой фракции Стау (Stow, 1938) показало, что песчаники Орискани в южной части штата Нью- Йорк образовались за счет более древних осадочных пород, вероятно, кембрийских или силурийских песчаников, которые встречаются юго-восточнее этого района. Таким образом, песчаники Орискани — ортокварциты второго цикла осадконакоп- ления Очень большая мощность песчаников в районах их эксплуатации обусловлена отложением в дельтах.

Песчаники Сент-Питер

Эта формация, интересная как в научном, так и практическом отношении, представлена очень чистыми ортокварцитами раннесреднеордовикского (чезийского) возраста. Они выходят на дневную поверхность вдоль южного края Висконсинского антиклинального поднятия в штатах Миннесота, Висконсин, Айова и Иллинойс и на крыльях купола Озарк на востоке центральной части штата Миссури. Кроме того, эти орто- кварциты прослеживаются под более молодыми породами в штатах Айова, Иллинойс, Индиана и в северной части штата Миссури. Пластовая залежь этих пород очень обширна; согласно Дэпплесу (Dapples, 1955), средняя мощность залежи 75 футов на площади 225 тыс. кв. миль. Песчаники Сент-Пи- тер почти целиком состоят из кварца, однородны По гранулометрическому составу, причем более крупные зерна округлые и изъеденные; цемента немного.

Промышленная добыча песков формации Сент-Питер ведется в двух местах: в северной части штата Иллинойс, особенно в районе Оттавы, примерно на 75 миль юго-западнее Чикаго; на востоке центральной части штата Миссури, у Клондайка и Пасифика, в 30 милях западнее Сент-Луиса и около Кристал-Сити на реке Миссисипи, в 30 милях южнее Сент-Луиса. Поскольку район Оттавы в течение многих лет был главным поставщиком кремнеземного песка, то он и будет в основном рассмотрен ниже.

На протяжении нескольких миль к западу от Оттавы, округ Ла-Салл штата Иллинойс, песчаники Сент-Питер выстилают дно долины реки Иллинойс и образуют крутые обрывы в бортах долины. Эти песчаники залегают на гребне антиклинали Ла-Салл и являются самыми древними породами, выходящими на дневную поверхность в окрестностях Оттавы. Песчаники несогласно перекрывают доломиты Шакопи и, очевидно, выполняют древние русла, врезанные в этих и более древних породах. Иногда песчаники перекрываются тонким уцелевшим от размыва пластом известняков Платвилл (следующей в нормальной последовательности более молодой формации), но обычно на них налегают либо пенсильванские глины, угли и сланцы, либо плейстоценовые ледниковые отложения и современный аллювий. Падение пластов песчаника восточное, примерно 50 футов на милю. Там, где песчаники Сент-Питер перекрываются другими породами, их мощность 135—160 футов, но в тех участках, где они размыты современными реками, их мощность значительно меньше.

Тот факт, что разрабатываемые песчаники Сент-Питер в среднем обычно содержат более 97% кремнезема, указывает не только на малую примесь прочих минералов, но также и на отсутствие включений в самих кварцевых зернах. Большую часть примеси составляют глины. Содержание лимонита в среднем около 0,35%; этот минерал встречается в виде пленок на кварцевых зернах или в смеси с глинистым материалом. В небольших количествах присутствуют полевые шпаты и некоторые минералы тяжелой фракции.

Чистые песчаники светло-серые и белые с редкими пятнами желтого или коричневого цвета, обусловленными примесью лимонита. Содержание глин наибольшее и окраска более сильная в тех местах, где песчаники перекрываются пенсильванскими глинами и углями в обрывах выше дна долины. Поэтому большинство карьеров размещается именно в этих местах, так как к добываемому здесь сырью, предназначенному для получения литейных и других песков, не предъявляется требование максимального содержания кремнезема. Песчаники с наименьшим содержанием глины и лимонита встречаются под речными наносами, и поэтому большинство карьеров по добыче отмученного стекольного песка располагается на отмелях реки Иллинойс. Отмученный песок из этих карьеров содержит в среднем 99,9% кремнезема.

Высокая степень сортировки песчаников Сент-Питер показана на  5,5, на которой видно, что 80% зерен лежат в пределах двух соседних размерных фракций. На этой фигуре также показано, что верхняя часть песчаников Сент-Питер в районе Оттавы сложена преимущественно крупно- и средне- зернистыми разностями, тогда как нижняя часть — средне- и мелкозернистыми.

Более крупнозернистые пески верхней части, очевидно, распространены лишь в пределах Иллинойса. Гедлогическое исследование Тила (Thiel, 1935) показало, что медиана зерен песчаников Сент-Питер в штате Иллинойс в среднем составляет 0,4бЗ, в штате Миссури — 0,161, в штате Мйннесота — 0,216, в штате Висконсин— 0,223 и в штате Арканзас —

0,241 мм. Последние четыре величины попадают в мелкозернистую фракцию. Присутствие более крупнозернистых песков в районе Оттавы имеет промышленное значение, так как средне- и крупнозернистые пески используются шире, чем мелкозернистые, например, в качестве материала для пескоструйных аппаратов и гидравлического разрыва нефте- и газоносных пластов. Все карьеры заложены частично или полностью в песках верхней толщи.

Зерна крупных и средних размеров хорошо окатаны, мелкие зерна — полуугловатые, а очень мелкие — угловатые. Относительно крупные зерна мутные (шероховатые), и большая часть их испещрена выемками. Округлость и шероховатость (мутность) зерен приписывается обычной морской абразии (Dake, 1921; Lamar, 1927), а выемки, видимо, унаследованы от кварцевых кристаллических пород, где зерна были окружены и пронизаны другими минералами, которые потом были удалены.

Песчаники Сент-Питер рыхлые и плохо сцементированные. Их некоторая связность, очевидно, обусловлена главным образом примесью светлоокрашенного глинистого материала, который отмечается между зернами и в виде пленок на зернах, хотя Уиллмэн и Пэйн (Willman, Payne, 1942) относят эту связность большей частью за счет уплотнения песков. Окислы железа в отложениях этой формации не играют роли цемента, так как характерные желтые песчаники лишь несколько прочнее белых. Хотя некоторые кварцевые зерна являются вторичными, количество такого кремнезема невелико и он также не может служить цементирующим веществом. Неразрушенные поверхности песчаников при выветривании (под действием атмосферы) обычно «цементируются» и покрываются тонкой коркой, в которой при испарении грунтовых вод образуются кварц и лимонит.

Песчаники залегают в виде устойчивых пластов мощностью от нескольких дюймов до 10—12 футов. Во многих местах отмечается косая слоистость. Она обычно проявляется только на протяжении немногих футов всего разреза, обнаруживает углы падения менее 20° и, очевидно, имеет первичное осадочное происхождение. В песчаниках Сент-Питер в штате Миннесота найдены морские ископаемые, а в районе Оттавы обнаружены ходы червей. Знаки ряби встречаются в верхней и нижней частях толщи песчаников, а трещины усы- хания отмечаются в средней части формации, в пластах с большим содержанием глины.

Песчаники секутся крупными трещинами отдельности в основном в двух направлениях, примерно под прямым углом.

В карьерах, расположенных в обрывах на северном берегу реки Иллинойс, встречаются карманы мягкой пластичной глины. Это включения грубо цилиндрической формы, достигающие в поперечнике 5—60 футов и до 10—100 футов глубиной. Местами они встречаются в виде линз, протягивающихся по главным трещинам. Глины привнесены из пенсильванских отложений, перекрывающих песчаники.

Генезис песчаников Сент-Питер широко обсуждался геологами. Литология песчаников привела ранних исследователей к выводу о том, что эти песчаники эоловые по происхождению и залегали на месте большой внутриконтинентальной пустыни в виде движущихся песков. Однако исчерпывающие исследования Дейка (Dake, 1921) ясно показали, что эти песчаники имеют морское происхождение. Некоторые данные для такого заключения были приведены выше, и читатель может найти к этому гораздо больше доказательств в статье Дейка и в более поздних работах Ламара (Lamar, 1927) и Дэпплеса (Dapples, 1955). Региональные исследования, проведенные Дэпплесом, показали, что: 1) песчаники Сент-Питер— трансгрессивные отложения песка, представляющие собой переотложенные пляжные отложения моря, которое постепенно наступало с юго-востока на северо-запад; 2) кварцевые зерна были привнесены несколькими крупными реками, текущими в южном направлении с Канадского щита, и 3) тектонические условия в период отложения формации выражались в равномерном слабом опускании. Вероятно, в прибрежных дюнах происходила ветровая транспортировка перед наступлением моря и разрушением песчаных отложений волнами и течениями.

Песчаники Сент-Питер явно представляют собой продукт неоднократного переотложения, так как они слишком чистые и состоят из настолько хорошо отсортированного и окатанного материала, что их нельзя связать с непосредственным разрушением и переотложением кристаллических пород. Хотя предполагалось, что эти песчаники образовались при размыве верхнекембрийских песчаников, расположенных севернее, Тил (Thiel, 1935) показал, что едва ли это верно, так как верхнекембрийские песчаники более мелкозернистые, чем песчаники Сент-Питер, и содержат иную ассоциацию минералов тяжелой фракции. Тил предполагает, что главным источником были песчаники формации Кетл-Ривер (Хинкли), по возрасту относящейся к верхнему Кивино, которые несколько крупнозер- нистее песчаников Сент-Питер и содержат сходные минералы тяжелой фракции.

После отложения песчаников Сент-Питер история развития района Оттава характеризовалась следующими главными особенностями: 1) непрерывное морское осадконакопление, вероятно продолжавшееся вплоть до (2) образования антиклинали Ла-Салл в раннепенсильванское время, 3) повсеместный размыв, в результате которого были эродированы песчаники Сент-Питер (и местами в северной части штата Иллинойс доломиты Шакопи); 4) образование пенсильванских отложений, которые несогласно перекрывают все более древние формации в северном направлении, и, наконец, 5) плейстоценовая ледниковая эрозия и деятельность современных потоков, в результате проявления которых была удалена большая часть пенсильванских пород.

Прочие месторождения песчаников

Некоторые песчаники приближаются в практическом отношении к трем только что описанным их типам, и часть из них вкратце характеризуется ниже. Однако автор отнюдь не предпринимает какой-либо попытки систематического описания многих месторождений песчаников, имеющих ограниченное или узкоместное промышленное значение.

Несколько формаций Атлантической береговой равнины являются источниками песков для специальных применений. Эти формации обычно ассоциируют с глинами, известкови- стыми глинами и гравием; сложены они неконсолидированным и почти горизонтально залегающим материалом. Больше всего таких песков добывается в штате Нью-Джерси. В округе Мидлсекс разрабатываются пески формации Раритан (верхний мел). В этом же штате добываются преимуществен* но морские пески Коханси, которые больше обнажены, чем любая другая формация Береговой равнины; это довольно Чистые пески, представляющие собой сырье для стекольной промышленности.

Пески формаций Бриджтон и Пенсокен (нижний плейстоцен), не выдержанные по простиранию и по мощности, главным образом речного происхождения, но в течение многих лет они разрабатывались для получения больших количеств при- родносвязанных литейных песков (Moore, Taylor, 1924).

Формация Таскалуса (верхний мел) еще не разрабатывалась на пески, но она представляет собой наиболее важный потенциальный источник высококремнеземистого сырья в юго- восточных штатах.

В складчатом поясе в центральной части штата Пенсильвания формация Таскарора (нижний силур) — главный источник кремнеземистого сырья для огнеупорного кирпича. Она сложена ортокварцитами с содержанием кремнезема 97— 98%; средняя мощность около 400 футов. Поскольку породы формации Таскарора очень устойчивы по отношению к размыву, они образуют длинные гряды, а склоны многих таких гряд покрываются настилом или «ледяными полями» («floe») (Moore, Taylor, 1924) делювиальных глыб кварцита. Эти коренные и делювиальные ортокварциты в течение многих лет используются в качестве сырья для огнеупоров. Главные центры добычи сосредоточены вдоль гряд Тасси-Маунтин, Джэкс- Маунтин и других, которые протягиваются в центральной части штата Пенсильвания через округа Бедфорд, Блэр, Хантингдон и Сентр.

В районе Аллеганских гор разрабатывается ряд песчаниковых толщ пенсильванского возраста. Две из этих песчаниковых толщ — конгломераты Шарон и песчаники Массил- лон — широко разрабатываются в восточной части штата Огайо. Конгломераты Шарон (базальная часть формации Потсвилл) в действительности сложены главным образом средне- и крупнозернистыми косослоистыми песчаниками, но они содержат мощные пласты кварцевых галек диаметром '/в—3 дюйма. Главные пласты гравелитов, приуроченные к основанию этой толщи, представляют собой линейные залежи, которые выполняют русловые углубления, прорезанные в подстилающих миссисипских сланцах.

Максимальная мощность конгломератов Шарон достигает 175—200 футов. Содержание кремнезема 95—99%, главные примеси — глинистый материал и окислы железа. Добыча сосредоточена в северо-восточной и юго-западной частях штата Огайо, на относительно небольших расстояниях от крупных промышленных рынков. Эти песчаники отмучивают и сортируют по размеру для получения безглинистых литейных песков, а гальки размалывают и получают продукт, который служит источником кремнезема для ферросилиция и динасового кирпича. Фуллер (Fuller, 1955) описал историю образования конгломератов Шарон и породы, за счет которых они образовались.

Песчаники Массиллон (средняя часть формации Потсвилл) косослоистые, плохо отсортированные, выходят в виде полосы, простирающейся с севера на юг в восточной части штата Огайо. По размеру частиц они колеблются от мелко- до крупнозернистых и содержат несколько прослоев гравия. На обогатительных фабриках в округах Перри, Таскаравос и Нокс, в северо-восточной части штата Огайо, эти песчаники размалываются и отмучиваются для получения литейных песков и очень чистых стекольных песков. В округах Гленмонг и Холмс, где песчаники Массиллон мощные, без включений галек, они добываются в качестве штучного камня. Этот камень — «Бриар Хилл-стоун» — широко применяется в жилищном и других видах строительства. На выветривающейся поверхности песчаника образуются характерные пестрые узоры желтых и желтовато-бурых потеков. Грей (Gray, 1956), изучив петрологию песчаников Массиллон, пришел к выводу, что они представляют собой пляжные пески и первоначально были отложены прибрежными течениями.

Строительные песчаники широкого применения добываются вблизи Кросвилла на плато Камберленд в центральной части штата Теннесси. Эти породы Джилдерслив* (Gildersleeve, 1950) относил к песчаникам Роккасл, но Уилсон и др. (Wilson et al., 1956) считают, что они принадлежат песчаникам Крос- вилл, т. е. толще, лежащей несколько выше в серии Потсвилл (нижнепенсильванского возраста). Эти песчаники широко известны под своим традиционным названием «Крэб-Орчард- стоун». Песчаники мелкозернистые, прочные, кварцевые; залегают в виде тонких пластов, простирающихся на большие расстояния. Легко извлекаются плиты песчаника 16 футов длиной, 10 футов шириной и только 3 или 4 дюйма толщиной. Цвет песчаников — рыжевато-бурый, желтовато-бурый, серый, красный, желтый и розовый. Камень извлекается из широких неглубоких карьеров и разрезается на блоки нескольких типов. Он особенно широко применяется для внешней отделки зданий ввиду своей стойкости, продолжительности срока службы, непроницаемости, а также приятного цвета и легкой обрабатываемости.

Согласно Уилсону и др. (Wilson et al., 1956), в 1955 г. было добыто «Крэб-Орчард-стоун» на сумму более 2 млн. долл.

На северо-западном крыле поднятия Финдли в северо-западной части штата Огайо и в юго-восточной части штата Мичиган встречаются песчаники Силвейния (нижний девон), являющиеся источником высококачественных стекольных песков. Эти песчаники кварцевые, очень чистые, хорошо отсортированные, слабо связанные доломитовым цементом, с округлыми мутными зернами, от мелко- до среднезернистых. Вблизи поверхности в бассейне Мичиган мощность песчаников Силвейния достигает 300 футов, а южнее Детройта, в штате Мичиган, около Роквуда, там, где они добываются, их мощность составляет 50—75 футов. Эти песчаники с резким несогласием залегают на доломитах Бэсс-Айлендс (верхний силур), а вверх они постепенно сменяются доломитами Детройт-Ривер. Кармэн (Carman, 1936) считал, что песчаники Силвейния — это переработанные и эоловые образования, отложившиеся повторно в водном бассейне. Стратиграфически они занимают почти то же место, что и песчаники Орискани, с которыми они сопоставляются.

Пласт песчаников, известный под названием Сент-Питер в долине Миссисипи, простирается на юго-запад до штата Оклахома, где он разделяется уже на несколько пластов песчаника пластами известняка. Эта ассоциация обломочных и карбонатных пород именуется группой Симпсон. Две формации этой группы — Ойл-Крик и Мак-Jluui в районе гор Уичито на юге центральной части штата Оклахома — являются источниками стекольных песков, из которых путем обогащения получают высококачественное сырье.

Толщи песчаников формаций Ойл-Крик и Мак-Лиш имеют мощности 150—400 футов, б диалогическом отношении они сходны с песчаниками Сент-Питер из месторождений штата Иллинойс, хотя они более мелкозернистые. Эти формации залегают на доломитах Арбакл (кембро-ордовик) и местами перекрываются верхнепенсильванской толщей: они слагают сложные синклинальные складки и крылья больших антиклинальных складок пенсильванского возраста. В пределах опущенных грабеноподобных тектонических блоков песчаники сохранились от размыва в постпенсильванское время. Песчаники формации Ойл-Крик разрабатываются около Милл-Крик в штате Оклахома, а песчаники формации Мак-Лиш добываются около Роффа. В этих местах песчаники залегают на небольшой глубине и добываются открытым способом. Геологическое строение района распространения песчаников Сент-Питер приводит Хэм (Ham, 1945), цементация песчаников формаций Сент-Питер и Симпсон описана Хилдом (Heald, 1956), а региональные взаимоотношения этих песчаниковых толщ изучены Дэпплесом (Dapples, 1955).

Потребности в песке в 'Калифорнии удовлетворяются из различных источников, включая ввоз песка из месторождений штатов Иллинойс и Невада и из месторождений прибрежных пляжных и дюновых песков. Большое практическое значение имеют три формации песчаных пород. С 1955 г. в карьере на западном склоне Инио-Маунтинс восточнее озера Оуэне разрабатываются кварциты Эврика (средний ордовик) с целью получения сырья для динасового кирпича. Здесь имеется пласт мощностью около 250 футов стекловидных белых и розовых кварцитов с содержанием кремнезема более 99%. В меньшем количестве добываются кремнеземистые пески формации Айоне (эоцен), которые, выходят на дневную поверхность в вмде прерывистой полосы у западного подножья Сьерра-Невады (Anonymous, 1956). Формация Айоне включает белые глины (стр. 222) и лигниты, но в основном она состоит из светлоокрашенных глинистых песчаников. Зерна песчаника угловатые, что указывает на близость источника сноса, мелкие и средние по размеру. Сортировка песчаников довольно хорошая. Песчаники массивные и слабо сцементированы глинистым веществом.

Наиболее продуктивные пласты встречаются вблизи Айоне, где они сложены на 60% кремнеземистым материалом и на 40%—глинистым веществом. Глинистый материал представлен каолинитом хорошего качества, который отмучивается от песка и используется как сырье для керамических изделий; пески идут в стекольное и кера- минеское производство. Вбливи бшансайда в округе Сан-Диего разрабатываются другие песчаники эоценового возраста, связанные с формацией Тижон, которые на поверхности слагают небольшие холмы. Эти песчаники, белые, мелко- и крупнозернистые, сложены главным образом кварцем с небольшой примесью полевого шпата. В них встречаются линзы алевритОвого и глинистого материала, которые следует избегать при добыче. Добыча песков для пескоструйных машин из формации Тижон увеличилась в 1954 г. в результате установки высокопроизводительной вращающейся мельницы ударного типа для крупных зерен.