Для лабораторно-практических занятий

Имени Ярослава Мудрого»

 

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Для лабораторно-практических занятий

По почвоведению с основами геологии

Часть 2. Горные породы

 

 

 

Великий Новгород

2014

ББК                                                                 Печатается по решению

УДК 631. 821                                                 РИС НовГУ

 

 

Рецензент

кандидат с.-х. наук, доцент Г. В. Васильева

 

 

     Почвоведению с основами геологии часть 2. Горные породы: Методические указания для лабораторно-практических занятий / Сост. Т. А. Николаева. НовГУ имени Ярослава Мудрого. – Великий Новгород, 2014. – 24 с.

 

 

Методические указания по морфологическим признакам почв предназначены для выполнения лабораторно-практических занятий по одной из важнейших тем дисциплины «Почвоведение». Она содержит вопросы строения и мощности почвенного профиля, морфологических признаков генетических горизонтов и почвенного профиля в целом, а также характеристику гранулометрического состава почв. Представлены контрольные вопросы и задания, которые должны выполнить студенты. Предназначены для студентов направлений:

110400 – «Агрономия», 120700 – «Землеустройство и кадастры», 022000 – «Экология и природопользование».

35.03.04 – «Агрономия», 21.03.02 – «Землеустройство и кадастры», 05.03.06 – «Экология и природопользование».

 

© Новгородский государственный

университет, 2014

© Т.А. Николаева, 2014

 

содержание

	С.
Понятие о горных породах и их классификация …………………	4
Лабораторная работа 1. Класс I. Магматические горные породы …………………………	5
Лабораторная работа 2 Класс II. Метаморфические горные породы……………………….	11
Лабораторная работа № 3 Класс III. Осадочные горные породы………………………………	13
Список литературы…………………………………………………..	23

 

Лабораторная работа 1.

КЛАСС I. МАГМАТИЧЕСКИЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

Кислые интрузивные (глубинные) породы

Гранит . Гранит является наиболее распространенной кислой глубинной породой. Породообразующие минералы: полевые шпаты (представленные ортоклазом или микроклином) составляющие 60–65%, кварц 30–35% и цветные минералы – слюда, роговая обманка, реже авгит, составляющие 5–15%. Полевые шпаты в граните находятся в хорошо образованных кристаллах, слюды имеют чешуйчатое строение, роговые обманки – в виде черно- или темно-зеленых кристаллов.

Цвет гранита в основном определяется цветом полевых шпатов, чаще всего он светло-серый, розовый и мясо-красный. Структура гранитов полнокристаллическая, зернистая. По величине зерен гранита могут быть мелко-, средне и крупнозернистыми. Текстура гранитов массивная. Граниты широко распространены в пределах Феноскандинавского и Украинского кристаллических щитов, на Урале, Кавказе, Алтае и всех Восточно-Сибирских хребтах в форме баталитов. В природе встречается много разновидностей гранита.

 

Средние интрузивные породы

Сиениты по внешнему виду похожи на граниты. Минералогический состав: полевые шпаты (главным образом ортоклаз) и цветные минералы, такие как роговая обманка, авгит, слюды. Кварц отсутствует или встречается в небольших количествах. В этом состоит существенное различие между сиенитами и гранитами. Окраска желтоватая, красная, серая и зависит от цвета полевых шпатов, структура полнокристаллическая зернистая (чаще всего среднезернистая). Сложение массивное. Встречается в Сибири и на Урале.

Диорит – является более распространенной породой, чем сиенит, образует самостоятельные массивы, а также встречается в краевых частях кислых и основных пород. Структура диоритов чаще среднезернистая, встречаются и мелкозернистые разности. Текстура массивная.

Минералогический состав: полевой шпат (плагиоклаз), из цветных минералов – роговая обманка и биотит. Кварц встречается единичными зернами. Окраска диорита серая, темно-красная; при выветривании диорит приобретает зеленовато-бурую окраску. Диориты встречаются на Урале, в Средней Азии, Закавказье и других местах. С диоритами связаны месторождения железных и медных руд.

 

Средние эффузивные породы

Трахиты - эффузивные породы, являющиеся аналогами сиенитов. Минералогический состав: калиевые полевые шпаты, плагиоклазы; из цветных минералов - биотит или роговая обманка. Структура порфировая. Порфировидные включения состоят из зерен полевых шпатов. Текстура массивная, но при выветривании зерен полевых шпатов переходит в пористую. Формы залегания: потоки, покровы, купола, а иногда и лакколиты. Окраска трахитов светло-желтая, серая или красноватая. В пределах СНГ трахита распространены на Кавказе.

Андезиты - породы, которые являются аналогами диоритов. Минералогический состав: полевые шпаты, представленные плагиоклазом; из цветных минералов - роговая обманка, реже авгит и биотит. Структура порфировая. Порфировидные включения состоят из плагиоклазов, удлиненных кристаллов роговой обманки. Окраска породы светло-бурая и бурая. Текстура массивная. Андезиты имеют широкое распространение (Кавказ, Восточная Сибирь, Камчатка, Курильские острова). Они образуют обычно большие по площади лавовые поля, покровы, потоки и купола.

 

Основные магматические породы

Главными породообразующими минералами являются авгит, плагиоклаз (часто–лабрадор), а также оливин и роговая обманка. Большое количество темно-окрашенных минералов придает этим породам темный цвет.

 

Основные интрузивные породы

Габбро имеет полнокристаллическую зернистую, часто крупнозернистую структуру. Цвет черный, иногда зеленоватый. В ряде случаев темные и светлые элементы расположены отдельными полосами.

Минералогический состав: основное место занимают полевые шпаты, представленные плагиоклазами, из цветных минералов – диалаг (разновидность авгита), реже – роговая обманка или слюда, часто встречается оливин, а также магнетит, иногда пирит. Формы залегания габбро - лакколиты, штоки, жилы. Габбро в большом количестве встречается на Северном Урале, в Забайкалье и в Карелии, Используется как строительный материал.

Лабрадорит – разновидность габбро, почти нацело состоящая из плагиоклаза – лабрадора. Цвет благодаря лабрадору отливает синим и зеленоватым тонами.

Лабрадорит добывается на Волыни, в Киевской области и используется как декоративный отделочный материал.

 

Эффузивные основные породы

Базальт – аналог габбро, одна из самых распространенных излившихся пород. Цвет породы черный., при выветривания окраска становится ржаво-бурой. Структура мелкозернистая, афонитовая, часто порфировая. Текстура массивная. Минералогический состав: плагиоклаз, из цветных минералов - авгит, оливин, в некоторых случаях роговая обманка и биотит, иногда в значительном количестве магнетит. Базальты распространены в Сибири, на Камчатке и Центральном Кавказе.

Диабазы – обладают такой же структурой и тем же минералогическим составом как и базальты, но по окраске обычно несколько светлее базальтов. Часто имеют зеленовато-серый цвет. В диабазе хорошо видны палочки и таблички плагиоклаза, выделяющиеся на темном фоне. Широко распространены на Урале, Кавказе, в Сибири, образуя здесь лавовые потоки, а иногда жилы в массе интрузивных пород. Базальты и диабазы используются в строительном деле, особенно для мощения улиц.

 

Ультраосновные магматические породы

Ультраосновные породы: не содержат кварца. Основные минералы: оливин, плагиоклазы (главным образом лабрадор), магнетит, пироксены (авгиты). Благодаря преобладанию цветных минералов окраска основных пород почти черная.

 

Задание

По данному разделу на 6-8 образцах определить магматическую породу: дать ей полное классификационное название и основные признаки: цвет, минералогический состав и структуру.

Составить таблицу определений магматических горных пород по прилагаемой форме.

 

№ п/п	Внешний вид	Минералогический состав	Цвет	Структура	Название

 

Лабораторная работа 2

Задание

По этому разделу необходимо определить 6-8 образцов метаморфических пород, дать им название и указать минералогический состав, цвет, структуру и текстуру. Определение следует начинать с определения текстуры и минералогического состава. Последний легко определяется невооруженным глазом или при помощи лупы. Мрамор бурно вскипает от кислоты, что является его отличительным признаком.

Для облегчения дается таблица - определитель метаморфических пород (табл. 2).

Результаты определения метаморфических пород внести в таблицу, составленную по форме табл. 2.

 

Таблица 2. Таблица для определения метаморфических пород

Структура	Текстура	Цвет	Породообразующие минералы	Название
Кристаллическая	Ленточная или сланцеватая	Серый, розовый, серо-желтоватый	Полевой шпат, роговая обманка, авгит, слюда, кварц	Гнейс
Кристаллическая	Тонко-слоистая или листоватая	Серый, серо-зеленый, черный	Слюда, примесь кварца	Слюдяной сланец
Кристаллическая	Чешуйчатая или сланцеватая	Серый, серо-белый, серебристый	Тальк, может быть примесь полевого шпата	Тальковый сланец
Кристаллическая	Сланцеватая	Зеленый	Хлорит, могут быть примеси слюды, полевого шпата	Хлоритовый сланец
Кристаллическая	Тонко-слоистая	Темно-серый, серебристый	Слюда, значительные примеси глины	Глинистый сланец
Кристаллическая	Полосчатая или массивная	Белый, серый, розовый, черный, голубой	Кальцит, бывают примеси кварца, доломита, роговой обманки, полевого шпата	Мрамор
Кристаллическая	Массивная	Белый, розовый, желтый, светло-серый	Кварц	Кварцит

 

Лабораторная работа № 3

Пылеватые породы (алевриты)

Они представляют собой рыхлые тонкообломочные породы, в которых преобладают частицы от 0,01 мм до 0,05 мм; могут быть частицы и более крупные (до 0,1 мм). К этим породам относятся лёсс и лёссовидные суглинки. Лёсс характеризуется следующими признаками: пористостью, хорошей водопроницаемостью, однородностью, карбонатностью (бурно вскипает от HGI) и пылеватостью частиц. Окраска лёсса желтовато-палевая, бурая.

     По минералогическому составу лёсс состоит в основном из угловатых зерен кварца, полевого шпата, глинистых минералов и кальцита, количество которого может достигать 30%. Кальцит может быть равномерно распределен в толще лёсса в виде очень мелких кристаллов или образует скопление различной величины и формы - пятна, конкреции, прожилки. Из других минералов здесь встречаются слюды, гипс, лимонит. Все минералы находятся в высокодисперсном состоянии и изучить их можно только под микроскопом. В лёссе всегда присутствует незначительное количество органического вещества.

В естественном залегании для лёсса характерна вертикальная трещиноватость, способствующая образованию оврагов и ущелий с вертикальными стенками.

В отношении генезиса лёсса существует ряд гипотез. Докучаев считал лёсс флювиогляциальной породой. Павлов рассматривая лёсс как делювиальное или пролювиальное образование. Мушкетов и Обручев приписывали лессу эоловое происхождение.

Согласно гипотезе Берга Л.С. образование лесса связано с почвенно-элювиальной переработкой рыхлых поверхностных образований в условиях сухого климата.

Лёсс широко распространен в южных районах и является материнской породой для многих степных почв.

Лёссовидные суглинки. Для последних, по сравнению с лёссом, характерна меньшая пористость, отсутствие в ряде случаев карбонатов кальция; встречается слоистость. Лессовидные суглинки менее однородны, чем лессы по величине частиц; по химическому и механическому составу похожи на лессы.

По своему происхождению лёссовидные суглинки представляют собой древнеаллювиальные, озерные кии делювиальные образования, а также продукты выветривания элювиально-делювиальных пород. Лессовидные суглинки также являются важнейшими почвообразующими породами для почв.

 

ГЛИНИСТЫЕ ПОРОДЫ (ПЕЛИТЫ)

Включают в себя мелкообломочные породы с преобладанием частиц менее 0,01 мм, образование которых связано с процессами как физического, так химического выветривания. Главной составной частью глин являются вторичные минералы, среди которых преобладают глинистые минералы группы каолинита, монтмориллонита и иллита, кроме того, присутствуют водные окислы кремния, железа и алюминия как аморфные, так и кристаллические, в ряде случаев есть кальцит, доломит, гипс. Кроме вторичных минералов в глинах содержится некоторое количество первичных минералов еще не подвергшихся  химическому выветриванию - кварц, полевые шпаты  и слюды. По минералогическому составу глины делятся на мономинеральные, главная масса которых состоит из одного минерала, и полиминеральные, состоящие из многих минералов.

В сухом состоянии глина представляет собой землистую массу и растирается в порошок. При смачивании водой она становится пластичной и принимает приданную ей форму. Поглощая воду в больших количествах, глина становится липкой и набухает, резко увеличивая объем. При высыхании твердеет и уменьшается в объеме. Цвет глины различен: серый, желтый, бурый, черный, иногда красный и зеленоватый. Малый размер и пластичность частичек глины обуславливает плохую водопроницаемость.

По своему образованию глины делятся на:

1) остаточные (элювиальные), образование которых обусловлено процессами физического и химического выветривания горных пород на месте их залегания;

2) переотложенные, образующиеся при переносе глинистых частичек водой.

Среди этих глин различают континентальные (озерные, аллювиальные, делювиальные и др.) и морские, образовавшиеся на различиях глубинах в морских бассейнах. Переотложенные глины обычно характеризуются слоистостью. К мономинеральным глинам относятся каолиновые и монтмориллонитовые глины, бокситы.

Каолиновые глины почти нацело состоят из минерала каолинита. Цвет этих глин, если они не содержат посторонних примесей, белый; они жирные на ощупь, мягкие. Эти глины находят большое применение в фарфорово-фаянсовом про­изводстве, для изготовления огнеупорного кирпича и других изделий, так как обладают повышенной водоупорностью.

Монтмориллонитовые глины в основном состоят из минералов группы монтмориллонита. В отличие от каолиновых глин эти глины в большинстве случаев не пластичные, а при воздействии водой рассыпаются в порошок. Эти глины обладают высокой адсорбционной способностью и используются для очистки нефтепродуктов, отбеливания тканей.

Бокситы – плотные, красные глинистые породы, представляющие собой водные окислы алюминия с примесью гидроокиси железа и глинистых минералов. Они являются рудой на алюминий.

Полиминеральные глины различного происхождения широко рас­пространены в природе. К ним относятся очень разнообразные по цвету и свойствам глины ледникового, озерного и морского происхождения.

Моренные глины имеют ледниковое происхождение, характеризуются включениями в их толщу гравия и валунов различных магматических пород. Цвет - бурый, красно-бурый, желтовато-бурый.

Ленточные глины озерного происхождения. Имеют пеструю окраску и хорошо выраженную слоистость из чередующихся глинистых и супесчаных прослоек.

Кембрийские глины образовались на дне древнего Кембрийского моря. Окрашены в серовато - голубой цвет, очень пластичны,

Многие разновидности полиминеральных глин используются в кирпичном и гончарном производстве.

Глинистые сланцы представляют собой твердые глинистые породы, образующиеся из глин в процессе частичного их метаморфизма. Минералогический состав их такой же, как у глин. Окраска глинистых сланцев от серой до черной, иногда зеленоватая. Текстура - тонкосланцеватая. Масса глинистого сланца легко раскалывается на плитки с матовой поверхностью.

Смешанные песчано-глинистые породы состоят из частиц песка, пыли и глины в различных со­отношениях. К ним относятся супеси и суглинки различного происхождения (ледниковое, делювиальные, аллювиальные).

Супеси содержат 10-20% глины, остальная масса представлена пылеватыми и песчаными частицами. Они хорошо водопро­ницаемы, не пластичны, при высыхании образуют непрочные комки, с поверхности которых легко оттирается песок. Минералогический состав обусловлен составом песчаных, пылеватых и глинистых ча­стиц, образующих их массу. В них всегда много кварца, благода­ря высокому содержанию песка, есть слюда, окислы железа. Окраска бурая и красно - бурая, палево - бурая. Моренные ледниковые супеси содержат много гравия и валунов. Делювиальные и аллювиальные супеси хорошо отсортированы и часто слоисты.

Суглинки отличаются от супесей более высоким содержанием глины, количество которой колеблется от 20 до 60%; остальная часть- песок и пыль. Они менее пластичны, чем глины, водопроницаемы, во влажном состоянии их можно скатать в очень непрочной шарик или шнур. Они содержат много глинистых минералов, водной окиси железа и алюминия; из первичных минералов преобладающее значение имеют кварц и слюда. Цвет бурый и красно - бурый.

Моренные суглинки характеризуются плохой сортировкой материала, содержат гравий и валуны, не слоисты. Делювиальные суглинки более однородны по размерам частиц.

 

Аллитовые породы

К этой группе относятся породы, состоящие в основном из гидроокисей алюминия и железа. Наибольшее практическое значение имеют:

Бокситы – горные породы, состоящие из водной окиси алюминия (гидроокись алюминия) с примесью окиси железа. Масса породы твердая (камнеподобная), реже мягкая (глиноподобная), часто оолитового облика. Цвет от кирпично-красного до коричневого. Минералогический состав: гидраргиллит, гематит; в качестве примесей - каолинит, монтмориллонит, гидроокиси кремния, алюминия и железа в коллоидной форме.

Соли

Каменная соль образует значительные залежи в виде зернисто-кристаллической или сплошной массы галита. Чистая каменная соль бесцветна, наличие примесей обусловливает белую, голубую, розовую, красную, серую и даже черную окраску. Имеет соленый вкус и хорошо растворяется в воде.

Калийные соли также образуют большие залежи и состоят из сильвина, карналлита, сильвинита. Имеют различную окраску из-за примесей. Широко используются как калийные удобрения и в химической промышленности.

Гипс является наиболее распространенной сернокислой породой. Залежи гипса образуют зернистую, волокнистую или плотную массу. Чистый гипс белого или серовато-белого цвета, но примеси придают ему различную окраску. Встречается обычно в виде пластов и линз среди глин, известняков и каменной соли.

Карбонатные породы

Наиболее распространенными карбонатными породами являются известняки, мергель и доломиты. Известняки состоят в основном из кальцита. Легче всего они распознаются по вскипанию при действии соляной кислотой. Главнейшими разновидностями известняков являются:

Известняки – являются наиболее распространенными карбонатными органогенными породами. Они состоят из остатков раковин моллюсков или скелетных образований других животных организмов и образуют плотную, реже рыхлую (ячеистую) массу. Известняки, в которых хорошо сохранились различные раковины, называют известняками-ракушечниками. Цвет их различен, чаще всего они окрашены в светлые тона. Органогенные известняки классифицируют по группам организмов, из скелетных остатков которых они образуются (коралловые, мшанковые, нуммулитовые и другие). Разновидностью органогенных известняков является известный всем пишущий мел, представляющий собой скопление микроскопических раковин фораминифер, кокколитов и других организмов.

Плотные известняки – образующие плотные тонкокристаллические массы белого, желтого и серого цвета.

Оолитовые известняки – скопления мелких кальцита скорлуповатого или радиально-лучистого строения, сцементированных между собой.

Известковые туфы – рыхлые, очень пористые или ячеистые массы из мелкокристаллического кальцита. Окраска различная – серая, серовато-желтая, красноватая, темная. Образуются они в местах выхода на поверхность подземных вод, богатых углекислым кальцием.

Мергель – порода, состоящая из кальцита и глинистых частиц. По внешнему виду он представляет твердую или мягкую породу белого, серого, розоватого или зеленоватого цвета. При действии соляной кислоты мергель бурно вскипает, оставляя на поверхности породы грязное пятно в отличие от известняков.

Доломиты – состоят из минерала доломита (90-95%) и кальцита (5-10%). Они имеют зернисто-кристаллическую, рыхлую, ячеистую текстуру; серый, белый или светло-желтый цвет. Не вскипает при действии холодного раствора соляной кислоты, но вскипает с горячим ее раствором.

Кремнистые породы

Образование кремнистых пород связано с накоплением кремнистых скелетных частиц микроорганизмов, скелет которых состоит из кремнезема, опала и кварца.

Кремнеземистые туфы – светлая или пестроокрашенная пористая порода, образующаяся при выходе на поверхность горячих источников, несущих кремнезем.

Диатомит – белая или светлоокрашенная кремнистая и очень легкая порода. Состоит из слабосцементированных скорлупок диатомей. Диатомит применяется как изолятор (звуковой и тепловой) , абразивный материал, в качестве поглотителя и как строительный материал.

Трепел – светлоокрашенная, иногда белая порода, состоящая гавным образом из опала, спикул, губок или раковин радиолярий с примесью песка и глины. Порода очень легкая, мягкая, пачкающая, быстро поглощает воду. Трепел применяется для термоизоляции, полировки металлических изделий, фильтрации кислот, изготовления легкого кирпича и т.д.

Опока – похожа по составу на трепел, но значительно более твердая и сцементированная порода. Окраска – светло-серая и даже черная. Многие разности опоки имеют примеси извести, песка, глинистых частиц. При ударе опока раскалывается со звенящим звуком на остроугольные осколки с раковистым изломом.

Яшмы – плотные, очень твердые породы, состоящие из смеси аморфного и кристаллического кремнезема, нередко с остатками организмов и заметного количества оксида железа. Окраска яшм разнообразная – желтая, красная, зеленоватая и пр., часто полосатая с наличием разнообразных рисунков. Характерен раковистый излом. Яшмы являются красивым декоративным камнем.

Фосфаты

Фосфориты – породы, содержащие большое количество апатита. Кроме апатита в составе фосфоритов встречаются примеси кварца, кальцита, глауконита, остатки диатомей и радиолярий, мелкие зерна пирита и марказита, а также органического вещества. Окраска фосфоритов от белой до черной. Генезис фосфоритов связан со скоплением костей млекопитающих, остатков раковин. Образование его возможно и путем химического выпадения. Фосфориты встречаются в форме желваков (часто радиально-лучистого строения), конкреций и сплошных масс, иногда очень плотных, сходных по внешнему виду с песчаниками и известняками. Фосфориты находят широкое применение в сельском хозяйстве как фосфорное удобрение или сырье для изготовления суперфосфата.

Задание

По этому разделу необходимо составить таблицу определений 10-12 образцов различных осадочных пород, описать их признаки и дать название.

 

 

№ п/п	Внешний вид	Минералогический и химический состав	Цвет	Плотность	Название

 

Примечание. Для приобретения навыка при определении осадочных пород следует просмотреть как можно больше образцов.

Большую помощь оказывает использование кислоты и ряда чисто визуальных методов (определение на ощупь). Так, глинистые породы жирные, мягкие на ощупь, песчаные, карбонатные – шероховатые, грубые.

 

 

Список литературы

 

1. Добровольский В. В. геология. Минералогия, динамическая геология, петрография. М.: Владос, 2004. – 319 с.

2. Карлович И.А. Геология : Учеб.пособие для вузов. - 3-е изд. - М. : Трикста: Академический проект, 2005. – 702 с.

3. Ковриго В.П. Почвоведение с основами геологии: Учеб. для студентов вузов / Под ред. В.П.Ковриго. - М. : Колос, 2004, 2008. – 438 с.

4. Общее почвоведение: Учеб. пособие для вузов Междунар. ассоц. "Агрообразование". - М.: КолосС, 2006. – 455 с.

5. Практическое руководство по общей геологии./ Под ред. проф. Короновского Н.В. Академия, 2004. – 445 с.

6. Хабаров А.В. Почвоведение. М: КолосС, 2007 – 311 с.

 

Учебное издание

 

 

Составитель

кандидат с.-х. наук, доцент Т. А. Николаева

 

 

Компьютерная верстка

В. Н. Гарусова

 

 

Оригинал-макет подготовлен

Институтом сельского хозяйства и природных ресурсов

Изд. лиц. ЛР № 020815 от 21.09.98.

Подписано в печать        . Бумага офсетная. Формат 60х84 1/16.

Гарнитура Times New Roman. Печать офсетная.

Усл. печ. л.     Уч.-изд. л.    Тираж 100 экз. Заказ №          

Издательско-полиграфический центр

Новгородского государственного университета им. Ярослава Мудрого.

173003, Великий Новгород, ул. Б. Санкт-Петербургская, 41.

Отпечатано в ИПЦ НовГУ.

173003, Великий Новгород, ул. Б. Санкт-Петербургская, 41.

Имени Ярослава Мудрого»

 

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

для лабораторно-практических занятий

12345Следующая ⇒

Поделиться: