Классификация магматических горных пород

Магматические горные породы слагаются в основном силикатами.

Ведущие породообразующие минералы следующие: кварц, полевой шпат, нефелин, роговая обманка, слюда (мусковит и биотит), пироксена и др. Определяющим элементом является SiO₂.

По содержанию SiO₂ (кремнекислоты) они подразделяются на 5 групп; в каждой из них на первом месте указывается интрузивная порода, на втором — эффузивная (вулканическая), т.е. излившийся аналог.

1. Ультракислые породы содержат более 75% SiO₂ — это различные пегматиты.

2. Кислые породы содержат 75%-65% SiO_2. К ним относится группа гранита-липарита. Это кварц-полевошпатовые горные породы.

3. Средние породы, содержащие 65-52% Si0₂. Группа диорита-андезита, состоящие из натрово-кальциевых плагиоклазов и содержащие до 15—30% темноцветных минералов (роговая обманка, часто присутствует авгит и биотит).

4. Основные породы содержат 52—45 % SiO₂. Группа габбро-базальта, состоящая из основных плагиоклазов и цветных минералов (до 30—50%), среди которых наиболее типичны пироксены.

5. Ультраосновные породы с минимальным (< 45%) содержанием SiO₂ Группа перидотита (бесполевошпатовые горные породы).

Ультракислые породы

Содержание SiO2 в этих породах более 75%. К ним относятся пегматиты и некоторые, редко встречающиеся породы типа аляскитов.

Пегматиты (греч. «пегматос» — крепкая связь) состоят из крупных зерен кварца, полевого шпата и небольших количеств цветных минералов.

Характерно взаимное прорастание полевого шпата кварцем. На поперечных разрезах, особенно на полированных плоскостях, поверхность пегматитов напоминает рукопись с древнееврейскими буквами. Такой пегматит часто называют письменным гранитом, а структуру — графической или пегматитовой. В процессе выветривания пегматиты дают различные обломки и каолинитовые глины. Пегматиты используют как керамическое сырье.

Аляскиты (от нахождения на Аляске) — полнокристаллические породы светло-серого цвета, обладающие среднезернистой структурой. Основными минералами являются кварц и полевой шпат. Они используются в керамике и как кислотоупорный материал.

Кислые породы

Эта группа — наиболее распространенная из магматических пород, развитых на земной поверхности. В их составе содержится 65—75% SiO₂.

Они характеризуются присутствием кварца и полевых шпатов (ортоклаз, микроклин), а также небольшим количеством цветных минералов (роговая обманка, слюды) и плагиоклазов.

Основные представители — граниты и их излившиеся аналоги: — липариты, кварцевые порфиры, а также стекловатые эффузивные разновидности аналогов (обсидиан, пемза).

Граниты (греч. «гранум»— зерно) — породы светлые, причем основная окраска их обусловлена цветом полевого шпата. Обязательно присутствует кварц (20—40%) и цветные минералы (до 10%)—слюды, реже роговая обманка и авгит. Из числа второстепенных минералов встречаются апатит, пирит, магнетит и т. д.

В зависимости от содержания цветного минерала граниты подразделяются на биотитовые, мусковитовые, двуслюдистые, роговообманковые и др. Структура гранитов полнокристаллическая, редко порфировидная. Окраска гранитов от светло-серой до мясо красной, реже зеленоватая. Выветривание гранитов приводит к образованию обломков и глинистых частиц. Наиболее стойки к выветриванию мелкозернистые граниты с малым содержанием слюды и повышенным количеством кварца.

Благодаря большой распространенности и высоким техническим качествам граниты находят широкое применение. Они хорошо обтесываются и полируются, хотя обработка из-за содержания в их составе кварца несколько затруднена. Используются для облицовки различные сооружений, кладки фундаментов, волнорезов, изготовления орнаментов, ступеней, тротуарных плит и т. д. Применяются также в качестве камня для дорог и щебня для бетона.

Липариты (по названию о. Липари в Италии) и кварцевые порфиры — излившиеся аналоги гранита, сходные с ним по минералогическому составу. Структура порфировая, при этом основная масса породы стекловатая (редко тонкозернистая). В липарите порфировые вкрапленники ясно различимы и представлены полевым шпатом, кварцем и биотитом, а в кварцевом порфире — кварцем и ортоклазом. Липариты могут быть пористыми, кварцевые порфиры всегда плотные. Текстура массивная. Липариты окрашены в светлые тона —- белые, желтоватые, светло-серые, иногда слегка розоватые. Кварцевые порфиры темнее: бурые, красные, желтые, зеленоватые.

Предел прочности на сжатие для липаритов 1300—1800 кг/см2. При выветривании распадаются на мелкие обломки и переходят в глинистую массу. Применение этих пород невелико. Используются они в качестве строительного камня (бут, щебень, тесаный камень), иногда в качестве облицовочного и дорожного материала. Выветрелые кварцевые порфиры вмещают месторождения каолинита.

Вулканические стекла — стекловатая эффузивная разновидность липаритов и кварцевых порфиров. Под этим названием объединяются обсидиан, пемза.

Обсидиан представляет собой плотную аморфную стекловатую массу без вкраплений. Окраска разнообразна — от светлой до черной, излом раковистый, блеск стеклянный. Используется в качестве «гидравлической» добавки, т. е. способен затвердевать под водой в смеси с гашеной известью; идет на изготовление темного стекла, применяется как поделочный камень.

Пемза (лат. pumex — пена) — пористая масса, по внешнему виду похожая на застывшую пену. Окраска, разнообразная — белая, серая, желтоватая, иногда красноватая. Пемза легкая, может плавать на воде, отличается хрупкостью, малой теплопроводностью. Большое применение она находит как абразивный (шлифовальный) и теплоизоляционный материал, в качестве заполнителя для легких бетонов, активной добавки к извести и цементам (в силу чего они получают способность затвердевать под водой), сухой краски для штукатурки, куда добавляется в виде порошка, в качестве фильтра.

Средние породы

Представителями являются диориты и их излившиеся аналоги — андезиты и порфириты.

Диориты (греч. «диорао» — отделяю) представляют собой интрузивные породы. Кварц отсутствует.

Окраска диоритов колеблется от светло-серой до темно-серой. Структура полнокристаллическая, зернистая, реже порфировидная. Текстура массивная. Диориты при выветривании приобретают зеленовато-серую окраску и становятся мало пригодными для строительных целей. Вследствие большой вязкости применяются как дорожный материал, хорошо полируются и поэтому используются для облицовки и поделок.

Андезиты (от названия гор Анд). Структура их андезитовая, т. е. они состоят из мелких кристаллов. Основная масса породы плотная или пористая, мелкозернистая, с примесью стекла. Окраска андезитов серая, буроватая. Широко используется как стеновой, дорожный и поделочный камень. Пористые разности андезитов отличаются легкостью и легко распиливаются.

Средние щелочные магматические породы

К щелочным породам относятся сиениты и нефелиновые сиениты. Эффузивными аналогами служат трахиты.

Сиениты (от названия г. Сиена в Египте)—щелочные интрузивные породы. Окраска сиенитов светлая: розовая, красная, светло-серая. Структура полнокристаллическая, равномерно зернистая, иногда порфировидная. Текстура массивная, однородная. Сиениты полируются и обрабатываются легче, чем граниты, вследствие отсутствия кварца. Применяются как строительный и дорожный камень, щебень для бетонов и материал для облицовки.

Трахиты (греч. «трахис» — шероховатый). Обладают порфировой структурой. Вкрапленники, как и основная тонкозернистая масса породы, представлены полевым шпатом. Кроме того, присутствуют роговая обманка, биотит и стекло. Окраска трахитов белая, серая, желтоватая. Легко выветриваются переходя в глину. Практическое значение трахитов небольшое. Легко поддаются обработке, не полируются, быстро истираются. Применяются как кислотоупорный и строительный камень (дают хорошее сцепление с цементом), в качестве стеновых блоков, щебня для бетона, тесаных плит.

Бескварцевые порфиры — по своему составу, структуре, распространению и применению аналогичны трахитам.

Основные породы

Цвет пород темный. Среди магматических пород они составляют около 25%, из которых 20% приходится на базальты.

Интрузивными представителями служат габбро, к эффузивным аналогам относятся базальты и диабазы.

Габбро (название местности в Италии) представляет собой полнокристаллическую породу от темно-серой до черной, часто зеленой окраски. Габбро, состоящее из одного плагиоклаза — лабрадора, называется лабрадоритом. Структура габбро чаще всего мелко- и крупнозернистая. Текстура массивная, реже полосчатая. Габбро очень плотная порода, трудно поддающаяся разработке и обработке. Обладает значительной вязкостью. В воде со слабокислой реакцией и под повышенным давлением незначительно размягчается. В силу своей прочности и устойчивости габбро широко применяется в качестве бутового камня, щебня для бетона и как дорожно-строительныйматериал. Ценный строительный камень для различных гидротехнических сооружений (мостовые устои, набережные). Лабрадориты из-за красивой окраски и хорошо полирующихся поверхностей используются в качестве декоративного материала и для облицовки.

Базальты (лат. basaltes — камень из Базана в Сирии) представляют собой плотные тяжелые породы. Основная масса скрытокристаллическая (плагиоклазы, авгит, оливин и др.) и частично стекловатая. Текстура плотная; в разновидностях, содержащих стекло, встречается также пористая и пузыристая. Окраска базальтов темная, почти черная. Базальты, особенно мелкозернистые, очень стойки к выветриванию. Это наиболее легкоплавкие магматические породы (температура плавления около 1150° С). Широко используются как дорожный и строительный камень, электроизоляционный и кислотоупорный материал, а также в камнелитейной промышленности. В результате термической обработки базальта (расплавления и раскристаллизации в формах) получают различные изделия: облицовочные плитки, лестничные марши, плиты, детали машин и т. д., не уступающие по прочности стали. Эти изделия кислото - и щелочеупорны, не проводят электричества. В настоящее время трудами ученых получено каменное литье различных окрасок. Стало возможным получение изделий, армированных сталью.

Диабазы (греч. «диабас» — расщепляющийся) по составу минералов аналогичны габбро, но все минералы в той или иной степени изменены выветриванием, в силу чего большое место занимают вторичные образования (хлорит, серпентин и др.). Окраска от темно-зеленой до черной. Структура крупно-, средне- и мелкозернистая, реже плотная или порфировая. Свежие диабазы используют в качестве дорожного камня, щебня, для поделок и украшений, в камнелитейной промышленности. Используется также их свойство давать хорошее сцепление с битумом и асфальтом.

Ультраосновные породы

Это темно окрашенные породы, не содержащие полевых шпатов и кварца. Наиболее распространены перидотиты и пироксениты, реже встречаются дуниты.

Применение их в качестве естественного строительного камня вследствие малого распространения незначительно.

Пироксениты — темно-зеленые, почти черные породы, полнокристаллические, массивные. Сложены авгитом, иногда с примесью оливина. Порода вязкая, обрабатывается с трудом.

Перидотиты — темно-серые, почти черные породы, средне- или крупнозернистые, массивные. Сложены оливином и авгитом с небольшой примесью роговой обманки, магнетита и других минералов.

Дуниты — темно-зеленые или оливково-зеленые породы зернистой структуры. Массивные. Сложены в основном оливином с ничтожной примесью магнетита и хлорита.

Ультраосновные породы в неизменном виде встречаются на больших глубинах. В пределах поверхности они неустойчивы и легко изменяются. Оливин при выветривании переходит в серпентин, тальк и другие минералы.

Перидотит и пироксенит исполдьзуются как поделочные и строительные камни, для внутренних украшений зданий. Дуниты — высококачественное сырье для изготовления огнеупорных кирпичей.

С ультраосновными породами связаны месторождения таких ценных полезных ископаемых, как платина, хром, медь, титан, никель, кобальт, а также асбест, тальк и магнезит.

Осадочные горные породы

Осадочные горные породы составляют всего 8% земной коры, однако земная поверхность на 75% своей площади покрыта только этими породами.

В связи с тем, что строительство производится в основном на осадочных породах, они служат основанием зданий, сооружений и широко используются как строительный материал.

Мощность осадочных пород различна, начиная от нескольких метров и заканчивая десятками километров.

Образуются осадочные горные породы в результате разрушения и последующего отложения разнообразных продуктов выветривания магматических, метаморфических и осадочных пород.

Образование их связано с экзогенными процессами, протекающими на поверхности земли и в гидросфере. Эти процессы представляют собой совокупность действия колебаний температуры, воздействий воды, ветра, газов, деятельности организмов и др. факторов, т.е. выветривание.

Продукты выветривания могут оставаться на месте разрушения. Так в результате физического выветривания образуются элювиальные отложения. Но обычно остается лишь небольшая их часть. Основная же масса переносится текучими водами, ветром, льдом, организмами (пролювий).

В процессе переноса и отложений происходит их дифференциация. Различают следующие виды дифференциации:

1. Механическая дифференциация - разделение и последовательное выделение частиц разрушенных пород в процессе осадкообразования по величине частиц, форме и плотности, (сортировка обломочного материала)

2. Химическая дифференциация - последовательное выпадение веществ, находящихся в растворенном состоянии. Зависит она от степени растворимости вещества.

Механическая и химическая дифференциации тесно связаны друг с другом. Обычно начинается механическая дифференциация, а затем они идут одновременно.

В океанах и морях происходит непрерывный созидательный процесс. Ежегодно в них сносится реками более 13 млн. т. (6 мрд. м^З) разрушенных горных пород в виде взвешенных механических частиц и приблизительно 5 млн. т растворенных веществ. На дне эти осадки накапливаются, постепенно уплотняются (диагенез) и обезвоживаются, а затем жидкие, перекрытые сверху осадки преобразуются в горную породу.

В результате растворения и удаления неустойчивых соединений в новой среде формируются новые более устойчивые группировки, происходит частичная перекристаллизация веществ и их цементация с новообразованием различных конкреций. Формируются толщи осадочных пород, (доломиты, известняки, мергели, глины) часто огромной мощности.

Итак, осадочные породы формируются на поверхности земли и являются результатом:

а) разрушения других, ранее образовавшихся пород (обломочные),

б) выпадением различных, главным образом химических образований из

водной среды (химические);

в) накоплением продуктов жизнедеятельности растительных и животных организмов на суше и в водных бассейнах (органогенные)

Классифицировать осадочные породы можно по минералогическому составу и генетическим признакам:

По генетическим признакам, т.е. условия образования, все осадочные породы можно разделить на 3 группы:

1.Обломочные - образовавшиеся из механических осадков - гравий, песок, глины...

2. Хемогенные - из химических осадков истинных или коллоидных растворов. Выделение их зависит от концентрации солей и температуры раствора.

- галит, калийные соли, некоторые известняки, доломит, боксит, кремнистые породы, гипс.

3. Органогенные - скопление твердых скелетных остатков различных организмов.

Образование этих горных пород включает биогенные процессы и химические действия воды, кислорода, кислот и различных газов. Оба эти процесса обычно протекают совместно, часто бывает трудно определить, какие процессы превалировали в образовании некоторых фосфоритов известняков.

Большая группа осадочных пород (железистые, алюминиевые и марганцевые руды) возникают хемобиогенным путем. По химическому составу это могут быть породы – карбонатные, состоящие из минеральных остатков различных кораллов, плеченогих, иглокожих, моллюсков, водорослей (известняк, мел, доломитизированный известняк);

кремнистые - представленные скоплениями радиолярий, скорлупками диатомовых водорослей, кремнистыми губками - диатомит, трепел, опока, яшма;

фосфатные -остатками позвоночных животных, некоторыми раковинами плеченогих.

В особую группу выделены горючие породы - образованные в основном углеродом в свободном состоянии и в форме соединений с примесью азота, водорода, кислорода и всевозможных минеральных веществ. Это породы угольного ряда - торф, бурый уголь, каменный уголь горючие сланцы; битумного ряда - нефть, озокерит, асфальт, природные горючие газы, горючие сланцы.

Осадочные породы имеют ряд важных особенностей:

1) Минеральный и химический состав.

2) Структура.

3) Слоистость. Текстура.

4) Пористость.

5) Зависимость от климатических условий состава и свойств пород.

6) Наличие остатков флоры и фауны.

1.Минеральный и химический состав осадочных пород.

В образовании осадочных пород кроме минералов, из которых формировался рыхлый осадок (кварцу, полевые шпаты), принимают участие минералы, возникающие в данной породе в процессе ее существования (кальцит, каолинит...). Осадочные породы разнообразны по химическому составу. Это могут быть карбонаты, сульфаты, алюмосиликаты и т.д.

2.Структуры осадочных пород весьма разнообразны. Для рыхлых и сцементированных обломочных пород - определяется размером зерна, его формой, степенью окатанности.

Для сцементированных пород - органогенного происхождения - наличием остатков растений и организмов, слагающих данную породу (известняк, ракушечник).

3.Слоистость, текстура - это определенная форма залегания осадочных пород. Осадочные породы, как правило, залегают в виде слоев или пластов, строго чередуясь, даже на больших расстояниях. Слоистость возникает в результате различных условий образования осадков. Отсюда для каждого вида осадков характерна определенная слоистость. Она может быть простой и сложной.

Важное практическое значение для инженерной геологии представляет сочетание слоев.

При согласном залегании слои лежат параллельно друг другу, чаще всего горизонтально. Такое залегание слоев характерно равнинам.

В других случаях за счет тектонических движений земной коры возникает несогласное залегание слоев. Одна группа слоев при этом залегает не параллельно другой.

Текстура для сцементированных пород определяется по взаимоотношению зерен и цемента.

Различают в основном 4 типа цементации рис.2.

Рис.2. Типы цементации: а- базальный цемент; б- контактовыйцемент;

в- пленочный цемент; г- цемент выполнения пор

Базальный (основной) - в котором составные части как бы «рассеяны» в растворе. Цементация механически прочная.

Контактовый - развит только в местах соприкосновения зерен. Цементация непрочная.

Пленочный – цемент обволакивает зерна цементирующим веществом. Цементация обеспечивается взаимодействием между пленками.

Цемент пор - выполнение цементом в большей или меньшей степени пространства между соприкасающимися зернами. Прочность цементации различна.

4.Пористость - суммарный объем всех пустот, пор и трещин в породе.

О количественной оценке объема пор судят по коэффициенту пористости. Это отношение объема пор к объему породы, выраженное в процентах.

Пористость - характерный признак большинства осадочных пород, исключением являются лишь химические осадки, которые нередко имеют довольно высокую плотность (плотные известняки, гипсы, галит).

5.Климатические условия влияют на состав и свойства породы и откладывают определенный отпечаток. Например, наличие жаркого, сухого климата и замкнутого бассейна создает предпосылки для образования осадков химического происхождения (соль, гипс, известняки и др.). Наличие морского бассейна способствует образованию осадков как химического, так и органогенного происхождения. В прибрежных морских условиях очень много растений и животных, которые, отмирая, образуют колонии рифов, известняков, ракушечник и т.д. В пустынях - породы обломочного характера (песок, песчаник).

Окраска осадочных пород разнообразна и в известной мере зависит от климата. Например, если накопление осадков идет в условиях теплого, но влажного климата, то им свойственна красноватая окраска, для северных районов (холодный, влажный климат) образуются породы с характерными светло-серыми тонами.

6.Наличие остатков фауны и флоры.

У большинства горных пород осадочного происхождения имеются в своем составе остатки растительного и животного происхождения. Например, известняки - ракушечники, торф, каменный уголь. По наличию растительных и животных остатков судят о возрасте горной породы и палеогеографическим условиям, которые способствовали образованию осадков того или иного характера.

Обломочные породы

Образуются в результате механического разрушения различных горных пород (магматических, метаморфических) под внешними геологическими агентами (изменение температуры, действие воды, силы ветра и т.д.). По состоянию породы различают: рыхлые (глыбы, валуны, щебень, галька, дресва, пески и др.) и сцементированные (брекчии, песчаники, алевролиты и др.).

По видам и размерам обломков различают:

1) грубообломочные- обломки в диаметре более 100 мм.

В их состав входят угловатые (глыбы) и окатанные обломки (валуны). Эти породы имеют слоистую форму залегания, наибольшее количество их приходится на горные районы, морские побережья, речные долины, районы ледниковых отложений.

2) крупнообломочные - размер 2-100 мм. Входят сюда щебень, галька, дресва, гравий.

Сцементированные галька и гравий носят название конгломерат; сцементированные щебень, дресва - брекчия.

Некоторые конгломераты внешне очень декоративны. Они похожи на полированный, зеркально-блестящий камень с мозаичным рисунком. Словно крупные разноцветные пятна выделяются в нем обломки серого известняка, красного гранита, фиолетового порфирита и других ярко окрашенных пород. Таким конгломератом облицованы полы в ряде зданий Еревана.

Грубо - и крупнообломочные породы применяют в строительстве как заполнитель при изготовлении бетона, в дорожном деле, при устройстве фильтров. Сцементированные разновидности пород используются как красивый облицовочный материал, поделочный камень, с кремнистым и карбонатным цементами как строительный материал.

3) среднеобломочные - размер частиц 2-0, 05 мм. Они в свою очередь подразделяются на рыхлые породы - пески и сцементированные - песчаники,

По минералогическому составу пески могут быть мономинеральными (кварцевыми) или полиминеральными (кварцево-полевошпатовыми). Окраска песков различна, наиболее характерна белая, серая, бурая.

По происхождению выделяются пески речные, озерные, морские, ледниковых отложений и пески пустынь.

По размеру частиц пески могут быть равномерно - и разнозернистыми. Кроме того, их подразделяют на:

гравелистые (содержание частиц > 2 мм более 25%);

крупные (содержание частиц > 0, 5 мм более 50 %);

средней крупности (частицы > 0, 25 мм в количестве, превышающем 50 %);

мелкие (частицы > 0, 1 мм в количестве, превышающем 75 %);

пылеватые (содержание частиц > 0, 1 мм меньше 75 %).

Пески широко используются в стекольной, фарфорово-фаянсовой и металлургической промышленностях, в дорожном деле. Они являются мелким заполнителем бетонов, цементных растворов. Песок - главная составляющая часть силикатного кирпича.

Песчаники - сцементированные пески. Они широко применяются как строительный материал (бут, плиты, щебень и т.д.), для облицовки наружных частей зданий, интерьеров;

Богатые кремнеземом (не менее 97%) разновидности используются в качестве кислотоупорного материала и ценного сырья для производства огнеупоров, а также для изготовления точильных кругов, жерновов, брусков и т.д.

4) мелкообломочные породы (пылеватые породы, алевриты (0, 05-0, 005 мм) - суглинки

К суглинкам относятся тонкозернистые пылеватой структуры породы, среди которых заметную роль играют лессы.

Лессы обладают высокой пористостью (до 55 %). Выделяют макро пористость при наличии крупных пор, различаемых невооруженным глазом.

По внешнему виду они представляют собой однородную палевую, серовато-желтую или светло-желтую породу. Применяются лессы при изготовлении кирпича, строительных растворов, для получения низкотемпературного цемента.

Сцементированные алевриты - называют алевролитами. Отличаются от лёссов тем, что не размокают в воде. В строительной практике относятся к полускальным или слабым скальным грунтам. Применяют как строительный камень.

5) тонкообломочные – размер частиц < 0, 005 мм. Рыхлые породы – глины. Они составляют около 50% общего объема осадочных пород. По минералогическому составу могут быть мономинеральными (каолиновые, монтмориллонитовые) и полиминеральные.

Окраска глин может быть разнообразная: бурая (гидрослюдистая), белая (каолиновая, монтмориллонитовая), зеленая и т.д. Она зависит от состава минералов и красящих примесей (окислов железа, органических веществ).

В большинстве случаев глины гидрофильные. В сухом состоянии они твердые и плотные, в соединении с водой дают пластичную, жирную на ощупь массу и увеличиваются в объеме (набухают).

Наибольшее набухание дают монтмориллонитовые (“шоколадные”) глины. При высыхании глины изменяют свой объем (усадка) и нередко разбиваются системой трещин.

Применение глин различно. Глины широко применяют для красок, сырья для кирпичей, черепиц, для производства фаянса, фарфора, а также в стекольной, бумажной и резиновой промышленности.

Гидрослюдистые глины применяются для изготовления кирпича, грубой керамики, черепицы. Гидрослюдистые карбонатные глины - в цементной промышленности. Каолиновые глины - это наполнитель бумаги, огнеупорный материал, сырье фарфорово-фаянсовых изделий. Глины монтмориллонитовые используются, прежде всего, в нефтяной, текстильной, мыловаренной, резиновой, керамической, пищевой и других промышленностях. Они широко применяются при технической мелиорации грунтов для тампонажа трещиноватых или сильно кавернозных известняков, гипсов и иных карстующихся пород.

Аргиллиты - плотные сцементированные глинистые породы, не размокающие в воде. Они могут рассматриваться как непрочные полускальные грунты в строительстве, так как аргиллиты весьма трещиноваты и легко выветриваются.

6) смешанные обломочные породы – это смесь глинистых, алевритовых, песчаных фракций. Они содержат 25-50% глинистых примесей.

Породы этого типа довольно широко распространены у поверхности земли. Одним из представителей этого типа является мергель, состоящий из углекислого кальция химического или органогенного происхождения и глинистых частиц. По внешнему виду он похож на глину. Легко вскипает от воздействия раствора соляной кислоты. Окраска различная от белых тонов до розовых и т.д.

Образуются мергели в морях, лагунах. Мергели подвержены процессам выветривания, образуют щебень. Его называют часто «трескун», он действительно трескается и рассыпается.

Применяются как облицовочный материал, сырье для получения извести, цемента, как щебень для засыпки, для строительства дорог и т.д.

Химические (хемогенные) породы

Они образуются в результате выпадения из растворов химических осадков. К породам химического происхождения относятся различные известняки, доломиты, ангидриты, гипс, каменная соль и др.

Большинство пород хемогенного происхождения образуется на дне водных бассейнов, при сухом жарком климате. Происходит резкая концентрация содержания солей и выпадения в осадок.

Эти породы имеют одну общую особенность. Они растворимы в воде и обладают трещиноватостью (гипс, соль).

Наиболее характерным для типа этой породы является минерал кальцит (СаСО_З), иногда доломит (CaMg(CO₃)₂) и многие примеси (кварц, пирит и др.).

Окраска известняков белая, серая, иногда желтоватая. Сложение иногда оолитовое (оолитовые известняки, оолиты -скопления округлых зерен кальцита диаметром от 0, 5 до 25 мм). Прочность их низкая 16-20 Мпа. Кальцит легко реагируют с HCl. Растворяются в воде с углекислотой, заимствованной из воздуха, при этом, его растворимость возрастает в 30-40 раз. В течение геологического времени влага, просачиваясь по трещинам, постепенно растворяет углекислый кальций и уносит с собой. Трещины расширяются и превращаются в лабиринты узких ходов, каверны и естественные колодцы.

Карбонаты широко используются в металлургической промышленности, при изготовлении стекла, в виде стенового материала, бутового камня, щебня, облицовочного материала, производства извести.

Известковые туфы образуются в континентальных условиях в местах выхода родников. Поступая на поверхность земли, вода теряет часть содержащего в ней СО₂. Известковые туфы представляют собой пористые не слоистые отложения.

Доломиты CaCO₃*MgCO₃ тоже широко распространенные как горные породы химического происхождения. Они внешне похожи на известняки, но только больше примесей дающих ржавый цвет или оттенок. Образуются в морских, мелководных бассейнах. Доломиты не реагируют с HCl в куске, а вступают в реакцию в порошке или в подогретом виде. Доломит является прекрасным огнеупорным материалом с температурой плавления 2300 ⁰ С.

Сульфатные породы представлены гипсом СаSO₄·2Н₂О, ангидритом СаSO₄, галитом NаСl, сильвином КСl.

Под влиянием воды ангидрит при небольшом давлении 0, 1 МПа может переходить в гипс с увеличением объема на 30%.

Ангидрит применяется как строительный, отделочный камень, для производства цемента, получения серной кислоты.

Сырой гипс применяется при производстве портландцемента, для изготовления скульптур, в качестве удобрения. Волокнистый гипс (селенит) -для поделок. Обожженный гипс - для лепных работ в архитектуре, для штукатурки, в медицине, в цементной и бумажной промышленностях.

Каменная соль применяется в химической промышленности, керамике, мыловарении, медицине, металлургии, для укрепления грунтов.

Органогенные породы

Это породы, образующиеся из остатков живых организмов и растений. Название известняка органогенного происхождения ассоциирует с видом того животного или растения от которого произошел тот или иной вид. Например, известняк коралловый, образовался из построек коралловых полипов. Известняк брахиоподовый - из раковин брахиопод и т.д.

Мел - это разновидность известняка, образовался он из остатков водорослей, одноклеточных животных. Также бурно реагирует с НС1.

Такие породы органогенного происхождения как диатомит, трепел в основном образованы из остатков водорослей, радиолярий и спикул губок и небольшим содержанием глинистого материала. Содержат до 80-90% кремнезема.

Все эти породы используются в цементной, металлургической, стекольной, бумажной, резиновой промышленности, а также для изготовления красок, белил.

В особую группу необходимо выделить углеродистые породы или каустобиолиты.

Для получения этих видов пород необходимы были определенные условия: наличие богатого растительного и животного мира, климатические условия, способствующие широкому процветанию этих видов, а также и другие факторы (давление, температура), способствующие преобразованию органического вещества. Условия для дальнейшего преобразования органических остатков не везде были одинаковы, отсюда создавались разные породы: торф, уголь, горючие сланцы, битум, нефть и природный газ.

На дневной поверхности пустынных континентов под окисляющим действием атмосферы органические остатки разлагались почти целиком. Органическое вещество переходило в газообразные продукты, которые рассеивались в атмосфере.

Органические вещества, захороненные в болотах и в озерах, без доступа кислорода разлагаясь, образуют торф.

Образование нефти связано с более сложными процессами, происходящими в земной коре. В качестве факторов, обеспечивающих превращение органического вещества в нефть, исследователи называют температуру, давление, катализаторы, микробиологическую деятельность, зараженность бассейна сероводородом, окисление и т.д.

Значение каустобиолитов (торф, уголь, горючие сланцы и нефть) особенно велико в качестве энергетического сырья.

В последнее десятилетие нефть и ее продукты применяются не только как топливо, но и как сырье для химической промышленности. Из нефти сейчас добывают свыше 2000 видов продуктов, используемых в быту и промышленности.

Все виды угля (бурый, каменный, антрацит) тоже являются ценным энергетическим сырьем. Они широко используются для нужд нашей экономики (топливо, сырье для химической промышленности и т.д.).

Инженерно-геологическая характеристика осадочных пород

Грубообломочные и крупнообломочные породы. Общая прочность этих пород зависит от видов обломков и как они сложены.

Различают рыхлые породы (глыбы, валуны, щебень, галька) и сцементированные конгломераты и брекчии.

Под нагрузками эти виды пород практически не уплотняются и относятся к надежным основаниям различных промышленных и гражданских сооружений.

Рыхлые породы обладают большой водопроницаемостью. В водонасыщенном состоянии теряют сопротивляемость сейсмическим явлениям.

Многие физические свойства грубо- крупнообломочных осадков зависят в значительной мере от степени выветрелости обломков.

Среднеобломочные породы (пески) характеризуются тем, что лишены структурных связей и находятся в сыпучем состоянии, даже при увлажнении приобретают незначительную связность. Обладают водопроницаемостью (от средней до высокой). Под давлением пески уплотняются незначительно. Пористость при этом снижается всего на 1-2%.

Сцементированные пески – т.е. песчаники. Наиболее прочные и устойчивые песчаники с кремнеземистым цементом. Прочность доходит до 200 МПа.

Строительные качества песчаников очень высокие. Ухудшают их примеси пирита, лимонита, глинистые прослойки. А в целом песчаники являются устойчивыми и надежными основаниями для различных инженерных сооружений.

Мелкообломочные породы- алевриты. Наиболее широко распространены в природе лессы и лессовидные суглинки.

Для них характерно свойство- просадочность.

Просадочность- это явление, связанное с воздействием воды на структуру грунта с последующим ее разрушением и уплотнением под весом самого грунта или сооружения. Отсюда в районах залегания лесами необходимы четкие критерии механизма просадочности и знания расчетов при строительстве зданий, сооружений.

Тонкообломочные породы - глины. Особенностью их является большая сжимаемость под давлением. Глины при увлажнении набухают, становятся пластичными. С этим свойством связано явление - оползни.

Оползни - опасное явление при строительстве. Поэтому при выборе площадок для строительства с этим явлением нельзя не считаться. После обжига глины наоборот становятся крепкими, теряют свою пластичность.

Органогенные породы характеризуются значительной пористостью, многие подвержены растворению в воде, обладают большой сжимаемостью (торф).

Каустобиолиты. Для строительных целей каустобиолиты конечно имеют небольшое значение, но их происхождение, места скоплений необходимо знать.

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 Следующая ⇒