Физические свойства и генезис минералов... Камелова АФизические свойства и генезис минералов... Физические свойства и генезис минералов. Внутреннее строение горных пород, понятие о структуре и текстуре
 Скачать 174.08 Kb.
|
|
МЕЖДУНАРОДНАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ КОРПОРАЦИЯ КАЗАХСКАЯ ГОЛОВНАЯ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ Факультет общего строительства  СРС Дисциплина: Архитектура промышленных зданийТема: Физические свойства и генезис минералов. Внутреннее строение горных пород, понятие о структуре и текстуре. Выполнил: ст. гр. РПЗС-19-9 Камелова А Принялa Ельжанов Е.А.Алматы 2021 Минералы — это твердые природные тела, характеризующиеся кристаллохимической однородностью. Они слагают горные породы, входят в состав руд. Известно более 2000 минералов, но широкое распространение имеют всего несколько десятков, которые называются породообразующими. Большинство минералов являются кристаллическими, и лишь немногие – аморфными. Кристаллическое строение выражено в образовании геометрически правильной многогранной формы кристаллов. Кристаллы бывают кубические, призматические, столбчатые, игольчатые, пластинчатые, таблитчатые, листоватые и чешуйчатые. Они могут встречаться как в виде отдельных кристаллов, так и в виде кристаллических скоплений (агрегатов), которые часто имеют вид сплошных зернистых или плотных масс. Кроме этого, наблюдаются различные скопления кристаллов, имеющие следующие названия: дендриты — ветвящиеся сростки кристаллов, образующиеся при быстрой кристаллизации (например, иней, который представляет собой дендриты льда); друзы — группа крупных кристаллов, сросшихся основаниями и прикрепленных к общему субстрату; секреции (жеоды) — щетка кристаллов, выросшая на стенках пустот в горных породах; конкреции — радиально расположенные кристаллы вокруг какоголибо центра кристаллизации, образующие единое тело округлой формы; оолиты — концентрическое нарастание минерального вещества вокруг какого-либо центра (песчинки и т.п.); сталактиты и сталагмиты — натечные образования, свисающие в виде сосулек сверху (сталактиты) или растущие снизу (сталагмиты). Минералы отличаются друг от друга по внешним признакам и физическим свойствам. Это позволяет во многих случаях отличать их друг от друга, не прибегая к тонким кристаллооптическим и химическим методам. К таким диагностическим признакам относятся: цвет в куске, цвет в порошке (цвет черты), блеск, прозрачность, плотность, излом, спайность, твердость и некоторые характерные свойства минералов. Цвет минерала связан с наличием определенного набора элементов красителей — хромофоров. Блеск минерала является его характерным физическим свойством. Он зависит от показателя светопреломления и типа минерального агрегата. Различают блеск алмазный, стеклянный, металлический, матовый и др. Прозразночность минерала определяется его способностью пропускать свет. Различают прозрачные, непрозрачные и просвечивающие по тонкому краю минералы. Плотность минералов определяется отношением массы к занимаемому объёму. Она изменяется в пределах 0,9 – 23 г/см3 , а для главных породообразующих минералов составляет 2 – 3,5 г/см3 . Минералы по плотности условно разделены на четыре группы: легкие (менее 2,5 г/см3 ), средние (2,5–4,0 г/см3 ), тяжёлые (4,0–6,0 г/см3 ) и очень тяжёлые (более 6 г/см3 ). Излом образуется при раскалывании кристалла. Он бывает раковистый, неровный, занозистый, землистый и т.д. Спайность — это свойство кристалла раскалываться по плоскостям, параллельным действительным или возможным граням. В зависимости от резкости проявления данного свойства различают спайность весьма совершенную (кристаллы легко расщепляются по определенному направлению на листочки или пластинки), совершенную (кристаллы при раскалывании ограняются зеркальными поверхностями спайности), среднюю (при раскалывании кристалла образуются как ровные, так и шероховатые поверхности), несовершенную (плоскость спайности образуется очень редко) и весьма несовершенную (спайность отсутствует). Твёрдость минерала зависит от химического состава и строения кристаллической решетки. Она определяется по относительной шкале твердости (шкала Мооса), вклачающей 10 минералов — тальк, гипс, кальцит, флюорит, апатит, ортоклаз, кварц, топаз, корунд, алмаз. Порядок расположения эталонных минералов в шкале соответствует возрастанию их твердости на единицу. Для определения твердости исследуемого минерала его сравнивают по твердости с эталонным минералом при помощи царапания их друг о друга. Таким образом подбирается эталонный минерал, близкий по твердости к исследуемому. Характерные свойства, т.е. свойства, присущие одному или строго ограниченному числу минералов, являются хорошим диагностическим признаком. Они нередко позволяют быстро определить минерал. К таким свойствам могут относиться яркий цвет, блеск, прозрачность, форма, 7 спайность, вкус, запах, взаимодействие с соляной кислотой и т.п. В зависимости от происхождения (генезиса) выделяют следующие группы минералов: магматические — образуются при кристаллизации магмы; вулканические — образуются при кристаллизации лавы и при осаждении из вулканических паров и газов (экзгаляций); гидротермальные — образуются из горячих водных растворов; пневматолитовые — образуются из горячих газовых растворов; метаморфические — образуются в недрах планеты за счет других минералов, оказавшихся в физико-химических условиях, отличных от первоначальных условий их образования; метасоматические — образуются при химическом замещении других минералов; хемогенные (химические, гидрохимические) — образуются при осаждении в водной среде; органогенные — образуются при участии бактерий или представляют собой скопления скелетов (раковин) различных животных и растений; гипергенные — образуются при химическом выветривании на поверхности. ГОРНЫЕ ПОРОДЫ Горные породы представляют собой природный агрегат одного или нескольких минералов, либо скопление минеральных обломков. Породы, состоящие из одного минерала, называются мономинеральными (кварцит, мрамор, тальковые сланцы и т.д.). Породы, состоящие из нескольких минералов, называются полиминеральными (граниты, гнейсы, кристаллические сланцы и т.д.). Минералы, входящие в состав и определяющие свойства горных пород, называются породообразующими, а второстепенные минералы, присутствующие в породах в незначительном количестве, — акцессорными. Каждая горная порода образуется в строго определенных физикохимических условиях. Важнейшими признаками, характеризующими горные породы, являются структура и текстура. Структура — это степень кристалличности, форма, размер и пространственные взаимоотношения зерен минералов или минеральных обломков, слагающих породу. Текстура — это особенности расположения и соотношения отдельных участков, слагающих горную породу и характеризующих степень однородности её сложения. Структура и текстура определяются условиями образования горной породы. По условиям образования (генезису) горные породы делятся на три типа. 1. Магматические, образуются в процессе охлаждения и кристаллизации природных силикатных расплавов — магмы или лавы. 2. Осадочные, образуются на поверхности литосферы при разрушении любых ранее существовавших пород и последующем механическом или химическом отложении продуктов этого разрушения, а также в результате жизнедеятельности или отмирания организмов. 3. Метаморфические, образуются в земной коре из магматических или осадочных горных пород при воздействии на них высоких температур, давлений и глубинных флюидов. Магматические горные породы В зависимости от условий, в которых происходит застывание магмы, магматические породы делятся на две группы: глубинные (интрузивные), которые образуются при застывании магмы, внедрившейся в земную кору, и излившиеся (эффузивные), которые образуются при остывании излившегося на поверхность силикатного расплава (лавы) при вулканическом извержении. Интрузивные породы делятся на собственно глубинные (абиссаль- 19 ные), застывшие на глубинах 3 км и более, и полуглубинные (гипабиссальные), образовавшиеся при застывании магмы на меньших глубинах. Абиссальным породам свойственна полнокристаллическая структура и плотная, массивная текстура. Гипабиссальным породам свойственна порфировая структура, представляющая собой вкрапления кристаллов в скрытозернистую массу, и плотная текстура. Иногда в них отмечается мелкозернистая структура. Эффузивным породам свойственна скрытокристаллическая структура (кристаллы различаются только под микроскопом) и пористая текстура. В отдельных случаях в эффузивных породах развивается порфировая структура. В зависимости от процентного содержания оксида кремния (SiO2 ) магматические породы делятся на следующие классы: кислые (65—75 %), средние (52—65 %), основные (40—52 %) и ультраосновные (менее 40 %). В кислых породах преобладают светлые силикаты, из тёмных силикатов могут присутствовать биотит и роговая обманка, избыток оксида кремния (кремнезема) представлен зёрнами кварца. В средних породах также преобладают светлые силикаты, из темных присутствуют биотит, роговая обманка и реже авгит, зерна кварца встречаются очень редко. В основных породах в основном преобладают темные минералы — роговая обманка, лабрадор, авгит. Из светлых силикатов имеется плагиоклаз. В ультраосновных породах встречаются в основном оливин и пироксен (авгит), которые образуются в условиях дефицита кремнезема в магме. Соотношение темных и светлых силикатов в породе определяет ее окраску: кислые породы — светлые; средние — серые; основные — черные; ультраосновные — черные или темно-зеленые. Важным показателем является плотность пород, которая увеличивается от кислых (2,5—2,7 г/см3 ) к ультраосновным (3,2—3,3 г/см3 ). Плотность пород можно оценить взвешиванием на руке. Для визуального определения магматических горных пород академик А. П. Павлов, используя их внешние и минералогические признаки, составил таблицу, которая приводится ниже в несколько измененном виде (табл. 2). В табл.2 не входят следующие породы: Пегматиты— крупно- и гигантозернистые горные породы. Различают пегматиты, связанные с кислыми, основными и другими полнокристаллическими породами. Пегматиты являются источниками многих полезных ископаемых (слюды, пьезосырья, драгоценных камней, редкоземельных элементов и т.д.). |