Конспект лек Инженерная геология. Конспекты лекций по дисциплине инженерная геология

• Название: Конспекты лекций по дисциплине инженерная геология
• Дата: 08.12.2022
• Размер: 0.74 Mb.
• Имя файла: Конспект лек Инженерная геология.doc
• Тип: Конспект; #834665
• страница: 4 из 16

Твердость минералов Таблица 2

Эталонные минералы	Твердость по шкале Мооса	Число истинной твердости, МПа	Визуальные признаки твердости	Твердость по группам минералов
Тальк Гипс Кальцит Флюорит Апатит Ортоклаз Кварц Топаз Корунд Алмаз	1 2 3 4 5 6 7 8 9 10	24 360 1090 1890 5360 7967 11200 14270 20600 100600	Чертится ногтем То же Чертится ногтем То же -//- Царапает стекло То же Режет стекло То же -//-	Мягкие То же Средней твердости То же -//- Твердые То же Очень твердые То же -//-

Спайность – способность минералов раскалываться или расщепляться по определенным направлениям с образованием плоскостей раскола. Это свойство обусловлено внутренним строением кристаллов и не зависит от их внешней формы.

Излом характеризует поверхность разрыва и раскалывания минералов. Различают излом по спайности (кальцит), раковистый (кварц), землистый (каолинит) и др.

Плотность минералов различна и колеблется в пределах от 0,6 до 19г/см³. Наиболее распространенные значения находятся в пределах от 2,5 до 3г/см³.

Свойства могут быть характерными признаками, например галит (поваренная соль).

Классификация минералов. Основана в основном на их химическом составе. Все минералы разделяют на 10 классов (табл.3).

Классы минералов и типичные для них минералы Таблица 3

Классы	Минералы	Классы	Минералы
Силикаты Карбонаты Оксиды Гидроксиды Сульфиды	Ортоклаз К[АlSi3O8] Кальцит CaCO3 Кварц SiO2 Опал SiO2nH2O Пирит FeS2	Сульфаты Галоиды Фосфаты Вольфраматы Самородные элементы	Гипс CaSO42H2O Галит NaCl Апатит Ca5(F,Cl[PO4]3 Вольфрамит (Fe, Mn)WO4 Алмаз С

Ниже дается краткая характеристика основных классов минералов, которые имеют наибольшее распространение в земной коре.

Силикаты – наиболее многочисленный класс, включающий до 800 минералов, являющихся основной составной частью большинства магматических и метаморфических пород. Среди силикатов выделяют группы минералов, характеризующиеся некоторой общностью состава и строения – полевые шпаты, пироксены, амфиболы, слюды, а также оливин, тальк, хлориты и глинистые минералы. Все они по своему составу алюмосиликаты.

Оксиды и гидроксиды. Эти два класса объединяют около 200 минералов, на их долю приходится до 17% всей массы земной коры. Наибольшее распространение имеют кварц, опал и лимонит.

Карбонаты. К ним относится более 80 минералов. Наиболее распространены кальцит, магнезит, доломит. Происхождение в основном экзогенное и связано с водными растворами. В контакте с водой они немного снижают свою механическую прочность, хотя и слабо, но растворяются в воде, разрушаются в кислотах.

Сульфаты. Этот класс объединяет до 260 минералов, происхождение которых связано с водными растворами. Характеризуются небольшой твердостью, светлой окраской. Сравнительно хорошо растворяются в воде. Наиболее распространение имеют гипс и ангидрит. При соприкосновении с водой ангидрит переходит в гипс, увеличиваясь в объеме до 33%.

Сульфиды насчитывают до 200 минералов. Типичный представитель пирит. Сульфиды в зоне выветривания разрушаются, поэтому их примесь снижает качество строительных материалов.

Галоиды содержат около 100 минералов. Происхождение связано в основном с водными растворами. Наибольшее распространение имеет галит. Может быть составной частью осадочных пород, легко растворяется в воде.

Минералы классов фосфатов, вольфраматов и самородных элементов встречаются гораздо реже, чем другие.

Радиоактивность минералов. Различные радиоактивные химические элементы (²³⁸U, ²³²Th, Ra и др.) содержат 97 природных минералов.

Искусственные минералы. В результате производственной

деятельности человеком создано более 150 искусственных минералов. В настоящее время промышленность получает два вида искусственных минералов: аналоги и техногенные. Аналоги – это повторение природных минералов (алмаз, корунд, горный хрусталь и др.). Техногенные – это вновь созданные минералы с наперед заданными свойствами (например, алит – вяжущие свойства, муллит – огнеупорность и т.д.). Такие минералы входят в состав различных строительных материалов: в цемент – алит 3CaOSiO₂, белит 2CaOSiO₂; в огнеупоры – муллит 3Al₂O₃2SiO₂, периклаз MgO; абразивы – карборунд SiC.