Определить причины формирования тех или иных свойсть горных пород без изучения слагаюцих их элементов минералов, невозможно

• Название: Определить причины формирования тех или иных свойсть горных пород без изучения слагаюцих их элементов минералов, невозможно
• Дата: 18.11.2018
• Размер: 402.17 Kb.
• Имя файла: Untitled.FR10.doc
• Тип: Документы; #56834
• страница: 3 из 4

Происхождение магматическое (гидротермальное)

* Гематит Fe₂o₃

Происхождение мет аморфическое

Магнетит

(магнитный же­лезняк)

Fe0-Fe_z0₃

Происхождение магматическое, метаморфическое

гидрооксида

• Гимонит Iбурый железняк)

Fe_z0_s-nH₂0

Аморфное тело, встречается в виде желваков, миндалин. Спайность отсутствует. Твердость - 7. цвет желтый, бурый, красно-бурый, голубовато- серый, коричневый. На поверхности желваков - бе­лый налет. Черты не дает. Блеск матовый. Прос­вечивает в тонком крае и непрозрачный. Излом раковистый, с острыми режущими кромками. Плот­ность минеральных частиц - 2,65 г/смз. с кис­лотами не реагирует. При ударе искрит, издает запах жженой кости

форма - кристаллы в виде табличек, чешуек, ромбоэдров, встречается в виде сплошных зерни­стых или таблитчатых (сланцеватых) агрегатов. Спайности нет, твердость - 5,5. Цвет красный,бу­рый, железо-черный. Цвет черты - вишнево-красный. Блеск металлический, полуметаллический, матовый. Непрозрачный, просвечивает красным цветом в тон­ком крае. Бывает пестрая побежалость. Излом ра­ковистый, землистый. Плотность минеральных час­тиц - 4,90...5,30 г/см^э. очень слабо реагирует с концентрированной соляной кислотой

форм'⁴ - кристаллы в виде октаэдров, обычно встречается в виде зернистых и сплошных агрегатов, Спаинбсти нет. Твердость 5,5...6,5- Цвет железо- черный. Цвет черты - черный. Блеск полуметалли­ческий. непрозрачный. Излом иаковис-тый. Плотность минеральных частиц - 4,9...5,2 г/см³. Хруп­кий, магнитен,с соляной кислотой не взаима- действует

Аморфный минерал, образует сплошные массы со сферической, почковидной иди неровной извилис­той поверхностью землистого или плотного сложе­ния и землистые массы, конкреции, оолиты.

Високоустой- чив к выветри­ванию, нераствО' рим в воде

Среднеустой- чив к выветри­ванию, нераст­ворим в воде

Среднеустой- чив к выветри­ванию ■, нераст­ворим в воде

СлабоустоИ- чив к выветри­ванию, нераст­ворим в воде

В виде при­меси в грани­тах, сиени­тах, андези­тах

То же

В виде вкрап­лений в габб­ро. примесь в песках

Цемент оса­дочных пород, бурый железнякТ

Происхождение экзогенное, биоген­ное

Опал

■nH_z0

Si0₂

Происхождение экзогенное (биогенное)

Спайности нет. Твердость - I...5,5. Цвет ржаво- бурый, темно-бурый, ржаво-желтый. Черта желтая до бурой. Блеск на поверхности натеков жирный, на изломе матовый, иногда полуметаллический. Непрозрачный. Излом землистый,, Плотность мине­ральных частиц 3,5...4,0 г/см . В концентриро­ванной соляной кислоте разлагается без шипения, оставляя хлопья


Песчани­ки,трепел; опока
Аморфный минерал, образует плотные почво- видные натечные массы. Спайности нет. Твердость 5,5...6,5. Цвет белый, желтый, серый, синий. Цвет черты - белый. Блеск жирный, опалесшрует. Прозрачный, непрозрачный. Излом раковистый. Плотность минеральных частиц 2,?...2,3 г/см . С соляной кислотой не взаимодействует.

Высокоустой­чив к выветрива­нию, неюастворим в воде

*

КАРБОНАТЫ v Кальцит СаС0₃

Происхождение метаморфическое, экзогенное (гидротермальное)

v Доломит CaC0₃- Мд С0₃

Форма - кристаллы в виде ромбоэдров и ска- леноэдров, образуют друзы в трещинах и пустотах, сростки, корочки, сплошные зернистые или земли­стые агрегаты. Кроме того, образуют сталактито- подобные, стебельчатые, волокнистые и плотные массы. Спайность совершенная, в трех направлени­ях. Твердость - 3. Цвет белый, бесцветный, се­рый, может быть окрашен в различные оттенки за счет примесей. Цвет черты - белый. Полупрозрач­ный, просвечивает в тонкой пластине, иногда прозрачный (исландский шпат - двулучепреломле­ние цвета). Блеск стеклянный, перламутровый, Излом отсутствует. Плотность минеральных частиц 2,б...2,8 г/см . Бурно вскипает при взаимодей­ствии с 10-процентной соляной кислотой

Форма кристалла - ромбоэдрическая, часто с искривленными гранями. Кристаллы образуют дру­зы, седловидные сростки. Чаще вс.речаются в ви­де сплошных зернистых, землистых или мраморовид ных агрегатов. Спайность совершенная, в трех

Слабоустой­чив к выветри­ванию, слабо­растворим в во-

_§

е. Придает кар- онатную жест­кость воде

Слабоустой- чив к выветри­ванию, слабо- растворим в воде

Известня­ки, доломиты, мрамор

Доломиты, мрамор

Ъоисхождение экзогенное (гидротермальное)

СУЛЬФАТЫ 9 Гипс CaS0₄- Zi_z°

Происхождение


СУЛКЩЫ » ЕЬшит

(серный колчедан) FeS₂
экзогенное (хемо- генное)

Ангидрит CaS 0₄


т
Происхождение экзогенное (хемо- генное)

напоавлениях. Твердость - 3,5...4. Цвет белый, серый, светло-бурый. Черта белая. Блеск стек­лянный, перламутровый. Излом отсутствует. Не­прозрачен. Плотность минеральных частиц z,8...2,9 г/см". Вскипает в подогретом 10 %- ном растворе соляной кислоты или взаимодейст­вует с ней в порошке

Форма кристаллов - таблитчатая, столбчатая, встречается'в виде друз, роэетковидных срост­ков, двойников "ласточкин хвост", часто встреча ется в виде пластинчатых, листоветых, волокнис­тых, зернистых плотных агоегатов. Спайность в двух наяравлениях весьма совершенная и средняя. Твердость - 2. Цвет белый или бесцветный, се­рый, розовый, иногда желтоватый. Черта белая. Блеск стеклянный, шелковистый. Излом неровный, занозистый. Прозрачный, просвечивает. Плотность минеральных частиц - 2,31...2,32 г/см³. С со­ляной кислотой не взаимодействует. Тонкие лис­точки гипса немного гибки, но, в отличие от слг*ы, не упруги


Форма кристалла - кубы, пентигондодеказдры, редко октаэдры с типичной штриховкой на гра­нях, часто встречается в вилё сплошных зернис­тых плотных агрегатов. Спайность отсутствует
Форма - кристаллы в виде толстых табличек ита призм, но чаще встречается в виде сплош­ных землистых (зернистых) агрегатов. Спайность совершенная в одном и средняя - в двух перпен­дикулярных направлениях. Твердость - 3...3,5. цвет белый, езоый, голубой. Цвет черты белый. Блеск стеклянный, перламутровый. Излом зер­нистый, неровный. Прозрачный и непрозрачный. Плотность минеральных частиц 2,8...3 г/см' . С соляной кислотой не взаимодействует

Слабоустой­чив к выветри­ванию, раство­рим в воде т1,3...3,3 г/л). Подвержен деги­дратации - обез­воживанию при нагревании с уменьшением объ- *ема. Придает сульфатную жест кость воде

Слабоустойчив к выветривания. Растворим в во-

...3,3 Г/^Л).

Г'идратируется, переходит в гипс с увеличе­нием объема


Продолжение прил.2
Гипсы, алевролиты, песчаники, су­глинки, лесс", супесь, песок

Ангидрит, алевролит, песчаники

Происхождение магматическое (гидротермальное), экзогенное

Твердость - 6...6.5. Цвет соломенно-желтый, зо­лотистый. Цвет черты - зеленовато-черный. Блеск металлический. Излом раковистый, неровный. Не­прозрачный. Плотность минеральных частиц - 4,95...5,2 г/смз. С соляной кислотой не взаимо­действует. разлагается в азотной кислоте

Слабоустой­чив к выветрива­нию, нераство­рим в воде. Раз­лагается на ли­монит и серную кислоту


Продолжение гтрил.2
Акцессор­ный минерал в диоритах, пироксени- тах, из веет- няках,мерге­лях, алевроли­тах, глинах. Вредная при­месь в стр й- ы&териалахГАЛОИДЫ , Галит

Nad ■

Происхождение экзогенное (хемогенное)

■Флюорит

CaF₂

Происхождение магматическое (гидрот ермальное)

форма - кристаллы в виде куба, чаще встре­чаются в вице сплошных плотных зернистых агрегатов, спайность совершенная в трех направ­лениях. Твердость 2. Цвет белый, бесцветный, иногда красноватый. Черта белая. Блеск стек­лянный, перламутровый. Излом отсутствует. Проз­рачный или просвечивает. Плотность минеральных частиц 2.О...2.2 г/смЭ. с соляной кислотой не взаимодействует, гидроскопичен, соленый на вкус

форма кристаллов - куб, октаэдр, образует двойники прорастания, друзы. Встречаются плогные зернистые агрегаты. Спайность совершенная в трех направлениях. Твердость - 4. Цвет фиолето­вый, серый, зеленый, желтый, бурый, бесцветный. Черта белая. Блеск стеклянный, излома нет. Проз­рачный, не просвечивает. Плотность минеральных частиц 3.I...3.2 г/см³, с соляной кислотой не взаимодействует. При нагревании флюоресцирует

Слабоустрой- чив к выветрива­нию, сильно раст­ворим в воде(до 350 г/л)

Устойчив к выветриванию, нерастворим в воде

Каменная соль, засолен­ные суглинки, супеси, пески, лесс

Пегматиты, ратовни

т

ФОСФАТЫ

Апатиты $ Са₅(Р0₄)₃.Г
форма кристалла - таблитчатая, игольчатая, встречаются в виде волокнистых, учистых, плот­ных зернистых агрегатов с почковидной, шаровид­ной или гроздевидной поверхностью.спаинйсть

Слабоустой- Сменить, чив к выаетрива- фосфорит нию,нераст ворим ¹ в вод


е|
В курсе инженерной геологии и охраны природной среды наряду с породообразующими изучаются и некоторые акцессорные минералы, играющие существенную роль в формировании строительных свойств горных пород и обладающие некоторыми яркими характеристиками, при­сущими тем или иным классам минералов.

£енезис минералов (от греч. - происхождение, возникновение). Минералы образуются а сложных термодинамических и физико-химичес­ких условия;? в недрах и на поверхности Земли. Каждый отдельный минерал образуется только при определенных температурах, давлении, концентрации минерального вещества. В связи с этим минералы устой­чивы только в опроделенных условиях, при изменении этих условий возможно разрушение минералов и переход их в другие - вторичные образования.

Минералы магматического генезиса образуются при остывании, дифференциации и кристаллизации магмы¹ и ее производных (газов, горячих водных растворов и пр.). Процесс магматического минералооб- разования сложен и многообразен; в нем выделяют дифференциацию и затвердение магмы. При дифференциации в процессе остывания из расплава последовательно выпадают различные соединения. [\ри этом более тяжелые, богатые окислами железп, магш д, кальция, опускают­ся вниз, а обогащенные кремнием (кислые) - более легкие - поднимают­ся вверх.

При затвердении магмы:

• 
  начинается кристаллизация (собственно магматическое происхож­дение) при температуре около 1200 °С.а при постепенном ее понижении образуются авгит, роговые обманки, биотит, мусковит, кварц, а также анортит и альбит;
  
• 
  гидротермальным путем в различных трещинах, пустотах в виде жил образуются многочисленные рудные минералы (пирит и др.);
  

пегматитовый процесс приводит к формированию крупных жил по­левых шпатов, кварца, слюд;

• 
  вулканический процесс характеризуется образованием различ­ных вулканических стекол (обсидиана) самородной серы.
  

Минералы осадочного (экзогенного) генезиса образуются в ре­зультате сложных процессов, протекающих в верхней части земной Kopj или на ее поверхности. Под воздействием сложного комплексаОкончание при.2

Происхождение экзогенное
несовершенная. Твердость-5- Цвет голубой, зеленый, фиолетовый. Черта белая. Блеск жирный, стеклянный. Не просвечивает, редко прозрачный, излом неровный, раковистый. Плотность минеральных частиц - 3,1... ...3.2 г/см. В соляной кислоте разлагается. Хруп­кий, крошится

САМОРОДНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

" * П»Фит

Происхождение метаморфическое

w Сера

S

Происхождение вулканическое, экзогенное

форма кристалла - чешуйчатая, встречается в виде плотных землистых агрегатов. Спайность весь­ма совершенная в одном направлении. Листочки тол­стые, легко ломается. Твердость - I. Цвет от темнс-серого до черного, tfepra черная. Блеск по­луметаллический. Излом неровный. Просвечивает в тонких листочках зеленоватым цветом. Плотность минеральных частиц 2.10...2.20 г/см³³. С соляной кислот о" не взаимодействует. На ощупь жирный, иадвт руки,чертиг на бумаге, хороший электропро­водник

форма кристаллов - хорошо ограненная дипи- рамида, образует зернистые, порошкообразные, землистые агрегаты, налеты, корочки. Спайно­сти нет. Твердость 1,5...2,0. Цвет желтый.Черта белая, желтоватая. Блеск жирный, восковой, на гранях стеклянный. Излом раковистый. Прозрач­ная, непрозрачная. Плотность минеральных частиц 2 г/см³- С соляной кислотой не взаимодействует, при трении электризуется, горит синим пламенем, издает удушливый запах


Сланцы, граниты

В трещинах осадочных горных пород
Высокоустойчив к выветриванию, в эоде нерастворим

Слабоустой­чива к выветри­ванию, образует серную кислоту. В воде нераст­ворим

аатмосферных и других факторов (кислород, углекислый газ, микро­организмы, вода, водные растворы различного состава, колебания температур, различная интенсивность солнечного воздействия)мине- ралы магматического генезиса существенно изменяются и в результа­те гидролиза, гидратации окисления, растворения распадаются на составные части, а затем образуют новые устойчивые в химическом и физико-химическом отношении соединения.

Процесс разрушения одних минералов и образования других, ноных называется выветриванием, результатом которого являются та­кие минералы, как гидрослюды, каолинит, монтмориллонит, сульфаты, коллоидные оксиды железа и кремния (лимонит, опал).

В процессе жизнедеятельности животных и растительных организ­мов и микроорганизмов, особенно в мелководных заливах морей, обра­зуется ряд биогенных минералов, таких, как лимонит, глауконит, опал.

К экзогенному способу образования минералов относится также кристаллизация минеральных солей из водных растворов в озерах и морских заливах в периоды интенсивного испарения воды или измене­ния ее температуры, когда раствор становится перенасыщенным. 3 таких условиях образуются галит, гипс, ангидрит, кальцит и др.

Минералы метаморфического генезиса образуются в результате воздействия высоких температур, больших даалений или флюидов* на минералы магматического и осадочного генезиса, возникающие новые термодинамические у. физико-химические условия энергично преобра­зуют минералы. Метаморфические минералы (серпантин, асбест, хло­рит, тальк, актинолит, родонит, гранат и другие) имеют преимущест­венно силикатный состав.

£ войст ва_крист аллических_и_аморфньк веществ. В земной коре минералы находятся преимущественно в кристаллическом состоянии и лишь незначительная часть - в аморфном, различие между кристалли­ческим и аморфным состоянием вещества заключается в том, что в кристаллическом теле ионы и атош располагаются в строго опреде­ленном,характерном для данного вещества порядке, который иллюст­рируется его кристаллической решеткой.В аморфном веществе законо­мерности в расположении частиц нет. Различие во внутреннем строе­нии кристаллических и аморфных веществ вызывает различие их свойств.

Я'флюиды (от лат.- текучий) - жидкие или газообразные компоненты магмы или циркулирующие в глубинах земной коры насыщенные газами растворы.В их составе, предположительно, преобладают перегретые пары воды, фтор, хлор, углекислота и многие другие элементы и соединения.Прежде всего это выражается в том, что кристаллические веще­ства, как правило, анизотропны, а аморфные почти зсегда изотроины. Свойства кристаллических веществ обуславливаются их внутренним строением и силами сцепления, существующими между слагающими их частицами. В кристаллическом вещостве связи между частицами в разных направлениях могут быть различны, поэтому разными будут и свойства вещества в этих напрашшниях (анизотропия), В аморфных веществах свойства зависят только от химического состава и во всех направлениях статистически одинаковы (изотропия).

К числу характерных свойств большинства кристаллических минералов относится их способность образовывать кристаллы (свой­ство самоогранения). Каждому минералу присуща своя кристалличес­кая форма, зависящая от типа химических связей решетки, химичес­кого состава и условий его образования. В кристалле различают сле­дующие элементы: грани или плоскости, ограничивающие кристаллы, ребра - линии пересечения граней, вершины - точки пересечения ре­бер, гранные углы кристалла - углы между гранями. Вершины кристал­лов соответствуют узлам пространственной решетки, ребра - рядам, а грани - плоским сеткам пространственной решетки.

Известны случаи, когда в различных природных условиях вещест­ва одинакового химического состава образуют минерилы, имеющие раз­ное внутреннее строение и, следовательно, разные физически» свойст­ва. Такое явление называется полиморфизмом. В качестве примера полиморфного превращения можно привести минералы графит и алмаз - "ве модификации углерода.

Для всех кристаллов одного "и того же вещества действует закон постоянства гранных углов: углы между соответствующими гранями кристалла минерала одинакоиы и постоянны. Этот закон позволяет определять минералы даже по мелким обломкам кристаллов, если они в какой-то мере сохраняют естественные грани.

Важным свойством кристаллического вещества является его одно­родность, которое проявляется в том, что любые части вещества име­ют одинаковые свойства. Любой кусочек графита в одном направлении легко расщепляется по параллельным плоскостям на листочки, а в других с трудом ломается по неровным поверхностям. Это обусловлено одинаковым внутренним строением любого кусочка.

П. КЛАССИФИКАЦИЯ МИНКРАЛОВ

Минералы классифицируются по'различным признакам: по химичес­кому состав", происхождению, кристаллографическим и кристаллохими-

ческим особенностям, сопротивляемости к выветриванию, оптическим свойствам и др. Б

Наиболее важной с инженерно-геологической точки зрения явля­ется классификация минералов по химическому составу. В практичес­ком плане классификация минералов по химическому составу дает возможность судить о генетических особенностях минералов и формиро­вании их основных свойств.

Значительные возможности для уточнения генезиса минералов, установления их структуры и формирования свойств открывает кристал- лохимическая классификация. В соответствии с этой классификацией для характеристики типа строения минерала его химический состав изображается структурной химической формулой. Например, оливин ( Mg,Fe )'[SiOq] содержит ь своем составе ортокремниевые соеди­нения магния или железа. В кристаллических решетках минералов одни ионы (или их группа)могут изоморфно замечаться другими. Изоморфно замещающиеся элементы разделяются запятыми и записываются в круг­лых скобках, а постоянный радикал - в квадратных.

Химическая классификация основана на эмпирически полученных формулах, отображающих соотношение химических элементов в составе данного минерала. Она базируется на химическом составе анионной части соединения, т.е. в ее основу положена предпосылка, fro метал­лоидная часть минералов позволяет лучше группировать их в сходные "классы", так как обуславливает ряд внешних признаков: кристалли-. ческую форму, оптиоские свойства и др.

Сокращенная химическая классификация минералов приведена в табл.1. Последовательность классов здесь дана в соответствии с распространенностью минералов в земной коре. Наиболее распростра­нены минералы класса силикатов. Ниже приводится краткая харак­теристика выделенных классов минералов по их количественному соот­ношению в земной коре и преимущественному пути образования.

Силикаты- наиболее многочисленный класс, включающий свыше 600 минералов. В количественном отношении силикаты составляют по весу не менее 85 % всей земной коры. Их образование (за исклю­чением вторичных) идет преимущественно из магматических расплавов и, таким образом, генетически предшествует почти всем минералам.

Карбонаты. К ним относятся более 80 минералов. Наибо­лее распространены кальцит, магнезит, доломит. Происхождение в основном экзогенное и связано с водными растворами. Слабо устойчи­вы к выветриванию, разрушаются в кислотах, слабо растворимы в воде.

Оксиды и гидрооксиды объединяют около 200 минералов, на их долю приходится до 17 % всей земной коры.