учебное пособие геология инженерные изыскания. Учебное пособие к практическим и лекционным занятиям для студентов очной и заочной форм обучения всех строительных специальностей
 Скачать 2.75 Mb.
|
|
2. Опал – O nH Sio 2 2 . Происхождение названия неизвестно, представляет собой аморфный материал – типичный гидрогель. Морфологические особенности. Обычно наблюдается в плотных стеклоподобных массах с натечной внешней формой. Золи кремнезема способны пропитывать отмершие стволы деревьев и, отлагая опал, полностью их замещать с сохранением всех деталей строения. Цвет. Сам по себе опал бесцветен. Благодаря различным примесям, особенно содержащим железо и другие хромофоры, он бывает окрашен в различные оттенки желтого, бурого, красного, зеленого и черного цветов. Блеск – стеклянный, у пористых разностей – восковой или матовый. Излом – раковистый. Твердость – 5 ÷ 5,5. Удельный вес– 1,9 ÷ 2,5. Хрупок. Диагностические признаки: Для плотных опалов характерны стеклообразный вид и натечные формы масс. По внешним признакам опал имеет много общего с халцедоном. Он отличается меньшей твердостью и содержанием воды. Происхождение – гидротермальное, осадочное. Применение. Благородный опал – драгоценный камень. Породы, богатые опалом, используются для изготовления цемента, керамики, фильтров и др. целей. 3. Лимонит (бурый железняк) – O H O Fe 2 3 2 3 2 . Название происходит от греческого слова “лемон” – луг (имелись ввиду луговые и болотные руды гидроокислов железа). Кристаллы и агрегаты. Редко встречающиеся кристаллы имеют игольчатый облик. Обычно наблюдаются в натечных, почковидных или сталактитовых формах с тонким радиально или параллельно-волокнистым строением или в сплошных плотных, пористых ноздреватых, шлаковидных, порошковатых массах. Сингония – ромбическая. 113 Цвет – ржаво-желтый, темно-бурый, черта – желтовато-бурая. Блеск – матовый, полуметаллический. Спайность – несовершенная, излом – землистый. Твердость – 1÷4, удельный вес – 3,6. Диагностические признаки. Лимонит сравнительно легко узнается по своеобразным агрегатам, бурой черте и желто-бурым охристым признакам. Происхождение – осадочное. Применение. Лимонит – важнейшее сырье для выплавки чугуна и стали. Инженерно-геологическая характеристика: окислы железа входят в состав цемента осадочных пород, способствуя их упрочнению. Карбонаты 1. Кальцит (известковый шпат) – 3 CaCO Кристаллы. Облик кристаллов, встречающихся исключительно в пустотах, может быть самым разнообразным. Наиболее часто встречаются ромбоэдрические, скаленоэдрические кристаллы, реже – таблитчатые, призматические или столбчатые. Число установленных на кристаллах простых форм достигает несколько сотен. Агрегаты – зернистые массы, друзы, натечные образования кальцита в виде сталактитов и сталагмитов в пещерах. Сингония – тригональная. Цвет. Большей частью бесцветный или молочно-белый, но иногда окрашен примесями (обычно светлые) оттенки серого, желтого, розового, красного, бурого и черного цветов. Бесцветная прозрачная разновидность кальцита называется исландским шпатом. Он обладает свойством двойного лучепреломления. Блеск – стеклянный. Спайность – совершенная по ромбоэдру. Твердость – 3, удельный вес 2,6 ÷ 2,8. Диагностические признаки. Легко узнается по ромбоэдру спайности, сравнительно низкой твердости и реакции с HCI с выделением 2 CO Происхождение – гидротермальное, осадочное. Применение. Исландский шпат употребляется для изготовления различных оптических поляризационных приборов. Породы, состоящие из кальцита (известняк, мрамор) используются как естественный строительный материал, для приготовления цемента, в химической промышленности, в металлургии и т.д. Инженерно-геологическая характеристика: см. инженерно- геологическую характеристику ангидрида. 114 2. Доломит – 2 3 , CO Mg Ca Кристаллы – ромбоэдры, агрегаты – обычно кристаллически- зернистые. Сингония – тригональная. Цвет – серовато-белый, иногда с оттенками: желтоватым, буроватым, зеленоватым. Блеск – стеклянный. Спайность – совершенная по ромбоэдру. Твердость – 3,5 ÷ 4. Удельный вес – 1,8 ÷ 2,9. Диагностические признаки. Как и другие карбонаты, доломит характеризуется спайностью по ромбоэдру. Характерна реакция с соляной кислотой в порошке. Происхождение – осадочное и гидротермальное. Применение. Доломит широко используется для различных целей: в качестве строительного камня; для изготовления вяжущих веществ; в качестве огнеупорного материала и флюса в металлургии; в химической и в ряде других отраслей промышленности. Инженерно-геологическая характеристика: см. инженерно- геологическую характеристику ангидрита. Галоиды 1. Галит – NaCl . “Галос” по-гречески – море, соль. Синонимы: каменная соль, поваренная соль. Кристаллы – кубики, агрегаты – друзы и зернистые массы. Сингония – кубическая. Цвет. Чистые массы галита прозрачны и бесцветны или имеют белый цвет. Часто он может быть окрашен примесями в серый, желтый, красный, бурый и черный цвета. Блеск – стеклянный. Спайность весьма совершенная по кубу. Твердость – 2. Удельный вес 2,1 ÷ 2,2. Прочие свойства. Хрупок, легко растворим в воде. Вкус соленный. Диагностические признаки. Легко узнается по низкой твердости, весьма совершенной спайности, растворимости в воде и соленому вкусу. Происхождение – осадочное. Применение. Применение галита весьма разнообразно. Помимо того, что он является важнейшим пищевым продуктом и консервирующим средством, он широко используется в химической промышленности, для получения соляной кислоты, хлора, соды, едкого натрия и ряда других солей. Является исходным сырьем для получения металлического натрия. Используется в черной и цветной металлургии, в электротехнике и т.д. 115 Инженерно-геологическая характеристика: см. Инженерно- геологическую характеристику ангидрита. 2. Флюорит – 2 CaF . “Флюорит” – латинское название фтора. Синоним – плавиковый шпат. Кристаллы – кубики, реже октаэдры, характерны двойники. Агрегаты – зернистые массы. Сингония – кубическая. Цвет. Флюорит редко бывает бесцветным и водяно-прозрачным. Большей частью окрашен в различные цвета: желтый, зеленый, голубой, фиолетовый. Любопытно, что окраска исчезает при нагревании и вновь возвращается при облучении рентгеновскими лучами. Блеск – стеклянный. Спайность – совершенная. Твердость 4. Удельный вес 3 ÷ 3,2. Прочие свойства. Хрупок. Часто проявляется флюоресценция (термин произошел от названия этого минерала). Диагностические признаки. Отличается по цвету, кубической форме кристаллов, спайности. Происхождение – гидротермальное, осадочное. Применение. Флюорит применяется для получения плавиковой кислоты, в металлургии, в керамике для получения эмалей и глазури. Прозрачные, бесцветные разности кристаллов используются в оптике, а также при изготовлении линз для фотографирования в темноте. Сульфаты 1. Гипс – O H CaSO 2 4 2 . “Гипс” – старое греческое название минерала. Кристаллы имеют таблитчатый, пластинчатый, призматический облик. Часто встречаются двойники срастания. Агрегаты. Обычно характерны тонко кристаллические, волокнистые и пластинчатые агрегаты. Разновидности гипса: прозрачный пластинчатый гипс называется “марьино стекло”, волокнистый гипс – селенит, зернистый – алебастр. Сингония – моноклинная. Цвет гипса – белый. Отдельные кристаллы часто водяно-прозрачны и бесцветны. Бывает окрашен также в серый, медово-желтый, красный, бурый и черный. Блеск – стеклянный, на плоскостях спайности – перламутровый отлив. Спайность – весьма совершенная. Твердость – 2. Удельный вес – 2,3. 116 Диагностические признаки. Характерна совершенная спайность, низкая твердость (царапается ногтем) и форма агрегатов. Происхождение осадочное, гидротермальное, в коре выветривания. Применение: 1) модельный или лепной (полуобоженный) гипс применяется для получения отливок, гипсовых слепков, лепных украшений карнизов, штукатурки потолков и стен, в хирургии, бумажном производстве. В строительном деле он употребляется как цемент при кирпичной и каменной кладке, для набивных полов, изготовления кирпича, плит для подоконников, лестниц и т.д; 2) сырой (природный) гипс находит применение, главным образом, в цементной промышленности в качестве добавок к портландцементу, как материал для ваяния статуй, различных поделок, в производстве красок, глазури и т.д. Инженерно-геологическая характеристика: см. инженерно- геологическую характеристику ангидрита. 2. Ангидрит – 4 CaSO . Название минерала (безводный) указывает на отсутствие в нем воды, в отличие от гипса. Кристаллы – призматические, часто со штриховкой на гранях, чаще встречается в сплошных зернистых агрегатах. Сингония – ромбическая. Цвет – белый, часто с голубоватым, сероватым или красноватым оттенками. Блеск – стеклянный. Спайность – совершенная. Твердость 3 ÷ 3,5. Удельный вес 2,9 ÷ 3. Прочие свойства. В присутствии воды при атмосферном давлении постепенно переходит в гипс, сильно увеличивается в объеме (до 30%). Диагностические признаки. От гипса отличается большей твердостью, от кальцита – отсутствием реакции с соляной кислотой. Происхождение – осадочное, гидротермальное. Применение. Ангидрит также, как и гипс используется главным образом в производстве вяжущих веществ (цементов). Плотные тонкокристаллические разности, кроме того, употребляются для всевозможных поделок. Инженерно-геологическая характеристика. Кальцит, доломит, галит, ангидрит в инженерной геологии относятся к группе простых солей. Их объединяет слабая устойчивость в воде, обусловленная, прежде всего, особенностями строения и преобладанием иного типа связи в решетке. Присутствие простых солей в грунтах сильно влияет на их механические свойства (особенно при выщелачивании солей), водопроницаемость, 117 солевой состав порового раствора и т.д. С развитием простых солей связаны процессы карстообразования. Силикаты 1. Оливин – 4 , SiO Fe Mg . Назван по оливково-зеленному цвету. Синонимы: хризолит, перидот. В кристаллах оливин встречается редко, обычно распространен в зернистых агрегатах. Сингония – ромбическая. Цвет оливина желтый с зеленоватым оттенком. Блеск – стеклянный. Спайность – несовершенная. Твердость 6,5 ÷ 7. Удельный вес – 3,3 ÷ 3.5. Диагностические признаки. Характерен желтовато-зеленоватый цвет, зернистость. Происхождение – магматическое, метаморфическое. Применение. Маложелезистые чисто оливиновые породы представляют высококачественное сырье для изготовления огнеупорных форстеритовых кирпичей. Прозрачные, красиво окрашенные кристаллы оливина (хризолит) употребляются, как драгоценные камни в ювелирном деле. Инженерно-геологическая характеристика – породообразующий минерал, характерна высокая прочность, нерастворимость в воде. Быстро выветривается. 2. Авгит – алюмосиликат железа и магния. Название происходит от греческого слова “авге” – блеск (кристаллы его имеют нередко блестящие грани). Кристаллы – восьмиугольные кротко-столбчатые, реже таблитчатые. Агрегаты – зернистые массы. Авгит часто встречается в виде вкрапленников в породу. Сингония – моноклинная. Цвет – черный, зеленовато- и буровато-черный, реже темно-зеленый или бурый. Блеск – стеклянный. Спайность – средняя, излом неровный. Твердость – 5 ÷ 6. Удельный вес – 3,2 ÷ 3,6. Диагностические признаки. Отдельные кристаллы легко узнают по своей форме и темному цвету. В других случаях точная диагностика без микроскопических исследований и химических анализов невозможна. Происхождение магматическое. Авгит является важным породообразующим минералом. Инженерно-геологическая характеристика: см роговую обманку. 118 3. Роговая обманка – алюмосиликат железа и магния. Кристаллы – призматические, столбчатые. Агрегаты. Обыкновенно роговые обманки окрашены в зеленый или бурый цвет – разных оттенков, преимущественно темных – до черного. Черта – белая с зеленоватым оттенком. Блеск – стеклянный. Спайность – совершенная. Твердость – 5 ÷ 6. Удельный вес – 3,1 ÷ 3,3. Диагностические признаки. Кристаллы роговой обманки легко узнаются по внешнему облику, темно-зеленому или темно-бурому цвету. Происхождение магматическое. Инженерно-геологическая характеристика. Роговая обманка является важным породообразующим минералом, для нее и авгита характерна значительная механическая прочность, нерастворимость в воде. Легко выветривается, переходя в слоистые силикаты. Группа глинистых материалов 1. Каолинит – O H SiO O Al 2 2 3 2 2 2 . Старинное название этого минерала перешло от китайцев. «Кау-лянг» – высокая гора (так называлась месторождение каолинита). Является главной составной частью большинства глин. Кристаллы – более или менее хорошо образованные пластинчатые кристаллы исключительно редки и малы по размерам (до 1 мкр.). Агрегаты рыхлые, чешуйчатые или плотные, иногда встречаются в виде натечных форм. Сингония моноклинная. Цвет – белый, нередко с желтоватым, буроватым, красноватым, иногда с зеленоватым или голубоватым оттенками. Блеск – матовый. Спайность – совершенная. Твердость – 1. Удельный вес – 2,6. Диагностические признаки. Каолинит в сплошных землистых массах легко растирается между пальцами, жирный на ощупь, в мокром состоянии дает пластичное тесто, матовый. Происхождение – в условиях выветривании. Применение. Главнейшим и старейшим потребителем является керамическая промышленность. В бумажной промышленности каолинит применяется в качестве наполнителя и аппретуры с целью придания бумаге более гладкой поверхности, повышенной плотности. Инженерно-геологическая характеристика. Изменяет свойства при взаимодействии с водой, обладает пластичностью. Кристаллическая 119 решетка относительно прочная и устойчивая, поэтому каолинит лишь незначительно поглощает воду, слабо набухающий минерал. 2. Монтмориллонит – алюмосиликат железа и магния, назван по месту нахождения в Монтмориллоне (Франция). Является широко распространенным минералом, главным образом, среди некоторых разностей глин. Обычно встречается в плотных агрегатах. Сингония – ромбическая. Цвет белый с сероватым, иногда с синеватым оттенком, розовый, розово-красный, иногда зеленый. Блеск – матовый. Спайность – совершенная. Твердость – 1. Удельный вес – непостоянный. Диагностические признаки. Наличие монтмориллонита в этих или иных глинах можно заподозрить по явлениям набухания от влаги и связанной с этим свойством жирности. Однако точная диагностика без измерения оптических констант, рентгенометрических исследований и химических анализов невозможна. Происхождение – в процессе выветривания. Применение. Благодаря высокой поглотительной способности монтмориллонитовые глины широко используются для различных целей в промышленности. Главным потребителем таких глин является нефтяная промышленность, используя их для очистки нефтепродуктов. Кроме того, используется в текстильной промышленности, резиновом производстве, в мыловаренной и косметической промышленности. Применяется также для очистки воды и пищевых продуктов (вина, растительных масел и пр.), в качестве добавок при производстве бумаги, керамики и при изготовлении лекарств. Инженерно-геологическая характеристика: изменяет свои свойства при взаимодействии с водой, обладает высокой пластичностью. Связь между пакетами кристаллической решетки слабая, поэтому вода легко проникает в кристаллическую решетку монтмориллонита, раздвигает ее и обуславливает сильное разбухание минерала. Монтмориллонит обладает высокой адсорбционной способностью. Группа слюдистых минералов 1. Мусковит – алюмосиликат калия. Название происходит от старинного итальянского названия города Москвы – Муска. В свое время большие листы мусковита вывозились через Москву на запад под названием «Московские стекла». Кристаллы – пластинчатые, таблитчатые, встречаются в пластинчато-чешуйчатых агрегатах. 120 Сингония – моноклинная. Цвет. В тонких листах бесцветен, но часто с желтоватым, сероватым, зеленоватым оттенком. Блеск – стеклянный, на плоскостях спайности перламутровый. Спайность – весьма совершенная. Твердость – 2÷3. Листочки мусковита, как у всех минералов группы слюд гибки и при сгибании упруги. Удельный вес– 2,76÷3,1. Диагностические признаки. Мусковит легко узнается по своим внешним признакам: светлой окраске, перламутровому блеску, весьма совершенной спайности и легкой расщепляемости на прозрачные, упругие листочки. Происхождение – магматическое, гидротермальное, метаморфическое. Применение. Главное применение листовой слюды в электропромышленности: для изоляторов, конденсаторов, телефонов, магнита, электрических ламп, слюдяных очков, керосинок и т.д. Слюдяной порошок, получающийся путем размола отбросов при обрезке листовой слюды, применяется при изготовлении огнестойких строительных материалов, обоев, различных керамических изделий, автомобильных шин, смазочного материала и др. Инженерно-геологическая характеристика: см. биотит. |