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.
|
|
3. Слюдистый сланец. Минеральный состав – биотит, мусковит, роговая обманка, кварц. Цвет – серый, зеленовато-серый. Структура – чешуйчатая. Текстура – сланцеватая. Условия образования – образуется в процессе метаморфизации магматических пород кислых глубинных, а также их излившихся аналогов. Формы залегания – пласты. Диагностические признаки – сланцеватость. Характерен серебристый или золотистый блик на плоскостях сланцеватости. Применение – для специальной отделочной штукатурки, для получения тепло- и электроизоляционных плит. Инженерно-геологическая характеристика – см. глинистый сланец. 4. Мрамор. Минеральный состав – кальцит. Цвет – различный. Структура – зернистая. Текстура – массивная, пятнистая. Условия образования – возникает при региональном или контактном метаморфизме, в перекристаллизации известняков, реже доломитов. Формы залегания – пласты. Диагностические признаки – зернистое строение, реакция с соляной кислотой. Применение. Мрамор – ценный облицовочный материал. Кроме того, применяется для орнаментов, скульптурных изделий, памятников, в электротехнике, иногда используется как щебень для цветной штукатурки, декоративного бетона. Мрамор легко поддается обработке и хорошо полируется Инженерно-геологическая характеристика – порода прочная в сухом состоянии, но под влиянием воды растворяется, кроме того, легко поддается выветриванию. 5. Кварцит. Минеральный состав – кварц. Цвет – белый, розовый, голубовато-серый, малиновый. 131 Структура – мелкозернистая, иногда слитная (отдельные зерна нельзя различить). Текстура – массивная. Условия образования – образуется путем перекристаллизации кварцевых песков и песчаников под действием высокой температуры. Формы залегания – пласты. Диагностические признаки – кварцит по внешнему виду больше напоминает мрамор. Отличается от него большей твердостью (царапает стекло) и тем, что не реагирует с разбавленной соляной кислотой. Применение – используется как строительный и облицовочный материал. Применяется в качестве абразивов, кислотоупорного камня, в производстве огнеупоров, как щебень. Железистые кварциты являются железной рудой. Инженерно-геологическая характеристика – порода очень прочная и крепкая, стойка против выветривания. Хорошее основание сооружений, но трудно поддается обработке. 6. Яшма. Минеральный состав – кварц. Цвет – различный, есть все цвета, кроме синего. Структура – плотная. Текстура – массивная, плотная, полосчатая. Условия образования – образуется из осадочных химических и биохимических пород. Формы залегания – пласты. Диагностические признаки – непрозрачная порода, обладающая высокой твердостью, плотностью и раковистым изломом. Применение – благодаря высокой твердости, прочности, красивой окраске используется для ценных поделок и в ювелирном деле. 132 Приложение 4 ОСАДОЧНЫЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ Пирокластические породы Они являются связующим звеном между магматическими и осадочными, так как обломочный материал в них выброшен вулканом, а цементация происходила в поверхностных условиях. Среди пирокластических пород наибольшим распространением пользуется вулканический туф, который более чем на 90% состоит из вулканогенного материала. Обломочные породы I.Грубообломочные /крупнообломочные породы. 1. Галька /щебень, гравий/дресва. Минеральный состав – различный. Различают однородные галечники, состоящие из одной породы (гранитные, известняковые и др.) и неоднородные, состоящие из двух или более пород. Цвет – различный. Структура – определяется формой и размером обломков. Текстура – слоистая. Формы залегания – слои, линзы. Диагностические признаки. Галька – окатанные, а щебень – неокатанные обломки горных пород размером от 10 до 200 мм. Гравий – окатанные, дресва – неокатанные обломки пород размером от 2 до 10мм (от горошин до лесного ореха). Происхождение – описываемые породы образуются в результате физического выветривания. Неокатанные обломки (щебень, дресва), скапливаются у подножия гор. Окатанную форму обломочный материал приобретает в процессе переноса льдом, речными потоками или под действием морского прибоя. Распространение – пользуются широким распространением. На территории Татарстана основные месторождения гравия приурочены к руслу Камы. Применение – используется для приготовления бетона, в дорожном строительстве, при устройстве фильтров в гидротехнических сооружениях. Инженерно - геологическая характеристика. Представляют собой хорошо водопроницаемые горизонты, практически несжимаемые. Прочность определяется прочностью обломков. Округлые окатанные гальки обладают пониженным сопротивлением сдвигу. 133 2. Конгломерат – сцементированные галька, гравий, брекчия – сцементированные щебень, дресва. Минеральный состав – состав обломков может быть различный. Состав цемента – карбонатный, кремнистый, глинистый, железистый, гипсовый. Цвет – различный. Структура – обломочная. Текстура – слоистая. Формы залегания – слои. Диагностические признаки. Конгломерат – сцементированные окатанные обломки горных пород, брекчия – неокатанные. Определение состава цемента – см. песчаник. Происхождение– образуются в результате цементации обломочных пород. Наиболее обычны речные и морские конгломераты, реже моренные (ледниковые) разновидности. Среди брекчий следует различать брекчии: а) обвалов и оползней, б) осыпей, в) селевых потоков, г) ледниковые, д) прибрежные, е) донные, ж) элювиальные, з) карстовые. Применение – некоторые конгломераты и брекчии являются красивым облицовочным материалом. Используются для производства бетона и для дорожного строительства. Инженерно – геологическая характеристика. Конгломерат и брекчия водоупорны. Прочность определяется прочностью цемента. Наиболее прочными являются породы с кремнистым и железистым цементом. Карбонатный цемент обладает высокой прочностью, но растворяется в воде. Стойкость против выветривания зависит от состава цемента. Выветрелые породы меняют водопроницаемость и прочность. II.Среднеобломочные (песчанные). 3. Песок. Минеральный состав – моно- и полиминеральные. Примером мономинеральных песков являются кварцевые пески. В состав полиминеральных песков входят кварц, полевой шпат, слюда и другие минералы. Если преобладают кварц и полевой шпат, то такие пески называют аркозами. Граувакки состоят из неокатанных обломков горных пород. Цвет – различный. Чистые кварцевые пески – белые. Пески, содержащие водные окислы железа, бывают ржаво-бурого цвета или охряно-желтого цвета. В песках серого и черного цвета имеются углистые частицы. Аркозы часто имеют розоватую или красноватую окраску. Граувакки – всегда темные. Структура – зернистая, в зависимости от размеров зерен: крупнозернистая (0,5-2 мм), среднезернистая (0,25-0,5 мм), мелкозернистая (0,1-0,25 мм), тонкозернистая (0,05-0,1 мм). 134 Текстура – слоистая. Формы залегания – слои, линзы. Диагностические признаки – зерна видны простым глазом. Происхождение – они могут образовываться в самых разнообразных континентальных и морских условиях. Морские пески подразделяются на прибрежные и донные, а континентальные на элювиальные, аллювиальные, озерные, эоловые и ледниковые. Применение – наибольшее практическое значение имеют кварцевые пески. Они используются в стекольном и фарфорово-фаянсовом производстве, в строительстве, при изготовлении динаса, бетона, строительного кирпича, в литейном производстве, в медицине (кварцевые лампы), для получения карборунда (твердость его выше твердости корунда), в дорожном строительстве и при устройстве фильтров и дренажей. Инженерно-геологическая характеристика. Пески невлагоемкие, обладают свойствами капиллярности, водопроницаемы (в случае малого содержания пылеватых и глинистых частиц). При полном сложении малосжимаемы. Пылеватые пески, насыщенные водой, обладают свойствами плывунности. 4. Песчаник - сцементированный песок. Минеральный состав – по составу песчаники могут быть моно- и полиминеральными (см. песок), по составу цемента – карбонатный, кремнистый, глинистый, железистый. Цвет – различный. Структура – зернистая (крупно-, средне-, мелкозернистая). Текстура – слоистая, реже массивная. Формы залегания – слои, линзы. Диагностические признаки – невооруженным глазом видны зерна песка. Кремнистый цемент определяется по высокой твердости. Карбонатный – по реакции с соляной кислотой, железистый – по бурому цвету, гипсовый – по голубовато-серой окраске, глинистый – неводостойкий. Происхождение – образуется за счет цементации песчаных зерен различными минеральными соединениями в период диагенеза. Применение – кислотоупорный материал, строительный камень (бут, плиты, щебень), декоративный материал, устройство набережных, ступеней. В абразивной промышленности он идет на изготовление точильных камней, брусков и жерновов, в огнеупорной промышленности для производства динаса. Инженерно-геологическая характеристика – см. конгломерат и брекчию. 135 III. Мелкообломочные (алевритовые). 5. Лесс – связная порода. Минеральный состав – глинистые материалы (каолинит, монтмориллонит, гидрослюда), кварц, полевой шпат, кальцит, гидроокислы железа. Цвет – палевый или желто-серый. Структура – алевритовая, пылеватая, так как в породе преобладает (50%) пылеватая фракция (0,05 – 0,005 мм). Текстура – макропористая, массивная. Формы залегания – покровное залегание. Диагностические признаки – палевая окраска, макропористость, реакция с соляной кислотой, слабая связность в сухом состоянии. Происхождение – образуется только на континенте эоловым, пролювиальным, делювиальным путем. Применение – для изготовления кирпича и черепицы, в качестве добавки в бетоны. Инженерно-геологическая характеристика – достаточно прочный в сухом состоянии, в естественных обнажениях лесс образует отвесные стенки. Легко размокает, при увлажнении уменьшается в объеме, т.е. обладает просадочностью, но лессы могут быть набухающими. 6. Алевролит – порода сцементированная. Минеральный состав – кварц, полевой шпат, темноцветные минералы, слюды и цемент такой же, как у песчаников. Цвет – темная окраска, серая, зеленовато-серая, буровато- коричневая. Структура – алевритовая. Текстура – слоистая, чаще тонкослоистая. Формы залегания – слои, прослои, линзы. Диагностические признаки – зерна неразличимы невооруженным глазом, но видны в лупу. В воде не размокают. Происхождение – алевролиты образуются из алевритов в процессе диагенеза за счет уплотнения, цементации. Применение – как у песчаников. Инженерно - геологическая характеристика. Прочность зависит от состава цемента. За счет слоистости обладает свойствами анизотропии. Породы водоупорные, водоустойчивые, практически невлагоемкие, несжимаемые. Степень выветривания зависит от состава цемента, легко выветриваются тонкослоистые алевролиты. 136 Глинистые породы 1. Глины. Минеральный состав – чаще всего глины полиминеральные и в их состав входят: глинистые минералы, кварц, полевой шпат, слюда и т.д. Встречаются и мономинеральные глины – каолинитовые, монтмориллонитовые. Цвет – различный. Структура. 1). Пелитовая – характерна для глинистых пород, состоящих почти исключительно (более чем на 90%) на глинистых частиц. 2). Алевропелитовая –характеризуется тонкодисперсной глинистой массой, на фоне которой заметны алевритовые частицы. 3). Псаммопелитовая – отличается от предыдущей присутствием кроме алевритовых, также и песчаных частиц. Текстура – слоистая, микрослоистая, ленточная, плойчатая, реже массивная. Формы залегания – слои, линзы, прослои. Диагностические признаки – в сухом состоянии плотная, с жирным и шелковистым блеском, песчинок в лупу не видно, во влажном состоянии – липкая, пластичная, образует длинный шнур. При увлажнении (если подышать на нее) издает землистый запах. Глины с примесью алевритовых и песчаных частиц характеризуются землистым изломом. Происхождение – глины образуются на континенте и в морях. Каолинитовые глины образуются за счет выветривания кислых магматических пород. Встречаются они также среди аллювиальных и озерно-болотных отложений. Монтмориллонитовые глины образуются в морях за счет преобразования пепла, а также на суше в коре выветривания основных пород и за счет ее переотложения. Полиминеральные глины образуются как в морях, так и на континенте элювиальным, аллювиальным, озерным и ледниковым путями. Применение – каолинитовые глины (жирные) используются в керамической, огнеупорной, бумажной, резиновой, мыловаренной, косметической и других отраслях промышленности. Монтмориллонитовые отбеливающие глины (флоридины и бентониты) используются в нефтяной промышленности для очистки нефтепродуктов, в качестве формовочных глин, а также в пищевой промышленности. Тощие глины (содержащие пылевато-песчаный материал) – используются для изготовления кирпича, гончарных изделий, облицовочных плиток, черепицы, водопроводных труб. Инженерно-геологическая характеристика. Глины служат водоупором. Они изменяют свои свойства при взаимодействии с водой: переходят в пластичное, а затем в текучее состояние. Прочность глинистых грунтов определяется пористостью, влажностью, структурными 137 связями. Наибольшими показателями сжимаемости характеризуются водонасыщенные и пористые грунты. К глинистым породам в инженерной геологии относятся суглинки и супеси. По существу это смешанные породы песчано-пылевато-глинистые, когда ни одна из перечисленных фракций не превышает 50%. 2. Алевролит – сцементированная порода. Минеральный состав – кварц, полевой шпат, глинистые минералы, кальцит, гидроокислы железа. При содержании глинистых частиц 10-30% – суглинок, при 10-3% – супесь. Цвет – буровато-коричневый, коричнево-серый. Структура – алевритовая, псаммоалевритовая. Текстура – массивная, слоистая, пористая. Формы залегания – покровы, слои. Диагностические признаки – супесь легко растирается между пальцами, через лупу видно большое количество песчинок, при увлажнении непластичная, шнур скатать не удается. Суглинок в сухом состоянии – прочная порода, разбивающаяся с помощью молотка, через лупу видно присутствие песчинок на фоне плотной массы, при увлажнении пластичная, но менее, чем глина и не образует длинного шнура. Если сделать шар, а потом превратить его в лепешку, то образуются трещины по краям, в отличие от глины, лепешка из которой не растрескивается. Происхождение – образуются только на континенте ледниковым, элювиальным, делювиальным, аллювиальным и озерными путями. Нередко делювиальные и аллювиальные суглинки и супеси имеют лессовидный облик – макропористость, карбонатность, слабая связность в сухом состоянии. Применение – применяются для изготовления кирпича и в силикатной промышленности. 3. Аргиллит. Минеральный состав – глинистые минералы, кварц, полевой шпат. Цвет – различный. Структура – перлитовая. Текстура – слоистая. Формы залегания – пласты, слои. Диагностические признаки – плотная порода, не размокающая в воде. Песчинки в лупу не видны. Происхождение – аргиллиты образуются из глин в процессе диагенеза за счет уплотнения и цементации. Применение – как у глин. 138 Инженерно-геологическая характеристика. На прочность оказывает влияние состав и тип цемента. Обычно они образуют наиболее слабые прослои в массивах осадочных пород. Хемобиогенные породы I. Карбонатные породы. 1. Известняк. Минеральный состав – кальцит, в виде примесей – доломит, глинистые материалы, окислы железа. Цвет – окраска известняков разнообразна и определяется главным образом примесями. Чистые известняки бывают окрашены в белый, желтый, серый, темно-серый, а иногда и черный цвет. Интенсивность серых тонов связана с присутствием глинистых частиц, бурая и красноватая окраска объясняется гидроокислами железа. Структура – зернистая (крупно-, средне-, мелкозернистая), органогенная, детритовая, оолитовая. Текстура – слоистая, массивная. Формы залегания – слои, пласты, прослои. Диагностические признаки – характерной особенностью известняка является структура и реакция с соляной кислотой. Происхождение – основная масса известняков образуется в морях химическим или органическим путем. Выделяют химические, оолитовые и органогенные известняки. На континенте известняки образуются редко, среди них следует выделить известковые туфы, образующиеся при выпадении углекислого кальция из источников подземных вод, выходящих на поверхность Земли. Применение – строительный и дорожный материал. В этом случае известняки должны обладать достаточной механической прочностью и устойчивостью против выветривания. Примесь глинистых частиц значительно уменьшает механическую прочность, окремнение – повышает. Щебень из прочных известняков используется для изготовления бетона и дорожных покрытий. Известняки в смеси с глиной используется для производства портландцемента. Известняки являются основным сырьем для производства негашеной извести. Кроме того, они используются в химической, стекольной, сахарной промышленности, в металлургии и сельском хозяйстве. Инженерно-геологическая характеристика. Характерны высокие показатели прочности, на которые оказывают влияние структурно- текстурные особенности и типы пород. Органогенные известняки имеют пониженные показатели прочности по сравнению с химическими. Плотные слои известняков – водоупорны, трещиноватые – водопроницаемы. При благоприятных условиях с ними связаны явления карста. |