Породообразующие осадочных горных пород: химический состав, свойства.

Генетическая классификация горных пород. Влияние условий образования на структуру и свойства горных пород (привести конкретные примеры).

ГП представляют собой скопления одного или нескольких минералов. Минералом-тело, однородное по хим.сост. и физ.св-в., возникшее в результате физико-химических процессов, протекающих в земной коре.

Группы минералов: • Группа кремнезема (кварц, опал, халцедон); • Группа железомагнезиальных (пироксены, амфиболы, роговая обманка); • Группа карбонатов (кальцит, доломит, магнезит); • Группа сульфатов (гипс, ангидрит); • Группа глинистых минералов (каолинит, гидрослюды, монтмориллонит); • Группа алюмосиликатов (слюда, полевые шпаты).

В зависимости от условий формирования ГП делят на 3 генетические группы:

1) магматические породы, образовавшиеся в рез-те охлаждения и затвердевания магмы; 2) осадочные породы, возникшие в поверхностных слоях земной коры из продуктов выветривания и разрушения различных ГП; 3) метаморфические породы, являющиеся продуктом перекристаллизации и приспособления ГП к изменившимся в земной коре физико-химическим условиям.

1.Магматические (Массивные: глубинные- гранит, сиенит, диорит, габбро; излившиеся- порфиры, бальзат, диабаз, трахит, андезит. Обломочные: рыхлые- вулканический пепел, песок, пемзы; цементрированные- вулканические туфы, трассы.) 2.Осадочные (Химические-известняк, доломит, магнезит, гипс, ангидрит. Обломочные: рыхлые - гравий, природный щебень, песок,глина; цементрированные - песчаник, конгломерат. Органогенные - плотный известняк, известняк-ракушечник, диаломит, трепел. 3.Метаморфические (Изверженные - гнейс; Осадочные - сланцы, мрамор, кварцит.)
ПРИМЕР: При вулканических извержениях, когда магма насыщена газами, образуются излившиеся высокопористые легкие породы - пемза и вулканический туф, плотностью 800-1600 кг/м3. Пемза образовалась при быстром охлаждении магмы и интенсивном выделении из нее газов, вспучивающих массу. Быстрое остывание вспученных кусков магмы привело к образованию стекловидной пористой породы плотностью 400-600кг/м3, с малым пределом прочности при сжатии (от 1,5 до 6 МПа) и теплопроводностью 0,12-0,20 Вт/(м • К). В природе пемза встречается в виде обломков размером 5-50 мм. Она используется для производства теплоизоляционных засыпок, как заполнитель в легких бетонах и в качестве активной минеральной добавки к цементам.

По плотности: тяжелые — более 1800 кг/м³;легкие — менее 1800 кг/м³. По пределу прочности при сжатии (МПа) на марки: для тяжелых — от 10 до 100; для легких — от 0,4 до 20. По морозостойкости на марки: F15-500 (тяжелые)F10-25 (легкие). По степени обработки различают: грубообработанные (бутовый камень, щебень, гравий,песок); профилированные (пиленые штучные камни и блоки для стен; камни, плиты и профильные изделия для облицовки зданий и сооружений).

Породообразующие материалы магматических горных пород: химический состав, свойства.

Основными породообразующими минералами магматических ГП являются: кварц и его разновидности; полевые шпаты; железисто-магнезиальные силикаты.

Кварц- диоксид кремния (SiO2) в кристаллической форме. Плотность - около 2650 кг/м3, Твердость - 7, Прочность при сжатии - до 2000 МПа. Кварц имеет окраску (бесцветную, желтую, молочную) и стеклянный блеск. При обычной темп не взаимодействует с кислотами и щелочами. Плавится при 1710°С и при быстром охлаждении расплава дает кварцевое стекло. Полевые шпаты - распространенные минералы в магматических породах. Главными разновидностями полевых шпатов являются ортоклаз и плагиоклаз. Ортоклазы (K2O*Al2O3*6SiO2) – прямо-раскалывающийся - твердость 6-6,5; плотность 2,57 г/см3, плавится при 1170 С. Плагиоклазы - косо-раскалывающиеся, например: альбит Na2O*Al2O3*6SiO2. У полевых шпатов плотность 2,5 – 2,7, температура плавления - 1200-1600 град, предел прочности при сжатии - 120-170 МПа, при выветривании из полевых шпатов получается группа алюмосиликатов (глина). Группа алюмосиликатов(слюда, полевые шпаты): слюды - минералы с совершенной спайностью в одном направлении, способны расщепляться на тончайшие упругие пластинки. По хим.сост. они представляют собой водные алюмосиликаты сложного состава. Наиболее часто в составе ГП присутствуют две разновидности слюды — мусковит (светлая алюминиевая слюда) и биотит (железисто-магнезиальная слюда темного цвета). Плотность слюд 2760-3200 кг/м3, твердость 2-3, стойкость биотита меньше, чем мусковита. Присутствие слюд в ГП понижает прочность и стойкость породы, затрудняет ее шлифовку и полировку. Группа железомагнезиальных(пироксены, амфиболы, роговая обманка): амфиболы - группа минералов подкласса ленточных силикатов. Общая формула: R7[Si4O11]2(OH)2, где R= Ca, Mg, Fe. Амфиболы имеют вытянутый облик кристаллов, совершенную спайность. Роговая обманка Ca2(Mg,Fe,Al)5(Al,Si)8O22(OH)2 сложный алюмосиликат кальция, цвет чёрный или тёмно-зелёный, имеет плотность 3000-3400 кг/м3, твердость 5-6.3. Это темноокрашенные минералы силикаты магния, железа, кальция. Группы: пироксены, амфиболы, роговая обманка, прочность при сжатии 300-400, высокая стойкость к выветриванию.

Магматические горные породы: механизмы образования, особенности строения. Минеральный состав магматических горных пород, свойства, применение в строительстве.

Главной составляющей изверженных пород является кремнезем (SiO₂). Магматические горные породы в зависимости от условий происхождения делятся на

Массивные:1.Глубинные – это породы, образовавшиеся при застывании магмы на разной глубине в земной коре (гранит, сиенит, габбро, диорит). 2.Излившиеся породы образовались при излиянии магмы из глубин и затвердении на поверхности (порфиры, трахит, андезит, диабаз, базальт).

Обломочныепороды образовались при быстром охлаждении лавы: 1.рыхлые (вулканический пепел, вулканический песок, пемза)2.цементированные (вулканические туфы). Глубинные ГП образуются при медленном остывании магмы в глубинных породах, следствием является ряд общих свойств: малая пористость, большая плотность (2600-3000 кг/м³), высокая прочность (при сжатии 100-300 МПа), низкое водопоглощение (меньше 1% по объему), морозостойкость. Обработка таких пород из-за высокой прочности затруднительна, но благодаря высокой плотности хорошо полируются и шлифуются. Граниты обладают благоприятным для строительного камня мин сост, отличающимся высоким содержанием кварца(25-30 %), натриево- калиевых шпатов(35-40%) и плагиоклоза (25-30%). Прочность при сжатии (120-250 МПа), малая пористость (меньше 1,5%). Излившиеся горные породы: Порфиры по своему мин. сост близки к гранитам, а также сходны по прочности, пористости, водопоглощению. Трахиты по своему мин. сост схожи с сиенитами, но более пористы, предел прочности при сжатии (60-70 МПа), легко обрабатываются, но не полируются. Андезиты желтовато-серого цвета, содержит плагиоклазы, роговую обманку, пористая структура, плотность (2700-3100 кг/м³), предел прочности при сжатии (140-250 МПа). Диабазы – порода мелкозернистая, имеют черный цвет, отличаются высокой твердостью, прочностью(300-400 МПа) и вязкостью. Обломочные горные породы:Пемза представляет собой пористое вулканическое стекло, цвет белый или серый, пористость до 60%, Твердость около 6, истинная плотность 300-900 кг/м³. Вулканический пепел – мелкие частицы лавы размером до 2мм, является активной минеральной добавкой. Вулканические туфы – ГП, образовавшиеся из твердых продуктов вулканических извержений, истинная плотность 2600 кг/м³, пористость 40-70%, малая теплопроводность, прочность от 5 до 15 МПа. Применение в строительстве:

Породообразующие осадочных горных пород: химический состав, свойства.

Группа кремнезема.Наиболее распространенные минералы этой группы-кварц, опал, халцедон. Кварц— диоксид кремния (SiO₂) в кристаллической форме. Плотность - около 2650 кг/м3, Твердость - 7, Прочность при сжатии - до 2000 МПа. Кварц имеет окраску (бесцветную, желтую, молочную) и стеклянный блеск. При обычной температуре не взаимодействует с кислотами и щелочами. Плавится при 1710°С и при быстром охлаждении расплава дает кварцевое стекло. Опал(SiO₂-nH₂O) содержание воды от 2 до 14%, менее плотен (1900 –2500 кг/м3), чем кварц. Обладает повышенной внутренней микропористостью и высокодисперсной структурой, твердость 5-6, хрупкий, цвет зависит от наличия примесей. Халцедон (SiO₂) является волокнистой разновидностью кварца. Цвет белый, серый, бурый, зеленый, плотность 2600кг/м³, твердость 6. Группа карбонатов(кальцит, доломит, магнезит): Кальцит (СаСО3) плотность 2700 кг/м3, твердость 3. Растворяется в кислотах, в обычной воде - мало. Это распространенный минерал, слагающий различные виды известняков. Окраска белая, серая, иногда он прозрачен. Магнезит(MgCO3) плотность 2900-3100 кг/м3, твердость 3,5-4,5. Он распространен меньше кальцита и образует породу того же названия, бесцветный, белый или серый, имеет высокую огнеупорность и вяжущие свойства. Доломит(CaCO3-MgCO3) по физическим свойствам близок к кальциту, но более тверд - 3,5...4, плотность 2900 кг/м3. Цвет доломита от белого до темно-серого. Группа глинистых минералов (каолинит, гидрослюды, монтмориллонит). Глинистые минералы играют важную роль в составе осадочных пород. Они могут находиться в качестве примеси, изменяя физико-химические свойства. Каолинит(Аl₂О₃*2SiO₂*2H₂О) — водный силикат алюминия, образуется при выветривании полевых шпатов и слюд. Цвет каолинита без примесей — белый, плотность – 2600 кг/м3, твердость -1. Каолинит и другие водные алюмосиликаты являются основными в глинах, они часто встречаются в виде примесей в известняках, песчаниках, гипсовых и других осадочных породах. Наличие этих примесей понижает водо- и морозостойкость пород. Гидрослюды образуются при разложении слюд и других силикатов, используют в строительстве как пористые заполнители. Монтмориллонит обр-ся в условиях щелочной среды и выветривании, слагает различные виды глин, служит цементирующим материалом в песчаниках. Примеси глинистых минералов резко понижает водостойкость и морозостойкость. Группа сульфатов (гипс, ангидрит): Гипс(CaSO4-2H2O) — минерал кристаллического строения, его кристаллы имеют зернистое, пластинчатое, игольчатое, волокнистое строение. Он белого цвета. Плотность гипса 2300 кг/м3, твердость 2, сравнительно легко растворяется в воде, используют в производстве вяжущих веществ.

Ангидрит(CaSO4) - безводная разновидность гипса. Плотность 2900-3000 кг/м3, твердость З...3,5. Иногда применяют как облицовочный материал для внутренних отделок зданий.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: