Это природные тела , имеющие определенный химический состав и сформировавшиеся в результате геохимических процессов, протекающих в земной коре

Коптяев В.В

Минералы и горные породы

Земная кора сложена горными породами

Минералы входят в состав горных пород и иногда образуют отдельные скопления.

--это природные тела , имеющие определенный химический состав и сформировавшиеся в результате геохимических процессов, протекающих в земной коре.

Минералы определяют физико –механические свойства горных пород. В настоящее время в земной коре обнаружено и диагностировано около 2200 минералов. Большинство из них встречается редко и чуть более 100 минералов распространены входят в состав горных пород и называется породообразующими.

Каждый минерал имеет определенное внутреннее строение и свой хим.состав, а также присущие только ему внешние признаки и свойства.

Большинство минералов- это твердые тела но есть также жидкие и газообразные(нефть ,газ)

Свойства минералов

1.структура

Обладают кристаллической структурой или могут быть аморфными. Большинство минералов имеет кристаллическое строение когда атомы расположены в строго определенном порядке и образуют пространственную решетку.

Аморфные минералы не имеют кристаллической структуры и как правило обладают не правильной внешней формой.

2.Химический состав

Каждый минерал имеет определенный химический состав но при этом существует 2 особенности:

· Минералы одинакового химического состава имеют разное внутренне строение(полиморфизм): графит –алмаз

· Когда в структуре некоторых минералов могут присутствовать другие химические элементы(изоморфизм)

Химический состав выражается кристаллохимической формулой ,которая показывает химическое соотношение элементов и характер их взаимной связи в кристаллической

решетке.

 

КЛАССЫ	МИНЕРАЛЫ	ФОРМУЛЫ
Силикаты	Ортоклаз	K[Al Si3 08]
Карбонаты	Кальцит	CACO3
Окислы	Кварц	SiO2
Гидрокислы	Опал	SiO2*nH2O
Сульфиды	Пирит	FeS2
Сульфаты	Гипс	CaSO4*2H2O
Галоиды	Галит	NaCl
Фосфаты	Апатит	Ca5(F, Cl )[PO4]3
Вольфраматы	Вольфрамит	(Fe, Mg)WO4
Самородные элементы	Алмаз	C

 

Физические св-ва

· Оптические хар-стики

Свет , прозрачность, блеск

· Твердость

-Способность минералов противостоять механическим воздействиям (ориентировочно оценивается по10-бальной шкале Мооса )

· Спайность

-Способность минералов раскалываться по определённым направлениям и плоскостям

· Излом

Характеризует поверхность раскалывания или разрыва минерала.

· Плотность

Она различна и меняется от 1 до 23

 

 

Горные породы

-природные минеральные агрегаты, которые образуются в земной коре. Каждая порода обладает своим химическим и минеральным составом, структурой и текстурой.

Г.П. чаще всего полиминеральные но могут состоять из одного минерала(гипс, кварцит)

В отличие от минералов Г.П. не имеют хим. формул. Их состав оценивается валовым хим. анализом(определение % -ного соотношения по массе отдельных хим. эл-тов)

 

Фото2

В настоящее время в земной коре установленно около 1000 видов горных пород которые по происхождению(генезису)делятся на 3 типа:

· Магматические г.п.

-это породы которые образовались в результате кристаллизации магмы при её остывании в недрах земли или на её поверхности

магма- это сложный силикатный расплав, который имеет следующий хим. состав (фото2)

в зависимости от условий , в которых происходит охлажение и остывание магмы породы делятся на(фото3):

 

Фото3

 

1.интрузивные(глубинные)

Образуются при внедрении и остывании магмы на различных глубинах верхних слоев земной коры, при этом остывание магмы происходит сравнительно мелено и образование горных пород идет до полной раскристаллизации магмы и переходом её в твердое состояние.

Так происходит образование глубинных горных пород с полной кристаллической структурой (гранит, сиенит, габбро)

2.эффузивные

Образуются при излиянии магмы на поверхности последующим её остыванием и затвердеванием. В зависимости от скорости остывания магмы образуются пористая, стекловатая и порфировая структура(базальт, оксидиан, порфирит)

Классификация магматических пород. Основана на содержании оксида кремния SIO₂ (фото4):

 

Фото4

Свойства магматических пород в значительной степени зависят от их структуры и текстуры:

· Структура- это особенность внутреннего строения породы обусловленная размерами формой и кол соотношением ее составных частей

· Текстура- характеризует положение основных частей породы в пространстве или внешнее сложение

К магматическим породам относятся также пирокластические породы, которые образуются в рез- те вулканических извержений(туф, туфит) фото5

 

 

 

Фото5

· Метаморфические

Горные породы , которые образовались от пород магматического или осадочного происхождения под влиянием фактора метаморфизма(фото5):

1.высокая температура

2.большое давление

3.действие хим. процессов

Метаморфизм г.п.- это существенное изменение их минерального состава, структуры и текстуры, происходящая под действием различных процессов в земной коре. При этом сохраняется твердое состояние горных пород без их расплавления или растворения.

В зависимости от преобладающих факторов выделяют 2 основнфх вида метаморфизма:

· Контактовый

Развивается на контакте между расплавленной магмой и горными породами. При этом магма нагревает вмещающие породы а вблизи контакта обжигает их, но зона измененных пород при этом не очень большая. Так возникают породы с зернистой структурой(мрамор, кварцит)

· Динамический

Преобразование исходных пород под действием высокого давления, которое возникает в процессе горообразования или за счет давления вышележащих толщ осадочных пород.

При динамическом метаморфизме образуются породы с характерной сланцеватой текстурой (различные сланцы).

Глубины земной коры , где в процессе метаморфизма возникают одновременно большие давления и высокие температуры- называются области регионального метаморфизма.

Метаморфические породы в основном имеют кристаллическую структуру а также 2 характерных вида текстуры:

1. Сланцеватая( пластичные минералы параллельны друг другу)

2. Полосчатые(минералы расположены в виде полос и слоев. напр. Гнейс)

 

 

 

Фото6

Классификация метаморфических пород основана на их тестурных и структурных признаках

:

1тип пород массивные (зернистые ) кварцит , мрамор

2 тип пород сланцеватые : различные сланцы и Гнейс

Действие процесса метаморфизма на магматические и осадочные породы приводит к различным рез-м. Метаморфизация строительных пород обычно ухудшает их строительные свойства : гранит переходит в гнейс , при этом образуется полосчатая структура и прочность на сжатие параллельно слоям резко уменьшается.

Метаморфизация осадочных пород наоборот обычно улучшает их св-ва при этом образуются породы массивной текстуры и зернистой структуры: известняк в мрамор, песчаник преходит в кварцит.

· Осадочные

Осадочные породы слагают самые верхние слои земной коры и окрывают магматические и метаморфические

Земная поверхность на 75 % покрыта осадочными породами .

Любая горная порода на поверхности земли подвергается процессу выветривания т.е. разрушительному действию ветра воды ветра колебанию температур и других факторов

В результате выветривания даже самые прочные породы постепенно разрушаются образуют обломки различных размеров и разрушаются до мельчайших частиц.

Продукты разрушения переносятся ветром, водой и на определенном этапе переноса отлагаются , образуя рыхлые скопления или осадки. Накопление осадков происходит как на поверхности суши так и на дне морей , океанов.

Диагенез

Из рыхлых скоплений в течение времени формируются различные осадочные породы.

Эпигенез

Осадочные породы за счет специфических условий образования имеют ряд особенностей, которые существенно отличают их от магматических и… · Разнообразно минеральный и химический состав · Структура осадочных пород

Грунтоведение

Почва- это верхний плодородный слой земной коры , содержащий органические вещества Основание - массив грунта , воспринимающий нагрузки от сооружений Классификация грунтов

По вещественному составу

Выделяют типы грунтов и их наименования

Кроме общей классификации сущ-ет несколько видов специальной классификации грунтов

1. классификация по гранулометрическому составу(для крупнообломочных и песчаных грунтов

2. по числу пластичности и показателю текучести(для глинистых грунтов)

3. по степени плотности

4. по степени влажности(для песчаных грунтов)

Физические свойства грунтов

· твердая фаза(частицы минералов и обломочных г.п. ) · жидкая фаза(вода) · газообразная фаза(воздух)

Классификация грунтов по грануло- метрическому составу

Наименование крупнообломочных и песчаных грунтов устанавливается по процентному содержанию частиц отдельных фракций(фото12,13)

 

 

Для определения гран состава применяется метод просеивания на сито, в грунтоведении применяют стандартный набор сит.

Кроме наименования по графику гран состава вычисляют кооф-нт неоднородности

Сп=

Если Сп<3 однородный

Сп>неоднородный