Водопоглощение, соле, кислото и морозостойкость

Другим важным свойством горных пород, связанным с пористостью, является показатель водопоглощения. От него и от минерального состава материала зависит кислото- и солестойкость камня, а также его морозостойкость. Ведь при замерзании вода в порах увеличивается в объеме на 9%, создавая мощное давление. Вода, проникая в поры материалов, оставляет на них после высыхания концентрированные растворы солей. Из них начинается рост кристаллов, создающих огромное кристаллизационное давление. При высоком водопоглощении и низкой пористости под этим давлением в материале образуются трещины. При высокой пористости камня кристаллизационное давление распределяется равномерно, и новые трещины не образуются (яркий пример — известняк). Кислотостойкость — свойство пород и материалов реагировать с различными кислотами, разрушая или преобразовывая горные породы. Мрамор реагирует на кислоты, в том числе на пищевые (лимонная, уксусная). Мрамор, травертины, известняки и доломиты разрушаются от действия соляной кислоты. Правда, в природе в свободном виде она не встречается, но в городах, где хлориды используют для борьбы со снегом, этот фактор риска значительно возрастает.

Все это означает, что в наружной отделке зданий лучше использовать породы, которые не разрушаются под воздействием неблагоприятных факторов и долго сохраняют свой внешний вид, гранит и известняк. Известняк хорош для цокольных конструкций. Недаром во всех крупных городах, стоящих в долинах рек и имеющих многовековую историю (Лондон, Париж, Кельн, Москва), все цоколи зданий сложены из известняка. В Москве, кстати, из известняка сложен цоколь стен и башен Московского Кремля. Для цоколя можно использовать и гранит, но в этом случае движение солей пойдет по кладочным швам.

Задание 3

Рассмотреть классификации минералов и горных пород по различным признакам.

В основе современной классификации минералов лежат химические и структурные признаки. Все известные минералы группируются в несколько классов, главнейшими из которых являются:

1) Самородные элементы и интерметаллические соединения

2) Сульфиды и их аналоги

3) Галогениды

4) Оксиды и гидроксиды

5) Соли кислородных кислот

Силикаты представляют собой наиболее многочисленный подкласс минералов и слагают около 90 % массы вещества земной коры. По кристаллохимическим особенностям структуры из кремнекислородных тетраэдров, силикаты подразделяются на островные, цепочечные, ленточные, слоистые (листовые) и каркасные.

Горные породы в общем виде разделяются по происхождению:

1) Осадочные

а) Органогенные

б) Обломочные

в) Хемогенные

2) Магматические

а) Интрузивные

б) Эффузивные

3) Метаморфические

а) Гидротермальные

б) Регионального метаморфизма

в) Контактового метаморфизма

Задание 5

Дайте характеристику указанных ниже минералам. В состав, каких горных пород они могут входить? Приведите примеры.

Глауконит, кварц, халцедон

Глауконит - минерал, водный алюмосиликат железа, кремнезема и oксидa калия непостоянного состава. Химическая формула (K, H₂O) (Fe³⁺,Al,Fe²⁺,Mg) 2 [Si₃AlO₁₀](OH)₂×nH₂O. Существует в виде маленьких, округленных зеленоватых зерен. Распространен во всех геологических системах, — в песках, песчаниках, глинах, мергелях и известняках, окрашивая их в зеленоватые цвета. Образование глауконита происходит и в настоящее время на дне морей при участии мелких организмов.

Кварц — один из самых распространённых минералов в земной коре, породообразующий минерал большинства магматических и метаморфических пород. Свободное содержание в земной коре 12 %. Входит в состав других минералов в виде смесей и силикатов. В общей сложности массовая доля кварца в земной коре более 60 %.Химическая формула: SiO₂. Относится к тригональной сингонии, кристаллы — шестигранные псевдогексагональные призмы, с одного конца (реже с обоих) увенчанные шести- или трёхгранной пирамидальной головкой, сочетающей грани двух ромбоэдров. В магматических и метаморфических горных породах кварц образует неправильные изометричные зёрна, сросшиеся с зёрнами других минералов, его кристаллами часто инкрустированы пустоты и миндалины в эффузивах.

Халцедон – полупрозрачный минерал, скрытокристаллическая тонковолокнистая разновидность кварца. Полупрозрачен или просвечивает в краях, цвет самый разный, чаще от белого до медово-жёлтого. Образует сферолиты, сферолитовые корки, псевдосталактиты или сплошные массивные образования. Твёрдость 6,5—7. Имеет много разновидностей, окрашенных в различные цвета: красноватый (сердолик или карнеол), красновато-коричневый (сардер), зеленоватый (хризопраз), голубоватый (сапфирин), непрозрачный тёмно-зелёный с ярко-красными пятнами или полосами (гелиотроп) и другие. Используется в изготовлении ювелирных изделий какподелочный камень. Полосчатый халцедон, состоящий из отличающихся по оттенку, прозрачности и плотности слоёв, называется агатом. Из однородных или параллельно-полосчатых участков агата с древнейших времён вытачивали многослойные рельефные художественные изображения.

Задание 6

Укажите происхождение, минеральный состав, структуру, текстуру горных пород, отметьте их основные свойства.

Мел, глинистый сланец, гнейс

Мел – осадочная горная порода зоогенного происхождения. В минеральном составе мела доминирует кальцит, который может быть как биогенного, так и аутогенного происхождения, органические остатки обычно слагают значительную часть породы (до 75%). В главной массе они представлены скелетными оболочками планктонных водорослей-кокколитофоридов, а также фораминифер (иногда до 40%). Структура тонкозернистая слабо сцементированная, текстура массивная.

Глинистый сланец – осадочная плотная сланцеватая глинистая порода (серая или чёрная), состоящая в основном из каолинита или других глинистых минералов, гидрослюд, хлорита, а также в подчинённых количествах кварца, полевых шпатов, карбонатов, органических углистых веществ и иногда сульфидов железа (обычно в виде пирита).. Образуется в результате уплотнения (диагенеза) глин и их частичной перекристаллизации при погружении на глубину. При дальнейшем изменении превращается в филлит, алевролит или хлоритовый сланец. Структура пелитовая, текстура массивная или слоистая.

Гнейс – средне- или крупнозернистая метаморфическая горная порода, характеризующаяся более или менее отчётливо выраженной параллельно-слоистой текстурой, иногда называемой гнейсовой текстурой. Богата полевым шпатом и в меньшем количестве кварцем и мусковитом. Содержит также один или несколько темноцветных минералов (биотит, роговая обманка, реже пироксены), наряду с которыми могут присутствовать и другие железомагнезиальные алюмосиликаты: хлоритоид, гранат, силлиманит, ставролит, кордиерит и др. Соответственно составу различают: биотитовые, амфиболовые, пироксеновые, гранатовые и др. гнейсы. В качестве акцессорных минералов в гнейсах обычны апатит, циркон, титанит и рудные минералы. По происхождению различают гнейсы, возникшие в результате метаморфизма осадочных (парагнейсы) и магматических (ортогнейсы) пород.

Задание 7

Как классифицируются перечисленные ниже горные поро­ды по происхождению и содержанию кремнекислоты? Какими основными признаками они характеризуются? Дайте описание од­ной из пород. В чем сходство и различие пород?

Андезит, гранит, диабаз

Андезит – эффузивная порода среднего состава нормальной щелочности. Цвет от светло-серого до темно-серого, часто бывают пористыми. Андезиты хорошо отличаются под микроскопом составом основной массы, сложенной преимущественно средним плагиоклазом (андезином), рудным минералом и небольшим количеством вулканического стекла. Содержит большое количество вкрапленников (до 70%), которые представлены сложнозональным плагиоклазом,клинопироксеном, ортопироксеном, роговой обманкой (роговообманковые андезиты) и биотитом. Магма андезитового состава вязкая, характерны мощные потоки, андезитовые купола, часты мощные взрывные извержения плинианского типа. Андезиты, подвергшиеся вторичным изменениям (девитрификации и др.) называются андезит-порфиритами. Они распространены в древних островодужных комплексах (Кавказ, Урал и др.). Переходные разности между андезитами и базальтами (52-56 % SiO2) называются андезибазальтами, а между андезитами и дацитами - андезидациты. Применяется как строительный и отделочный камень, кислотоупорные материалы, используются в качестве сырья для производства минеральной ваты.

Гранит – интрузивная порода кислого состава нормальной щелочности. Состоит изкварца, плагиоклаза, калиевого полевого шпата и слюд — биотита и/или мусковита. Граниты очень широко распространены в континентальной земной коре.

Диабаз – жильная (гипабиссальная) порода основного состава нормального ряда, сложенная, главным образом, клинопироксеном и основным плагиоклазом и имеющая диабазовую структуру.

Сходства пород: все породы имеют магматическое происхождение.

Различия: андезит – эффузивная порода, гранит – интрузивная, диабаз – субвулканическая.