Физические свойства горных пород

Естественные каменные материалы.

Классификация горных пород по происхождению (генетическая). Привести примеры горных пород из разных классификационных групп. Области применения.

Естеств. кам. мат-лы

- получают из горных пород путем их механической обработки (раскалыванием, пилением, дроблением, обтеской, шлифовкой, полировкой)

- или исп. в естественном виде (т.е. как они находятся в природе)(песок, гравий)

Горные породы – прир. агрегаты минералов более или менее постоянного состава, образующие самост. геолог. тела, слагающие зем. кору.

Классификация горных пород:

1.Изверженные (первичные):

- глубинные (интрузивные): гранит, сиенит, диорит

- излившиеся (эффузивные): диабад, базальт, вулкан. туф.

2.Осадочные (вторичные):

- механические: гравий, песок

- органогеннные: известняк, ракушечник, мел, диатомит

- химические: гипс, известняк

3.Метаморфические (видоизмененные):

- измененные изверженные породы: гнейс и т.д.

- измененные осадочные породы: мрамор, кварц и т.д.

Изверженные горные породы - образовались непосредственно из магмы – расплавленной массы преимущественно силикатного состава, в результате ее охлаждения и застывания. При внедрении магмы в земную кору и остывании в ее недрах на значительной глубине образуются глубинные(интрузивные), а при выходе и застывании магмы на поверхности Земли – излившиеся (эффузивные) изверженные горные породы. Магма может иметь основной состав (базальтовые породы), кислый состав (граниты), или щелочно-карбонатный или сульфидный составы.

В соответствии с условиями образования изверженные породы не могут содержать окаменелостей.

 

Осадочные породы – продукты разрушения под воздействием знакопеременных температур, ветра и воды изверженных горных пород, отложившиеся в горных бассейнах или на суше. Некоторые осадочные породы (органогенные) образуются в результате жизнедеятельности различных организмов.

 

Метаморфические породы образуются в результате длительного процесса изменения структуры некоторых изверженных или осадочных пород под влиянием больших давлений и высоких температур в толще земной коры.

Породообразующие минералы, их группы и свойства. Мономинеральные и полиминеральные горные породы, привести примеры.

5 групп породообразующих минералов:

- Кварц (кремнезем SiO2) – находится как в свободном виде, так и в виде силикатов, кварц – свободный природный кристаллический кремнезем)

- Алюмосиликат (глинозем (Al2O3) в природе встречается в виде корунда, диаспора (моногидрата, глинозема (Al2O3*H2O)), слюдо-водных алюмосиликатов, каолинита (Al2O3*2SiO3*2H2O)

- Железисто-магнезиальные силикаты (пироксены, амфитолы, и др) состоит из тонких и прочных волокон(горный лен)

- Карбонаты (кальцит (известкивый шпат CaCO3), магнезит MgCO3, доломит CaCO3,MgCO3)

- Сульфаты (гипс CaSO4*2H2O и ангидрит CaSO4) – при соединении с водой превращается в гипс

 

Св-ва:

Кварц – непрозрачны, матового или молочного цвета, нет спайности, раковистый излом, очень прочный, высокое сопротивление стиранию, высокая температура плавления, плотность 2,65 г\см3

Корунд является одним из наиболее твердых минералов (твердость 9 по шкале Маоса).

Диаспор содержит 85% оксида алюминия.

Полевые шпаты имеют белый, розовый, серый, желтый цвета. Плотность 2,55-2,76 см3, твердость 6 по шкале Мооса, прочность.

Слюдо-водные алюмосиликаты слож. и разнообразного состава: калиевая(мусковит – светлая, прозрачная, тугоплавкая, химически стойкая), железисто-магнезиальная.

 

Породы, состоящие из 1 минерала, называются мономинеральными (гипс), а из нескольких минералов – полиминеральными.

Физические и механические свойства горных пород, привести примеры с единицами.

 

Различают физические и механически е свойства горных пород. Их выражают и оценивают с помощью определенных показателей (характеристик).

Физические свойства горных пород

Физические свойства характеризуют физическое состояние горных пород, т.е. качественную определенность, проявляющуюся в их плотности, влажности, пористости, трещиноватости и выветрелости в условиях естественного залегания. Данные об этих свойствах позволяют качественно оценивать прочность и устойчивость горных пород.

В качестве основного признака классификации физических свойств пород наиболее целесообразно принять внешние поля или воздействия, во взаимодействии с которыми проявляются те или иные свойства. На основе этого признака можно выделить следующие классы физических свойств горных пород: плотностные, механические, горнотехнологические, тепловые, электромагнитные, радиационные.

Физические свойства горных пород имеют большое практическое значение (радиоактивность, люминесценция, магнитностью, твёрдость, оптические свойства и др.) и очень важны для их диагностики.

Они зависят от химического состава и типа кристаллической структуры.

Например, радиоактивные свойства минералов зависят от химического состава - наличие радиоактивных элементов, спайность минералов зависит от особенностей их кристаллической структуры, плотность - от химического состава и от типа кристаллической структуры.

Физические свойства могут представлять скалярную величину (независимы от направления), например плотность, или быть векторными (зависящими от направления), например твёрдость, спайность, оптические свойства.

Плотность. Плотности минералов (в г/см³) колеблются от величин, примерно равных единицы, до 23.0. Подавляющая масса минералов имеет плотность от 2.5 до 3.5, что обуславливает плотность земной коры, равную примерно 2.7 - 2.8.

Минералы по плотности условно можно разделить на три группы: лёгкие (плотность до 3.0), средние (плотность от 3.0 до 4) и тяжёлые (плотность более 4).